CN109080269B - 涂覆钢板的制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用喷墨印刷的涂覆钢板的制造装置。根据本发明的实施例的涂覆钢板的制造装置，包括利用喷墨印刷对钢板表面进行印刷的印刷装置，印刷装置在印刷区上在钢板的移动方向上交替配置有喷墨头和固化装置，固化装置包括遮蔽盖，其容纳从钢板表面反射的光束的至少一部分光束，以减少从固化装置的照射部照射到钢板表面并反射的光束对从相邻喷墨头滴落的油墨液滴产生的影响。

Description

涂覆钢板的制造装置

技术领域

本发明涉及一种涂覆钢板的制造装置，更具体地，涉及一种利用喷墨印刷的涂覆钢板的制造装置。

背景技术

表面印刷有图案的钢板可以分为利用丝网的印刷钢板、利用辊印刷机的印刷钢板及利用图案转印纸的印刷钢板。丝网印刷钢板是通过间歇分批式(batch type)工艺，在片材(sheet)上进行的印刷工艺，而不是在卷板上进行，辊印刷钢板利用在蚀刻有印刷图案的辊上涂覆油墨或油漆的方法，图案转印纸印刷钢板利用将刻有图案的转印纸转印到钢板上的方法。

但是，所述现有技术存在如下问题。

就丝网印刷方法而言，虽然制造过程比较简单，但是需要根据所要印刷的图案或产品的种类，单独制造作为印刷版的网，根据颜色的数量或种类，网的数量也随之增加，最终导致作业速度慢、生产性差。

就辊印刷方法而言，与丝网印刷方法不同，辊印刷方法是连续涂覆卷板的方法，生产性高，但是所述方法的印刷图案简单且难以实现各种图案，从而难以实现产品设计的多样化。并且，与丝网印刷方法相同，根据颜色的数量，印刷辊的数量也会增加，生产工艺复杂，从而降低生产效率。

现有技术文献

(专利文献)日本公开专利：第2013-111844号(2013年6月10日公开)

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的实施例的目的在于，提供一种涂覆钢板的制造装置，当利用喷墨印刷在钢板上涂覆印刷图案时，即使印刷高度变高，也能够提高生产性和印刷质量。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，可以提供一种涂覆钢板的制造装置，其包括利用喷墨印刷对钢板表面进行印刷的印刷装置，所述印刷装置在印刷区上在钢板的移动方向上交替配置喷墨头和固化装置，所述固化装置包括遮蔽盖，其容纳从钢板表面反射的光束的至少一部分光束，以减少从固化装置的照射部照射到钢板表面并反射的光束对从相邻喷墨头滴落的油墨液滴产生的影响。

并且，所述遮蔽盖包括：上部框架，其与所述固化装置结合；以及侧面框架，从所述上部框架的周缘向下部延伸而形成。

并且，在所述上部框架可以形成有至少一个孔。

并且，在所述遮蔽盖的内壁可以设置用于吸收紫外线的紫外线吸收部件。

并且，所述装置还可以包括底座，其连接所述喷墨头和所述下部框架，以将所述喷墨头和所述遮蔽盖约束成一个装置，在所述底座可以形成第一开口和第二开口，所述第一开口露出所述喷墨头的喷嘴，所述第二开口具有与所述遮蔽盖的开放的下部对应的大小，以露出所述固化装置的照射部。

并且，在所述上部框架可以设置露出所述固化装置的照射部的开口。

并且，从所述固化装置的照射部垂直照射的光束到所述侧面框架之间的距离(L)满足以下关系式，

L≥2H/tanθ，其中，H表示印刷高度。

并且，所述装置还包括紧贴输送单元，其在所述印刷装置的印刷区下面支撑所述钢板。

并且，所述装置还包括：张力控制装置，对所述钢板提供张力；蛇行控制装置，用于防止所述钢板的蛇行；以及速度控制装置，保持所述钢板的移动速度。

(三)有益效果

根据本发明的实施例的利用喷墨印刷的涂覆钢板的制造装置，即使在因钢板的平坦度不良而不得不增加印刷高度的情况下，图像也没有变模糊，从而能够提高生产性和印刷质量。

附图说明

图1是概略性地示出本发明的实施例的涂覆钢板的制造装置的图。

图2是示出本发明的实施例的印刷单元的侧视图。

图3是示出本发明的实施例的印刷单元的仰视图。

图4是表示印刷在钢板上的基于印刷高度的图像的照片。

图5是示出本发明的实施例的在印刷高度变高时从喷墨头滴落的油墨液滴受到反射光束的影响的图。

图6是示出本发明的实施例的遮蔽盖的立体图。

图7是示出本发明的实施例的遮蔽盖的剖视图。

图8是示出本发明的实施例的遮蔽盖内部中的反射光束的路径的图。

图9是示出本发明的另一实施例的遮蔽盖内部中的反射光束的路径的图。

图10是本发明的实施例的用于说明紧贴输送单元的结构图。

附图标记说明

10：张力控制装置 11、12：张紧辊

13：张力测量传感器 14：张力控制系统

20：蛇行控制装置 21、22：转向辊

23：蛇行测量传感器 24：蛇行控制系统

30、40：速度控制装置 31、41：夹送辊

51、52：偏导辊 53：跳动辊

100：印刷装置 110：印刷单元

111：喷墨头 112：喷嘴

113：固化装置 115：底座

120：紧贴输送单元 200：遮蔽盖

201：上部框架 202：侧面框架

203：孔 210：紫外线吸收部件

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

下面要说明的实施例是为了向本发明所属技术领域的普通技术人员充分传达本发明的思想而例示的。本发明并不限定于以下说明的实施例，可以以其他方式具体化。为了清楚地说明本发明，附图中省略了与说明无关的部分，并且，为了便于说明，图中可以放大表示组件的宽度、长度、厚度等。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。

图1是概略性地示出本发明的实施例的涂覆钢板的制造装置的图。

虽然没有在图中表示，但是，钢板在进入印刷工艺之前，可以经过形成涂层的工艺。即，涂覆钢板的制造装置可以经过形成涂层的工序和利用喷墨印刷在涂层上形成印刷层的工序。其中，涂覆钢板表示表面上形成涂层或印刷层的钢板。

涂覆钢板的制造装置可以包括：张力控制装置10，赋予张力，以使钢板不弯曲而保持平坦的状态；蛇行控制装置20，防止钢板不沿着生产线的中央移动而向左右偏移的情况；速度控制装置30、40，保持所述钢板的移动速度，以向钢板滴落印刷油墨时，能够使油墨准确地滴落在所需的位置上；以及印刷装置100，向钢板滴落印刷油墨，从而印刷图案或颜色。

参照附图，可以从钢板的移入方向连续配置张力控制装置10、蛇行控制装置20、偏导辊51(Deflector Roll)、跳动辊53(Dancer Roll)、速度控制装置30、印刷装置100、偏导辊52及速度控制装置40。

张力控制装置10可以通过调整张紧辊11、12(Tension Bridle Roll，TBR)的速度及接触角，使钢板保持在设定的张力范围内。张力范围可以设定在使钢板的表面形状变平坦且不会因过度的张力而产生断裂的范围内。例如，张力范围可以设定在2kgf/mm²～4kgf/mm²范围内。此时，钢板的张力误差可以调整在-1％～+1％范围内，以保持钢板的张力。

张紧辊11、12可以包括相邻配置的两个辊。此外，钢板沿着位于移入方向(下面，称为前方)的张紧辊11的上部面移入，并沿着位于移出方向(下面，称为后方)的张紧辊12的下部面移出。此时，可以通过改变任一张紧辊11、12的上下位置(或水平位置)来调整施加于钢板的张力的大小。

此外，张紧辊11、12的后方可以设置测量钢板张力的张力测量传感器13。张力测量传感器13测量钢板的张力并向张力控制系统14传递信号。此外，当张力控制系统14所测量的钢板的张力为设定范围以上时，向张紧辊11、12传递操作信号以降低钢板的张力，当张力控制系统14所测量的钢板的张力为设定范围以下时，向张紧辊11、12传递操作信号以提高钢板的张力。

蛇行控制装置20可以根据从蛇行测量传感器23获得的钢板的宽度方向的中央位置从钢板的输送线的中央脱离的蛇行量，旋转并移动张紧辊21、22(Steering Roll，SR)的轴。例如，钢板的蛇行量可以控制为-1mm～+1mm范围以内。

转向辊21、22可以位于张紧辊11、12的后方。

并且，转向辊21、22可以包括相邻配置的两个辊。此外，钢板可以沿着相邻的两个辊的上部面被输送。此时，可以通过改变任一个转向辊21、22的钢板宽度方向的位置(或旋转轴的钢板的宽度方向倾斜度)来控制钢板的蛇行。

此外，在转向辊21、22的后方可以设置测量钢板的蛇行的蛇行测量传感器23。蛇行测量传感器23测量钢板的蛇行并向蛇行控制系统24传递信号。此外，当钢板向右蛇行时，蛇行控制系统24向转向辊21、22传递使钢板向左移动的操作信号，当钢板向左蛇行时，蛇行控制系统24向转向辊21、22传递使钢板向右移动的操作信号。

并且，蛇行测量传感器23可以与印刷装置100连接。例如，当钢板的蛇行程度超过危险范围时，可以使印刷装置100暂停操作。

速度控制装置30、40可以通过调整夹送辊31、41(Pinch Roll，PR)的旋转速度，使钢板的移动方向的速度保持在设定的速度。这是因为只有钢板保持恒定的速度，印刷油墨才能降落在所要求的位置上。例如，钢板的设定速度可以从30mpm～50mpm的范围内选择。此时，钢板的实际移动速度的变动量可以控制在-21μm/sec～+21μm/sec范围以内。

夹送辊31、41可以包括配置在钢板的上下的两个辊。此时，可以通过改变任一个以上的夹送辊31、41的旋转速度来调整钢板的移动速度。

并且，夹送辊31、41可以固定钢板的宽度方向的移动并降低宽度方向的振动。例如，夹送辊31、41可以调整钢板的水平方向的振动幅度保持在-11μm～+11μm范围以内。

并且，夹送辊31、41可以设置在印刷装置100的前方和后方中的任一个以上的位置上。图中示出了印刷装置100的前方和后方均设置夹送辊31、41的情况。但是，夹送辊31、41可以只设置在印刷装置100的后方，从而拉动钢板的同时控制速度，或者可以只设置在印刷装置100的前方，从而推动钢板的同时控制速度。

此外，偏导辊51、52可以用于改变钢板的移动方向及角度。例如，偏导辊51、52可以配置在蛇行控制装置20与速度控制装置30、40之间，改变钢板的移动方向，也可以配置在印刷装置100与速度控制装置30、40之间，改变钢板的移动方向。

此外，可以在跳动辊53与底座之间设置减振部件，从而向钢板的上下方向移动小范围。因此，跳动辊53能够减少钢板的振动，此外，也能够调节钢板的张力。具体地，跳动辊53能够减少钢板经过张力控制装置10和蛇行控制装置20时产生的振动。例如，跳动辊53调整钢板的上下振动幅度保持在-60μm～+60μm以内。

另外，印刷装置100可以包括：紧贴输送单元120，使钢板在油墨滴落位置的喷射区(Jetting zone)或印刷区A平坦地展开，而不弯曲；钢板的支撑辊131、132的位置调节单元，其调节钢板的上下位置；印刷单元110，其向钢板滴落印刷油墨。

紧贴输送单元120可以使钢板紧贴在输送带133，从而使钢板的表面变平坦。如上所述，钢板表面的平坦度通过张力控制装置10实现。但是，钢板表面会残留细微的波纹。喷墨头111与钢板的距离被设置成0.8mm～1.2mm的范围，因此当以30mpm～50mpm的速度移动的钢板与喷墨头111碰撞时，印刷装置100可能会损坏。因此，利用额外的紧贴输送单元120来去除残留的波纹。这将在后面进行说明。

此外，钢板支撑辊131、132的位置调节单元可调节钢板支撑辊131、132的上下位置，以使印刷油墨滴落在钢板的准确的位置，所述钢板支撑辊131、132支撑钢板的同时，控制指定的钢板的上下方向位置。例如，钢板支撑辊131、132的位置调节单元可以调整钢板支撑辊131、132的上下位置，以使钢板的上下振动幅度保持在-60μm～+60μm以内。

印刷单元110可以对在印刷区A移动的钢板喷射印刷油墨，从而在钢板表面执行印刷设计。

图2是示出本发明的实施例的印刷单元的侧视图，图3是示出本发明的实施例的印刷单元的仰视图。

参照图1至图3，印刷单元110可以包括：喷墨头111，其设有喷射印刷油墨的喷嘴112；固化装置113，其固化油墨，以使滴落在钢板上的油墨不超过适当的扩散量以上；油墨供给装置114，能够持续供给油墨，且不会产生气泡。

喷墨头111设置有多个朝下的喷嘴112，多个喷嘴112可以以均匀的间距在钢板的宽度方向上并排配置。

此外，油墨供给装置114可以与喷墨头111连接，并且可以与喷墨头111可拆卸地结合，从而当油墨不足时，能够进行更换。

此外，喷墨头111可以在钢板的移动方向上并排配置多个。此时，在钢板的移动方向上配置的各喷墨头111可以喷射不同颜色的油墨。例如，可以从钢板的移动方向的前方配置喷射C(Cyan)、M(Magenta)、Y(Yellow)、K(Black)颜色的油墨的喷墨头111。

此外，喷射具有一种颜色的油墨的喷墨头111可以配置为多个喷墨头111在钢板的宽度方向上重叠。当喷墨头111的长度足够长从而能够覆盖钢板的宽度时，一个喷墨头111能够负责一种颜色，但是当喷墨头111的长度小于钢板的宽度时，可以将多个喷墨头111在钢板的宽度方向上连接而使用。

本发明的实施例中，两个喷墨头111在钢板的宽度方向上并排配置。此时，喷墨头111可以配置成一部分重叠而喷嘴112不重叠。更具体地，可以配置为位于左侧的喷墨头111的左侧最外围的喷嘴112的位置与位于右侧的喷墨头111的右侧最外围的喷嘴112之间的距离与相邻喷嘴112之间的间距一致。

固化装置113可以利用紫外线(UV)固化油墨。喷射在钢板上的油墨液滴(Droplet)可随着时间的经过而继续扩散。但是，随着油墨液滴的大小变大，印刷图像的分辨率会降低。因此，固化装置113可以固化油墨，以使油墨不超过适当的扩散量以上。

此外，固化装置113可以配置在喷墨头111的后方。例如，负责一种颜色的喷墨头111的后方可配置有固化装置113。在此情况下，可以在钢板的移动方向上并排配置C颜色的喷墨头111、固化装置113、M颜色的喷墨头111、固化装置113、Y颜色的喷墨头111、固化装置113、K颜色的喷墨头111及固化装置113。

并且，本发明的实施例的印刷单元110可以包括固定喷墨头111和固化装置113的底座115。底座115可以将多个喷墨头111和多个固化装置113约束成一个装置。例如，底座115可以配置为横穿多个喷墨头111和多个固化装置113。

此外，底座115可以形成露出喷墨头111的喷嘴112的开口115a和露出固化装置113的照射部的开口115b。其中，开口115b具有与后面将描述的遮蔽盖200的开放的下部对应的大小。

此外，底座115确保进流段长度，以使油墨液滴准确滴落在目标位置，从而能够在印刷区A内确保均匀的流场。

为此，底座115的底面可以位于喷墨头111的下面。例如，底座115的底面可以在不低于喷嘴112的位置的范围内，位于最下面。

底座115能够防止因喷嘴112周围的气流而使油墨的降落点产生变化。即，底座115可以配置成向喷嘴112的前方、后方及两侧方向延伸预定距离，从而在印刷区A内形成均匀的流动。其中，印刷区A表示喷嘴112所在的区域或油墨滴落而形成印刷图像的区域。

另外，钢板与喷墨头111的喷嘴112之间的距离可以调节成0.8mm～1.2mm的范围。当钢板与喷嘴112之间的距离大于1.2mm时，难以准确地控制油墨滴落的位置，从而印刷图像的质量也会降低。这是因为，油墨滴落在快速移动的钢板上，从而降落期间受到周围气流的影响。并且，当钢板与喷嘴112之间的距离小于0.8mm时，钢板与喷墨头111可能发生碰撞。这是因为，钢板并不具有完整的平面而包括细微的波纹，从而钢板与喷墨头111之间需要具有安全距离。

但是，因钢板本身具有的平坦度不良，会有不得不增加印刷高度的情况。

图4是示出印刷高度的图像质量的图。

如图4(a)所示，当印刷高度为1mm时，实现生动且颜色深的图像，但是，如图4(b)所示，当印刷高度为3mm时，图像被印刷得模糊。这是因为降落在钢板上的油墨没有正常扩散而被固化。

如图5所示，从固化装置113的照射部照射到钢板上的紫外线光束B从钢板反射，到达相邻喷墨头111附近的反射光束B1提前固化从喷墨头111滴落的油墨液滴I，从而能够使在钢板上的扩散性弱化。即，随着印刷高度H变高，因反射的紫外线光束，油墨液滴I受到的影响也会逐渐变大。

为了防止这种现象，本发明的实施例的固化装置113包括用于容纳从钢板反射的光束的至少一部分的遮蔽盖200，以减少从固化装置113的照射部照射的紫外线光束从钢板反射之后到达喷墨头111附近，对从喷墨头111滴落的油墨液滴产生的影响(提前固化)。

遮蔽盖200能够将从固化装置113的照射部113a照射并从钢板反射的紫外线光束B1引导至遮蔽盖200内部，从而减少到达相邻喷墨头11的光束B1。

参照图6及图7，遮蔽盖200可以以下部开放的盒子形状构成，以包围从固化装置113的照射部113a照射的紫外线光束区B周围。

遮蔽盖200包括：上部框架201，与固化装置113结合；侧面框架202，从上部框架201的周缘向下方延伸形成预定长度。

上部框架201具有露出固化装置113的照射部113a的开口201a，侧面框架202的下端可以被配置成在底座115的底面不突出。

侧面框架202的延伸长度可以设计成位于上部框架201的固化装置113的照射部113a离钢板不超过约10mm的高度。这是因为，从照射部113a向钢板照射的紫外线在离钢板10mm的高度上几乎没有强度(Intensity)变化。

上部框架201的宽幅W设计成充分宽于照射的光束B的宽幅，以便引导照射在钢板上的光束B的内部反射。

例如，从固化装置113的照射部113a照射的光束B的照射角度(θ)一般具有55～60°的照射角度，当使用聚光镜时，可以将照射角度缩小至20～25°。此时，从照射部113a垂直照射的光束到侧面框架202之间的距离L优选满足关系式1。

[关系式1]

L≥2H/tanθ，

其中，H表示印刷高度。

另外，从遮蔽盖200内壁反射的光束会不断地重复折射及反射，因此，一部分光束能够通过遮蔽盖200的开放的下部向外部流出而到达相邻喷墨头111附近。

为了防止这种现象，在上部框架201可以形成至少一个开口的孔203，以使在遮蔽盖200内反射的光束漏出到上部框架201的上部。

通过这样的结构，如图8所示，当从照射部113a照射的光束B从钢板反射时，在被遮蔽盖200的内壁反射的过程中，光束B1的一部分会通过上部框架201的孔203向外部流出，从而减少通过遮蔽盖200的开放的下部到达相邻喷墨头111的光束。

另外，参照图9，为了减少从遮蔽盖200内壁反射的光束的反射次数，遮蔽盖200的内壁上可以设置紫外线吸收部件210。

紫外线吸收部件210可以由氧苯酮(Oxybenzone)、阿伏苯宗(Avobenzone)等苯类的有机化学物质或公知的紫外线吸收物质组成，并可以涂覆在内壁或以薄膜的形态附着在遮蔽盖200的内壁。

由此，从钢板反射后到达遮蔽盖200内部的光束中一部分光速被紫外线吸收部件210吸收，从而能够减少光束的反射次数进而显著减少向遮蔽盖200外部流出的光束。

[表1]

表1表示在50mpm的钢板速度、20Khz的油墨喷射速度及600dpi的分辨率的印刷条件下，根据本实施例的遮蔽盖的安装与否及印刷高度的图像的模糊与否。

可知，在不得不增加印刷高度的情况下，当安装本实施例的遮蔽盖200时，即使将印刷高度增加到3mm后执行印刷，图像也没有变模糊，从而能够防止钢板的不良平坦度所导致的喷墨头的损坏，同时能够印刷出清晰的图像。

图10是本发明的实施例的用于说明紧贴输送单元的结构图。

紧贴输送单元120可以包括：钢板支撑辊131、132，其在钢板的前方和后方支撑钢板；输送带133，在进行旋转运动的同时与钢板一起移动；真空腔室134，其形成有吸附钢板的真空压；以及泵135，其提供真空压。

钢板支撑辊131、132可以与支撑输送带133的输送辊一体地形成。此时，输送带133可以配置为包围多个钢板支撑辊131、132，且可以形成履带。此外，钢板被支撑在输送带133上，从而可以与输送带133一起移动。

输送带133可以以形状可变的方式设置。因此，即使在旋转轨道不是圆形的情况下，也能够进行连续的旋转运动。此外，位于输送带133前方的钢板支撑辊131和位于输送带133后方的钢板支撑辊132对输送带133施加张力，从而能够使输送带133在印刷区A内保持平坦。但是，因移入紧贴输送单元120的钢板存在细微的波纹，从而即使输送带133保持平坦，钢板与输送带133之间可能会产生间距。

另外，如上所述，钢板与喷墨头111之间的距离近，因此钢板与喷墨头111之间的距离应恒定。因此，为了将钢板紧贴在输送带133上，紧贴输送单元120可以对输送带133形成真空压力。

为此，在输送带133的内部空间可以设置真空腔室134，真空腔室134可以与泵135连接并形成真空压。此外，输送带133上可以形成多个真空孔或真空狭缝，以使真空压能够作用于钢板。即，在真空腔室134中形成的真空压通过真空孔或真空狭缝作用于钢板来吸附钢板。因此，钢板能够紧贴在输送带133上而变得平坦。

参照附图中示出的实施例对本发明进行了说明，但这仅仅是示例而已，本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解，可根据上述实施例进行各种变形及实施等同的其他实施例。因此，本发明的真正的范围应根据权利要求书来确定。

Claims (7)

1.一种涂覆钢板的制造装置，其包括利用喷墨印刷对钢板表面进行印刷的印刷装置，

所述印刷装置在印刷区上在钢板的移动方向上交替配置喷墨头和固化装置，

所述固化装置包括遮蔽盖，其容纳从所述钢板表面反射的光束的至少一部分光束，以减少从固化装置的照射部照射到所述钢板表面并反射的光束对从相邻喷墨头滴落的油墨液滴产生的影响，

其中，所述遮蔽盖包括：

上部框架，与所述固化装置结合；以及

侧面框架，从所述上部框架的周缘向下部延伸而形成，

其中，在所述上部框架设置露出所述固化装置的照射部的开口，以使从所述固化装置照射的光束照射到所述遮蔽盖的内部，所述固化装置设置在所述遮蔽盖的外部。

2.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其中，

在所述上部框架形成有至少一个孔，以使在所述遮蔽盖内反射的光束漏出到所述上部框架的上部。

3.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其中，

在所述遮蔽盖的内壁设置用于吸收紫外线的紫外线吸收部件。

4.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其还包括底座，其连接所述喷墨头和所述下部框架，以将所述喷墨头和所述遮蔽盖约束成一个装置，

在所述底座形成第一开口和第二开口，所述第一开口露出所述喷墨头的喷嘴，所述第二开口具有与所述遮蔽盖的开放的下部对应的大小，以露出所述固化装置的照射部。

5.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其中，

从所述固化装置的照射部垂直照射的光束到所述侧面框架之间的距离(L)满足以下关系式，

L≥2H/tanθ

其中，H表示印刷高度。

6.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其还包括紧贴输送单元，其在所述印刷装置的印刷区下面支撑所述钢板。

7.根据权利要求1所述的涂覆钢板的制造装置，其还包括：

张力控制装置，对所述钢板赋予张力；

蛇行控制装置，用于防止所述钢板的蛇行；以及

速度控制装置，保持所述钢板的移动速度。

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