CN108162621A - 一种金属表层打印彩色图像和信息的方法 - Google Patents

Abstract

一、发明专利名称：一种金属表层打印彩色图像和信息的方法二、所属技术领域：金属材料印刷三、发明解决的技术问题：1、高分辨率的图像和信息；2、图像和信息可以耐受高耐磨得以保持和保存；3、图像和信息实现可变数据的印刷而无需制版过程。四、发明的技术方案要点：在需要印刷图像和信息的金属材料表层进行激光烧蚀微孔，根据图像和信息所需分辨率烧蚀微孔数量。然后，采用喷墨型打印机对烧蚀位置打印所需图像和信息，墨水进入微孔，待墨水干燥后，对打印部位进行封孔。五、发明专利的主要用途：包括但不限于装饰装潢业装饰板；广告业招牌吊牌；数码电子产品外壳；制造业在金属半成品或成品上印刷编码、防伪等信息或可变信息；家具业装饰板。

Description

一种金属表层打印彩色图像和信息的方法

技术领域

金属材料表层彩色图像和信息（数据）的打印。

背景技术

目前在金属材料表层进行单色的或彩色的图像和信息的印刷或打印的主要方式为丝网印刷、UV喷墨打印、电镀、电泳、喷涂烤漆、静电以及铝材的阳极氧化浸染等染色或彩色印刷。这其中丝网印刷和UV喷墨打印可以实现金属表面的彩色图案印刷，其他方式不能进行彩色图案的印刷而只能完成单一颜色的印刷或染色。上述金属表面印刷方式除UV喷墨打印方式以外均无法实现可变数据、可变信息和防伪信的印刷。但UV喷墨打印的缺点和下述丝网印刷类同。也就是说目前的技术和工艺在解决金属材料表面装饰效果以及信息标记方面亟待改观。

丝网印刷虽然可以进行彩色图案（图像）的印刷，但是工艺缺陷也是显而易见的，诸如：

1、可以进行简单多色的图案印刷；

2、墨层附着于材料表面，增加了金属材料厚度；

3、墨层的耐摩擦能力取决于油墨的耐摩擦水平或墨层上附着起到保护性覆膜的耐摩擦性能；

4、墨层的耐腐蚀能力（譬如，包括但不限于酸碱腐蚀）取决于油墨的耐腐蚀水平或墨层上附着起到保护性覆膜的耐腐蚀性能；

5、墨层的抗污能力取决于油墨的抗污水平或墨层上附着起到保护性覆膜的抗污性能；

6、墨层的耐候能力取决于油墨的耐候水平或墨层上附着起到保护性覆膜的耐候性能；

7、复杂图案与印刷困难正相关；

8、图案颜色越多与印刷难度正相关。

发明内容

本发明实现了在金属材料表面的彩色图像的喷墨打印。显著优点包括但不限于：

1、色域宽。理论值可以呈现的颜色数量为1600万种色彩；

2、多颜色图像的打印相较于单色图像打印同等面积成本变动不明显；

3、多颜色图像的打印相较于单色图像打印同等面积加工难度变动不明显；

4、墨水位于金属表层以下，耐摩擦能力非常强；

5、墨水位于金属表面以下，颜料型墨水的耐候性强；

6、墨水位于金属表面以下，抗污能力非常强；

7、墨水位于金属表面以下，耐腐蚀能力非常强；

8、耐候性要求不高的领域可以使用染料型墨水；

9、无需经过制版等前置准备工作过程，对单一图像打印的工件数量没有限制；

10、图像经电脑制作，发送至喷墨设备完成打印，所见即所得；

11、可变数据、可变信息的打印；

12、控制激光打孔的孔径、孔深及孔间距实现印刷图像质量可控、可调；

13、墨水采用颜料型水基墨水和染料型水基墨水。满足环保要求；

14、图像加工位置、大小和精度灵活；

15、不同金属种类均可实现图像打印，适用材料品类的跨度大；

16、微压电喷头、热发泡喷头和工业压电喷头喷墨设备均可；

17、可以打印彩色或单色的图像、图形、符号、条形码、二维码、数据符号信息。

首先，确认需要进行图像打印的金属材料表面系水平面，高低点落差小于1毫米；或金属材料经过图像打印后可以进行机械加工但不破坏图像品质；或金属材料表面系曲面或圆角，需配合专用治具平台完成打印。通过激光打出数量众多微孔，在金属表层下（参见空洞形态示意图）形成致密的微孔作为墨水扩散、铺展与吸附的空间载体，从而实现成像显色的目的。在X、Y两个方向根据工件对于图像品质要求按照相同像素数目加工出一致的孔洞数量，例如，72DPI，300DPI。（参见下图）

参见附图说明图1

参见附图说明图2

每一个孔洞的直径应当控制在≥42微米±2微米，孔洞深度控制在20微米±2微米，孔间距控制在＞30微米±2微米，孔密度控制在＜350个孔/1英寸（1 inch）。众所周知，大于300DPI的图像精度对于人类视觉已经没有清晰度提高的意义，故图像成像质量最大精度极限设定为300DPI*300DPI。大量的激光打孔后在金属表面形成喷墨墨水适宜扩散和附着的孔洞层，利用喷墨打印设备对孔洞区域进行打印，从而实现成像。打印彩色的或单色的图像、图形、符号、条形码、二维码、数据符号信息。本方法可以满足多种需求和应用场景,诸如（包括但不限于）：装饰性需求方面、信息呈现需求方面、防伪需求方面以及隐匿信息需求方面。空洞形态的控制，桶形孔为推荐最佳形态，直孔孔洞次之，图像精度不高直孔空洞也可使用，锥形孔或坑应当避免。不论是微压电喷头类型、热发泡喷头类型以及工业压电喷头类型喷墨打印设备均可以实现。不论扫描式（Scan）或Single-pass（One-pass）打印方式的喷墨打印设备均适用。（参见下面示意图）

参见附图说明图3

喷墨打印方式墨水采用水基颜料墨水或水基染料墨水，可以最大化满足环保要求。墨水颜色最少需采用C M Y K四色及以上墨水数量，重要原则是根据加工图像品质的要求确定打印设备。打印后，等到孔洞内水分自然干燥挥发完毕，可以进行封孔作业，更好地保护图像、确保信息质量不减损。打印后，自然风干后即可进行封孔等操作。若环境湿度大，可进行烘干，热风、烘箱等方式，温度控制在＜50℃，烘干时间越短越好，达到烘干目的即停止。使用本方法在金属表层彩色打印的实验作品见下面示意图。

参见附图说明图4

参见附图说明图5

附图说明

图1为俯视图；

图2为孔洞形态示意图；

图3为平板喷墨打印机示例；

图4为本方法实例1；

图5为本方法实例2。

Claims (6)

1.一种金属表层打印彩色图像和信息（数据）的方法，其特征包括，金属材料表面经过激光打出数量众多有深度的微孔，作为喷墨墨水液滴的铺展、附着和承载空间，喷墨打印设备使用彩色水基颜料墨水或水基染料墨水对打孔区域打印，实现金属表层彩色的或单色的图像、图形、符号、条形码、二维码和数据符号信息的视觉呈现。

2.基于权利要求书1项，数量众多的微孔，在X、Y两个方向根据图像、图形、数据符号信息的清晰度要求，控制相应的激光打孔的数量。

3.基于权利要求书1项，孔洞的高度（深度）控制在20微米±2微米。

4.基于权利要求书1项，空洞直径控制在≥42微米±2微米。

5.基于权利要求书1项，打印设备采用水基颜料型墨水或水基染料型墨水。

6.基于权利要求书1项，喷墨打印设备喷头采用微压电喷头、发泡式喷头和压电式工业喷头。