CN102227317B - 套筒段及其制造、使用方法、分段套筒和柔性版印刷方法 - Google Patents

Abstract

用于柔性版印刷术的套筒段（1）的形状为具有包含母配准元件（6）的第一圆面（4）和包含公配准元件（7）的第二圆面（5）的套筒。还公开了用于制造柔性版印刷套筒段、分段套筒的方法以及柔性版印刷的方法。

Description

套筒段及其制造、使用方法、分段套筒和柔性版印刷方法

技术领域

本发明涉及套筒和套筒段、所述套筒和套筒段的制造方法以及所述套筒和套筒段在柔性版印刷（flexographic printing）的方法中的使用。

背景技术

柔性版印刷术（flexography）常被用于在诸如纸张、纸板原料、瓦楞纸板（corrugated board）、膜片、箔片和叠片之类的多种支持物上大量运行印刷。包装箔片和食品杂货袋是突出的例子。

现今的柔性版印刷印版（form）是通过模拟成像技术和数字成像技术而制作的，其中所述模拟成像技术诸如通过膜片掩模的UV曝光（例如EP1594005（DUPONT）），所述数字成像技术包括：

·在柔性版印刷印版前驱物上的直接激光雕刻，例如US 2004259022（BASF）；

·通过LAMS掩模的UV曝光，例如US 6521390（BASF）和US7226709（KODAK），其中LAMS意指激光烧蚀掩模系统；

·通过激光器或LED进行的无掩模直接UV或紫色曝光，例如US6806018（MACDERMID）；以及

·喷墨印刷，例如EP 1428666 A（AGFA）、US 2004131778 A（AGFA）和US 2006055761（AGFA）。

柔性版印刷术是一种“适压印刷（kiss impression）”的印刷技术，即印刷印版与基底之间的最小可能挤压。可以区分两种主要的柔性版印刷印版类型：薄板印版和圆筒印版。所述圆筒印版或“套筒”提供在按压（press）时改进的较小随时间改变的更好配准效率并且还非常适合于安装在使用可旋转鼓的激光曝光设备上。

柔性版印刷套筒是通过以下方式制作的：在塑料、聚合物复合材料或者金属圆筒上施加弹性层；或者围绕塑料或金属圆筒缠绕橡胶带接着是硫化、研磨和抛光步骤。优选的印版是无缝印版。作为备选方案，可以首先把所述弹性层施加在平坦的支持物上，随后把它弯曲到载体上并粘结（参见来自BASF的Nyloflex? Infinity Technology（无极限技术））。

柔性版印刷套筒可以被用于诸如在壁纸、装饰、礼品包裹纸以及包装中的连续设计的柔性版印刷；以及被用于诸如标签的不连续设计的柔性版印刷。

柔性版印刷套筒被频繁储存以供将来重复使用。可以在相同的印刷辊（roll）上制作不同套筒的组合，包括新的柔性版印刷套筒和用过的柔性版印刷套筒。

通常通过把母配准元件（female registration element）配准在辊芯的径向凸出销（pin）上来把柔性版印刷套筒安装在所述辊芯上。EP 510744 A（MILLER GRAPHICS）在图1中示出了一种具有多个以规则距离的径向凸出销的辊芯，其允许把四个套筒配准在所述辊芯上。作为缺陷，所述径向凸出销之间的规则距离导致两个套筒之间的印刷表面的损失和/或所述套筒的固定尺寸的有限集合，这取决于所述径向凸出销之间的距离。

US 7107907（GOSS）在图3中公开了一种具有气孔或喷气嘴（14）和气源的橡胶垫圆筒（10），所述气源具有通流限制器以根据三个套筒形状的橡胶垫（12，212，312）的轴向位置来改变气流。在所述圆筒上轴向定位或移位橡胶垫套筒的所述方法没有公开用于对所述套筒形状的橡胶垫关于彼此进行配准的任何手段。

US 5974972公开了一种用于在其上安装印刷板的印刷载体套筒，所述印刷载体套筒是通过以下方式形成的：把具有相对边缘的柔性塑料材料薄板切割成所期望的尺寸的基本上矩形的形状，使得切掉相对边缘以提供彼此互锁的互补突片（tab）和开口；当所述薄板处于基本上平坦的条件时把印刷板粘附在所述薄板上；把所述薄板的相对边缘以邻接关系固定在一起以便防止空气穿过所述相对边缘之间；以及从而通过以下方式来形成以圆筒配置的所述印刷载体套筒：在成型圆筒上放置胶带条；把所述矩形薄板的一个边缘固定在所述圆筒上的所述胶带条上；以及围绕所述圆筒把所述薄板的相对边缘缠绕成与所述一个边缘成邻接关系以提供互锁布置。

存在如下需要：能够以容易的方式在柔性版印刷机的辊芯上配准不同宽度的套筒而没有任何昂贵的对所述印刷机的适配并且避免总印刷表面的任何减小。

发明内容

找到了一种通过形成由具有匹配的公母配准元件的套筒段构成的分段套筒来解决上面引用的问题的、出乎意料地简单的方式。套筒上的公母配准元件的使用是为了把它们配准地（in register）安装在辊芯上而进行的。

为了克服上面描述的问题，本发明的优选实施例提供一种用于柔性版印刷术的套筒段，其形状为具有包含母配准元件的第一圆形侧面和包含公配准元件的第二圆形侧面的套筒。

本发明的优选实施例提供一种包含上面套筒段的分段套筒。

本发明的优选实施例提供一种用于制造上面套筒段的方法。

通过下文中的描述，本发明的进一步目的将变得显而易见。

附图说明

图1示出了具有母配准元件（6）和公配准元件（7）的套筒段（1）的透视图。

图2示出了形成分段套筒（20）的不同宽度的一系列套筒段（21，22，23，24）以及将要通过把公配准元件（27）连接到所述分段套筒（20）的母配准元件（26）而添加的第五套筒段（25）的透视图。

图3示出了在辊芯（36）上具有由四个套筒段（31，32，33，34）构成的分段套筒的印刷辊（30）的透视图，其中第一套筒（31）的母配准元件（38）被配准在径向凸出销（37）上。

图4示出了在辊芯（36）上具有由四个套筒段（31，32，33，34）构成的分段套筒的印刷辊（30）的透视图，其中第一套筒（31）的母配准元件（38）和最后套筒（41）的母配准元件（43）被配准在径向凸出销（37）上。

图5示出了具有L形母配准元件（76）和具有不同形状（即不同于母配准元件形状）的公配准元件（7）的套筒段（1）的透视图。

图6是示出了图5的套筒段的实际实施方式的照片。

图7是示出了如何把图6的套筒段滑过辊芯上的径向凸出销的照片。

具体实施方式

定义

如在本发明的优选实施例中所使用的术语“套筒”意指基本套筒或柔性版印刷套筒。

如在本发明的优选实施例中所使用的术语“基本套筒”意指在其外表面上没有弹性层的套筒。

如在本发明的优选实施例中所使用的术语“柔性版印刷套筒”意指在其外表面上具有一个或更多弹性层的基本套筒。

如在本发明的优选实施例中所使用的术语“套筒段”意指基本套筒段或柔性版印刷套筒段。

套筒段

根据本发明的套筒段（1）的形状为具有包含母配准元件（6，76）的第一圆形侧面（4）和包含公配准元件（7）的第二圆形侧面（5）的套筒。这样的具有内表面（3）和印刷表面（2）的柔性版印刷（flexographic）套筒段（1）的示例由图1和图5示出。

在一个实施例中，根据本发明的套筒段是基本套筒段。

在另一个实施例中，所述套筒段是柔性版印刷套筒段。

虽然只要两个不同套筒段可以彼此连接就有可能在所述两个不同套筒段上使用不同的公母配准元件，但是有利的是对于被用于制作分段套筒的所有套筒段上的公母配准元件使用相同的形状和尺寸。

在根据本发明的套筒段的优选实施例中，所述公配准元件配合母配准元件。公母配准元件的配合意指其尺寸近似相同使得不需要大的力来连接它们。在优选实施例中，公配准元件比母配准元件略小一点。

在另一个实施例中，根据本发明的套筒段包括多个公母配准元件。在所述公母配准元件的形状方面没有真正的限制，只要它们可以配合到彼此中。在优选实施例中，套筒包含两个母配准元件和两个公配准元件，优选地其中母配准元件处于所述套筒段的一侧而公配准元件处于所述套筒段的另一侧。

在如由图5所示的优选实施例中，具有内表面（3）和印刷表面（2）的套筒段（1）的形状为具有包含母配准元件（76）的第一圆形侧面（3）和包含公配准元件（7）的第二圆形侧面（5）的套筒，其中所述母配准元件（76）与公配准元件（7）的形状不同。母配准元件（76）的L形的优点在于：母配准元件（76）可以首先在平行于辊芯轴的第一方向上滑过辊芯的径向凸出销（参见图7）并且随后通过使其在垂直于第一方向的第二方向上滑动而被“锁定”。公配准元件（7）的尺寸小于母配准元件（76），但是显然在具有相同的L形母配准元件的第二套筒段上仍然配合良好。

所述柔性版印刷套筒段提供有用于在墨接收器上印刷图像的凸版（relief）。可以通过用于制作柔性版印刷印版的任何已知的成像技术来制作所述凸版，所述成像技术既包括模拟成像技术也包括数字成像技术，所述模拟成像技术诸如通过膜片掩模的UV曝光，所述数字成像技术包括直接激光雕刻、通过激光器或LED进行的无掩模直接UV或紫色曝光、通过LAMS掩模的UV曝光以及在柔性版印刷印版前驱物上的喷墨印刷。

在实施例中，根据本发明的柔性版印刷套筒段包括至少部分地通过激光曝光而制作的凸版。

在实施例中，根据本发明的柔性版印刷套筒段包括至少部分地通过喷墨而制作的凸版。

分段套筒

分段套筒是两个或更多套筒段的组合，其方式是使得它们通过把公配准元件配合到母配准元件中而彼此连接。在图2中示出了这样的组合，其中不同宽度的一系列套筒段（21，22，23，24）形成分段套筒（20），并且将要通过把公配准元件（26）连接到所述分段套筒（20）的母配准元件（27）来添加第五套筒段（25）。

图2示出了具有大宽度的套筒段（22）与具有较小宽度的套筒段（23）的组合。这样的组合将难以在如EP 510744 A（MILLER GRAPHICS）的图1中所示的辊芯上实现，其中所述辊芯具有以离彼此规则距离的多个径向凸出销。

如图3中所示，随后可以通过用第一套筒段的母配准元件（38）把第一套筒段（31）配准在径向凸出销（37）上，把这样的分段套筒安装到具有驱动轴杆（35）的辊芯（36）上。公配准元件（39）随后用于使用第二套筒段的母配准元件来精确地配准第二套筒段（32）。连接公母配准元件的相同原理适用于添加第三套筒段（33）和第四套筒段（34），从而形成印刷辊（30）。

柔性版印刷套筒常常被储存以供将来重复使用。例如，在最初的标签A、B和C的柔性版印刷作业中，顾客可能请求附加数目的标签A和C，同时标签B已被略微修改成具有较小宽度和不同图像的B’。在本发明中，容易重复使用最初的柔性版印刷套筒段A和C与新制造的套筒段B’组合。在例如标签B’具有小得多的宽度的情况下，印刷机可以选择把另一个套筒段D添加到针对不同顾客的印刷作业中，从而使生产率最大化。

在实施例中，根据本发明的分段套筒包括至少一个尚未被用于柔性版印刷的柔性版印刷套筒段和至少一个已经被用于柔性版印刷的柔性版印刷套筒段。

在另一个实施例中，分段套筒的最后套筒段可以包含至少两个母配准元件。这种修改可以有利地被用来把所有套筒段配准在平行于辊芯轴的直线上并且还在延长的印刷时间期间防止所述套筒段在所述辊芯上的移动。这在图4中例示，其中分段套筒被安装到具有驱动轴杆（35）的辊芯（36）上。第一套筒段（31）用其母配准元件（38）被定位在径向凸出销（37）上。公配准元件（39）随后用于使用第二套筒段的母配准元件来精确地配准第二套筒段（32）。连接公母配准元件的相同原理适用于添加第三套筒段（33）和第四套筒段（41）。第四套筒段（41）在一个圆形侧面上用其母配准元件（42）连接到第三套筒段（33）的公配准元件而在另一个圆形侧面上用母配准元件（43）连接在径向凸出销（37）上，从而形成印刷辊（30）。

所述径向凸出销可以例如通过把其拧紧到辊芯上的预钻孔中而安装到辊芯上，但是优选地是被合并到辊芯中的可以从辊芯内部指向外部的销。

在优选实施例中，根据本发明的分段套筒在两端都具有包含母配准元件的圆形侧面。

柔性版印刷方法

根据本发明的柔性版印刷方法包括以下步骤：

a）在辊芯（36）上形成至少具有第一套筒段（31）和第二套筒段（32）的分段套筒，所述第一套筒段和第二套筒段通过第一套筒段上的公配准元件配合到第二柔性版印刷套筒段的母配准元件中而彼此连接；以及

c）用所述分段套筒进行柔性版印刷。

在所述方法的一个实施例中，通过以下方式把第一套筒段安装在辊芯上：把第一套筒段的母配准元件配准在辊芯（36）的径向凸出销（37）上，并且随后通过把第一套筒段上的公配准元件配合到第二柔性版印刷套筒段的母配准元件中而把第一套筒段与第二套筒段连接。

在另一个实施例中，在把所述母配准元件配准在辊芯的径向凸出销上之前，第二套筒段已经被连接到第一套筒段。这可以以若干方式完成。例如，以第一种方式，第一和第二套筒段可以首先被彼此连接并且随后滑过辊芯以把第一套筒段的母配准元件配准在辊芯的径向凸出销上。第二种方式是以使得公配准元件在空中自由延伸并且未被定位在辊芯的表面上的方式把第一套筒段部分地滑过辊芯，随后第二套筒段通过其母配准元件而连接到第一套筒段。与第一种方式相反，第二种方式允许制作更鲁棒的公母连接，这与存在于拼图玩具中的那些连接（其必须被卡入彼此中而不是滑到彼此中）类似。

在根据本发明的柔性版印刷方法的一个实施例中，至少一个柔性版印刷套筒段尚未被用于柔性版印刷，并且至少一个柔性版印刷套筒段已被用于柔性版印刷。

在根据本发明的柔性版印刷方法的一个实施例中，所述分段套筒在两端都具有包含配准在辊芯的径向凸出销上的母配准元件的圆形侧面。

基本套筒

所述基本套筒可以是方便地用来制备柔性版印刷母版（master）的任何材料。为了良好的印刷结果，需要尺寸上稳定的支持物。常常也被称作套筒基的基本套筒通常由诸如用玻璃纤维或碳纤维网格增强的环氧树脂或聚酯树脂之类的复合材料构成。还可以使用金属（诸如钢、铝、铜和镍）以及硬聚氨酯表面（例如硬度计75 Shore（肖氏）D）。

如例如由US 2002466668（ROSSINI）所公开的，所述套筒可以由单层或多层柔性材料形成。由聚合物膜片制作的柔性套筒对于紫外辐射可以是透明的，并且从而适应（accommodate）回闪曝光以在所述圆筒印刷元件中建立底层（floor）。多层套筒可以包括柔性材料层之间的粘附层或胶带。优选如在US 5301610（DU PONT）中所公开的多层套筒。所述套筒还可以由不透明的光化辐射阻挡材料（诸如镍或玻璃环氧树脂）制作。

取决于所应用的网格的层数和装管（tubing）类型，这些套筒基的壁厚度不同。所述套筒典型地具有针对薄套筒的从0.1到1.5mm的壁厚度以及针对其他套筒的从2mm到高达100mm的壁厚度。

对于厚套筒，常常使用硬聚氨酯表面与作为中间层的低密度聚氨酯泡沫连同（combined with）玻璃纤维增强的复合材料芯的组合、以及具有存在于套筒基上的高度可压缩表面的套筒。

取决于具体应用，套筒基可以是圆锥的或圆筒的。圆筒套筒基主要用于柔性版印刷。

随着印刷速度提高，印刷反弹（press bounce）已变成更频繁的问题。可以采取多种方法来减小印刷反弹，所述多种方法包括使用减震套筒。套筒以不同的构造出现，例如具有硬或可压缩的芯或表面、具有不同的壁厚度。

所述基本套筒或柔性版印刷套筒通过把其配合到被称作空气心轴或空气圆筒的钢辊芯上而得以稳定。空气心轴是中空的钢芯，其可以通过端板壁中的螺纹入口而用压缩空气进行加压。在圆筒壁中钻出的小孔用作空气出口。在高压下空气的引入可以允许其在气垫上飘浮就位。特定薄套筒还通过压缩空气施加而被略微膨胀，从而促进所述套筒在辊芯上的滑动运动。

使用泡沫适配器或者桥接套筒来“桥接”所述空气圆筒与包含印刷凸版的柔性版印刷套筒之间的直径差异。套筒的直径取决于印刷作业的所需重复长度。

柔性版印刷套筒

柔性版印刷套筒是提供有一个或更多弹性层的基本套筒。所述弹性层可以是方便地用来制备柔性版印刷母版的任何材料。所述弹性层优选地是部分或完全固化的光聚合物层，但是也可以是橡胶或聚氨酯层。还有可能把部分或完全固化的常规UV曝光柔性版印刷印版前驱物用作柔性版印刷套筒。商业上可获得许多种这样的常规柔性版印刷印版前驱物。

可以以若干方式在所述柔性版印刷套筒上形成印刷凸版。在优选实施例中，所述凸版是通过在已经作为“弹性底层”而存在的一个或更多弹性层上进行喷墨印刷而形成的。在后者下，所述一个或更多弹性层优选地是部分固化的层以增强被喷射到所述弹性层上的凸版的粘附性。备选地，还可以通过喷墨印刷把所述弹性底层施加到基本套筒的表面上。

在另一个实施例中，所述弹性层是完全固化的，并且通过激光雕刻来形成所述凸版。在激光雕刻中，可以使用具有不同硬度的弹性层来获得所期望的硬度。

在另一个优选实施例中，通过如在WO 2008/034810（AGFA GRAPHICS）中所公开的涂覆方法来制备所述柔性版印刷套筒。

不同类型的印刷应用需要具有不同硬度程度的柔性版印刷印版。较软的柔性版印刷印版更适于粗糙的基底，因为它们可以更好地覆盖高处和低处。较硬的柔性版印刷印版被用于均匀且平滑的基底。柔性版印刷印版的最优硬度还取决于图像是纯色（solid）还是半色调。较软的柔性版印刷印版在纯色区域中将更好地输送墨，但是较硬的柔性版印刷印版具有较小的点增益。硬度是以Shore A度数测量的印刷印版的机械属性的度量。例如，在瓦楞纸板上的印刷通常需要35^? Shore A的硬度，而对于卷筒印刷机来说，65^?到75^? Shore A是标准。

取决于待在其上印刷的基底，必须对柔性版印刷印版的硬度和厚度进行调节。取决于应用，凸版深度从0.2到4mm变化，优选地从0.4到2mm变化。

制造套筒段的方法

根据本发明的一种制造套筒段的方法包括以下步骤：

a）为套筒提供第一圆形侧面，所述套筒在所述第一圆形侧面上具有至少一个母配准元件；以及

b）从所述套筒切割第二圆形侧面并且为其提供至少一个公配准元件。

可以以对技术人员所公知的若干方式执行从所述套筒切割所述第二圆形侧面。优选地通过所谓的CNC（=计算机数控）切割方法来执行切割，诸如激光切割、等离子切割以及水射流切割。可以通过气态CO2和固态Nd:YAG激光器来执行激光切割。

还可以使用机械切割，例如锯切。然而，机械切割在有些情况下可能证明难以切出配准元件。在这些情况下，所述第二圆形侧面可以例如被不完整切割，并且可以从剩余的未切割部分冲压出所述至少一个公配准元件。

在所述方法的优选实施例中，通过激光切割来执行所述切割，因为它具有可以在单一操作中执行所述圆形侧面和配准元件二者的优点。

Claims (12)

1.一种用于柔性版印刷的套筒段（1），其形状为具有包含一个或多个母配准元件而没有任何公配准元件的第一圆形侧面（4）和包含一个或多个公配准元件而没有任何母配准元件的第二圆形侧面的套筒。

2.根据权利要求1的套筒段，其中所述套筒段是基本套筒段。

3.根据权利要求1的套筒段，其中所述公配准元件在尺寸上匹配所述母配准元件。

4.根据权利要求1的套筒段，包含至少部分地通过激光曝光或LED曝光而制作的凸版。

5.根据权利要求1的套筒段，包含至少部分地通过喷墨而制作的凸版。

6.一种分段套筒，包括两个或更多如权利要求1所限定的套筒段，所述套筒段通过所述公配准元件配合到所述母配准元件中而彼此连接。

7.一种柔性版印刷的方法，包括以下步骤：

a）在辊芯（36）上形成如权利要求6所限定的分段套筒，所述分段套筒至少具有第一套筒段（31）和第二套筒段（32），所述第一套筒段和第二套筒段通过第一套筒段上的公配准元件配合到第二套筒段的母配准元件中而彼此连接；以及

b）用所述分段套筒进行柔性版印刷。

8.根据权利要求7的方法，其中通过以下方式把第一套筒段安装在辊芯上：把第一套筒段的母配准元件配准在辊芯的径向凸出销（37）上，并且随后通过把第一套筒段上的公配准元件配合到第二套筒段的母配准元件中而把第一套筒段与第二套筒段连接。

9.根据权利要求7的方法，其中在把第一套筒段的母配准元件配准在辊芯的径向凸出销上之前，第二套筒段已经被连接到第一套筒段。

10.一种制造如权利要求1所限定的套筒段的方法，包括以下步骤：

a）为套筒提供第一圆形侧面，所述套筒在所述第一圆形侧面上具有至少一个母配准元件；以及

b）从所述套筒切割第二圆形侧面并且为其提供至少一个公配准元件。

11.根据权利要求10的方法，其中通过激光切割来执行所述切割。

12.一种使用在柔性版印刷套筒段上的母配准元件和公配准元件以把柔性版印刷套筒段配准地安装在辊芯上的方法，其中所述母配准元件存在于所述套筒段的所述第一圆形侧面并且所述公配准元件存在于所述套筒段的所述第二圆形侧面。