CN111114112B - 一种印刷设备及印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷设备及印刷方法，所述印刷设备，包括：承印台，用以放置并固定承印物；架设于所述承印台上方的不同位置的图案印制机构和整版涂布机构；水平移动机构，用以带动所述承印台依次进入所述图案印制机构和整版涂布机构的工作区；其中，所述图案印制机构用以在所述承印物表面形成指定图案的粘附和/或不粘附目标油墨的涂层，以使承印物表面上指定图案对目标油墨的粘附效果，与承印物表面上其他区域对目标油墨的粘附效果相反；所述整版涂布机构用以在承印物表面整版印刷目标油墨，形成目标图案。本发明通过利用打印设备在承印物上形成粘附和/或不粘附目标油墨的涂层，极大的简化了传统印刷中制版过程，更适于满足用户的多样化印制品的快速制备需求。

Description

一种印刷设备及印刷方法

技术领域

本发明属于印刷技术领域，尤其涉及一种印刷设备及印刷方法。

背景技术

传统的印刷是指将文字、图画、照片、防伪等原稿经制版、施墨、加压等工序，使油墨转移到纸张、织品、塑料品、皮革等材料表面上，批量复制原稿内容的技术。印刷是把经审核批准的印刷版，通过印刷机械及专用油墨转印到承印物的过程。

目前，图案印刷一般采用如凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、孔版印刷的方式，相对于打印而言，对于大批量的印制品而言，印刷的效率更高，稳定性更强，但由于上述印刷方式中掩模(即版)的制版过程复杂、制版时间过长等原因，使上述主流图案印刷方法无法满足多样化的印制品的制备。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种印刷设备，以解决现有技术中印刷制版复杂、时间长导致无法满足快速的多样化印制品的制备的问题。

在一些说明性实施例中，所述印刷设备，包括：承印台，用以放置并固定承印物；架设于所述承印台上方的不同位置的图案印制机构和整版涂布机构；水平移动机构，用以带动所述承印台依次进入所述图案印制机构和整版涂布机构的工作区；其中，所述图案印制机构用以在所述承印物表面形成指定图案的粘附和/或不粘附目标油墨的涂层，以使承印物表面上指定图案对目标油墨的粘附效果，与承印物表面上其他区域对目标油墨的粘附效果相反；所述整版涂布机构用以在承印物表面整版印刷目标油墨，基于所述涂层形成目标油墨构成的目标图案；

在一些可选地实施例中，所述水平移动机构，包括：与所述承印台配合连接的第一导轨；带动所述承印台沿所述第一导轨移动的第一驱动机构。

在一些可选地实施例中，所述承印台设置于高度可变的升降座上；所述承印台通过所述升降座与所述第一导轨配合连接。

在一些可选地实施例中，所述图案印制机构，包括：架设在所述承印台上方、具有与所述承印台的移动方向水平垂直的第二导轨的导轨横梁；装配在所述导轨横梁上、与所述第二导轨配合连接的打印头；带动所述打印头沿所述第二导轨移动的第二驱动机构。

在一些可选地实施例中，所述整版涂布机构，包括：与所述承印台的移动方向水平垂直设置的一个或多个刷印辊子。

在一些可选地实施例中，所述刷印辊子至少包括：向所述承印物表面整版印刷目标油墨的涂布辊；位于所述涂布辊斜上方与所述涂布辊配合进料的匀墨辊；用以在涂布辊印刷目标油墨之前，在所述涂布辊的轴向抹匀目标油墨的窜墨辊。

在一些可选地实施例中，所述整版涂布机构，还包括：进料导板，用以将目标油墨导入所述涂布辊和所述匀墨辊之间形成的进料口。

在一些可选地实施例中，所述目标油墨为液体状态的低熔点金属；形成粘附所述低熔点金属的涂层的材料选用水性油墨、油性自挥发油墨、加热固化油墨、紫外固化油墨、电子束固化油墨、激光固化油墨中的一种；形成不粘附所述低熔点金属的涂层的材料选用二十二烷、硬脂酸、棕榈酸、花生酸、木蜡、棕榈蜡、米糠蜡、荷荷芭蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡、小烛树蜡、自蜂蜡、虫白蜡、羊毛蜡、鲸蜡、石蜡、微晶石蜡、石油蜡、乳化蜡、褐煤蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氯化石蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、氧化乙烯蜡中的一种或几种，所述溶剂包括乙醚、石油醚、正庚烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、醋酸、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

本发明的另一个目的在于基于上述印刷设备提出一种印刷方法，以解决现有技术中存在的问题。

在一些说明性实施例中，所述印刷方法，应用于上述印刷设备，包括：将承印物放置并固定于承印台；通过水平移动机构带动所述承印台进入图案印制机构的工作区；所述图案印制机构根据目标图案在承印物的表面形成粘附和/或不粘附目标油墨的涂层；通过水平移动机构带动所述承印台进入整版涂布机构的工作区；所述整版涂布机构利用目标油墨对所述承印物进行整版印刷，在具有粘附目标油墨的涂层上附着目标油墨和/或在具有不粘附目标油墨的涂层上不附着目标油墨，在所述承印物的表面形成目标油墨构成的目标图案。

在一些可选地实施例中，所述目标油墨为液体状态的低熔点金属，所述印刷方法用于制造柔性电子电路。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明通过利用打印设备在承印物上形成粘附和/或不粘附目标油墨的涂层，极大的简化了传统印刷中制版过程，更适于满足用户的多样化印制品的快速制备需求。

附图说明

图1是本发明实施例中的印刷设备的结构示意图；

图2是本发明实施例中的具有涂层的承印物的结构示意图；

图3是本发明实施例中的整版印刷目标油墨后的承印物的结构示意图；

图4是本发明实施例中的印刷设备的结构示意图；

图5是本发明实施例中的图案印制机构的结构示意图；

图6是本发明实施例中的整版涂布机构的结构示意图；

图7是本发明实施例中的整版涂布机构的刷印辊子的配合示意图；

图8是本发明实施例中的印刷设备的结构示意图；

图9是本发明实施例中的印刷设备的结构示意图；

图10是本发明实施例中的印刷方法的流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1-3，本发明公开了一种印刷设备，包括：承印台1、水平移动机构2、图案印制机构3和整版涂布机构4；其中，承印台1用于放置并固定承印物5；图案印制机构3用于在所述承印物5表面形成指定图案的粘附和/或不粘附目标油墨的涂层6，以使承印物表面上指定图案对目标油墨的粘附效果，与承印物表面上其他区域对目标油墨的粘附效果相反；整版涂布机构4用以在承印物5表面整版印刷目标油墨7，基于所述涂层6形成目标油墨7构成的目标图案；水平移动机构2则用于带动承印台1依次进入图案印制机构3和整版涂布机构4的工作区。其中，承印台1可通过负压吸附的方式固定承印物5，亦可以采用其他固定结构粘接、卡持等方式固定承印物5。

具体的，该印刷设备的装配结构可采用如下结构：图案印制机构3和整版涂布机构4分别架设于承印台1的上方不同位置处，水平移动机构2与承印台1之间配合连接，承印台1可通过水平移动机构2的带动使其上固定的承印物5进入图案印制机构3和整版涂布机构4的下方工作区。

本发明实施例中的图案印制机构3可采用直写打印技术、喷墨打印技术等方式实现，整版涂布机构4可采用平版印刷技术、丝网印刷技术、柔板印刷技术等方式实现。

本发明实施例中的承印物5主要作为目标油墨7的承载材料，可称为印制基底、印制基材，可采用聚氯乙烯基材、聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚对苯二甲酸丁二醇酯基材、聚丙烯基材、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯基材、硅橡胶基材、天然橡胶基材、异戊橡胶基材、丁苯橡胶基材、顺丁橡胶基材、氯丁橡胶基材、乙丙橡胶基材、丁腈橡胶基材、硅橡胶基材、聚硫橡胶基材、玻璃基材、聚氨酯基材、亚克力基材、不锈钢基材、硅基材、尼龙布中的一种。基材的形状可以为薄膜、片状、板状、圆弧状及其他异型结构，本发明实施例不进行限定。其中，可以根据实际应用确定具体选择哪种基材。

本发明实施例中的目标油墨可采用传统的油性油墨，也可适用于液体状态的低熔点金属。与油性油墨配合使用的用以在承印物5表面形成粘附油性油墨的涂层材料可以采用具有一定粘连性的胶体，形成不粘附油性油墨的涂层材料可以采用水、酒精等。

与低熔点金属配合使用的用以在承印物5表面形成粘附低熔点金属的涂层材料可以采用具有一定粘连性的胶体，亦或者采用水性油墨、油性自挥发油墨、加热固化油墨、紫外固化油墨、电子束固化油墨、激光固化油墨中的一种，形成不粘附低熔点金属的涂层材料可以采用二十二烷、硬脂酸、棕榈酸、花生酸、木蜡、棕榈蜡、米糠蜡、荷荷芭蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡、小烛树蜡、自蜂蜡、虫白蜡、羊毛蜡、鲸蜡、石蜡、微晶石蜡、石油蜡、乳化蜡、褐煤蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氯化石蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、氧化乙烯蜡中的一种或几种，所述溶剂包括乙醚、石油醚、正庚烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、醋酸、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

可选地，本发明实施例中的低熔点金属为熔点在300℃以下的低熔点金属单质，熔点在300℃以下的低熔点合金，或者，熔点在300℃以下的共混物，共混物包括低熔点金属单质、低熔点合金和功能粉体中的至少两种，即共混物包括低熔点金属单质和低熔点合金，或者，共混物包括低熔点合金和功能粉体，或者，共混物包括低熔点金属单质和功能粉体，或者，共混物包括低熔点金属单质、低熔点合金和功能粉体。

示例性地，低熔点金属单质可以为汞单质、镓单质、铟单质或者锡单质。

示例性地，低熔点合金可以为镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、铋铟锡铅合金、铋锡镉合金、铋铅锡合金、铋锡铅镉合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡锌铜合金和锡银铜合金中的一种。

示例性地，功能粉体可以为镍单质、铁单质、钛单质、锌单质、银单质、铜单质、氧化铁、氧化铜、氧化锌、碳粉、石墨烯、碳纳米管、氧化硅、氮化硼、膨润土、高岭土中的至少一种。

优选地，本发明实施例中的低熔点金属可采用室温液态的低熔点金属，以满足柔性电子材料的制备的同时，还可以简化本发明实施例中的印刷设备，降低印刷设备中的温控需求及要求。

在此以目标油墨采用低熔点金属为例，简要说明本发明实施例中的印刷设备的工作方法。

首先，根据实际需求选择承印物5的材质，选择基材表面不粘附低熔点金属的承印物、基材表面易粘附低熔点金属的承印物或介于两者之间的承印物(即基材表面对于低熔点金属的粘附/不粘附表现均不理想)。

然后，将承印物5固定在承印台1上，通过水平移动机构2的带动使承印物5进入图案印制机构3的工作区，通过图案印制机构3的作业在承印物5的表面形成粘附和/或不粘附低熔点金属的涂层。

其中，对于基材表面不粘附低熔点金属的承印物，可通过在其表面打印/涂覆易粘附低熔点金属的材料，形成与目标图案一致的涂层。对于基材表面易粘附低熔点金属的承印物，则可通过在其表面打印/涂覆不粘附低熔点金属的材料，形成与目标图案相反的涂层。对于基材表面对于低熔点金属的粘附/不粘附表现均不理想的承印物，则可通过首先在基材表面利用上述粘附/不粘附低熔点金属的两种涂料中的任意一种涂料整体涂覆形成一层涂层(第一层涂层)，然后再利用另一种涂料根据目标图案在已形成的涂层表面形成与目标图案一致或相反的第二层涂层。

该实施例中采用的涂层可以通过自然固化、风干、烘干、光照等方式固化，对于具有指定固化条件的涂料可在本发明实施例中相应结构中增加相应的固化组件，以满足涂层的快速固化。

通过图案印制机构3在承印物5的表面形成粘附和/或不粘附低熔点金属的涂层后，通过水平移动机构2带动承印物5进入整版涂布机构4的工作区，整版涂布机构4对承印物5的表面利用低熔点金属对其进行整版印刷，此时低熔点金属在不粘附低熔点金属的表面(不粘附低熔点金属的涂层、表面不粘附低熔点金属的承印物)表现为不附着，在粘附低熔点金属的表面(粘附低熔点金属的涂层、表面粘附低熔点金属的承印物)表现为良好附着，此时在承印物5的表面形成由低熔点金属构成的目标图案，印刷完成。

如图4，本发明的一些实施例中，所述水平移动机构2，包括：与所述承印台1配合连接的第一导轨201；带动所述承印台1沿所述第一导轨移动的第一驱动机构202。优选地，第一导轨201为直线结构，在其它实施例中亦可以采用弧形或转弯结构，以满足对于设备的结构排布存在限制或要求的实际设备中。第一驱动机构202可采用传动皮带，与承印台1的非工作面配合，在其它的实施例中，第一驱动机构202亦可以采用磁动力驱动机构、电机控制的丝杠滑杆、转轮等。

本发明的一些实施例中，所述承印台1设置于高度可变的升降座8上；所述承印台1通过所述升降座8与所述第一导轨201配合连接。该实施例中的升降座8用以调节承印台1的高度，从而调节承印物5在图案印制机构3和整版涂布机构4中作业时的高度，使承印物5上的涂层或目标油墨的打印/印刷效果最佳。

如图5，在一些实施例中，所述图案印制机构3，包括：架设在所述承印台1上方、具有与所述承印台1的移动方向水平垂直的第二导轨301的导轨横梁302；装配在所述导轨横梁302上、与所述第二导轨301配合连接的打印头303；带动所述打印头303沿所述第二导轨301移动的第二驱动机构304。其中，打印头303可采用双打印头的结构，可以满足不同打印头打印不同性质的涂层材料的需求，也可以采用内部具有墨道切换功能的打印头，通过打印头中的阀组控制切换不同的涂层材料的墨道连通。

图案印制机构3在工作时，通过水平移动机构2带动承印台1沿第一导轨201移动，从而满足X轴方向(假定第一导轨201的延伸方向为X轴方向)的打印实现，通过打印头303在第二驱动机构304的带动下沿第二导轨302的移动，从而满足Y轴方向的打印实现。

如图6-7，本发明中的一些实施例中，所述整版涂布机构4，包括：与所述承印台1的移动方向水平垂直设置的一个或多个刷印辊子。在一些优选地实施例中，所述刷印辊子至少包括：向所述承印物1表面整版印刷目标油墨的涂布辊401；位于所述涂布辊401斜上方与所述涂布辊401配合进料的匀墨辊402；用以在涂布辊401印刷目标油墨之前，在所述涂布辊401的轴向抹匀目标油墨的窜墨辊403。

优选地，所述涂布辊401、匀墨辊402和窜墨辊403通过位于第一导轨201两侧的支架9架设在承印台1的上方；其中，涂布辊401、匀墨辊402和窜墨辊403被设置为相互间距可调。

在一些可选地实施例中，所述整版涂布机构4，还包括：进料导板404，用以将目标油墨导入所述涂布辊401和所述匀墨辊402之间形成的进料口。

结合上述图1-7，参照图8-9，公开了一种本发明实施例中的印刷设备的优选实施方式。

印刷设备，包括：底座10、设置于底座10表面的第一导轨201、装配在底座9上与第一导轨201配合连接的升降座8，升降座8的表面固定承印台1，升降座8与第一导轨201之间通过皮带转动；其中，第一导轨201采用定长的直线导轨。

还包括：通过位于第一导轨201两侧的支架9并排设置于第一导轨201上方的图案印制机构3和整版涂布机构4，其中，图案印制机构3相比整版涂布机构4距离承印台1的初始位置更近；其中，

图案印制机构3包括：水平垂直于第一导轨201设置的导轨横梁302，其上具有与导轨横梁302平行的第二导轨301，装配在导轨横梁302、与第二导轨301配合连接的打印头303，驱动打印头303沿第二导轨301移动的皮带。

整版涂布机构4包括：通过支架9架设在第一导轨201上方的涂布辊401、匀墨辊402和窜墨辊403，且涂布辊401、匀墨辊402和窜墨辊403被设置为相互间距可调。该实施例中只有涂布辊401被设置接触承印物5。

还包括：电器箱11，其内集成有打印头303、升降座8、皮带、涂布辊401、匀墨辊402和窜墨辊403的控制电路及驱动结构，电器箱11被设置于底座10的一侧。优选地，电器箱11上通过数据接口或无线通信的方式与上位机数据通信，满足上位机对于目标图案的电子数据的传输。在其它的实施例中，电器箱11上亦可以集成控制面板、以及存储器插槽，以满足印刷设备的独立工作。

还包括：护罩12和侧盖13，护罩12用以封盖图案印制机构3和整版涂布机构4，侧盖13则用于封盖电器箱11的另一侧。

如图10，本发明的另一个目的在于基于上述印刷设备提出一种印刷方法，所述印刷方法，应用于上述印刷设备，包括：

步骤S1、将承印物放置并固定于承印台；

步骤S2、通过水平移动机构带动所述承印台进入图案印制机构的工作区；

步骤S3、所述图案印制机构根据目标图案在承印物的表面形成粘附和/或不粘附目标油墨的涂层；

步骤S4、通过水平移动机构带动所述承印台进入整版涂布机构的工作区；

步骤S5、所述整版涂布机构利用目标油墨对所述承印物进行整版印刷，在具有粘附目标油墨的涂层上附着目标油墨和/或在具有不粘附目标油墨的涂层上不附着目标油墨，在所述承印物的表面形成目标油墨构成的目标图案。

本发明实施例中的印刷设备及印刷方法均可用于柔性电子电路的制造，其中，低熔点金属作为柔性电子电路中的实际柔性电路。更为具体的，本发明中的印刷设备及印刷方法用于RFID电子标签的制备，低熔点金属用于形成RFID电子标签中的天线(射频)电路。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (9)

1.一种印刷设备，其特征在于，包括：

承印台，用以放置并固定承印物；架设于所述承印台上方的不同位置的图案印制机构和整版涂布机构；水平移动机构，用以带动所述承印台依次进入所述图案印制机构和整版涂布机构的工作区；所述整版涂布机构，包括：与所述承印台的移动方向水平垂直设置的一个或多个刷印辊子，至少包括：向所述承印物表面整版印刷目标油墨的涂布辊；

其中，所述图案印制机构用以在所述承印物表面形成指定图案的粘附和/或不粘附目标油墨的涂层，以使承印物表面上指定图案对目标油墨的粘附效果，与承印物表面上其他区域对目标油墨的粘附效果相反；所述整版涂布机构用以在承印物表面整版印刷目标油墨，形成目标图案；

其中，所述目标油墨为液体状态的低熔点金属。

2.根据权利要求1所述的印刷设备，其特征在于，所述水平移动机构，包括：

与所述承印台配合连接的第一导轨；

带动所述承印台沿所述第一导轨移动的第一驱动机构。

3.根据权利要求2所述的印刷设备，其特征在于，所述承印台设置于高度可变的升降座上；

所述承印台通过所述升降座与所述第一导轨配合连接。

4.根据权利要求1所述的印刷设备，其特征在于，所述图案印制机构，包括：

架设在所述承印台上方的导轨横梁，所述导轨横梁具有与所述承印台的移动方向水平垂直的第二导轨；

装配在所述导轨横梁上、与所述第二导轨配合连接的打印头；

带动所述打印头沿所述第二导轨移动的第二驱动机构。

5.根据权利要求1所述的印刷设备，其特征在于，所述刷印辊子还包括：

位于所述涂布辊斜上方与所述涂布辊配合进料的匀墨辊；

用以在涂布辊印刷目标油墨之前，在所述涂布辊的轴向抹匀目标油墨的窜墨辊。

6.根据权利要求5所述的印刷设备，其特征在于，所述整版涂布机构，还包括：

进料导板，用以将目标油墨导入所述涂布辊和所述匀墨辊之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的印刷设备，其特征在于，

形成粘附所述低熔点金属的涂层的材料选用水性油墨、油性自挥发油墨、加热固化油墨、紫外固化油墨、电子束固化油墨、激光固化油墨中的一种；

形成不粘附所述低熔点金属的涂层的材料选用二十二烷、硬脂酸、棕榈酸、花生酸、木蜡、棕榈蜡、米糠蜡、荷荷芭蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡、小烛树蜡、自蜂蜡、虫白蜡、羊毛蜡、鲸蜡、石蜡、微晶石蜡、石油蜡、乳化蜡、褐煤蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氯化石蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、氧化乙烯蜡中的一种或几种，溶剂包括乙醚、石油醚、正庚烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、醋酸、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的印刷设备的印刷方法，其特征在于，包括：

将承印物放置并固定于承印台；

通过水平移动机构带动所述承印台进入图案印制机构的工作区；

所述图案印制机构根据目标图案在承印物的表面形成指定图案的粘附和/或不粘附目标油墨的涂层；

通过水平移动机构带动所述承印台进入整版涂布机构的工作区；

所述整版涂布机构利用目标油墨对所述承印物进行整版印刷，在具有粘附目标油墨的涂层上附着目标油墨和/或在具有不粘附目标油墨的涂层上不附着目标油墨，在所述承印物的表面形成目标油墨构成的目标图案。

9.根据权利要求8所述的印刷方法，其特征在于，所述印刷方法用于制造柔性电子电路。