Способ изготовления полиграфической продукции и машина для его осуществления К.Н.Сыздыкова Советский патент 1992 года по МПК B41F17/00 

Изобретение относится к полиграфическому производству.

Известен способ изготовления полиграфической продукции, включающий печатный и переплетный процессы, которым предшествуют операции изготовления бумаги.

Недостатком его является трудоемкость изготовления полиграфической продукции.

Известен способ электрографической и электрофотографической печати с плоской формы.

Недостатком его является необходимость отдельной формы для каждой краски при многокрасочной печати.

Известны приспособления, устройства и оборудование для осуществления отдельных процессов полиграфического произволства: чан, ным дном

четырехугольная форма с сеточ- ручной винтовой пресс, шесты и

столы для сушки бумажных листов на воздусушиль

ные цилиндры, обогреваемые изхе,

нутри углем или паром;

сливной бассейн-сцежа, напорный ящик с щетью - напускное устройство, синтетическая или бронзовая сетка, прессовая и сушильная части из полых валов с множеством отверстий, вакуумные отсасывающие устройстве под сеткой и внутри валов;

оборудование сухого формования бумаги;

оборудование печатного и переплетного процессов, например; фальцевальные, подборочные, швейные, книжные, резальные, битов эльные, прессующие и другие полиграфические машины.

Недостаток перечисленного оборудования в несовмещенности выполняемых ими операций, что увеличивает трудоемкость и себестоимость полиграфической продукции.

Известна форма электрографической плоской печати.

Недостатком ее является односторонность и одноцветность ее работы.

Прототипом принят способ изготовления полиграфической продукции, включающий плоскую многокрасочную электрографическую печать с электростатической подачей краски.

Недостатком его является несовмещенность печатного процесса с бумагоделательными и переплетными операциями, наличие операций приводки бумажного по лотна и форм.

Прототипом устройства принята печатная машина с фальцаппаратом и подборочным узлом (брошюрования).

Недостатком ее является несовмещенность с конструкциями бумагоделательных и переплетных машин, а также несовмещенность и односторонность форм разных красок.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и себестоимости полиграфической продукции,

Это достигается совмещением бумагоделательных, печатных, переплетных процессов, покэытаем цветным изображением обоих сторсн печатной формы, совмещением печатной сующими,

формы с формирующими, прессушильными элементами бумагоделательной машины, со сборочными, скрепляющими, режущими элементами переплетной машины.

На фиг.1 изображена машина, разрез А-А на фиг,3; на фиг.2 - сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.З - сечение В-В на фиг.1; на

фиг.4 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.5 - разрез Д-Д на фиг.1; на фиг.6 - разрез Е-Е на фиг. 1; на фиг.7 - разрез Ж-Ж на фиг. 1; на фиг,8 - разрез 3-3 на фиг.1; на фиг,9 сечение Й-И на фиг.1.

Предлагаемый способ изготовления полиграфической продукции.

Бумажная масса подается на формы 20, 23, потоком ионизированного воздуха по

0 замкнутому кругу через элементы устройства: нижняя часть трубы 17 под открытым краном 27 отсека 5 бака 1, где он насыщается порцией бумажной массы, нижние совмещенные прорези труб 8, 4,

5 цилиндрообразную полость 2, решетчатое основание цилиндра 3 с раскрытыми формами 20, 23, решетчатую часть основания крышки 14, верхние совмещенные прорези труб 8, 4, верхняя часть трубы 17.

0 Противоположные электрозаряды воздушно-бумажной смеси и форм 20, 23 обеспечивают покрытие последних ровным бумажным слоем, толщина которого регулируется величиной эл.тока.

5В зависимости от требуемых свойств бумажная масса может содержать различные добавки.

Например, для повышения механической прочности бумаги используют связую0 щие вещества - крахмал и его производные; животный клей, МаКМЦ. Для удешевления бумаги, повышения ее белизны, придания бумаге непрозрачности, увеличения ее пористости, воздухопроницаемости, впитыва5 ющей способности, скорости сушки, снижения деформации бумаги при ее намокании, уменьшения склонности бумаги к скручиванию, повышения ее гладкости, плотности, снижения шума при перелисты0 вании используют минеральные добавки, наполнители (каолин, мел, тальк, гипс, двуокись титана и др.).

Связующие или проклеивающие добавки могут использоваться двумя способами 5 введением в бумажную массу или нанесением на поверхность бумаги. Для увеличения механической прочности бумаги эффективен способ нанесения проклеивающих добавок на поверхность бумаги, но при этом

0 может уменьшиться ее впитывающая способность к жидкостям. Минеральные добавки эффективны при введении их в бумажную массу, но при этом уменьшается ее механическая прочность.

5 В предлагаемом способе между двумя листами бумаги с несвязующими добавками находится слой связующих добавок, формирующий их в один лист наподобие слоеного пирога, при этом все добавки используются эффективным образом.

Цветоделением цветного изображения получают три зоны формы, последовательное покрытие которых тремя красками аддитивным способом образует исходное цветное изображение. На печатную форму подают определенную величину эл.зарядов одного знака. Каждой из трех зон соответствует своя величина поверхностной плотности зарядов. (Способ изготовления формы в дополнительной заявке). Четвертая, наибольшая величина поверхностной плотности зарядов соответствует пробельным участкам. При электростатическом осаждении заряженной воды на этих участках получаются пленки четырех значений толщины, причем наибольшая в пробельных участках. Например, для желтого, зеленого, черного, красного, синего, пурпурного, голубого цветов на участках 1+12 имеем следующую таблицу:

При подаче воды образуется пленка толщиной в на участках 1, 2, 4, 7, 2в- на участках 5, 8, 9, 11, Зв- на участках 3, 6, 10, 12, соответственно имеющимся зарядам знака + на поверхности формы. За время t до подачи желтой краски при температуре формы Т вода толщиной пленки в испарится с участков 1, 2. 4, 7, которые покроются желтой краской знака -. Участки 3, 5, 6, 8. 9, 10, 11, 12 покрыты водяной пленкой, отторгающей краску. К моменту подачи второй краски знака - испарится вода с участков 5, 8, 9, 11, которые покроются пурпурной краской. Участки 1, 2, 4, 7, покрытые желтой краской, отторгнут пурпурную по причине одноименности зарядов. На участках 3, б, 10, 12 вода испарится только к третьей краске знака -, и они покроются голубой краской. Остальные участки, покрытые предыдущими красками, отторгнут голубую по причине одноименности зарядов. Малые размеры заряженных частиц формы и краски позволяют использовать аддитивный способ получения цвета. В результате 1 участок образует желтый, 2, 3 участки - зеленый, 4, 5, 6 - черный, 7, 8 - красный, 9, 10 - синий, 11 - пурпурный, 12 - голубой цвета. При увеличенном количестве подач красок возможно использование субтрактивного способа получения цвета.

После третьей краски подают на формы бумажную массу, добавки, клей. Толщину бумажного слоя и других компонентов при электростатическом осаждении регулируют величиной эл.тока на формах, при этом формы и поступающая масса заряжены разноименными зарядами. Затем совершается процесс формирования книги (бланков, газет), при этом бумагоделательные, печатные, переплетные процессы выполняются одновременно.

Процесс изготовления книги совершается за один оборот трубы 8 в трубе 4, кото- 5 рый мог вт занимать по времени доли секунды, так как электростатические процессы скоротечны. Дальнейшее вращение трубы 8 в трубе 4 обеспечивает повторение всех циклов работы устройства посредст0 вом автоматического включения соответствующих контактов.

При электростатическом осаждении возможно получение тонких и равномерных слоев краски и бумажной массы (с.24.

5 К.К.Казанжи, Статическое электричество, М. 1965. Знание. 32с). Температура формы, толщина слоев красок и бумажной массы, скорость их высыхания могут быть подобраны так, чтобы краска не успевала рас0 плыться. Электростатические процессы мгновенны и это позволяет надеяться на получение четкого изображения.

Описание устройства (машины) в статике.

5Машина для осуществления предлагаемого способа состоит из радиально разделенного на отсеки 1-6 кольцеобразного бака 1, в котором концентрически закреплена цилиндрообразная полость 2, в которую

0 вставлен цилиндр 3 с внешним кольцевым решетчатым основанием, 1 отсек бака 1 содержит воду, 2-1-ю краску, 3 - 2-ю краску, 4 - 3-ю краску, 5 - бумажную массу, б - добавки, например, клеевые, В цилиндр 3

5 вставлена труба А с кольцом 5, эл.обмен кой б, контактом 7. В трубе 4 размещена труба 8 с контактами 9. 10, 11, 12, 13. На 4 установлены крышки 14, 15, имеющие секторные проемы, над которыми навернута

0 гайка 16. К баку 1, трубе 4 прикреплены трубы 17с гайками 18. Трубы 17 состоят из отрезков труб из металла и изоляционного материала, соединенных последовательно, чередующихся между собой. Внутри

5 изоляционных труб установлены электрические разрядники - металлические щетки, острия которых направлены в сторону желаемого направления движения воздуха или газа. К щеткам подведен один из попю0 сов источника высокого напряжения, а металлические отрезки труб заземлены. Внутри трубы-насоса возникает направленный коронный разряд, нейтральные частицы воздуха или газа увлекаются

5 образовавшимся потоком заряженных ионов. (Насос-электроветер. Американский патент № 2765975.4, стр.32). К трубам 17. каждая из которых является ионизатором и насосом воздуха одновременно, прикреплен эл.двигатель 19. К цилиндру 3 прикреплена форфа 20, на решетчатое основание цилиндра В установлены прижимы 21 с прикрепленными к ним и решетчатому основанию цилиндра 3 гофрированными секторами 22, на кольцо 5 трубы 4 и полость 2 установлены формы 23, у исходного положения прижимов 21 в секторе б бака 1 установлен компрессор 24, напротив, с другого конца бакг 1 смонтирован лоток 25 с клапаном 26, каждый из отсеков 1-6 сообщается с одной примыкающей трубой 17 посредством крана 27.

Конкротный пример выполнения изобретения.

Для способа.

Предлагаемый способ включает в себя насыщенно печатных форм электростатическим зарядом, величина которого может колебаться в широком диапазоне и ограничена только возможностью коронного разряда между пластинами, который может произойти при напряжении 40-50 кВ при пластинах обычного книжного формата толщиной 0,1 мм в количестве порядка 100 штук, и емкости установки порядка 10 Ф и допустимом электрическом заряде порядка 10 Кл. Для осуществления закрепления краски, бумажной массы, добавок на печатных формах, воздух, проходящий между пластинами, насыщается электрозарядами противоположного знака, например, при напряжении 10000 в на полюсах ионизатора воздуха возникает направленный коронный разряд, нейтральные частицы воздуха увлекаются образовавшимся потоком заряженных ионов (4, стр.24, 32).

По причине скоротечности электростатических процессов, общее время, необходимое для изготовления книги, включая бумагоделательные, печатные, переплетные операции (которые в нашем случае совмещены), составит 6-10 секунд.

Температура формы Т составляет 80- 100°, т.к. при этих значениях происходит испарение воды с последующим покрытием краской.

Достижение цели (снижение трудоемкости и себестоимости) гарантируется ликвидацией транспортных операций между бумагоделательными, печатными и переплетными этапами и совмещенностью самих этих операций.

Для машины.

Габариты машины применительно к традиционным форматам печатной продукции составят: высота 1500-2000 мм, $ 1500 мм, при этом значительную часть объема занимают емкости, что позволяет сократить внутрисменные операции зарядки

машины красками и бумажной массой, а при подключении к общим емкостям посредством трубопроводов - исключить операции зарядки совсем для бумаги.

Кроме снижения трудоемкости и себестоимости, которое наглядно подтверждено способом, достигается также значительное упрощение конструкции, т.к. ряд машин (бумагоделательные, печатные, переплетные)

0 заменены одной машиной с малым числом деталей.

Работа машины.

Гайками 16,18 фиксируются крышки 14, 15 в положении закрытия полости 2. Нижняя

5 прорезь трубы 8 совмещена с прорезью трубы 4 у сектора 1 (воды) бака 1. Включением электрообмотки 6 цилиндр 3 устанавливается в верхнее положение. Включается источник постоянного тока, подающим

0 одноименные заряды на формы 20, 23, при этом формы 23 располагаются веером. Подается высокое напряжение на металлические щетки труб 17, при данном исходном положении нижних прорезей труб 8, 4, пер5 вой подается порция ионизированного воздуха, насыщенного водой, при этом разные участки форм 20, 23 покрываются пленками воды разной толщины. Включается эл.дви- гатель 19, труба 8 начинает вращаться про0 тив часовой стрелки в трубе 4, при этом нижняя прорезь трубы 4 закрывается, открывается верхняя прорезь трубы 4 у сектора 1 (воды) бака 1, в трубу 17 которого устремляется данная порция воздуха. Даль5 нейшее вращение трубы 8 в трубе 4 обеспечивает поочередную подачу после воды трех красок, бумажной массы, добавок, в том числе клеящих.

Каждый из перечисленных компонентов

0 - вода, 1-ая краска, 2-я краска, 3-я краска, бумажная масса, добавка, например, клеевая, подается на формы 20, 23 аналогично подаче на них бумажной массы, при этом для каждого из компонентов используются

5 соответствующие прорези трубы 4, соответствующая труба 17, соответствующий кран 27, сообщающийся с соответствующим отсеком бака 1. Поочередная подача компонентов отсеков I-VI обеспечивается

0 вращением трубы 8 против часовой стрелки в трубе 4, при этом верхняя прорезь трубы .8 отстает в своем вращении от нижней на некоторый угол, необходимый для того, чтобы верхняя прорезь трубы 8 оказалась от5 крытой к моменту подхода к ней порции воздушной смеси.

Разноименность зарядов в потоке воздуха и на формах 20,23 обеспечивает покрытие их перечисленными компонентами, при этом толщина слоя, например, бумажной

массы, может регулироваться поверхностной плотностью зарядов на формах 20, 23, зависящей от величины подаваемого тока и проводимости материала форм. Этими факторами регулируется разница в толщине между страницами и обложкой книги.

К моменту включения прижимов 21 формы 20, 23, покрытые поочередно водой, красками, бумажной массой, добавками, например, клеевыми, раскрыты. При дальнейшем вращении трубы 8 в трубе 4 совмещаются их контакты 9, 7, которые отключают эл.ток с форм 20, 23, труб 17, включают компрессор 24, подающий воздух в полость, ограниченную прижимами 21, гофрированными секторами 22, цилиндром 3, полостью 2, при этом прижимы 21 формируют страницы, корешок, обложку книги между формами 20, 23. Давление воздуха, создаваемого компрессором 24, сдвигает прижимы 21 (фиг.6) по окружности полости 2 к лотку 25, в свою очередь прижимы 21 сжимают формы 23, располагавшиеся веером, прессуя между смежными формами 23 страницы, между крайними и смежными им формами 23 обложку, между краями форм 23 и формой 20 - корешок книги, при этом страницы, спрессованные из двух слоев, обложка и корешок образуют отлитую заодно книгу. При отсутствии зазора между формами 20. 23 возможно формирование бланочной продукции, а также газет. При дальнейшем вращении трубы 8 совмещаются контакты 7,10труб4,8, которые переключают компрессор 24 в режим вакуумной установки, включают эл.ток на формы 20,23, при этом формы 23 располагаются веером, отделяясь от сформированных страниц. При дальнейшем вращении труб совмещаются контакты 7, 11 труб 4, 8, которые уменьшают ток в эл.обмотку 6, при этом цилиндр 3 с развернутой книгой на решетчатом основании опускается в нижнее положение, при этом книга получается с отлитыми заодно страницами, корешком, обложкой. При дальнейшем вращении трубы 8 совмещаются контакты 7, 12 труб 4, 8, которые отключают напряжение с форм 20, 23, включают компрессор24, при этом прижимы 21 закрывают книгу. При дальнейшем вращении трубы 8 совмещаются контакты 7, 13 труб 4, 8, которые включают компрессор 24 в режим вакуумной установки, при этом прижимы 21 возвращаются в исходное положение, освобождая книгу через щель в решетчатом основании цилиндра 3 в лоток 25, клапан 26, которого открывается при опускании цилиндра 3 в нижнее положение. Прижимы 21 сжимают формы 23, располагавшиеся веером, прессуя между смежными формами 23

страницы книги, при этом формы 23 покрыты предварительно печатным изображением с двух сторон. Так получаются страницы с двухсторонней печатью.

5Технико-экономические преимущества.

В предлагаемом способе, осуществляемом с помощью машины, совмещены часть бумагоделательных, печатные, переплет0 ные процессы. Одна машина с небольшим количеством деталей дублирует работу парка полиграфических машин, что уменьшает металлоемкость и энергопотребление оборудования. Подача на форму бумажной мас5 сы вместо бумажного полотна упрощает правила перевозки, хранения бумажного сырья, снижает отходы бумаги на этом этапе полиграфического производства. Ликвидация промежуточных операций фальцовки,

0 подборки, шитья, склеивания, обрезания, использование печатной формы с двух сторон, совмещение печатных форм разных красок в одной форме снижает трудоемкость и себестоимость полиграфической

5 продукции.

Формула изобретения

1.Способ изготовления полиграфической продукции, включающий оумагодела0 тельный процесс с формированием бумажных листов, процесс нанесения красок цветного изображения на печатную форму, процесс многокрасочной плоской печати и брошюровочно-переплатный про5 цесс, отличающийся тем. что, с целью снижения трудоемкости и себестоимости продукции, перед нанесением краски печатную форму нагревают до температуры испарения воды и затем покрывают водой,

0 причем печатный процесс совмещают с бумагоделательным и брошюровочио-пере- плетным процессами, краски наносят с обеих сторон печатной формы, а печать осуществляют за счет нанесения на обе сторо5 ны формы бумажной массы с добавками, причем добавки в бумажную массу вносят после контакта бумажной массы с красками на печатной форме.

2.Машина для изготовления полигра- 0 фической продукции, содержащая смонтированные в корпусе узел печатания, включающий формные и печатающие элементы, узел брошюрования и приводной электродвигатель, отличающаяся тем,

5 что, с целью снижения трудоемкости и себестоимости продукции, корпус выполнен в виде компонентопроводящих элементов, образованных изоляционными трубами с электрическими разрядниками, и установленного в этих трубах радиально разделенного на отсеки, образующие емкости для компонентов, кольцеообразного герметичного бака, имеющего концентрично закрепленную в нем цилиндрическую полость с установленными в ней с возможностью вращения одна в другой концентричными трубами, соединенными с приводным электродвигателем так, что они образуют ось симметрии машины, и имеющими управля ющие контакты электрических цепей и про рези длл ввода и вывода компонентов, при этом узел печатания совмещен с узлом брошюрования и выполнен в виде расположенного на внешней трубе в цилиндрической

-

10

15

полости цилиндра, имеющего ограничивающие его верхнее и нижнее кольцевые решетчатые основания, а формные элементы выполнены в виде веерообразно расположенных в цилиндре вертикальных пластин, смонтированных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси машины, при этом машина имеет пневмодвижители, образованные двумя вертикальными радиально расположенными в цилиндре элементами, скрепленными сверху и снизу гофрированными секторами, образующими герметичную полость с изменяемым объемом, соединенную с компрессором.

Сущность изобретения: способ включает бумагоделательный процесс с формированием бумажных листов, процесс нанесения красок цветного изображения на печатную форму, процесс многокрасочной плоской печати и брошюровочно-переплет- ный процесс. Перед нанесением краски печатную форму нагревают до температуры испарения воды и затем покрывают водой. Печатный процесс совмещают с бумагоделательным и брошюровочно-переплетными процессами. Краски наносят с обеих сторон печатной формы, а печать осуществляют за счет нанесения на обе стороны формы бумажной массы с добавками. Причем добавки в бумажную массу вносят после ее контакта с красками на печатной форме. Машина для изготовления полиграфической продукции содержит корпус в виде ком- понентопроводящих элементов, образованных изоляционными трубами, и установленного в них, радиально разделенного на отсеки, образующие емкости для компонентов, кольцеобразного герметичного бака, имеющего концентрично закрепленную в нем цилиндрическую полость с установленными в ней с возможностью вращения одна в другой концентричными трубами с прорезями для ввода и вывода компонентов. Узел печатания совмещен с узлом брошюрования и выполнен в виде расположенного на внешней трубе в цилиндрической полости цилиндра, имеющего ограничивающие его верхнее и нижнее решетчатые основания. Формные элементы выполнены в виде веерообразно расположенных в цилиндре вертикальных пластин, установленных с возможностью вращения вокруг вертикальной оси машины. 2 с.п. ф- лы, 9 ил. 1 табл. сл

Примечание: в- толщина пленки воды, ж - желтый, з - зеленый, ч - черный, к - красный, с - синий, п - пурпурный, г - голубой цвета.

II

J. 1

1

J

lfl -±г

i

25

Фиг.З

г-г

V

&

п

17

Фиг

Ј-Ј

v

15 14

зо ж-ж

25 2

Фиг.7

vV

3-3

ч

р

Фиг. 8

Фиг. 9