CN106218201A - 静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及其制备方法，打破现有装饰面板一贯采用丝网印刷技术制作的技术惯性思维，采用静电印刷的方式将图案所有分色一次性同时印在装饰面板上，实现高效印刷，无需制版，图案清晰。

Description

静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及 其制备方法

技术领域

本发明涉及电器设备领域，主要涉及静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及其制备方法。

背景技术

装饰面板是在塑料基材(如PET)上印刷各种功能指示图样及其它装饰性图样的面板，广泛应用于各种电器类产品。现有的家用电器或者设备仪器的装饰面板，一般包括显示区及按键区；显示区为透明区域，用于显示电器仪器的相关数据；按键区中包含半透明区域，用于为按键提供光源；其余大部分为不透明不透光区域。装饰面板的形式可以为按压式装饰面板，多见于电饭锅、空调等的控制区；可以为触控式装饰面板，多见于净化器、加湿器等的控制区。

目前，市面上所有制作装饰面板方法全部都是采用丝网印刷工艺，完全没有脱离丝网印刷技术的基础，且近40年的发展历程中均没有替代性的技术改进丝网印刷装饰面板的工艺，至多也是改进为自动化的丝网印刷，将手工动作改为机器动作，但其基础原理还是丝网印刷原理，该丝网印刷的工艺特点是利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷。丝网印刷工艺一般是，开料、制版、调墨、印刷、成型。制版的过程是根据不同颜色的分布，一个颜色制一个版，通常一个装饰面板要制备多个网版。调墨是根据装饰面板多少种颜色，调多少种油墨。印刷时在丝网印版一端上倒入相应颜色的油墨，用刮印刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上，再经过干燥固化后形成图案印刷。在生产过程中普遍存在着以下几方面的问题：1、影响环保的三废问题，在网版制作中产生大量废水，调墨使用的有机溶剂挥发产生废气，利用有机清洗液清洁网板时产生大量的固废物；2、影响产品质量的套色不准问题，丝网印刷只能一次印刷图案中的一种分色，多色图案则需多次印刷，而多次印刷存在套色不准的因素，造成废品的增加，影响产品的合格率；3、影响生产效率的问题，一个图案的多次印刷，带来的多次更换网板、多次印刷干燥，延长了生产周期，增加了工时、能耗；4、因网板是静态，在印刷中不能改变数据，实现个性化印刷。以上问题的存在对于当今倡导的绿色环保节能印刷产业及适应互联+经济大环境的可变数据印刷个性化面板产品的应用将产生制约作用。阻碍着面板制作产业的发展。而现在行业所有的从业者均形成一种技术惯性思维，要解决或者弱化上述技术问题的思路均是如何采用更加环保的材料和废水处理的环保工艺；如何采用定位方法让套色更加准确；如何采用自动化设备提供效率等技术方向的思考，没有尝试跳出丝网印刷的惯性思维解决装饰面板的制作问题。

静电印刷技术是在光导表面上建立图像，将具有带电颗粒的墨涂覆到光导表面，以便它们有选择地结合到该图像，然后将以图像形式的带电颗粒转印到印刷媒介。静电印刷技术可以一次将图案所有分色一次性同时印在承印物上，实现高效印刷，但是现有技术中静电印刷技术一般只用于软包智能印刷，如可口可乐的标签和食品软包装的印刷等。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及其制备方法，旨在打破现有装饰面板一贯采用丝网印刷技术制作的技术惯性思维，提供一种全新技术路径，同时有效解决现有装饰面板生产工艺会产生废水废气、耗时耗能的问题。

本发明的技术方案如下：

静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用，其中，将静电印刷技术应用于装饰面板的生产。

装饰面板的制备方法，其中，包括以下步骤：

B、通过静电印刷技术在塑料面板上印刷图案成形。

所述的装饰面板的制备方法，其中，步骤B包括以下步骤：

b1、根据装饰面板上的印刷图样，应用CTP印版技术通过激光成像在光学成像滚筒生成印刷图样的印板；

b2、根据印刷图样对光学成像滚筒进行与印刷图样一致地选择性地充电；

b3、在显影器辊子与电极之间施加足够的电势，以使油墨颗粒充电并粘附到显影器辊子上；

b4、将油墨从显影器辊子上选择性地转印到光学成像滚筒上，形成印刷图像；

b5、将油墨从光学成像滚筒上一次性转印至胶布滚筒上；

b6、将油墨从胶布滚筒上一次性转印至塑料面板上，形成图案层。

所述的装饰面板的制备方法，其中，图案层由多层印刷图像组成，显影器辊子依次一层一层地在光学成像滚筒上转印油墨。

所述的装饰面板的制备方法，其中，在步骤B之前包括以下步骤：

A、对塑料面板进行前处理，增加塑料面板表面的吸附能力。

所述的装饰面板的制备方法，其中，步骤A包括以下步骤：

a1、对塑料面板的表面进行电晕处理。

所述的装饰面板的制备方法，其中，步骤A包括以下步骤：

a2、在塑料面板的表面涂覆一层用于增强油墨附着力的涂层。

所述的装饰面板的制备方法，其中，在步骤B之后包括以下步骤：

C1、通过分光光度计对分色的光谱进行分析测定，利用数据对分色进行色差的闭环控制，通过闭环控制确保产品的分色的一致性。

所述的装饰面板的制备方法，其中，在步骤C1之后还包括以下步骤：

C2、利用图形扫描技术对产品图形完整性的测定。

一种装饰面板，所述装饰面板包括塑料面板和印刷在塑料面板表面的图案层，其中，所述图案层是采用静电印刷技术印刷于塑料面板之上。

有益效果：本发明的目的是打破现有装饰面板一贯采用丝网印刷技术制作的技术惯性思维，提供一种全新技术路径，采用静电印刷的方式将图案所有分色一次性同时印在装饰面板上，实现高效印刷，无需制版、调墨，图案清晰。具有以下优点：1、应用激光成像的CTV印版制作技术制作印版，替代丝网印刷制作工艺，实现了废水的零排放，同时采用去磁的方法，替代有机清洗液清洗网板，排除了固废物的产生；电子油墨的应用替代了丝网印刷的有机溶剂调墨，克服了废气的挥发。2、应用转印成像技术将图案所有分色一次性印刷在承印物上，替代丝网印刷图案分色的多次印刷，排除了套色不准的因素；同时，可以采用分色光度频谱分析技术、图像扫描技术，实现产品质量的闭环控制，将合格率提升至接近100％。3、图案多分色的一次性同时印刷，省去了丝网印刷的多次印刷周期、干燥周期，有效地节省了工时、能耗；产品的生产效率有数倍的提高，而能耗实现数倍的下降。4、应用可变数据印刷技术，通过自动印刷个性化信息实现了丝网印刷不可能的个性化制作，拓展了装饰面板的应用领域。综上，本发明中将静电印刷技术应用于装饰面板的智能生产中，通过实现工艺流程连续作业的面板智能制作工艺，全面解决了丝网印刷工艺存在的问题，对装饰面板制作工艺进行了颠覆性的创新，对装饰面板制造产业起到飞跃性的提升。

附图说明

图1为本发明提供的装饰面板的智能制作方法流程图。

图2为本发明采用静电印刷技术的基本结构原理图。

图3为本发明采用静电印刷技术的基本结构原理图(二元墨显影器放大图)。

图4为本发明实施例中装饰面板的智能制作方法的流程结构示意图。

图5为本发明实施例中静电印刷方法制备得到的装饰面板的平视效果图。

图6为本发明实施例中静电印刷方法制备得到的装饰面板局部放大图。

图7为本发明实施例中喷墨打印方法制备得到的装饰面板的平视效果图。

图8为本发明实施例中喷墨打印方法制备得到的装饰面板局部放大图。

图9为本发明实施例中丝网印刷方法制备得到的装饰面板的平视效果图。

图10为本发明实施例中丝网印刷方法制备得到的塑料面板局部放大图。

具体实施方式

本发明提供一种静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用和装饰面板及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提供的一种静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用，是将静电印刷技术应用于装饰面板的生产中，并根据装饰面板的特殊性能要求，对制备方法进行了调整和改进，使采用静电印刷技术制备得到的装饰面板满足要求，同时将图案所有分色一次性同时印在装饰面板上，实现高效印刷，无需制版，图案清晰。

在本申请日以前，本领域技术中并没有出现将静电印刷技术用于装饰面板的生产中，主要有以下几点原因：一、技术领域的不同，静电印刷技术一直用于软包及不干胶的生产中，如可口可乐的标签等，而装饰面板的生产则属于家电、电器、机械设备、医疗器材类零部件的生产；二、存在技术偏见，对于装饰面板来说，有一个重要的参数要求，就是不透光，而采用静电技术制备的软包标签则是透光的；三、软包标签的色彩鲜艳、图案丰富，并不适用于装饰面板；四、承印物不同，采用静电技术制备的软包标签是以胶膜或不干胶纸等柔性载体为承印物的，而装饰面板则是采用高韧性塑料板(如PET及PC等)作为承印物。所述装饰面板包括塑料面板和印刷在塑料面板表面的图案层。具体地，本发明所提供的装饰面板的智能制作方法，如图1所示，包括以下步骤：

a、对塑料面板进行前处理；

b、通过静电印刷技术在塑料面板上印刷图案成形；

c、成品检验及收集。

前处理的工序具体包括以下步骤：

a1、对塑料面板的表面进行电晕处理；

a2、在塑料面板的表面涂覆一层用于增强油墨附着力的涂层。

在前处理的工序中，应用电晕放电技术对塑料面板表面进行电晕处理以致增加塑料面板表面的吸附能力，使塑料面板更能接受涂料。更进一步地，可以再经过涂布方式，在塑料面板表面涂上一层增强油墨附着力的涂层，经干燥后固化在塑料面板表面。此处用于增强油墨附着力的涂层为市面常规可购产品，如丙酮、MEK、PP水等，在此方案中不对该涂层作限定。前处理工序可以使静电油墨牢固地附着在塑料面板上，不易脱落，防止出现装配装饰面板时产生的刮花，导致不透光区域出现透光的现象。在本发明方案中，是允许使用标准的未经处理的承印物，该前处理步骤是可以省略的。只是经过预处理的塑料面板，印刷效果更好。

步骤b中，主要分为印板制作与印刷两个步骤，印板部分应用CTP印版技术(脱机直接制版，数字化印版成像)通过激光成像在光学成像滚筒生成印刷图样的印板，印刷部分主要通过胶印技术；墨水通过印板及橡皮滚筒、压印滚筒的作用，在承印物印制图案，印刷过程中应用可变数据印刷技术自动印刷个性化信息，应用一次转印成像技术可将所有分色一次性同时印在承印物上。

现在将参考图2和图3描述如本文中所述的方法，但并非限制实例。结合图2和图3所示，光学成像滚筒102(PIP-照片印版)被充电辊12充电，激光写入头14(WH写入头)将所需图像图案放电到光学成像滚筒102上(形成潜像)，随后将来自多个二元墨显影器104中之一的被充电静电油墨电转印到光学成像滚筒102的被放电区域上。若图案层由多层油墨组成，则重复多次转印的过程，直至图案层转印完毕。之后，墨水再一次性被转印到胶布滚筒101，在所述胶布滚筒101处所述墨水通过使用内部和外部加热器20二者经历干燥和软化-融化。干燥熔融墨水作为与“热熔胶”类似的胶粘膜从胶布滚筒101浮现，并且最终墨水被压制到被塑料面板118上。

二元墨显影器(BID)104包括外壳106，其内部布置BID的其他部件。该外壳106限定了存储墨的墨托盘108，所述油墨最终用于在塑料面板118上形成图像。在一些实例中，该油墨为包含含有液体载体的颗粒的油墨合成物，并且其中分散含有树脂的颗粒。BID 104包括第一电极110和第二电极112。第一电极110和第二电极112可以在负电势下，诸如-1800伏特或更少。第一和第二电极限定进口室111。第一电极具有表面，其大体上形状相应于显影器辊子114的弯曲外表面。在使用中，包含含有树脂的颗粒的油墨合成物被转印到进口室111，将其装满，直到液体油墨合成物的表面到达该室111的顶部并接触旋转中的显影器辊子114为止。如果在其转印到光学成像滚筒102之前，在BID周围存在墨的循环，该树脂颗粒的充电得以促进。

BID 104包括橡皮辊子116，与显影器辊子114相比，其在相反方向上旋转，并且其处于比显影器辊子114更加负值的电势下，诸如在-600到-1000伏的范围中。随着显影器辊子114旋转，显影器辊子上的油墨合成物接触橡皮辊子116。在缺少油墨时，该橡皮辊子116压靠向显影器辊子，并且橡皮辊子或者显影器辊子的任一或两者具有可压缩表面。当墨通过显影剂辊子114和橡皮辊子116之间时，由于显影器辊子114和橡皮辊子116之间的电势差，含有树脂的颗粒再次被布置为向显影器辊子114移动，并且去除与该颗粒关联的一些液体载体，使油墨集中在显影器辊子114上。去除的液体载体向下流到腔体117内，然后进入墨托盘108，其与腔体117流体连接。

BID 104包括海绵辊子122，其在与清洗器辊子120相同的方向上旋转。海绵辊子122为海绵，其特征在于，其具有许多开放单元或小孔。例如，该海绵辊子122可以由开放单元聚氨酯泡沫体制成。该海绵辊子122能够被压缩，并且通过使其路径被BID104的副电极112、清洗器辊子120、和挤压器(squeezer)辊子130干涉而被压缩。

该海绵辊子122从显影器辊子114吸收由清洗器辊子120、和由刮板124清洗的未使用墨。也就是说，保持在清洗器辊子120上未被海绵辊子122吸收的任何未使用的墨从清洗器辊子120由刮板124刮到海绵辊子122中。该刮板124是BID104的刮擦机构126的一部分，并且该刮擦机构126也包括刮(后)壁128。

具体地，步骤b包括以下步骤：

b1、根据装饰面板上的印刷图样，应用CTP印版技术通过激光成像在光学成像滚筒生成印刷图样的印板；

b2、根据印刷图样对光学成像滚筒进行与印刷图样一致地选择性地充电；

b3、在显影器辊子与电极之间施加足够的电势，以使油墨颗粒充电并粘附到显影器辊子上；

b4、将油墨从显影器辊子上选择性地转印到光学成像滚筒上，形成印刷图像；

b5、将油墨从光学成像滚筒上一次性转印至胶布滚筒上；

b6、将油墨从胶布滚筒上一次性转印至塑料面板上，形成图案层。

步骤b1中，应用CTP印版技术通过激光成像在光学成像滚筒生成印刷图样的印板，通过电脑设置参数比例，全自动印刷过程，很好地完成了装饰面板需要透明、半透明和不透明的设计，图形成像快速高效，可以制作出高分辨率图片，能满足更高要求的装饰面板制作，制作的产品美观大方、更贴近生活，可以达到申请日以前的丝网印刷及喷墨打印无法实现的效果。图案层附着在塑料面板之上，由下之上依次可以包括装饰层、吸附底层衬底和遮光层中的一种或一种以上，根据图案层的透明区、半透明区和不透明区，通过电脑设置图案层的颜色、层数、图样。如果图案层同时含有装饰层、吸附底层衬底和遮光层，先吸附装饰层(一般是多色组成)，再吸附衬底层(一般为白色，一层或多层，使用超级白油墨，可以减少油墨层数)，最后是遮光层(一般是黑色)，每个面板完成所有工序才转另一个产品。

步骤b2中，该选择性地充电的过程是，有图样的地方进行充电，没有图样的地方不充电，即透明区不充电，不透明区和半透明区充电。

进一步地，由于装饰面板的不透明区域要达到不透光的效果，因此，在印刷图样中的不透明区域要印刷1～6层的油墨。为了使油墨能一次性的转印到塑料面板上，所述光学成像滚筒与胶布滚筒之间设置间隙，当光学成像滚筒在显影器辊子上依次一层一层地粘附了1～6层油墨后，胶布滚筒再与光学成像滚筒的表面接触，将油墨从光学成像滚筒上一次性转印至胶布滚筒上，最后一次性转印至塑料面板上。油墨的印刷层数可以根据装饰层图案色彩而定，色彩偏暗印刷次数可以降低，色彩鲜艳及饱和度高的图案，印刷次数需要适当地增加。

用于印刷的静电油墨的组成可以包括：混合树脂、液体载体和其上具有表面活性剂涂层的导电金属颜料，以形成包含分散在液体载体中的树脂和导电金属颜料的静电油墨组合物。在本发明方案中，对静电油墨的种类不进行限定，只要适用于静电印刷机的静电油墨均能实现在塑料面板上打印图层。

步骤c中，是对产品进行成品检验及收集，此步骤在本发明方案中也是为可选项目。对成品进行检验的过程可以为，通过分光光度计对分色的光谱进行分析测定，利用数据对分色进行色差的闭环控制，通过闭环控制确保产品的分色的一致性，同时利用图形扫描技术对产品图形完整性的测定，确保产品的图形质量。通过以上两个检验过程后利用相应装置收集产品，如采用复卷机将产品收集成卷状。

以下通过具体的实施例对本发明做进一步说明书，但并非限制实例。

如图4所示，装饰面板的智能制作方法，包括以下步骤：

步骤一、承印物前处理工序通过开卷机10的卷筒纸导板11将PET面板导入电晕装置2进行电晕处理至PET面板表面更能接受涂料，而后进入涂布装置13涂上增加油墨附着力的涂层，经过干燥器4干燥后涂层固化在PET面板表面。本步骤的功能允许使用标准的未经处理的PET面板，同时消除预计划处理的需要。

步骤二、图案印刷形成工序，完成步骤一的PET面板经过胶布滚筒101与压印滚筒16的作用完成图案印刷，胶布滚筒101作为印刷图案及油墨的过渡载体，图案印版在光学成像滚筒102通过激光写入头14利用CTP印板技术制成，通过充电棍12对光学成像滚筒102施加电场后带有静电的印板图案吸附二元墨显影器104中的油墨通过胶布滚筒101转载给承印物形成图案，其过程可一次性将图案的分色同时印在PET面板上。

步骤三、产品检验及收集工序完成步骤二的PET面板产品通过分光光度计21对分色进行光普分析测试，利用数据对分色进行色差的闭环控制，确保产品分色的一致性，同时利用图像扫描仪22对产品图案完整性的测定，确保产品的图案质量，通过以上两个检验过程后，利用复卷机23将产品收集成卷状。

分别采用丝网印刷的方法和喷墨打印的方法打印同样图案的装饰面板。对比静电印刷的方法、丝网印刷的方法和喷墨打印的方法打印出来的装饰面板的打印效果，如图5～图10所示。图5、图7、图9为三种装饰面板的平视效果图，图6、图8、图10为三种装饰面板上相同位置的放大图。从图5～图10可以看出，丝网印刷的字数带有锯齿(这个是由丝网版决定)但由于锯齿不明显，目测合格；喷墨打印的字数有油墨浅散现象较明显，目测不合格；智能印刷的字数由四色组合，虽带有颗点，但比较幼细，在装饰面板的检验标准内，采用智能印刷技术的装饰面板的是符合要求的。

对智能印刷的装饰面板进行检测，光源为日光灯40W，800LUX以上，距离被检产品300mm，检查角度为垂直光源正面90°±45°，在智能印刷的装饰面板没有出现异物、露底、漏印、模糊/断线、错位、针孔、擦伤/划痕、色差、不透光区域不漏光等缺陷。另外，对装饰面板上的油墨进行附着力测试，测试结果为合格：1.用纯棉布蘸无水酒精(浓度大于99.5％)对印刷部位来回20次，无脱墨现象；2.使用百格器在图案上划出百格，再选用3M 600胶带紧贴划伤的部，静90秒后，用手抓住胶带一端，在垂直方向迅速拉起胶带，重复5遍，无可视性油墨脱落。

本发明通过实现工艺流程的连续作业，实现面板的智能制作，很好地解决上述存在的问题，面板的印刷图案质量将得到全面提升，图案可快速转换，实现柔性作业，通过改变数据、微缩字体，实现产品个人化，印刷图案色差将得到有效控制，产品保持一致性。对图案进行扫描检验，确保产品印刷质量。印刷过程中可将所有分色一次性同时印在承印物上，替代了多次印刷，极大地提高了生产效率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.静电印刷技术在装饰面板的智能制作中的应用，其特征在于，将静电印刷技术应用于装饰面板的生产。

2.装饰面板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

B、通过静电印刷技术在塑料面板上印刷图案成形。

3.根据权利要求2所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，步骤B包括以下步骤：

b1、根据装饰面板上的印刷图样，应用CTP印版技术通过激光成像在光学成像滚筒生成印刷图样的印板；

b2、根据印刷图样对光学成像滚筒进行与印刷图样一致地选择性地充电；

b3、在显影器辊子与电极之间施加足够的电势，以使油墨颗粒充电并粘附到显影器辊子上；

b4、将油墨从显影器辊子上选择性地转印到光学成像滚筒上，形成印刷图像；

b5、将油墨从光学成像滚筒上一次性转印至胶布滚筒上；

b6、将油墨从胶布滚筒上一次性转印至塑料面板上，形成图案层。

4.根据权利要求2所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，图案层由多层印刷图像组成，显影器辊子依次一层一层地在光学成像滚筒上转印油墨。

5.根据权利要求2所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，在步骤B之前包括以下步骤：

A、对塑料面板进行前处理，增加塑料面板表面的吸附能力。

6.根据权利要求5所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，步骤A包括以下步骤：

a1、对塑料面板的表面进行电晕处理。

7.根据权利要求6所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，步骤A包括以下步骤：

a2、在塑料面板的表面涂覆一层用于增强油墨附着力的涂层。

8.根据权利要求2所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，在步骤B之后包括以下步骤：

C1、通过分光光度计对分色的光谱进行分析测定，利用数据对分色进行色差的闭环控制，通过闭环控制确保产品的分色的一致性。

9.根据权利要求8所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，根据权利要求2所述的装饰面板的制备方法，其特征在于，在步骤C1之后还包括以下步骤：

C2、利用图形扫描技术对产品图形完整性的测定。

10.一种装饰面板，所述装饰面板包括塑料面板和印刷在塑料面板表面的图案层，其特征在于，所述图案层是采用静电印刷技术印刷于塑料面板之上。