PL248067B1 - Sposób wytwarzania elastycznego opakowania sklejanego z zadrukiem do odczytu dotykiem oraz elastyczne opakowanie wykonane tym sposobem - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia przedstawionym na rysunku jest sposób wykonania elastycznego opakowania z folii sklejanej z zadrukiem wypukłym o wysokości od 0,030 mm do 0,400 mm do zastosowań dla osób niewidomych zawierający etapy: A. Odwinięcie z roli folii pierwszego typu z tworzywa sztucznego o grubości od 0,015 mm do 0,30 mm korzystnie z zadrukiem graficznym; B. Odwinięcie z roli folii drugiego typu z tworzywa sztucznego o grubości od 0,005 mm do 0,10 mm korzystnie dostosowanej do wymogów przechowywania produktów żywnościowych, detergentów, olejów lub smarów, korzystnie wykonanej z polipropylenu, polistyrenu, poliamidy, polietyleny, poliwęglanu; C. Nałożenie folii pierwszego typu z etapu A na folię drugiego typu z etapu B, połączenie ich za pomocą kleju termoutwardzalnego i uformowanie z nich jednej wstęgi; D. Przeprowadzenie powstałej wstęgi przez co najmniej pierwszy zestaw dwóch wałków dociskowych; E. Poprowadzenie wstęgi przez zestaw wałków wykonujących przetłoczenia zwiększające chropowatość na powierzchni folii pierwszego typu, z których górny wałek jest wałkiem polimerowym; F. Wykonanie na powierzchni folii pierwszego typu zadruku wypukłego lakierem wypukłym za pomocą techniki sitodrukowej z wykorzystaniem sita o grubości od 0,007 mm do 0,300 mm w miejscu z przetłoczeniami i utwardzenie wspomnianego lakieru wypukłego światłem UV; G. Pokrycie wstęgi na powierzchni folii pierwszego typu powłoką lakierową o grubości mniejszej niż 0,010 mm z wykorzystaniem lakieru o właściwościach bakteriostatycznych; H. Uformowanie rękawa z folii przez złożenie wstęgi na pół i zgrzanie lub sklejenie krawędzi wstęgi przeciwległej do linii jej złożenia; I. Nawinięcie tak powstałego rękawa z folii na rolę; przy czym w etapie D stosuje się pierwszy zestaw dwóch wałków rozgrzanych do temperatury w zakresie 30 - 50°C oraz że etap E wykonuje się wałkiem górnym polimerowym o twardości od 50 do 60 w skali Shore'a , przy czym chropowatość tego wałka wynosi 40 - 80 µm w skali Ra, a jego powierzchnia została pokryta rowkami w sposób nieregularny metodą obróbki skrawaniem, oraz tym, że po etapie F a przed etapem G wstęgę przepuszcza się przez stację z chłodzonym wodą wałkiem dolnym o temperaturze 28 - 36°C. Zgłoszenie obejmuje również elastyczne opakowanie wykonane tym sposobem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elastycznego opakowania sklejanego z zadrukiem do odczytu dotykiem, metodą drukarską, polegający na zadruku informacji do odczytu dotykiem lakierem wypukłym na odpowiednio rozgrzanej folii dodatkowo pokrytej lakierem bakteriostatycznym oraz opakowanie elastyczne wykonane tym sposobem.

Stan techniki

Opakowania elastyczne stają się coraz bardziej popularne w śród producentów artykułów spożywczych, chemii gospodarczej oraz produktów technicznych. Opakowania elastyczne typu „doypack” są dużo bardziej ekonomiczne w transporcie zarówno jako półprodukt (zwinięte rękawy w rolkę) jak i będąc gotowym opakowaniem produktu - ponieważ są miękkie, nie mają dużo powietrza w sobie, nie potrzebują zakrętek, uszczelek, kartonów.

Dokument WO2008000327A2 (PL1892096T5) ujawnia sposób wytwarzania pokrywek z materiałów drukowanych i wytłaczanych, takich jak folie metalowe, folie z tworzyw sztucznych, papiery i materiały warstwowe lub wykonane z nich laminaty. Elementy drukowe są nanoszone w postaci wytłoczonego wzoru. W tym celu surowiec jest prowadzony między cylindrem formującym a cylindrem dociskowym w grupie drukarskiej i jest w tym procesie wytłaczany. Jako forma drukowa cylinder formowy jest zaopatrzony w grawer np. na przykład zagłębione i/lub wypukłe elementy drukujące. Surowiec składa się z wytłoczonego wzoru oraz, w stosownych przypadkach, jednokolorowego lub wielokolorowego nadrukowanego wzoru. Wytłaczany wzór może wzmocnić efekt kolorowego przedmiotu, a także może mieć właściwości funkcjonalne, np. jako pomoc przy rozdzieraniu lub jako pismo Braille'a. Pokrywki według wynalazku są łatwe do oddzielenia od stosu i dlatego są szczególnie odpowiednie do użycia na stacjach paliw jako wieczka na kubkach lub podobnych.

Ujawnione w powyższym dokumencie rozwiązanie jest sztywną pokrywką która nie tworzy elastycznego opakowania w rozumieniu torebki na produkty, zwłaszcza ciekłe.

Dokument US20130068828A1 ujawnia kopertę wykonaną z powłoki składającej się z elastycznego, zgrzewanego na gorąco arkusza, który zawiera przednią powierzchnię i tylną powierzchnię bocznie zamkniętą co najmniej jednym wzdłużnym zgrzewem, a na innych końcach poprzeczną spoiną, wyznaczającą wewnętrzną wnękę zawierającą lek omawianych, przednia i tylna powierzchnia torebki mają na co najmniej jednym z końców występów wewnętrznej wnęki składających się z klapki, oddzielonych od wewnętrznej wnęki linią lub obszarem spawania. Wspomniana klapka zapewnia powierzchnię do umieszczania oznaczeń Braille'a metodą przetłaczania lub drukowaniu atramentowym, bez naruszania szczelności wewnętrznej wnęki. W jednym przykładzie wykonania wspomniana klapka zawiera linię wstępnego nacięcia w obszarze sąsiadującym z wewnętrzną wnęką w celu rozerwania i usunięcia części klapki, która zawiera nazwę leku, przy jednoczesnym zachowaniu integralności wewnętrznej wnęki.

Ujawniony wynalazek posiada oddzielną przestrzeń utworzoną specjalnie do nadruku wzmocnioną zgrzewem, płaską i ukształtowaną tak, żeby można było wykorzystać proste drukarki do druku wypukłego w aptekach lub gabinetach lekarskich. Opakowania te utworzone są z jednowarstwowego arkusza tworzywa w formie jednorazowej koperty na leki.

Dokument EP2110336A1 przedstawia opakowanie elastycznego opakowania sklejanego z zadrukiem graficznym. Opakowanie ujawnione w dokumencie składa się z wielowarstwowej folii zgrzanej w formę elastycznej torebki. Opisany produkt nie rozwiązuje problemu nanoszenia informacji do odczytu dotykiem.

Istota wynalazku

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania opakowania elastycznego typu doypack wykonanego jako struktura wielowarstwowa, gdzie pierwszą (wewnętrzną) warstwę stanowi cienka folia dostosowana do potrzeb przechowywania zawartości opakowania, która to pierwsza warstwa jest sklejona z drugą warstwą - grubszej folii odpornej mechanicznie, która to grubsza folia nadaje się do wykonania zadruku wypukłego wyczuwalnego dotykiem oraz pokrycia całości lub części powierzchni lakierem bakteriostatycznym. Pożądane jest opracowanie sposobu wytwarzania takiego opakowania redukującego czas potrzebny na kondycjonowanie spoiny pomiędzy warstwami, w celu znaczonego skrócenia czasu leżakowania półproduktów w ogrzewanych halach.

Sposób wykonania elastycznego opakowania z folii sklejanej z zadrukiem wypukłym o wysokości od 0,030 mm do 0,400 mm do zastosowań dla osób niewidomych zawierający etapy:

A. Odwinięcie z roli folii pierwszego typu z tworzywa sztucznego, korzystnie folii poli(tereftalanu etylenu), PET, polipropylenu, PP, poliwęglanu, PC, poliamidu, PA lub polietylenu, PE, o grubości od 0,015 mm do 0,30 mm korzystnie z zadrukiem graficznym;

B. Odwinięcie z roli folii drugiego typu z tworzywa sztucznego o grubości od 0,005 mm do 0,10 mm korzystnie dostosowanej do wymogów przechowywania produktów żywnościowych, detergentów, olejów lub smarów, korzystnie wykonanej z polipropylenu, PP, poli(tereftalanu etylenu), PET, polistyrenu, PS, poliamidu, PA, polietylenu, PE lub poliwęglanu, PC;

C. Nałożenie folii pierwszego typu z etapu A na folię drugiego typu z etapu B, połączenie ich za pomocą kleju termoutwardzalnego i uformowanie z nich jednej wstęgi;

D. Przeprowadzenie powstałej wstęgi przez co najmniej pierwszy zestaw dwóch wałków dociskowych;

E. Poprowadzenie wstęgi przez zestaw wałków wykonujących przetłoczenia zwiększające chropowatość na powierzchni folii pierwszego typu, z których górny wałek jest wałkiem polimerowym;

F. Wykonanie na powierzchni folii pierwszego typu zadruku wypukłego lakierem wypukłym za pomocą techniki sitodrukowej z wykorzystaniem sita o grubości od 0,007 mm do 0,300 mm w miejscu z przetłoczeniami i utwardzenie wspomnianego lakieru wypukłego światłem UV;

G. Pokrycie wstęgi na powierzchni folii pierwszego typu powłoką lakierową o grubości mniejszej niż 0,010 mm z wykorzystaniem lakieru o właściwościach bakteriostatycznych;

H. Uformowanie rękawa z folii, przez złożenie wstęgi na pół i zgrzanie lub sklejenie krawędzi wstęgi przeciwległej do linii jej złożenia;

I. Nawinięcie tak powstałego rękawa z folii na rolę;

zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że w etapie D stosuje się pierwszy zestaw dwóch wałków rozgrzanych do temperatury w zakresie 30-50°C oraz że etap E wykonuje się wałkiem górnym polimerowym o twardości od 50 do 60 w skali Shore'a, przy czym chropowatość tego wałka wynosi 40-80 μm w skali Ra, a jego powierzchnia została pokryta rowkami w sposób nieregularny metodą obróbki skrawaniem. Dodatkowo po etapie F a przed etapem G wstęgę przepuszcza się przez stację z chłodzonym wodą wałkiem dolnym o temperaturze 28-36°C.

Korzystnie w etapie A stosuje się folię pierwszego typu co najm niej dwa razy grubszą od folii drugiego typu stosowanej w etapie B.

Korzystnie w etapie C stosuje się klej termoutwardzalny, korzystnie o temperaturze utwardzania większej niż 30°C.

Korzystnie po etapie F a przed etapem G wstęgę przepuszcza się przez stację z chłodzonym wałkiem dolnym o temperaturze powierzchni około 30°C.

Korzystnie w etapie E stosuje się wałek polimerowy o powierzchni pokrytej rowkami metodą szczotkowania.

Korzystnie w etapie E stosuje się wałek polimerowy pokryty w całości lub w części materiałem ściernym np. korundem przyklejonym do jego powierzchni bezpośrednio za pomocą kleju lub pośrednio za pośrednictwem nośnika np. papieru ściernego.

Opakowanie z folii sklejanej z nadrukiem wypukłym o wysokości od 0,030 mm do 0,4 mm do zastosowań dla osób niewidomych wykonane sposobem według wynalazku.

Korzystne przykłady wykonania wynalazku

Wynalazek zostanie teraz bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania z odniesieniem do załączonych rysunków, na których:

fig. 1 przedstawia 3 różne wykończenia powierzchni wałka polimerowego do wykonywania poprzecznych przetłoczeń zwiększających chropowatość: frezowanej poprzecznie do osi wałka (Fig. 1A), szczotkowanej nieregularnie (Fig. 1B), i radełkowanej (Fig. 1C).

W korzystnym przykładzie wykonan ia opakowania z folii sklejanej z nadrukiem wypukłym o wysokości 0,4 mm do zastosowań dla osób niewidomych, według wynalazku folię pierwszego typu - PP (polipropylenowej) o grubości 0,050 mm z zadrukiem graficznym odwinięto z roli. Następnie odwinięto z roli folię drugiego typu - PET (Poli(tereftalan etylenu), o grubości 0,023 mm dostosowaną do wymogów przechowywania produktów żywnościowych. Następnie nałożono na siebie obydwie wstęgi folii pierwszego i drugiego typu i połączono je za pomocą kleju termoutwardzalnego LOCTITE LIOFOL LA6161, formuj ąc z nich jedną wstęgę. Następnie powstałą wstęgę przeprowadzono przez zestaw dwóch wałków dociskowych rozgrz any do temp. 36°C oraz drugi zestaw wałków dociskowych wykonujących poprzeczne przetłoczenia zwiększające chropowatość powierzchni wstęgi przeznaczonej do zadruku wypukłego - czyli po stronie folii drugiego typu (w tym przypadku PET). W wyniku docisku drugiego zestawu wałków z których wałek górny jest wykonany z polimeru o twardości 55 w skali Shore'a, którego powierzchnia ma chropowatość Ra 60 μm i została poddana obróbce dokładnościowo-gładkościowej z wykorzystaniem metalowych szczotek (powierzchnia szczotkowana) wykonano nieregularne zagłębienia (w losowych kierunkach), o głębokości ok 0,03 mm. Następnie wstęgę zadrukowano po stronie folii drugiego typu, techniką sitodrukową, z wykorzystaniem sita o grubości 270 μm zamontowanego na stacji drukuj ącej maszyny fleksograficznej (analogowej) Gallus ECS 340 wyposażonej w wałek aniloks o pojemności 25 g/m² z prędkością przesuwu wstęgi około 20 m/min za pomocą lakieru FLINT (dostępna handlowo farba drukarska lub dodatek drukarski zawieraj ący w składzie związki oznaczone następującymi numerami CAS: 13048-33-4, 57472-68-1, 55818-57-0, 111497-86-0, 7473-98-5, 75005-95-7, 42978-66-5, 84434-11-7, 603-35-0, 556-67-2), utwardzanego lampą UV wykonując zadruk wypukły. Zaraz po wykonaniu zadruk wypukłego wstęgę przepuszczono przez stację z chłodzonym wodą wałkiem dolnym o temperaturze powierzchni mniejszej niż 30°C. Następnie wstęgę z zadrukiem wypukłym przeprowadzono przez stację lakierującą pokrywając ją na całej powierzchni lakierem bakteriostatycznym Splin x (o składzie chemicznym obejmującym związki o numerach CAS: 55818-57-0, 42978-66-5, 308069-39-8).

Powstała wstęga zostaje złożona na pół wzdłuż kierunku przewijania i zgrzana wzdłuż jednej krawędzi- tj. krawędzi przeciwległej do linii złożenia wstęgi, w wyniku czego otrzymano rękaw, którego warstwę wewnętrzną stanowiła folia pierwszego typu, zaś warstwę zewnętrzną - folia drugiego typu, zadrukowana zgodnie z powyższym opisem.

Powstały rękaw został nawinięty na rolę i jest półproduktem, który zakłada się do maszyny pakującej. Następnie, w celu zapakowania produktu i jednocześnie uformowania opakowania elastycznego, odwija się rękaw z roli i zgrzewa się dolną jego krawędź tworząc kieszeń. W kiszeniu umieszcza się produkt np. spożywczy, chemiczny, tekstylny, budowlany itp. Jest to zazwyczaj produkt płynny lub półpłynny (pasta, żel itp.). Następnie wykonuje się kolejny zgrzew nad kieszenią z umieszczonym produktem, po czym odcina się uformowane w ten sposó b opakowanie elastyczne typy „doypack”. Następnie cały proces pakowania powtarza się.

W innych korzystnych przykładach wykonania stosuje się jako folie pierwszego typu - znane folie PET (Poli(tereftalan etylenu), PP (polipropylen), PC (poliwęglan), PA (pol iamid), PE (polietylen) oraz jako folie drugiego typu - znane folie PET (Poli(tereftalan etylenu), PP (polipropylen), PC (poliwęglan), PA (poliamid), PE (polietylen) we wszystkich kombinacjach.

W innych korzystnych przykładach wykonania stosuje się sita o grubości od 30-350 μm.

W innym korzystnym przykładzie wykonania wstęga może być pocięta na otwarte opakowania bez umieszczania w niej produktu na linii pakuj ącej.

W innym korzystnym przykładzie wykonania w drugim zestawie wałków, wałek górny jest wykonany z polimeru o twardości 55 w skali Shore'a, na którego powierzchni przyklejono papier ścierny o ziarnistości ok. 1000 (według EN ISO 6344) odpowiadającej chropowatość Ra 60 μm.

W innym korzystnym przykładzie wykonania w drugim zestawie wałków, wałek górny jest wykonany z polimeru o twardości 55 w skali Shore'a, na którego powierzchni przyklejono za pomocą kleju kauczukowego, korundowy proszek ścierny o ziarnistości ok. 1000 (według EN ISO 6344) odpowiadającej chropowatość powierzchni Ra 60 μm.

Przykłady porównawcze

Wykonano elastyczne opakowania sklejane z zadrukiem do odczytu dotykiem dotychczas znaną metoda drukarską jako przykłady porównawcze.

Uzyskane opakowania sklejane z zadrukiem do odczytu dotykiem charakteryzują się bardzo słabą adhezję warstwy wypukłego lakieru. Wypukły lakier odchodzi przy zagięciu folii na promieniu 15 mm. Wypukły lakier, w przykładzie porównawczym, łatwo odklej a się podczas próby z taśmą klejącą (próba ISO 2409). Rozdzielność zadruku spada do 10 dpi tj. punktów na cal, 1 cal = 2,54 cm pasowanie jest na poziomie +/- 4 mm co uniemożliwia pracę automatyczną maszyny drukującej.

W wyniku badań określono, że przyczyna tych zjawisk jest nieregularna ciągliwość folii, która zależy od lokalnych warunków sklejenia się folii oraz dotwardzenia kleju pomiędzy warstwami folii. Są miejsca gdzie klej jest sztywniejszy i a winnych miejscach jest bardziej elastyczny. Folia ma

PL 248067 Β1 charakteryzują się znacznym skurczem termicznym, zimna folia po zadrukowaniu lakierem wypukłym przechodzi przez silne lampy UV, które podgrzewają lokalnie górną warstwę folii do temp ok 70 °C na kilka sekund a dolnej nie. Powoduje to pojawienie się lokalnych naprężeń które po pewnym czasie się odprężają co powoduje delaminację nadruku wypukłego do odczytu dotykiem.

Z przeprowadzonych testów wynika, że możliwy jest zadruk zaraz po sklejeniu warstw folii, kiedy klej jeszcze wiąże, pozwala to pozostawić niedotwardzony klej, który jest na tyle elastyczny, że kompensuje różne wartości skurczów folii dolnej i górnej.

W przykładzie porównawczym, wykonano serie badań stosując następujące parametry:

Nr próbki	materiał	Grubość sita [pm]	ilość lakieru [q/m2]	Prędkość fm/min]
PET 1	PET	270	25	10
PET 2	PET	270	10	20
PET 3	PET	40	25	20
PP 1	PP	270	brak	20
PP 2	PP	270	2	20

Tabela 1. Parametry i materiały próbek użytych do badań.

Pomiędzy warstwami folii znajduje się klej, poszczególne warstwy mają różną ciągliwości różny skurcz termiczny. Przy koronowaniu (znanej w stanie techniki metodzie zwiększania adhezji powierzchni folii polimerowej do lakieru) górna powierzchnia wstęg marszczy się a klej się degraduje. Opakowania skręcają się i zapadają. Znane metody zwiększenia adhezji lakieru do wstęgi ze sklejonych folii nie pozwalają na skuteczny zadruk lakierem wypukłym folii do opakowań typu „doypack”.

Te wady powodują, że zadruk warstwy wypukłej do odczytu dotykiem (piktogramu lub tekstu alfabetem Braille'a) jest obarczony dużym błędem i możliwy z bardzo małą rozdzielczością nie spełniającą wymogów graficznych oraz użytkowych.

Wykonano badania przyczepności metodą siatki nacięć wg ISO 2409 lub ASTM D3359. Aby powłoka mogła dobrze chronić podłoże przed wpływami środowiska zewnętrznego oraz stanowić wykończenie dekoracyjne ważne jest aby była dobrze przyczepna. Najpopularniejszą metodą badania przyczepności powłoki jest metoda siatki nacięć. Jest to metoda niszcząca. Polega ona na wybraniu pola testowego i wykonaniu nacięć specjalnym nożykiem na długości około 20-30 mm. Nacięcia powinny być wykonane z taką siłą aby przeciąć powłokę farby aż do podłoża. Następnie wykonuje się takie samo cięcie ale pod kątem prostym. W ten sposób otrzymujemy siatkę nacięć. Po wstępnym oczyszczeniu z kawałków pociętej powłoki miękką szczoteczką, można przystąpić do badania przyczepności. W zależności od normy używa się do tego celu taśm przylepnych wg ISO 2409 lub ASTM D3359.

Przeprowadzono badania wpływu temperatury wałka z pierwszego zestawu wałków dociskowych, na adhezję zadruku wypukłego, wyniki zebrano w tabeli poniżej. Nastawy temperatury maszynie drukującej wykonano poprzez ustawienie zaworu wody chłodzącej w 4 pozycjach: otwartej co skutkowało temperatura wody 22°C, w pozycji 30 stopni wychylenia dźwigni zaworu co dawało to temp. 28°C, w pozycji 60 stopni wychylenia co dawało temp 36°C i całkowicie zamknięty zawór co dawało temp. 48°C.

PL 248067 Β1

Badanie wpływu temp wałka grzanego na adhezję warstwy wypukłej
próbka	temp PCI	min R zagięcia [mm]	próba taśmy %
PET 1	22	15	72
PET 2	22	9	74
PET 3	22	11	78
PP 1	22	14	84
PP 2	22	8	92
PET 1	28	14	44
PET 2	28	7	36
PET 3	28	9	42
PP 1	28	12	57
PP 2	28	5	32
PET 1	36	5	2
PET 2	36	2	1
PET 3	36	2	3,2
PP 1	36	1,2	2,4
PP 2	36	1	1
PET 1	48	0,2	1
PET 2	48	0,5	1
PET 3	48	0,2	1
PP 1	48	0,5	1
PP 2	48	0,2	1

Tabela 2. Wyniki badań wpływu temperatury wałka grzanego na adhezję warstwy wypukłej.

W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że temperatura wałka dolnego pierwszego zestawu wałków dociskowych, a w konsekwencji folii jest proporcjonalna do wzrostu adhezji lakieru wypukłego, w zasadzie bez względu na rodzaj podłoża i grubość lakieru. Adhezja lakieru wypukłego gwałtownie rośnie przy podgrzaniu powierzchni folii powyżej 30°C korzystnie powyżej 36°C. Podczas dalszych prac okazało się, że pasowanie nadruku wypukłego na gorącej foli jest, nawet przy manualnej obsłudze operatora z pomocą narzędzi automatycznej kontroli registru (kamer inspekcyjnych), niewystarczająco precyzyjne i wynosi ok. min 4 mm a w praktyce +/- 4 mm co jest daleko nieakceptowalne.

Powodem takiego zjawiska była zbyt miękka folia. Rozgrzana folia charakteryzuje się nierównomiernym naciągiem. Maszyna drukująca kompensuje ten naciąg zbyt wolno. Powoduje brak możliwości „trafienia” zadrukiem wypukłym w miejsce graficznie przeznaczone na zadruk.

Zwiększenie adhezji druku wypukłego wymagało podgrzania folii, w celu zmniejszenia silnego i szybkiego rozprężania się folii podczas zadruku wypukłego i jego utwardzania. W celu zapewnienia powtarzalności procesu konieczne okazało się chłodzenie dolnej warstwy wstęgi, zaraz po naniesieniu druku wypukłego co zmniejsza jej ciągliwość na tyle, że folia staje się łatwiejsza w kontrolowaniu naciągu. Te wymagania wzajemnie się wykluczają, celem dalszych badań było wyznaczenie optymalnej, możliwie wysokiej temperatury wałka chłodzonego dla której proces druku staje się powtarzalny (pasowanie druku spada poniżej 1 mm) przy jednoczesnym spowolnieniu utwardzania kleju w celu zwiększenia adhezji druku wypukłego do folii.

PL 248067 Β1

Badania wpływu temp, wałka chłodzącego po zadruku na pasowanie zadruku wypukłego
próbka	temp [°C]	Pasowanie f+/-mm]
PET 1	22	0,2
PET 2	22	0,2
PET 3	22	0,2
PP 1	22	0,2
PP 2	22	0,2
PET 1	28	0,2
PET 2	28	0,4
PET 3	28	0,8
PP 1	28	0,2
PP 2	28	0,2
PET 1	36	0,3
PET 2	36	0,25
PET 3	36	0,9
PP 1	36	0,3
PP 2	36	0,4
PET 1	48	1,5
PET 2	48	2,7
PET 3	48	4
PP 1	48	2,8
PP 2	48	3,7

Tabela 3. Wyniki badań wpływu temperatury wałka chłodzącego po zadruku na pasowanie zadruku wypukłego.

Wyniki badań wskazują, że im chłodniejsza folia tym łatwiej osiągnąć pasowanie zadruku spełniające wymagania przygotowanej grafiki. Jednak przy obniżeniu temperatury poniżej 22°C zaczęły pojawiać się lokalne zmarszczenia powierzchni. W przypadku, gdy takie zmarszczenie pojawiłoby się pod drukiem wypukłym, druk ten mógłby być podatny na odklejenie się od folii.

Określono, że temperatura wałka chłodzącego w przedziale 22-36°C a korzystnie 30°C zmniejsza błąd pasowania zadruku poniżej 1 mm przy jednoczesnym zachowaniu dobrej jakości powierzchni folii. Pasowanie zadruku wypukłego z błędem mniejszym niż 1 mm jest szczególnie istotne w przypadku konieczności zadruku wypukłego dla osób słabo widzących, które będą poszukiwać zadruku wypukłego w miejscach charakterystycznych etykiety.

W wyniku prowadzonych badań nieoczekiwanie stwierdzono, że podgrzana do temp. 22-36°C folia powoduje nadmierne rozlewanie się lakieru wypukłego zmniejszające rozdzielczość zadruku poniżej 12 dpi na cal w kierunku przebiegu wstęgi. Lakier rozlewa się wzdłuż wstęgi. Czyniąc zadruk trudniejszym do odczytu dla osób z dysfunkcją wzroku.

W wyniku uprzednio przedstawionych badań określono, że zmniejszenie temperatury folii wpływa negatywnie na adhezję lakieru.

Rozwiązaniem było wykonanie przetłoczeń dociskowym wałkiem polimerowym z prefabrykowaną fakturą w wypustek. Taka faktura wałka powoduje chwilowe (zanikające w czasie) zagłębienia w folii, które skutecznie zmniejszają rozlewanie się lakieru wypukłego w trakcie utwardzania.

Przeprowadzono próby, określające, że najlepsze efekty dają watki polimerowe z wykonaną fakturą rowków nie większych niż 0,2 mm. Watki o głębszych rowkach powodowały powstanie rowków, które nie zanikały w czasie procesu. Rowki o głębokościach mniejszych niż 0,08 mm zanikały zbyt szybko nie poprawiając rozdzielczości zadruku. W wyniku prac określono, że najlepsze efekty zaobserwowano dla wątków polimerowych z rowkami o głębokości od ok 0,08 mm do ok 0,16 mm co ma odzwierciedlenie w chropowatości wałka polimerowego Ra od 40 do 80 μΠΊ.

PL 248067 Β1

W wyniku prac zaobserwowano, że kształt wykonania rowków, wykonanych obróbką skrawaniem, na polimerowym wątku dociskowym ma wpływ na rozdzielczość wykonywanych wydruków lakierem wypukłym. Wykonano więc badania wpływu kształtu rowków na rozdzielczość wzdłuż kierunku poruszającej się wstęgi. Wyniku zobrazowano w tabeli poniżej:

Rozdzielczość [dpi]	pół okrąg	trójkąt	nieregularny	radełkowany	Papier ścierny 1000
PET 1	5	29	45	25	42
PET 2	5	31	42	27	44
PET 3	11	15	28	18	31
PP 1	2	9	18	21	22
PP 2	1	15	26	19	35

Tabela 4. Badania wpływu kształtu rowków na rozdzielczość wzdłuż kierunku poruszajgcej się wstęgi

Badania wykazały, że istnieje silna zależność kształtu chropowatości wałka dociskowego polimerowego na zmniejszenie rozlewania się lakieru wypukłego.

Najlepsze wyniki osiągnął wałek szczotkowany w sposób nieregularny (Fig. 1B), przez co wytworzone chropowatości mają charakter bardziej losowy. Fotografia powierzchni wałków wykonana na mikroskopie metalograficznym i zobrazowana na Fig. 1, przedstawia 3 różne powierzchnie wykończenia polimerowego wałka. Frezowanej poprzecznie do osi wałka (Fig. 1 A), szczotkowanej nieregularnie (Fig. 1B), i radełkowanej (Fig. 1C).

Podczas badań określono, że wałki o twardości poniżej o twardości od 50 w skali Shore'a nie powodują powstania wystarczających zagłębień i nie mają wpływu na rozdzielczość zadruku wypukłego. Z kolei, wałki o twardość powyżej 60 w skali Shore'a wykazują silne zużycie, krótsze niż trwałość pozostałych elementów drukarskich. Co czyni ich użycie nieekonomicznym. W wyniku prób określono, że wałki o twardości 55 w skali Shore'a stanowią dobry kompromis pomiędzy skuteczną poprawą rozdzielczości lakieru wypukłego a ekonomicznym aspektem procesu.

W wyniku przeprowadzonych badań, określono, że w celu wykonania elastycznego opakowania sklejanego z zadrukiem do odczytu dotykiem w taki sposób, żeby nadruk przeznaczony do odczytu dotykiem (wykonywany lakierem wypukłym) byt odpowiednio wypukły, trwały, wyraźny (charakteryzował się wysoką rozdzielczością i pasowaniem jego wymiarów/kształtu) należy prowadzić proces druku stosując określony zbiór parametrów i czynności.

Nieoczekiwanie okazało się, że powyższy cel można osiągnąć odpowiednim doborem temperatury pierwszego zestawu wałków w zakresie 30-50°C oraz doborem chropowatości i struktury powierzchni, polimerowego wałka dociskowego, drugiego zestawu wałków, który to wałek polimerowy ma powierzchnię o twardości od 50 do 60 w skali Shore'a i chropowatość 40-80 μπι w skali Ra. Dodatkowo nieoczekiwanie okazało się, że najlepszą rozdzielczość otrzymuje się używając wałka, którego powierzchnia została pokryta rowkami w sposób nieregularny np. metodą szczotkowania.

W dalszej kolejności wstęgę należy przeprowadzić przez stację z chłodzonym wałkiem dolnym w celu ustabilizowania zmiennej ciągliwości rozgrzanej przez poprzednie operacje wstęgi folii. Nieoczekiwanie okazało się, że zbyt niska temperatura wałka chłodzonego po zadruku lakierem wypukłym powoduje pogorszenie jakości powierzchni folii. W wyniku prowadzonych badań określono, że temperatura wałka chłodzącego powinna mieścić się w zakresie 28-36°C a korzystnie wynosić około 30°C.

Claims (7)

1. Sposób wykonania elastycznego opakowania z folii z nadrukiem wypukłym o wysokości od 0,030 mm do 0,400 mm do zastosowań dla osób niewidomych zawierający etapy:

A. Odwinięcie z roli folii pierwszego typu z tworzywa sztucznego, korzystnie folii poli(tereftalanu etylenu), PET, polipropylenu, PP, poliwęglanu, PC, poliamidu, PA lub polietylenu, PE, o grubości od 0,015 mm do 0,30 mm korzystnie z zadrukiem graficznym;

B. Odwinięcie z roli folii drugiego typu z tworzywa sztucznego o grubości od 0,005 mm do 0,10 mm korzystnie dostosowanej do wymogów przechowywania produktów żywnościowych, detergentów, olejów lub smarów, korzystnie wykonanej z polipropylenu, PP, poli(tereftalanu etylenu), PET, polistyrenu, PS, poliamidu, PA, polietylenu, PE lub poliwęglanu, PC;

C. Nałożenie folii pierwszego typu z etapu A na folię drugiego typu z etapu B, połączenie ich za pomocą kleju termoutwardzalnego i uformowanie z nich jednej wstęgi;

D. Przeprowadzenie powstałej wstęgi przez co najmniej pierwszy zestaw dwóch wałków dociskowych;

E. Poprowadzenie wstęgi przez zestaw wałków wykonujących przetłoczenia zwiększające chropowatość na powierzchni folii pierwszego typu, z których górny wałek jest wałkiem polimerowym;

F. Wykonanie na powierzchni folii pierwszego typu zadruku wypukłego lakierem wypukłym za pomocą techniki sitodrukowej z wykorzystaniem sita o grubości od 0,007 mm do 0,300 mm w miejscu z przetłoczeniami i utwardzenie wspomnianego lakieru wypukłego światłem UV;

G. Pokrycie wstęgi na powierzchni folii pierwszego typu powłoką lakierową o grubości mniejszej niż 0,010 mm z wykorzystaniem lakieru o właściwościach bakteriostatycznych;

H. Uformowanie rękawa z folii, przez złożenie wstęgi na pół i zgrzanie lub sklejenie krawędzi wstęgi przeciwległej do linii jej złożenia;

I. Nawinięcie tak powstałego rękawa z folii na rolę;

znamienny tym, że w etapie D stosuje się pierwszy zestaw dwóch wałków rozgrzanych do temperatury w zakresie 30-50°C oraz że etap E wykonuje się wałkiem górnym polimerowym o twardości od 50 do 60 w skali Shore'a, przy czym chropowatość tego wałka wynosi 40-80 μm w skali Ra, a jego powierzchnia została pokryta rowkami w sposób nieregularny metodą obróbki skrawaniem, oraz tym, że po etapie F a przed etapem G wstęgę przepuszcza się przez stację z chłodzonym wodą wałkiem dolnym o temperaturze 28-36°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie A stosuje się folię pierwszego typu co najmniej dwa razy grubszą od folii drugiego typu stosowanej w etapie B.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w etapie C stosuje się klej termoutwardzalny, korzystnie o temperaturze utwardzania większej niż 30°C.

4. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że po etapie F a przed etapem G wstęgę przepuszcza się przez stację z chłodzonym wałkiem dolnym o temperaturze powierzchni około 30°C.

5. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że w etapie E stosuje się wałek polimerowy o powierzchni pokrytej rowkami metodą szczotkowania.

6. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że w etapie E stosuje korzystnie się wałek polimerowy pokryty w całości lub w części materiałem ściernym korundem korzystnie przyklejonym do jego powierzchni bezpośrednio za pomocą kleju lub pośrednio za pośrednictwem nośnika np. papieru ściernego.

7. Elastyczne opakowanie z folii sklejanej z nadrukiem wypukłym o wysokości od 0,030 mm do 0,4 mm do zastosowań dla osób niewidomych wykonane sposobem określonym w zastrz. nr 1 do 6.