CN101516528A - 一种涂布套筒体外表面的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种使用涂布制剂(24)涂布套筒体(13)外表面的涂布设备。该涂布设备包括：在与涂布轴(10)同轴的竖直位置用于支撑套筒体(13)的立式支柱(1)；可以沿立式支柱(1)滑动的托架(5，29)；和连接至托架(5，29)并可与其一起移动的环形涂布台(11)，用于容纳涂布制剂(24)和用于在托架(5，29)沿立式支柱(1)滑动期间将涂布制剂(24)层涂布到套筒体(13)的外表面上。涂布设备的特征在于具有可以和环形涂布台(11)一起移动的辐照台(12，52)，用于提供辐照以至少部分地固化外表面上的涂布制剂(24)层以防止涂布制剂(24)的流失。

Description

一种涂布套筒体外表面的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在套筒体上涂布单层或多层均匀的涂布制剂层的设备和方法。

更具体地，本发明涉及一种涂布设备和涂布方法，其中辐照台可以和涂布台一起移动。辐照台至少部分地固化由涂布台施加的涂层。

背景技术

苯胺印刷是当今用于印刷的最重要的方法之一。这是一种普遍用于大量印刷的方法。苯胺印刷被用于在多种基材例如纸张、厚纸版、瓦楞纸版、薄膜、箔片和层压纸上进行印刷。包装箔和购物袋就是公知的例子。只有利用苯胺印刷才能够经济地印刷粗糙表面和拉伸薄膜，这实际上使得苯胺印刷非常适合用于包装材料印刷。

苯胺印刷使用橡胶印刷版或以凸版承载印刷图像的挠性感光树脂版。用于苯胺印刷的油墨传输系统通过“网纹”刻花的中间导纸辊实现。

模拟的苯胺印刷版由在载体或基材上包括光敏层的印刷版前体制备。光敏层由烯键式不饱和单体或低聚体、光引发剂和弹性粘合剂构成。载体优选地是聚合物箔片例如PET或薄金属片。通过在紫外线和/或可见光下曝光，光敏层的成像交联即可提供阴图制版的印刷版前体，将其用适当的显影剂显影(水显影、溶剂显影或热显影)后即可得到能够被用于苯胺印刷的印刷凸版。

用紫外光和/或可见光使印刷版前体的光敏层成像通常是通过具有透明和不透明区域的蒙片实现的。交联在蒙片透明区域下的光敏层区域发生但在蒙片不透明区域下的光敏层区域则不发生。蒙片通常是所需印刷图像的阴图片。根据上述方法制成的苯胺印刷版具有蒙片生产过程耗时以及这些蒙片在变化的环境温度或湿度下的尺寸稳定性对于高质量印刷和套色来说难以令人满意的缺点。而且，在苯胺印刷版的生产中使用单独的蒙片意味着更多的消耗品和化学品，将对生产工艺的经济性和生态效应带来负面影响，而这些因素与制作蒙片需要更多时间相比更加值得关注。事实上，在绝大多数情况下，印刷版的曝光和印刷版的显影可能会表现为比蒙片制作更加耗时。

使用激光刻录印刷版前体的直接数字成像，避免了制作单独的掩模，这在印刷工业中正变得越来越重要。通过在苯胺印刷版的光聚合层上设置不透明的红外敏感薄层以制成激光敏感的苯胺印刷版。这样的印刷版有时被称为“数字”柔性版。这样的红外烧蚀层的厚度通常只有几微米。使用红外激光将红外烧蚀层刻写成影像，也就是说激光束入射的部分被烧蚀掉也就是被移除。实际的印刷凸版是用常规方式生产的：用透过蒙片产生的光化性光(紫外光、可见光)实现曝光，形成相对于交联诱导光不透明的影像，且凸版层由此被选择性地交联。显影可以用有机溶剂、水或者加热以将光敏材料从凸版成形层的未曝光部分以及红外烧蚀层的剩余部分移除来实现，可以使用不同的显影步骤逐步完成也可以使用一步显影步骤同时完成。该方法仍然像以前的方法一样需要显影步骤并因此限制了柔性印刷版生产效率的提高。

在用于生产苯胺印刷版的直接激光雕刻技术中，适合用于印刷的凸版被直接雕刻为适用于该目的的一层。通过激光辐照作用，层组分或其降解产物以热气、蒸汽、烟雾、液滴或小微粒的形式被移除并由此形成非印刷的凹入部分。自从上个世纪60年代晚期以来，利用激光来雕刻橡胶印刷滚筒已被公知。但是，随着改进的激光系统的出现，这种技术仅在最近几年才获得更为广泛的商业关注。激光系统的改进包括激光束更好的聚焦能力、更高的功率、多激光束或激光源的组合以及计算机控制的光束引导。现有的雕刻系统包括有效的气体和碎片收集系统。直接激光雕刻与传统的苯胺印刷版生产方法相比具有很多优点。一些耗时的工艺步骤例如阴图片蒙片的制作或印刷版的显影和干燥可以被省略。而且，单个凸版元件的侧壁形状可以在激光雕刻技术中被单独设计。

尽管感光性树脂印刷元件通常以“平”版形式使用，但是使用连续滚筒结构的印刷元件作为橡胶或树脂套筒具有特定的应用和优点。连续印刷结构提供了改进的套印精度和更低的印刷转换时间。而且，这样的连续印刷结构可能非常适合用于安装在激光曝光设备上，在此它能够取代滚筒，或者被安装在用于通过激光器曝光的滚筒上。连续印刷结构可以在连续图样的苯胺印刷中应用，例如用于壁纸、装饰、礼品包装纸和包装材料。

套筒是通过在塑料或金属滚筒上涂布、模铸弹性层，或者绕塑料或金属滚筒缠绕橡胶带然后通过硫化、研磨和抛光的步骤制成的。优选的结构是无缝结构。作为备选，弹性层可以被首先添加在平版载体上，随后将其卷到托架上并粘合(来自BASF的cfr.

Infinity技术)。

2004年在德国举行的DRUPA印刷展览会上，Asahi Kasei展示了用于生产数字雕刻的连续感光树脂套筒的Adless数字雕刻技术的样机。它允许将液态的感光树脂材料在短时间内连续不断地涂布到套筒/滚筒上。这种技术的工作原理在由Asai Kasei申请的已公开的专利申请JP2003-241379中披露。该Adless系统是以用于将感光树脂涂层添加到套筒筒芯上的水平涂层为基础的。在旋转套筒筒芯时，套筒筒芯外表面和涂层之间的间隙逐渐增加，以增加所添加的感光树脂涂层的厚度。涂布之后，已涂布的材料通过光致聚合作用或光致交联作用被固化。需要进行研磨和抛光固化的感光树脂层的后固化步骤以给感光树脂层提供必要的表面性质，例如平滑度，目的是为了使套筒适合用作苯胺印刷套筒。因为涂布过程中感光树脂的不平滑性和在停止涂布过程时在从套筒上收回涂层的位置出现的树脂隆起，所以需要后固化步骤。所需的研磨和抛光是Adless系统的缺点。根据涂布系统的水平位置而需要很大的占地面积，这也是一个缺点。

来自佳能的公开号为JP 55-106567的专利申请披露了一种用于将配制好的油墨均匀地涂布到滚筒上，通过提供低固化能量将油墨定影在滚筒上并通过提供高固化能量以进一步将已定影的油墨固化在滚筒上的立式涂布方法和设备。用于提供低固化能量和高固化能量的涂布容器和设备被固定地安装。要被涂布的滚筒被连接至提升和下降机构，用于首先将滚筒竖直浸泡在涂布容器内，并随后升高滚筒离开容器和输送滚筒经过环形的低固化能量设备并随后将滚筒定位在高固化能量设备之前。所披露的设备适合用于涂布尺寸(长度和直径)有限的滚筒，原因在于：(1)滚筒的长度被限制为小于设备高度的一半并小于立式高固化能量设备的高度；和(2)滚筒的直径被涂布容器的尺寸和环形低固化能量设备的直径所限制。

授予Stork Brabant B.V.的美国专利4130084中披露了一种具有包括涂布液体的环形容器并与竖直定位的薄壁穿孔套筒同轴设置的立式环形涂布机。在环形容器沿竖直定位的滚筒竖直运动期间，一层涂布液体被加在滚筒的外表面上。该涂布液体层通过在滚筒中心部分内安装的法兰所提供的热能而被烘干。

存在对于一种涂布设备的需求，具有有限的占地空间要求，适用于制作用于直接激光雕刻的苯胺印刷滚筒，不再需要研磨和抛光，这样对滚筒的类型和尺寸提供了更多的灵活性并进一步减少了存取时间和降低了直接激光雕刻滚筒的成本。

发明内容

本发明的目标是提供一种涂布设备，支持各种套筒类型和尺寸，并能够涂布单层或多层可直接激光雕刻材料的“均匀”涂层。术语“均匀”可以表示表面性质、平滑度、光滑度、同质性、涂布制剂等。进一步的目标是提供一种具有有限的占地空间要求的涂布设备。

上述目标通过提供一种具有权力要求1中所列举的具体特征的涂布设备和一种如权利要求22中详细介绍的用于涂布的方法来实现。利用该装置，就能够用尺寸可接受的设备涂布大尺寸套筒并通过涂布后立刻固化涂层来提供均匀的涂层以保持涂层的厚度、表面平滑度、表面同质性和表面拓扑结构。

在从属权利要求中列出了本发明的进一步有利的实施例。

附图说明

图1示出了现有技术中公知的立式环形涂布机。

图2示出了加入环形辐照台的本发明的优选实施例。

图3示出了环形辐照台的一个实施例的截面图。

图4示出了环形辐照台的另一个实施例的截面图。

图5示出了加入旋转辐照台的本发明的一个实施例。

图6示出了加入旋转激光束用于辐照涂层的本发明的一个实施例。

具体实施方式

定义和工业可应用性

本发明涉及一种涂布设备和方法，用于将一层或多层均匀的光敏材料层涂布到套筒体上，并且涂层厚度在几微米到几毫米之间变化。因为本发明的一种应用是把紫外光可固化材料涂布在套筒筒芯上，所以为了介绍本发明，在以下的讨论将经常涉及套筒、紫外光可固化涂布制剂、紫外光LED等。但是，应该理解本发明并不局限于紫外光或紫外光固化技术。本发明能够用于例如通过热聚合作用进行固化的涂布制剂，授予Creo IL的专利WO 2005/084959中就提供了一个这样的例子。通常，本发明可以和任何可固化制剂一起使用，例如电子束可固化制剂、可红外或热固化或硬化的用于涂布到例如静电光导体滚筒或其他需要保护或功能性表面涂层的圆柱体的涂布制剂、可见光可固化制剂或微波可固化制剂。

本发明可以被运用到任何适合用于在竖直位置设置套筒筒芯并具有可以沿套筒筒芯在竖直方向上平滑移动的工具的设备。这样的设备的例子是现有技术中介绍过的或者可以从Max Daetwyler公司(瑞士)、Stork Prints集团(荷兰)和其它公司商购。因此本发明的说明书将不再详细描述这种类型设备的基本特征。仅仅简要的如图1中所示的立式环形涂布机可以包括在竖直位置支撑套筒筒芯8的立式支柱1；引入用于沿着套筒筒芯8竖直地升高和降低涂布托架5的机构4，并提供用于集成各种设备例如电缆等的封闭空间。涂布托架5支撑着充满了用于涂布套筒筒芯8的涂布制剂的涂布套圈6。套筒筒芯8在两端通过法兰或安装头9被安装在竖直位置；法兰或安装头9自身被立式支柱1支撑。法兰或安装头9可以被成形为提供套筒筒芯外表面的平滑延伸，从而允许将套筒筒芯8涂布到边缘，并且在其中一个法兰或安装头9处提供用于环形涂布套圈6的主密封位置。可以在涂布套圈6向上或向下移动期间涂布套筒筒芯8。

当涂布套圈6在涂布过程期间向下移动时，在涂布套圈6内包含的涂布制剂的表面和套筒筒芯8的外表面之间的透镜面形成涂层。通常，用这种类型的浸渍涂布技术施加的涂层的厚度由以下公式确定：

$d=20*\sqrt{\frac{\mathrm{\η}*v}{f}}$ (公式1)

其中d等于以微米为单位的涂层厚度，η是以毫帕.秒为单位的涂布制剂粘度，v是以米每分钟为单位的涂布速度，而f是千克每升为单位的比重。

在对本发明的进一步介绍中，例如涂层的深度固化、表面固化、部分固化和完全固化这样的术语会被经常用到。在本公开中，“深度固化”表示对涂层内可固化材料的主体/整体/绝大部分的固化，而“表面固化”表示涂层的表面固化。尽管涂层的深度固化也会影响到涂层的表面，也就是说表面也被固化到某种程度，但是焦点并不在于固化涂层的表面而是主体。对于表面固化，焦点则完全在于固化涂层的表面和提供涂层上的外壳。术语“部分固化”和“完全固化”表示固化的程度，也就是功能基团转化的百分比，并可以通过例如RT-FTIR(实时傅立叶变换红外光谱)方法确定——这是一种可固化制剂领域内的普通技术人员所公知的方法。部分固化被定义为这样一种固化程度，其中涂布制剂内的功能基团的至少5％，优选10％被转化。完全固化被定义为这样一种固化程度，其中随着辐照(时间和/或量)曝光的增加而增加的功能基团转化百分比是可忽略的。完全固化对应在由RT-FTIR图内(转化百分比和固化能量或固化时间)的水平渐近线确定的最大转化百分比的10％以内，优选地在5％以内的转化百分比。

环形辐照台

现在参照图2详细介绍本发明的一个优选实施例。图2中的涂布套圈21包括环形涂刷器22以在涂布套圈21的底部和套筒筒芯13之间提供可滑动的密封，目的是为了防止涂布套圈21内包含的涂布制剂24从涂布套圈21中泄漏。涂布套圈21可以在顶部打开。涂布套圈21内包含的涂布制剂24的表面25和套筒13的外表面一起形成了环形的透镜面26。环形套圈21可以由被连接至装入立式支柱(例如图1中的支柱1)内的提升和下降机构(例如图1中的提升机构4)的涂布托架(例如图1中的涂布托架5)支撑。这些特征在图2中已被省略。提升和下降机构能够沿着竖直轴上下移动整个涂布台11，也就是具有涂布套圈的涂布托架装置。在安装了套筒13后，提升和下降机构能够沿着套筒13的外表面移动环形涂布台11，在顶部提供涂布透镜面26和在涂布套圈21的底部提供密封接触。在安装涂布设备时，涂布轴10表示通过涂布套圈21中心并且和套筒13的轴相一致的竖直轴。涂布套圈21以涂布轴10为中心而向上和向下移动。

在环形涂布台11的顶部装有环形辐照台12。安装辐照台的目的是为了充分固定刚刚由环形涂布套圈21在其沿涂布轴10竖直向下运动期间所施加的涂层以防止涂布制剂向下流动。涂层的向下流动沿套筒13降低了上部位置的涂层厚度且增加了下部位置的涂层厚度，并降低了涂层的拓扑结构一致性从而降低了所加涂层的质量。因此在将涂层加在套筒13上之后立刻“钉住”涂层是一种优点。术语“钉住”并不一定表示充分固定涂层；部分固定涂层以防止涂布制剂从套筒13向下流动就足以提供均匀的涂布材料涂层。在一个优选的实施例中，辐照台12可以360度转动并使用结合有聚光和校准光学元件的紫外光LED。紫外光LED与紫外光弧光灯相比具有几方面的优点，例如它们的紧凑性、可接受波长和光束稳定性、良好的输出量一致性和能量输出量的大线性控制范围。紫外光LED的缺点是它们相对低的功率输出。但是紫外光LED相对较小并且能够组合在一起，用这样的方式它们组合的功率就足以满足用于不同的涂布制剂类型、不同的涂层厚度、不同的套筒直径、以及因此从紫外光LED到套筒外表面的不同距离等的紫外光固化量的所需范围。图3中示出了环形辐照台的第一实施例的截面图。辐照台被构造为一组LED 31、具有反射镜33的菲涅耳透镜32和校准镜34。光学元件的作用是双重的：首先具有反射镜33的菲涅耳透镜32将来自LED 31阵列的光会聚在校准镜34的焦点；其次校准镜34把来自LED 31阵列的光校准为平行的水平光束用于辐照套筒上的涂层。绕涂布轴旋转该光学元件360度即可提供来自环形辐照源也就是环形LED阵列的辐照，其基本上被校准成水平方向并基本上聚焦在涂布轴10上，如图2下部的箭头所示。图4示出了环形辐照台的第二实施例的截面图并示出了设置在校准器底座40的抛物反射腔44的焦点处的LED 41。用于移除来自LED 41的热量的加热槽45被集成在校准器底座40内。LED 41的小尺寸允许它被放在抛物反射腔44的焦点处而不需要在校准输出光束时提供充分的空间。绕涂布轴旋转该光学设备360度即可引起环形辐照源和环形校准光学元件提供如上所述的环形辐照。

可以通过调节辐照强度来很容易地调节校准光束的辐照能量以适应不同套筒筒芯的距离或直径的变化以及适应涂布制剂的化学变化。

结果是辐照束具有强光束一致性、高光束稳定性、宽光束强度调节范围(LED能够被下降到其最大输出功率的几个百分点或者能够被时间调节)以及通过轻易校准实现的紫外光固化过程的精确控制。优点是：(i)在改变套筒筒芯或套筒筒芯直径时不需要额外的机械调节并由此缩短了套筒更换时间；(ii)可调节的辐照功率并由此不会有功率损失；和(iii)一致的光束性质并由此在涂布台处(即不用后处理)已经可以为了优异的涂布特性而提供准确和均匀的固化。

紫外光LED阵列41以及相关联的辐照台12的校准光学元件44的环形形状允许对涂层进行均匀的环形辐照。而且，其紧凑性和低重量允许环形辐照台12被安装在环形涂布台11上。在操作中，环形辐照台12随即和环形涂布台11一起移动而且仅需要一个用于沿套筒筒芯13向上和向下移动装置的驱动机构。

某些应用可能需要使用多个层叠安装的辐照台12用于在距离涂布台11不同高度处提供具有不同波长的辐照，提供不同的辐照功率等。多个辐照台可以被彼此重叠安装为一个装置，其自身可以被安装在涂布台11上。将辐照台机械连接在一起并不是强制性的。但是优选地辐照台可以用同步的方式沿套筒筒芯向上和向下移动。

尽管涂布台11会移动而且在该移动期间涂布套圈21内的涂布制剂24的表面25可能会受到干扰，但是实验显示令人惊讶的是用上述涂布设备所施加的涂层具有非常好的同质性和表面平滑度。

旋转辐照台

但是，如果辐照台并不都是圆环形的，而是包括一个或多个不同的环状辐照分段、一个或更多个线形辐照分段或单个辐照单元，那么本发明需要辐照台绕套筒旋转，目的是为了绕所有涂层获得均匀的辐照。这已在图5中示出。四个单独的辐照单元50被示出为绕涂布轴10平均设置。每一个辐照单元50都包括紫外光LED 51和校准抛物面光学元件54用于产生校准平行紫外光束。单独的辐照单元50的一个实施例的详细描述可以在已授权的美国专利US 6880954中找到。单独的辐照单元50可以被安装在辐照台52的安装底座59上。为了给套筒筒芯13外表面上的涂层提供全方位的均匀辐照，安装底座59在涂布进行时也就是当涂布台11和涂布轴10一起竖直地同轴移动时绕涂布轴10旋转。因此安装底座59通过例如环形导向器58被可旋转地安装在涂布台11上，并由电极56和安装在涂布台11上的齿轮传动机构57驱动。齿轮传动机构57可以包括与安装在安装底座59上的冠状齿轮协作的齿轮，但是也可以使用其它的传动机构例如锥齿轮。辐照台52的安装底座59进一步包括多个旋转电子连接装置55例如滑环，用于给安装底座59上的多个单独的辐照单元50供电。机械和电动驱动装置以及辐照台52和涂布台11之间的互连(例如电极56、环形导向器58、齿轮传动机构57和电子滑动连接55)优选地表示(或被安装到)涂布台11的涂布托架29。这种设置允许环形涂布套圈21的可更换性，以用于适应要被涂布的套筒筒芯的不同外径，而不用改变涂布台11和旋转辐照台52的机械和电子设置。图5中旋转辐照台52的图示实施例使用单个的辐照单元50。上述提及的旋转辐照台可以包括其它辐照单元例如以LED阵列和聚光与校准镜为基础的辐照片段，或者它们可以包括弧光灯系统，尽管这些通常给安装、连接和旋转带来更多复杂性和更大的重量。辐照台的旋转提供了来自不同辐照单元的360度整体辐照并平滑了在不同辐照单元之间和每个辐照单元内的福射强度的变化。辐照单元绕涂布轴的均匀分布可以是优选设置，但不是必须的，因为辐照台的旋转无论如何都能够提供360度的整体辐照。因此可旋转的辐照台也可以仅使用单个辐照单元来实现。

进一步的实施例细节或可选择性

可选辐照台

在上述辐照源的实施例中，例如单独的LED或环形LED阵列，被分别连接至对应的校准光学元件，例如抛物面的反射镜、环形校准光学元件被认为是一个装置。在一个可选实施例中，光学元件可以被省略而用LED辐照源直接辐照涂布套筒的外表面。辐照源的旋转可以提供附加的合并和辐照能量的平均化。在另一个可选实施例中，非旋转的环形校准光学元件可以和旋转的辐照源相组合。在这种结构中，辐照源在套筒筒芯的外表面和环形校准光学元件之间旋转。

辐照锁

从公式1中我们知道涂布制剂的粘度是控制所施加涂层厚度的重要参数。因此优选地将涂布套圈内的涂布制剂直接或间接地与任意光源隔离可以改变涂布制剂的粘度。在辐照可固化系统中，在辐照中曝光改变了涂布制剂的粘度，也就是涂布制剂的粘度会在为了钉住、固定或固化涂布制剂时在辐照下曝光而增加。因此根据本发明，涂布设备优选地包括设置在辐照台和涂布台之间的辐照锁并可与其一起移动用于关闭来自辐照涂布套圈内包含的涂布制剂的辐照源的直接和间接例如散射的辐照。辐照锁优选地为环形并可以例如通过为涂布套圈容器提供封盖来实现。更为先进的辐照锁是像光学中使用的那种可调节的可变光阑，光阑开度被调节为略大于要被涂布的套筒直径。环形涂布锁可以被机械地整合在涂布台内、辐照台内或作为两个台子之间的独立单元。另一个影响涂布套圈内包含的涂布制剂粘度的过程参数可能是涂布制剂的温度。在一个优选实施例中，包含在涂布套圈内的涂布制剂或涂布套圈本身因此被温控。

惰性环境

在使用自由基紫外可固化制剂的应用中，公知的是在某些情况下由于在固化区域内存在氧固化可能会被延迟甚至不会被引发。在此情况下，可以使用惰性环境用于增强固化能力。关于紫外光固化，术语“惰性”简单地表示消除(在理想状态下)或最小化(在更为实际的状态下)在紫外光固化区域内的涂层表面的抑制氧气的含量。在根据本发明的立式涂布设备中，固化区域表示涂层表面和辐照台之间的空间。惰性环境可以通过(i)向固化区域内的环境中特别是接近或者就在涂层的表面处加入气体例如氮气、氩气或二氧化碳；和(ii)作为由固定的涂层和移动的辐照台之间的相对运动导致的牵拉效应的结果而最小化固化区域内的进气量而得以建立起来。

向固化区域内的环境中加入惰性气体如氮气、氩气和二氧化碳可以通过使用环形歧管实现，将其与辐照台一起或整体移动并用软管连接至涂布设备的立式支柱内的惰性气体源。环形间隙密封固化区域的两端，也就是说，在辐照台的上端和下端，具有通往涂布套筒外表面的小间隙可以被用于阻止惰性气体从固化区域流出。这些密封优选地具有可调节的内径以与各种套筒直径的小间隙相配合。可变光阑可能就是适用于该目的的密封。固化区域内受控的惰性气体流动可以用两根歧管也就是进气歧管和排气歧管实现。固化区域内的进气很可能在涂布过程期间涂布台向下移动时发生在固化区域的下端。也就是说，空气有可能从涂布台和辐照台之间进入。阻止该空气进气可以通过设置在固化区域下部入口也就是在辐照台和涂布台之间的环形鼓风匝刀实现。随着涂布台和辐照台一起在其间移动的环形鼓风匝刀可以用软管被连接至涂布设备的立式支柱内的惰性气体源用于吹入惰性气体并阻止空气进气。

上述“密封的”惰性环境已根据自由基紫外固化系统中的氧气抑制进行了介绍。根据涂布制剂和涂布制剂的固化方式还可以想到惰性环境的其他实施例。

除了在可移动的辐照台内或周围提供和集成一系列辅助工具以建立固化区域内的局部惰性环境以外，整套涂布设备都可以被封闭并与外界环境隔离，在此情况下在固化区域内建立惰性环境的任务要容易的多，也就是说惰性环境在封盖以内建立。可选地，整套涂布设备都可以被安装在由终端用户提供的惰性环境或空间内。

完全固化辐照

如前面所述，来自辐照台的辐照的目标是至少部分地固化涂层以防止涂布制剂从套筒流失并由此固定涂层的厚度。涂布后立刻施加的初始固化剂量，通常不能提供足够的能量来完全固化涂层。完全固化涂层可使用现有的套筒加工设备离线提供或使用日本专利申请JP 54-014630中公开的附加辐照设备在线提供。

JP 54-014630中公开的辐照体系的一种替代是由立式完全固化辐照管的两块壳体构成的机械臂，与太阳管日光浴场的两半非常类似。辐照管可以通过涂布设备现有的立式支柱安装或支撑或者可以具有自身的一个安装柱。用于竖直辐照管的专用安装柱可以例如相对于涂布轴与涂布设备的立式支柱相对设置，并由此对涂布过程操作的干扰尽可能小。完全固化辐照管的两块壳体在关闭时优选地被设计为沿套筒的整个长度(高度)完全环绕套筒并提供全方位的辐照以完全固化套筒上的涂层。完全固化通常在涂布台和辐照台被设置在其中一个法兰或安装头处时进行以使得涂布套筒的表面可以完全由竖直辐照管处理。当套筒上的涂层完全固化后，竖直完全固化辐照管可以被打开以释放套筒或者用于从竖直涂布设备上移走或者用于施加下一层涂布制剂(参见下文)。打开和关闭竖直管可以通过操作人员执行或者也可以通过立式支柱内的致动器(例如可控的弹簧铰链)以控制两条协作的机器臂的方式自动进行。竖直辐照管可以配备与随涂布台一起移动以部分固化所加涂布制剂层的辐照台内所用类型不同的辐照源。因为部分固化的目标是阻止涂布材料从套筒中流失，所以辐照台优选地包括辐照源用于深度固化涂层。在紫外可固化制剂的情况下，优选地是辐照波长在大约320nm到400nm之间的UVA辐照源。因为完全固化的目标是进一步固化涂布在套筒上的制剂，最高大约达到制剂中的功能团的最大转换百分比，所以竖直辐照管优选地包括用于深度固化和可选地表面固化涂层的辐照源。在紫外可固化制剂的情况下，优选地是UVA辐照源(用于深度固化)和可选地是辐照波长在280nm以下的紫外固化源(用于表面固化)。如果用紫外弧光灯来替代紫外LED，那么单个灯即可在一定的波长范围内辐照，可能包括UVC(低于约280nm)，UVB(约280nm至320nm之间)，UVA(约320nm至400nm)和紫外可见光(高于约400nm)。多个辐照源，每一个都具有不同的或重合的窄辐照谱，也可以在竖直辐照管中被组合用于提供宽光谱的紫外光辐照用于充分固化涂层。

涂层的完全固化也可以通过增加现有辐照台的辐照能力而在线实现。增加辐照能力可以通过以下方法实现：增加可利用的辐照功率(例如增加紫外LED阵列)，增加不同类型的辐照(例如增加表面固化的UVC辐照波长用于现有的深度固化UVA辐照)，使用专用校准光学元件用于输送可变的辐照强度作为到涂布凸镜的竖直距离的函数(例如校准光学元件用于在接近涂布凸镜处提供高辐照强度以实现短暂却强烈的涂层深度固化，且竖直分布的较低辐照强度进一步远离涂布凸镜，以实现进一步深度固化和表面固化涂层)，或者通过直接复制现有的辐照台实现。

如前所述，机械连接辐照台和涂布台不是强制性的但是两台均以同步方式移动来维持涂布制剂层的涂布和涂层的部分固化之间的恒定延时是优选的。在本发明进一步的实施例中，可能是优选的是：在涂布制剂层被施加和部分固化后物理地和/或可控地将辐照台从涂布台断开并使辐照台将涂布套筒作为独立单元向上和向下移动，正如经常需要的那样，以进一步固化(可能是完全固化)所加的涂布制剂层。在添加下一层涂布制剂层之前，辐照台可以再次物理地和/或可控地被连接至涂布台。应注意在独立移动辐照台的设置中，辐照台必须被连接至独立托架用于使辐照台独立于涂布台而向上和向下移动套筒。涂布台可以随后被挂在辐照台的托架上并作为从动装置和辐照台一起移动(而不是与先前实施例所述相反)或者涂布台也可以保持其自身的独立托架并与辐照台以同步方式一起移动。

预处理或后处理

上述的竖直管也可能被设计为对套筒或涂层进行特殊的表面处理。竖直管可以例如加入电晕设备以增强涂布制剂在套筒体表面上的粘性，或者它可以包括辐照波长低于280nm的紫外辐照源来减小最终涂布表面的粘性。

LED技术

使用LED技术来辐照涂层的优点是可以很容易地调节辐照强度并由此调节由涂层接收的辐照能量。在一个示例中，辐照强度可以作为涂层厚度或对应的过程变量的函数进行调节(参见上述公式1)，例如所加涂布制剂的粘度或涂布速度。在另一个例子中辐照强度可以根据涂布制剂或涂布制剂的组分进行调节，例如，涂布制剂内包含的光引发剂或感光剂的含量。而在另一个例子中辐照强度可以作为辐照源和已涂布套筒外表面之间光学距离的函数调节。例如，在图2中每单位面积涂层接收的辐照能量随着套筒直径的增加而降低。该变化可以通过调节辐照强度或者LED的功率来计算和补偿以保持单位面积涂层的辐照能量为常数。

与可选择的辐照技术例如弧光灯源相比较，LED技术提供了覆盖区小、光束好以及波长稳定性等优点。

LED技术进一步的优点是它们的窄带宽和独特的光谱输出，以及不同光谱输出的紫外LED组合的可能选择。使用单波长紫外输出或组合光谱输出允许进一步微调紫外固化过程和涂布化学反应。组合光谱输出能够很容易地通过提供多组LED来实现，每一组都包括具有不同光谱输出的LED，并切换一组或多组为开或关来实现所需的光谱组合。而且，由于几乎完全没有任何来自这些紫外光LED的红外辐照，就不再需要红外吸收过滤器，例如充水容器，这对于减少局部和不均匀受热来说是一个优点。

LED技术进一步的优点是其紧凑性、低重量和目前正向高功率LED发展的技术趋势。

激光固化

图6中示出了根据本发明的涂布设备的一个可选实施例，其可以包括具有激光束64的旋转辐照台作为旋转的单个辐照单元。激光束64可以由可能安装在涂布设备立式支柱(见图1)上的套筒筒芯13上面的固定激光源60提供。为此目的，套筒通过涂布设备的底部法兰或安装头被单端安装。激光源60可以和涂布轴10同轴安装用于产生沿涂布轴10射出的激光束64。旋转的光路被提供用于引导在激光源60处射出的固定激光束到达旋转镜63，以用于将激光束引导到套筒13的外表面上。在图6所示的实施例中，旋转光路通过旋转的中心镜61沿垂直于套筒筒芯10的方向偏转起始激光束64₁而产生。第一旋转镜62和旋转中心镜61协作，平行于涂布轴10但在套筒之外偏转旋转激光束64₂。最后，作为旋转辐照台52一部分的第二旋转镜63与第一旋转镜62协作并偏转旋转激光束64₃朝向涂布轴10的方向由此将激光束64₄以旋转的方式投影到套筒13外表面的涂层上。多个协作的镜面61-62-63的同步可以通过用连接至旋转辐照台52的安装底座59上的机械框架65-66固定其角位置而实现。框架65-66由此随辐照台52一起旋转。激光束64的旋转因此由辐照台52的旋转完全控制并与辐照台52的旋转同步。

在一个优选实施例中，如图6所示，可以安装竖直引导系统67以将旋转框架部件66和其上安装的中心镜61以及第一旋转镜62保持在独立于涂布台11和辐照台52的竖直位置和这些工作台在涂布操作期间的移动的固定竖直位置。主要优点是降低了涂布设备的高度。这可以用两种方式实现。如果竖直位置也就是旋转框架部件66的高度通过例如连接到涂布设备的立式支柱而被机械固定，那么竖直导向装置67可以由简单轴承构成以允许涂布台/辐照台和框架部件66之间的相对运动。可选地，如果竖直位置也就是旋转框架部件66的高度未被机械固定，那么竖直导向系统67优选地由有源线性动作系统(未示出)构成用于控制涂布台/辐照台和框架部件66之间的相对运动以将框架元件66保持在独立于涂布台/辐照台的竖直位置的固定竖直位置。

在另一个实施例中，旋转框架元件66可以被完全独立于涂布台/辐照台安装。旋转框架部件65和竖直导向系统67即可被省略且框架部件66的旋转即与辐照台和框架部件66的旋转同步，目的是为了保持连续的旋转光路以将激光束64引导到套筒13的外表面上。这样涂布设备即可包括两个同步的独立旋转实体。

为了避免旋转框架部件65和用于升高和降低涂布托架的机构相撞，图1中所示集成在立式支柱外围的提升和下降机构优选地被封装在旋转框架部件65的空间内的线性运动系统所取代。可以使用例如在该封装空间内运行的伸缩式提升系统。

以上公开的本发明实施例是参照激光系统介绍的。但是发明构思并不局限于此且通常包括使用固定安装的连接至旋转光路的辐照源，用于引导来自套筒外表面周围的固定辐照源的辐照束，并与涂布台的竖直动作同步。任何提供所需辐照类型的辐照源，只要具有足够能量以至少部分地固化套筒外表面上的涂层，就可以被使用。

不同的套筒尺寸

在前文中已经提到辐照功率可以被调节作为从辐照源到套筒外表面的光学距离的函数，这样即可实现充分的固化(至少部分)或将涂层“冻结”到套筒的外表面上。这提高了辐照台对不同套筒直径的兼容性。提供三种可选结构：(1)辐照台结构被固定和设计以容许不同套筒直径范围内最大的套筒直径且辐照单元的辐照功率作为所用套筒直径的函数被调节；(2)辐照台结构是可调的并被设计用于调节辐照单元到所用套筒直径的径向位置；(3)辐照台结构是可调的并被设计用于调节辐照单元绕涂布轴的旋转速度，目的是为了保持不同套筒直径的套筒外表面上的单位面积所接受的辐照能量恒定。

关于涂布台，涂布透镜和环形密封在改变套筒直径时都是重要因素。绕套筒外表面的环形密封阻止了涂布制剂从涂布套圈中泄漏和向下流动。当改变套筒直径时，或者整个涂布套圈(包括环形密封)都可以被另一个适合新的套筒直径的涂布套圈替代，或者仅环形密封可以被替代或调节为与新套筒直径相配合。如果环形密封被用可变光阑实现，其中孔径可在一定范围内调节，那么在改变套筒直径时只要套筒直径落在可调节孔径的范围内就不需要更换部件。如果环形密封被可移除地连接至涂布套圈，那么可以使用具有不同的固定内径的密封。

优选地涂布台和辐照台被设计用于支持相同的套筒直径范围以使两模块都能够被预先组装为串联件并作为能够被轻易替换以用于在套筒直径的不同范围内操作的一个装置处理。

驱动系统和过程控制

在上述实施例中，一个或多个辐照台被安装在涂布台的顶部并作为单个“涂布装置”和涂布台一起移动。从机械观点看，这样提供的优点是仅需一个提升和下降机构即可操作立式涂布设备，然而关于电而言，到“涂布装置”的所有电连接都可以通过固定的立式支柱和移动的“涂布装置”之间的单根电缆提供。

能量用量控制系统可以被加入“涂布装置”用于测量所加涂层的有效固化速率并调节所加能量用量，旋转速度(如果可用)和/或闭环系统内的涂布速度，目的是为了获得所需的涂层厚度和均匀性。红外光谱仪，例如FTIR，可以例如被用于测量紫外光或电子束固化程度，也就是涂层的固化速度。

然而，如果辐照台的目的仅仅是部分地设定涂层以防止来自套筒的涂布制剂向下流动，那么辐照量就不再那么重要且可能就不再需要监测闭环系统内的辐照量。与开环控制相结合的辐照台校准就足够了。

操作

准备

根据本发明的涂布设备可以被设置和准备用于在没有套筒筒芯时的涂布操作。在那里可以使用其中一个法兰或安装头用于把套筒装到涂布设备上以给涂布设备(也就是涂布台+辐照台)提供主位置。法兰或安装头提供的该主位置具有相同或略小于要和法兰或安装头一起使用的套筒筒芯直径的外径。当涂布部件处于其主位置时，环形套圈的环形密封甚至在将套筒筒芯装入涂布设备之前即可被调节为与套筒筒芯直径相吻合，且涂布套圈可以被无泄漏地装入涂布制剂。这样涂布台即准备好用于涂布操作。

如果使用的法兰或安装头具有和要涂布的套筒筒芯的直径完全不同的外径，那么涂布装置的准备就不能在还没有将套筒筒芯安装到涂布设备上的情况下进行。用于涂布设备的主位置应当随后由套筒自身提供。然而，这并不是优选情况，因为它在每次更换套筒筒芯时都需要另外保养和设置涂布套圈。

浸没涂布

在准备好涂布元件并将套筒筒芯安装在涂布设备上以后，提升和下降机构把涂布装置移动到靠近涂布透镜或者刚好经过套筒筒芯末端的开始位置，取决于所用法兰和安装头的类型。涂布过程优选地在套筒筒芯的上端开始并沿向下的方向继续直到套筒筒芯的下端，同时提升和下降机构向下移动涂布装置。在该设置中，涂布工艺与浸没型的涂布工艺等价。随着涂布元件向下移动，辐照台随后立即跟进并将刚涂布的涂层辐照用于至少部分地固化涂层，以防止所加的涂布制剂流下。如果使用旋转辐照台，那么辐照台不仅能以固定的距离跟随涂布透镜面，而且还可以绕套筒筒芯旋转以产生和涂层相同的360度旋转。在套筒筒芯的下端，提升和下降机构停止涂布元件，这时涂布透镜面接近或刚好经过套筒筒芯的底端，取决于所用的法兰或安装头的类型。如果法兰或安装头允许端到端的涂布套筒筒芯，那么涂布元件可以被进一步向下移动以允许辐照台辐照到套筒筒芯下端的涂层。

涂层的厚度可以通过涂布装置向下移动的速度、涂布制剂的粘度或成功添加涂层操作的次数进行控制(见下文)。涂布过程之后，辐照台可以被物理地或可控地与涂布台脱离(如果涂布设备的设置允许这样做的话)并独立于涂布台向上和向下移动涂布套筒以进一步固化涂层。根据涂层的厚度、优选的固化水平和可以从辐照台获得的固化能量的类型数量，套筒体可能需要一次或多次的上下循环。可选地，在涂布台和辐照台到达下法兰或安装头后，可以使用立式辐照管以进一步固化涂层同时涂布台和辐照台在下法兰或安装头处保持静止。涂布过程后，涂布装置被留在其靠向下法兰或上法兰或安装头的位置且涂布套筒可以被移除而无需专门保养涂布套圈。

涂刷器涂布

可选地，可以在涂布装置向上移动时添加涂层，在此情况下，涂布机构是涂刷器类型的涂布机构，而不是上述涂布装置向下移动期间的浸没型涂布。涂布装置向上移动期间的涂层添加可能需要将辐照台设置在涂布台下面并与涂布台一起移动以至少部分地固化涂刷器涂层。与涂布套圈的向上移动相关联的涂刷器型涂层，可以比与涂布套圈的向下移动相关联的浸泡型涂层薄得多。可惜地是据发明人所知没有类似于公式1公式用于预测涂刷器型涂层的厚度。因此，每一种可选方法在具体应用中都有自己的优点。

多次涂布

涂层设备也可以用多次涂布方式操作，其中对每一层添加的涂层都进行“中间”固化。中间固化的目的是充分固定涂层以在移动涂布台时避免该涂层在下一个涂布步骤期间或在与涂布套圈的环形涂刷器滑动接触期间变形。中间固化优选地不会产生完全固化的涂层。更具体地它优选地在多数涂层内产生足够固化(以避免变形)但留下未被完全固化的涂层表面(以维持涂布制剂的下一涂层在涂布制剂的中间固化层上的良好的粘合性质)。可以由辐照台通过另外的上/下移动(与涂布台分离)或通过如上所述的另外的竖直辐照管来提供中间固化步骤。

多次操作模式可以包括以下步骤：添加第一层浸没涂层同时向下移动涂布装置并用位于涂布台上方且随其一起移动的上部辐照台至少部分地固化首次浸泡的涂层；可选地提供中间固化步骤以进一步固化涂层并随后再次向上移动涂布装置与先前刚涂布的涂层滑动接触；然后添加第二层浸没涂层同时向下移动涂布装置并用随涂布台一起移动的上部辐照台至少部分地固化第二层浸没涂层和可选地提供中间固化步骤等。由于涂层套圈的环形涂刷器是被设计用于防止涂层制剂在涂层套圈和套筒之间滑动接触处从涂层套圈泄漏，因此通过涂刷器型涂布在涂布装置向上移动期间施加的涂层厚度通常都明显小于在涂布装置向下移动期间通过浸没涂布方式涂布的涂层厚度。在上述的多次涂布方法中，因为涂刷器型涂布只是对多层涂层的厚度具有边际作用，所以涂刷器型涂布经常被忽视。实际上，在涂布装置向下移动期间有一个主要(浸没)涂布作用而在其向上移动期间仅有部分(涂刷器)涂布作用。因此这样的涂布主要是单向的。由此部分(涂刷器)涂布的中间固化部分可能不再需要，因为它将与来自随后涂布动作的明显较厚的后续主要(浸没)涂层合并在一起。与浸没涂层合并在一起的涂刷器涂层当然是在涂布装置向下移动时用上部辐照台辐照。因此，根据本发明的多次涂布设备没有必要包括上部和下部辐照台以在两个涂布方向上都至少部分地固化涂层；与主要涂布方向相关联的单个辐照台即可。

如前所述的涂布设备的多次操作可以被用于将均匀厚度的涂布制剂层添加到套筒筒芯上。它可以例如被用于以下情况：涂布制剂的物理化学参数，例如粘度，或涂布设备的限制参数，例如涂布速度，会根据公式1的预测将涂层的厚度限制在用于该应用的功能性要求的值以下。特别是用于苯胺印刷套筒或印刷底版，凸版成形层可能需要几毫米的厚度，这在单次涂布工艺中难以实现。

涂布设备的多次操作也可以用于添加不同涂布制剂的多层涂层。涂层制剂可以具有不同的物理化学性质，例如粘度，或对应的涂层可以具有不同的物化或机械性质例如压缩性、硬度、耐磨性、湿度等。例如对于苯胺印刷套筒的生产，可能需要具有可压缩的基层(适合于吸收例如在波纹版印刷材料内的不平滑性)和硬表面或顶层(用于增加耐用性并适合用于较长时间的印刷)。如果需要可以建立完整的物化厚度曲线用于涂布多层。如果使用多次操作用于添加不同涂布制剂的多层涂层，那么涂布套圈可能需要被排空并装入不同的涂布制剂。这些操作可以在涂布台位于其中一个法兰或安装头处时进行；法兰或安装头提供密封的主位置或用于涂布套圈的保养位置。这些位置也允许改变涂刷器的内径(例如通过在多层涂层的总厚度增加时更换为较大内径)，而套筒仍然装在涂布设备内或者如果需要甚至也可以更换一个完整的涂布套圈。涂布套圈的主位置或保养位置可以在法兰或安装头的上边或下边。

后处理

涂布设备的单次和多次操作可以用涂布套筒的后处理终止，例如所添加涂层的后烘烤或例如用UVC光进行的顶层的粘性降低处理。这些步骤可以使用例如如上所述的具有合适的辐照源的竖直辐照管在线进行，或使用其它设备离线进行。

用单件设备添加多层涂布材料涂层和提供套筒的前后处理的能力明显地减少了未完成套筒的操作并由此改善了涂布套筒的质量。

灵活性

法兰或安装头可能需要定期清理以去除来自端到端的涂布过程或来自补充和排出涂布套圈时在法兰或安装头处的涂布制剂残留。法兰或安装头上的涂布防水层可以有助于这种清理。

如果要涂布不同尺寸的套筒，可安装不同的法兰或安装头且涂布套圈的环形密封可以更换或调节以匹配新套筒直径。可调节环形密封的一个例子是可调节的由重叠密封叶片构成的可变光阑，其中光阑开口也就是孔如摄影中公知的那样可以通过叶片之间的相对位置进行调节。在可变光阑中的叶片数越多，绕套筒外表面的可变光阑密封性能越好。可调节环形密封的另一个实施例是允许通过给管充气或排气来调节管内径的充气管。

两个实施例也允许环形套筒的内径随着在多次操作中用涂层材料附加层逐步增加涂层的厚度而增加，也就是说，环形套筒的内径可以在每一次涂布步骤之后(当涂布台在下法兰或安装头处时)和在向上移动涂布装置与刚涂布的涂层滑动接触并立刻固化涂布材料之前进行调节。

可调节的环形密封也允许这样一种操作模式，其中涂布套圈和套管之间在涂布装置上移期间没有滑动。为了要使用这种操作模式，涂布套圈在涂布台被设置在上法兰或安装头处和调节环形涂刷器内径以适合套筒的内径时被装入涂布制剂。在第一次向下的涂布操作后，当涂布台处于下法兰或安装头处时，涂布套圈被耗尽且环形密封圈内径被增大以在环形密封和刚涂布的且中间固化的涂布材料层之间形成足够的空间。一旦涂布台再次处在上法兰或安装头处时，环形套筒的内径会缩小到适合于已经部分涂布的套筒增大的外径，且涂布套圈被用相同的或不同的涂布制剂再次填满。重复先前的步骤直到添加了全部涂层。

按需生产和为套筒标签

由根据本发明的涂布设备提供的灵活性允许对苯胺印刷套筒坯件的个性化设计，包括套筒尺寸、涂层的厚度、功能层设置、后处理等有关参数。苯胺印刷套筒的坯件能够因此被按需生产。在按需生产时，每一个涂布套筒的说明书和/或生产参数都是可追溯的是非常重要的。实现这种需要的一种方法是给每个套筒加注标签。在印刷坯件和印刷母版上的标签的特定实施例已经在授予Du Pont de Nemours的专利EP-A-1679549和授予Agfa公司的专利EP 0962824中公开。第一篇专利文献中公开了加在印刷空白处的光致发光标签，而后一篇专利文献中采用了写或雕刻在图像区域以外的印刷底版上的铅线。

如果采用可重写标签，例如RFID标签，该标签可以在涂布前被贴在套筒筒芯上。然后可以在标签顶部施加涂层以使标签被包裹在涂层内。涂布后标签即可(重)写。

可选地，可以通过激光标记将2D/3D条形码或标签写入涂层内，如果该标记在图像区域以外的话。

包含在标签中的数据包括涉及印刷坯件(未雕刻的涂布套筒)以及印刷母版(雕刻的套筒)的项目。印刷坯件的数据可以是：制造商身份、客户、层厚度、套筒尺寸、肖氏硬度(如果每一可识别层都可用)、涂布液成份、生产日期、套筒筒芯型号等。印刷母版的数据可以包括：工作标识、工作完成的时间标记、刻印机标识、操作者标识、用户自定义图标例如客户图标。如果标签是可重写的，那么数据可以在从套筒筒芯到印刷母版的生产过程进行时被加入。

Claims (46)

1、一种使用可辐照固化的涂布制剂(24)涂布套筒体(13)的外表面的涂布设备，包括：

-在与涂布轴(10)同轴的竖直位置用于支撑所述套筒体(13)的立式支柱(1)；

-涂布台(11)，包括可以沿所述立式支柱(1)滑动的托架(5，29)，和可安装在所述托架(5，29)上并可与其一起移动的环形涂布套圈(21)，所述环形涂布套圈(21)用于容纳所述涂布制剂(24)和用于在所述托架(5，29)可沿所述立式支柱(1)滑动期间将所述涂布制剂(24)层涂布到所述套筒体(13)的所述外表面上，所述环形涂布套圈(21)与所述涂布轴(10)同轴设置；

其特征在于：

涂布设备进一步包括可以和所述环形涂布台(11)一起移动的辐照台(12，52)，用于提供辐照以至少部分地固化所述外表面上的涂布制剂(24)层。

2、如权利要求1所述的涂布设备，其中所述辐照台(12)包括用于辐照所述套筒体(13)的所述外表面上的所述涂布制剂(24)层的环形辐照源(41)。

3、如权利要求2所述的涂布设备，其中所述辐照台(12)进一步包括环形校准光学元件(44)，用于将来自所述环形辐照源(41)的辐照合并和校准为用于辐照所述套筒体(13)的所述外表面上的所述涂布制剂(24)层的输出光束。

4、如权利要求2或3所述的涂布设备，其中所述环形辐照源(41)的辐照强度可以根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)的所述涂层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸、所述套筒体(13)和所述环形辐照源(41)之间的距离或其组合构成的组中选出的工作参数进行调节。

5、如权利要求2至4中的任意一项所述的涂布设备，其中所述环形辐照源(41)包括多个设置为环形阵列的紫外光LED。

6、如权利要求1所述的涂布设备，其中所述辐照台(52)包括至少一个绕所述套筒体(13)设置的辐照源(51)，和用于绕所述套筒体(13)旋转所述至少一个辐照源(51)以辐照所述套筒体(13)的所述外表面上的所述涂布制剂(24)的所述涂层的旋转装置(56，57，58)。

7、如权利要求6所述的涂布设备，其中所述辐照台(52)包括用于将来自所述至少一个辐照源(51)的辐照合并和校准为输出光束的至少一个校准光学元件(54)。

8、如权利要求7所述的涂布设备，其中所述至少一个校准光学元件(54)被设置成绕所述套筒体和所述至少一个辐照源(51)一起旋转。

9、如权利要求6至8中的任意一项所述的涂布设备，其中所述至少一个辐照源(51)的辐照强度，所述旋转装置(56，57，58)的旋转速度或所述至少一个辐照源的辐向位置可以根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸、所述套筒体(13)和所述至少一个辐照源(51)之间的距离或其组合构成的组中选出的工作参数进行调节。

10、如权利要求6至9中的任意一项所述的涂布设备，其中所述至少一个辐照源(51)包括紫外光LED。

11、如权利要求1所述的涂布设备，其中所述辐照台(52)包括用于引导激光束(64₃)的辐照学元件(63)，平行于所述涂布轴(10)设置在所述套筒体(13)的所述外表面上，和用于绕所述涂布轴(10)旋转所述激光束(64₃)和所述辐照学元件(63)从而绕所述套筒体(13)的整个所述外表面辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层的旋转装置(56，57，58)。

12、如权利要求11所述的涂布设备，进一步包括与所述涂布轴(10)同轴安装的用于沿所述涂布轴(10)提供激光束(64₁)的激光源(60)，和用于将所述激光束(64₁)重新定向为离开所述涂布轴(10)朝向所述辐照学元件(63)的重定向光学元件(61，62)，其中所述重定向光学元件(61，62)被设置成和所述辐照学元件(63)同步旋转。

13、如权利要求11或12所述的涂布设备，其中所述激光束(64)的强度或所述旋转装置(56，57，58)的旋转速度可以根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸、所述套筒体(13)和所述辐照学元件(63)之间的距离或其组合构成的组中选出的工作参数进行调节。

14、如权利要求12或13中的任意一项所述的涂布设备，其中所述激光束(60)适合用于产生紫外光。

15、如前述任意一项权利要求所述的涂布设备，其中所述环形涂布套圈(21)可以部分或全部更换以支撑不同尺寸的套筒体(13)。

16、如前述任意一项权利要求所述的涂布设备，所述环形涂布套圈(21)具有用于在所述环形涂布套圈(21)内保持所述涂布制剂(24)的环形密封圈(22)，所述环形密封圈(22)具有用于和所述套筒体(13)的外径相配合的内径，其中所述环形密封圈(22)的内径可调节以和具有不同外径的套筒体(13)相配合。

17、如权利要求16所述的涂布设备，其中所述环形密封圈(22)是具有可调节孔的可变光阑式密封圈或者所述环形密封圈(22)是可充气管。

18、如前述任意一项权利要求所述的涂布设备，进一步包括设置在所述辐照台(12)和所述环形涂布台(11)之间并可与其一起移动的环形辐照锁，用于切断容纳在所述涂布套圈(21)内的所述涂布制剂(24)的所述辐照。

19、如前述任意一项权利要求所述的涂布设备，进一步包括连接至所述托架(29)并可与其一起移动的惰性气源施放器，用于在所述辐照台(12)的固化区域内形成惰性环境。

20、如前述任意一项权利要求所述的涂布设备，其中所述辐照台(12，52)进一步包括可以沿所述立式支柱(1)滑动的独立托架，用于沿所述立式支柱(1)独立地移动所述辐照台(12，52)由此附加地固化所述涂布制剂(24)层。

21、如权利要求1至20中的任意一项所述的涂布设备，进一步包括用于围绕所述套筒体并立刻对所述涂布制剂(24)层的整个外表面提供辐照的立式辐照管。

22、一种使用可辐照固化的涂布制剂(24)涂布套筒体(13)外表面的方法，包括以下步骤：

-将套筒体(13)支撑在与涂布轴(10)同轴的竖直位置；

-提供环形涂布套圈(21)，向所述环形涂布套圈(21)提供可辐照固化的涂布制剂(24)并沿所述套筒体(13)在与所述涂布轴(10)同轴的竖直方向上移动所述环形涂布套圈(21)，由此将所述涂布制剂(24)层涂布在所述套筒体(13)的所述外表面上；

其特征在于：

所述方法进一步包括以下步骤：提供辐照台(12)并与所述环形涂布套圈(21)同步地沿所述套筒体(13)在竖直方向上移动所述辐照台(12)，同时辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层以至少部分地固化所述外表面上的涂布制剂(24)的所述涂层。

23、如权利要求22所述的涂布方法，其中辐照所述涂布制剂(24)层的步骤包括从环形辐照源(41)提供辐照并用所述环形辐照来辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层。

24、如权利要求23所述的涂布方法，进一步包括在辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层之前合并和校准来自所述环形辐照源(41)的所述环形辐照。

25、如权利要求23或24所述的涂布方法，进一步包括根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸、所述套筒体(13)和所述环形辐照源(41)之间的距离或其组合构成的组中选出的工作参数调节所述环形辐照的辐照强度的步骤。

26、如权利要求23至25中的任意一项所述的涂布方法，其中所述环形辐照源(41)包括多个设置为环形阵列的紫外光LED。

27、如权利要求22所述的涂布方法，其中辐照所述涂布制剂(24)层的步骤包括绕所述套筒体(13)设置至少一个辐照源(51)，绕所述套筒体(13)旋转所述至少一个辐照源(51)并在用于辐照所述套筒体(13)外表面上的所述涂布制剂(24)的所述涂层的所述旋转期间从所述至少一个辐照源(51)提供辐照。

28、如权利要求27所述的涂布方法，辐照所述涂布制剂(24)层的步骤进一步包括在辐照所述涂布制剂层之前合并和校准来自所述至少一个辐照源(51)的所述辐照。

29、如权利要求27或28所述的涂布方法，进一步包括根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸、所述套筒体(13)和所述至少一个辐照源(51)之间的距离或其组合构成的组中选出的工作参数调节所述辐照的辐照强度或所述旋转的旋转速度的步骤。

30、如权利要求27至29中的任意一项所述的涂布方法，其中所述至少一个辐照源(51)包括紫外光LED。

31、如权利要求22所述的涂布方法，其中辐照所述涂布制剂(24)层的步骤包括提供垂直于所述涂布轴(10)和在所述套筒体(13)的所述外表面外部的激光束(64₄)并绕所述涂布轴(10)旋转所述激光束(64₄)以绕所述套筒体(13)的整个所述外表面辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层。

32、如权利要求31所述的涂布方法，其中所述激光束(64₄)通过以下方法步骤提供：提供沿涂布轴(10)发出的初始激光束(64₁)，然后重新定向和在外部绕所述套筒体(13)旋转所述初始激光束(64₁)以辐照所述套筒体(13)的所述外表面上的所述涂布制剂(24)层。

33、如权利要求31至32中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括根据从由所述涂布制剂、所述涂布制剂(24)层的厚度、所述套筒体(13)的尺寸或其组合构成的组中选出的工作参数调节所述激光束(64₄)的强度或所述旋转的速度的步骤。

34、如权利要求31至33中的任意一项所述的涂布方法，所述激光束(64₄)包括紫外光。

35、如权利要求22至34中的任意一项所述的涂布方法，其中提供环形涂布套圈(21)的步骤包括调节环形密封圈(22)的内径来将所述涂布制剂(24)保持在所述环形涂布套圈(21)内以使环形涂布套圈(21)适合与具有不同外径的套筒体(13)相配合。

36、如权利要求35所述的涂布方法，其中调节所述环形密封圈(22)的内径包括调节可变光阑的孔或调节管的充气程度。

37、如权利要求22至36中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括以下步骤：在所述辐照台(12)和所述环形涂布套圈(21)之间设置环形辐照锁，并与所述环形涂布套圈(21)同步地移动所述环形辐照锁，由此切断容纳在所述环形涂布套圈(21)内的所述涂布制剂(24)的来自所述辐照台(12)的所述辐照。

38、如权利要求22至37中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括在所述辐照台(12)的固化区域内加入惰性气体的步骤。

39、如权利要求22至38中的任意一项所述的涂布方法，其中的涂布制剂(24)是一种可紫外光固化的制剂。

40、如权利要求22至39中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括重复以下步骤：沿所述套筒体(13)在竖直方向上移动所述环形涂布套圈(21)和与所述环形涂布套圈(21)同步地移动所述辐照台(12)，同时多次辐照由所述涂布套圈(21)涂布的所述涂布制剂(24)的所述涂层以在所述套筒体(13)的所述外表面上施加多层所述涂布制剂(24)的所述涂层。

41、如权利要求40所述的涂布方法，其中所述多层涂层中的至少两层是用不同的涂布制剂涂布的。

42、如权利要求40或41中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括步骤：在沿所述套筒体(13)在竖直方向上移动所述环形涂布套圈(21)和与所述环形涂布套圈(21)同步地移动所述辐照台(12)同时辐照由所述涂布套圈(21)涂布的所述涂布制剂(24)的所述涂层的两个连续步骤之间附加地辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层。

43、如权利要求42所述的涂布方法，其中附加地辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层的步骤包括沿所述立式支柱(1)单独地移动所述辐照台(12，52)同时附加地固化所述涂布制剂(24)的所述涂层。

44、如权利要求42所述的涂布方法，其中附加地辐照所述涂布制剂(24)的所述涂层的步骤包括由竖直辐照管围绕所述涂布制剂(24)的所述涂层的整个外表面并辐照所述涂层的所述整个外表面。

45、如权利要求22至44中的任意一项所述的涂布方法，进一步包括步骤：在从所述竖直位置移除所述套筒体(13)之前充分固化在所述套筒体(13)的所述外表面上的所述一层或多层涂层。

46、一种用如权利要求22至45中的任意一项所述的方法生产的套筒，其中所述套筒包括含有套筒具体生产信息的标签。

Images