DE69306415T2

DE69306415T2 - Ablenkvorrichtung für farbbehälter

Info

Publication number: DE69306415T2
Application number: DE69306415T
Authority: DE
Inventors: Charles Eberhard; Stephen Sonneville; Jeffrey Vaughn
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-08-27
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-08-28
Also published as: MX9305534A; HUT72569A; CN1090814A; KR100284934B1; ES2095078T3; DK0683730T3; KR960700898A; ATE145862T1; US5255603A; WO1994018009A1; NO953158D0; DE69306415D1; NZ255918A; FI953828A0; CZ204795A3; CZ287030B6; CA2155192A1; AU5096493A; HU219633B; AU703346B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Druckvorrichtung mit einer Ablenkplatte zur Dämpfung von Fluidbewegung in einem Druckfarbenvorratsbehälter.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Druckfarbe kann verwendet werden, um an Konsumprodukten ästhetisch ansprechende Designs herzustellen, um Verkäufe der Konsumprodukte anzuheben. Das Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat, wie zum Beispiel eine Papierbahn, ist in der Fachwelt gut bekannt.
Eine bekannte Vorrichtung zum Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat umfaßt ein Druckfarbenfarbwerk oder -vorratsbehälter und eine zylindrische Walze, welche an einem Rahmen rotierbar gelagert ist. Die Walze ist teilweise in die Druckfarbe im Vorratsbehälter eingetaucht. Der Vorratsbehälter kann zur Atmosphäre offen oder, alternativ, geschlossen sein und sich unter Druck befinden.
Wenn die Walze rotiert wird, befördert die Oberfläche der Walze Druckfarbe aus dem Druckfarbenvorratsbehälter für darauffolgendes Übertragen auf das Substrat. Die teilweise eingetauchte Walze kann eine Aniloxwalze mit einer gravierten Oberfläche mit Zellen sein, um die Übertragung der Druckfarbe aus dem Vorratsbehälter zu steigern. Die Aniloxwalze kann mit einem Plattenzylinder einen Quetschspalt bilden. Druckfarbe, welche von der Aniloxwalze auf den Plattenzylinder übertragen worden ist, wird auf ein Substrat aufgebracht, welches zwischen dem Plattenzylinder und einem Druckzylinder durchgeht.
Eine derartige Druckvorrichtung ist in der erteilten US-Patentanmeldung Nr.07/917.528, Ausgabe-Stapel-Nr. J48, Vorrichtung zum Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat, angemeldet am 17. Juli 1992 namens von Leopardi, geoffenbart, welche Anmeldung hierin durch Referenz für den Zweck des Zeigens einer Zusammenstellung von Druckfarbenvorratsbehälter und Aniloxwalze aufgenommen ist.
Allgemein ist es erwünscht, die Druckvorrichtung bei hohen Geschwindigkeiten zu betätigen, um die Anlagekosten des bedruckten Substrats zu vermindern und um ein preislich wettbewerbsfähiges Produkt zur Verfügung zu stellen. Jedoch können Versuche, die Arbeitsgeschwindigkeit der Druckvorrichtung anzuheben, zu unerwünschten Variationen in der Druckfarbenübertragung auf die Aniloxwalze führen. Variationen in Druckfarbenübertragung vom Vorratsbehälter auf die Aniloxwalze können zu einem mäßig qualitativen Aussehen der Druckfarbenmuster am Papiersubstrat zufolge von nebeneinanderstehenden Vailationen in der Begrenzung und Intensität des Musters führen.
Von derartigen Variationen wird angenommen, daß sie mindestens zu einem Teil von Energie und Luft, welche durch die Aniloxwalze in die Druckfarbe im Vorratsbehälter gelenkt worden sind, verursacht werden. Wenn die Aniloxwalze im Vorratsbehälter rotiert wird, wird von der Oberfläche der Aniloxwalze in die Druckfarbe im Vorratsbehälter Energie übertragen. Die in die Druckfarbe transferierte Energie nimmt zu, wenn die Rotatonsgeschwindigkeit der Aniloxwalze zunimmt.
Die in die Druckfarbe transferierte Energie kann zu massenhafter turbulenter Strömung der Druckfarbe im Inneren des Vorratsbehälters führen. Druckfarbenströmung, welche von der Rotation der Aniloxwalze verursacht worden ist, ist anfänglich hauptsächlich in der Maschinenrichtung, welche der Rotationsrichtung der Aniloxwalze entspricht. Diese Druckfarbenströmung kann von den Wandungen des Vorratsbehälters umgedreht werden, sodaß die massenhafte turbulente Strömung der Druckfarbe entlang der Länge der Aniloxwalze quer zur Maschinenrichtung gelenkt wird. Diese Richttung quer zur Maschine ist allgemein parallel zur Rotationsachse der Aniloxwalze.
Die rotierende Aniloxwalze kann ebenso eine Begrenzungsschichte aus Luft an ihrer Oberfläche tragen. Diese Begrenzungsschichte aus Luft kann in die Druckfarbe im Vorratsbehälter getragen werden, insbesondere, wenn der Vorratsbehälter zur Atmosphäre offen ist. Die Menge an in der Druckfarbe mitgenommener Luft nimmt ebenso mit der Rotationsgeschwindigkeit der Aniloxwalze zu. Die mitgenommene Luft kann zu einem unerwünschten Schaumbilden in der Druckfarbe führen und Druckfarbe am Eintreten in die Zellen an der Oberfläche der Aniloxwalze hindern.
Die mitgeführte Luft in Kombination mit der Turbulenz in der Druckfarbe kann zur Bildung von wandernden Druckfarbewellen entlang der Länge der Aniloxwalze führen. Die Wellentäler können ungleiches Druckfarbenaufbringen entlang der Länge der Aniloxwalze verursachen, was seinerseits unerwünschte Variationen im Muster am bedruckten Substrat verursacht.
Ein bekanntes Verfahren zum Zerstreuen der Strömungsenergie der Druckfarbe, welche von der Aniloxwalze verursacht worden ist, stellt eine Reihe paralleler Wandungen oder Platten, welche im Vorratsbehälter positioniert sind, bei. Beispiele von Plattenablenkwandungen sind im US-Patent 2,276.662, ausgegeben. am 17. März 1942 an Matuschke, im US-Patent 4,138.333, ausgegeben am 19. Juni 1979 an Navi, im US-Patent 4,373.443, ausgegeben am 15. Februar 1983 an Matalia et al., und im US-Patent 4,497.250, ausgegeben am 5. Februar 1985 an Dressler, geoffenbart. Derartige Plattenablenkwandungen sind von Nachteil, weil sie den Vorratsbehälter in Unterteilungen aufteilen und dadurch ein genaues Mischen oder Zirkulieren der Druckfarbe innerhalb des Vorratsbehälters verhindern. Geringe Druckfarbenzirkulation kann unerwünschte Veränderungen in Druckfarbeeigenschaften, wie zum Beispiel angehobene Druckfarbenviskosität, herbeiführen, was zu Variationen in der Intensität des Musters, welches auf das Substrat aufgedruckt wird, führen kann.
Weiters können Plattenablenkwandungen Druckfarbenströmung in einer Richtung lotrecht zu den Platten verhindern, während sie ungehinderte Strömung parallel zu den Platten zulassen. Demnach gibt es geringe oder keine Zerstreuung der Druckfarbenströmungsenergie, welche parallel zu den Platten gerichtet ist.
Ein weiteres bekanntes Verfahren des Zerstreuens der Strömungsenergie der Druckfarbe, welche von der Aniloxwalze verursacht werden ist, umfaßt das Füllen des Vorratsbehälters mit einer Anzahl von Kissen. Jedes Kissen umfaßt ein 3-dimensionales Maschengitter aus einer oder menreren Kunststofflitzen. Ein Beispiel eines derartigen Gitters ist ein Schrubbkissen, wie es zum Beispiel von der Miles Corporation aus Chicago, Illinois, als Tuffy Dishwashing-Kissen erhältlich ist. Die Kunststoffgitterkissen können einfach im Vorratsbehälter angeordnet sein oder sie können in einem Gitterkäfig getragen sein, welcher eine Peripherie aufweist, welche sich der Länge, Breite und Tiefe des Vorratsbehälters entlang erstreckt.
Die zuvor erwähnten Kissen sind effektiv beim Brechen der Druckfarbenströmung, welche von den Rotationen der Aniloxwalze verursacht worden ist. Jedoch können die Kissen ausreichende Zirkulation der Druckfarbe innerhalb des Vorratsbehälters verhindern, was zu einem unerwünschten Wechsel in Druckfarbeneigenschaften und Variationen in Druckintensität am Substrat führen kann. Von unzureichender Zirkulation wird angenommen, daß sie mindestens zum Teil eine Folge der dichten Konstruktion der Kissen ist. Die Kissen haben ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von etwa 5,9 Quadratzentimer pro Kubikzentimeter [15 Quadratinch pro Kubikinch], wobei die Oberfläche die Oberfläche der Kunststofflitzen ist und das Volumen das Volumen ist, welches von der Peripherie des Kissens eingeschlossen ist. Dieses Volumen inkludiert das Volumen, welches von den Kunststofflitzen eingenommen ist, und das Volumen der Druckfarbe zwischen den Litzen.
Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen stellt ein Dämpfungsmaß in einer Ablenkplatte zur Verfügung. Strömungsenergie wird zerstreut, wenn die Druckfarbe über eine Oberfläche fließt, sodaß Strömungsenergie-Zerstreuung durch das Vergrößern des Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen der Ablenkplatte angehoben werden kann. Dieses Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und die Restriktion für die Strömung können zunehmen, wenn die Kissen komprimiert sind, wenn sie in den Vorratsbehälter eingegeben werden. Demnach kann die Beabstandung zwischen Litzen [und die resultierende Strömungsrestriktion durch die Kissen] in Abhängigkeit von der Anzahl der Kissen, welche im Vorratsbehälter angeordnet sind, und der Art, auf welche sie im Vorratsbehälter gepackt sind, variieren.
Die dichte Struktur der Kissen führt ebenso zu Kissen, welche mit Papierfasern oder anderen Unreinheiten in der Druckfarbe verklebt werden, welches Verkleben weiters Druckfarbenzirkulation reduziert. Die Kissen müssen demnach häufig gesäubert oder ersetzt werden. Jedesmal, wenn die Kissen gesäubert oder ersetzt werden, muß die Druckvorrichtung abgestellt werden, was zu einem Verlust in der Produktion führt.
Die Kissen sind ebenso von Nachteil, weil sie eine Restriktion von Strömung beistellen, welche im wesentlichen in jeder Richtung die gleiche ist. Ein Druckfarbenvorratsbehälter kann einen Druckfarbeneinlaß am Boden des Vorratsbehälters aufweisen. In einem derartigen Vorratsbehälter ist relativ ungehemmte vertikale Strömung vom Einlaß zur Aniloxwalze erwünscht, während gedrosselte Strömungen in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung wünschenswert sind, um die Strömungsenergie der Drucklärbe, welche von der Rotation der Aniloxwalze verursacht worden ist, zu zerstreuen.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Druckvorrichtung beizustellen, welche eine Ablenkplatte mit Strömungsdrosselkörpern aufweist, welche in einem Druckfarbenvorratsbehälter Strömungsenergie zerstreuen, während Zirkulation der Druckfarbe innerhalb des Druckfarbenvorratsbehälters stattfinden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ablenkplatte beizustellen, welche direkte Strömung durch die Ablenkplatte in einer Maschinenrichtung und in einer Richtung quer zur Maschine verhindert, während Zirkulation zwischen Strömungsdrosselkörpern in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung stattfinden kann. Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ablenkplatte beizustellen, welche Strömung in Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung im wesentlichen mehr als in einer vertikalen Richtung normal zur Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung drosselt.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat, wie zum Beispiel eine Papierbahn. Die Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter, welcher Druckfarbe enthält und eine Walze, welche zur Rotation um eine Walzenachse getragen ist, sodaß die Walze teilweise in die Druckfarbe im Vorratsbehälter eingetaucht ist, auf. Die Vorrichtung umfaßt weiters eine Ablenkplatte zum Zerstreuen von Strömungsenergie der Druckfarbe im Druckfarbenvorratsbehälter.
Die Ablenkplatte umfaßt eine Gruppe von Strömungsdrosselkörpern, welche im Vorratsbehälter eingetaucht sind. Die Gruppe von Strömungsdrosselkörpern erstreckt sich entlang zueinander lotrechten ersten und zweiten Richtungen. Jeder Strömungsdrosselkörper hat eine vorherbestimmte Beabstandung von benachbarten Strömungsdrosselkörpern entlang den zueinander lotrechten ersten und zweiten Richtungen. Die zueinander lotrechten ersten und zweiten Richtungen können der Maschinenrichtung und der Richtung quer zur Maschine entsprechen.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist jeder Strömungsdrosselkörper ein Borstenbüschel auf. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel weist jeder Strömungsdrosselkörper einen Einkomponentenstift auf. Die Strömungsdrosselkörper können allgemein parallel sein, wobei jeder Strömungsdrosselkörper sich von einem ersten fixierten Ende zu einem zweiten freien Ende, welches von der Walze eng beabstandet ist, erstreckt und vorzuguweise sich über die Tiefe des Druckfarbenvorratsbehälters erstreckt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Strömungsdrosselkörper versetzt, um direkte Strömung durch die Ablenkplatte in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung zu verhindern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die vorliegende Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung verstanden werden wird, welche in Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen gemacht wurde, in welchen ähnliche Teile mit derselben Bezugsziffer versehen worden sind, und:
Figur 1 ist eine schematische Seitenaufrißansicht einer Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung von Figur 1 welche klarer die Ablenkplatte zeigt, welche im Druckfarbenvorratsbehälter positioniert ist.
Figur 3 ist eine schematische Draufsicht auf die in Figur 2 gezeigte Ablenkplatte.
Figur 4 ist eine vergrößerte schematische fragmentarische Draufsicht auf die Ablenkplatte von Figur 2, welche eine Gruppe von Strömungsdrosselkörpern zeigt, welche versetzt sind, um direkte Strömung durch die Ablenkplatte in irgendeiner Richtung in der Ebene, welche von der Maschinenrichtung und der Richtung quer zur Maschine definiert ist, zu verhindern.
Figur 5 ist eine schematische fragmentarische Querschnittsansicht der in Figur 2 gezeigten Ablenkplatte, teilweise weggeschnitten gezeigt, wobei die Ablenkplatten-Strömungsdrosselkörper eine Gruppe von allgemein parallelen Einkomponentenstiften umfassen.
Figur 6 ist eine schematische fragmentarische Querschnittsansicht der in Figur 2 gezeigten Ablenkplatte, teilweise weggeschnitten gezeigt, wobei die Ablenkplatten-Strömungsdrosselkörper eine Gruppe von allgemein parallelen Borstenbüscheln umfassen.
Figur 7 ist eine vergrößerte schematische fragmentarische Draufsicht auf die Ablenkplatte von Figur 2, welche eine Gruppe von nach zwei Seiten versetzten Strömungsdrosselkörpern zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Figur 1 illustriert eine Druckvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Druckvorrichtung 20 enthält einen Vorratsbehälter 22 zum Halten eines Volumens von Druckfarbe 24, eine Ablenkplatte 100, welche im Vorratsbehälter 22 positioniert ist, und eine Walze 25, welche zur Rotation um eine Horizontalachse 225 getragen ist. Die Walze 25 ist teilweise in die Druckfarbe 24 im Vorratsbehälter 22 eingetaucht und kann eine Ariloxwalze 25 mit einer gravierten Oberfläche 226 sein. Der Vorratsbehälter 22 kann an einem oder mehreren hydraulischen Zylindern 42 zum Anheben und Absenken des Vorratsbehälters 22 in Bezug auf die Walze 25 gelagert sein. Die Vorrichtung 20 kann weiters einen Plattenzylinder 38 und einen Druckzylinder 40 inkludieren.
Die Aniloxwalze 25 ist parallel zu und in berührender Beziehung mit dem Plattenzylinder 38. Wenn die Aniloxwalze 25 in der Richtung, welche durch Pfeil 228 in Figur 1 angegeben ist, rotiert, wird ein Teil der Druckfarbe 24 im Druckfarbenvorratsbehälter 22 von der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 zur Übertragung auf den Plattenzylinder 38 befördert. Der Plattenzylinder 38 kann parallel zu und anliegend an einen Druckzylinder 40 positioniert sein. Ein Substrat 23, wie zum Beispiel eine Papierbahn, kann durch einen Quetschspalt, welcher zwischen dem Plattenzylinder 38 und dem Druckzylinder 40 gebildet ist, durchgehen. Die Druckfarbe 24 wird auf das Substrat 23 in einem Muster, welches von dem Plattenzylinder 38 etabliert ist, aufgebracht. Insgesamt dienen die Aniloxwalze 25 und der Plattenzylinder 38 dazu, um einen Teil der Druckfarbe 24 aus dem Vorratsbehälter 22 zum Aufbringen auf das Substrat 23 zu entnehmen.
Figur 1 zeigt gerade nur einen Druckfarbenvorratsbehälter 22, eine Ablenkplatte 100, eine Aniloxwalze 25 und einen Plattenzylinder 38. Jedoch kann es wünschenswert sein, eine Anzahl unterschiedlicher Muster auf das Substrat 23, wie zum Beispiel eine Anzahl von unterschiedlich gefärbten Mustern, aufzudrucken. Dementsprechend wird es verständlich sein, daß eine Anzahl von Zusammenstellungen rund um den zentralen Druckzylinder 40 positioniert werden kann, wobei jede Zusammenstellung einen Vorratsbehälter 22 mit einer Ablenkplatte 100, eine Aniloxwalze 25 und einen Plattenzylinder 38 inkludiert. Jede derartige Zusammenstellung kann eine verschiedene Farbe und Muster auf das Substrat 23 aufbringen. Alternativ können anstelle des Gebrauchs eines zentralen Druckzylinders mehrere Druckvorrichtungen 20 in Serie angeordnet werden, um mehrere Farben auf ein Substrat 23 zu drucken.
Unter bezug auf Figur 2 und bei detaillierterem Überprüfen von Bestandteilen der Vorrichtung 20 bildet der Vorratsbehälter 22 eine Kammer, um die Druckfarbe 24 zu halten. Der Vorratsbehälter 22 sollte aus einem Material konstruiert sein, welches nicht korrodieren oder Verunreinigungen in die Druckfarbe 24 durch Laugen abgegeben wird. Der Vorratsbehälter 22 kann vorteilhafterweise aus rostfreiem Stahl oder einem Glasfaser- Epoxyharz hergestellt sein.
Eine Begrenzung des Vorratsbehälters 22 kann von einer Abstreifklinge 26 definiert sein. Die Abstreifklinge 26 ist steif an einem proximalen Rand verklammert und hat einen distalen Rand 28, welcher sich auswärts erstreckt, um die Aniloxwalze 25 zu berühren, sodaß Druckfarbe 24 am Auslaufen aus dem Vorratsbehälter 22 gehindert wird, wenn sie Druck unterworfen ist, und um exaktes Abstreifen der Druckfarbe 24 von der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 beizustellen. Die Abstreifklinge 26 sollte in bezug auf die Tangente zur Aniloxwalze 25 in einer Winkelrelation am distalen Rand 28 der Abstreifklinge 26 gehalten sein. Der eingeschlossene Winkel kann etwa 30 Grad bis etwa 35 Grad sein.
Eine weitere Begrenzung des Vorratsbehälters 22 kann von einem Überlauf 30 definiert sein. Der Überlauf 30 ist in Bezug auf die Rotationsrichtung 228 der Aniloxwalze 25 stromaufwärts von der Abstreifklinge 26. Der Überlauf 30 ist an einem proximalen Rand verklammert und erstreckt sich zu einem distalen Rand 32, welcher an die Oberfläche 226 der Aniloxwalze 225 anliegt. Der distale Rand 32 des Überlaufs 30 kann von der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 in einer Distanz von etwa 1,5 bis etwa 2,3 Millimeter [0,060 bis 0,090 Inch] radial beabstandet sein und definiert die Oberseite des Überlaufs 30. Der distale Rand 32 des Überlaufs 30 kann, wie gezeigt, schräggestellt sein, um weniger horizontales Oberflächenfeld zum Ansammeln von Papierfasern oder anderen Fremdkörpern beizustellen.
Der distale Rand 32 des Überlaufs 30 sollte in der Erhebung höher als der distale Rand 28 der Abstreifklinge 26 sein, sodaß die Druckfarbe 24 eine konstante statische Druckhöhe gegen die Aniloxwalze 25 aufrechterhält. Die Unterschied in der Höhe zwischen dem distalen Rand 32 und dem distalen Rand 28 kann etwa 2,5 bis etwa 15 Zentimeter [1 bis 6 Inch] betragen.
Der radiale Spalt zwischen dem distalen Rand 32 des Überlaufs 30 und der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 ergibt eine Öffnung 34, durch welche Druckfarbe 24 aus dem Vorratsbehälter 22 in einen Überlastungsüberlauf 27 fließen kann. Wenn dem Vorratsbehälter 22 Druckfarbe 24 zugeführt wird, kann der Anteil der Druckfarbe 24, welcher nicht auf die Aniloxwalze 25 übertragen wird, über die Oberseite des Überlaufs 30 fließen und aus dem Vorratsbehälter 22, wie durch den Pfeil 33 in Figur 2 gezeigt ist. Dieses Verfahren ergibt kontrollierte Entnahme aus dem Vorratsbehälter 22 der Druckfarbe 24, welche nicht auf das Substrat 23 transferiert worden ist. Der Überlastungsüberlauf 27 kann zur Atmosphäre offen sein.
Eine weitere Begrenzung für den Vorratsbehälter 22 ist von einer allgemein horizontalen Vorratsbehälterbodenfläche 52 definiert. Die Bodenfläche 52 kann Druckfarbenzuführungsdurchgänge [nicht gezeigt] zum Speisen des Vorratsbehälters 22 mit Druckfarbe 24 enthalten. Die Druckfarbe 24, welche durch den Überlastungsüberlauf 27 entfernt worden ist, kann wieder zurückgeführt werden, um durch die Druckfarbenzuführungsdurchgänge in der Bodenfläche 52 wieder in den Vorratsbehälter 22 einzutreten. Eine vierte Begrenzung des Vorratsbehälters 22 ist vom Abschnitt der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25, welcher in die Druckfarbe 24 eingetaucht ist, definiert.
Die Enden des Vorratsbehälters 22 sind durch konventionelle Kontaktsiegelungen, wie sie in der Fachwelt gut bekannt sind, definiert. Geeignete Siegelungen sind gemäß den Lehren des US-Patents 4,581.995, ausgegeben am 15. April 1986 an Stone, hergestellt, welches Patent hierin durch Bezugnahme für den Zweck des Illustrierens geeigneter Endsiegelungen aufgenommen ist.
Das Volumen des Vorratsbehälters 22 kann relativ klein sein, zum Beispiel etwa 7,6 bis etwa 23 Liter [2 bis 6 Gallonen]. Der Druckfarbenvorratsbehälter 22 kann in der Richtung der Achse 225 der Aniloxwalze 25, verglichen mit der Querschnittsfläche des Vorratsbehälters 22, sehr lang sein, sodaß ein relativ kleines Volumen an Druckfarbe erforderlich ist, um die Länge der Aniloxwalze 25 zu benetzen. Der Druckfarbenvorratsbehälter 22 kann etwa 254 Zentimeter lang [etwa 100 Inch lang] sein. Der Druckfarbenvorratsbehälter 22 kann eine Breite W [Figur 2] von etwa 16,5 bis etwa 17,8 Zentimeter [etwa 6,5 bis 7 Inch] und eine Tiefe aufweisen, welche über die Breite des Vorratsbehälters 22 von einer Minimumtiefe von etwa 2,2 Zentimeter [0,86 Inch] an der unteren Totpunktposition der Aniloxwalze 25 bis zu einer Tiefe von etwa 7,6 Zentimeter [etwa 3,0 Inch] am Überlauf 30 variiert.
Die Vorrichtung 20 kann weiters ein Druckfarbenzuführungsmittel [nicht gezeigt] zum Zuführen von Druckfarbe 24 in den Vorratsbehälter 22 aufweisen. Ein geeignetes Druckfarbenzuführungsmittel kann eine Pumpe, wie zum Beispiel eine Pumpe mit Positivverschiebung, inkludieren, welche dem Vorratsbehälter 22 kontinuierlich Druckfarbe 24 durch Druckfarbenzuführungsdurchgänge in der Bodenfläche 52 des Vorratsbehälters 22 zuführt. Das Druckfarbenzuführungsmittel sollte komplett das Volumen des Druckfarbenvorratsbehälters 22 bei einer Geschwindigkeitsstufe von etwa einmal jede 0,5 bis 6 Minuten auffüllen. Für den zuvor beschriebenen Vorratsbehälter 22 kann das Druckfarbenzuführungsmittel dem Vorratsbehälter 22 Druckfarbe 24 bei einer Geschwindigkeitsstufe zwischen etwa 7,6 bis 38 Liter pro Minute [2 bis 10 Gallonen pro Minute] zuführen.
Die Druckfarbe 24 ist jede flüssige Zusammensetzung, welche auf ein Substrat 23 in einem vorbestimmten Muster aufgebracht werden kann. Wenn hierin verwendet, bezieht sich "ein vorbestimmtes Muster" auf jeden gewünschten Nichtzufalls-Applikationsraster von Druckfarbe 24 auf das Substrat 23 und ist inklusive aller Kombinationen von Mustern, welche von kleinen einzelnen Punkten bis zu kompletter Beschichtung der gesamten Oberfläche des Substrats 23 reichen. Wenn hierin verwendet, bezieht sich "Druckfarbe" auf jede flüssige Zusammensetzung, welche auf das Substrat 23 aufgebracht worden ist und welche daran verbleibt [sogar, obwohl Bestandteile der Druckfarbe verdampfen können]. Die Druckfarbe 24 kann, muß aber nicht, für das nackte Auge sichtbar sein.
Die Druckfarbe 24 kann eine Druckfarbe vom Flexograph-Art sein, mit einem Entschäumungswirkstoff, um mitgenommene Luft von der Begrenzungsschichte, welche mit der Aniloxwalze 25 verbunden ist, zu hindem, die Druckfarbe 24 zu veranlassen, nicht komplett die Aniloxwalze 25 zu beschichten, und um ein Streifenbilden oder Schwächerwerden des gewünschten Musters zu verhindern. Die Druckfarbe 24 kann eine dynamische Viskosität im Bereich von etwa 14 bis etwa 22 Sekunden, gemessen in einem Shell-Cup Nr.2, aufweisen. Die Druckfarbe 24 kann auf Wasser basieren und eine Pigmentgröße von etwa 5 bis etwa 25 Mikron aufweisen. Eine geeignete Druckfarbe 24 wird von der General-Printing-Ink-Abteilung von der Sun Chemical Company aus Fort Lee, New Jersey, als wasserbasierende Handtuchdruckfarbe verkauft.
Die Walze 25 ist der Bestandteil der Vorrichtung 20, welcher Druckfarbe 24 aus dem Vorratsbehälter 22 zum Aufbringen der Druckfarbe 24 auf das Substrat 23 in einer dosierten Art entnimmt. Die Walze 25 kann allgemein zylindrisch sein und kann eine Aniloxwalze 25 mit kleinen Zellen, welche an ihrer Oberfläche 226 angeordnet sind, aufweisen, um Druckfarbe 24 aus dem Vorratsbehälter 22 zu tragen. Eine derartige Aniloxwalze 25 kann ein lasergraviertes keramisches beschichtetes Oberflächenfinish von mindestes etwa 40 Zellen pro Zentimeter [100 Zellen pro Inch] mit einer Minimumtiefe von etwa 10 Mikron aufweisen. Die Walze 25 weist eine Achse 225 auf, welche sich durch die Mitte eines jeden Querschnitts erstreckt, und ist um diese Achse 225 rotierbar. Für den zuvor beschriebenen Vorratsbehälter 22 kann die Walze 25 einen Durchmesser von etwa 38,3 Zentimeter [15,1 Inch] aufweisen.
Die Walze 25 ist teilweise in die Druckfarbe 24 im Vorratsbehälter 22 eingetaucht. Wenn hierin verwendet, bezieht sich "teilweise eingetaucht" auf den Zustand, wo zu jedem Zeitpunkt ein Abschnitt der Oberfläche 226 der Walze 25 von der Druckfarbe 24 benetzt ist und ein Abschnitt der Oberfläche 226 der Walze 25 der Atmosphäre ausgesetzt ist. Der benetzte Abschnitt der Oberfläche 226 befindet sich zwischen dem Überlauf 30 und der Abstreifklinge 26, gemessen in der Rotationsrichtung 228 der Walze 25.
Unter bezug auf die Figuren 2-4 ist die Ablenkplatte 100 im Vorratsbehälter 22 positioniert und kann an der Bodenfläche 52 des Vorratsbehälters 22 getragen sein. Die Ablenkplatte 100 kann einfach auf der Bodenfläche 52 aufruhen. Alternativ kann die Ablenkplatte 100 am Vorratsbehälter 22, zum Beispiel durch Verbolzen der Ablenkplatte 100 an der Bodenfläche 52, befestigt sein.
Die Ablenkplatte 100 umfaßt eine Gruppe von Strömungsdrosselkörpern 120, welche in die Druckfarbe 24 im Vorratsbehälter 22 eingetaucht sind. Die Strömungsdrosselkörper 120 können sich von einer Ablenkplattengrundplatte 102, wie in Figur 2 gezeigt, erstrecken. Die Ablenkplattengrundplatte 102 erstreckt sich vorzugsweise der Länge und Breite des Vorratsbehälters 22 nach. Die Ablenkplattengrundplatte 102 kann ein einziges Stück oder alternativ eine Anzahl aneinanderliegender Segmente 112, wie in Figur 3 gezeigt, aufweisen. Die Ablenkplattengrundplatte 102 kann ein oder mehrere Druckfarbenzuführungslöcher 198 umfassen, welche sich durch die Ablenkplattengrundplatte 102 erstrecken, sodaß Druckfarbe 24 vom Druckfarbenzuführungsmittel dem Druckfarbenvorratsbehälter 22 zugeführt werden kann. Die Ablenkplattengrundplatte 102 kann aus jedem geeigneten Material, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, Kunststoffen und Metallen, hergestellt sein. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Ablenkplatte 100 eine Ablenkplattengrundplatte 102 aufweisen, welche als einem Material, welches Polyvinylchlorid umfaßt, hergestellt ist.
Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, erstreckt sich die Gruppe von Strömungsdrosselkörpern 120 entlang ersten und zweiten zueinander lotrechten Richtungen. Jeder Strömungsdrosselkörper 120 erstreckt sich in einer Richtung mit einer Vektorkomponente in einer dritten dazu lotrechten Richtung. Insbesondere kann die Gruppe von Strömungsdrosselkörpern 120 sich entlang einer Maschinenrichtung [MD in den Figuren 2-4] und entlang einer Richtung quer zur Maschine [CD in den Figuren 3-4] erstrecken und jeder Strömungsdrosselkörper 120 kann sich in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung erstrecken. Die Maschinenrichtung ist Tangente zur Rotationsrichtung 228 der Aniloxwalze 25 am untersten Punkt der Oberfläche 226, welche in die Druckfarbe 24 im Vorratsbehälter 22 eingetaucht ist. Die Richtung quer zur Maschine ist im wesentlichen parallel zur Achse 225 der Aniloxwalze 25.
Jeder Strömungsdrosselkörper 120 weist eine vorherbestimmte Beabstandung von benachbarten Strömungsdrosselkörpern 120 entlang der ersten und zweiten zueinander lotrechten Maschinenrichtung und Richtung quer zur Maschine auf. Mit "vorherbestimmte Beabstandung" ist die Beabstandung gemeint, welche festgelegt ist, bevor die Ablenkplatte 100 im Vorratsbehälter 22 positioniert ist, und diese Beabstandung zwischen Strömungsdrosselkörpern 120 variiert nicht während der Betätigung der Vorrichtung 20. Zwei Strömungsdrosselkörper 120 sind gedacht, benachbart zu sein, wenn eine imaginäre gerade Linie zwischen den Mitten der zwei Strömungsdrosselkörper gezogen werden kann, ohne einen dritten Strömungsdrosselkörper zu schneiden.
Unter bezug auf Figur 7 ist ein Strömungsdrosselkörper 120 gezeigt, welcher in einer Distanz 106 in der Maschinenrichtung und in einer Distanz 108 quer zur Maschinenrichtung von benachbarten Strömungsdrosselkörpern 120 beabstandet ist. Jeder Strömungsdrosselkörper 120 ist von einem oder mehreren benachbarten Strömungsdrosselkörpern 120 sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung beabstandet. Im Gegensatz zu Ablenkplatten, welche Strömungen in einer der Richtungen, der Maschinenrichtung oder der Richtung quer zur Maschine, verhindern können, gestattet die Gruppe von Strömmungsdrosselkörpern 120 gemäß der vorliegenden Erfindung Druckfarbenzirkulation sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung.
Die Gruppe von Strömungsdrosselkörpern 120 sollte sich im wesentlichen über die volle Länge und Breite W des Vorratsbehälters 22 erstrecken, um die Entwicklung von massenhafter turbulenter Strömung und Wellenbildung in der Druckfarbe 24 in jedem Teil des Vorratsbehälters 22 zu verhindern. Die Strömungsdrosselkörper 120 sollten sich ebenso in der vollen Tiefe des Vorratsbehälters 22 erstrecken, um die Entwicklung von massenhafter turbulenter Strömung und Wellenbildung in der Druckfarbe 24 zwischen der Ablenkplatte 100 und der Bodenfläche 52 oder zwischen der Ablenkplatte 100 und der Aniloxwalze 25 zu verhindern.
Die Strömungsdrosselkörper 120 sollten eine Querschnittsfläche mit einem Seitenverhältnis nahe eins aufweisen. Das Seitenverhältnis des Querschnitts der Strömungsdrosselkörper 120 kann definiert werden als das Verhältnis der Breite eines Strömungsdrosselkörpers 120 quer zur Maschinenrichtung zur Breite des Strömungsdrosselkörpers 120 in der Maschinenrichtung, gemessen orthogonal zur Länge des Strömungsdrosselkörpers 120. Ein Strömungsdrosselkörper 120 mit einem großen Seitenverhältris wird die Charakteristika einer Platte aufweisen, welche sich quer zur Maschinerichtung erstreckt. Ähnlich wird ein Strömungsdrosselkörper 120 mit zwinem kleinen Seitenverhältnis die Charakteristika einer Platte aufweisen, welche sich in der Maschinenrichtung erstreckt. Die Strömungsdrosselkörper sollten ein Seitenverhältnis zwischen 0,5 und 2, bevorzugter ein Seitenverhältnis zwischen 0,75 und 1,25 und am bevorzugtesten ein Seitenverhältnis von im wesentlichen 1,0 aufweisen. Querschnittsformen, welche ein Seitenverhältnis von im wesentlichen 1,0 beistellen, inkludieren, sind aber nicht darauf beschränkt, Kreise und Quadrate. Die in den Figuren 2-7 gezeigten Strömungsdrosselkörper 120 weisen allgemein kreisförmige Querschnitte auf.
Das Positionieren der Strömungsdrosselkörper 120 in der Maschinenrichtung und in der Richtung quer zur Maschine ist wesentlich für das exakte Funktionieren der Ablenkplatte 100. Die Strömungsenergie der Druckfarbe 24, welche durch die Rotation der Aniloxwalze 25 verursacht worden ist, ist anfänglich entlang der Maschinenrichtung korrespondierend zur Rotationsrichtung der Aniloxwalze 25 ausgerichtet. Diese Strömungsenergie kann durch die Geometrie des Druckfarbenvorratsbehälters 22 zurückgerichtet werden, sodaß massenhafte Turbulenz der Druckfarbe 24 entlang der Richtung quer zur Maschine gerichtet wird. Diese Strömungsenergie quer zur Maschinenrichtung kann zu den zuvor erwähnten Wellen entlang der Länge der Aniloxwalze 25 führen. Es ist erwünscht, die Strömungsdrosselkörper 120 zu positionieren, um die Druckfarbenszrömung in beabstandeten Intervallen zurückzurichten und dadurch die Energie der Druckfarbenströmung, welche von der Aniloxwalze 25 verursacht worden ist, zu zerstreuen.
Dementsprechend sind die Strömungsdrosselkörper 120 vorzugsweise gestaffelt, um direkte Strömung durch die Ablenkplatte 100 sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinerichtung zu verhindern. Direkte Strömung durch die Ablenkplatte 100 in der Maschinenrichtung bezieht sich auf die Strömung über die gesamte Breite der Ablenkplatte 100 und den Vorratsbehälter 22 ohne Zurücklenken in der Richtung quer zur Maschine. Ein Beispiel einer derartigen Strömung würde eine gerade Linie oder eine Linie von geringer Strömung der Druckfarbe 24 über die Breite der Ablenkplatte 100 und den Vorratsbehälter 22 sein. Direkte Strömung über die Ablenkplatte 100 in der Richtung quer zur Maschine bezieht sich auf die Strömung über die gesamte Länge der Ablenkplatte 100 und den Vorratsbehälter 22 ohne Zurücklenken in der Maschinenrichtung.
Figur 7 zeigt Strömungsdrosselkörper 120, welche nach zwei Seiten an der Maschinenrichtung und in der Richtung quer zur Maschine versetzt sind. Strömung in der Maschinenrichtung wird in der Richtung quer zur Maschine zurückgelenkt, wie durch den Pfeil 116 gezeigt, und Strömung quer zur Maschinenrichtung wird in der Maschinenrichtung, durch den Pfeil 118 gezeigt, zurückgelenkt. Die Gruppe von Strömungsdrosselkörpem 120 in Figur 7 zerstreut die Energie der Strömung, welche von der Rotation der Aniloxwalze 25 verursacht worden ist, während sie Zirkulation von Druckfarbe 24 sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung gestattet. Die in Figur 7 gezeigte Gruppe hat den Nachteil, daß direkte Strömung über die Länge oder Breite der Ablenkplatte 100 entlang diagonalen Linien, wie zum Beispiel jenen, welche durch die Strömungslinien 114 angegeben sind, auftreten kann. Strömung, welche entlang Strömungslinien 114 gerichtet ist, wird in Figur 7 nicht durch Strömungsdrosselkörper 120 zurückgelenkt.
Figur 4 zeigt eine bevorzugte Gruppe von Strömungsdrosselkörpern 120, welche versetzt sind, um direkte Strömung über die Länge oder Breite der Ablenkplatte 100 entlang jeder Linie, welche in der Ebene liegt, welche von der Maschinenrichtung und von der Richtung quer zur Maschine definiert ist, zu verhindern. Die Strömungsdrosselkörper 120 sind in ersten und zweiten sich wiederholenden Mustern 132 und 134 angeordnet. Die Muster 132 und 134 wechseln in der Richtung quer zur Maschine. Die Stömungsdrosselkörper 120 im Muster 132 sind als ein offener Kreis gezeigt und die Strömungsdrosselkörper 120 im Muster 134 sind als ein Kreuz, welches über einen offenen Kreis gelegt ist, gezeigt.
Die Muster 132 und 134 sind im wesentlichen die gleichen, wobei jedes Muster 134 von einem benachbarten Muster 132 durch eine Versetzung X parallel zur Maschinenrichtung und eine Versetzung Y parallel zur Richtung quer zur Maschine beabstandet ist. Jedes der Muster 132 und 134 weist eine Reihe von paarweisen Strömungsdrosselkörpern 120 auf. Ein derartiges Paar von Strömungsdrosselkörpern 120 ist in Figur 4 durch die Bezugsziffer 136 angegeben. Jedes Paar 136 ist in der Richtung quer zur Maschine ausgerichtet. Jedes Paar 136 ist von einem benachbarten Paar 136 durch eine Versetzung C parallel zur Maschinenrichtung und eine Versetzung D parallel zur Richtung der Maschine beabstandet. Die Richtung der Versetzung D ist für jedes andere Paar 136 umgekehrt , sodaß die Muster 132 und 134 sich über die Breite der Ablenkplatte 100 in im wesentlichen der Maschinenrichtung erstrecken. Die Versetzung C ist größer als die Versetzung X und kann etwa das Zweifache von X sein. Die Versetzung D ist geringer als die Versetzung Y und kann etwa ein Viertel von Y sein. Die Versetzungen X und D können annähernd gleich sein. Die Versetzungen C, D, X und Y werden von den Mittelpunkten der Querschnitte der Strömungsdrosselkörper 120 gemessen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die in Figur 4 gezeigte Anordnung von Strömungsdrosselkörpern 120 in der Ebene, welche von der Maschinenrichtung und von der Richtung quer zur Maschine definiert ist, gedreht werden. Beispielsweise kann die in Figur 4 gezeigte Anordnung von Strömungsdrosselkörpern 120 um 90 Grad gedreht werden, sodaß Versetzungen X und C parallel zur Richtung quer zur Maschine gemessen werden und Versetzungen Y und C parallel zur Maschinenrichtung gemessen werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nähert sich die Querschnittsbreite der Strömungsdrosselkörper 120 in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung an die Versetzungen X und D an. Beispielsweise können bei einem Ausführungsbeispiel die Strömungsdrosselkörper einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 0,48 Zentimeter [0,1875 Inch] bis etwa 0,635 Zentimeter [0,25 Inch] aufweisein. Die Versetzungen X und D können etwa 0,635 Zentimeter [0,25 Inch] sein. Die Versetzung Y kann etwa 2,54 Zentimeter [1,0 Inch] sein und die Versetzung C kann etwa 1,27 Zentimeter [0,5 Inch] sein.
Unter bezug auf Figur 5 können die Strömungsdrosselkörper 120 allgemein parallele Einkomponenten-Stifte 160 aufweisen. Die Stifte 160 sind vorzugsweise, wie zum Beispiel durch Gußformen, aus einem Material gebildet, welches nicht eine hohe Affinität für Druckfarbenpartikel aufweist. Beispiele geeigneter Materialien, aus welchen Stifte 160 gebildet werden können, inkludieren, sind aber nicht darauf beschränkt, Polypropylen und Acetalharze. Geeignete Acetalharze sind kommerziell von der Dupont Corporation Engineering Polymers Group aus Wilmington, Delaware, unter dem Handelsnamen Delrin und von der Hoechst Celanese Corporation aus Chatham, New Jersey, unter dem Handelsnamen Celcon erhältlich.
Jeder Stift 160 erstreckt sich von einem ersten, fixierten Ende 162 zu einem zweiten, freien Ende 166, welches von der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 nahe beabstandet ist. Die Stifte 160 können sich in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur Maschinenrichtung und zur Richtung quer zur Maschine erstrecken. Mit "eng beabstandet" ist gemeint, daß die Enden 166 von der Oberfläche 226 durch einen radialen Spalt G beabstandet sind, welcher nicht mehr als 1,27 Zentimeter [0,5 Inch] und vorzugsweise nicht mehr als 0,635 Zentimeter [0,25 Inch] beträgt. Der Ausdruck "eng beabstandet" ist ebenso gemeint, um den Zustand zu inkludieren, bei welchem die Enden 166 der Stifte 160 die Oberfläche 226 leicht berühren, obwohl es verstanden werden wird, daß eine derartige leichte Berührung für die Oberfläche 226 oder die Stifte 160 schädlich sein kann und zufolge der Abtragung, welche durch die fortgesetzte Rotation der Walze 25 verursacht ist,eliminiert werden wird. Im allgemeinen ist es wünschenswert, den Spalt G so klein wie möglich zu machen, um die Möglichkeit von Wellenbildung im Spalt G zu eliminieren.
Der radiale Spalt G kann durch Variieren der Länge der Stifte 160 als eine Funktion der Position entlang der Breite W des Vorratsbehälters 22, wie in Figur 5 gezeigt ist, aufrechterhalten werden. Alternativ könnten die Stifte 160 eine einheitliche Länge aufweisen und die Ablenkplattengrundplatte 102 oder die Bodenfläche 52 könnte mit einem kreisförmigen Profil ausgebildet sein, welches der Krümmung der Aniloxwalze 25 entspricht.
Die Stifte 160 können allgemein zylindrisch sein und sich durch Löcher 170, welche in der Ablenkplattengrundplatte 102 ausgebildet sind, erstrecken. Die Löcher 170 können eine Gegenbohrung 172 aufweisen, welche einen verbreiterten Abschnitt 164 des fixierten Stiftendes 162 aufnimmt. Eine Halterungsplatte 104, welche ein Blech aus rostfreiem Stahl umfassen kann, kann an der Bodenfläche einer Ablenkplattengrundplatte 102 befestigt sein, um die Stifte 160 in ihren jeweiligen Löchern 170 festzuhalten.
Die Stifte 160 sind vorzugsweise wie in Figur 4 gezeigt angeordnet, um direkte Strömung entlang jeder Linie in der Ebene, welche von der Maschinenrichtung und von der Richtung quer zur Maschine definiert ist, zu verhindern. Die Stifte 160 können einen Durchmesser von mindestens 0,48 Zentimeter [0,1875 Inch] und vorzugsweise von mindestens 0,635 Zentimeter [0,25 Inch] für die wie zuvor unter Bezug auf Figur 4 beschriebene Beabstandung aufweisen. Diese Anordnung von Dimensionierung und Beabstandung von Stiften 160 ergibt ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von mindestens 0,87 Quadratzentimeter pro Kubikzentimeter [2,2 Quadratinch pro Kubikinch], wobei die Oberfläche die Oberfläche der Stifte 10 ist, welche sich oberhalb der Ablenkplattengrundplatte 102 erstreckt, und das Volumen das Volumen ist, welches von den Stiften 160 und der Druckfarbe 24 zwischen den Stiften 160 eingenommen ist.
Die Gruppe von parallelen Stiften 160 ergibt vorteilhafterweise einen relativ hohen Wert von Strömungsdrosselung entlang der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung und einen relativ geringen Wert für Strömungsdrosselung lotrecht zur Maschinenrichtung und lotrecht zur Richtung quer zur Maschine. Die Gruppe von parallelen Stiften 160 ergibt einen relativ hohen Wert von Strömungsdrosselung sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung durch Rückführen von Strömung entlang der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung. Die parallelen Stifte 160 zerstreuen dadurch die Strömungsenergie, welche von der rotierenden Aniloxwalze 25 erzeugt worden ist. Im Gegensatz dazu ergibt die Gruppe von parallelen Stiften 160 eine relativ ungedrosselte Strömung in der Z-Richtung [Figur 5] lotrecht zur Maschinenrichtung und lotrecht zur Richtung quer zur Maschine, da die Druckfarbe 24, welche entlang der Z-Richtung fließt, nicht von den Stiften 160 zurückgelenkt wird. Demnach weist die Druckfarbe 24, welche in den Vorratsbehälter 22 durch die Druckfarbenzuführungsdurchgänge in der Bodenfläche 52 eintritt, einen relativ ungedrosselten Strömungsweg zur Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 auf.
Die Gruppe von parallelen Stiften 160 ergibt ebenso eine Ablenkplatte 100, welche minimale Wartung erfordert. Die glatten ungebrochenen zylindrischen Oberflächen und abgerundeten freien Enden 166 der Stifte 160 tendieren nicht, Vorratsbehälter-Fremdkörper, wie zum Beispiel Papierfasern, einzufangen oder zu halten. Die Druckvorrichtung 20 kann demnach über lange Perioden laufengelassen werden, bevor die Ablenkplatte 100 en Säubern erfordert. Wenn ein Säubern erforderlich ist, können die Stifte 160 durch Besprühen mit einer Spritzdüse und Wasser gereinigt werden.
Unter bezug auf ein alternatives in Figur 6 gezeigtes Ausführungsbeispiel können die Strömungsdrosselkörper 120 allgemein parallele Borstenbüschel 180 umfassen. Jedes Borstenbüschel 180 umfaßt eine Mehrzahl von Borsten 182. Die Borsten 182 sind vorzugsweise aus einem Materail, wie zum Beispiel Polypropylen, hergestellt, welches nicht eine hohe Affinität für Druckfarbenpartikel aufweist.
Jedes Borstenbüschel 180 erstreckt sich von einem ersten, fixierten Ende 184 zu einem zweiten, freien Ende 186, welches nahe von der Oberfläche 226 der Aniloxwalze 25 beabstandet ist. Mit "nahe beabstandet" ist gemeint, daß die Enden 186 von der Oberfläche 226 durch einen radialen Spalt G, welcher nicht größer als 1,27 Zentimeter [0,5 Inch] und vorzugsweise nicht größer als 0,635 Zentimeter [0,25 Inch] ist, beabstandet sind. Der Ausdruck "eng beabstandet" ist ebenso gemeint, um den Zustand zu inkludieren, bei welchem die Enden 186 der Borstenbüschel 180 die Oberfläche 226 leicht berühren, obwohl es verständlich sein wird, daß derartige leichte Berührung für die Oberfläche 226 oder die Borstenbüschel 180 schädlich sein kann und zufolge der Abtragung mit fortgesetzter Rotation der Walze 25 eliminiert werden wird . Allgemein ist es erwünscht, den Spalt G so klein wie möglich zu machen, um die Möglichkeit von Wellenbildung im Spalt G zu eliminieren.
Der radiale Spalt G kann durch Varlieren der Länge der Borstenbüschel 180 als eine Funktion der Position entlang der Breite W des Vorratsbehälters 22, wie in Figur 6 gezeigt ist, aufrechterhalten werden. Alternativ könnten die Borstenbüschel 180 eine einheitliche Länge aufweisen und die Ablenkplattengrundplatte 102 oder die Bodenfläche 52 könnte mit einem kreisförmigen Profil ausgebildet sein, welches der Krümmung der Aniloxwalze 25 entspricht.
Die Borstenbüschel 180 sind vorzugsweise wie in Figur 4 gezeigt angeordnet, um direkte Strömung entlang jeder Linie in der Ebene, welche von der Maschinenrichtung und von der Richtung quer zur Maschine definiert ist, zu verhindern. Die Borstenbüschel 180 können einen allgemein zylindrischen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 0,48 Zentimeter [0,1875 Inch], gemessen anliegend an die Ablenkplattengrundplatte 102, aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Borstenbüschel 180 einen Durchschnitt von etwa 55 Borsten 182 enthalten, wobei jede Borste 182 einen allgemein kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 0,051 Zentimeter [0,020 Inch] aufweist. Die Borstenbüschel 180 können in den Mustern, welche in Figur 4 gezeigt sind, mit der zuvor unter bezug auf Figur 4 beschriebenen Beabstandung arrangiert sein. Eine derartige Anordnung von Dimensionierung und Beabstandung der Borstenbüschel 180 ergilbt ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von etwa 4,5 Quadratzentimeter pro Kubikzentimeter [11,5 Quadratinch pro Kubikinch], wobei die Oberfläche die Oberfläche der Borsten 182 ist, welche sich oberhalb der Ablenkplattengrundplatte 102 erstreckt, und das Volumen das Volumen, welches von den Borstenbüscheln 180 und der Druckfarbe 24 zwischen den Borstenbüscheln 180 eingenommen ist, sowie das Volumen der Druckfarbe 24 zwischen den einzelnen Borsten 182 ist.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel kann jedes Borstenbüschel 180 einen Durchschnitt von etwa 35 Borsten 182 inkludieren, wobei jede Borste 182 einen allgemein rechteckigen Querschnitt von etwa 0,051 Zentimeter [0,020 Inch] Breite und 0,076 Zentimeter [0,030 Inch] Dicke aufweist. Die Borstenbüschel 180 können in den in Figur 4 gezeigten Mustern mit der zuvor unter bezug auf Figur 4 beschriebenen Beabstandung angeordnet sein. Eine derartige Anordnung von Dimensionierung und Beabstandung der Borstenbüschel 180 stellt ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von etwa 4,3 Quadratzentimeter pro Kubikzentimeter [11,0 Quadratinch pro Kubikinch] bei, wobei die Oberfläche die Oberfläche der Borsten 182 ist, welche sich oberhalb der Ablenkplattengrundplatte 102 erstreckt, und das Volumen das Volumen, welches von den Borstenbüscheln 180 und der Druckfarbe 24 zwischen den Borstenbüscheln 180 eingenommen ist, sowie das Volumen der Druckfarbe 24 zwischen den einzelnen Borsten 182 ist.
Ohne durch eine Theorie beschränkt zu sein, wird angenommen, daß die Wirksamkeit einer besonderen Ablenkplatte und die Menge von Ablenkung, welche geeignet ist, eine Funktion einer Anzahl von Faktoren, wie zum Beispiel der Geometrie des Farbwerks 22, der Geschwindigkeit der Aniloxwalze 25, der gewünschten Druckintensität am Substrat 23 und der Viskosität der Druckfarbe 24 sein wird. Für das zuvor beschriebene Farbwerk 22 und eine Druckfarbenviskosität von etwa 16 Sekunden, gemessen in einem Shell-Cup Nr.2, gestattet die Ablenkplatte 100, welche in den Figuren 2-6 gezeigt ist, Aniloxwalzen 25 ohne größere Druckfarbendosierungsvariation Geschwindigkeiten von mehr als etwa 490 Meter pro Minute [1600 Fuß pro Minute].

Claims

1.Eine Vorrichtung zum Aufbringen von Druckfarbe auf ein Substrat, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen Druckfarbe enthaltenden Vorratsbehälter;

eine Walze, welche zur Rotation um eine Walzenachse getragen ist, wobei die Walze teilweise in der Druckfarbe im Vorratsbehälter eingetaucht ist und eine Walzenoberfläche zum Übertragen von Druckfarbe aus dem Vorratsbehälter aufweist; und

eine Ablenkplatte, welche eine Gruppe von Strömungsdrosselkörpern aufweist, welche mindestens teilweise in der Druckfarbe im Vorratsbehälter eingetaucht sind, wobei die Gruppe von Strömungsdrosselkörpern sich entlang ersten und zweiten zueinander senkrechten Richtungen erstreckt, wobei jeder Strömungsdrosselkörper entlang den ersten und zweiten zueinander senkrechten Richtungen eine vorherbestimmte Beabstandung von benachbarten Strömungsdrosselkörpern aufweist, wobei jeder Strömungsdrosselkörper sich von einem fixierten Ende zu einem freien Ende, welches von der Walzenoberfläche nahe beabstandet ist, erstreckt und jeder Strömungsdrosselkörper sich in einer Richtung erstreckt, welche eine Vektorkomponente in einer dritten dazu im rechten Winkel verlaufenden Richtung aufweist.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strömungsdrosselkörper ein Borstenbüschel aufweist.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strömungsdrosselkörper einen Stift aufweist.

4. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper versetzt sind, um direkte Strömung quer über die Ablenkplatte in einer Maschinenrichtung entsprechend der Rotationsrichtung der Walze zu verhindern.

5. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper versetzt sind, um direkte Strömung quer über die Ablenkplatte quer zur Maschinenrichtung im wesentlichen parallel zur Walzenachse zu verhindern.

6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper versetzt sind, um direkte Strömung quer über die Ablenkplatte entlang jeder Linie, welche in einer Ebene liegt, welche durch die Maschinenrichtung und die Richtung quer zur Maschine definiert ist, zu verhindern.

7. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper im Querschnitt ein Seitenverhältnis zwischen 0,5 und 2,0 aufweisen.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper einen allgemein kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

9. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatte ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen von weniger als 5,9 cm² pro Kubikzentimeter aufweist und vorzugsweise ein Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zwischen 0,87 cm²pro Kubikzentimeter und 4,53 cm² pro Kubikzentimeter aufweist.

10. Eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselkörper sich allgemein parallel erstrecken.