CN101973157B - 高速印刷装置、方法及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速印刷装置，包括供墨单元、印刷单元。供墨单元固定不动，供墨单元设有至少一个与外设的供墨设备相连的入料口及与入料口对应连通并用于为印刷单元提供油墨的供墨口，印刷单元包括印版以及带动印版相对于待印基材同步移动的驱动机构，印版具有供油墨通过的镂空图形，印版的一侧面与供墨单元的供墨口的外端面紧密贴合，另一侧面贴合于待印基材上，当印版运动至其上的镂空图形与供墨单元的供墨口贯通时，供墨单元内的油墨即通过镂空图形漏印至待印基材上。本发明还提供基于上述装置的高速印刷方法及生产线。本发明能实现高速印刷，印刷生产效率高。在生产过程中在线自动完成印版清洁，无需停机操作，可长时间连续生产。

Description

高速印刷装置、方法及生产线

技术领域

本发明涉及印刷设备及方法技术领域，尤其是指一种高速印刷设备、方法及高速印刷生产线。

背景技术

传统印刷工艺中，接触式印刷工艺的印刷速度通常不超过280米/分钟，而非接触式的喷印工艺的印刷速度也不超过300米/分钟。而且，现有的印刷工艺中，印刷幅宽通常不超过2米，即便是针对一些宽幅材料（布匹、地毯等）而专门设计的特种印刷设备，其印刷幅宽也不超过4米，而且其印刷速度不超过10米/分钟。而现有造纸工艺及设备中，造纸速度可达2000米/分钟以上，造纸幅宽也可达12米以上，但由于现有的印刷工艺及设备的印刷速度跟不上造纸工艺及设备的造纸速度，而无法在造纸过程中即对尚未完全成形的纸浆实施印刷，或者只能降低造纸速度来适应印刷速度，由此则导致造纸生产效率大为降低。

此外，目前生产整层着色纸板的方法主要以染浆为主，而染浆工艺需要将整层浆染色，会产生大量废水，易造成环境污染。同时，染色的纸浆会污染整个浆层的流浆通道，导致在转产时需要对生产设备进行长时间和大工作量的清洗工作。

另外，现有的印刷技术对不平的材料表面除采用喷印外，只有小件物品可以采用版框丝网印刷的方式进行生产，对于大件物品，尤其是连续性的表面不平的基材就无法实现丝网印刷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种高速印刷设备及方法，以实现高速印刷，提高印刷生产效率，并减小对环境的污染。

本发明另一个所要解决的技术问题是，提供一种高速印刷生产线，以实现高速宽幅印刷，提高印刷生产效率，并减小对环境的污染。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高速印刷装置，包括供墨单元、印刷单元，所述供墨单元固定不动，供墨单元设有至少一个与外设的供墨设备相连的入料口以及与入料口对应连通并用于为印刷单元提供油墨的供墨口，所述印刷单元包括印版以及带动印版相对于待印基材同步移动的驱动机构，所述印版具有供油墨通过的镂空图形，印版的一侧面与供墨单元的供墨口的外端面紧密贴合，另一侧面贴合于待印基材上，当印版运动至其上的镂空图形与供墨单元的供墨口贯通时，供墨单元内的油墨即通过所述镂空图形漏印至待印基材上。

进一步地，所述高速印刷装置还包括用于在印版进入印刷工位前对印版进行在线清洁的印版在线清洁单元，所述印版在线清洁单元包括分别用于从印版的正反两面进行冲洗的冲洗机构以及用于将印版上清洗时残留的污物和清洗液体抽吸干净的吸附机构，所述冲洗机构包括对印版正面进行冲洗的第一冲洗喷头组以及对印版反面进行冲洗的第二冲洗喷头组以及用于承接汇集第一冲洗喷头组和第二冲洗喷头组冲洗时产生的废水的接水盘，所述吸附机构包括正面负压吸附箱和反面负压吸附箱。

进一步地，所述高速印刷装置还包括用来使印版张紧以保证印版始终处在稳定张力的张紧状态而运行稳定的印版张紧机构。

进一步地，所述驱动机构包括马达、驱动辊以及传动辊，印版和驱动辊上分别加装使印版与印版驱动辊实现定位传动的定位传动机构，所述定位传动机构包括加在印版上的同步带或链条，加在驱动辊上的同步带轮或链轮。

进一步地，所述高速印刷装置还包括用于调节印版以使印版稳定运行在设定区域内的印版自动调正单元，所述印版自动调正单元包括：

用于检测印版行走位置的位置检测模块；

由位置检测模块触发而产生相应控制信号的控制阀；

用于校正印版位置的印版导正辊；

用于固定导正辊的导正辊固定座和导正辊滑动座；以及

用于根据控制阀提供的信号带动导正辊滑动座做相应移动的执行机构。

进一步地，所述高速印刷装置还包括如下两种油墨刮刀中的至少一种：

具有弹性且可弯曲的油墨刮刀，用于待印表面不平的刚性材料印刷时，使印版始终与待印基材紧密贴合，使油墨均匀地漏印到待印基材上；

具有挠性的油墨刮刀，用于待印表面平整的刚性材料印刷时，使印版表面始终与待印基材表面保持一致的均匀压力，使油墨均匀地漏印到待印基材上。

进一步地，所述高速印刷装置还包括用于采集和追踪待印基材移动速度并自动控制驱动机构以使印版相对于待印基材同步移动的自动同步控制单元。

另一方面，本发明还提供以上任一项所述的高速印刷装置的高速印刷方法，其包括如下步骤：

供墨步骤，由外接供墨设备的供墨单元供应油墨；

印刷步骤，带动印版相对于待印基材同步移动，当印版上的镂空图形与供墨单元的供墨口贯通时，油墨通过印版上的镂空图形漏印到待印基材上，形成与镂空图形相同的图形。

进一步地，所述油墨是将可识别材料溶解或悬浮于溶剂中而形成一种粒度小至足以通过印版上的镂空图形且能紧密附着于待印基材表面的流体，所述可识别材料为如下材料中的至少一种：染料、颜料、荧光材料、导电材料。

进一步地，所述油墨中还添加有如下添加材料中的至少一种：

可以遮避红外线、紫外线、X射线中至少一种的遮避材料；

用于承载可识别材料使油墨具备低扩散性及/或低渗透性的载体和助剂。

进一步地，针对不同的待印基材，分别对应采取如下的处理：

当待印基材为未完全定形的基材，调节印版与待印基材之间的预设压力，使印版与待印基材完全接触但又避免导致待印基材变形，油墨通过供墨压力和/或负压吸附的方式漏印到待印基材上；

当待印基材为软材料基材时，在待印基材的承印部位反面放有弹性承载物，使待印基材与印版始终保持紧密接触，所述弹性承载物为皮带、网布或胶辊；

当待印基材为透气材料时，在待印基材反面正对供墨口的位置处设置负压箱，通过负压吸附的方式将油墨从供墨口中吸取通过印版上的镂空图形而印刷到待印基材上，且通过调节待印基材反面负压箱的负压大小来调节油墨在待印基材上渗透深度；

当待印基材为纸张生产过程中的未完全成型的纸浆时，预设印版印刷面的制版厚度，通过印版与造纸网布对还未完全成型的纸浆进行挤压，使其变形，形成凹凸有致的带色或不带色的水印图形。

又一方面，本发明还提供一种高速印刷生产线，包括用于传输待印基材的主生产线、传动装置以及控制装置，所述印刷生产线还包括至少一台如上任一项所述的高速印刷装置以及设于所述高速印刷装置与主生产线的连接处的用于将高速印刷装置与主生产线分离或结合的自动离合装置。

进一步地，所述高速印刷生产线还包括如下装置中的至少一种：用于对印好的成品实施干燥处理的干燥装置、用于供应待印基材的放料装置、用于收集印刷成品的收料装置。

本发明的有益效果如下：本发明高速印刷装置结构简单，由于印版与待印基材同步移动，并由供墨单元供应油墨，从而可以实现高速印刷，印刷生产效率高，在不受干燥条件限制的情况下，印刷速度在理论上可以达到无限高，实际生产中也可达到1000米/分钟，幅宽可达8~12米，甚至更宽。还可通过简便操作即实现多种印刷功能，产生多种印刷效果。本发明应用于防伪纸的生产时，对纸板特定层浆在未完全成型前进行印刷，将特定的文字、数字、LOGO等防伪信息印刷到纸张内部。而针对地毯、布匹等宽幅印刷设备，本发明的印刷速度可达300米/分钟以上，远远高于现有设备的印刷速度。采用本发明的装置和方法，印刷的只是纸浆表面，油墨用量特别少，且印刷用的油墨浓度很高，产生的废水少，对环境污染小。本发明的生产线还具有自动离合和自动追踪功能，只需在转产时启动离合单元和自动追踪单元就可以轻松实现主生产线不停机转产。本发明的印刷幅宽和速度都大大高于市场现有的印刷设备，并且操作简单可靠。适用于高速、连续、宽幅以及表面不平的各种基材表面印刷。尤其适用于布匹、地毯以及一种图文防伪纸的生产。

附图说明

图1是本发明高速印刷装置的结构示意图。

图2是本发明高速印刷装置印刷原理示意图。

图3是本发明高速印刷装置印刷原理的另一示意图。

图4是本发明高速印刷装置实现多色分色印刷的结构示意图。

图5是本发明高速印刷装置的印版自动导正工作示意图。

图6是本发明不平印刷面工作示意图。

图7是本发明针对刚性平面印刷时的工作示意图。

图8是本发明针对软基材印刷时的工作示意图。

图9是本发明针对透气材料进行印刷时的效果示意图。

图10是本发明针对未完全成型的纸浆的水印工作示意图。

具体实施方式

如图1，本发明提供一种高速印刷装置，包括供墨单元1、印刷单元、印版在线清洁单元3、印版张紧机构4、印版自动调正单元5、自动同步控制单元、油墨刮刀。

其中，所述供墨单元1固定不动，供墨单元1设有至少一个与外设的供墨设备（该供墨设备可直接从市场购买使用）相连的入料口10以及与入料口10对应连通并用于为印刷单元提供油墨的供墨口12。供墨单元1可设置多个入料口10以及对应连通的供墨口12，从而构成多个供墨通道，每一供墨通道一端的入料口10分别外接一组供墨设备，另一端的供墨口14的外端面与印刷单元紧密接触。

所述印刷单元包括印版20以及带动印版20相对于待印基材7同步移动的驱动机构。所述印版20具有供油墨通过的镂空图形200，所述镂空图形200可以是图案形状，也可以是文字形状，或者图案与文字的结合。印版20的一侧面与供墨单元1的供墨口12的外端面紧密贴合，另一侧面贴合于待印基材7上。如图2所示，当印版20运动至其上的镂空图形200与供墨单元1的供墨口12贯通时，供墨单元1内有预设压力的油墨即通过所述镂空图形200漏印附着至紧密接触印版20另一面的待印基材7上形成图形。而如图3所示，当对应于供墨口12位置的印版20没有镂空图形200时，油墨即被封闭在印版20与供墨口12内的供墨通道中，待印基材7上无油墨，这样就在待印基材7上印出与镂空图形完全一致的图形。所述驱动机构包括马达、驱动辊222以及传动辊224，可以理解地，已经在诸多场合应用了这种或类似的驱动机构。在印版20和印版20的驱动辊222上分别加装定位传动机构，例如：在印版20上加同步带或链条，在印版20的驱动辊222上加同步带轮或链轮等，使印版20与印版驱动辊222实现定位传动。

如图1所示，所述印版在线清洁单元3用于在印版20进入印刷工位前对印版20进行在线清洁，其包括分别用于从印版20的正反两面进行冲洗的冲洗机构以及用于将印版20上清洗时残留的污物和清洗液体抽吸干净的吸附机构。所述冲洗机构包括对印版20正面进行冲洗的第一冲洗喷头组30以及对印版20反面进行冲洗的第二冲洗喷头组32以及用于承接汇集第一冲洗喷头组30和第二冲洗喷头组32冲洗时产生的废水的接水盘31、33，所述吸附机构包括正面负压吸附箱34和反面负压吸附箱35。在生产过程中，在线自动清洁单元3始终保持着对印版20两面的持续清洗清洁工作，印版20在通过印刷工作位后再次进入印刷工作位前，首先通过印版20正面的第一冲洗喷头组30的强力冲洗，冲洗下来的水通过接水盘31收集后集中排出，再经位于印版20反面的第二冲洗喷头组32的强力冲洗，冲洗下来的水通过接水盘33收集后集中排出，将附着在印版正、反面的污物冲洗下来，再通过正面负压箱34和反面负压箱35的吸附，将还残留在印版正、反面的污物和水吸附下来。使印版20一直处于洁净状态，保证产品的印刷质量。

所述印版张紧机构用来使印版张紧以保证印版始终处在稳定张力的张紧状态而运行稳定。

所述印版自动调正单元5用于调节印版20以使印版20稳定运行在设定区域内，其包括：

用于检测印版行走位置的位置检测模块51；

由位置检测模块51触发而产生相应控制信号的控制阀52；

用于校正印版202位置的印版导正辊53；

用于固定导正辊53的导正辊固定座54和导正辊滑动座55；以及

用于根据控制阀52提供的信号带动导正辊滑动座55做相应移动的执行机构56。

如图5所示，当印版检测模块51检测到印版20行走过程中沿A方向偏离正常行走位置时，即触动控制阀52驱动执行机构56向B方向推动导正辊滑动座55，迫使印版20向C方向移动，当印版检测模块51检测到印版20行走过程中沿C方向偏离正常行走位置时，则触动控制阀52驱动执行机构56向D方向拉动导正辊滑动座55，迫使印版20向A方向移动，这样就使印版20始终运行在一个稳定的区域内。

所述自动同步控制单元用于采集和追踪待印基材7移动速度并自动控制驱动机构的马达转速，以使印版20相对于待印基材7同步移动的。其中，所述信号采集的方式可以是如下任意一种方式：从主生产线的控制室直接接线、从主生产线的主传动轴端加装编码器或者在主生产线上加装线速度测速仪。

所述油墨刮刀用于在必要情况下，使印版20与待印基材7之间保持紧密贴合，以便于油墨8均匀地漏印至待印基材7上，根据待印基材7的不同，可选用不同的油墨刮刀。如图6所示，待印基材7为待印表面不平的刚性材料时，选用具有弹性且可弯曲的油墨刮刀90，印版20能始终与待印基材7紧密贴合，使油墨均匀、稳定、完全地漏印到待印基材7上。而如图7所示，待印基材7为待印表面平整的刚性材料时，选用具有挠性的油墨刮刀92，利用具有挠性的油墨刮刀92的挠性使印版20始终与待印基材7表面紧密贴合，并对油墨8施以向下的压力，保证油墨8通过印版20的镂空图形200，而均匀、稳定、完全的转移到待印基材7，使油墨8均匀地漏印到待印基材7上。

另一方面，本发明还提供以上任一项所述的高速印刷装置的高速印刷方法，其包括如下步骤：

供墨步骤，由外接供墨设备的供墨单元1供应油墨；

印刷步骤，带动印版20相对于待印基材7同步移动，当印版20上的镂空图形200与供墨单元1的供墨口12贯通时，油墨通过印版20上的镂空图形200漏印到待印基材7上，形成与镂空图形7相同的图形。

所述油墨是将可识别材料溶解或悬浮于溶剂中而形成一种粒度小至足以通过印版20上的镂空图形200、不沉淀、不分离和分解的可流动液体，且能紧密附着于待印基材7表面，所述可识别材料为如下材料中的至少一种：染料、颜料、荧光材料、导电材料。

所述油墨中还添加有如下添加材料中的至少一种：

可以遮避红外线、紫外线、X射线中至少一种的遮避材料，例如：金属性材料；

用于承载可识别材料使油墨具备低扩散性及/或低渗透性的载体和助剂，例如：添加熟化淀粉以降低油墨的扩散性、添加聚乙烯醇提高油墨的附着力等。

通过调节供墨装置的供墨压力、油墨流动性及印版20的镂空图形的密度和大小，可以达到调节印刷到待印基材7上的油墨的厚度、墨点大小及饱和度。

而且，当高速印刷装置的各油墨通道的入料口连接的供墨装置分别供应不同的油墨，油墨通过油墨通道到达各自的供墨口并通过印版20印刷到待印基材7上，这样就在同一印版20的不同横幅位置印刷出不同的油墨，可以实现多色同版印刷。

在本发明方法中，而针对不同的待印基材7，可分别对应采取如下的处理：

当待印基材7为未完全定形的基材，调节印版20与待印基材7之间的预设压力，使印版20与待印基材7完全接触但又避免导致待印基材7变形，油墨通过外接的供墨装置的供墨压力和/或负压吸附的方式漏印到待印基材7上；

当待印基材7为软材料基材时，在待印基材7的承印部位反面放置有弹性承载物70，使待印基材7与印版20始终保持紧密接触，保证通过印版20的镂空图形200的油墨均匀、稳定、完全的转移到待印基材7上。所述弹性承载物为皮带、网布或胶辊，如图8所示，即采用胶辊70作为弹性承载物；

当待印基材7为透气材料时，如图9所示，在待印基材7反面正对供墨口12的位置处设置可预设真空度的负压箱，印版20上没有镂空图形200的区域，油墨无法通过，待印基材7上无油墨，而有镂空图形的区域，通过印版20镂空图形200的油墨被从透气的待印基材7透过的负压吸附附着到待印基材7上而印刷形成图形，通过预设负压箱的真空度达到改变油墨渗入透气基材内部深度的效果。且可通过调节负压箱的负压大小来调节油墨在待印基材7上渗透深度；

当待印基材7为纸张生产过程中的未完全成型的纸浆时，如图10所示，预设印版20印刷面的制版厚度，通过印版20与造纸网布110对还未完全成型的纸浆进行挤压，使其变形，不透气的且处于高位的制版胶将还未定形的纸浆挤压到透气的且处于低位的镂空图形的位置，形成凹凸有致的带色或不带色的水印图形。

在用于纸张的整层印刷时，印版20设置满版的镂空图形200，印刷时油墨全面覆盖整层纸浆表面，从而达到整层着色目的。

又一方面，本发明还提供一种高速印刷生产线，包括用于传输待印基材7的主生产线、至少一台上述的高速印刷装置、传动装置、控制装置以及设于所述高速印刷装置与主生产线的连接处的用于将高速印刷装置与主生产线分离或结合的自动离合装置。为保证主生产线的正常运行，在高速印刷装置的印版20与主生产线上的待印基材7之间设有保护罩用于保护主生产线上的产品。

所述高速印刷生产线还包括如下装置中的至少一种：用于对印好的成品实施干燥处理的干燥装置、用于供应待印基材的放料装置、用于收集印刷成品的收料装置。

在一条生产线上加装两个或以上的含定位传动机构的高速印刷装置，通过调节各印版20的相对位置或角度可实现多版套色印刷。

Claims (13)

1.一种高速印刷装置，其特征在于，其包括供墨单元、印刷单元，所述供墨单元固定不动，供墨单元设有至少一个与外设的供墨设备相连的入料口以及与入料口对应连通并用于为印刷单元提供油墨的供墨口，所述印刷单元包括印版以及带动印版相对于待印基材同步移动的驱动机构，所述印版具有供油墨通过的镂空图形，印版的一侧面与供墨单元的供墨口的外端面紧密贴合，另一侧面贴合于待印基材上，当印版运动至其上的镂空图形与供墨单元的供墨口贯通时，供墨单元内的油墨即通过所述镂空图形漏印至待印基材上。

2.如权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述高速印刷装置还包括用于在印版进入印刷工位前对印版进行在线清洁的印版在线清洁单元，所述印版在线清洁单元包括分别用于从印版的正反两面进行冲洗的冲洗机构以及用于将印版上清洗时残留的污物和清洗液体抽吸干净的吸附机构，所述冲洗机构包括对印版正面进行冲洗的第一冲洗喷头组以及对印版反面进行冲洗的第二冲洗喷头组以及用于承接汇集第一冲洗喷头组和第二冲洗喷头组冲洗时产生的废水的接水盘，所述吸附机构包括正面负压吸附箱和反面负压吸附箱。

3.如权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述高速印刷装置还包括用来使印版张紧以保证印版始终处在稳定张力的张紧状态而运行稳定的印版张紧机构。

4.如权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述驱动机构包括马达、驱动辊以及传动辊，印版和驱动辊上分别加装使印版与印版驱动辊实现定位传动的定位传动机构，所述定位传动机构包括加在印版上的同步带或链条，加在驱动辊上的同步带轮或链轮。

5.如权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述高速印刷装置还包括用于调节印版以使印版稳定运行在设定区域内的印版自动调正单元，所述印版自动调正单元包括：

用于检测印版行走位置的位置检测模块；

由位置检测模块触发而产生相应控制信号的控制阀；

用于校正印版位置的印版导正辊；

用于固定导正辊的导正辊固定座和导正辊滑动座；以及

用于根据控制阀提供的信号带动导正辊滑动座做相应移动的执行机构。

6.如权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述高速印刷装置还包括如下两种油墨刮刀中的至少一种：

具有弹性且可弯曲的油墨刮刀，用于待印表面不平的刚性材料印刷时，使印版始终与待印基材紧密贴合，使油墨均匀地漏印到待印基材上；

具有挠性的油墨刮刀，用于待印表面平整的刚性材料印刷时，使印版表面始终与待印基材表面保持一致的均匀压力，使油墨均匀地漏印到待印基材上。

7.权利要求1所述的高速印刷装置，其特征在于：所述高速印刷装置还包括用于采集和追踪待印基材移动速度并自动控制驱动机构以使印版相对于待印基材同步移动的自动同步控制单元。

8.一种基于如权利要求1~7中任一项所述的高速印刷装置的高速印刷方法，其特征在于，包括如下步骤：

供墨步骤，由外接供墨设备的供墨单元供应油墨；

印刷步骤，带动印版相对于待印基材同步移动，当印版上的镂空图形与供墨单元的供墨口贯通时，油墨通过印版上的镂空图形漏印到待印基材上，形成与镂空图形相同的图形。

9.如权利要求8所述的高速印刷方法，其特征在于：所述油墨是将可识别材料溶解或悬浮于溶剂中而形成一种粒度小至足以通过印版上的镂空图形且能紧密附着于待印基材表面的流体，所述可识别材料为如下材料中的至少一种：染料、颜料、荧光材料、导电材料。

10.如权利要求9所述的高速印刷方法，其特征在于：所述油墨中还添加有如下添加材料中的至少一种：

可以遮避红外线、紫外线、X射线中至少一种的遮避材料；

用于承载可识别材料使油墨具备低扩散性及/或低渗透性的载体和助剂。

11.如权利要求8所述的高速印刷方法，其特征在于：针对不同的待印基材，分别对应采取如下的处理：

当待印基材为未完全定形的基材，调节印版与待印基材之间的预设压力，使印版与待印基材完全接触但又避免导致待印基材变形，油墨通过供墨压力和/或负压吸附的方式漏印到待印基材上；

当待印基材为软材料基材时，在待印基材的承印部位反面放有弹性承载物，使待印基材与印版始终保持紧密接触，所述弹性承载物为皮带、网布或胶辊；

当待印基材为透气材料时，在待印基材反面正对供墨口的位置处设置负压箱，通过负压吸附的方式将油墨从供墨口中吸取通过印版上的镂空图形而印刷到待印基材上，且通过调节待印基材反面负压箱的负压大小来调节油墨在待印基材上渗透深度；

当待印基材为纸张生产过程中的未完全成型的纸浆时，预设印版印刷面的制版厚度，通过印版与造纸网布对还未完全成型的纸浆进行挤压，使其变形，形成凹凸有致的带色或不带色的水印图形。

12.一种高速印刷生产线，包括用于传输待印基材的主生产线、传动装置以及控制装置，其特征在于：所述印刷生产线还包括至少一台如权利要求1~7中任一项所述的高速印刷装置以及设于所述高速印刷装置与主生产线的连接处的用于将高速印刷装置与主生产线分离或结合的自动离合装置。

13.如权利要求12所述的高速印刷生产线，其特征在于：所述高速印刷生产线还包括如下装置中的至少一种：用于对印好的成品实施干燥处理的干燥装置、用于供应待印基材的放料装置、用于收集印刷成品的收料装置。

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