CN106113959B - 一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法 - Google Patents

一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法，其特征在于，包括基材表面处理和UV印刷的步骤，在基材表面处理中，在印铁机的进料段加装激光处理器，将基材表面的处理工序直接内置于印刷线，形成连续的在线表面处理和印刷生产的一体化工艺，激光处理器产生的激光在基材表面快速移动，在UV印刷宗，在印铁机上串联多个UV印刷单元，每个UV印刷单元包括印制组件、UV灯组和废气回收组件，每个UV印刷单元中的印制组件采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面上局部图案的印刷，每个废气回收组件包括有冷却罩和吸气风机，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收。

Description

一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法
技术领域
本发明涉及一种印刷方法，尤其涉及一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法。
背景技术
印铁就是在马口铁上印制图案，其中，马口铁是镀锡薄板的俗称。印铁主要是利用水、墨相斥的物理性质，借助印刷压力，经橡皮布把印版图文转印到马口铁上，其在包装容器(制罐、制桶及食品饮料包装)、电子产品、家用电器、汽车、摩托车等各行业等各领域被广泛使用。
例如，公开号为CN103129199A的中国发明专利《印铁加工工艺》以及公开号为CN103122203A的中国发明专利《一种内层印铁涂料及印铁方法》。传统的印铁工艺包括以下步骤：1、在印前制版方面，采用传统的贴菲林制版法，根据客户原稿信息晒制印刷所用的PS版；2、两次内涂，采用耐蚀性较好的环氧酚醛涂料在基材表面进行涂布，涂膜量10g/m2～12g/m2，烘干温度200℃～210℃，烘干时间10～13分钟；在第一次内涂被烘干的过程中，同时也对基材的表面多余的油层、杂质进行了烘干处理，提高了基材表面的印刷适性，解决了油墨在基材表面附着力差的问题；3、印刷+上光，采用传统的耐深冲油墨在基材的外表面进行印刷，在烘房里进行高温烘干，利用传统涂布机在印好的图案上涂布一层延展性、耐磨性较好的透明漆，以保护印刷图案，涂膜量为5g/m2～6g/m2，烘干温度190℃～200℃，烘干时间10～13分钟。
然而，针对现有利用印铁技术的印刷方法，需要利用传统烘房对基材表面进行处理，烘房的能耗大，存在废气和余热污染，给环境造成影响，同时，在印铁过程中涉及的工序多，效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法，避免传统烘房的基材表面的处理，实现连续的加工模式，提高了生产效率，减少能耗及废气排放，达到节能环保目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、涂布，对基材的正面和反面进行涂料，对基材的正面进行打底；
(2)、制版，利用制版机控制图案之间的间距，经过印铁加工后能够便于裁切、高频焊缝以及制罐的需要；
(3)、基材表面处理，在印铁机的进料段加装激光处理器，将基材表面的处理工序直接内置于印刷线，形成连续的在线表面处理和印刷生产的一体化工艺，激光处理器产生的激光在基材表面快速移动，对基材表面进行瞬时高温烘烤处理,处理温度在900～1000℃，停留时间小于0.05秒；
(4)、UV印刷，在印铁机上串联多个UV印刷单元，每个UV印刷单元包括印制组件、UV灯组和废气回收组件，每个UV印刷单元中的印制组件采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面上局部图案的印刷，每个UV灯组实现UV环保油墨固化，UV灯组功率180W～250W/cm，开灯功率40％～90％，每个废气回收组件包括有冷却罩和吸气风机，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收；
所述激光处理器包括用于产生激光光束的激光发生件以及将激光光束反射至基材表面上倾斜布置的旋镜，旋镜为多面体，旋镜的旋转由控制器控制。
作为改进，所述印刷方法还包括步骤(5)、在印涂好的基材内外表面进行喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，喷蜡量10～25mg/m2，利用喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，方便后续制盖。
再改进，所述印制组件所采用的UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑5-10份，硅藻土粉0.5-1.4份，聚氨酯丙烯酸酯25-28份，聚酯丙烯酸酯13-24份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2-3份，二氧化钛1-2份，有机颜料5-10份，苯乙烯磺酸钠0.3-0.5份。本发明采用的UV油墨在印刷时没有有害气体释放，同时固化快，对金属具有附着力强和亲和力强的特点。
再改进，所述UV油墨通过以下方法制得：将各物料混合，加热至50-56℃，搅拌150-240分钟，UV油墨的制备方法较为简单。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明将激光处理器与传统印铁机进行集成，利用激光对基材表面进行烘烤，代替传统的烘房，减少了工序，提高效率的同时，降低了能源的消耗以及废气的排放，同时，本发明在印铁机上集成多个UV印刷单元，利用UV油墨以及废气回收组件，实现环保的功能，也使得基材表面上多种不同图案的叠合，相互之间的图文更为清晰；同时，利用多面体旋镜将激光光束偏转至基材上，旋镜旋转过程中，激光光束在基材表面扫过，通过控制旋镜旋转的速度，即可控制光束停留时间，从而实现激光光束在基材表面上沉积能量多少的控制，完成激光对基材表面的瞬时高温烘烤，效率高，激光的瞬时高温对油墨的固化快，减小油墨固化产生的气体排放量，同时，提高了油墨固化的质量；本发明的UV油墨没有有害气体释放，固化快，对金属的附着力强。
附图说明
图1是本发明实施例中采用印铁机及环保涂料的印刷方法中所涉及印铁机的结构示意图；
图2是本发明实施例中采用印铁机及环保涂料的印刷方法中所涉及激光处理器的原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1、2所示，本实施中的采用印铁机及环保涂料的印刷方法将激光处理器11与传统印铁机进行集成，印铁机1包括激光处理器11、进料段12和多个UV印刷单元，同时，利用0.12～0.40mm之间厚度的马口铁作为基材，主要有CC材钢种、大尺寸粗面铁、低锡量或镀铬的轧薄钢板和0.14～0.18mm厚度的二次冷轧薄钢板。
其中，激光处理器11设置于印铁机1的进料段12，包括用于产生激光光束的激光发生件以及将激光光束反射至基材表面上倾斜布置的旋镜3，旋镜3为多面体，旋镜3的旋转由控制器控制，实现将基材表面2的处理工序直接内置于印刷线，形成连续的在线表面处理和印刷生产的一体化工艺，激光处理器11产生的激光在基材表面2快速移动，光束停留的时间产生沉积能量，代替传统烘房。
多个UV印刷单元串联于印铁机1上，上一个UV印刷单元的出口接下一个UV印刷单元的进口。UV印刷单元是UV印刷机上的关键部分，每个UV印刷单元包括印制组件131、UV灯组132和废气回收组件133，每个UV印刷单元中的印制组件131采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面2上局部图案的印刷，每个UV灯组132实现UV环保油墨固化，UV灯组132功率180W～250W/cm，开灯功率40％～90％，每个废气回收组件133包括有冷却罩和吸气风机，冷却罩内设置有风冷装置，吸气风机将印刷产生的废气和预热吸入回收管道内，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收。
其中，UV印刷是一种通过紫外光干燥、固化油墨的印刷工艺，需要含有光敏剂的油墨与UV固化灯相配合，具有绿色环保的功能。对于一些表面非吸收性的承印材料，UV(紫外光)印刷由于速度快、效率高、承印范围广等特点，越来越为广大客户所采用。原因在于，普通胶印需要几个小时甚至更长时间让油墨干燥，方能进入下一道加工工序。油墨干燥不彻底，在印后加工时会导致很多难以解决的质量问题发生，且整个印刷加工周期比较长。特别是当承印材料表面性质发生改变时，普通胶印难以完美解决某些问题。而UV油墨可以在1秒到数秒内完全固化，特别适于印刷一些非吸收性的承印材料。UV印刷需要的条件包括UV油墨、润版液、橡皮布、印版和UV印刷机。其中，UV油墨对UV印刷起着举足轻重的作用。UV油墨是一种以紫外光引发连接料进行聚合固化干燥的油墨，一般由预聚合物、感光单体、颜料、光引发剂、添加剂组成。
另外，本发明采用印铁机及环保涂料的印刷方法，包括以下步骤：
(1)、涂布，对基材的正面和反面进行涂料，对基材的正面进行打底；
(2)、制版，利用制版机控制图案之间的间距，经过印铁加工后能够便于裁切、高频焊缝以及制罐的需要；
(3)、基材表面处理，在印铁机1的进料段12加装激光处理器11，将基材表面2的处理工序直接内置于印刷线，形成连续的在线表面处理和印刷生产的一体化工艺，激光处理器11产生的激光在基材表面2快速移动，对基材表面2进行瞬时高温烘烤处理,处理温度在900～1000℃，停留时间小于0.05秒，优选地，选用激光为CO2激光。所述激光处理器11包括用于产生激光光束的激光发生件以及将激光光束反射至基材表面上倾斜布置的旋镜3，旋镜3为多面体，旋镜3的旋转由控制器控制，利用多面体旋镜3将激光光束偏转至基材上，旋镜3旋转过程中，激光光束在基材表面2扫过，通过控制旋镜3旋转的速度，即可控制光束停留时间，从而实现激光光束在基材表面2上沉积能量多少的控制，利用激光对基材表面2的瞬时高温烘烤，生产效率高，激光的瞬时高温对油墨的固化快，减小油墨固化产生的气体排放量，同时，提高了油墨固化的质量；
(4)、UV印刷，在印铁机1上串联多个UV印刷单元，每个UV印刷单元包括印制组件131、UV灯组132和废气回收组件133，每个UV印刷单元中的印制组件131采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面2上局部图案的印刷，每个UV灯组132实现UV环保油墨固化，UV灯组132功率180W～250W/cm，开灯功率40％～90％，每个废气回收组件133包括有冷却罩和吸气风机，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收；
(5)、在印涂好的基材内外表面进行喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，喷蜡量10～25mg/m2，利用喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，方便后续制盖。
以制作某制罐厂的茶叶罐为例，采用0.22mm马口铁，其印刷工艺包括以下步骤：
(1)、涂布，对马口铁的正面和反面进行涂料，对马口铁的正面进行打底，内面需涂布涂料，通常情况下，马口铁的正面需要涂布和印刷，正面进行打底涂料为UV印刷准备，以保障印铁产品具有良好的制罐、装罐以及外观装饰的要求；
(2)、制版，利用专业制版软件进行图文制作，然后用计算机直接制版机制成上机印刷1所需要的版料，控制图案之间的间距，使得经过印铁加工后能够便于裁切、高频焊缝以及制罐的需要，以便在特定的尺寸范围内，排列尽可能多的茶叶罐图文；
(3)、基材表面处理，在控制器的控制下，控制基材的进给速度、旋镜3旋转的角速度以及光束功率，保证马口铁经过激光处理器1时，对基材表面进行瞬时高温烘烤处理,处理温度在900～1000℃，停留时间小于0.05秒；
(4)、UV印刷，表面处理完的马口铁连续经过多个UV印刷单元，每个UV印刷单元对应特定的局部图案，每个UV印刷单元包括印制组件131、UV灯组132和废气回收组件133，每个UV印刷单元中的印制组件131采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面上局部图案的印刷，每个UV灯组132实现UV环保油墨固化，UV灯组132功率200W/cm，开灯功率85％，每个废气回收组件133包括有冷却罩和吸气风机，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收；
(5)、在印涂好的基材内外表面进行喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，喷蜡量15～20mg/m2，利用喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，方便后续制盖。
此外，印制组件131所采用的UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑5-10份，硅藻土粉0.5-1.4份，聚氨酯丙烯酸酯25-28份，聚酯丙烯酸酯13-24份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2-3份，二氧化钛1-2份，有机颜料5-10份，苯乙烯磺酸钠0.3-0.5份。本发明采用的UV油墨在印刷时没有有害气体释放，同时固化快，对金属具有附着力强和亲和力强的特点。
UV油墨通过以下方法制得：将各物料混合，加热至50-56℃，搅拌150-240分钟，UV油墨的制备方法较为简单。
实施例2
采用印铁机及环保涂料的印刷方法同实施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑5份，硅藻土粉0.5份，聚氨酯丙烯酸酯25份，聚酯丙烯酸酯13份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2份，二氧化钛1份，有机颜料5份，苯乙烯磺酸钠0.3份。
将各物料混合，加热至50℃，搅拌150分钟。
实施例3
采用印铁机及环保涂料的印刷方法同实施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑10份，硅藻土粉1.4份，聚氨酯丙烯酸酯28份，聚酯丙烯酸酯24份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3份，二氧化钛2份，有机颜料10份，苯乙烯磺酸钠0.5份。
将各物料混合，加热至56℃，搅拌240分钟。
实施例4
采用印铁机及环保涂料的印刷方法同实施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑8份，硅藻土粉1份，聚氨酯丙烯酸酯27份，聚酯丙烯酸酯20份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2.5份，二氧化钛1.5份，有机颜料7份，苯乙烯磺酸钠0.4份。
将各物料混合，加热至52℃，搅拌200分钟。
综上，本发明将激光处理器11与传统印铁机进行集成，利用激光对基材表面2进行烘烤，代替传统的烘房，减少了工序，提高效率的同时，降低了能源的消耗以及废气的排放，同时，本发明在印铁机1上集成多个UV印刷单元，利用环保UV油墨以及废气回收组件133，实现环保的功能，也使得基材表面上多种不同图案的叠合，相互之间的图文更为清晰；同时，利用多面体旋镜3将激光光束偏转至基材上，旋镜3旋转过程中，激光光束在基材表面2扫过，通过控制旋镜3旋转的速度，即可控制光束停留时间，从而实现激光光束在基材表面2上沉积能量多少的控制，完成激光对基材表面2的瞬时高温烘烤，效率高，激光的瞬时高温对油墨的固化快，减小油墨固化产生的气体排放量，同时，提高了油墨固化的质量。

Claims (3)

1.一种采用印铁机及环保涂料的印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、涂布，对基材的正面和反面进行涂料，对基材的正面进行打底；
(2)、制版，利用制版机控制图案之间的间距，经过印铁加工后能够便于裁切、高频焊缝以及制罐的需要；
(3)、基材表面处理，在印铁机(1)的进料段(12)加装激光处理器(11)，将基材表面(2)的处理工序直接内置于印刷线，形成连续的在线表面处理和印刷生产的一体化工艺，激光处理器(11)产生的激光在基材表面(2)快速移动，对基材表面(2)进行瞬时高温烘烤处理,处理温度在900～1000℃，停留时间小于0.05秒；
(4)、UV印刷，在印铁机(1)上串联多个UV印刷单元，每个UV印刷单元包括印制组件(131)、UV灯组(132)和废气回收组件(133)，每个UV印刷单元中的印制组件(131)采用UV环保油墨实现在经过激光处理的基材表面上局部图案的印刷，每个UV灯组(132)实现UV环保油墨固化，UV灯组(132)功率180W～250W/cm，开灯功率40％～90％，每个废气回收组件(133)包括有冷却罩和吸气风机，用于将UV印刷产生的废气和预热进行回收；
所述激光处理器(11)包括用于产生激光光束的激光发生件以及将激光光束反射至基材表面(2)上倾斜布置的旋镜(3)，旋镜(3)为多面体，旋镜(3)的旋转由控制器控制；
所述印制组件(131)所采用的UV油墨由下列重量份的原料制成：气相白炭黑5-10份，硅藻土粉0.5-1.4份，聚氨酯丙烯酸酯25-28份，聚酯丙烯酸酯13-24份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2-3份，二氧化钛1-2份，有机颜料5-10份，苯乙烯磺酸钠0.3-0.5份。
2.根据权利要求1所述的采用印铁机及环保涂料的印刷方法，其特征在于：还包括步骤(5)、在印涂好的基材内外表面进行喷蜡，以保持基材表面有足够的滑度，喷蜡量10～25mg/m2。
3.根据权利要求1所述的采用印铁机及环保涂料的印刷方法，其特征在于：所述UV油墨通过以下方法制得：将各物料混合，加热至50-56℃，搅拌150-240分钟。
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