Спосіб нанесення зображень на синтетичні плівки цифровим принтером зі стаціонарними друкувальними головками для промислового випуску невеликих партій

Реферат: Винахід стосується способу виготовлення невеликих партій друкованої синтетичної плівки, при якій друк відповідає за роздільною здатністю і фарбами друку, здійсненому за допомогою способу глибокого друку, причому на плівку (1) за допомогою матриці з друкувальних головок (2а, 2b) наносять чорнило способом струменевого нанесення, яке містить такі самі барвники і/або пігменти, що і фарба, яку використовують в методі глибокого друку, при цьому в′язкість і властивість чорнила узгоджують для способу струменевого нанесення чорнил. UA 107198 C2 (12) UA 107198 C2 UA 107198 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується способу друкування зображень на синтетичних плівках для промислового випуску невеликих партій. Друковані синтетичні плівки для декорування поверхонь широко поширені. Як сферу застосування перш за все можна назвати меблеву промисловість, а також будівельну галузь, де імітування дерев'яної поверхні користується особливим попитом. Між іншим, при цьому аргумент витрат має менше значення за значно кращу споживчу якість, яка допомагає модельованому декору під дерево у його переможній ході. Так, наприклад, меблі, а також вікна, двері і подібні будівельні деталі з поверхнею із синтетичного матеріалу легше доглядати, вони менш чутливі і довговічніші ніж зразки із дерева. Якість друкованого декору під дерево є настільки високою, що не завжди навіть зблизька вдається знайти візуальну відмінність від "справжнього" дерева. Така висока якість друку донедавна досягалася лише шляхом прямого способу глибокого друку. При цьому недоліком є те, що виготовлення друкувального валка є трудомістким і дорогим. Поряд з високою роздільною здатністю вирішальне значення також мають друкувальні фарби на основі розчинників, які використовуються при цьому способові і дозволяють отримати високу роздільну здатність і добру адгезію на синтетичних плівках як основі. Через високі витрати для друкувального вала виготовлення невеликих партій, наприклад, декількох сотень або тисяч метрів є економічно невигідним. Також виготовлення пробних відтисків є економічно нерентабельним, оскільки при запуску способу друку як правило виготовляють кілька сотень погонних метрів відходів. Тому стандартні розміри партій з технологічної точки зору включають в себе завжди більше плівки (сировини), ніж може бути продано покупцям. Було б бажано мати в розпорядженні спосіб друку, за допомогою якого можна було б краще вирішити дану задачу. Хоча цифрові способи друку, які в принципі могли б бути запропоновані для цього, відомі, однак їм не вистачає стосовно синтетичної плівки необхідної роздільної здатності і/або швидкості і придатної друкувальної фарби для економічно вигідного застосування. На стадії пробного зразка проявляється той факт, що друкувальні фарби для цифрового друку мають зовсім інші основи і кольорові речовини, так що практично ніколи не вдається отримати справжній пробний зразок. Фарба і декор не є ідентичними використовуваним у процесі пізнішого глибокого друку, який використовується для отримання звичайних обсягів в декілька тисяч метрів і більше плівки (наприклад, метамерії). У публікації DE 10 2006 022 774 ВЗ для отримання пробних зразків для ламінату, при яких декор наносять на папір шляхом непрямого способу глибокого друку, запропоновано використати ідентичні способі струменевого друку чорнила. Це не можна перенести на плівки, зокрема, при невеликих партіях. Крім цього, дискретно здійснюють декорування за допомогою пресу короткочасної дії у поєднанні з шаром синтетичної смоли, що відповідає зшитому термореактопласту. Чорнила, що використовуються у струменевому друці, не мають необхідної для застосування в цьому випадку стійкості до впливу атмосферних умов, створені як правило, на основі води і тому принципово не забезпечують для синтетичних плівок необхідної адгезії і висихання. Спроби неочікувано показали, що навіть через декілька днів після друку відтиск не став стійким до стирання, а друкована плівка таким чином не могла бути піддана подальшій обробці. Спроба використання як чорнила фарб на основі розчинників, які використовуються при прямому глибокому друці плівок, не вдалася. Також було показано неможливість використання зшитих ультрафіолетом друкувальних фарб (термореактопласту), оскільки друковані типи плівок (термопластів), як правило, для захисту відтиску термічно склеєні з прозорою термопластичною плівкою у безперервному процесі без можливості розділення і проштамповані. При використанні прозора плівка за найменших впливів відділялася би без проблем від друкованої плівки. Цим самим друкувальна фарба має проявляти також термопластичні характеристики. Крім цього, стояла задача знайти можливість отримання економічно доцільним способом невеликих партій довжиною плівки до тисячі метрів з якістю, яка відповідає глибокому друку. При таких обставинах неочікувано було виявлено, що можна за допомогою так званих однопрохідних друкувальних головок досягнути достатньої швидкості друку, при чому можна отримати необхідну роздільну здатність також шляхом застосування чорнил для глибокого друку після модифікації в'язкості, зв'язуючого засобу, розчинника, пігментів та їх тоншого диспергування. Використання нерухомих друкувальних головок з рухомою основою в принципі відоме із плоттера. При цьому однак досі була відсутня можливість друку при прийнятній швидкості і необхідній ширині від 1 до 2 м. Також при виготовленні невеликих партій ширина плівки має відповідати стандартно використовуваному діапазону від 1,50 до 2,00 м для забезпечення економічної доцільності роботи. Це було неможливим ні за допомогою плоттерів, ні за 1 UA 107198 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 допомогою розроблених в подальшому на їх основі струменевих принтерів, в яких максимально досяжна ширина складала лише до 50 см. Згідно винаходу, використовують матриці нерухомих друкувальних головок, які дають можливість шляхом розміщення окремих друкувальних головок одна біля одної і розміщення щонайменше двох рядів друкувальних головок один позад іншого на кожну фарбу досягнути необхідної ширини 1,50 м - 2,00 м. Друкувальні головки при цьому складаються з відповідних нерухомих сопел для фарб, якими керують відомим чином, переважно п'єзоелектричним способом і які наносять необхідну кількість фарби на плівку, що протягується під ними. Шляхом розміщення друкувальних головок зі зміщенням можна друкувати на усій поверхні. Особливо придатними є так звані системи "drop on demand" (крапля за потребою). Чорнило містить в основному ті самі барвники і/або пігменти, що і фарба, яка використовується в способі глибокого друку. Однак для застосування в способі струменевого друку чорнилами необхідно узгодити в'язкість і властивість фарби. Для цього, наприклад, змінюють вид і концентрацію розчинників або знижують концентрацію чи вилучають стабілізатори. Також можна узгодити зв'язуючий засіб, при чому однак слід враховувати, щоб далі такі властивості як світлостійкість і стійкість до ультрафіолетового випромінювання залишилися заданими і також не повинен змінитися кольоровий ефект барвника/пігмента. Крім цього, може бути необхідним узгодження дисперсності пігментів, оскільки сопла друкувальних головок часто не сумісні з розмірами частинок пігментів, які застосовуються при глибокому друці. В іншому кількість пігмента/барвника, що наноситься, зокрема, при пробному зразкові, не повинна відрізнятися від кількості під час пізнішого процесу виробництва. За допомогою таких заходів можна неочікувано досягати швидкості процесу друкування 2040 м/хв, що дозволяє здійснювати економічно вигідне виробництво невеликих партій. Якість друку у контексті роздільної здатності відповідає способу глибокого друку, оскільки з узгодженими чорнилами і матрицями друкувальних головок можна наносити фарбу на синтетичну плівку з такою самою точністю як і при глибокому друці. Особливе значення має те, що чорнило виготовлене на основі розчинника, так само як і фарба для глибокого друку. Згідно з винаходом, ще однією перевагою є можливість контролю за допомогою колориметра незмінності фарби і друку. Ідентичність між глибоким друком і цифровим друком досягається також згідно винаходу тим, що керування друкувальними головками влаштовано таким чином, що керування нанесенням фарби за місцем і кількістю здійснюють аналогічно до способу глибокого друку. На відміну від традиційного керування, враховують не тільки декор, а й також імітують розподіл фарби за місцем і кількістю, як це має місце при глибокому друці. Таким чином досягають ідентичності декору між цифровим і глибоким друком, відсутності або мінімальної метамерії і можливості здійснювати друк будь-якого декору, як наприклад декору під дерево, фантастичних візерунків, а також однорідного тону як у пробних зразках, так і у невеликих партіях. Особливою перевагою є те, що можна використовувати як цифрові дані для виготовлення друкувального валка, так і наприклад, друковані плівки, фанеру або будь-які інші поверхні для створення цифрових даних, наприклад, за допомогою сканера. Винахід пояснюється за допомогою фігури, не обмежуючись однак спеціально описаною формою виконання. Фігура 1 схематично ілюструє відповідний винаходу спосіб Плівку 1 відомим способом пропускають під матрицею друкувальних головок, уданій формі виконання представленою двома рядами друкувальних головок 2а і 2b. Як правило, раціонально використовувати чотири-вісім рядів друкувальних головок. Зазвичай плівку розмотують з рулону і подають за допомогою придатних для цього направляючих роликів під матрицю друкувальних головок. Напрям руху плівки вказано стрілкою. Для наочності представлено лише частину плівки, а відомі пристрої для подачі пропущені. Керуючий блок 3 приводить у дію друкувальні головки 2а і 2b відповідно до бажаного прикладу друку таким чином, що відповідна кількість чорнила виприскується на плівку, що проходить під ними. Цей керуючий блок є загальновідомим і дозволяє задавати бажаний візерунок для друку цифровим чином і розпочинати нанесення на плівку з першого сантиметра без пускової ділянки. Подача чорнила до друкувальних головок не зображена. Плівку далі залежно від довжини намотують на рулон або безпосередньо ріжуть на бажаний розмір пробного зразка. Стало набагато простіше виконувати пробні зразки згідно з цілком індивідуальних дизайнерських бажань і потім виготовляти необхідну невелику кількість плівки. Завдяки цифровому способу друку індивідуальний дизайн можна записати на носій і при потребі в будьякий час знову викликати його. Це є великою перевагою, оскільки, наприклад, додаткова закупівля меблів ще може бути можливою через роки. Також при необхідності ремонту вікон, 2 UA 107198 C2 5 10 15 20 25 30 35 дверей і т.п., або при додатковому встановленні додаткових вікон можна без проблем здійснити підходяще декорування. Винахід також стосується будь-яких комбінацій переважних форм виконання, до того часу, поки вони не виключають одна одну. Дані "приблизно" або "близько" у поєднанні з цифровими даними означають, що включені принаймні на 10 % вищі або нижчі значення або на 5 % вищі або нижчі значення і в будь-якому випадку на 1 % вищі або нижчі значення. Порівняльний приклад 1 цифровий друк однопрохідним способом за допомогою фарби на основі води на поліхлорвініловій плівці. В одного виробника друкарських машин на промисловій установці провели випробування друку на різних поліхлорвінілових плівках компанії "Реноліт АГ". Установка була сконструйована для друку на папері з допомогою водних друкувальних фарб. Характеристики машини: Ширина друку макс 200 мм Друкувальні головки Xaar 760 (Top shooter) Швидкість друку макс 25 м/хв Пристрій для сушіння інфрачервоний випромінювач Як перша спроба здійснено друк на стандартному матеріалі-носії - папері, який дозволяє без проблем здійснювати друкування і сушіння. Потім здійснено друк на напівтвердій прозорій плівці з поліхлорвінілу товщиною 100 мкм. На плівці хоча і можна було здійснити друк але друкувальна фарба не висихала і частково залишалася на притискному валику. У відповідь на це збільшили потужність випромінювання інфрачервоного випромінювача. Це не дало жодних покращень. Можна було лише обмежено підвищити потужність роботи випромінювачів, оскільки плівка ставала хвилястою, друкувальні головки робили смуги і цим пошкоджували друк. Також зменшення швидкості до близько 8 м/хв не дало покращення. Після зупинки машини була взята проба плівки між виходом друкарської секції і притискним валиком і відкладена в сторону. При обмацуванні поверхні відтиск міг бути стертим - навіть через тривалий час зберігання протягом тижня. Таку саму поведінку показала тверда, кольорова поліхлорвінілова плівка товщиною 100 мкм. Таким чином, друкувальна система, налаштована на папір з чорнилами на основі води непридатна для поліхлорвінілової плівки. Ще краще це ілюструють фотографії під мікроскопом. Друковані цятки на папері, як зображено на фігурі 2, є майже круглими. На противагу цьому на поліхлорвініловій плівці крапельки стікають, коли їх для змішування фарб наносять одну на одну, як показано на фігурі 3. ПОЗИЦІЙНІ ПОЗНАЧЕННЯ 1 Плівка 2а Друкувальні головки 2b Друкувальні головки 3 Керуючий блок ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 1. Спосіб отримання пробних зразків або невеликих партій друкованої синтетичної плівки, при якому здійснюють друкування, яке за роздільною здатністю і кольорами ідентичне до друкування методом глибокого друку, який відрізняється тим, що на плівку (1) за допомогою матриці з нерухомо закріплених друкувальних головок (2а, 2b) наносять способом струменевого нанесення чорнило, яке містить в основному ті самі барвники і/або пігменти, що і фарба, яку використовують в методі глибокого друку, причому в'язкість і властивість чорнила узгоджують для способу струменевого нанесення чорнил, а за допомогою керуючого блока (3) здійснюють регулювання нанесенням чорнила за місцем і кількістю таким чином, що імітується нанесення аналогічно до глибокого друку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в'язкість чорнила лежить у діапазоні