CN101642977B

CN101642977B - 无缝镭射模压机

Info

Publication number: CN101642977B
Application number: CN2009101920109A
Authority: CN
Inventors: 吴小华
Original assignee: Individual
Current assignee: Foshan Three Jian Packing Co Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: CN101642977A

Abstract

本发明的目的是提供一种可对BOPP薄膜材料进行无缝镭射模压的模压机。无缝镭射模压机，包括第一模压系统和第二模压系统；在第一模压系统中设有第一版辊，在第二模压系统中设有第二版辊，特别地，在第一版辊的上游设有第一预热辊，在第二版辊的上游设有第二预热辊；所述第二预热辊为不等温辊。本发明既能针对BOPP材料的特性进行镭射模压加工，又能兼用于BOPP以外的材料的镭射模压加工，实现一机多用的目的，可让企业灵活调节基于不同材料的产能，降低企业的生产成本。

Description

无缝镭射模压机

技术领域

本发明涉及全息防伪及全息镭射包装技术领域，尤其涉及一种无缝镭射模压机。

背景技术

全息镭射图像技术在塑料涂层薄膜上应用最早是上个世纪末期从美国引进中国的。其原理如下：全息镭射图像通过拍照法或光刻法，成像于光刻玻璃涂层版上，再通过电铸法把其上的全息图像复制到金属镍版上，然后把厚度大约为15-80μm的带有全息镭射图像的金属镍版作为模压版贴合在全息镭射模压机的版辊上，涂层薄膜在被加热的贴有模压版的版辊上通过，边辊向版辊对涂层薄膜加压，把模压版上的全息图像压印到涂层薄膜上，从而制作成成卷的全息镭射(防伪)包装塑料薄膜。

模压版卷贴在版辊上，模压版首尾相接的地方会形成一条有一定宽度的版缝，在进行模压的时候，该版缝会相应地呈现在涂层薄膜上，使得约每隔1个版辊周长的距离，涂层薄膜上就会出现一条版缝线，影响成品薄膜的利用率。

名为“激光全息模压机和激光全息模压工艺”的中国专利(专利号：CN200710074312.7)中所记载的全息模压机具有双模压系统，即具有2个版辊，第一个版辊模压后留下的版缝，会刚好落在第二个版辊的模压区域上。这样，第二个版辊的模压纹会覆盖前一次模压时产生的版缝，达到消除版缝的目的，而由于第二个版辊上还具有局部冷却的结构，使得第二个版辊上的版缝不能呈现出来，于是获得没有版缝的具有激光全息效果的薄膜材料。

该专利中，两个模压系统的版辊都需要被加热或部分加热进而进行模压。但是，这样的全息模压机仅能用于PET薄膜材料的加工，对于BOPP薄膜材料，后一次的加热模压不仅不能深化前一次的模压效果，反而会使前一次的模压纹消失，无法进行生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种进行无缝镭射模压的模压机，可用于对BOPP薄膜材料进行加工。

为达到上述目的，本发明采取了以下的技术方案：

无缝镭射模压机，包括第一模压系统和第二模压系统；在第一模压系统中设有第一版辊，在第二模压系统中设有第二版辊，特别地，在第一版辊的上游设有第一预热辊，在第二版辊的上游设有第二预热辊；所述第二预热辊为不等温辊。

一般情况下，薄膜材料需要经过放卷系统、恒张力系统、牵引辊系统以及设置在它们之间的一系列导辊、偏心辊等在前装置，然后再进入到版辊进行镭射模压。上述“在第一版辊的上游设有第一预热辊”指的是薄膜材料运动的过程中，会先经过第一预热辊才会进入第一版辊。同理，“在第二版辊的上游设有第二预热辊”指的是薄膜材料运动的过程中，会先经过第二预热辊才会进入第二版辊。

上述“第二预热辊为不等温辊”指的是第二预热辊的表面存在人为控制的相对恒定的温度差，具体地说，第二预热辊的圆柱状壁体的一个母线方向被加热至一个相对恒定的温度。

本发明加工BOPP薄膜材料的工作原理如下：

薄膜材料首先进入第一模压系统，被第一预热辊加热至模压温度(100℃-190℃)，然后进入第一版辊进行第一次模压和冷却，在第一次模压时会产生版缝。薄膜材料再进入第二模压系统，在经过第二预热辊时，第一次模压产生的版缝会刚好落在第二预热辊的加热区域内，由于该区域内的薄膜材料会被重新加热至二次模压的温度(100℃-190℃)，因此该区域内的模压纹连同版缝会一并被“擦除”而形成“空白”，当进入第二版辊进行第二次模压和冷却时，第二次模压会将“空白”的部位补上模压纹，从而获得具有连续模压纹的成品薄膜。经过第二预热辊后，薄膜材料仅有间隔的被第二预热辊预热过的区域达到模压温度，即只有“空白”的区域达到模压温度。适当调整第二预热辊与第二版辊之间的相对角度，使得第二版辊的版缝不落在薄膜材料“空白”的部位，则由于薄膜材料“非空白”的部位的温度不能达到模压温度，因此在对“空白”进行补压模压纹的同时，第二版辊的版缝不会呈现在薄膜材料上，从而获得无缝的镭射薄膜材料。另外，由于第二预热辊的加热区域的温度为逐渐变化的，使得薄膜材料的“空白”区域的温度也逐渐变化，于是在第二次模压时的模压纹会具有渐变的效果，避免了两次模压模压纹过渡不自然的问题。

应当说明，当加工的对象为BOPP时，第一版辊和第二版辊皆为冷压辊。冷压辊指的是第一版辊和第二版辊工作时，并不需要对它们进行加热，反而应当避免版辊的表面温度过高，否则会引起BOPP薄膜的严重拉伸，影响模压效果。综上所述，对BOPP薄膜材料进行加工时，主要加工过程为“薄膜预热(第一预热辊)-模压并冷却(第一版辊)-局部预热擦缝(第二预热辊)-模压并冷却被擦缝的部位(第二版辊)”。而现有技术无法解决这一问题，因此无法用于BOPP薄膜材料的加工。

本发明还可以采取以下结构，以用于PET/PVC薄膜材料的镭射压印。

将第一版辊改为热压辊；将第二版辊改为不等温辊。这里所述的热压辊指的是版辊工作时，需要对它进行整体加热；所述的不等温辊指的是版辊表面存在人为控制的相对恒定的温度差，在第二版辊的表面的一个母线方向被加热至一个相对恒定的温度。

加工PET/PVC薄膜材料的工作原理如下：

薄膜材料首先进入第一模压系统，被第一预热辊初步加热(90℃-200℃)，然后进入第一版辊，在被第一版辊加热至模压温度(90℃-200℃)的同时进行第一次模压，在第一次模压后会产生版缝。薄膜材料再进入第二模压系统，在经过第二预热辊时，第一次模压产生的版缝会刚好落在第二预热辊的加热区域内，由于该区域内的薄膜材料会被重新加热至接近二次模压的温度(90℃-200℃)，因此该区域内的模压纹连同版缝会一并被“擦除或模糊化”而形成“空白”，当薄膜材料进入第二版辊进行第二次模压时，由于第二版辊为不等温辊，其加热区域(90℃-200℃)也会刚好覆盖在由第二预热辊造成的薄膜材料的“空白”部位，并补上模压纹，从而获得具有连续模压纹的成品薄膜。经过第二预热辊后，薄膜材料仅有间隔的被第二预热辊预热过的区域接近模压温度，即只有“空白”的区域接近模压温度。适当调整第二预热辊与第二版辊之间的相对角度，使得第二版辊的版缝不落在薄膜材料“空白”的部位，则由于薄膜材料“非空白”部位的温度不能达到模压温度，并且第二版辊的加热区域远离版缝令版缝无法达到模压温度，于是第二版辊在对“空白”进行补压模压纹的同时，其版缝也不会呈现在薄膜材料上，从而获得无缝的镭射薄膜材料。由于第二预热辊和第二版辊的加热区域的温度都为逐渐变化的，使得薄膜材料的“空白”区域和二次模压区域均具有渐变的效果，避免了第二次模压模压纹过渡不自然的问题。

为保证第二版辊的模压效果以及防止第二版辊的版缝呈现在薄膜材料上，第二版辊版缝所在的位置与版辊上温度最高的位置之间最好成90°-270°夹角，优选180°，即两者分别处在版辊直径的两端。综上所述，对PET薄膜材料进行加工时，主要加工过程为“薄膜预热(第一预热辊)-加热并模压出全版图像(第一版辊)-局部预热擦缝(第二预热辊)-加热并模压被擦缝的部位(第二版辊)”。

本发明还可选择另外的结构，即可获得PET/PVC薄膜材料另一种的加工方式：

保留第二版辊为不等温辊，将第一版辊也改为不等温辊(90℃-200℃)。则经过第一版辊模压后，薄膜材料将被模压出等距间隔的模压纹区域，此时第二预热辊对应地仅预热没有模压纹的区域，并且第二版辊也对应地仅模压经过第二预热辊预热的区域。这里应该指出，为保证第一版辊的模压效果以及防止第一版辊的版缝呈现在薄膜材料上，第一版辊版缝所在的位置与版辊上温度最高的位置之间应该成90°-270°夹角，优选180°；并且第一版辊的有效模压区域至少应该达到版辊周长的一半，以避免两次模压后仍会出现未模压区域。综上所述，对PET/PVC薄膜材料进行加工的另一种方式的主要加工过程为“薄膜预热(第一预热辊)-加热并模压半版图像(第一版辊)-预热无图像区域(第二预热辊)-加热并模压无图像区域(第二版辊)”。由于第一版辊、第二版辊的版缝在两次模压的过程中都没有达到模压温度，因此薄膜材料不会出现任何版缝的痕迹。改造后的模压机同样能生产无缝的具有均匀镭射效果的薄膜材料。

本发明具有两次预热和模压的过程，以上提及到，在后的预热和模压需要在薄膜材料上特定的位置进行，反映在机器上，即需要令第一模压系统和第二模压系统的传输速度实现同步一致，以确保在后的预热和模压位置都在设定的位置上，不会出现版缝和其他缺陷。优选的技术方案是：第一预热辊和第一版辊共用一个伺服电机带动；第二预热辊和第二版辊共用另一个伺服电机带动；两个伺服电机分别连接到同步控制电路。同步控制电路同时向两个伺服电机发出步进转动信号，使得第一模压系统和第二模压系统的传输速度能严格一致，从而提高模压效果的稳定性。容易想到，也可采用一个伺服电机带动一个预热辊或版辊的方式，此时需要4个伺服电机；或者仅采用一个伺服电机同时带动4个预热辊和版辊的方式。但前者会使得整机的制造成本过高，而后者则必须使用大功率的伺服电机和引入较多的传动环节，容易引入传动偏差。

本发明既能针对BOPP材料的特性进行镭射模压加工，又能兼用于PET/PVC薄膜材料的镭射模压加工，实现一机多用的目的，解决了现有技术存在的问题。相比现有技术而言，可让企业灵活调节基于不同材料的产能，降低企业的生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1中第一预热辊的结构示意图；

图3是本发明实施例1中第二预热辊的剖视结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是图4的A-A向剖视图(顺时针方向旋转了90°)；

图6是本发明实施例1中第一版辊和第二版辊的结构示意图；

图7是本发明实施例1加工时的阶段效果图；

图8是本发明实施例2中第一版辊的结构示意图；

图9是本发明实施例2中第二版辊的结构示意图；

图10是图9的左视图；

图11是本发明实施例2加工时的阶段效果图；

图12是本发明实施例3加工时的阶段效果图。

附图标记说明：1-机架；2-放卷装置；3-第一模压系统；4-第二模压系统；5-收卷装置；6-第一恒张力辊组；7-第一预热辊组；8-第一版辊组；9-牵引辊组；10-导辊；11-第一预热辊；12-第一版辊；13-第二预热辊组；14-第二版辊组；15-展平辊组；16-第二恒张力辊组；17-第二预热辊；18-第二版辊；19-油腔；20-出油孔；21-热油管；22-插管孔；23-圆柱状壁体；24-热油回路；25-第一模压镍版；26-第二模压镍版；27-版缝；12’-第一版辊；18’-第二版辊；24’-热油回路；19’-油腔；12”-第一版辊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。

实施例1

本实施例的结构用于加工BOPP材料，并实施“薄膜预热(第一预热辊)-模压并冷却(第一版辊)-局部预热擦缝(第二预热辊)-模压并冷却被擦缝的部位(第二版辊)”的加工过程。

如图1所示，模压机的机架1上设置有放卷装置2、第一模压系统3、第二模压系统4和收卷装置5。其中，第一模压系统3由第一恒张力辊组6、第一预热辊组7、第一版辊组8、牵引辊组9依次构成，在辊组之间设有若干导辊10，第一预热辊组7包括第一预热辊11，第一版辊组8包括第一版辊12；第二模压系统4由第二预热辊组13、第二版辊组14、展平辊组15、第二恒张力辊组16依次构成，在辊组之间设有若干导辊10，第二预热辊组13包括第二预热辊17，第二版辊组14包括第二版辊18。

如图1所示，薄膜材料在进入第一版辊组8之前会先经过第一预热辊组7，即第一预热辊11设置在第一版辊12的上游；同样地，薄膜材料在进入第二版辊组14之前会先经过第二预热辊组13，即第二预热辊17设置在第二版辊18的上游。

如图2所示，本实施例中，第一预热辊11具有油腔19，设有出油孔20的热油管21从辊体一侧的插管孔22伸入油腔19中，热油管21与插管孔22之间有一定的间隙。热油从热油管21的出油孔20流进，从热油管21与插管孔22之见的间隙流出，实现对辊体的加热。

而第二预热辊17为不等温辊，其内部结构如图3、图4、图5所示。辊体的内部中空，在辊体的圆柱状壁体23上，设有一条纵向分布的热油回路24，该热油回路24将连接至热油机，用于对第二预热辊17进行局部加热并恒温。

本实施例中，第一版辊12和第二版辊18皆为冷压辊，分别卷贴有模压镍版，它们的结构相同，如图6所示。

另外，第一预热辊和第一版辊由同一台伺服电机带动(未画出)；第二预热辊和第二版辊由另一台伺服电机带动(未画出)；两台伺服电机的电路部分分别连接至同步控制电路，让第一模压系统和第二模压系统能同步地转动传输。以精确定位在后预热和在后模压的位置，使获得无缝、连续的镭射图案。本实施例的模压原理，如图7所示，其中：第一阶段为薄膜材料经过第一预热辊11和第一版辊12后的情形；第二阶段为经过第二预热辊17后的情形；第三阶段为经过第二版辊18后的情形。

实施例2

本实施例的结构用于加工PET/PVC材料，并实施“薄膜预热(第一预热辊)-加热并模压出全版图像(第一版辊)-局部预热擦缝(第二预热辊)-加热并模压被擦缝的部位(第二版辊)”的加工过程。

本实施例与实施例1的不同之处在于：第一版辊12’为热压辊，其内部结构如实施例1中第一预热辊，但在辊体的表面卷贴有第一模压镍版25，如图8。第二版辊18’为不等温辊，其内部结构如实施例1中第二预热辊，也设有热油回路24’，但在辊体表面还卷贴有第二模压镍版26，并且版缝27与热油回路24’分别处在版辊直径的两端，其结构如图9、图10所示。

加工生产时，第二版辊18’的加热模压区域刚好落在薄膜材料上第二预热辊17形成的“空白”区域上。本实施例中，第一版辊12’的油腔19’和第二版辊18’的热油回路24’皆需要通入热油。本实施例的模压原理，如图11所示，其中：第一阶段为薄膜材料经过第一预热辊11和第一版辊12’后的情形；第二阶段为经过第二预热辊17后的情形；第三阶段为经过第二版辊18’后的情形。

实施例3

本实施例的结构用于加工PET/PVC材料，并实施“薄膜预热(第一预热辊)-加热并模压半版图像(第一版辊)-预热无图像区域(第二预热辊)-加热并模压无图像区域(第二版辊)”的加工过程。

本实施例与实施例2的不同之处在于：第一版辊12”为不等温辊，其结构与实施例2中第二版辊的结构相同。

第一版辊12”、第二预热辊17、第二版辊18’的直径相近、辊宽相等，第一版辊12”、第二版辊18’的模压区域均为辊体周长的一半与辊宽的乘积；第二预热辊17的有效加热区域也为辊体周长的一半与辊宽的乘积。有效加热区域的扩大可通过提高油温实现。

本实施例的模压原理，如图12所示，其中：第一阶段为薄膜材料经过第一预热辊11和第一版辊12”后的情形；第二阶段为经过第二预热辊17和第二版辊18’后的情形。

本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本发明的保护范围。

Claims

1.无缝镭射模压机，包括第一模压系统和第二模压系统；在第一模压系统中设有第一版辊，在第二模压系统中设有第二版辊，其特征在于：在第一版辊的上游设有第一预热辊，在第二版辊的上游设有第二预热辊；所述第二预热辊为不等温辊。

2.如权利要求1所述的无缝镭射模压机，其特征在于：所述第一版辊和第二版辊皆为冷压辊。

3.如权利要求1所述的无缝镭射模压机，其特征在于：所述第一版辊为热压辊；所述第二版辊为不等温辊。

4.如权利要求1所述的无缝镭射模压机，其特征在于：所述第一版辊为不等温辊；所述第二版辊为不等温辊。

5.如权利要求2或3或4所述的无缝镭射模压机，其特征在于：第一模压系统由第一恒张力辊组、第一预热辊组、第一版辊组、牵引辊组依次构成，在辊组之间设有若干导辊，第一预热辊组包括第一预热辊，第一版辊组包括第一版辊；第二模压系统由第二预热辊组、第二版辊组、展平辊组、第二恒张力辊组依次构成，在辊组之间设有若干导辊，第二预热辊组包括第二预热辊，第二版辊组包括第二版辊。

6.如权利要求2或3或4所述的无缝镭射模压机，其特征在于：第一预热辊和第一版辊共用一个伺服电机带动；第二预热辊和第二版辊共用另一个伺服电机带动；两个伺服电机分别连接到同步控制电路。