CN104245342A - 多层印刷处理 - Google Patents

Abstract

一种用于在基底上形成标记的系统和方法。该系统包括用于进给基底的进给系统以及可分别操作以将处理步骤施加到基底的多个站。该多个站中的第一个使用印刷处理将能量固化油墨施加至基底。在一些实施例中，这种印刷处理是其上形成标记凹槽的凹版滚筒。在滚筒上的标记凹槽保存能量固化油墨，直到与基底接触，从而能量固化油墨被施加到基底上。固化单元被部署在多个站中的第一个站的下游。该固化单元接收基底并输出电子射束，其指向能量固化油墨以使能量固化油墨固化并在基板上形成所得能量固化层。

Description

多层印刷处理

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2013年3月6日的第13/786,692号的美国专利申请，以及提交于2012年3月6日的第61/607,080号美国临时申请的优先权，在此结合以上申请的整个公开内容作为参考。

技术领域

本公开内容涉及一种多层印刷处理，并更特定地，涉及一种多层印刷处理和所得的产品，其采用能量可固化涂层，以提供超越传统热/冷箔片冲压(hot/cold foil stamping)的优点。

背景技术

本节提供了关于本公开内容的背景信息，其不一定是现有技术。本节还提供了本公开的总体发明内容，而不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。

在印刷和/或制造工业中，通常期望在产品的容器或另外的包装上印刷或施加标记。传统上，对于这种应用处理的选择将围绕最终标记的物理特征来进行考虑。在一些应用中，标记的耐久性是极为重要的(例如，抗磨损或抗损坏性)。在一些应用中，标记的外观是极为重要的(例如反射率)。在一些应用中，耐久性、外观和/或其它特征都是所期望的。

传统上，箔片冲压(foil stamping)，又称为热箔冲压、烫印、干冲压、冷箔压印和叶片压印，被用于获得最终产物的期望的外观。一般来说，热冲压是一种干印刷方法，其中，使用加热的冲模(die)和箔片将图案施加到目标表面。热冲压的处理通常包括加热定义出用于转印的期望形状的冲模，将金属箔片施加到目标表面，并通过将加热、停留时间以及压力的组合，对金属箔片的部分转印，以冲模的形状，被转印并粘合至目标表面。

热/冷箔片冲压通常是可取的，这是因为它是一种干燥处理，不使用溶剂或油墨，并且通常不产生有害蒸汽。

但是，箔片冲压处理的质量高度依赖于用于支撑要被印刷的部件的夹具或砧板(anivil)的质量。也就是说，夹具必须具有可支撑性，以稳固地并可重复地定位要被印刷的部件。这两者中任一者的变化都会危及冲压处理的质量。

应该认识到的是，常规的箔片冲压通常需要在机械上大量投资，这既不方便又昂贵。

转动式热/冷箔片冲压可改进常规箔片冲压的处理速度，这是因为停留时间缩短了。这因此可改善所得到的标记的细节。但是，使用转动式热箔片冲压系统在试图保持冲模的期望温度方面可能会成为挑战。在所有情况下，冲模必须被牢固地保持在适当位置上以便通过或冲模的轻或重的覆盖区域产生正好的压痕深度。

令人遗憾的是，箔片冲压标记的复杂性成为了局限。例如，箔片冲压可能受限于特定的表面状况。而且，与油墨印刷相比，箔片冲压可能是很昂贵的。

但是常规的油墨印刷通常需要将印刷油墨施加到上目标表面上并然后并通常紧跟着施加漆料或其它保护层以加强标记的外观(例如反射率)并保护标记。遗憾地，常规油墨印刷不能达到箔片冲压的最终外观；也就是说，常规油墨印刷通常不能获得箔片印刷的反射率。

发明内容

依据本文的教导，提供了一种新型的多层油墨印刷处理，其克服了常规油墨印刷的缺陷并能至少达到相当于箔片冲压的外观和耐久性，且在一些实施例中超过了箔片冲压的外观和耐久性。

根据本文中所提供的实施例，在其它方面的适用性将变得显而易见。在本发明内容中的说明和特定示例旨在仅为说明的目的，而非意图限制本公开内容的范围。

附图说明

本文中所描绘的附图仅用于对所选实施例，而非所有可能的实施，进行说明的目的，且并非意图限制本公开内容的范围。

图1是说明依据本技术的一些实施例的印刷系统的示意性视图。

图2A是依据一些实施例，说明依据本教导的多层印刷处理所制造的产品的示意性横截面图。

图2B是依据一些实施例，示出依据本教导的多层印刷处理所制造的产品的示意性横截面视图，以及

图3是示出常规箔片冲压产品的示意性横截面视图。

遍及附图中的若干视图，相应的参考编号指示相应的部件。

具体实施方式

现在将更详细地参考附图说明示例实施例。示例性实施例被提供使得该公开是完全的，并且将向本领域技术人员完全传达其范围。很多特定的细节被阐述，诸如，特定组件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的完全理解。对本领域技术人员将显而易见的是不必使用特定的细节，示例性实施例可以以很多不同的形式体现，并且它们都不被理解为对本公开范围的限制。在一些示例性实施例中，已知的处理、已知的设备结构和已知的技术没有详细描述。

在此所使用的术语仅是为了说明特定示例实施例，而非意图构成限制。正如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”，以及“该”可旨在也包括复数的形式，除非上下文另外明确地指出。术语“包括”、“正包括”、“正包含”，以及“具有”是包含性的，并因此指定了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件，和/或其组群的存在或附加。在此所描述的本方法的步骤、处理，和操作不被直译成必须要求以所讨论或所说明的特定顺序执行，除非特地标识为一种执行顺序。应该理解的是，可采用额外的或备选的步骤。

当元件或层被称为“在其上”、“接合到”、“连接到”，或“耦合到”另一个元件或层上，这可以是直接地在其上、接合到、连接到或耦合到另一个元件或层上，或者，也可以存在中间的元件或层。相对而言，当元件被称为是“直接在其上”。“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层上，则可以没有中间元件或层存在。用于描述元件之间关系的其它措辞应该以相似的方式来解释(例如，“在…之间”对“直接在…之间”、“相邻”对“直接相邻”，等)。正如在此所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个中的任意以及所有组合。

虽然术语第一、第二、第三，等在此可被用于说明不同的元件、组件、区域、层，和/或部段，但是这些元件、组件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可仅被用于将一个元件、组件、区域、层或部段与另一个区域、层，或部段区分开。诸如“第一”、“第二”的术语，以及其它序数词的术语在此被使用时，除非上下文明确指出，否则并不意味着序列或顺序。因此，在下面所讨论的第一元件、组件、区域、层，或部段可被称为第二元件、组件、区域、层，或部段，而不背离示例实施例的教导。

与空间相关的术语，诸如“里”、“外”、“在…之下”、“下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”，以及类似术语在本文中可用于更容易对一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系进行说明。空间相关的术语可意图涵盖装置在使用中或操作中除图中描绘的方向以外的不同定向。例如，如果装置在图中被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件将被定向成在其它元件或特征“之上”。因此，示例术语“下面的”可涵盖上方和下面两种定向。装置可被另外地定向(旋转90度或在其他方向上)，并且据此对在此所使用的空间相关的描述进行解释。

具体参考图1，依据本教导的原理提供了一种印刷系统10。在一些实施例中，印刷系统10是基于轮转凹版(rotogravure)(也称为凹版(gravure))印刷系统的。该系统通常是一种凹雕型的印刷系统，其涉及将图像雕刻到图像载体上。在凹版印刷中，图像被雕刻到在轮转印刷机配置中所使用的滚筒上。但是，应该体会到的是，本教导的原理并不仅限于凹版型印刷系统，而是还可等同地适用于凸版(flexographic)印刷等。在凸版印刷中，通过用于计量油墨的所谓传墨辊(anilox roller)，将油墨从墨斗辊转印至柔性印版滚筒。

一般来说，通过首先创造具有要进行印刷的已雕刻图像的一个或多个滚筒，来配置凹版印刷处理系统。可依据多种技术中的任意一种来完成将图像雕刻在滚筒上，这些技术包括物理雕刻(例如，经由金刚石触针)、蚀刻(例如，化学蚀刻)，等。这样雕刻的图像被制作成一定的大小以容纳要被转印至基底上的印刷油墨。在一些实施例中，基底可包括纸或其它的纤维材料，例如承印物(stock)、纸板、瓦楞纸板、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、BOPP等。但是，应该注意到，也可使用本领域常规的备选基底材料。如以上所注意到的，本发明对于具有相对粗糙的表面的例如纸或板的纤维基底尤其具有优势。在本发明中可使用的板的克重通常为从约160g/m²至约400g/m²，通常在180至280g/m²的范围内。这取决于板材的密度，对应于在约180至400μ范围内的厚度。纸质基底范围典型地从约80g/m²至约160g/m²。

一般来说，印刷系统10可包括多个站12，例如第一站12A、第二站12B、第三站12C、第四站12D、第五站12E、第六站12F、第七站12G、第八站12H、第九站12I，和第十站12J。应该体会到，印刷系统12可配置有更少或更多个站；但是，本实施例体现了至少一个优选的实施例。在一些实施例中，多个站12中的每一个可针对不同的目的(例如，能量可固化油墨(将在本文中更透彻地讨论)的应用、不同的颜色、不同的涂层等)进行配置。出于这种考虑，多种分层和处理模式中的任意一种都可在基底上实现。

在一些实施例中，印刷系统10可包括进给系统14，用于将要被印刷的基底或薄片(web)16(例如纸质品、承印物、纸板、瓦楞纸板、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、BOPP等)，供应和进给到多个站12中的每一个。多个站12中的每一个都可包括被部署在其中的印刷滚筒18。但是，应该认识到，所示出的站12中并非每一个都需要使用印刷滚筒18，因为在一些实施例中这样的站可被用于备选目的。

在一些实施例中，印刷系统10可进一步包括选择性检查站20。相对于多个站12，检查站20可被部署在下游位置。检查站20可自动检验和/或连续检验新印刷的基底16，以及在其上所包含的所获得的标记的质量、速率和状况。然后，新印刷的基底16可在收尾工作站22中进行最终处理，并且如果需要，用货盘装运。收尾工作站22可完成多种处理功能中的任意一种，例如，折叠、冲模切割、货盘装运等。

该印刷系统10进一步包括至少一个固化站30。在一些实施例中，固化站30可被用于固化沉积在基底16上的能量可固化油墨。依据本应用的一些教导，固化站30可包括用于输出能量射束34(例如电子射束和/或紫外线射束)的射束单元32，其指向基底16。在一些实施例中，可在丝极两端加电流，导致电子加速离开丝极。这些电子可与能量可固化油墨(例如，能量可固化金属油墨)一起使用，以使得在油墨中进行聚合(本文中称为EB固化)。如果需要，射束单元32可包括氮，以确保惰性的固化环境。UV固化也可在大气条件下进行。EB固化一般并不生成大量热，并因此在许多应用中具有优势。但是，正如所提及的，也可依据本教导被使用UV固化，但是它们不应被认为彼此的改变是显而易见的，这是因为这两者之间存在不同的技术差异和过程差异。

EB固化通常采用高能电子。这些电子通常不受印刷油墨的厚度或油墨颜色的影响。电子射束34提供了充足的能量以固化厚的涂层并且/或者穿透其它基底。

在一些实施例中，本教导的能量可固化油墨可包括通过自由基聚合固化的丙烯酸酯材料。因此，与其它固化系统不同，其不需要光引发剂。电子能量足以通过打开丙烯酸键导致丙烯酸酯材料的聚合以形成自由基。然后这些基团攻击剩余的丙烯酸酯键，直到反应得以完成。其结果是在基底上获得已固化层，其具有耐久性并提供使用油墨类应用的预先未实现的反射率和光学特性。

处理

虽然印刷系统10处于操作中，但是凹刻滚筒18被部分地浸没在油墨斗中，用能量可固化油墨、常规油墨和/或类似油墨填满凹槽小室。随着滚筒转动，油墨随之被吸出油墨斗。在滚筒与基底接触之前，用起到刮板的作用的刮墨刀刮擦滚筒，从非印刷(非凹陷)区域移除多余的油墨而将所需数量的油墨留在小室中。接下来，将基底层夹在压印滚筒和凹版滚筒之间，从而将油墨转印至基板上。压印滚筒的目的在于施加力以将基板按压在凹版滚筒上，确保油墨的均匀且覆盖面最大。基底的毛细管现象和来自压印辊的压力迫使油墨离开小室腔并将其转印至基底。然后基底可进入干燥器以在施加后续的层之前进行彻底干燥。

基底16可包括将能量可固化油墨施加在多个站12中的一个或多个上。例如，第八站12H可包括将能量可固化油墨施加到基底16上。基底16可继续其下游的处理，并可被引导向固化站30(程序上在第八站12H和第九站12I之间)，从而射束单元32输出电子射束34，其从站12H指向能量可固化油墨。将电子射束34施加到在基底16上的能量可固化油墨(EB涂层)引起能量可固化油墨的聚合或其它固化处理。在一些实施例中，几层涂层可以被固化到单个层以下。这种处理的结果是，能量可固化油墨因此被结合或被固化至基底16。已经发现的是，该处理产生(由新固化的能量可固化油墨制成的)所得标记，其可被定制成提供反射特性高达至少镜面加工的多种反射特征中的任意一种反射特征。通过这种方式，本处理的结果至少等同于箔片冲压，但具有额外的柔性。而且，在许多应用中，完成合成物的耐久性足够，以至于避免了对任何附加层或保护涂层(例如油漆等)的需求。

作为前述处理的结果，在图2A中示出了产品100，其具有基底16、能量已固化层102，以及可选的覆层(例如油漆)104。在如图2B中所示出的一些实施例中，产品100可包括基底16、能量已固化层102、被施加在能量已固化层102上方的金属油墨层106，以及被部署在金属油墨层106上方的可选的覆层104。相对而言，在图3中示出的常规的箔片冲压产品200具有基底216和冲压箔片218。

在一些实施例中，如果需要，金属油墨层106(图2B)可被施加到新固化的能量已固化层102以在站12I或12J上提供高的加工质量。在一些实施例中，用于金属油墨层106的金属油墨可以是可用于一类颜色的常规金属油墨。已经发现的是，将金属油墨层106施加到能量已固化层102在这两者之间产生粘结(bond)，这导致金属油墨层106的耐久性相对于常规施加的金属油墨层而有所增强。在一些实施例中，在本文中讨论的覆层104，可以不需要保护金属油墨层106。而且，与依据常规处理直接将金属油墨层沉积在基板上相比，增强了(被部署在能量已固化层102上的)金属油墨层106的加工质量(例如，提高了反射率)。

在进一步的实施例中，如果需要，可将油漆或覆层104施加至新固化的能量已固化层102和/或金属油墨层106，以在站12I或12J上提供较高加工质量并且/或者增强耐久性。但尽管如此，已经发现的是，由于新固化的能量已固化层102和/或金属油墨层106提供了较高的加工质量，该覆层的施加(见图2A和图2B中的104)通常无需增强加工质量，并且在一些情况下，这种覆层的施加可实际降低总体加工质量，因为能量已固化层102的本身质量较高。此外，在这样的不采用油漆或覆层的应用中，能量已固化层的持久性对于许多应用(即使不是全部)，都是足够的。

与被定位在站12H和12I之间的固化站30类似，具有类似构造的固化站30’可被定位在任意其它的多个站12之间，例如在第三站12C和第四站12D之间。在这样的实施例中，可施加额外的或备选的能量已固化涂层并然后在固化站30’中固化。

依据本说明，应该理解的是，本教导的原理提供了超越常规箔片冲压处理并且同时超越意图获得模仿箔片/金属化方案或箔片/金属化备选的应用的优势，例如转印金属化板或真空金属化PET、层压板等其它技术的优势。

为了说明和描述的目的，提供了对实施例的前述说明。其并不意图为排他性的或限制所揭示的内容。特定实施例中的个体的元件或特征通常并不限于特定的实施例，但在可应用的情况下是可互换的，并且可在所选实施例中使用，即使未明确地示出或被描述。相同事物也可以多种方式变化。这样的变化并不被认为是背离了本揭示内容，并且所有这样的变体意图被包括在本揭示内容的范围之内。

Claims (17)

1.一种用于形成印刷产品的处理，所述处理包括：

在第一站处使用印刷处理将能量可固化油墨施加到基底；

在所述第一站下游的第二站处使用能量可固化处理固化所述能量可固化油墨以定义出已固化的能量可固化层；以及

将所述基底发送至所述第二站下游的第三站。

2.如权利要求1所述的处理，其中，所述使用所述能量可固化处理固化所述能量可固化油墨包括在所述第一站下游的所述第二站处使用电子射束固化所述能量可固化油墨，以定义出所述已固化的能量可固化层。

3.如权利要求1所述的处理，其中，所述使用所述能量可固化处理固化所述能量可固化油墨包括在所述第一站下游的所述第二站处使用紫外线射束固化所述能量可固化油墨，以定义出所述已固化的能量可固化层。

4.如权利要求1所述的处理，进一步包括：

在所述第三站处将金属油墨施加到所述基底，所述金属油墨被施加到所述已固化的能量可固化层上，以定义出金属油墨层。

5.如权利要求4所述的处理，进一步包括：

在第四站处将覆层施加到所述基底，所述覆层被施加在所述金属油墨层之上。

6.如权利要求1所述的处理，进一步包括：

在所述第三站处将覆层施加到所述基底，所述覆层被施加在所述已固化的能量可固化层上。

7.如权利要求1所述的处理，其中，所述在所述第一站处使用所述印刷处理将所述能量可固化油墨施加到所述基底上包括：在所述第一站处使用其上形成有标记凹槽的凹版滚筒将所述能量可固化油墨施加至所述基底上，所述标记凹槽存放所述能量可固化油墨，直到与所述基底接触，从而将所述能量可固化油墨施加至所述基底。

8.一种用于在基底上形成标记的系统，所述系统包括：

进给系统，用于进给所述基底；

多个站，其可分别操作以将处理步骤施加至所述基底，所述多个站中的第一个使用印刷处理将能量可固化油墨施加至所述基底；以及

固化单元，其被部署在所述多个站中的所述第一个的下游，所述固化单元接收所述基底并输出指向所述能量可固化油墨的能量射束以固化所述能量可固化油墨并在所述基底上形成所得能量已固化层。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述能量射束为电子射束。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述能量射束为紫外线射束。

11.如权利要求8所述的系统，其中，所述固化单元输出指向所述能量可固化油墨的所述能量射束以使所述能量可固化油墨聚合。

12.如权利要求8所述的系统，其中，所述固化单元输出指向所述能量可固化油墨的所述能量射束，以使所述能量可固化油墨聚合在单一层中。

13.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个站中的第二个将金属化油墨施加至所述基底上。

14.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个站中的第二个将金属油墨施加至所述能量已固化层之上的所述基底上。

15.如权利要求14所述的系统，其中，所述多个站中的第三个将覆层施加至所述金属油墨和所述能量已固化层之上的所述基底上。

16.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个站中的第二个将覆层施加至所述能量已固化层之上的所述基底上。

17.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个站中的所述第一个使用所述印刷处理将所述能量可固化油墨施加至所述基底包括：所述多个站中的所述第一个使用其上形成有标记凹坑的凹版滚筒将所述能量可固化油墨施加至所述基底，所述标记凹坑保存所述能量可固化油墨直到与所述基底接触，从而所述能量可固化油墨被施加至所述基底。