PRENSA DE IMPRESIÓN FLEXOGRÁFICA CON SECADOR INTEGRADO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una prensa de impresión flexográfica que incluye un cilindro o tambor de impresión central con una pluralidad de depósitos de color y un sistema secador utilizado para secar el solvente o las tintas a base de agua. Cada depósito de color incluye un rodillo de placa y un rodillo anilox. El rodillo anilox transfiere la tinta desde una fuente de tinta hasta el rodillo de placa. El rodillo de placa lleva la imagen de impresión e imprime la imagen en un papel continuo, el cual se soporta por el cilindro de impresión central. Recientemente, la impresión flexográfica de alta calidad que utiliza los materiales de papel continuo extensibles se hace en prensas de impresión central (Cl). El proceso flexográfico ofrece distintas ventajas de costo y flexibilidad en comparación con otros tipos de impresión tal como el fotograbado. La ventaja de utilizar un tambor Cl sobre una flexoimpresora en línea es que el papel continuo se encuentra estable durante el proceso de impresión. La estabilidad del papel continuo permite la impresión de alta calidad en una diversidad de sustancias que incluyen películas extensibles. Un ejemplo de una película extensible es de 0.001 pulgadas de polietileno. Una tendencia general en la industria de impresión es la de ahorrar el costo del material al utilizar papeles continuos o películas más delgadas las cuales últimamente son más extensibles. Ciertos segmentos de la industria de impresión también utilizan la película que se contrae característicamente cuando se aplica calor. Un ejemplo de este tipo de película es la película Cryovac SSD. Sin embargo, existen limitaciones a la estabilidad del papel continuo, el cual afecta el producto total que se produce. Es importante mantener la estabilidad del papel continuo no solamente mientras pase a través de los depósitos anteriores sino también durante el tiempo en el que el papel continuo se está moviendo a través de la máquina. Las perturbaciones en el proceso de manejo del papel continuo a medida que el papel continuo viaja desde el desenrrollador, a través de cada sección de la máquina, y finalmente a la conducción de rebobinado para imprimir los errores de registro, imagen impresa o variación repetida, y distorsión del papel continuo. En las prensas modernas, el secado de tinta y/o proceso de curación origina la mayor cantidad de daño al papel continuo. Los secadores juegan un papel vital en el proceso de impresión. El sistema secador en una prensa se utiliza para extraer el vehículo, ya sea solvente o agua, de la tinta que se imprime en el papel continuo. En la formulación de tinta, el vehículo se mezcla con el toner, el cual da a la tinta su color, y se utiliza para transportar el toner a la superficie impresa. El sistema secador más común utiliza aire caliente, algunas veces con la asistencia de radiación infrarroja, que choca con el papel continuo impreso. Los secadores "entre color" se ubican en el cilindro de impresión entre cada depósito de color. El propósito de este tipo de secador es secar la tinta a un nivel que otra capa de tinta pueda imprimirse en la parte superior de la capa anterior. La ventaja del secador entre color es que el papel continuo mantiene una temperatura controlada debido al cilindro de impresión. El cilindro de impresión normalmente se controla térmicamente a un grado Fahrenheit al circular el agua a través de la corteza interna del cilindro. Debido a que el cilindro mantiene su temperatura, el papel continuo, a través de la conducción, también mantendrá una temperatura estable. Una vez que el último color se imprime en el papel continuo, el papel continuo deja el cilindro de impresión central y entra a una sección secadora. Esta sección se refiere comúnmente como secador de túnel. Mientras que el papel continuo pasa a través del secador de túnel, se soporta por un número de rodillos guías o intermedios. El secador de túnel actúa como un horno. Su propósito es evaporar el vehículo restante del papel continuo impreso. El problema con el secador de túnel, una vez que el vehículo se ha removido, es que el calor del secador se absorbe en el papel continuo. Si se absorbe demasiado calor en el papel continuo, la temperatura del papel continuo excederá el punto de fusión térmica e iniciará la distorsión. Las películas extensibles característicamente tienen temperaturas de fusión térmica bajas. También, como una regla general mientras más delgada sea la película, más baja será la temperatura de fusión. Estos factores la hacen más difícil para diseñar y utilizar un secador de túnel en prensas flexográficas recientes. Otra cuestión significativa que da como resultado la deformación del papel continuo se origina por la tensión difundida en el papel continuo a medida que el papel continuo viaja a través de la máquina. Según se describe anteriormente, el papel continuo se soporta a través del secador de túnel y entre la secciones de la máquina por medio de los rodillos intermedios. En la mayoría de las aplicaciones, el papel continuo se utilizar para girar los rodillos intermedios. La trayectoria del papel continuo juega un rol significativo en la cantidad de la tensión requerida en el sistema. Mientras más larga sea la trayectoria del papel continuo, mayor será la cantidad de la fricción del rodillo intermedio que el papel continuo requiera para desplegar o manejar, lo cual a su vez es proporcional a la cantidad de la tensión difundida en el papel continuo. Las películas extensibles descritas anteriormente pueden resistir la tensión mínima antes de que la distorsión permanente ocurra.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La meta de esta invención es crear una prensa de impresión económica que permitirá el uso de placa delgada, películas altamente elásticas en un proceso de impresión flexográfica. Para acompañar esta labor, la tinta de impresión del papel continuo necesita secarse antes de que el papel continuo se mueva del cilindro de impresión. Al mantener el papel continuo en el tambor a lo largo del proceso de secado entero, el papel continuo no se encontrará susceptible a perturbaciones observadas en las presentes máquinas. Un sistema secador que utiliza tecnología secadora avanzada permite un diseño que ubica todos los secadores alrededor del perímetro del cilindro de impresión y la remoción de un secador de túnel. El diseño de la máquina también minimiza la longitud de la trayectoria del papel continuo, lo cual maximiza la habilidad de utilizar películas altamente extensibles.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se explicará junto con las modalidades ilustrativas mostradas en los dibujos acompañante, en los cuales 5 La Figura 1 ilustra una prensa flexográfica Cl de la técnica anterior; La Figura 2 ilustra una prensa flexográfica formada de acuerdo con la invención; y La Figura 3 es una vista de frente de uno de los secadores 10 aguas abajo. I
DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD ESPECIFICA La Figura 1 ilustra una prensa flexográfica de la técnica anterior la cual se elaboró por las solicitudes asignadas a Paper
15 Converting Machine Company. Las secciones de esta máquina, en la secuencia de la trayectoria del papel continuo, incluyen un desenrrollador 1 1 , sección de prensa12, secador de túnel 13, rodillos de enfriamiento 14, infraestructura superior 15, y un rebobinador 16. La impresa incluye diez placas soporte de color 17 a 26. Entre los secadores de color 27 al 35 se
20 ubican alrededor de un cilindro de impresión central 36. Cada placa soporte incluye un rodillo anilox 37 y un rodillo de placa 38 para aplicar la tinta a un papel continuo W que gira con el cilindro de impresión central. El papel continuo se desenvuelve del desenrrollador 1 1 y pasa sobre los rodillos intermedios 39 al cilindro de impresión central 36. El
25 papel continuo se sujeta al cilindro de impresión en el cilindro estirador posterior 40 y gira con el cilindro de impresión. El papel continuo pasa así a través de un secador de túnel 13 y sobre un rodillo de enfriamiento 14 antes de entrar el rebobinador 16. La longitud de la trayectoria del papel continuo para la máquina mostrada en la Figura 1 es aproximadamente de 125 pies. El número de rodillos intermedios, que siguen la trayectoria del papel continuo, forma un total de cuarenta y tres. La longitud de la máquina es de 52 pies. La Figura 2 es una vista lateral en alzado de una máquina diseñada de acuerdo con la invención. Debido al diseño eficiente, solamente se requieren un desenrrollador 41 , sección de prensa 42, y un rebobinador 43 para cumplir los mismos requisitos que la máquina descrita como en la técnica anterior. Así como en el ejemplo de la técnica anterior, el papel continuo W se desenvuelve del desenrrollador 41 y viaja en una dirección aguas abajo sobre los rodillos intermedios 44 a un cilindro de impresión central 45 en el cilindro estirador posterior 46. El cilindro estirador posterior asegura que el papel continuo gira con el cilindro de impresión central 45 y forma un punto de entrada aguas arriba en el cual el papel continuo contacta el cilindro de impresión central. El cilindro de impresión central 45 se soporta giratoriamente por la infraestructura 47. Los otros componentes de la sección de prensa también se soportan por la infraestructura. La infraestructura utilizada en la invención es un poco similar al ejemplo de la técnica anterior. La diferencia siendo la placa soporte inferior en cada lado del cilindro, se ha remplazado con espacio para módulos secadores adicionales. En consecuencia, la máquina descrita en esta invención es capaz de imprimir ocho colores. Otra diferencia impresionante entre el ejemplo de la técnica anterior y la invención es que la trayectoria del papel continuo se orienta hacia la parte inferior de la máquina. La trayectoria del papel continuo se diseño originalmente para alimentarse desde la parte inferior para facilidad de abrirse paso y acceder a los módulos secadores. Sin embargo, el diseño también permite la alimentación superior más convencional a la sección de prensa. En ese caso, la trayectoria del papel continuo sería ligeramente más larga, y el primer depósito de impresión estaría cercano a la parte superior de la sección de prensa. La prensa ilustrada en la Figura 2 contiene ocho placas soporte de colores o placas soporte de impresión 48 a 55. La placa soporte 48 es la placa soporte más aguas arriba, y la placa soporte 55 es placa soporte más aguas abajo. Cada placa soporte es idéntica a la siguiente. Cada placa soporte contiene un cilindro anilox 56 y un cilindro del clisé 57 para aplicar la tinta a un papel continuo W a medida que gira con el cilindro de impresión central. Similar a la técnica anterior, los módulos secadores 58 a 65 se ubican entre los depósitos de color adyacentes. Los dos módulos entre color 61 y 62 se ubican cerca de la parte superior de la sección de prensa entre las placas cuarta y quinta 51 y 52. El módulo secador adicional se utiliza para suplementar el secado de los primeros cuatro colores. Debido a los requisitos de espacio y similitud de partes, un secador "entre color" 66 también se coloca después de la última o más aguas abajo placa soporte 55. Los secadores entre color se forman ventajosamente de acuerdo con la Patente de E . U. No 6, 176, 184. Según se describe en la patente, cada secador incluye dos recintos inyectores que se proporcionan con orificios. Los orificios se oblicúan hacia los lados del cilindro de impresión central para ayudar a extender el papel continuo en el cilindro. Una fuente de calor calienta el aire el cual se suministra a los recintos inyectores. Antes de que el papel continuo deje el cilindro de impresión central, el papel continuo pasa bajo dos módulos secadores mejorados 67 y 68. Los secadores 67 y 68 también se forman ventajosamente de acuerdo con la Patente de E . U. No. 6, 176, 1 84. Cada módulo contiene seis recintos inyectores, o el equivalente de tres módulos secadores "entre color", y tres calentadores, uno por cada par de recinto. Los inyectores son rectos en lugar de angulares. Cada par de los recintos inyectores se calienta por su propia fuente de calor, la cual se controla independientemente. El control independiente permite que la temperatura del inyector se configure o compense en la cantidad de secado requerida para el papel continuo. Cualquier experto en la materia de impresión es capaz de ajustar cada módulo de tal forma que el papel continuo mantenga sus características. El último par de recipientes inyectores en el secador aguas abajo 68 no se calienta ventajosamente de tal forma que los inyectores chocan con el aire frío en el papel continuo en lugar del aire caliente. El aire frío actuará para enfriar el papel continuo para asegurar la estabilidad del papel continuo a medida que sale de la sección de prensa. El aire comprimido que se suministra a los recintos según se describe en la Patente No. 6, 176, 184 se somete a la expansión a medida que pasa a través de los recintos, y la temperatura del aire no caliente ordinariamente será menos que la temperatura ambiente. Ventajosamente esta máquina, pero no necesariamente, incluye el estado de la tecnología secadora de técnica que se describe en la Patente No. 6,176, 1 84. Con este sistema secador, todo el secado se lleva a cabo mientras el papel continuo W todavía se lleva en la superficie del cilindro de impresión. Al secar el papel continuo en el cilindro de impresión, se satisface la meta principal de la invención de mantener estabilidad del papel continuo. Un sistema secador más convencional, menos eficaz, podría utilizarse en este diseño. Sin embargo, la velocidad de la máquina, la cantidad de colores que podrían imprimirse, y el tamaño del tambor, podrían efectuarse del todo adversamente. La Figura 3 ilustra una modalidad específica de los módulos secadores 67 y 68. Tres pares de recintos inyectores 71 a y 71 b, 72a y 72b, y 73a y 73b se suministran con aire caliente por medio de recintos de aire 74, 75, y 76, respectivamente. Los recintos se encierran con una pared externa 77 la cual limita el aire cargado de solvente que se extrae del papel continuo. El puerto de escape 78 extrae el aire del módulo secador. Un brazo de sustentación 80 coloca el módulo secador relativo al cilindro de impresión central. El brazo de sustentación se une al módulo secador por los montajes de soporte y pivote 81 . Un montaje de soporte y pivote 83 mantiene el módulo secador en posición relativa al cilindro de impresión central. La pared externa 77 se articula a 83 de tal forma que la pared puede abrirse fácilmente para acceder a los recintos para remoción o limpieza. Así como el papel continuo se remueve del cilindro de impresión, el papel continuo pasa dos rodillos intermedios 85 y 86. El primer rodillo 85 define el punto de salida aguas abajo entre el papel continuo y el cilindro de impresión central. El diseño permite estos rodillos intermedios para que sean ya sea rodillos estándar o barras o módulos de dirección de aire. Los módulos de dirección de aire se conocen bien en la materia y se utilizan en circunstancias en donde el enfriamiento adicional del papel continuo es necesario para mantener la calidad de impresión o cuando la película especial se utiliza que requeriría requisitos únicos de secado aguas abajo. Los módulos de dirección de aire proporcionan una capa de aire entre el papel continuo y los módulos. Finalmente, el papel continuo viaja aguas abajo de los rodillos intermedios restantes en la sección de prensa a la sección de rebobinado 43. A pesar de que no se dibuja en la Figura 2, cualquiera de las unidades especializadas tales como visualizadores de papel continuo, sistemas de cámara, o equipo del manejo de papel continuo podrían insertarse en el área entre la sección de prensa y la sección de rebobinado. Otra meta de esta invención es minimizar la longitud de la trayectoria de papel continuo a través de la máquina. En este diseño, solo se necesitaron veinticuatro rodillos intermedios 44 para soportar el papel continuo en la modalidad ¡lustrada en la Figura 2. Este diseño ha llevado a cabo la meta de reducir la cantidad de los rodillos intermedios a aproximadamente la mitad del número de la técnica anterior. La longitud total del papel continuo también se ha reducido por un margen de 40%. Para un papel continuo altamente extensible, la consecuencia del diseño se da como resultado en una máquina que tiene la habilidad de correr a presiones bajas. Para una película extensible, mientras más elevada la presión del papel continuo, lo más probable que la película producirá. Alguno de los beneficios de este sistema son los siguientes: 1 . La habilidad de imprimir películas altamente extensibles o termosensibles. 2. La corta trayectoria de papel continuo entre las secciones de impresión minimiza las perturbaciones del papel continuo, el cual juega un papel esencial en la calidad total del producto impreso. 3. El diseño de la máquina obtiene una configuración de peso bajo para el acceso conveniente del operador y el nivel de seguridad aumentado. También se permite que la máquina se adapte en instalaciones con techado bajo. 4. El manejo del papel continuo de alta calidad se basa en el diseño simplificado. El papel continuo se soporta continuamente en el cilindro de impresión central durante el proceso entero de impresión y secado. 5. La reducción del costo de máquina debido a la eliminación del secador de túnel y las secciones superiores. 6. La trayectoria del papel continuo simplificado permite abrirse paso más fácil.
7. El control del proceso sin afectar el secado total. El sistema puede compensar la extensión y contracción del papel continuo al maximizar los módulos secadores individuales. Aunque en la especificación anterior se estableció una descripción detallada de las modalidades específicas de la invención para el propósito de ilustración, se entenderá que muchos de los detalles aquí dados pueden variarse considerablemente por aquellos expertos en la materia sin alejarse del espíritu y alcance de la invención .