CN102909946A - 一种单次模压连续印刷工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单次模压连续印刷工艺及装置。该工艺包括：在两个以上的版内辊外套上无缝柔性环形金属软带，版内辊将无缝柔性环形金属软带撑开并撑紧，通过版内辊与对压辊的对压将版内辊外的无缝柔性环形金属软带上的图案压印并通过加热或冷却后将图案显影到薄膜基材上(一般以PET、PVC、BOPP等薄膜作为基材，在基材表面涂布一层显影涂料)。通过本发明，可以实现真正意义上的无版缝印刷，并能实现生产量的成倍增长，同时本发明工艺步骤和结构简单，适合工业化生产。

Description

一种单次模压连续印刷工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种模压工艺及装置，具体地，涉及对涂有显影涂料的薄膜基材进行模压并连续印刷的工艺及装置。

背景技术

在激光彩虹膜、激光全息防伪商标、防伪用真空镀铝纸等行业生产环节中，模压是其中一个极其重要的核心环节。随着烟草、酒、食品、医药、数码产品、家用电器、生活用品、化妆品、各类证照卡片等行业中的产品大量使用激光全息防伪膜，激光全息防伪膜的市场需求成倍增长。激光全息防伪膜的生产一般以PET、PVC、BOPP等薄膜作为基材，在基材表面涂布一层显影涂料，通过辊将表面有浮雕激光全息图案的镍版加热到一定温度，以一定的压力将镍板图案在薄膜基材上压印(模压)，以此将激光全息镍版上的精细浮雕干涉条纹转印到薄膜基材表面(有显影涂料的一面)。经冷却定型和分离之后，薄膜基材表面就形成与全息镍版完全相同的条纹。

前述模压工艺目前有两种，一种是单次压印方式，其生产工艺是根据防伪产品幅度裁剪固定大小的激光全息镍版，包覆在辊体表面上进行压印，该工艺的工作示意图如图1所示。该工艺存在如下缺点：1、镍板在辊体表面包覆时会有缝隙，压印时在成品膜上同样也会出现缝隙(版缝)。该种工艺所得到的成品膜的展开示意图如图2所示。这不仅造成薄膜的浪费，而且得到的最终产品不具有连续性，不能进行任意长度的裁剪；2、不同薄膜的宽幅不同，需裁剪不同尺寸的激光全息镍版，为避免薄膜浪费，在压印时需配套使用不同规格的辊，由此造成辊体的大量备货，有些辊体可能在使用一次之后就再也用不到了。

另外一种模压工艺是双次压印方式。该工艺使用两根辊(分别称为一版辊和二版辊)先后两次对薄膜基材进行压印，该工艺的工作示意图如图3所示。与第一种工艺相同，在每根辊的表面包覆相同图案的激光全息镍版，与第一种工艺不同之处在于每根辊上均设置可调节温度的区域，分为高温区(100℃～200℃)、过渡区(100℃～140℃)、低温区(10℃～100℃，又称为“白区”)。辊面展开示意图如图4所示。根据薄膜基材上涂层的特性，二版辊的高温区覆盖一版辊的白区，二版辊的白区不会覆盖一版辊的高温区。当经过二次压印后，一版辊高温区的图案色彩和亮度经二版辊的过渡区压印后将会变淡。用肉眼看上去，成品膜面上有色彩相对较淡的两条缝。该工艺所得到的成品膜的展开示意图如图5所示。

与单次压印方式相比，双次压印工艺的优点在于，可以减弱单次压印工艺出现的明显版缝。但该种工艺仍存在如下缺点：1、辊体结构相对复杂，生产工艺参数调节要求较高，在更换新图案及薄膜时，调试较困难；2、辊体内部同时存在加热与冷却区域，辊体因为存在较大温差容易产生形变，不仅影响辊体使用寿命更会影响产品质量；3、为保证工艺所需要的辊体温差，需对低温区进行强制循环冷却，能耗较高，相对单次压印工艺的耗电量在2-3倍以上；4、不能从根本上避免压印形成的版缝，版缝只是变淡，并未从根本上消失。

发明内容

本发明的目的是提供一种单次模压连续印刷工艺及装置，可以有效解决现有模压工艺所形成的版缝，同时有效提高生产效率。本发明是通过如下技术方案来实现的：

一方面，本发明提供一种单次模压连续印刷工艺，包括如下步骤：

收拢至少两个版内辊，在所述至少两个版内辊的外侧套上无缝柔性环形金属软带，分离所述至少两个版内辊以便将所述无缝柔性环形金属软带绷紧；驱动至少一个版内辊以带动所述无缝柔性环形金属软带的转动；将所述无缝柔性环形金属软带之外的至少一个对压辊分别向对应的版内辊移动，与对应的版内辊靠拢；将待压印的薄膜基材分别经对应放卷机构放卷后传送到对应的对压辊与版内辊外的无缝柔性环形金属软带之间；通过对应版内辊和对压辊的对压将套在版内辊外的无缝柔性环形金属软带上的图案压印到所述薄膜基材上；通过版内辊的加热或冷却使得压印后的图案显影在薄膜基材上；将压印并显影后的薄膜基材经对应的收卷机构收卷。

优选地，本发明提供的单次模压连续印刷工艺还包括如下步骤：

使待压印的薄膜基材通过预热辊预热，并传送到对应的对压辊与版内辊外的无缝柔性环形金属软带之间；通过版内辊的冷却将图案显影在薄膜基材上。

另一方面，本发明还提供一种单次模压连续印刷装置，包括：

无缝柔性环形金属软带；至少一个放卷机构；至少一个收卷机构；至少一个对压辊；以及套在无缝柔性环形金属软带内的至少两个版内辊；其中，放卷机构、收卷机构、对压辊的数量相等并构成至少一个压印组，用于对通过压印组的薄膜基材进行压印。

优选地，所述至少一个压印组的每一个还包括：预热辊，所述预热辊设置在放卷机构和对压辊之间。

优选地，所述至少一个压印组的每一个还包括：设置在所述预热辊前和/或后的导辊。

优选地，所述版内辊中的至少一个是加热辊。

优选地，所述版内辊中的至少一个是冷却辊。

优选地，所述版内辊中的至少一个是加热冷却辊。

优选地，所述无缝柔性环形金属软带为无缝柔性镍版环形软带。

优选地，所述无缝柔性环形金属软带的带体外表层雕刻有激光图文。

优选地，所述无缝柔性环形金属软带的带体内侧面为光滑面或粗糙面。

优选地，所述至少一个对压辊连有一伸缩式气缸。

优选地，所述加热辊和/或预热辊采用电磁感应加热辊。

藉由上述技术特征，本发明可以实现单次模压连续印刷且能得到表面没有任何缝隙的成品膜。本发明至少具有如下有效效果：

1、实现真正意义上的无版缝模压。

2、可以实现生产率的成倍增长，并且，根据工艺要求灵活调整生产量。耗能少，产量高。

3、结构简单，工艺调节方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中单次压印方式的工作示意图。

图2是现有技术中单次压印方式所得到的成品膜的展开示意图。

图3是现有技术中双次压印方式的工作示意图。

图4是现有技术中双次压印方式辊面展开示意图。

图5是现有技术中双次压印方式所得到的成品膜示意图。

图6是本发明单次模压连续印刷工艺的流程简图。

图7是根据本发明第一实施例的单次模压连续印刷装置示意图。

图8是根据本发明第二实施例的单次模压连续印刷装置示意图。

图9是根据本发明第三实施例的单次模压连续印刷装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述：

图6是本发明的工艺流程简图。本发明在两个以上的版内辊外套上无缝柔性环形金属软带并将无缝柔性环形金属软带绷紧(简称为“装版”)，需要压印的薄膜基材经放卷到版内辊与版内辊外的无缝柔性环形金属软带之间，通过版内辊与对压辊的对压将版内辊外的无缝柔性环形金属软带上的图案压印并显影到薄膜基材上(一般以PET、PVC、BOPP等薄膜作为基材，在基材表面涂布一层显影涂料)，压印后的薄膜基材收卷。

图7是根据本发明第一实施例的单次模压连续印刷装置示意图。本实施例中，版内辊设置两个，分别是版内辊4和版内辊5。与版内辊4对应的是对压辊2、放卷机构1和收卷机构3。与版内辊5对应的是对压辊8、放卷机构7和收卷机构9。版内辊4或版内辊5通过外部机械装置(图中未示出)实现辊的前后左右移动。并且，版内辊4或版内辊5至少一个具有驱动机构(图中未示出)，至少一个版内辊被驱动机构驱动并进行转动。当然，两个版内辊也可以都具有驱动机构，同时被驱动，只要能实现版内辊的同步同向转动。

本实施例的具体工艺步骤如下：工作时，版内辊4和版内辊5经由外部机械装置带动相互移动收拢，无缝柔性环形金属软带6套在版内辊4和版内辊5的外面，套好后，版内辊4和版内辊5再由机械装置带动分别向两侧移开分离，直到所述无缝柔性环形金属软带6达到撑开张紧但又不能损坏的程度。

当无缝柔性环形金属软带6绷紧时，至少一个具有驱动功能的版内辊被驱动并进行转动。在本发明的一个实施例中，一个版内辊具有驱动机构并被驱动转动，当所述无缝柔性环形金属软带6被两个版内辊分离至绷紧时，所述无缝柔性环形金属软带6被具有驱动机构的版内辊带动转动并同时充当传送带的功能，其在同时转动的同时还可以带动没有驱动功能的版内辊进行同步转动，以实现所有版内辊和无缝柔性环形金属软带的同步转动。所述无缝柔性环形金属软带6的厚度根据版内辊4和版内辊5的张力进行设定。

在本发明的又一个实施例中，两个版内辊都具有驱动功能，通过控制驱动机构实现两个版内辊的同步转动，同时带动所述无缝柔性环形金属软带6同步转动。

所述无缝柔性环形金属软带6经版内辊4和版内辊5张紧后，在无缝柔性环形金属软带6外的对压辊2和对压辊8经机械装置(图中未示出)分别向版内辊4和版内辊5靠拢。需要压印的一组薄膜基材经放卷机构1放卷至对压辊2和无缝柔性环形金属软带6之间，由对压辊2和版内辊4相互压紧，两个辊对压的压力将版内辊外的无缝柔性环形金属软带6上面的图案压印并显影到薄膜基材上。

对压辊2的移动和压紧是通过机械装置(图中未示出)的传动实现的，具体机械装置可以根据工艺需要进行选择。本实施例中，该机械装置可以采用伸缩式气缸(图中未示出)。具体地，将对压辊2与伸缩式气缸连接，通过气缸的开关控制实现气缸的伸缩杆轴向伸缩运动，以此实现对压辊2的水平左右移动，进而实现与版内辊4的对压和分离。通过调整气缸压力(气压或油压)大小进而调整对压辊2与版内辊4之间的对压压力，以此实现工艺所需压力。经压印后的薄膜基材经收卷机构3进行收卷。整个工艺中，薄膜基材通过放卷机构和对压辊的传送，保持连续不断进行压印直至收卷。薄膜基材按其张紧程度需求，可以在收卷机构、放卷机构上安装张力控制器来实现。

同理，另一组需要压印的薄膜基材通过版内辊5、对压辊8、放卷机构7、收卷机构9进行压印，工艺步骤如前所述。

生产过程中，收卷机构、放卷机构、版内辊、对压辊及无缝柔性环形金属软带的转动始终保持同步状态，以保证薄膜的张紧度并能保证压印后的薄膜产品质量。

所述无缝柔性环形金属软带6是一个加工好的环形软带，是进行激光转印的母版，在其带体外表层雕刻有产品所需要的激光图文。整个环带没有任何连接缝隙，是一个整体。无缝柔性环形金属软带的周长根据版内辊的数量、大小等进行选择和调整，以实现版内辊分离后能将其撑开并张紧。所述无缝柔性环形金属软带的内侧面可以是平滑的，也可以具备一定粗糙度，具体根据工艺要求选择。优选地，所述无缝柔性环形金属软带选用镍版。根据工艺需要，也可以选择其他金属版，金属版需具备足够的硬度、表面无裂纹、无应力，一般地，维氏显微硬度应保持在230～280N/mm²；金属版的正面光亮平整、无针孔、无砂眼，反面平整；同时，金属版的厚度均匀，误差控制在0.001mm以内。

由于无缝柔性环形金属软带外侧完全没有缝隙，且能实现连续压印，因此，压制出的成品膜表面看不到任何缝印，从而实现真正意义上的无缝连续印刷。本实施例中，版内辊设置两个，两个版内辊分别对应两个对压辊，并分别针对一组薄膜基材分别进行压印，从而可以实现产量的两倍增长。

图8是根据本发明第二实施例的单次模压连续印刷装置示意图。该实施例共设置4个版内辊，同时对应设置4个对压辊和对应的放卷、收卷机构。该实施例可以实现产量的四倍增长。具体工艺流程与本发明第一实施例基本相同。此外，根据工艺需要，也可以在无缝柔性环形金属软带22内设置3个或其他数量的版内辊，及对应的对压辊和放卷、收卷机构，以便使产量三倍或其他倍数的增长，在此不再赘述。

本实施例中，四个版内辊的向外移动将无缝柔性环形金属软带22的表面张紧，四个版内辊分别与对压辊对压，将版内辊外的无缝柔性环形金属软带22上的图案压印并显影到薄膜基材表面。具体地，无缝柔性环形金属软带6内有四个版内辊，分别是版内辊23、版内辊24、版内辊25、版内辊26。版内辊23对应对压辊20、放卷机构19和收卷机构21。版内辊24对应对压辊11、放卷机构10和收卷机构12。版内辊25对应对压辊14、放卷机构13和收卷机构15。版内辊26对应对压辊17、放卷机构16和收卷机构18。

四个版内辊中，至少有一个通过驱动装置驱动(图中未示出)从而具备驱动功能，以带动无缝柔性环形金属软带22的转动。在四个版内辊向外移动将无缝柔性环形金属软带22张紧后，通过具备驱动功能的版内辊的转动带动无缝柔性环形金属软带22的转动，同时，张紧后的无缝柔性环形金属软带22也充当传送带的功能，能带动其他没有驱动功能的版内辊实现转动。当然，四个版内辊中可以是两个或两个以上都具有驱动功能，只要能实现辊的转动即可。从节能角度考虑，在一个版内辊的驱动效率足以实现其他版内辊转动的情况下，选择一个版内辊具有驱动功能属于更加优选的实施例。

当然，在多个版内辊的情况下，根据工艺需要也可以停用一个或几个对压辊及相应的放卷机构、收卷机构。停用的对压辊水平移动离开对应的版内辊，需要压印的对压辊继续工作，与对应版内辊进行对压，版内辊与其外面的无缝柔性环形金属软带同步转动。此时，其他未进行压印的版内辊仅有传动功能。

本发明所述的版内辊中至少一个具备加热功能或冷却功能。具体地，当需要压印的薄膜基材选用加热压印后显影的材料(如PET、PVC类塑料)时，至少一个版内辊选择具有加热功能的辊；当需要压印的薄膜基材选用冷却压印后显影的材料(如BOPP类塑料)时，至少一个版内辊选择具有冷却功能的辊。所述版内辊还可以选择加热冷却辊。该加热冷却辊可以根据工艺需要选择加热功能或者选择冷却功能，具体地，根据要压印的薄膜基材的显影特性进行相应选择。

本发明所述的至少一个版内辊为加热辊或冷却辊时，其它没有加热或冷却功能的辊可以采用普通的支撑辊。由于版内辊外的无缝柔性环形金属软带所起到的传动带的带动，使得具备加热或冷却功能的辊的加热温度或冷却温度通过无缝柔性环形金属软带传输到其他支撑辊上，满足其他支撑辊与对压辊对压后薄膜基材的显影温度，从而将无缝柔性环形金属软带的外侧图案压印到薄膜基材上。具体地，可以根据工艺要求温度具体选择所需具备加热或冷却功能的版内辊的个数，并对版内辊的加热温度和冷却温度进行调整。本领域技术人员可以根据现有技术和工艺条件来实现，在此不再赘述。

本发明所述的版内辊采用加热辊时，加热辊的加热方式可以是油加热、电加热、蒸汽加热、电磁感应加热等多种加热方式，具体地，可以根据工艺要求进行选择。优选地，所述加热辊采用电磁感应加热辊。该种加热方式的加热温度较高，且温度控制精确，特别适用版内辊为多个且只有一个版内辊为加热辊其他版内辊为支撑辊的情况。由于电磁感应加热辊的加热温度较高，通过无缝柔性环形金属软带的传送将温度传输到其他普通支撑辊上，其他支撑辊与对压辊对压后仍能保持一定的温度使无缝柔性环形金属软带上的图案压印并显影在薄膜基材上。

本发明所述的版内辊采用冷却辊时，冷却辊的冷却方式可以采用油冷、水冷、风冷、自然冷却等多种冷却方式。具体地，可以根据工艺要求温度选择相应冷却方式的冷却辊，在此不再赘述。

图9是根据本发明第三实施例的单次模压连续印刷装置示意图。图9主要针对BOPP类塑料基材薄膜冷却压印成型工艺进行描述。此类塑料的特性是冷却压印后显影。本实施例中，首先对薄膜基材进行预加热处理，本实施例通过预热辊29对薄膜基材进行加热。所述预热辊必须是加热辊，加热方式不限定，可以采用油加热、电加热、蒸汽加热、电磁感应加热等多种加热方式。优选地，预热辊29采用电磁感应加热辊，该种加热方式加热温度高，且温度调整精度高。

该实施例共设置2个版内辊，其中至少一个版内辊必须具备冷却功能，以便将加热后的薄膜基材进行冷却，进而使压印有无缝柔性环形金属软带上的图案经冷却后显影。另外一个版内辊可以是普通的支撑辊，也可以是带有冷却功能的辊。两个版内辊均为冷却辊时，当一个版内辊冷却效果不能实现工艺要求时，可以启动另外一个版内辊以增强冷却效果，从而实现更好的显影效果。本实施例中，辊的移动性能、传动特性、无缝柔性环形金属软带的装载、卸除等均与前述实施例相同，在此不再赘述。

本实施例的具体工艺步骤如下：薄膜基材经放卷机构27放卷，通过导辊28和导辊30将薄膜基材传输到预热辊29，对薄膜基材进行预加热处理。预热后的薄膜基材传输到对压辊31和无缝柔性环形金属软带35之间，通过对压辊31和版内辊33的对压，以及版内辊33的冷却，将无缝柔性环形金属软带35上的图案冷却压印并显影在薄膜基材上，压印后的薄膜基材与收卷机构32连接并进行收卷。图9中，只画出一组薄膜基材压印的示意图，即只有版内辊33与对压辊31进行对压，版内辊34进行对压压印的示意图未在图中示出。具体地，根据工艺需要，可以设置与版内辊34相应的对压辊及放卷机构、收卷机构，以实现生产率的两倍增长。同理，也可以采用三个或以上的版内辊及对应的对压辊及放卷机构、收卷机构。根据工艺需要可以停止一组或多组版内辊的对压，在版内辊停止对压时，该版内辊仅起到传动和张紧无缝柔性环形金属软带的作用。具体如前面实施例所述。

本实施例中，导辊28与导辊30都是可以移动的普通导辊，可以只具备转动功能，本身没有驱动功能，靠对压辊31、收卷机构32的传动实现对塑料基材的牵引并进行持续传动，该种方式可以简化整个装置的机械配置，同时又能实现所需的功能。当然，导辊28和导辊30也可以通过机械装置实现驱动功能并带动薄膜基材的传动。

通过调节导辊28和导辊30的移动距离大小，可以改变薄膜基材与预热辊29辊面的接触面大小，从而调整预热的效果。具体地，导辊28与导辊30的移动可以由气缸(图中未示出)与其相连接而控制，通过调节气缸伸缩杆长度来达到调节导辊移动的目的。此外，还可以采用其他方式，以实现导辊28和导辊30的移动。本领域技术人员都能根据现有技术及工艺需要进行实施，在此不再赘述。

当然，所述导辊28和导辊29可以不设置，即薄膜基材经放卷机构放卷后，直接与预热辊29接触并预热。使用所述导辊28和导辊29是优选的实施例，该实施例可以增加且能灵活调整薄膜基材与预热辊的接触面，从而可以实现更好的预热效果。

在以上实施例中，对压辊可以采用胶辊、钢辊或其他材料制成的辊。对压辊都是通过外部机械装置实现移动和压紧从而与版内辊进行对压。

在以上实施例中，所述版内辊的大小是相同的。本发明中的版内辊的大小还可以是不同的，因此，在本发明另外的实施例中，所述版内辊的大小可以不同，比如一个大，一个小。版内辊大小是否相同及尺寸大小的选择，取决于无缝柔性环形金属软带上图案的尺寸及版内辊与无缝柔性环形金属软带的配合。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (13)

1.一种单次模压连续印刷工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

a1．收拢至少两个版内辊，在所述至少两个版内辊的外侧套上无缝柔性环形金属软带，分离所述至少两个版内辊以便将所述无缝柔性环形金属软带绷紧；

a2．驱动至少一个版内辊以带动所述无缝柔性环形金属软带的转动；

a3．将所述无缝柔性环形金属软带之外的至少一个对压辊分别向对应的版内辊移动，与对应的版内辊靠拢；

a4．将待压印的薄膜基材分别经对应放卷机构放卷后传送到对应的对压辊与版内辊外的无缝柔性环形金属软带之间；

a5．通过对应版内辊和对压辊的对压将套在版内辊外的无缝柔性环形金属软带上的图案压印到所述薄膜基材上；

a6．通过版内辊的加热或冷却使得压印后的图案显影在薄膜基材上；

a7．将压印并显影后的薄膜基材经对应的收卷机构收卷。

2.根据权利要求1所述的单次模压连续印刷工艺，其特征在于，所述a4步骤还包括如下步骤：

使待压印的薄膜基材通过预热辊预热，并传送到对应的对压辊与版内辊外的无缝柔性环形金属软带之间；

所述a6步骤还包括如下步骤：

通过版内辊的冷却将图案显影在薄膜基材上。

3.一种单次模压连续印刷装置，其特征在于，包括：

无缝柔性环形金属软带；

至少一个放卷机构；

至少一个收卷机构；

至少一个对压辊；以及

套在无缝柔性环形金属软带内的至少两个版内辊；

其中，放卷机构、收卷机构、对压辊的数量相等并构成至少一个压印组，用于对通过压印组的薄膜基材进行压印。

4.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述至少一个压印组的每一个还包括：

预热辊，所述预热辊设置在放卷机构和对压辊之间。

5.根据权利要求4所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述至少一个压印组的每一个还包括：

设置在所述预热辊前和/或后的导辊。

6.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述版内辊中的至少一个是加热辊。

7.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述版内辊中的至少一个是冷却辊。

8.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述版内辊中的至少一个是加热冷却辊。

9.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述无缝柔性环形金属软带为无缝柔性镍版环形软带。

10.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述无缝柔性环形金属软带的带体外表层雕刻有激光图文。

11.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述无缝柔性环形金属软带的带体内侧面为光滑面或粗糙面。

12.根据权利要求3所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述至少一个对压辊连有一伸缩式气缸。

13.根据权利要求3至6任一项所述的单次模压连续印刷装置，其特征在于，所述加热辊和/或预热辊采用电磁感应加热辊。

Images