IT201800009570A1 - Metodo e macchina per la stampa digitale di vetro - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“METODO E MACCHINA PER LA STAMPA DIGITALE DI VETRO”

La presente invenzione ha per oggetto un metodo ed una macchina per la stampa digitale di lastre di vetro piano.

L’invenzione trova utile, ma non esclusiva applicazione nel settore della produzione di vetri per autoveicoli.

In particolare, l’invenzione si riferisce alla decorazione di lastre in vetro con inchiostri vetrificabili nella fase antecedente alla tempra. Tali inchiostri si contraddistinguono per la formazione di uno strato vetroso, con caratteristiche tecniche simili alla superfice da decorare.

Durante la fase di tempra il vetro decorato può rimanere piano o essere sottoposto ad una fase di formatura in uno stampo per ottenere una forma tridimensionale. La fase di formatura e la fase di vetrificazione dell’inchiostro applicato sono sempre contemporanee in quanto entrambe avvengono durante la tempra del vetro.

Le lastre di vetro vengono preferibilmente decorate con fasce completamente coprenti, che a volte interessano tutta la superficie del vetro, e/o con l’apposizione di loghi e/o scritte varie. Tali fasce scure ed opache, oltre a finalità estetiche, hanno anche una funzione tecnica che dipende dal campo di applicazione. Ad esempio, nel settore automotive, le fasce devono schermare la radiazione solare per proteggere dalle radiazioni solari gli incollaggi del vetro sul telaio dell’autoveicolo.

Altri esempi di lastre di vetro sono vetri decorativi o vetri per piani cottura o vetri in generale dove sia necessario eseguire una stampa digitale con un determinato decoro o disegno.

Come noto, allo stato attuale, la decorazione delle lastre di vetro piano avviene principalmente per serigrafia o in alternativa per stampa a getto di inchiostro.

La serigrafia si caratterizza per bassi costi di installazione e buona velocità di produzione in continuo. Per contro, l’avviamento della linea di serigrafica richiede un tempo elevato, perdendo di efficacia sulle piccole produzioni, e richiede personale specializzato con una lunga formazione. Inoltre, l’utilizzo di retini serigrafici non consente flessibilità di produzione, in quanto, per modificare la decorazione, è necessario sostituire i retini serigrafici.

La stampa a getto di inchiostro offre il vantaggio di una elevata flessibilità produttiva, in quanto consente di modificare a piacimento la decorazione applicata alle lastre. Per contro, il processo di stampa attuale è piuttosto lento. Il motivo è legato alla natura non assorbente del supporto da stampare ed alle caratteristiche chimico-fisiche degli inchiostri utilizzati nella stampa digitale. Ad esempio densità e viscosità degli inchiostri per stampa digitale sono sostanzialmente inferiori rispetto agli inchiostri serigrafici. Per ottenere stampe di sufficiente definizione e sufficiente opacità, è necessario effettuare più passaggi di stampa, per depositare sulle lastre un sufficiente spessore di inchiostro. Inoltre, nonostante venga applicata in più passaggi, spesso la decorazione non è stabile e tende a deformarsi dopo l’applicazione, compromettendo la definizione e la qualità complessiva del risultato finale.

In particolare, questo è più rilevante nei casi in cui, per richieste di natura tecnica e/o estetica, è necessario applicare una quantità elevata di inchiostro.

Scopo della presente invenzione è di offrire un metodo ed una macchina per la stampa digitale di lastre di vetro che consentano di superare i limiti delle tecnologie attuali.

Caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:

− la figura 1 mostra una vista isometrica di una macchina secondo la presente invenzione;

− la figura 2 mostra la macchina di figura 1 in vista laterale, con alcuni pannelli di rivestimento rimossi per mostrare le parti interne della macchina;

− la figura 3 mostra una vista in sezione di un componente della macchina secondo la presente invenzione.

Il metodo secondo la presente invenzione prevede, prima dell’applicazione dell’inchiostro, una fase di riscaldamento delle lastre di vetro.

Tale fase di riscaldamento è estremamente utile e vantaggiosa, in quanto consente la successiva applicazione di uno strato di inchiostro di spessore consistente, spessore che, con le attuali tecnologie, può essere applicato solo tramite la sovrapposizione successiva di vari strati di inchiostro.

Nelle tecnologie attuali, infatti, non è possibile applicare uno strato di inchiostro il cui spessore superi un certo limite. Ciò in quanto l’inchiostro, immediatamente dopo l’applicazione, tende a spandersi al difuori del motivo applicato, compromettendo la struttura del motivo stesso. Nelle tecnologie attuali è quindi necessario applicare strati di piccolo spessore, sovrapposti in successione l’uno all’altro, per consentire che ciascuno strato possa rapidamente consolidarsi prima dell’applicazione dello strato successivo. Come già accennato, ciò comporta un notevole allungamento dei tempi per il completamento della decorazione.

Nel metodo secondo la presente invenzione, il riscaldamento della lastra che precede l’applicazione dello strato di inchiostro consente di applicare uno strato di inchiostro di spessore notevolmente maggiore rispetto a quanto consentito dalle tecnologie attuali.

Il riscaldamento della lastra determina infatti un rapido consolidamento almeno della zona inferiore dello strato di inchiostro, ovvero della zona a contatto della superficie della lastra. Tale zona inferiore assume rapidamente una maggiore densità ed una maggiore consistenza, e consente di mantenere stabile lo strato di inchiostro che, al contrario di quanto accade nelle tecnologie attuali, non si espande e non si allarga al difuori dei contorni previsti per la decorazione. In altri termini, la struttura e la grafica della decorazione applicata si mantengono fedeli al motivo previsto, anche per uno spessore elevato dello strato di inchiostro applicato.

In una possibile forma di attuazione del metodo, il riscaldamento delle lastre di vetro, precedente all’applicazione dell’inchiostro, è realizzato esponendo le lastre alla radiazione di una o più lampade IR. Tali lampade sono posizionate in modo da irradiare le lastre. Ad esempio, le lampade possono essere posizionate al disopra delle lastre. Sono ovviamente possibili altre soluzioni per riscaldare le lastre, ad esempio utilizzando aria calda o riscaldatori di altra natura, generalmente noti al tecnico del settore. Preferibilmente, il riscaldamento porta le lastre ad una temperatura compresa tra 50 ed 80 gradi centigradi.

Vantaggiosamente, il riscaldamento delle lastre può essere effettuato mentre queste ultime vengono trasportate in avanzamento su un piano mobile (2) che sarà meglio descritto in seguito. Tale piano mobile (2) trasporta le lastre ad una testa di stampa (4), ad esempio a getto di inchiostro.

Anche l’applicazione dello strato di inchiostro avviene mentre le lastre sono trasportata in avanzamento sul piano mobile (2). Infatti, come già sottolineato, il riscaldamento delle lastre produce un rapido consolidamento dell’inchiostro appena applicato, che può quindi essere applicato in una sola passata, anche per spessori consistenti. Le lastre possono essere condotte alla testa di stampa (4) in modo continuo, senza necessità di sostare.

Successivamente all’applicazione, lo strato di inchiostro è sottoposto ad una fase di essiccazione. Tale fase di essiccazione ha lo scopo di consolidare ulteriormente lo strato di inchiostro applicato sulle lastre di vetro.

L’essiccazione dell’inchiostro può essere effettuata, ad esempio, esponendo le lastre di vetro alla radiazione di una o più lampade UV e/o di una o più lampade IR. In alternativa è possibile utilizzare mezzi di riscaldamento di altra natura, noti nel settore.

Vantaggiosamente, l’essiccazione dell’inchiostro può essere effettuata, in combinazione o in alternativa alle lampade sopra menzionate, esponendo la lastra di vetro ad una corrente di aria diretta dall’alto verso il basso. L’utilizzo di una corrente d’aria, eventualmente riscaldata, consente di velocizzare l’essiccazione dell’inchiostro. Inoltre, la direzione dall’alto verso il basso della corrente d’aria evita di sollecitare trasversalmente lo strato di inchiostro. L’essiccazione dello strato di inchiostro può essere effettuata mentre la lastra viene trasportata in avanzamento sul piano mobile (2).

In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, illustrata in figura 3 in sezione su un piano verticale parallelo alla direzione di trasporto (X), il piano mobile (2) comprende una pluralità di rulli (20) ciascuno dei quali presenta una superficie esterna (21) cilindrica, predisposta per consentire l’appoggio di una lastra da trasportare. I rulli (20) sono azionati in rotazione da un motore (23), connesso da un elemento di trasmissione (24). L’elemento di trasmissione (24) è posto a contatto della superficie esterna (21) dei rulli (20), o a contatto di una porzione dei rulli (20) che presenta lo stesso diametro della superficie esterna (21).

Nella preferita forma di realizzazione, l’elemento di trasmissione (24) è posto a contatto della superficie esterna (21) dei rulli (20), in modo da trasferire il moto alla superficie esterna (21) stessa. In altri termini, il contatto tra l’elemento di trasmissione (24) e la superficie esterna (21) avviene su una porzione della superficie esterna (21) tangente al piano di trasporto (a). Ciò comporta che, necessariamente, le superfici esterne (21) dei vari rulli (20) hanno velocità periferica uguale alla velocità dell’elemento di trasmissione (24), e quindi hanno velocità periferica uguale tra loro. Tale condizione di velocità periferica uguale tra le superfici esterne (21) si verifica anche nel caso in cui le superfici esterne (21) non abbiano diametro esattamente uguale, oppure abbiano addirittura diametro diverso.

La soluzione di porre l’elemento di trasmissione (24) a contatto della superficie esterna (21) dei rulli (20), o comunque di far interagire l’elemento di trasmissione (24) con una porzione dei rulli (20) che presenta lo stesso diametro della superficie esterna (21), consente quindi di realizzare una movimentazione tale per cui tutti i rulli (20) hanno uguale velocità periferica in corrispondenza della propria superficie esterna (21). Ciò consente di trasportare gli oggetti in avanzamento con grande precisione, senza produrre vibrazioni o rotazioni indesiderate.

Nella forma di realizzazione rappresentata, preferita ma non esclusiva, l’elemento di trasmissione (24) comprende una cinghia.

Preferibilmente, ma non necessariamente, il piano mobile (2) comprende una pluralità di rulli tensionatori (25), interposti tra i rulli (20) e posti a contatto dell’elemento di trasmissione (24), dal lato opposto rispetto ai rulli (20). In sostanza, i rulli tensionatori (25) sono disposti in modo da tendere l’elemento di trasmissione (24) a contatto dei rulli (20), in modo da premere l’elemento di trasmissione (24) a contatto delle superfici esterne (21). Grazie alla presenta dei rulli tensionatori (25), l’angolo di avvolgimento dell’elemento di trasmissione (24) attorno alle superfici esterne (21) aumenta.

Considerando il verso di avanzamento delle lastre lungo la direzione di trasporto (X), la macchina per l’attuazione del metodo comprende, procedendo da una zona di ingresso, un dispositivo di riscaldamento (3), predisposto per riscaldare le lastre di vetro sul piano mobile (2). Come già indicato, in una possibile forma di realizzazione il dispositivo di riscaldamento (3) comprende una o più lampade IR, rivolte verso il piano mobile (2) in modo da irradiare il piano mobile (2) stesso. Preferibilmente, le lampade sono collocate al disopra del piano mobile (2).

A valle del dispositivo di riscaldamento (3) è collocata una testa di stampa (4) a getto di inchiostro. Anche la testa di stampa (4) è collocata al disopra del piano mobile (2). Un esempio di testa di stampa particolarmente idonea allo scopo è descritta nella domande di brevetto 202017000147594 del 20/12/2017 e 202018000001943 del 20/02/2018, depositate a nome della stessa richiedente.

La testa di stampa sopra indicata comprende due o più testine di stampa, ciascuna delle quali comprende due o più file di ugelli che sono parallele ad una prima direzione di allineamento. Le file di ugelli sono tra loro sfalsate rispetto ad una seconda direzione perpendicolare alla prima direzione di allineamento. La prima direzione di allineamento è disposta perpendicolare rispetto alla direzione di trasporto (X) delle lastre da decorare. In alternativa, la direzione di allineamento può essere inclinata diagonalmente rispetto ad una direzione di trasporto (X).

Come noto, la proiezione di tutti gli ugelli appartenenti alle varie testine su una retta perpendicolare alla direzione di trasporto (X) definisce un fronte di stampa.

Grazie alla disposizione sfalsata delle file di ugelli rispetto alla seconda direzione perpendicolare alla direzione di allineamento, la testa di stampa consente di ottenere un fronte di stampa di maggiore definizione, ovvero con un maggior numero di ugelli per unità di lunghezza, rispetto ad una testa di stampa di tipo noto, con testine di stampa orientate perpendicolarmente alla direzione di trasporto (X). Inoltre, è possibile distribuire gli ugelli in maniera uniforme, anche nelle zone di transizione da una testina all’altra, senza necessità di ricorrere ad una disposizione sfalsata delle testine.

A valle della testa di stampa (4), la macchina comprende il dispositivo di essiccazione (5), predisposto per asciugare lo strato di inchiostro applicato dalla testa di stampa (4) sulle lastre di vetro.

Il dispositivo di essiccazione (5) comprende una o più lampade UV o IR, rivolte verso il piano mobile (2) in modo da irradiare il piano mobile (2) stesso. Le lampade sono disposte preferibilmente al disopra del piano mobile (2). In alternativa o in combinazione con le lampade, il dispositivo di essiccazione (5) comprende mezzi ventilatori (52), predisposti per inviare verso il piano mobile (2) una corrente di aria diretta dall’alto verso il basso. I mezzi ventilatori (52) possono essere provvisti di un riscaldatore per scaldare la corrente di aria e velocizzare l’essiccazione dell’inchiostro.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la stampa digitale di una lastra di vetro, comprendente le seguenti fasi: riscaldare la lastra di vetro ad una prefissata temperatura; successivamente alla fase di riscaldamento, applicare uno strato di inchiostro sulla lastra di vetro, secondo un motivo prefissato; asciugare lo strato di inchiostro.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di riscaldare la lastra di vetro è realizzata esponendo la lastra alla radiazione di una o più lampade IR.
3. 3) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di riscaldare la lastra di vetro è realizzata per portare la lastra ad una temperatura tra 50 e 80 gradi centigradi, preferibilmente 65 gradi centigradi.
4. 4) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di riscaldare la lastra di vetro è effettuata mentre la lastra viene trasportata in avanzamento su un piano mobile.
5. 5) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui lo strato di inchiostro è applicato mediante una testa di stampa a getto di inchiostro.
6. 6) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui lo strato di inchiostro è applicato mentre la lastra viene trasportata in avanzamento su un piano mobile.
7. 7) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di asciugare lo strato di inchiostro è realizzata esponendo la lastra di vetro alla radiazione di una o più lampade UV e/o di una o più lampade IR.
8. 8) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di asciugare lo strato di inchiostro è realizzata esponendo la lastra di vetro ad una corrente di aria diretta dall’alto verso il basso.
9. 9) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di asciugare lo strato di inchiostro è effettuata mentre la lastra viene trasportata in avanzamento su un piano mobile.
10. 10) Macchina per la stampa digitale di lastre di vetro, comprendente: un piano mobile (2), per il trasporto delle lastre di vetro in avanzamento lungo una direzione di trasporto (X); un dispositivo di riscaldamento (3), predisposto per riscaldare le lastre di vetro sul piano mobile (2); una testa di stampa (4) a getto di inchiostro, disposta a valle del dispositivo di riscaldamento (3) rispetto alla direzione di trasporto (X) e collocata al disopra del piano mobile (2); un dispositivo di essiccazione (5), predisposto per asciugare uno strato di inchiostro applicato dalla testa di stampa (4) sulle lastre di vetro e collocato a valle della testa di stampa (4) rispetto alla direzione di trasporto (X).
11. 11) Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui il dispositivo di riscaldamento (3) comprende una o più lampade IR (31), rivolte verso il piano mobile (2) in modo da irradiare il piano mobile (2) stesso.
12. 12) Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui il piano mobile (2) comprende: una pluralità di rulli (20) ciascuno dei quali presenta una superficie esterna (21) cilindrica, predisposta per consentire l’appoggio di un oggetto da trasportare; un motore (23); un elemento di trasmissione (24), che collega cinematicamente il motore (23) ai rulli (20); in cui l’elemento di trasmissione (24) è posto a contatto della superficie esterna (21) dei rulli (20), o a contatto di una porzione dei rulli (20) che presenta lo stesso diametro della superficie esterna (21).
13. 13) Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui il dispositivo di essiccazione (5) comprende una o più lampade UV o IR, rivolte verso il piano mobile (2) in modo da irradiare il piano mobile (2) stesso.
14. 14) Macchina secondo la rivendicazione 10, in cui il dispositivo di essiccazione (5) comprende mezzi ventilatori (52), predisposti per inviare verso il piano mobile (2) una corrente di aria diretta dall’alto verso il basso.