ITRM20070543A1 - Processo di stampaggio e microstampaggio e rispettivi componenti - Google Patents

Description

“PROCESSO DI STAMPAGGIO E MICROSTAMPAGGIO E RISPETTIVI COMPONENTI”

CAMPO DI APPLICAZIONE

La presente invenzione si riferisce a un processo di stampaggio e micio stampaggio (anche goffratura) e ai rispettivi componenti atto ad essere applicato sulla maggior parte dei prodotti e materiali flessibili usati nell’industria grafica, utilizzando a tal fine un unico cilindro impresso a caldo; il procedimento operativo è semplice, permettendone l’uso immediato, essendo sufficiente accoppiare il cilindro alle macchine di stampaggio in contropressione rispetto ad un cilindro di pressione, originando così un grande risparmio ed ottenendo risultati ancora non realizzati sul mercato, principalmente in relazione al microstampaggio su laminati flessibili; il processo innovativo si applica alle aree dello stampaggio rotativo nei settori della rotoincisione e della flessografia, incluse nell’area grafica delle impressioni rotative su imballaggi flessibili, pellicole decorative, industrie di conversione di materiali plastici flessibili, materiali estrusi (plastici) e laminati (complesso di materiali plastici incollati); il processo innovativo si pone come obiettivo quello di aggregare, ai vari prodotti dell’ industria grafica di pellicole e supporti flessibili, un richiamo decorativo e/o una protezione contro la clonazione agendo come elemento di sicurezza.

FONDAMENTO DELLA TECNICA

Come è noto agli operatori del settore grafico, lo stampaggio è uno dei sistemi esistenti per imprimere disegni, in altorilievo o bassorilievo, su prodotti quali carta, plastica ed affini.

È un metodo tradizionale di impressione usato nel settore industriale della rotoincisione e della flessografia, particolarmente in sistemi di impressione con caratteristiche rotative.

Più precisamente, il processo di stampaggio attualmente utilizzato prevede la possibilità di applicare lo stampaggio su foglio piano (punzone e contropunzone) o in rotativa doppia (punzone e contropunzone).

Il sistema di stampaggio su foglio piano (punzone e contropunzone) utilizza lastre di stampaggio in zinco o fotopolimeri incisi chimicamente o mediante elettroerosione. È destinato al mercato grafico con supporto di carta e cartone in fogli. Per essere operativo richiede un sistema sofisticato di macchine rotative o piane per rotoincisione, flessografia e off-set. Può essere utilizzato anche in processi di taglio e piegatura.

Il sistema di stampaggio rotativo doppio (punzone e contropunzone) è composto da due cilindri in acciaio incisi in altorilievo e bassorilievo (punzone e contropunzone). Entrambi i cilindri devono lavorare agganciati e sincronizzati. Lo stesso gruppo cilindri può essere formato anche da un cilindro in acciaio (punzone) e da un altro cilindro di carta pressata (contropunzone). Tale sistema si usa per imprimere disegni in alto e/o bassorilievo su prodotti o imballaggi flessibili che usano come supporto materiali quali carta, cartone, carta di alluminio, carte metallizzate, alluminio; ecc.. Alcuni esempi di utilizzazione comprendono il settore degli imballaggi per etichette di birra, coperchi per yogurt, pacchetti di sigarette, carta igienica, ecc..

Le macchine di stampaggio esistenti sul mercato aventi quale scopo principale quello di ottenere il citato sistema di incisione sono ampiamente note; esse sono macchine che, generalmente, possiedono due rulli o cilindri ed usano un processo di stampaggio a freddo.

Questo avviene, per esempio, con macchine come quelle indicate nei documenti del brevetto PI0504521-5: esso prevede una macchina dove il gruppo di stampaggio di materiale in foglio comprende almeno due rulli di stampaggio e le cui estremità sono montate in senso rotatorio sui pannelli laterali della macchina di stampaggio. Ciascun pannello laterale è formato da una parte fissa e da almeno una parte mobile.

In tal modo, si comprende come i processi comuni di stampaggio prevedano, fondamentalmente, una macchina dove il prodotto da imprimere, generalmente carta, plastica o affini, passa tra due cilindri/rulli (punzone e contropunzone) rotatori, controllati simultaneamente; pertanto, il sistema di stampaggio richiede una precisione centesimale tra i due rulli al fine di stampare sul prodotto il disegno desiderato.

Altre caratteristiche generali dei sistemi di stampaggio corrispondono al fatto che i rulli possiedono, generalmente, un asse con scanalatura ingranata che permette il rispettivo incastro ed una pressione sufficientemente forte e precisa per imprimere, in tal modo, il prodotto senza disintegrarlo.

È possibile riscontrare alcuni inconvenienti nei processi tradizionali di stampaggio quale, ad esempio, quello relativo alle lastre di stampaggio che comportano molte limitazioni nel mercato degli imballaggi flessibili, in quanto possono operare solamente in fogli non permettendo di ottenere uno stampaggio continuo senza giunture.

Un altro inconveniente di tale processo è la limitazione ai supporti in carta e cartone. La definizione dei rilievi ottenuti con questo metodo si limita ad immagini più grossolane non essendo possibile ottenere disegni sottili o microdettagli (microstampaggi).

Un altro inconveniente riscontrato nel processo tradizionale di stampaggio si riferisce, in particolare, al sistema di stampaggio doppio (punzone e contropunzone), dato che la sua applicazione, relativamente ai supporti che si possono stampare, si limita a carte, cartoni e alluminio. Le tipologie di disegni che si possono incidere sui cilindri del sistema sono piuttosto diversificate ma, in ogni caso, non supportano i microdettagli.

Un grande svantaggio di questo sistema è la necessità che il gruppo di cilindri debba lavorare ingranato e sincronizzato. Questo limite rende enormemente difficoltoso il cambio dei disegni, ossia dei cilindri. La perdita di sincronismo molte volte non rende possibile, tecnicamente e/o finanziariamente, il cambio che, sempre che avvenga, può comportare giorni o settimane a seconda del caso e delle dimensioni della macchina.

Un altro importante inconveniente insito nel processo tradizionale di stampaggio doppio risiede neH’impossibilità di stampare materiale plastici quali BOPP, Poliestere, PVC, Polietilene, tra gli altri, considerati materiali flessibili.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Al fine di apportare migliorie al settore grafico, specificamente al processo o sistema di stampaggio doppio, il richiedente, che lavora nell’area di sviluppo delle attrezzature e dei rispettivi processi, ha sviluppato il presente procedimento di stampaggio e microstampaggio unico, applicato alle aree dello stampaggio rotativo nei settori della rotoincisione e della flessografia, dove una macchina convenzionale passa ad utilizzare un unico cilindro con corpo in acciaio, qui di seguito denominato cilindro principale, al quale si può applicare un rivestimento metallico, plastico o di materiale similare. Sulla superficie di detto cilindro in acciaio o sull’adeguato rivestimento, si trovano incisi diversi tipi di disegni e/o trame in alto e/o bassorilievo; le incisioni delle impressioni vengono effettuate mediante processi di corrosione chimica o di sublimazione laser.

Uno dei vantaggi derivanti dall’uso di un rivestimento applicato sulla superficie del cilindro principale, è che, tra le altre funzioni, il corpo del cilindro diventa riutilizzabile dopo l’usura del disegno e/o della trama incisa sulla sua superficie.

In tal modo, con l'uso di rivestimenti quali lamine di rame, nichel, cromo, gomma e plastiche specifiche, è possibile riutilizzare il corpo del cilindro per incidere nuovamente disegni usurati, danneggiati oppure incidere nuovi disegni e/o trame. L’applicazione del rivestimento sul cilindro principale viene selezionata secondo standard di resistenza alla forza di abrasione, di durata e di durezza.

Il cilindro principale inciso lavora in solido con un cilindro di gomma con superficie liscia ed entrambi sono sottoposti a pressioni pneumatiche o idrauliche. Il cilindro di gomma viene selezionato a partire dalla sua durezza e resistenza alla forza di abrasione: tali caratteristiche vengono inoltre determinate in funzione del materiale da stampare.

Il cilindro principale inciso è sottoposto a riscaldamento in quanto la sua temperatura dipende dal materiale da stampare; il riscaldamento può essere prodotto in vari modi: mediante resistenza elettrica, olio, acqua o ancora altri mezzi che producano calore in modo adeguato.

Uno dei vantaggi del presente processo di stampaggio e microstampaggio, risiede nel fatto che lo stesso permette di stampare la maggior parte dei materiali flessibili usati nellindustria grafica, utilizzando solamente un cilindro inciso.

Rispetto ai processi tradizionali, il processo innovativo si distingue per diversi elementi tecnici, tra cui il principale è quello di usare solamente un cilindro inciso senza che sia necessaria la sincronizzazione, dato che non si usa un altro cilindro in acciaio. Da questo perfezionamento risulta che il sistema permette di stampare ad alta velocità in quanto rinuncia al sincronismo tra il cilindro inciso ed il cilindro di gomma.

Un altro punto innovativo si riferisce all’uso di calore per riscaldare il cilindro principale, mentre lo stampaggio doppio convenzionale è realizzato a freddo. Il nuovo processo permette di stampare disegni dimensionati rispetto al disegno impresso sul supporto (materiale già impresso da stampare).

Un altro vantaggio rispetto ai sistemi convenzionali sta nel fatto che il nuovo processo si presenta facile da un punto di vista operativo, permettendone l'uso direttamente accoppiato alle macchine di stampa, operando o meno simultaneamente rispetto alla stampa sulle linee produttive o al di fuori, creando efficienza, grande risparmio e ottenendo risultati ancora non riscontrati sul mercato, principalmente in relazione al microstampaggio su laminati flessibili.

Uno dei principali punti che hanno permesso di ottenere tale risultato attraverso il processo in questione, è il prevedere la possibilità di regolazione rispetto alle macchine tradizionali, rendendo il cilindro principale e gli ulteriori componenti del processo, un dispositivo multifunzionale, in grado di adattarsi a varie macchine per stampare i diversi materiali prodotti dall' industria grafica di pellicole e carte flessibili. La soluzione individuata comprende una combinazione di temperatura, velocità, pressione, precondizionamento e postcondizionamento del laminato e durezza tra il cilindro inciso ed il cilindro di gomma usati nel nuovo processo.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

A completamento della presente descrizione, per ottenere una migliore comprensione delle caratteristiche della relativa invenzione ed in accordo con una sua realizzazione pratica preferita, in allegato alla descrizione si unisce una serie di disegni dove, in via esemplificativa non limitativa, viene illustrato quanto segue:

La figura 1 rappresenta il processo di stampaggio innovativo applicato a una macchina schematica di stampaggio di laminati in generale.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

In base alle illustrazioni citate, la presente invenzione si riferisce ad un nuovo “PROCESSO DI STAMPAGGIO E MICROSTAMPAGGIO E RISPETTIVI COMPONENTI”, più precisamente trattasi di un processo di stampaggio, per esempio di goffratura, del tipo applicato alle aree di stampaggio rotativo nei settori della rotoincisione e della flessografia.

Secondo la presente invenzione, il processo di stampaggio si applica all’area grafica delle impressioni rotative per il confezionamento di imballaggi flessibili, pellicole decorative, industrie di conversione di materiali plastici flessibili, estrusi (materiali plastici), laminati (complesso di materiali plastici incollati) ed ai più differenti prodotti dellindustria grafica di pellicole e supporti flessibili, fungendo da elemento decorativo e/o come protezione contro la clonazione (quale elemento di sicurezza).

Il processo consiste nelle seguenti fasi applicate a una macchina (M) di stampaggio:

a) Tra la bobina (A) con il prodotto/laminato (L) da stampare e la bobina di avvolgimento (B) è montato il gruppo di stampaggio (1) formato da un cilindro principale (2), che può essere riscaldato, e da un cilindro di pressione (3) di materiale elastico, preferibilmente di gomma.

b) Il gruppo (1) di cilindri (2) e (3) è montato in una struttura preferita, immediatamente dopo una stufa di preriscaldamenlo (E) del prodotto/lanimato (L) già in fase di srotolamento; il preriscaldamento viene applicato in relazione al tipo di prodotto da stampare. Non è necessario applicarlo in modo generalizzato.

c) Il prodotto/laminato (L) dopo essere passato attraverso il gruppo di stampaggio (1) può essere sottoposto ad uno sbalzo termico inverso esercitato da un cilindro raffreddato (R) non sottoposto a pressione; lo sbalzo termico inverso, come il preriscaldamento, è necessario solamente in caso di prodotti specifici, senza dover generalizzare questa fase del processo.

d) Il prodotto/laminato (L) viene avvolto nuovamente sulla bobina (B) e confezionato per l’uso successivo considerando terminato il relativo ciclo di stampaggio.

Il cilindro principale (2) può presentare una superficie incisa con disegni e trame (T) da stampare sul prodotto/laminato (L) oppure può essere rivestito da una camicia (4) di materiale adeguato, quali lamine di rame, nichel, cromo, gomma e materiali plastici specifici muniti di impressioni con disegni, trame e microtrame (T); la camicia (4) può essere fissata al cilindro principale (2) mediante colla, a vuoto o con altro tipo di aderenza.

L’involucro di rivestimento (4) applicato al cilindro principale (2) può essere rimosso per incidere nuovamente disegni usurati, danneggiati o per incidere nuovi disegni, trame o microtrame (T). L’applicazione del rivestimento (4) sul cilindro principale (2) viene selezionata secondo standard di resistenza alla forza di abrasione, di durata e durezza.

Il cilindro principale (2) è sottoposto a riscaldamento attraverso diversi sistemi, quali la resistenza elettrica, olio, acqua, o ancora altri mezzi che producano un calore adeguato, in modo da mantenere la temperatura di superficie compresa in un intervallo che può variare da 40° a 180°. La temperatura viene determinata in relazione alla resistenza del prodotto/laminato (L) da stampare, alla velocità di produzione e rispetto alla pressione disponibile nel gruppo di cilindri.

Il cilindro di pressione (3) ha una superficie liscia e deve avere una durezza controllata in grado di esercitare pressione sul cilindro principale (2) e sul prodotto/laminato (L) da stampare. La pressione di superficie sul cilindro principale (2) esercitata dal menzionato cilindro di pressione (3) viene controllata mediante un sistema pneumatico, idraulico o meccanico.

Il gruppo (1) di cilindri (2) e (3), quando è montato sulla macchina di stampaggio (M) non richiede diametri uguali in quanto è esente da qualunque sincronismo.

Il processo di stampaggio e microstampaggio fornisce, come vantaggio maggiore, la possibilità di stampare la maggior parte dei materiali flessibili usati nell’industria grafica, utilizzando a tal fine solamente un cilindro inciso o cilindro principale (2).

Il sistema di stampaggio (1) consente l’applicazione su diversi prodotti flessibili (L), quali carta, alluminio, plastica ed ancora, di rilevante importanza, l’applicazione dello stampaggio in bassorilievo e/o altorilievo su pellicole plastiche flessibili per le quali non esiste un processo similare, considerando la fragilità, la delicatezza e la memoria strutturale del materiale. Le pellicole flessibili possono essere estruse (fuse), in monostrato o incollate in multistrato, comunemente chiamati in tal caso, laminati. Esempi di pellicole flessibili sono il Poliestere, BOPP, Polietilene, PVC, Polipropilene ed altri. Il rispettivo processo può essere applicato anche a cuoio, carte laminate, alluminio, tessuto e qualunque altro tipo di pellicola.

Il processo di stampaggio, come già detto, comprende la possibilità di realizzare il microstampaggio, permettendo di imprimere in basso e/o altorilievo microdisegni o effetti ottici allo scopo di creare la marca d’origine del prodotto, rappresentando un “codice di sicurezza” con la finalità di promuovere l’identificazione dell'imballaggio e, automaticamente, del prodotto fungendo da codice contro la clonazione o la pirateria.

La presente invenzione del processo di stampaggio e microstampaggio non limita la relativa applicazione ai dettagli e alle fasi qui descritti. Essa è in grado di fornire altre modalità e di essere utilizzata o eseguita in vari modi; resta inteso che la terminologia qui impiegata è finalizzata alla descrizione e non rappresenta una limitazione dell’argomento in questione.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1) “PROCESSO DI STAMPAGGIO E MICROSTAMPAGGIO E RISPETTIVI COMPONENTI” si riferisce a un processo di stampaggio del tipo applicato alle aree dello stampaggio rotativo nei settori della rotoincisione e della flessografia, più specificamente, nell’area grafica delle impressioni rotative per il confezionamento di imballaggi flessibili, pellicole decorative, industrie di conversione di materiali plastici flessibili, prodotti estrusi (materiali plastici), laminati (complesso di materiali plastici incollati) e ai più diversi prodotti dell’industria grafica di pellicole e supporti flessibili; il processo è caratterizzato dalla presenza delle seguenti fasi applicate a una macchina di stampaggio (M); a) Tra la bobina (A) con il prodotto/laminato (L) da stampare e la bobina di avvolgimento (B) è montato il gruppo di stampaggio (1) formato da un cilindro principale (2), che può essere riscaldato, e da un cilindro di pressione (3) di materiale elastico, preferibilmente di gomma. b) Il gruppo (1) di cilindri (2) e (3) è montato, opzionalmente, immediatamente dopo una stufa di preriscaldamento (E) del prodotto/laminato (L) già in fase di srotolamento. c) Il prodotto/laminato (L) dopo essere passato attraverso il gruppo di stampaggio (1), in via opzionale, può essere sottoposto ad uno sbalzo termico inverso esercitato da un cilindro raffreddato (R) non soggetto a pressione. d) Il prodotto/laminato (L) viene avvolto nuovamente sulla bobina (B) e imballato per uso successivo considerando terminato il relativo ciclo di stampaggio. 2) “COMPONENTI”, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il cilindro principale (2) in acciaio presenta una superficie incisa con disegni e trame (T) da stampare sul prodotto/laminato (L). 3) “COMPONENTI”, secondo la rivendicazione 1 ed in una opzione costruttiva, caratterizzato dai fatto che il cilindro principale (2) è rivestito da una camicia (4) di materiale adeguato, come lamine di rame, nichel, cromo, gomma e materiali plastici specifici muniti di incisioni con disegni, trame e microtrame (T); la camicia (4) può essere fissata al cilindro principale (2) mediante colla, a vuoto o con altro tipo di aderenza. 4) “COMPONENTI”, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’involucro di rivestimento (4) può essere rimosso per incidere nuovamente disegni usurati, danneggiati o per incidere nuovi disegni, trame o microtrame (T). 5) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni 3 e 4, caratterizzato dal fatto che il materiale di rivestimento (4) applicato sul cilindro principale (2) dipende dal prodotto/laminato (L) da scegliersi in funzione di parametri di resistenza, alla forza di abrasione, durata e durezza. 6) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cilindro principale (2) viene riscaldato mediante vari sistemi, quali la resistenza elettrica, olio, acqua o qualsiasi altro mezzo che produca uri calore adeguato, in modo da mantenere la temperatura di superficie in un intervallo che può variare da 40° a 180°. 7) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la temperatura applicata al cilindro principale (2) viene determinata secondo parametri di resistenza del prodotto/laminato (L) da stampare, secondo la velocità di produzione e la pressione disponibile nel gruppo di cilindri (2) e (3). 8) “COMPONENTI”, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il cilindro di fissaggio (3) ha superficie liscia. 9) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 8, caratterizzato dal fatto che il cilindro di pressione (3) possiede durezza e pressione di applicazione controllate quando entra in contatto con il cilindro principale (2) ed il prodotto/laminato da stampare (L); la pressione di superficie sul cilindro principale (2) esercitata dal relativo cilindro di pressione (3) è controllata da un sistema pneumatico, idraulico o meccanico. 10) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cilindro principale (2) può presentare un diametro diverso da quello del cilindro di pressione (3), 11) “COMPONENTI”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il gruppo (1) di cilindri (2) e (3) non richiede sincronismo. 12) “PROCESSO”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il processo di stampaggio e microstampaggio utilizza un unico cilindro inciso o cilindro principale (2). 13) “PROCESSO”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal processo che permette lo stampaggio e/o il microstampaggio su basso e/o altorilievo applicato su diversi prodotti flessibili (L), quali carta, alluminio, materiale plastico, pellicole plastiche flessibili estruse (fuse), in monostrato o incollati in multistrato (laminati) o ancora cuoio, carte laminate, tessuto e qualsiasi altro tipo di pellicola. 14) “PROCESSO”, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il processo di microstampaggio ottenuto con un gruppo di cilindri (2) e (3) permette limpressione su basso e/o altorilievo di microdisegni o effetti ottici tipo “codice di sicurezza”.