IT201800003853A1 - Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa - Google Patents
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Description
Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale
DESCRIZIONE
L'invenzione si riferisce ad un processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa.
Nell’ambito della tecnologia della stampa offset esistono specifiche lavorazioni che permettono di conferire allo stampato particolari finiture o protezioni.
Una di queste lavorazioni è l’applicazione di vernici di sovrastampa.
Queste vernici sono tipicamente acriliche a base di acqua o a reticolazione UV; solitamente sono applicate impiegando una o più speciali unità di stampa (denominate “gruppi di verniciatura”) posizionate come elementi finali della macchina e seguite, se necessario, da forni o lampade per l’essicazione o reticolazione delle vernici stesse.
Il trasferimento della vernice al supporto avviene impiegando un tessuto gommato (blanket) o una lastra di verniciatura che ha la funzione di raccogliere la vernice e trasferirla al supporto da stampare. Nel caso sia necessario preservare alcune zone da questa applicazione, nella pratica comune si incide e si rimuove lo strato superiore della blanket o della lastra nelle suddette zone in modo che la differenza di spessore consenta di evitare il trasferimento della vernice. Queste aree di ammanco del materiale a spessore inferiore intagliate nelle blanket o nella lastra sono dette “riserve”.
Le riserve vengono normalmente effettuate tramite l’intaglio dello strato verniciante che è poi rimosso manualmente. L’intaglio stesso può essere fatto con un’operazione manuale ma più comunemente avviene tramite l’ausilio di un plotter da taglio.
Vista la rimozione manuale dello strato verniciante e l’utilizzo di lame per l’intaglio, in generale le geometrie che possono essere lavorate devono essere semplici e di dimensioni relativamente elevate poiché possono esserci dei problemi di precisione per le geometrie più complicate. Queste barriere tecniche limitano enormemente le possibilità di personalizzazione degli stampati. Nel caso di grafismi complessi, nelle attuali tecniche comuni, si è soliti utilizzare lastre particolari che necessitano di una preparazione complessa e dispendiosa.
Queste lastre infatti sono generalmente costruite utilizzando costosi fotopolimeri e normalmente subiscono una complessa preparazione in tre fasi che, per quanto ormai automatizzata, necessita di macchine dedicate e costose.
Nella maggior parte dei casi gli stampatori si rivolgono a strutture esterne che offrono questo servizio di preparazione. In particolare, in una prima fase una speciale pellicola protettiva viene eliminata per ablazione laser che lascia scoperto il fotopolimero nelle zone dei grafismi, in una seconda fase la lastra è esposta ad una lampada (generalmente UV) che solidifica le parti non protette dalla pellicola e infine una terza fase, detta di sviluppo, in cui il fotopolimero non reticolato viene eliminato tramite lavaggio ad acqua o con solvente.
Negli ultimissimi anni si è anche sviluppata una tecnica di ablazione laser diretta dei contrografismi, tuttavia anche in questo caso le macchine sono costose e complesse, il processo viene normalmente fatto esternamente da strutture specializzate ed è per lo più impiegato per le preparazione di sleeves, essendo economicamente poco vantaggioso per le lastre.
Un approccio alternativo è rappresentato dalle tecniche di manifattura additiva, che permettono di fabbricare direttamente le blanket o lastre nelle forme desiderate, evitando pertanto le fasi di intaglio e rimozione delle riserve e limitando lo spreco di materiale ad esse collegato. In particolare, la stampa 3D ha visto uno sviluppo eccezionale nell’ultimo decennio, grazie alla sua versatilità di utilizzo per la prototipazione e produzione di oggetti tridimensionali in una ampia varietà di materiali. Tuttavia, vengono comunemente usati materiali poco idonei alla stampa e alla verniciatura, in particolare in termini di proprietà di trasferimento di vernici o inchiostri, resistenza chimica a vernici UV o ai solventi di lavaggio di lastra per verniciatura UV, e resistenza meccanica all’impatto e all’abrasione.
Il compito che si propone pertanto la presente invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota. Nell’ambito di questo compito uno scopo dell’invenzione è quello di rendere possibile la fabbricazione di lastre di verniciatura prodotta con materiali e superfici idonee alla stampa in forme altamente personalizzabili e adattabili alle necessità del cliente e al tipo di unità verniciante grazie alle tecniche di manifattura additiva, in particolare stampa 3D.
Un altro scopo dell’invenzione è quello di rendere non più necessario l’uso di un adesivo interposto fra lo strato verniciante e lo strato di supporto, o alternativamente di permettere l’utilizzo di un adesivo con proprietà adesive meno restrittive: al momento, gli adesivi utilizzati devono avere proprietà di adesione comprese in un range di adesione piuttosto ristretto, per garantire buone proprietà di spellicolatura manuale ma prevenire una delaminazione indesiderata in macchina, e che rappresenta un importante fattore di rischio e di costi aggiuntivi.
Un altro scopo dell’invenzione è quello di semplificare il processo produttivo sia in termini di tempo che in termini economici e di minimizzare lo spreco di materiale, sia in termini economici che ecologici.
Questo compito e questi ed altri scopi vengono raggiunti da un processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa almeno comprendente uno strato di supporto ed uno strato verniciante, caratterizzato dal fatto di creare un modello digitale dello strato verniciante prevedente aree di ammanco di materiale che modificano in modo localizzato lo spessore di detto strato verniciante, e applicare su detto strato di supporto un materiale in polimero termoplastico elastomerico non reticolato con una tecnologia additiva che riproduce fisicamente il modello digitale di detto strato verniciante.
Preferibilmente il polimero termoplastico è un poliuretano termoplastico.
Preferibilmente il polimero termoplastico elastomerico è miscelato ad un polimero siliconico.
Vantaggiosamente il processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa forma una superficie rialzata mediante deposizione di un quantitativo addizionale di detto polimero termoplastico in una zona circoscrivente dette aree di ammanco.
Preferibilmente il processo prevede il deposito di un sottile strato di detto polimero termoplastico sul fondo di dette aree di ammanco.
Vantaggiosamente lo strato di supporto è realizzato in PET o PVC o PC o PMMA o TPU o in metallo.
Preferibilmente il processo unisce detto strato di supporto e detto strato verniciante tramite un trattamento superficiale di detto strato di supporto mediante peeling con acido tricloroacetico. Preferibilmente il processo unisce detto strato di supporto e detto strato verniciante mediante utilizzo di un adesivo uretanico o acrilico a base di acqua o solvente.
Vantaggiosamente il processo comprende una fase di finissaggio della superficie esposta di detto strato verniciante atto a conferire a detto strato verniciante proprietà di opacità e/o scivolosità e/o rugosità.
Il finissaggio può essere svolto utilizzando una carta o un film di PET release aventi le proprietà di rugosità desiderate, eventualmente applicata a caldo e/o in pressione con una pressa o calandra, installata in linea o fuori linea, sullo strato verniciante. Alternativamente il finissaggio può essere svolto utilizzando un cilindro inciso o una pressa incisa.
La blanket o lastra di verniciatura comprende inoltre un ulteriore strato comprimibile ad un lato di detto strato di supporto.
Preferibilmente l’ulteriore strato comprimibile è in materiale a base di poliuretano termoplastico e additivi espandenti.
Vantaggiosamente lo strato verniciante è privo di additivi, plastificante e reticolanti molecolari.
Oltre ad impiegare un macchinario relativamente poco costoso il processo oggetto del brevetto non utilizza lastre fotopolimeriche ma lastre economicamente più vantaggiose costruite con polimeri termoplastici, preferibilmente elastomeri, preferibilmente poliuretanici.
Da notare che sebbene sia noto (ad esempio CN103121323) il metodo di fabbricazione di lastre flessografiche tramite stampa 3D, la tecnica si è sempre focalizzata sull’utilizzo di miscele fotoreticolabili di gomme viniliche o acrilovinilche (ABS, SBS, SIS) reticolate con mono- o diacrilati. La presente invenzione sfrutta invece gradi di poliuretani termoplastici non reticolati e non additivati, che coniugano durevolezza e resistenza all’impatto e all’abrasione con ottime proprietà di verniciatura senza la necessità di formulazioni complesse, o precursori liquidi potenzialmente dannosi per l’ambiente.
La risoluzione della deposizione di materiale tramite tecniche di stampa 3D per estrusione di polimeri termoplastici elastomerici è compresa fra 20 e 100 µm. A differenza della stampa flessografica dove, per garantire la qualità di stampa, è opportuno che la risoluzione sia ≤ 10μm, nell’applicazione come lastra di verniciatura è richiesto che solo i bordi dell’area di verniciatura siano netti e precisi; inoltre, le percentuali di shrinkage molto basse (0.8 – 1.8%) che caratterizzano il poliuretano termoplastico permettono la deposizione di forme con elevata fedeltà, anche in assenza di reticolanti o rinforzanti. La stampa 3D si basa intrinsecamente sulla deposizione di strati piani successivi, cosa che la rende particolarmente adatta per la fabbricazione di forme su substrati piani. La qualità superficiale del depositato, però, è spesso peggiorata dalla presenza di irregolarità macroscopiche, specialmente nel caso dell’estrusione da filamento. L’applicazione della verniciatura sovrastampa necessita al contrario di superfici con rugosità particolarmente controllata. Per questo motivo, la presente invenzione comprende una fase finale di finissaggio della superficie per applicazione a caldo e sotto pressione di un film di carta o PET o altro materiale plastico con proprietà release per il trasferimento di una trama fine di rugosità nota (tipicamente, 0.4 µm < Ra < 1.2 µm). La finitura è possibile grazie alle proprietà termoplastiche del poliuretano non reticolato, e conferisce le proprietà desiderate di opacità, scivolosità, prevenzione di accumulo di vernici o inchiostri, tensione superficiale.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:
la fig.1 è una vista in alzato laterale in sezione parziale di una blanket o lastra di verniciatura secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
la fig. 2 è una vista in alzato laterale in sezione parziale di una blanket o lastra di verniciatura conforme ad una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, in cui uno strato comprimibile è posizionato tra lo strato di supporto e lo strato verniciante;
la figura 3 è una vista in alzato laterale in sezione parziale di una blanket o lastra di verniciatura conforme ad una terza forma di realizzazione della presente invenzione, in cui lo strato comprimibile è applicato allo strato di supporto sul lato opposto a quello in cui è applicato lo strato verniciante;
la figura 4 mostra una vista in pianta di uno strato verniciante con illustrate le varie aree di ammanco del materiale;
la figura 5 mostra una vista in alzato laterale in sezione di un dettaglio della blanket in corrispondenza delle aree di ammanco. Con particolare riferimento alle figure sopra descritte, la blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa secondo la presente invenzione viene indicata genericamente con 1.
La blanket o lastra di verniciatura di sosvrastampa 1 presenta uno spessore compreso tra 0.8 mm e 4 mm e comprende uno strato di supporto 2 e uno strato verniciante 3 in polimero termoplastico non reticolato per il trasferimento di una vernice di sovrastampa ad un supporto stampato.
Lo strato verniciante 3 presenta aree di ammanco 10 di materiale non soggette al trasferimento della vernice. Tali aree di ammanco 10 sono realizzate mediante la riproduzione fisica di un modello digitale dello strato verniciante 3.
La realizzazione della blanket o lastra di verniciatura di sosvrastampa 1 avviene tramite applicazione sullo strato di supporto 2 del materiale polimerico termoplastico elastomerico non reticolato con una tecnologia additiva che riproduce fisicamente il modello digitale di detto strato verniciante 3.
La figura 4 mostra a solo titolo di esempio la faccia esterna di uno strato verniciante 3 che riporta alcune aree di ammanco 10 del materiale non soggette al trasferimento della vernice che formano un grafismo.
Lo strato di supporto 2 presenta uno spessore compreso tra 0,05mm – 0,40mm ed è realizzato in materiale polimerico (ad esempio PET, PVC, TPU, PC, PMMA) o metallico (ad esempio alluminio) o tessuto in fibra naturale o sintetica.
Il materiale polimerico termoplastico dello strato verniciante 3 comprende un poliuretano termoplastico (TPU) atto all’applicazione della vernice di sovrastampa.
Il polimero termoplastico può anche essere miscelato con un polimero siliconico.
In particolare lo strato verniciante 3 può comprendere un poliuretano termoplastico a base polietere.
Lo strato verniciante 3 presenta preferibilmente uno spessore compreso tra 0.070 mm e 1.95mm.
Secondo un modo di realizzazione dell’invenzione il processo di realizzazione della blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa 1 prevede l’unione dello strato di supporto 2 e dello strato di verniciante 3 mediante l’utilizzo di uno strato adesivo 4 irreversibile realizzato in materiale uretanico o acrilico a base di acqua o solvente.
In particolare, è necessario che la forza di adesione tra il supporto 2 e gli strati superiori sia superiore a 7 N/cm preferibilmente superiore a 10 N/cm;
Per ottenere questo risultato è possibile utilizzare un adesivo 4, preferibilmente acrilico o uretanico, di spessore compreso tra 5 µm e 50µm, preferibilmente tra 15 µm e 30 µm.
Secondo un altro modo di realizzazione dell’invenzione, l’unione tra detto strato di supporto 2 e detto strato verniciante 3 viene realizzato tramite un trattamento superficiale dello strato di supporto mediante peeling con acido tricloroacetico (TCA).
La blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa 1 può comprendere inoltre un ulteriore strato comprimibile 5 applicabile ad un lato dello strato di supporto 2.
Lo strato comprimibile 5 può essere interposto tra lo strato verniciante 3 e lo strato di supporto 2 o alternativamente lo strato comprimibile 5 può essere applicato sul lato dello strato di supporto 2 opposto a quello su cui è applicato lo strato verniciante 3.
La presenza di uno strato comprimibile 5 consente di migliorare le prestazioni di trasferimento della vernice di sovrastampa.
Preferibilmente lo strato comprimibile 5 è in materiale a base di TPU (poliuretano termoplastico) e additivi espandenti.
Sia lo strato verniciante 3 che l’eventuale strato comprimibile 5 possono contenere filler organici o inorganici per il raggiungimento delle proprietà reologiche ottimali per la fase di stampa 3D.
L’adesione adeguata dello strato comprimibile 5 allo strato di supporto 2 può essere garantita attraverso l’utilizzo di un adesivo 4 o tramite un trattamento superficiale come sopra descritto.
La precisione di riproduzione della zona circoscrivente le aree di ammanco 10 viene garantita dalla formazione di una superficie rialzata che forma un collare perimetrale all’area di ammanco 10 mediante la deposizione di un quantitativo addizionale del polimero termoplastico.
Vantaggiosamente il deposito di un sottile strato 12 di polimero termoplastico, avente spessore 0,05/0,20 mm, sul fondo delle aree di ammanco 10 garantisce inoltre una elevata resistenza alla delaminazione causata dai prodotti vernicianti utilizzati e dai loro solventi di lavaggio.
L’invenzione si focalizza sul processo per la realizzazione della blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa 1.
Di seguito riportiamo esempi di realizzazione pratica della blanket o lastra di verniciatura.
Esempio 1
Lo strato verniciante 3 è un film di TPU ESTANE<TM >58887 depositato tramite estrusione da granulo (fused deposition modeling, FDM) su strato di supporto in PET con trattamento TCA di spessore 350 µm e poi rifinito superficialmente tramite accoppiamento con un film di PET Transfer release in spessore 100 µm in una pressa riscaldata a 150 °C con pressione 4 bar, eventualmente successivamente rimosso o mantenuto come strato protettivo. Lo spessore totale della lastra di verniciatura è di 1.35 mm, e lo strato verniciante ha una rugosità superficiale Ra = 0.900 µm.
Esempio 2
Lo strato comprimibile 5 è un film espanso di TPU ESTANE<TM >54620 di spessore 0.500 mm ed è ottenuto tramite l’espansione del film durante il processo di estrusione del film additivando il TPU con 2% Advancell EHM401 e accoppiato direttamente durante il processo ad uno strato di supporto 2 realizzato in PET di spessore 250 μm (Mylar ADS) trattato TCA per aumentare l’adesione. Successivamente lo strato verniciante 3 di TPU a base polietere ESTANE<TM >54620 in polvere di spessore 1.4 mm viene depositato sullo strato di supporto e sinterizzato con sistemi SLS (Selective Laser Sintering). Lo strato verniciante viene successivamente rifinito superficialmente tramite accoppiamento con un film di PET Transfer release in spessore 100 µm in una pressa riscaldata a 150 °C con pressione 1.5 bar.
Lo spessore totale della lastra di verniciatura è di 2.15 mm, e la rugosità superficiale dello strato verniciante è di Ra = 0.700 µm.
Esempio 3
Lo strato verniciante 3 è un film di TPU ESTANE<TM >58437 depositato tramite fusione di filamento in spessore 2.00 mm (fused deposition modeling, FDM) su strato di supporto in TPU ISOPLAST con durezza 87 Shore D con spessore 350 µm e poi rifinito superficialmente tramite accoppiamento con un film di carta release FAVINI in spessore 100 µm in una pressa riscaldata a 150 °C con pressione 4 bar, successivamente rimosso. Lo spessore totale della lastra di verniciatura è di 1.15 mm, e lo strato verniciante ha una rugosità superficiale Ra = 0.480 µm.
Esempio 4
Lo strato verniciante 3 è un film di TPU ESTANE<TM >54620 depositato tramite sinterizzazione laser da polvere (Selective Laser Sintering - SLS) su una lamina di alluminio di spessore 300 µm interponendo uno strato di adesivo a base acrilica di tipo hot melt di spessore 30 µm tra l’alluminio e il TPU. Successivamente viene applicata una finitura superficiale sullo strato verniciante tramite trattamento sotto cilindro inciso riscaldato a 150°C e 4 bar con una velocità di scorrimento di 2 m/min. Lo spessore totale della lastra di verniciatura è di 1.35 mm e la rugosità superficiale è di Ra = 1.2 µm.
La blanket o lastra di verniciatura per stampa offset così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica. Ad esempio lo strato verniciante in polimero termoplastico non reticolato può anche essere in materiale a base di silicone.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) almeno comprendente uno strato di supporto (2) ed uno strato verniciante (3), caratterizzato dal fatto di creare un modello digitale dello strato verniciante (3) prevedente aree di ammanco (10) di materiale che modificano in modo localizzato lo spessore di detto strato verniciante (3), e applicare su detto strato di supporto (2) un materiale in polimero termoplastico elastomerico non reticolato con una tecnologia additiva che riproduce fisicamente il modello digitale di detto strato verniciante (3).
- 2. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto polimero termoplastico è un poliuretano termoplastico.
- 3. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto polimero termoplastico elastomerico è miscelato ad un polimero siliconico.
- 4. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di formare una superficie rialzata (11) mediante deposizione di un quantitativo addizionale di detto polimero termoplastico in una zona circoscrivente dette aree di ammanco (10).
- 5. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di depositare un sottile strato (12) di detto polimero termoplastico sul fondo di dette aree di ammanco (10).
- 6. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto strato di supporto è realizzato in PET o PVC o PC o PMMA o TPU o in metallo o tessuto in fibra naturale o sintetica.
- 7. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di unire detto strato di supporto (2) e detto strato verniciante (3) tramite un trattamento superficiale di detto strato di supporto mediante peeling con acido tricloroacetico.
- 8. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto di unire detto strato di supporto (2) e detto strato verniciante (3) mediante utilizzo di uno strato di adesivo (4) uretanico o acrilico a base di acqua o solvente.
- 9. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di finissaggio della superficie esposta di detto strato verniciante (3) atto a conferire a detto strato verniciante (3) proprietà di opacità e/o scivolosità e/o rugosità.
- 10. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura di sovrastampa (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di applicare un ulteriore strato comprimibile (5) ad un lato di detto strato di supporto (2).
- 11. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura (1) di sovrastampa secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto detto ulteriore strato comprimibile (5) è in materiale a base di poliuretano termoplastico e additivi espandenti.
- 12. Processo per la realizzazione di una blanket o lastra di verniciatura (1) di sovrastampa secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto strato verniciante (3) è privo di additivi, plastificante e reticolanti molecolari.
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