PL230725B1 - Sposob wykonywania nadruku metoda fleksograficzna - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania nadruku metodą fleksograficzną stosowany w produkcji opakowań giętkich oraz etykiet na podłożu niewsiąkliwym.

Opakowania giętkie zaopatrywane w nadruki wykonywane za pomocą techniki fleksograficznej są obecnie szeroko stosowane w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym. W celu uzyskania odpowiednich właściwości użytkowych do wykonywania nadruków na takich opakowaniach stosowane są farby utrwalane promieniowaniem ultrafioletowym, pozwalające na szybkie utrwalenie nadruku i uzyskanie wysokiej rozdzielczości obrazu. Ilość nakładanej farby jest zależna od pojemności farbowej wałka rastrowego, tradycyjnie mierzonej pojemnością kałamarzyków farbowych na 1 m² powierzchni wałka.

Możliwość zastosowania nadruku z reliefem jest istotnym elementem podnoszącym atrakcyjność opakowania, a także pozwalającym na wykonanie nadruku tekstu w alfabecie Braille'a dla potrzeb osób niewidomych lub słabo widzących. Nadruk taki jest standardowo wymagany przy produkcji opakowań dla branży farmaceutycznej.

Z japońskiego opisu zgłoszeniowego JPH115900 znana jest kompozycja żywic umożliwiająca nadrukowanie elementów klawiatur membranowych o znacznej grubości w technice fleksograficznej, jednakże zawarte w niej związki chemiczne nie pozwalają na jej wykorzystanie przy drukowaniu opakowań dla przemysłu spożywczego.

Z kolei z polskiego patentu PL 220 333 znany jest sposób wytwarzania etykiet zawierających wypukłą informację kodowaną, gdzie zewnętrzna powierzchnia etykiety wykrawanej z nośnika informacji jest pokrywana farbami metodą fleksograficzną, przy czym powierzchnię pokrywa się przynajmniej jedną barwą, a poszczególne barwy nanoszone są w niezależnych stacjach drukujących maszyny do zadruku i następnie utrwala się je w stacji utrwalania UV. Etykieta wykrawana jest w stacji sztancującej, a proces przesuwu jest koordynowany i synchronizowany, przy czym nośnik informacji rozwijany jest z rolki, a jako gotowa etykieta odbierany w stacji odbioru gotowego produktu. W rozwiązaniu tym ostatnią nanoszoną farbą jest jednopostaciowa płynna ciecz samopuchnąca stanowiąca przynajmniej w 50% mieszaninę reaktywnych żywic akrylowych, przy czym płynną ciecz po naniesieniu na wykrojoną etykietę poddaje się niezależnemu utrwaleniu UV dokładnie pomiędzy 0,05 a 0,2 sekundy od momentu połączenia cieczy z etykietą, a wszystkie operacje przedstawionego procesu zachodzą podczas jednego przebiegu nośnika informacji przez maszynę do zadruku.

Wadą techniki fleksograficznej, wynikającą ze sposobu przenoszenia farby na podłoże, jest niska grubość nanoszonej warstwy (rzędu 5 mikrometrów). Z kolei zwiększenie tej grubości poprzez prostą zmianę pojemności farbowej wałka rastrowego prowadzi do niekontrolowanego rozlewania lakieru i pogorszenia jakości drukowania. Stąd obecnie - w celu uzyskania nadruku o znacznej grubości - stosuje się dodatkowe zespoły drukujące w technice sitodrukowej. Pozwala ona na nałożenie znacznie grubszej warstwy farby (rzędu kilkunastu lub kilkudziesięciu mikrometrów) nadającej efekt reliefu. Wadą zastosowania techniki sitodrukowej jest konieczność wprowadzenia dodatkowego rodzaju farb o innej reologii, kłopotliwe czyszczenie zespołu sitodrukowego powodujące duże straty farby, a także niemożliwość zastosowania lakierów o obniżonej migracji (nie zawierających niskocząsteczkowych fotoinicjatorów), co ogranicza zastosowanie takich rozwiązań do produkcji opakowań dla niektórych segmentów rynku (w szczególności branży spożywczej).

Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu wykonywania nadruku metodą fleksograficzną, który umożliwi stosowanie lakierów o obniżonej migracji, a tym samym będzie miał szerokie zastosowanie w produkcji opakowań ze względu na możliwość ich stosowania we wszystkich branżach, w tym w branży spożywczej.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że przy prędkości drukowania od 30 do 50 m/min na powierzchnię drukowaną nanosi się warstwę lakieru niskomigracyjnego o lepkości od 25 do 35 s (DIN 4), która to warstwa ma grubość od 25 do 60 mikrometrów, po czym tak nałożoną warstwę lakieru poddaje się utrwaleniu UV poprzez naświetlanie dwiema lampami UV każda o mocy od 160 do 200 W/m² przez czas od 5 do 10 sekund.

Korzystnie lakierem niskomigracyjnym jest lakier zawierający etoksylat trójakrylanu trójmetylolpropanu (TMP3EOTA), trójakrylat propoksylanu glicerolu (GPTA), metakrylan izobornylu (IBOMA) oraz 4-karboaldehyd morfoliny.

Korzystnie powierzchnią drukowaną jest laminat barierowy.

PL 230 725 B1

Korzystnie warstwa lakieru nanoszona jest na opakowanie za pomocą zespołu lakierującego zawierającego wałek rastrowy o pojemności od 80 do 130 cm³/m² i liniaturze od 20 do 40 l/cm.

Korzystnie wałek rastrowy współpracuje z nożem raklowym o twardości od 750 do 950 HV.

Korzystnie warstwa lakieru nanoszona jest na opakowanie przy użyciu fotopolimerowej formy fleksograficznej o strukturze zawierającej mikrokałamarzyki.

P r z y k ł a d I

W wąskowstęgowej maszynie drukującej dokonano wymiany elementów roboczych w zespole lakierującym instalując wałek rastrowy o pojemności farbowej 130 cm ³/m² i liniaturze 40 l/cm oraz nóż raklowy o twardości 950 HV. Ponadto w zespole utrwalającym zamontowano dwie lampy UV każda o mocy 160 W/cm². Podczas przygotowania do druku kałamarz zespołu lakierującego wypełniono lakierem niskomigracyjnym (zawierającym etoksylat trójakrylanu trójmetylolpropanu (TMP3EOTA), trójakrylat propoksylanu glicerolu (GPTA), metakrylan izobornylu (IBOMA) oraz 4-karboaldehyd morfoliny) o lepkości przy temperaturze 23°C: 30 s (DIN 4), reaktywność na lampy 80 W/cm² (wartość referencyjna), a na cylinder formowy założono fleksograficzną formę drukującą o strukturze zawierającej mikrokałamarzyki. Po rozpoczęciu drukowania i osiągnięciu prawidłowego spasowania nadruku maszynę rozpędzono do prędkości roboczej 40 m/min i rozpoczęto drukowanie. Podczas przejścia podłoża drukowego przez zespół lakierujący nakładano warstwę lakieru o grubości 50 mikrometrów, którą następnie naświetlano promieniami UV za pomocą dwóch lamp UV każda o mocy 160 W/cm² przez okres 6 sekund. Na wyjściu maszyny uzyskiwano utrwalony nadruk reliefowy, odporny na czynniki mechaniczne i chemiczne. Uzyskane opakowanie z nadrukowaną warstwą nie zawierało resztek niskocząsteczkowych fotoinicjatorów, ani innych związków niedopuszczonych do kontaktu z żywnością.

Tak uzyskane opakowanie poddano badaniu odporności lakieru na ścieranie na sucho przy pomocy urządzenia Quartant produkcji firmy Prufbau. Ilość przesuwów badanej próbki wynosiła 500 (zgodnie z instrukcją oznaczania odporności na ścieranie). Wyniki oceniano wizualnie porównując je z odbitkami wzorcowymi przy zastosowaniu następującej skali: 1 = brak działania ścierającego, 2 = lekkie działanie ścierające, 3 = średnie działanie ścierające, 4 = silne działanie ścierające, 5 = bardzo silne działanie ścierające z uszkodzeniem rysunku drukującego. Wynik poddanej badaniu próbki lakieru (w zakresie odporności farby na ścieranie) wyniósł 1 - po 500 testowych przesuwach brak było oznak działania ścierającego.

P r z y k ł a d II

W wąskowstęgowej maszynie drukującej dokonano wymiany elementów roboczych w zespole lakierującym instalując wałek rastrowy o pojemności farbowej 90 cm ³/m² i liniaturze 35 l/cm oraz nóż raklowy o twardości 750 HV. Ponadto w zespole utrwalającym zamontowano dwie lampy UV każda o mocy 200 W/cm² Podczas przygotowania do druku kałamarz zespołu lakierującego wypełniono lakierem WESSCO® LM 2821 o lepkości przy temperaturze 23°C: 25 s (DIN 4), reaktywność na lampy 80 W/cm² (wartość referencyjna), a na cylinder formowy założono fleksograficzną formę drukującą strukturze zawierającej mikrokałamarzyki. Po rozpoczęciu drukowania osiągnięciu prawidłowego spasowania nadruku maszynę rozpędzono do prędkości roboczej 30 m/min i rozpoczęto drukowanie. Podczas przejścia podłoża drukowego przez zespół lakierujący nakładano warstwę lakieru o grubości 25 mikrometrów, którą następnie naświetlano promieniami UV za pomocą dwóch lamp UV każda o mocy 200 W/cm² przez okres 10 sekund. Na wyjściu maszyny uzyskiwano utrwalony nadruk reliefowy, odporny na czynniki mechaniczne i chemiczne. Uzyskane opakowanie z nadrukowaną warstwą nie zawierało resztek niskocząsteczkowych fotoinicjatorów, ani innych związków niedopuszczonych do kontaktu z żywnością.

P r z y k ł a d III

W wąskowstęgowej maszynie drukującej dokonano wymiany elementów roboczych w zespole lakierującym instalując wałek rastrowy o pojemności farbowej 100 cm ³/m² i liniaturze 20 l/cm oraz nóż raklowy o twardości 850 HV. Ponadto w zespole utrwalającym zamontowano dwie lampy UV każda o mocy 200 W/cm². Podczas przygotowania do druku kałamarz zespołu lakierującego wypełniono lakierem WESSCO 3820 o lepkości przy temperaturze 23°C: 35 s (DIN 4), reaktywność na lampy 80 W/cm² (wartość referencyjna), a na cylinder formowy założono fleksograficzną formę drukującą o strukturze zawierającej mikrokałamarzyki. Po rozpoczęciu drukowania i osiągnięciu prawidłowego spasowania nadruku maszynę rozpędzono do prędkości roboczej 50 m/min i rozpoczęto drukowanie. Podczas przejścia podłoża drukowego przez zespół lakierujący nakładano warstwę lakieru o grubości 60 mikrometrów, którą następnie naświetlano promieniami UV za pomocą dwóch lamp UV każda o mocy 200 W/cm² przez okres 5 sekund. Na wyjściu maszyny uzyskiwano utrwalony nadruk reliefowy,

PL 230 725 B1 odporny na czynniki mechaniczne i chemiczne. Uzyskane opakowanie z nadrukowaną warstwą nie zawierało resztek niskocząsteczkowych fotoinicjatorów, ani innych związków niedopuszczonych do kontaktu z żywnością. Rozwiązanie według wynalazku znajduje zastosowanie w produkcji opakowań giętkich oraz etykiet na podłożu niewsiąkliwym, np. na laminatach barierowych ABL lub PBL. Pozwala na osiągnięcie efektów nadruku z reliefem poprzez miejscowe naniesienie warstwy lakieru o znacznie większej grubości, możliwej dotąd wyłącznie w technice sitodruku. Zastosowanie rozwiązania według wynalazku pozwala na zastąpienie sitodrukowych zespołów lakierujących odpowiednio zmo dyfikowanym zespołem lakierującym w technice fleksograficznej. Eliminuje to konieczność stosowania farb sitodrukowych i umożliwia wykonywanie nadruku wyłącznie z zastosowaniem farb i lakierów niskomigracyjnych, dostosowanych do wymagań prawnych przemysłu spożywczego. Nadruk o znacznej grubości wykonywany sposobem według wynalazku pozwala na wykonanie opakowań o zwiększonej wartości użytkowej dla odbiorców (producentów) oraz konsumentów. Możliwe jest wykonywanie nadruku o wyczuwalnej grubości, w tym nadruku znaków w alfabecie Braille'a.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykonywania nadruku metodą fleksograficzną, gdzie na powierzchnię drukowaną nanosi się przynajmniej jedną warstwę farby, a następnie utrwala promieniami UV, znamienny tym, że przy prędkości drukowania od 30 do 50 m/min na powierzchnię drukowaną nanosi się warstwę lakieru niskomigracyjnego o lepkości od 25 do 35 s (DIN 4), która to warstwa ma grubość od 25 do 60 mikrometrów, po czym tak nałożoną warstwę lakieru poddaje się utrwaleniu UV poprzez naświetlanie co najmniej dwiema lampami UV każda o mocy od 160 do 200 W/m² przez czas od 5 do 10 sekund.
2. 2. Sposób wykonywania nadruku według zastrz. 1, znamienny tym, że lakierem niskomigracyjnym jest lakier zawierający etoksylat trójakrylanu trójmetylolpropanu (TMP3EOTA), trójakrylat propoksylanu glicerolu (GPTA), metakrylan izobornylu (IBOMA) oraz 4-karboaldehyd morfoliny.
3. 3. Sposób wykonywania nadruku według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że powierzchnią drukowaną jest laminat barierowy.
4. 4. Sposób wykonywania nadruku według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa lakieru nanoszona jest na opakowanie za pomocą zespołu lakierującego zawierającego wałek rastrowy o pojemności od 80 do 130 cm³/m² i liniaturze od 20 do 40 l/cm.
5. 5. Sposób wykonywania nadruku według zastrz. 4, znamienny tym, że wałek rastrowy współpracuje z nożem raklowym o twardości od 750 do 950 HV.
6. 6. Sposób wykonywania nadruku według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa lakieru nanoszona jest na opakowanie przy użyciu fotopolimerowej formy fleksograficznej o strukturze zawierającej mikrokałamarzyki.