CN108367576B - 具有可移除的平坦基底支撑装置的喷墨印刷装置 - Google Patents
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Abstract
喷墨印刷装置包括:真空平板台(400),其构造成利用应用的真空功率且在印刷的同时,在压住面积中,抵靠真空平板台(400)而支撑大型和平坦基底(502);以及可移除的平坦基底支撑装置(100),其构造成在印刷的同时支撑大型和平坦基底(502);其中,真空平板台(400)构造成通过应用的真空功率将可移除的平坦基底支撑装置(100)静止地联接到真空平板台(400)上。
Description
技术领域
本发明涉及大型喷墨印刷装置,尤其是真空平板台喷墨印刷装置,以用于以不同的方式支撑大型基底。
背景技术
较好地执行印刷头的可用性,诸如喷嘴丢失和喷嘴掉落减少,以及印刷头成本降低,扩大喷墨印刷系统的最大印刷大小,以印刷在大型基底或多个基底上,诸如木头、玻璃或印刷板。为了支撑这些大型基底或多个基底,必须制造大型真空平板台(400)。最大化地使用大型真空平板台(400)会增加印刷工作量和提高生产率,这在经济上是有益的。
几个喷墨印刷装置制造商出售移动台架真空平板台喷墨印刷机,其中,大型基底装载在真空平板台(400)上,并且台架(包括成组印刷头(305))在装载的基底上方移动。成组印刷头在印刷的同时在基底的上方来回扫掠。这样的移动台架真空平板台喷墨印刷机的示例是FUJIFILMTM Acuity Advance Select X2、Agfa GraphicsTM:Jeti Mira和SwissQPrintTM Nyala 2。这些喷墨印刷装置尤其适合标识&展示市场。
真空平板台喷墨印刷装置中使用的另一个方法是使装载有大型基底的真空平板台在包括在台架上的成组印刷头的下方移动。成组印刷头在印刷的同时来回扫掠,诸如Agfa GraphicsTM:Jeti 3020 Titan。这些喷墨印刷装置尤其适合标识&展示市场。
真空平板台喷墨印刷装置的几种现有方法全部都有它们本身的优点,诸如精确性、生产量高、多用性。
现有技术的真空平板台喷墨印刷装置包括一个大型真空平板台,以支撑和印刷某组基底,但如果另一个基底需要特殊操作,诸如运送,则必须使用另一个真空平板台喷墨印刷装置。使用多个平板台喷墨印刷装置使得使所有这些喷墨印刷机装置全天进行印刷工作以及在工业环境中7天-7天不停歇地工作,在经济上是效率低下的。不管是否与具体喷墨印刷装置知识一起,在生产中的各个喷墨印刷装置还需要单独的校准时间和整修时间。
就是为为什么需要这样的喷墨印刷装置,它能够使用所有类型的基底来在上印刷,使得喷墨印刷装置的生产率提高,喷墨印刷装置的服务和校准的损失较少。
发明内容
为了克服上面描述的问题,已经用权利要求1限定的喷墨印刷装置实现了本发明的优选实施例,而且本发明的喷墨印刷方法由权利要求8限定。
特别地,本发明是使用可移除的静止平坦基底(502)支撑装置来支撑要在上印刷的平坦基底(502),平坦基底(502)可联接到喷墨印刷装置的真空平板台(400)上,以使得在用于支撑和印刷公共基底(诸如纸)的真空平板台(400)和用于支撑和印刷其它基底(诸如玻璃)的可移除的静止平坦基底支撑装置之间容易地切换。这对本发明提供以下优点:操纵、支撑和印刷在所有类型的基底上,而不需要从喷墨印刷装置切换,而是仅仅从喷墨印刷装置供应真空平板台(400)上的可移除的静止平坦基底(502)支撑装置。本发明使得喷墨印刷装置为“多基底喷墨印刷装置”。
根据以下描述,本发明的另外的优点和实施例将变得明显。
附图说明
图1示出包括负荷球(950)的球传送单元(450)的横切面,负荷球附接到多个较小的支撑球(930)上,以使负荷球(950)平稳地旋转。示出的球传送单元(450)包括毛毡密封件(920),以防止诸如支撑球(930)的壳体(910)内部变脏。球传送单元(450)可通过螺栓(940)构建在球传送台(150)上。球传送台(150)在图中是不可见的。
图2示出几种类型的球传送单元(450)。
图3示出来自现有技术喷墨印刷装置(300)的横切面,典型的真空平板台喷墨印刷装置,诸如Agfa GraphicsTM: Jeti Mira。喷墨印刷装置(300)包括印刷头(305)和干燥系统(315),以将墨水喷射在平坦基底(502)上。平坦基底(502)通过连接到真空平板台(400)的支撑表面上而支撑在大型真空平板台(400)上。通过使印刷头(305)和干燥系统(315)在真空平板台(400)上方来回移动来执行液体印刷。
来自4至8(图4、图5、图6、图7、图8)的图示出了本发明的优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)支撑在来自根据图3的现有技术的喷墨印刷装置(300)的真空平板台(400)上。
图4示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括用以支撑在上印刷的平坦基底(502)的成组球传送单元(450),而非真空平板台(400)。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过其真空功率而联接到真空平板台(400)上。
图5示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括处理器件(120),以通过平坦基底(502)的背侧使来自印刷头(305)的喷射液体在平坦基底(502)的印刷侧上固定不动。形成液体层或墨水层的喷射液体在此图中是不可见的。处理器件(120),在这里是固化装置,它包括几种干燥源,其中,干燥源中的一些在非支撑区域处是切断的。接通的干燥源被示太阳符号。切断的干燥源被示为加删除线的太阳符号。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过其真空功率而联接到真空平板台(400)上。
图6示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括处理器件(120),以调整平坦基底(502)的受控湿度。处理器件(120),在这里是湿度控制器,包括若干水分进给器,其中水分进给器中的一些在非支撑区域处是切断的。接通的水分进给器被示为双波浪符号。切断的水分进给器被示为加删除线的双波浪符号。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过其真空功率而联接到真空平板台(400)上。
图7示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括处理器件(120),以对平坦基底(502)应用受控温度。处理器件(120),在这里是温度控制器,包括若干冷却元件,其中冷却元件的一些在非支撑区域处是切断的。接通的冷却元件被示为雪花符号。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过其真空功率而联接到真空平板台(400)上。
图8示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括用于柔和地支撑平坦基底(502)的成组空转辊(108)。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过速释紧固件(420)而联接到真空平板台(400)上。
图9示出来自现有技术的喷墨印刷装置(300)的横切面,带有真空带(432)的典型的真空平板台喷墨印刷装置,诸如Agfa GraphicsTM: Jeti Tauro。喷墨印刷装置(300)包括印刷头(305)和干燥系统(315),以将墨水喷射在平坦基底(502)上。平坦基底(502)支撑在大型真空带(432)和真空平板台(400)上,平坦基底(502)通过大型真空平板台(400)的真空功率而连接到真空带(432)的支撑表面上。通过使印刷头(305)和干燥系统(315)在真空平板台(400)上方来回移动来执行液体印刷。真空平板台(400)被在两个滑轮(431)上旋转的真空带(432)包绕。旋转被示为滑轮(431)中的箭头符号。
图10和11(图10、图11)示出本发明的优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)支撑在真空带(432)上,并且因而支撑在来自根据图9的现有技术的喷墨印刷装置(300)的真空平板台(400)上。使真空带(432)旋转的功率是切断的,其被示为滑轮(431)中的十字符号,而非滑轮(431)中的箭头符号。
图10示出优选实施例,其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括用于柔和地支撑平坦基底(502)的成组空转辊(108)。可移除的平坦基底支撑装置(100)通过其真空功率而联接到真空平板台(400)上,并且其中,真空带(432)夹在可移除的平坦基底支撑装置(100)和真空平板台(400)之间。
图11示出优选实施例,它类似于图10,但其中平坦基底(502)通过使输出卷旋转而卷对卷地运送,使得平坦基底(502)在可移除的平坦基底支撑装置(100)上面拖过。
具体实施方式
本发明是喷墨印刷装置(300),它包括:真空平板台(400),其构造成利用应用的真空功率且在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的压住面积中,抵靠真空平板台(400)而支撑平坦基底(502);以及可移除的平坦基底支撑装置(100),其构造成在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的接触面积中支撑平坦基底(502);以及速释紧固件,其用于将可移除的平坦基底支撑装置(100)静止地联接到真空平板台(400)上,以及/或者其中,真空平板台(400)构造成通过应用的真空功率来将可移除的平坦基底支撑装置(100)静止地联接到真空平板台(400)上。包括真空平板台(400)的喷墨印刷装置(300)也称为真空平板台喷墨印刷装置。
压住面积更优选地介于4m2和40m2之间,并且最优选地介于5m2和25m2之间。能够在上印刷的平坦基底(502)的大小越大,则喷墨印刷装置(300)的生产率就越高。
接触面积更优选地介于4m2和40m2之间,并且最优选地介于5m2和25m2之间。能够在上印刷的平坦基底(502)的大小越大,则喷墨印刷装置(300)的生产率就越高。接触面积限定可由可移除的平坦基底支撑装置(100)支撑的基底的最大表面面积。
在优选实施例中,压住面积具有与接触面积相同的形式,并且更优选地,具有与接触面积相同的长方形形式;最优选地,压住面积的大小比接触面积大100%和125%之间。本发明对于尺寸大且平坦的基底(502)来说是有利的,故真空平板台(400)和可移除的平坦基底支撑装置(100)两者都能够支撑大型且平坦的基底(502)。大型基底最小印刷侧为1.5m2的基底。
本发明还是一种关于喷墨印刷装置(300)的喷墨印刷方法,喷墨印刷装置(300)包括真空平板台(400),它构造成利用应用的真空功率且在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的压住面积中,抵靠真空平板台(400)而支撑平坦基底(502);以及其中,喷墨印刷方法包括以下步骤:
a1)将第一平坦基底(502)支撑在真空平板台(400)上;以及
a2)通过印刷头(305)在第一平坦基底(502)上印刷墨水层;以及
a3)从真空平板台(400)卸载印刷的第一平坦基底(502);以及
b)通过速释紧固件以及/或者通过应用来自真空平板台(400)的真空功率,将可移除的平坦基底支撑装置(100)联接到真空平板台(400)上,可移除的平坦基底支撑装置(100)构造成在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的接触面积中支撑平坦基底(502);
c1)将第二平坦基底(502)支撑在可移除的平坦基底支撑装置(100)上;以及
c2)通过印刷头(305)在第二平坦基底(502)上印刷第二墨水层;
c3)从可移除的平坦基底支撑装置(100)卸载印刷的第二平坦基底(502)。
在更优选的实施例中,喷墨印刷方法包括额外的步骤:
d1)脱开可移除的平坦基底支撑装置(100);以及
d2)远离真空平板台(400)移除可移除的平坦基底支撑装置(100);以及
d3)通过速释紧固件以及/或者通过应用来自真空平板台(400)的真空功率,将另一个可移除的平坦基底支撑装置(100)联接到真空平板台(400)上,该另一个可移除的平坦基底支撑装置(100)构造成在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的接触面积中支撑平坦基底(502);以及
e1)将第三平坦基底(502)支撑在该另一个可移除的平坦基底支撑装置(100)上;以及
e2)通过印刷头(305)在第三平坦基底(502)上印刷第三墨水层;以及
e3)从可移除的平坦基底支撑装置(100)卸载印刷的第三平坦基底(502)。
本发明具有以下优点:通过在真空平板台(400)和可移除的平坦基底支撑装置(100)之间切换,或者取决于平坦基底(502)的特征,例如重量、易碎性或抗刮伤性,而切换到另一个可移除的平坦基底支撑装置(100),来不同地操纵和支撑平坦基底(502)。抗刮伤性尤其是在背侧已经印刷好时(像在双面印刷中一样)是重要的。
所以本发明能够使用几种类型的基底来提高喷墨印刷装置(300)的生产率,诸如折叠箱、丙烯板、蜂窝板、波纹板、泡沫、中等密度纤维板、实心板、硬纸板、瓦楞芯板、塑料、铝复合材料、泡沫板、波纹塑料、地毯、纺织品、薄铝、纸、橡胶、粘合剂、乙烯树脂、胶合板、清漆绝缘板、木头、橡皮凸板、基于金属的板、玻璃纤维、塑料箔、透明箔、粘合剂PVC片、浸渍纸和其它。
在优选实施例中,基于平坦基底(502)的特性,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括:成组空转辊,其构造成柔和地支撑平坦基底(502);以及/或者成组球传送单元(450),其构造成定位密度介于750kg/m3和20000kg/m3之间的重量重的平坦基底(502)(参见图4)。重量重的基底的密度更优选地介于1250kg/m3和10000kg/m3之间,并且最优选地介于2000kg/m3和5000kg/m3之间。
尤其是现有技术的真空平板台喷墨印刷装置中的重量重的平坦基底不适合容易地运送此类平坦基底,而且不适合容易地将此类平坦基底定位在真空平板台(400)上。尤其是当操作者必须手动地移动这样的重量重的基底来进行装载和定位时。目前大多数国家都遵守人体工程学标准和相关方法来在WMSD(职业性肌肉骨骼疾患)地区中进行风险评估和管理,诸如:操作者可倾斜和/或应付的最大重量是多少欧洲标准EN 1005-2中限定了关于此类风险的非常高的标准,“机器安全—人体特性—第2部分:手动操作机器和机器的构件部件”,2003年4月。该欧洲标准规定了关于机器设计的人体工程学建议,包括手动操作机器和机器的构件部件,包括链接到机器上的工具。在该优选实施例中包括成组球传送单元(450)对于真空平板台喷墨印刷机的操作者解决该关于WMSD的问题和满足这些关于人体工程学标准的规范来说是非常有好处的。
为了柔和地支撑平坦基底(502),例如因为平坦基底(502)是易碎的,在可移除平坦基底(502)支撑基底中包括的空转辊或多个空转辊(108),根据ASTM D2240标准,在25℃下可具有小于70肖氏A的辊硬度。空转辊可包括橡胶;热固性聚合物和/或聚亚胺酯(参见图8、图10和图11)。空转辊可为软泡沫辊或纸进给辊。包括这种成组空转辊的可移除的平坦基底支撑装置(100)还可具有丝网导引系统,以卷对卷地支撑平坦基底(502),以及导引这些平坦基底(502)(为丝网)直接通过喷墨印刷装置(300)。丝网导引系统使用传感器来监测丝网位置,以卷对卷地侧向跟踪平坦基底(502),而且它们各自具有促动器,以在传感器探测到运行的丝网移离设定路径时机械地使其移回正确的位置。促动器可为气动或液压缸。在优选实施例中,传感器是非接触式传感器,并且可为气动、光电、超声或红外的。丝网导引系统使来自传感器的输出信号成为可驱动促动器的形式。
可移除的平坦基底支撑装置(100)还可包括其自身上的真空腔,以在其支撑表面处提供真空功率来压住支撑的平坦基底(502)。真空腔不同于连接到真空平板台(400)上的真空腔。为了压住真空平板台上的可移除的平坦基底支撑装置(100),也对来自可移除的平坦基底支撑装置(100)的支撑表面使用用于这种大型真空平板台(400)和大型可移除的平坦基底支撑装置(100)的真空功率是不可行的。
为了对可移除的平坦基底支撑装置(100)供应功率,真空平板台(400)优选地包括功率供应连接器件,其更优选地结合在真空平板台(400)的支撑表面中,最优选地在真空平板台(400)的支撑表面的相同平面上是平坦的。处理器件(120)可能需要可移除的平坦基底支撑装置(100)上的功率。
本发明还有利于使真空平板台(400)的损伤不那么大:例如本发明中的特定平坦基底(502)由可移除的平坦基底支撑装置(100)支撑,使得诸如玻璃的平坦基底(502)可能不在真空平板台(400)中引起刮痕。重要的是明白真空平板台(400)上的诸如刮痕和凹口的损伤可导致真空平板台(400)上支撑的基底的印刷品质问题,这是因为这些损伤的高度有差别和喷墨印刷装置(300)中的印刷头(305)的喷射速度的原因。
另一个优点是可移除的平坦基底支撑装置(100)可包括这样的器件,其较容易地支撑平坦基底(502),在支撑(这应当在平坦基底(502)支撑在真空平板台(400)上时进行)的同时不损伤平坦基底(502)。
可移除的平坦基底支撑装置(100)还可包括这样的器件,其对支撑平坦基底(502)的背侧应用处理,这使支撑的平坦基底(502)的印刷侧的印刷品质更好。该处理取决于基底的类型,诸如玻璃,以及/或者印刷应用,诸如喷墨激光印刷。处理可为预处理方法,这表示在印刷之前处理支撑的平坦基底(502),并且/或者处理可为后处理方法,这表示在印刷之后处理支撑的平坦基底(502),并且/或者处理可为在印刷时进行的处理方法。
优选的处理器件可为预处理、后处理和/或印刷时处理,处理器件为:
-温度调整器(参见图7),它构造成从其背侧加热和/或冷却支撑的平坦基底(502);以及/或者
-固化装置(参见图5),它构造成从其背侧使支撑的平坦基底(502)上的喷射的墨水层固定不动;以及/或者
-湿度调整器(参见图6),它构造成用液体从其背侧使支撑的平坦基底(502)湿润和/或除湿;以及/或者
-隔热材料,它用以减少从支撑的平坦基底(502)通过其背侧到真空平板台(400)或者从真空平板台(400)到支撑的平坦基底(502)的温度传递。
在平坦基底(502)支撑在可移除的平坦基底支撑装置(100)上的同时执行这些优选的处理器件。隔热可包括玻璃纤维(尤其是玻璃棉)、纤维素、石棉、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、蛭石、珍珠岩和/或软木。
优选的处理器件是基底处理器件,在其中处理平坦基底(502)。
固化装置优选地构造成通过包括UV源使喷射的UV墨水层钉固化或最终固化。UV源可为UV球泡灯或多个UV LED。固化装置还可包括IR干燥器、NIR干燥器和/或SWIR干燥器。固化装置可为如喷墨印刷装置(300)中的使支撑的平坦基底(502)上的墨水层固定不动的任何固化装置。温度调整器可包括冷却器和/或加热器,诸如电加热器。它优选地包括温度传感器。湿度调整器优选地包括湿度传感器。当支撑低于15℃的冷平坦基底,或者支撑高于40℃的热平坦基底时,优选地需要隔热材料。
温度调整器可将背侧加热到预定温度或者在预定温度范围内的温度。优选地,预定温度范围的最低温度大于60℃,更优选地大于80℃,最优选地大于100℃。优选地,度预定温度范围的最高温度大于120℃,更优选地大于180℃,最优选地大于200℃。
在优选实施例中,处理器件可选择性地处理平坦基底(502)的背侧。所以处理器件可产生多个处理区,以在产生的处理区中处理支撑的基底的背侧。
在优选实施例中,例如当在非处理区中未支撑平板台基底时,处理器件可改变来自可移除平板台基底支撑装置上的处理区的大小(参见图5、图6)。对于固化装置,作为该优选实施例中的处理器件,固化装置包括多个UV LED源和/或UV LED源的单元,它们可彼此独立地打开/关闭(图5)。类似地,湿度调整器可包括多个水分进给器,它们可彼此独立地打开/关闭(图6),或者温度调整器可包括多个加热器和/或冷却器,它们可彼此独立地打开/关闭。如果处理使印刷头(305)或包括在喷墨印刷装置(300)中的其它器件出故障,则可变大小的处理区是有利的。
其它处理器件可为
-清洁单元,其用以清洁支撑的平坦基底(502)的背侧;以及/或者
-数字印刷单元,其用以印刷在支撑的平坦基底(502)的背侧;以及/或者
-标记附接单元,其用于在支撑的平坦基底(502)的背侧上附接标记;以及/或者
-RFID标签附接单元,其用以在支撑的平坦基底(502)的背侧上附接RFID标签;以及/或者
-去油污单元,其用以对支撑的平坦基底(502)的背侧去油污;以及/或者
-涂覆装置,其用以用液体涂覆支撑的平坦基底(502)的背侧;以及/或者
-抗静电装置,其用于移除支撑的平坦基底(502)上的静电荷;以及/或者
-浸渍装置,其用以用液体浸渍支撑的平坦基底(502)的背侧,液体优选为包括热固性树脂的液体。
所有这些其它处理器件都有利于生产印刷的平坦基底(502)。
在本发明中,真空平板台(400)或速释紧固件(也可为多个速释紧固件)的联接使本发明是利的,因为它使得在支撑在真空平板台上的平坦基底和支撑在可移除的平坦基底支撑装置(100)上的平坦基底之间快速切换是可行的(图8)。速释紧固件可为直角转弯紧固件、张力闩、LivelockTM面板紧固件、速释钉。这样的紧固件的已知制造商是ProtexFasteners Ltd (www.protex.com)。在本发明的优选实施例中,其中真空平板台(400)构造成通过应用的真空功率来将可移除的平坦基底支撑装置(100)静止地联接到真空平板台(400)上,这是更优选的,而非仅仅由速释紧固件联接。因为将可移除的平坦基底支撑装置(100)定位和固定到真空平板台(400)上是更精确的。在优选实施例中,速释紧固件定位在喷墨印刷装置(300)的印刷区的外部,所以在印刷时它不可碰到或碰撞喷墨印刷装置(300)中的印刷头(305)。
在优选实施例中,可移除的平坦基底支撑装置(100)包括用于用胶水支撑平坦基底(502)的粘性层。胶水优选是压敏粘合剂,以容易地将平坦基底(502)装载在可移除的平坦基底支撑装置(100)上,以及容易地从可移除的平坦基底支撑装置(100)卸载平坦基底(502)。该优选实施例防止对真空平板台(400)添加胶水作为粘性层,当平板台真空上不再需要粘性层时,移除粘性层是困难的。
喷墨印刷装置(300)可包括安全系统,以使支撑的平坦基底(502)在可移除的平坦基底支撑装置(100)上保持固定和对准。为了防止支撑的基底从可移除的平坦基底支撑装置(100)向上移动,这种安全系统是有利的,否则向上移动的支撑的基底可碰撞和损害喷墨印刷装置(300)的印刷头(305)。该优选的实施例中的平坦支撑的基底对准还使得喷墨印刷装置(300)容易地了解要在上印刷的支撑的基底的位置。
安全系统可包括在可移除的平坦基底支撑装置本身中,并且优选地它包括它本身上的真空腔,以在其支撑表面处提供真空功率来压住支撑的平坦基底(502)。
在优选实施例中,喷墨印刷装置(300)包括真空带(432),真空带(432)连接到多个滑轮(431)上且围绕真空平板台(400)包绕;以及其中,真空带(432)静止且夹在可移除的平坦基底支撑装置(100)和真空平板台(400)之间(参见图10和图11)。该优选实施例是重要的技术进步,其中,具有真空带(432)的喷墨印刷装置(300)可容易地切换到具有另一种类型的平坦基底(502)支撑的喷墨印刷装置(300)。可移除的平坦基底支撑装置(100)是静止的,但在切换时,可移除的平坦基底支撑装置(100)可在真空带(432)上运载且移动,直到它在联接之前在真空平板台(400)上方。当可移除的平坦基底支撑装置(100)联接好时,真空带(432)优选地固定不再移动。该优选实施例中的可移除的平坦基底支撑装置(100)使得当例如平坦基底(502)对于在真空带(432)上运送来说太脆弱时,不同地操纵和支撑平坦基底(502)是可行的。
已经发现当可移除的平坦基底支撑装置(100)具有平坦支撑表面且它优选地包括用于柔和地支撑柔性基底的空转辊时(参见图11),该优选实施例还有利于卷对卷地支撑柔性平坦基底(502),诸如纺织品。在该优选实施例中,通过例如用转子且因而不用真空带(432)在可移除的平坦基底支撑装置(100)上拖动柔性基底来运送柔性基底,转子使柔性基底的输出辊旋转。可移除的平坦基底支撑装置(100)构造成防止诸如纺织品的柔性平坦基底(502)抽丝和/或起皱。在真空平板台喷墨印刷装置中,其中,真空平板台(400)被真空带(432)包绕住,真空带(432)在滑轮(431)上的张力会使滑轮(431)略微变形,使得在滑轮(431)上面运送柔性基底的在中间的速度不同于在滑轮(431)的边缘处的速度。该速度差使柔性基底中有皱纹,诸如来自卷对卷的纺织品。通过在真空带(432)上添加可移除的平坦基底支撑装置(100),支撑在真空带(432)上且因而支撑在真空平板台(400)上;连接到真空带(432)上的滑轮(431)上的该速度差对于无皱运送柔性基底来说不再是阻碍。柔性基底在添加的可移除的平坦基底支撑装置(100)上面拖过。
可移除的平坦基底支撑装置(100)优选为即插即用装置,所以当可移除的平坦基底支撑装置(100)联接到真空平板台(400)上时,喷墨印刷装置(300)自动构造而成。即插即用限定为表示或关于意于在首次使用或连接时完美地工作,操作者或维修工程师不必重新构造或调节的装置。
切换到玻璃片喷墨印刷装置:
在优选实施例中,喷墨印刷装置(300)可通过适合支撑玻璃片的可移除的平坦基底支撑装置(100)从真空平板台喷墨印刷装置,更优选地标识&展示喷墨印刷装置,切换到玻璃片喷墨印刷装置,以及其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)可包括成组球传送单元(450),以柔和地支撑玻璃片和容易地在喷墨印刷装置(300)上运送重量重的玻璃片。标识&展示喷墨印刷装置是适合标识&展示市场的喷墨印刷装置(300)。
切换到皮革喷墨印刷装置
在优选实施例中,喷墨印刷装置(300)可通过适合支撑皮革的可移除的平坦基底支撑装置(100)从真空平板台喷墨印刷装置,更优选地标识&展示喷墨印刷装置,切换到皮革喷墨印刷装置,以及其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)可包括温度调整器,以调整支撑在喷墨印刷装置(300)上且被喷墨印刷装置(300)印刷的皮革的温度,尤其是加热它。加热皮革会改进墨水渗透到皮革和人造革中。人造革是意于在诸如室内装饰、衣服和织物,以及其中需要皮革状光洁度,但实际材料的成本高昂、不合适或者由于道德原因而无法使用的其它用途的领域中代替皮革的织物。
人造革在市场上有许多名称,包括“leatherette”、“faux leather”和“pleather”。适当的人造革包括通气性强的塑料仿皮革、科芬(corfam)、高士坚(koskin)和充皮革。适当的商业品牌包括来自BioThane涂层丝网的BiothaneTM、来自Birkenstock的BirkibucTM和Birko-FlorTM、来自Kleerdex的KydexTM、来自Lorica Sub的LoricaTM和来自杜邦的FabrikoidTM。这些皮革的应用包括室内装饰、衣服、鞋子等。在优选实施例中,在制造这些应用之一时包括本发明。
在该切换到皮革喷墨印刷装置的喷墨印刷装置的优选实施例中,皮革或人造革卷对卷地运送,其中,通过用旋转器使输出辊旋转,输出辊拖动皮革或人造革。可移除的平坦基底支撑装置(100)优选地包括丝网导引系统。
切换到柔性基底喷墨印刷装置
在优选实施例中,喷墨印刷装置(300)可通过适合支撑柔性基底的可移除的平坦基底支撑装置(100)从真空平板台喷墨印刷装置,更优选地标识&展示喷墨印刷装置,切换到柔性喷墨印刷装置,以及其中,可移除的平坦基底支撑装置(100)可包括温度调整器,以在柔性基底支撑在喷墨印刷装置(300)上且由喷墨印刷装置(300)印刷时调整柔性基底的温度,尤其是冷却它。冷却柔性基底防止柔性基底的尺寸在固化和/或印刷时有变化。
在该切换到柔性基底喷墨印刷装置的喷墨印刷装置的优选实施例中,柔性基底卷对卷地运送,其中,通过用旋转器使输出辊旋转,输出辊拖动柔性基底。可移除的平坦基底支撑装置(100)优选地包括丝网导引系统。
柔性基底优选为热塑性箔,更优选地选自下者组成的组的热塑性箔:聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃像聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚亚胺酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)或者它们这些的混合物或共聚合。这些热塑性箔的应用包括聚合物装饰面板。在优选实施例中,在该应用的制造中包括本发明:根据本发明的优选实施例,用于制造聚合物装饰面板的方法包括以下步骤:使用含水颜料喷墨印刷墨水将图像喷墨印刷在热塑性箔上;在喷墨印刷图像上应用第二热塑性箔;将第一和第二热塑性箔热压到装饰性层压板中;以及将层压板切割成装饰面板。
真空腔
真空腔是刚性封壳,它由许多材料构建而成,优选地它可包括金属。基于强度、压力和渗透性来选择材料。真空腔的材料可包括不锈钢、铝、软钢、黄铜、高密度陶瓷、玻璃或丙烯。
真空泵在真空腔的内部提供真空压力,并且通过诸如管的真空泵连接器而连接到真空泵输入上,诸如真空腔中的孔口。在真空泵连接器之间可提供真空控制器,诸如阀或抽头,以控制其中定位有孔口的亚真空腔中的真空。
为了防止污染,诸如纸灰尘、基底纤维、墨水、墨水残留和/或墨水碎屑,诸如固化墨水,经由真空台的成组空气通道和/或来自真空带(432)的成组真空-带-空气通道(505)污染真空泵的内部器件,可将诸如空气过滤器和/或聚结过滤器的过滤器连接到真空泵连接器上。优选地,将聚结过滤器,作为过滤器,连接到真空泵连接器上,以将液体和空气从真空泵连接器中的污染分开。
真空平板台(400)
为了避免在基底上印刷时有对准问题,以及为了避免在输送基底时有碰撞,基底必须连接到印刷台上。真空平板台(400)是印刷台,其中,基底通过真空压力而连接到印刷台上。真空平板台(400)也称为多孔印刷台。当真空带(432)围绕真空平板台(400)包绕时,在基底和真空平板台(400)之间的可为真空带(432)。
优选地,实施例中的真空平板台(400)包括成组空气通道,以通过真空平板台(400)的支撑层处的真空腔来提供压差,以产生真空区,并且在印刷台的底部表面处产生成组孔口,成组孔口连接到成组空气通道上。底层处的这些孔口可为圆形、椭圆形、正方形、长方形和/或凹槽,诸如平行于真空平板台(400)的底层的缝隙。
真空平板台(400)的宽度或高度优选为1.0m直到10m。宽度和/或高度越大,真空平板台(400)可支撑的基底越大,这在经济上是有好处的。
在真空平板台(400)的底部表面和支撑表面处的孔口可连接到一个或多个空气通道上。真空平板台(400)的底部表面或支撑表面处的孔口的大小可较小,优选地直径为0.3至12mm,更优选地直径为0.4至8mm,最优选地直径为0.5至5mm,并且优选地在真空带(432)上均匀地间隔开,优选地间隔开1mm至50mm,更优选地间隔开4至30mm,并且最优选地间隔开5至15mm,以使得能够产生均匀的真空压力,真空压力将基底与真空平板台(400)连接在一起。
在真空平板台(400)的支撑层处的成组孔口可连接到空气通道上。支撑层处的这些孔口可为圆形、椭圆形、正方形、长方形和/或凹槽,诸如平行于真空平板台(400)的支撑层的缝隙。优选地,如果孔口是凹槽,则凹槽沿着喷墨印刷装置(300)的印刷方向定向。
优选地,实施例的真空平板台(400)包括蜂窝结构板,它夹在顶部和底部夹层板之间,顶部和底部夹层板各自包括成组孔口,成组孔口连接到真空平板台(400)中的一个或多个空气通道上。蜂窝结构板中的蜂窝芯是空气通道的一部分,它使得在真空平板台(400)的支撑表面上有更均匀的真空分布。
空气通道的尺寸和量应当大小设置成且常常定位成对真空平板台(400)提供充足的真空压力。在真空平板台(400)的底部表面处的孔口的尺寸和量也应当大小设置成且常常定位成对真空平板台(400)提供充足的真空压力。在真空平板台(400)的底部表面处的两个空气通道或两个孔口之间的尺寸可为不同的。蜂窝芯优选为正弦形或六角形。
如果在真空平板台(400)中包括蜂窝结构板,则蜂窝芯的尺寸和量应当大小设置成且常常定位成对真空平板台(400)提供充足的真空压力。两个相邻蜂窝芯之间的尺寸可为不同的。
印刷台的支撑层应当构建成防止损伤基底或真空带(432),如果适用的话。例如在支撑层处的与空气通道连接的孔口可具有圆化边缘。印刷台的支撑层可构造成具有低摩擦规格。
真空平板台(400)优选地平行于地面,喷墨印刷系统连接到地面上,以避免有对偏的印刷型式。
真空平板台(400)上的支撑表面上的真空区中的真空压力可通过夹住运载基底的真空带(432)来联接基底和真空平板台(400)。联接优选在印刷时完成,以压住基底,避免对准不佳和颜色重合问题。当真空带(432)沿输送方向移动和运载基底时,真空平板台(400)的支撑表面上的真空区中的真空压力可对真空带(432)应用充足的法向力。真空压力还可防止真空带(432)或真空带(432)上的基底有任何振抖和/或振动。在印刷时可适应真空区中的真空压力。
可对真空平板台(400)的顶表面或真空平板台(400)的一部分进行涂覆,诸如其空气通道的内侧,以使其具有容易清洁的性能,例如由于灰尘或墨水泄漏。涂层优选为除灰剂和/或除墨剂和/或疏水涂层。优选地,通过产生减少摩擦的光滑且排斥的表面,用排斥墨水的疏水方法来处理真空平板台(400)的顶表面或真空平板台(400)的一部分,诸如其空气通道的内侧。
真空-带-空气通道
真空-带-空气通道是从真空带(432)的顶表面到底部表面的空气通道。如果真空-带-空气通道在顶表面处的周边基本为圆形,则它也称为吸气孔。
真空-带-空气通道在真空带(432)的顶表面处的面积在本发明中优选地介于0.3mm2和5mm2之间。更优选地,真空-带-空气通道在顶表面处的周边具有相同形状,例如圆形、椭圆形、卵形、长方形、三角形、正方形、长方形、五角形、六角形、七角形、八角形或者包含至少三条边的任何多边形。
真空-带-空气通道优选地沿底部表面的方向渐缩,以在顶表面处实现最佳真空压力。
吸气孔的周边优选具有0.3至10mm的直径,更优选地0.4至5mm的直径,最优选地0.5至2mm的直径。吸气区中的真空-带-空气通道优选地在真空带(432)上均匀地间隔开,优选地间隔开3mm至50mm,更优选地间隔开4mm至30mm,并且最优选地间隔开5mm至15mm,以使得能够产生将基底与真空带(432)保持在一起的均匀的真空压力。真空带(432)中的孔口越小,在真空带(432)的顶部处的真空压力就越大。
已经发现与现有技术相比,在包括由于玻璃织物制成的构架和小于3mm的孔的真空带(432)中提供超级真空来压住基底。玻璃织物丝网与其它织物丝网相比的优点,作为真空带(432)中的构架,使得较容易钻出直径小于3mm的小孔,而在钻孔之后在孔的边缘处不留下纤维。如果在孔的边缘处仍有纤维,则压住基底的真空压力受到严重的影响。
优选地在真空带(432)中钻出、凿出或切割出真空-带-空气通道,但激光也可在真空带(432)中形成真空-带-空气通道。
真空带(432)
优选地,真空带(432)具有两层或更多层材料,其中,底层提供线性强度和形状,底层也称为构架,并且上层称为外罩或支撑侧。构架优选为织造织物丝网,并且更优选为由聚酯、尼龙、玻璃织物或棉花的织造织物丝网。外罩的材料优选为各种橡胶和更优选地塑料化合物和最优选地热塑性聚合物树脂。但也可对外罩使用其它外来材料,当拉张重要时,诸如硅酮或天然橡胶。在US20090098385 A1(FORBO SIEBLING GMBH)中公开了用于一般带输送机系统的多层输送机带的示例,其中,外罩具有凝胶涂层。
优选地,真空带(432)包括玻璃织物,或者构架是玻璃织物和更优选地玻璃织物,作为构架,在顶部上具有涂履层,包括热塑性聚合物树脂,并且最优选地玻璃织物在顶部上具有涂履层,包括聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚酰胺(PA)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氧化甲烯(POM)、聚氨脂(PU)和/或聚芳基甲酮(PAEK)。涂履层还可包括脂肪族聚酰胺、聚酰胺11(PA 11)、聚酰胺12(PA 12)、UHM-HDPE、HM-HDPE、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜(PS)、聚(p-聚苯醚)(PPOTM)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫化物(PPS)。
优选地,真空带(432)是环形真空带(432)。EP 1669635 B(FORBO SIEBLING GMBH)中公开了用于制造一般带输送机系统的环形多层真空带(432)的示例和图。
可涂履真空带(432)的顶表面或真空带(432)的一部分,诸如其空气-通道,以使得例如由于有灰尘或墨水泄漏而能够容易地清洁。涂层优选地为除尘剂和/或除墨剂和/或疏水涂层。优选地,通过产生减少摩擦的光滑且排斥的表面,用排斥墨水的疏水方法来处理真空带(432)的顶表面或真空带的一部分。
真空带(432)中的中性纤维层优选地构建成与底部表面相距2mm和0.1mm之间的距离,更优选地1mm和0.3mm之间。对于具有笔直输送方向,在真空带(432)上的侧向力最小和/或真空带(432)的节线波动最小,以实现高精度印刷运送来说,该具有中性纤维的层是非常重要的。
真空带(432)的顶表面优选地包括硬质脲酯,其优选厚度(从顶表面到底部表面测量)介于0.2mm至2.5mm之间。真空带(432)的总厚度(从顶表面到底部表面测量)优选地介于1.2mm至7mm之间。顶表面优选地对溶剂的耐受力高,使得喷墨印刷装置(300)可在工业印刷和/或制造环境中使用。
球传送单元(450)
球传送单元(450)是安装在夹具内部的全方向负荷承载球形球,也称为壳体(910)。球传送单元(450)不包括任何用于移动负荷球(950)的马达,所以球传送单元(450)是空转器件。球传送单元(450)也不局限于单向或双向旋转。夹具主要是约束夹具。球传送单元(450)的设计典型地是单个大球,也称为负荷球(950),它由较小的球轴承支撑,也称为支撑球(930)。它们主要在机场用来运送重量重的行李,其中,负荷球(950)支撑行李。多个球传送单元(450)布置成产生用于行李的支撑平面。这种布置也称为球传送台,其中,在固定到大型框架或台上的球传送单元(450)中的多个自由旋转球上面,通过重力人工地推动行李。了解到它们在行李尺寸大且需要人工地长距离或短距离推动行李的情况下是非常有效的。在优选实施例中,可移除的平坦基底支撑装置(100)是球传送台。
R.G.P INTERNATIONAL (www.rpgball.com)和SKF USA(www.linearmotion.skf.com)是球传送单元(450)的制造商。他们提供全范围的用于在球传送单元(450)上支撑重量重的材料的设计。他们还提供关于球传送单元(450)在框架或台上的布置的解决办法,诸如正方形节距或菱形节距或延伸节距,这取决于球传送单元(450)必须支撑的重量重的材料的大小。
关于球传送单元(450)的技术工作的更详细信息在US3466697 (BEARING SEALS &GEARS)、US7007787 (ROLLER BEARING COMPANY OF AMERICA)、EP1316518 (GOODRICHCORPORATION)和US3739894 (WESTERN GEAR CORP)中有公开。
已经发现本发明的球传送单元(450)优选为:
-球传送单元(450),其具有清洗流体供应器,清洗流体供应器具有适合清洁来自负荷球(950)和支撑球(930)的墨水碎屑的墨水清洁液体;以及/或者
-球传送单元(450),其具有防护流体供应器,防护流体供应器具有适合防护被墨水碎屑污染的球传送单元(450)的旋转能力的墨水防护液体;以及/或者
-球传送单元(450),其具有润滑端口,以对支撑球(930)结合、再填充、添加或更换润滑剂,因为来自喷墨印刷装置(300)的入射干燥辐射可使支撑球(930)的润滑剂干燥;以及/或者
-球传送单元(450),其具有成组的排泄孔,以从球传送单元(450)排出墨水碎屑;以及/或者
-球传送单元(450),其具有密封环,包括刷,以防止污染内部壳体(910)和支撑球(930),以及/或者防止内部壳体(910)中和支撑球(930)上有干燥辐射。干燥辐射可使负荷球(950)和/或支撑球(930)的旋转是无延性的,因为支撑球(930)周围有半干或全干润滑剂。球传送单元(450)的现有技术中的密封环是毛毡密封件(920)而不是刷。本发明的实施例是球传送单元(450),并且不仅仅在喷墨印刷装置(300)的领域,而且还大体对于所有类型的运送装置,它包括用于防止灰尘进入球传送单元(450)的密封件,并且其中,密封件是刷。该附接到球传送单元(450)上、包括刷的密封件的更优选的实施例在章节“其它实施例1”中有公开。
球传送单元(450)的负荷球(950)优选地、更优选地也是夹具,能够抵抗来自干燥源的辐射,以使喷墨印刷装置(300)中支撑的平坦基底(502)上的喷射层固定不动。当喷墨印刷装置(300)包括UV源以使支撑的平坦基底(502)上的喷射层固定不动时,辐射抵抗在优选实施例中是UV辐射抵抗。
球传送单元(450)的摩擦系数,由来自平坦基底(502)的质量的百分比表示,它优选地介于10%和0.001%之间,并且更优选地介于5%和0.01%之间,并且最优选地介于1%和0.1%之间。
为了能够耐高温,球传送单元(450)的构件优选由钢制成,并且更优选由不锈钢制成,并且最优选由AISI 420C不锈钢制成。
为了使球传送单元(450)有较长的寿命,可用耐腐蚀处理物涂覆球传送单元(450)。
在优选实施例中,球传送单元(450)具有介于0.1米/秒和5米/秒之间的输送速度,更优选地介于1米/秒和3米/秒之间,以便在由球传送单元(450)支撑时定位和运送平坦基底(502)。输送速度高有利于快速地将平坦基底(502)运送和/或定位在喷墨印刷装置(300)上。输送速度是当由喷墨印刷装置(300)中的球传送单元(450)支撑时,手动地运送和/或定位平坦基底(502)的最大速度。
球传送单元(450)中的负荷球(950)优选地具有的直径介于3mm和100mm之间,更优选地介于8mm和70mm之间,以及最优选地介于10mm和50mm之间。必须选择球传送单元(450)的高度,使得球传送单元(450)可移离支撑表面(SSF)的距离最小,但记住必须基于平坦基底(502)的重量和负荷球(950)和平坦基底(502)之间的摩擦来最佳地确定负荷球(950)的直径,以支撑平坦基底(502)。
球传送单元(450)中的负荷球(950)可包括工程热塑料,诸如聚氧化甲烯(POM)、酚醛树脂;AISI 420不锈钢或AISI 440不锈钢。工程热塑料防止平坦基底(502)的背侧上有刮痕,尤其是当背侧已经印刷好时,就像在双面印刷中那样。
球传送台(150)上的球传送单元(450)典型地布置成规则和/或对称的方式,使得它们形成晶格型式,晶格型式可具有球传送单元(450)排和球传送单元(450)列。在优选实施例中,用以布置球传送单元(450)的该晶格型式是斜方晶格、六角形晶格、平行四边形晶格、等边三角形晶格或蜂窝晶格。
更优选地,球传送单元(450)布置成随机布置型式或伪随机布置型式,而且在最优选的实施例中,球传送单元(450)布置成蓝噪声伪随机布置型式。已经发现由于该更优选的实施例和最优选的实施例,较快速地运送平坦基底(520),以及较稳妥快速地将平坦基底(520)定位在喷墨印刷装置(300)中。
球传送单元(450)应当构建成防止损伤平坦基底(520)。例如来自球传送单元(450)的壳体(910)的边缘可具有圆化边缘。球传送单元(450)和壳体(910)的边缘可构造成具有低摩擦规格。
当支撑在球传送单元(450)上时,负荷球(950)优选包括用于无刮痕地运送和/或定位平坦基底(520)的工程塑料。优选地用于无刮痕地操纵的工程塑料包括非常耐用的聚酰亚胺,诸如DuPontTM Vespel,或聚苯并咪唑,诸如DuratronTM CU60、PBI,或聚醚醚酮,也称为PEEK。
喷墨印刷装置(300)
喷墨印刷装置(300),诸如喷墨印刷机,是标记装置,它使用印刷头(305)或具有一个或多个印刷头(305)的印刷头(305)组件,印刷头在基底上喷射作为液滴或蒸发液体的液体而形成墨水层。通过在基底上喷射喷墨印刷装置(300)所标记的型式优选为图像。型式可为无色或彩色的。
喷墨印刷装置(300)的优选实施例是喷墨印刷装置(300),它是喷墨印刷机和更优选地宽幅喷墨印刷机。宽幅喷墨印刷机大体接受为宽度超过17英寸的任何喷墨印刷机印刷。印刷宽度超过100英寸的喷墨印刷机大体被称为超宽印刷机或巨型格式印刷机。宽幅印刷机主要用来印刷横幅、海报、纺织品和一般性标志,而且在一些情况下可比诸如丝网印刷的短程方法更经济。
喷墨印刷装置(300)中的平板台可在印刷头(305)下方移动,或者台架可使印刷头(305)在平板台上面移动。这些所谓的平板台喷墨印刷机最常用来印刷平坦基底、凸式基底和成片的柔性基底。它们可结合干燥系统(315),诸如IR干燥器或UV干燥器,以在产生印迹时防止印迹彼此粘住。宽幅印刷机且尤其是平板台喷墨印刷机的示例在EP1881903 B(AGFAGRAPHICS NV)中有公开。平板台可为真空平板台(400)。平板台喷墨印刷机则被称为真空平板台喷墨印刷机。
优选地,喷墨印刷装置(300)包括喷射UV可固化墨水以对基底作标记的一个或多个印刷头(305),以及UV源(=紫外源),它作为干燥器源,用以在标记之后使墨水固化。可通过局部固化或“钉固化”处理来控制UV可固化喷墨印刷墨水在基底上的散布,其中,墨水液滴“被钉住”,即,固定不动,在此之后不发生另外的散布。例如,WO 2004/002746(INCA)公开了一种使用可固化墨水按多道对基底的区域进行印刷的喷墨印刷方法,该方法包括使第一道墨水淀积在区域上;使在第一道中淀积的墨水局部固化;使第二道墨水淀积在区域上;以及使区域上的墨水完全固化。
UV源的优选构造为汞蒸汽灯。在包含例如带电荷的汞的石英玻璃管内,添加能量,并且汞蒸发且离子化。由于蒸发和离子化,对于任何汞原子、离子和自由电子而言都高能使得许多汞原子和离子都处于激励状态。随着它们回到它们的基态,发射辐射。通过控制灯中存在的压力,可稍微准确地控制所发射的辐射的波长,目的当然是为了确保所发射的大部分辐射都落在光谱的紫外部分,且处于将有效地使可固化墨水固化的波长。另一个优选的UV源是UV光发射二极管,也称为UV-LED。
任何紫外光源,只要发射光的一部分可被光敏引发剂或光敏引发剂系统吸收即可,都可用作辐射源,诸如高压或低压汞灯、冷式阴极管、黑色光、紫外线LED、紫外线激光和闪光。在它们之中,优选的源是展现较长波长的UV-贡献、具有300-400nm的支配波长的那个。特别地,UV-A光源是优选的,因为随其散射的光减少,从而使得内部固化更加高效。大体如下将UV辐射分类为UV-A、UV-B和UV-C:
•UV-A:400nm至320nm
•UV-B:320nm至290nm
•UV-C:290nm至100nm。
在优选实施例中,喷墨印刷装置(300)包含波长大于360nm的一个或多个UV LED,优选波长大于380nm的一个或多个UV LED,以及最优选波长为大约395nm的UV LED。
此外,连续或同时使用波长或照度不同的两个光源来使图像固化是可行的。例如,可选择第一UV源使其富含UV-C,特别是在260nm-200nm的范围中。然后第二UV源可能富含UV-A,例如掺镓灯,或者UV-A和UV-B都较高的不同的灯。已经发现使用两个UV具有例如固化速度快和固化度高的优点。
为了有利于固化,喷墨印刷装置(300)通常包括一个或多个氧耗尽单元。氧耗尽单元布置氮或其它相对隋性的气体(例如CO2)的毯,它们具有可调节位置和可调节隋性气体浓度,以便降低固化环境中的氧浓度。残余氧水平通常保持低到200ppm,但大体在200ppm至1200ppm的范围中。
喷墨印刷装置(300)可包括IR源(=红外源),以通过红外辐射使墨水凝固。IR源优选为NIR源(=近红外源),诸如NIR灯或SWIR(=短波红外源)诸如SWIR灯。IR源可包括碳红外发射器,它具有非常短的响应时间。
以上优选实施例中的IR源或UV源在平板台上产生干燥区,以使基底上的喷射墨水固定不动。类似于干燥区,喷墨印刷装置(300)还包括在平板台上的印刷区,它限定喷墨印刷装置(300)的最大印刷大小。
喷墨印刷装置(300)可包括电晕放电装备,以在基底经过喷墨印刷装置(300)的印刷头(305)之前处理基底,因为一些基底具有化学惰性和/或非多孔顶表面,从而导致表面能低,这可导致印刷品质差。
用语“局部干燥”、“钉干”和“全干”指的是干燥度,即,转化功能组的百分比,并且可由例如对于干燥配方领域的技术人员来说众所周知的方法RT-FTIR(实时傅利叶变换红外光谱学)确定。局部干燥也称为钉干,它被定义为固化度,其中,涂覆配方中的功能组的至少5%、优选至少10%已经转化。全干被定义为干燥度,其中随着辐射暴露增加(时间和/或剂量),转化功能组的百分比增加是可忽略的。全干对应于在从由RT-FTIR图(百分比转化对固化能或干燥时间)中的水平渐近线限定的最大转换百分比的10%内、优选5%内的转换百分比。
喷墨印刷装置(300)可包含热固化装置,以移除喷墨印刷图像中的水和有机溶剂。热固化装置可由不同的单元组成。
在喷墨印刷装置(300)中可包括预加热装置,以在喷射之前加热基底。预加热装置可为下面描述的红外辐射源,或者可为导热装置,诸如热板或热鼓。优选的热鼓是感应热鼓。
热固化装置可包括干燥器。适当的干燥器包括循环热空气的装置、烤炉,以及使用吸气的装置。但是为了降低能量消耗,优选使用红外辐射源来进行热固化。
优选的红外辐射源包括近红外辐射源(NIR:750-1400nm)和短波红外辐射源(SWIR:1400-3000nm)。优点是可包括在固化装置中以便将红外光聚集在基底上的玻璃透镜在该红外区域中传送,这与中等波长红外光(MWIR:3000-8000nm)或长波长红外光(LWIR:8000-15000nm)相反。
最优选的红外光源是SWIR光源,因为水吸收率在1450nm下显著地提高。
SWIR光源的商业示例是可从HERAEUS获得的碳红外发射器CIRTM,例如以大约2000nm的波长发射。
另一个优选的热固化装置是NIR源发射近红外辐射。NIR辐射能快速进入到喷墨印刷墨水层的深度中,并且从整个层厚度移除水和溶剂,而传统的红外和热空气能主要在表面处吸收且慢慢传导到墨水层中,这通常导致较慢地移除水和溶剂。
可从ADPHOSTM获得在市售的NIR发射器。
热固化装置优选地可至少部分地布置成与喷墨印刷机的印刷头(305)结合,随它行进,使得在喷射之后不久就应用固化辐射。这允许在喷射在基底上时钉住含水UV自由基可固化喷墨印刷墨水。
电晕放电装备
电晕放电装备由高频功率生成器、高电压变压器、静止电极和处理器防护辊组成。标准公用电功率转换成较高频率的功率,然后较高频率的功率供应给处理器站。处理器站通过空气间隙上面的陶瓷或金属电极将该功率应用到材料的表面上。
在本发明中可对未涂底漆的基底(200)应用电晕处理,但是也可对涂底漆的基底(200)应用电晕处理。
印刷头(305)
印刷头(305)是用于通过喷嘴将液体喷射在基底上的器件。喷嘴可包括在附接到印刷头(305)上的喷嘴板中。印刷头(305)优选地具有可包括在喷嘴板中的多个喷嘴。包括在印刷头(305)中的成组液体通道对应于印刷头(305)的喷嘴,这意味着成组液体通道中的液体可用喷射方法离开对应的喷嘴。液体优选为墨水,更优选为UV可固化喷墨印刷墨水或水基喷墨印刷墨水,诸如水基树脂喷墨印刷墨水。由印刷头(305)用来喷射的液体也称为可喷射液体。
将印刷头(305)结合到喷墨印刷装置(300)中的方式对本领域技术人员来说是众所周知的。
印刷头(305)可为任何类型的印刷头(305),诸如阀喷射印刷头、压电印刷头、热印刷头(305)、连续印刷头(305)类型、按需式静电滴印刷头(305)类型或按需式声音滴印刷头(305)类型或页面宽度印刷头(305)阵列,也称为页面宽度喷墨阵列。
印刷头(305)包括成组主要入口,以对印刷头(305)提供来自成组外部液体进给单元的液体。优选地,印刷头(305)包括成组主要出口,以执行液体再循环通过印刷头(305)。再循环可在液滴形成器件前面完成,但更优选的是,在印刷头(305)(所谓的通流印刷头(305))本身中完成再循环。通流印刷头(305)中的连续液体流从印刷头(305)的液体通道移除气泡和成堆微粒,从而避免堵塞喷嘴,喷嘴堵塞会阻碍液体喷射。连续流防止沉积且确保有一致的喷射温度和喷射粘度。它还有利于堵塞喷嘴自动恢复,这最小化液体和接收器浪费。
成组主要入口中的主要入口的数量优选为1至12个主要入口,更优选1至6个主要入口,以及最优选1至4个主要入口。经由成组主要入口中的一个或多个主要入口来补充对应于喷嘴的成组液体通道。
通流印刷头(305)中的成组主要出口的主要出口的数量优选为1至12个主要出口,更优选1至6个主要出口,以及最优选1至4个主要出口。
在优选实施例中,在补充成组液体通道之前,将成组液体混合到补充成组液体通道的可喷射液体。优选用混合器件执行混合到可喷射液体,混合器件也称为混合器,它优选地包括在印刷头(305)中,其中,混合器件附接到成组主要入口和成组液体通道上。混合器件可包括在液体容器中的搅拌装置,诸如印刷头(305)中的歧管,其中,成组液体由混合器混合。混合到可喷射液体还表示将液体稀释到可喷射液体。稍晚混合用于可喷射液体的成组液体具有以下好处:沉积可避免,以用于分散稳定性有限的可喷射液体。
液体通过液滴形成器件,通过对应于液体通道的喷嘴,而离开液体通道。液滴形成器件包括在印刷头(305)中。液滴形成器件启用液体通道,以通过对应于液体通道的喷嘴将液体移出印刷头(305)。
成组的液体通道中的对应于喷嘴的液体通道的数量优选为1至12个,更优选1至6个,以及最优选1至4个液体通道。
本发明的印刷头(305)优选地适合喷射具有8mPa.s至3000mPa.s的喷射粘度的液体。优选的印刷头(305)适合喷射具有20mPa.s至200mPa.s的喷射粘度的液体;并且更优选地适合喷射具有50mPa.s至150mPa.s的喷射粘度的液体。
阀喷射印刷头
本发明的优选印刷头(305)是所谓的阀喷射印刷头。优选的阀喷射印刷头具有介于45和600µm之间的喷嘴直径。阀喷射印刷头包括多个微型阀,允许有15至150DPI的分辨率,这对于在不折衷图像品质的同时具有高生产率来说是优选的。阀喷射印刷头也称为微型阀的卷带包装或者微型阀的分配模块。将阀喷射印刷头结合到喷墨印刷装置(300)中的方式对于本领域技术人员来说是众所周知的。例如,US 2012105522 (MATTHEWS RESOURCESINC)公开了一种阀喷射印刷机,它包括电磁线圈和具有磁敏感柄的柱塞杆。适当的商业阀喷射印刷头是来自Zimmer的chromoJETTM200、400和800,来自VideoJet的PrintosTM P16和来自Fritz GygerTM的微型阀SMLD300的卷带包装。阀喷射印刷头的喷嘴板常常被称为面板且优选由不锈钢制成。
阀喷射印刷头的液滴形成器件通过以电磁的方式促动来控制阀喷射印刷头中的各个微型阀,以关闭或打开微型阀,使得介质流过液体通道。阀喷射印刷头优选地具有高达3000Hz的最大分配频率。
在阀喷射印刷头的优选实施例中,一个单个液滴的最小滴大小(也称为最小分配量)为1nL(=纳升)至500μL(=微升),在更优选的实施例中,最小滴大小为10nL至50μL,在最优选的实施例中,最小滴大小为10nL至300μL。通过使用多个单个液滴,可实现较大的滴大小。
在优选实施例中,阀喷射印刷头具有10DPI至300DPI的自然印刷分辨率,在更优选的实施例中,阀喷射印刷头具有20DPI至200DPI的自然印刷分辨率,以及在最优选的实施例中,阀喷射印刷头具有50DPI至200DPI的自然印刷分辨率。
在具有阀喷射印刷头的优选实施例中,喷射粘度为8mPa.s至3000mPa.s,更优选地25mPa.s至1000mPa.s,以及最优选地30mPa.s至500mPa.s。
在具有阀喷射印刷头的优选实施例中,喷射温度为10℃至100℃,更优选地20℃至60℃,以及最优选地25℃至50℃。
压电印刷头
本发明的另一个优选印刷头(305)是压电印刷头。压电印刷头,也称为压电喷墨印刷头(305),它基于当对其应用电压时,包括在印刷头(305)中的压电陶瓷变换器的移动。应用电压会改变压电陶瓷变换器的形状,以在液体通道中产生空隙,然后其中充满液体。当再次移除电压时,陶瓷膨胀到其原来的形状,从而从液体通道喷出液体液滴。
压电印刷头的液滴形成器件控制成组的压电陶瓷变换器,以应用电压来改变压电陶瓷变换器的形状。液滴形成器件可为挤压模式促动器、弯曲模式促动器、推动模式促动器或剪切模式促动器或另一种类型的压电促动器。
适当的商业压电印刷头是来自TOSHIBA TECTM的TOSHIBA TECTM CK1和CK1L(https://www.toshibatec.co.jp /en/products/industrial/inkjet/products/cf1/)和来自 XAARTM的XAARTM 1002 (http://www.xaar.com /en/products/xaar-1002)。
压电印刷头中的液体通道也称为压力腔。
在压电印刷头的液体通道和主要入口之间连接有歧管,以存储液体以供应至成组液体通道。
压电印刷头优选为通流压电印刷头。在优选实施例中,通流压电印刷头中的液体再循环在成组的液体通道和喷嘴的入口之间流动,其中,成组的液体通道对应于喷嘴。
在压电印刷头中的优选实施例中,一个单个喷射液滴的最小滴大小为0.1pL至300pL,在更优选的实施例中,最小滴大小为1pL 至30pL,在最优选的实施例中,最小滴大小为1.5pL 至15pL。通过使用灰度级喷墨头技术,多个单个液滴可形成较大滴大小。
在优选实施例中,压电印刷头具有3米每秒至15米每秒的滴速,在更优选的实施例中,滴速为5米每秒至10米每秒,在最优选的实施例中,滴速为6米每秒至8米每秒。
在优选实施例中,压电印刷头具有25DPI至2400DPI的自然印刷分辨率,在更优选的实施例中,压电印刷头具有50DPI至2400DPI的自然印刷分辨率,以及在最优选的实施例中,压电印刷头具有150DPI至3600DPI的自然印刷分辨率。
在具有压电印刷头的优选实施例中,喷射粘度为8mPa.s至200mPa.s,更优选地25mPa.s至100mPa.s,以及最优选地30mPa.s至70mPa.s。
在具有压电印刷头的优选实施例中,喷射温度为10℃至100℃,更优选地20℃至60℃,以及最优选地30℃至50℃。
压电印刷头中的喷嘴排的喷嘴间隔距离优选为10μm至200μm;更优选地10μm至85μm;以及最优选地10μm至45μm。
喷墨印刷墨水
在优选实施例中,印刷头(305)中的液体是含水可固化喷墨印刷墨水,并且在最优选的实施例中,喷墨印刷墨水是UV可固化喷墨印刷墨水。
优选的含水可固化喷墨印刷墨水包括含水介质和装有可聚合化合物的聚合物纳米微粒。可聚合化合物优选地选自下者组成的组:单体、低聚物、可聚合光敏引发剂和可聚合共引发剂。
在优选实施例中,喷墨印刷墨水是尤其是针对玻璃印刷开发的无机颜料墨水,尤其是浮法玻璃和夹层安全玻璃(LSG)。喷墨印刷墨水优选地包括下者的混合物:金属;无毒颜料、无铅玻璃粉和分散流体和载液。喷墨印刷墨水适合直接在玻璃上印刷,而不需要对玻璃涂底漆。该优选和更优选的喷墨印刷墨水,当在超过400摄氏度的外部烤炉中点火时,墨水与玻璃耐久地熔化在一起。
喷墨印刷墨水可为无色喷墨印刷墨水,并且可用作例如底漆来改进粘着性,或者可用作清漆来获得期望光泽。但是,优选地喷墨印刷墨水包括至少一个着色剂,更优选地彩色颜料。喷墨印刷墨水可为青色、洋红、黄色、黑色、红色、绿色、蓝色、橙色,或者点滴比色喷墨印刷墨水,优选集合点滴比色喷墨印刷墨水,诸如Coca-ColaTM的红色喷墨印刷墨水和VISATM或KLMTM的蓝色喷墨印刷墨水。在优选实施例中,喷墨印刷墨水包括金属微粒,或者包括无机微粒,诸如白色喷墨印刷墨水。
喷墨印刷墨水可包括功能性特征,诸如防滑、导电、抗菌。
在优选实施例中,喷墨印刷墨水包含选自下者组成的组的一种或多种颜料:碳黑,C.I.颜料蓝15:3,C.I.颜料蓝15:4,C.I颜料黄150,C.I颜料黄151,C.I.颜料黄180,C.I.颜料黄74,C.I颜料红254,C.I.颜料红176,C.I.颜料红122,以及它们的混合晶。
喷射粘度
通过在喷射温度下测量液体的粘度来测量喷射粘度。
可在喷射温度下且以12转每分钟(RPM),使用CPE 40轴,用各种类型粘度计测量喷射粘度,诸如布氏DV-II+粘度计,CPE 40轴对应于90s-1的剪切速率,或者用HAAKERotovisco 1流变仪,其带有以1000s-1的剪切速率的传感器C60/1 Ti。
在优选实施例中,喷射粘度为10mPa.s至200mPa.s,更优选地25mPa.s至100mPa.s,并且最优选地30mPa.s至70mPa.s。
可用各种类型的温度计来测量喷射温度。
在喷射的同时在印刷头(305)中的喷嘴的出口处测量喷射液体的喷射温度,或者可在通过喷嘴喷射的同时,通过测量液体通道或喷嘴中的液体的温度来测量喷射液体的喷射温度。
在优选实施例中,喷射温度为10℃至100℃,更优选地20℃至60℃,并且最优选地30℃至50℃。
参照标号列表
表1
450 | 球传送单元(450) | 100 | 可移除的平坦基底支撑装置 |
300 | 喷墨印刷装置 | 400 | 真空平板台 |
950 | 负荷球 | 120 | 处理器件 |
930 | 支撑球(930) | 350 | 印刷头移动 |
940 | 螺栓 | 431 | 滑轮 |
920 | 毛毡密封件 | 432 | 真空带 |
910 | 壳体 | 108 | 成组空转辊 |
305 | 印刷头 | ||
315 | 干燥系统 | ||
502 | 基底 |
Claims (9)
1.一种皮革喷墨印刷装置,包括
-真空平板台(400),其构造成利用应用的真空功率且在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的压住面积中,抵靠所述真空平板台(400)而支撑平坦基底;以及
-皮革;以及
-可移除的平坦基底支撑装置(100),其构造成在印刷的同时,在介于3m2和50m2之间的接触面积中支撑所述皮革;
其中,所述真空平板台(400)构造成通过应用的真空功率将所述可移除的平坦基底支撑装置(100)静止地联接到所述真空平板台(400)上,
其中,所述可移除的平坦基底支撑装置(100)包括用于用胶水支撑所述皮革的粘性层,并且
其中,所述可移除的平坦基底支撑装置(100)另外包括温度调节器或湿度调节器,所述温度调节器构造成从所述皮革的背侧加热和/或冷却支撑的皮革,所述湿度调节器构造成用液体使支撑的皮革从所述皮革的背侧湿润和/或除湿。
2.根据权利要求1所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述胶水是压敏粘合剂。
3.根据权利要求1所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述真空平板台(400)包括蜂窝结构板,所述蜂窝结构板夹在顶部夹层板和底部夹层板之间,其中所述蜂窝结构板、所述顶部夹层板和所述底部夹层板中的每个板均包括成组孔口,所述成组孔口连接到所述真空平板台(400)中的一个或多个空气通道上。
4.根据权利要求3所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述皮革喷墨印刷装置包括用于喷射UV可固化墨水的一个或多个印刷头和用以用UV辐射来使喷射的UV可固化墨水固化的UV源。
5.根据权利要求4所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述UV可固化墨水具有20mPa.s至200mPa.s的喷射粘度。
6.根据权利要求5所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述UV源是UV-LED。
7.根据权利要求3所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述皮革喷墨印刷装置包括用于喷射墨水的一个或多个印刷头和用以用红外辐射来使喷射的墨水凝固的IR源。
8.根据权利要求7所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述IR源是NIR灯或SWIR灯。
9.根据权利要求3所述的皮革喷墨印刷装置,其特征在于,所述可移除的平坦基底支撑装置是即插即用装置,以在联接到所述真空平板台(400)上时自动构造所述可移除的平坦基底支撑装置(100)。
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