CN111619203A - 一种固化装置、固化方法以及包括该固化装置的柔版印刷机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固化装置、固化方法以及包括该固化装置的柔版印刷机，解决了固化效果差或未能及时地最大化固化精度的技术问题，其技术方案要点是：通过微控制单元控制电机按预设频率启动，当电机启动时，电机的转轴带动连杆旋转，连杆传动运动杆，从而使运动杆带动扇形保护壳的中心部旋转，以令中心部的外表面与半聚光壳的内表面上的清洁海绵垫发生摩擦；从而实现清洁作用，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下，再者，保护壳避免了固化灯管存在可能被污染的情况，而保护壳又能定时得到清洁，节省了生产成本，提高了生产效益。

Description

一种固化装置、固化方法以及包括该固化装置的柔版印刷机
技术领域
本发明涉及柔版柔版印刷领域，具体地涉及固化装置、固化方法以及包括该固化装置的柔版印刷机。
背景技术
柔性版印刷，也常简称为柔版印刷，其是使用柔性版、通过网纹传墨辊传递油墨给柔性版辊施印的一种印刷方式。目前市场上，柔版印刷行业都是采用水性油墨热固化的方式来进行印刷的固化，其干燥系统采用的热固化方式包括：电加热、油加热、蒸气加热。传统的设备参数通常为：印刷速度为300m/min；套色精度为±0.1mm；基材为无纺布、PET/PET、纸张等。传统的固化方式需要持续提供热能源，这会导致大量的废气物排放。例如，电加热的热固化方式会将不可回收利用的大量热量直接排放到大气中，导致浪费大量热量且会增加大气温度；而油加热和蒸气加热的热固化方式均需要消耗燃烧物，此过程会产生大量的CO2、SO2等大气污染气体，并且变相增加了设备上使用的废气排放系统的成本。所以，传统的固化方式使用的设备总成长、热能损耗大、生产效益低，与现代日益增长的生产需求不匹配。
中国专利CN108357189A、CN108481896A、CN108481897A分别描述了机组式柔版印刷机连线EB辐照即时固化型复合机、卫星式柔版印刷机连线EB辐照即时固化型复合机、层叠式柔版印刷机连线EB辐照即时固化型复合机，它们都是针对上述问题而提出的技术方案，其结构合理并能够提高固化速度，但是它们均忽略了固化效果或未能及时地最大化固化精度，比如，在印刷过程中，有可能出现印刷材料随印刷机构的运转而污染固化装置的问题，从而导致固化效果低下的缺陷。因此，需要一种改善的固化装置。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种固化装置，其能够保护固化灯管以及按预设频率清洁固化灯管的保护壳，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下。
本发明的目的之二是提供一种固化方法，其能够保护固化灯管以及按预设频率清洁固化灯管的保护壳，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下。
本发明的目的之三是提供一种包括上述固化装置的柔版印刷机，其能够保护固化灯管以及按预设频率清洁固化灯管的保护壳，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以实现：
一种固化装置，包括固化灯管、具有内腔的扇形保护壳、距扇形保护壳的外表面一定间隙处设置的聚光半壳，其中，所述聚光半壳设置有用于将其固定在外部支架上的连接件以及在聚光半壳的内表面上设置有填充聚光半壳与扇形保护壳之间的间隙的清洁海绵垫，其中，所述扇形保护壳分为可分离的三部分：与外部支架固定连接的固定端部、滑动端部以及相对于固定端部和滑动端部可转动的中心部，所述中心部的长度小于或等于清洁海绵垫的长度，所述固定端部和滑动端部上设置有用于分别连接固化灯管两端的安装座，所述内腔起于固定端部而终于滑动端部且所述固化灯管位于内腔中，所述扇形保护壳还包括在扇形保护壳的长度方向上贯通固定端部、中心部的非内腔部分以及滑动端部的运动杆，所述固定端部和滑动端部均设有供运动杆运动的相应的圆环形运动轨道，所述运动杆贯穿滑动端部的一端设置有固定在外部支架上的电机和与电机电连接的微控制单元，所述电机垂直于电机的转轴设置有与运动杆垂直地固定连接的连杆。
在一方面，滑动端部在中心部和连杆之间沿着运动杆可作直线运动。
在一方面，固定端部和滑动端部的安装座与固化灯管之间的连接为可拆卸连接。
在一方面，固定端部、中心部和滑动端部之间的接触平面均为光滑平面。
在一方面，清洁海绵垫与聚光半壳之间为可拆卸连接。
在一方面，聚光半壳为凹面反射镜。
在一方面，扇形保护壳为透明的扇形保护壳。
一种固化方法，其通过上述的固化装置来执行，包括以下步骤：
S1:开启固化灯管；
S2:在微控制单元中设置预设频率，使微控制单元按照预设频率启动电机，从而对固化灯管的扇形保护壳进行清洁作用。
一种柔版印刷机，包括放卷入料单元、印刷单元以及收卷出料单元，其中，所述放卷入料单元包括：用于放卷原材料的放卷轴、设置在放卷轴上的放卷切刀以及将切后的原材料牵入印刷单元的入料浮辊；所述印刷单元包括：接收牵入的原材料的中心辊、围绕中心辊的圆周有规律布置的且与中心辊配合作用的至少三组印刷色组、以及设置于印刷色组之间的上述的固化装置；所述放卷入料单元包括：将固化后的原材料牵出中心辊的出料浮辊、以及将牵出的原材料收卷的收卷浮辊和收卷切刀。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：通过微控制单元控制电机按预设频率启动，当电机启动时，电机的转轴带动连杆旋转，连杆传动运动杆，从而使运动杆带动扇形保护壳的中心部旋转，以令中心部的外表面与半聚光壳的内表面上的清洁海绵垫发生摩擦，从而实现清洁作用，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下，再者，保护壳避免了固化灯管存在可能被污染的情况，而保护壳又能定时得到清洁，节省了生产成本，提高了生产效益；固定端部、中心部、滑动端部可分离，而滑动端部可以在连杆和中心部之间沿着运动杆作直线运动，而固化灯管与固定端部和滑动端部的连接又为可拆卸连接，为查看固化灯管或更换固化灯管提供便利；固定端部、中心部和滑动端部之间的平面均为光滑平面，减少它们之间的摩擦，让中心部的转动更加流畅；聚光半壳为凹面反射镜，其在没有布置清洁海绵的位置还可以聚集固化灯发散的光照，使其更加聚焦于待照射的物体上，提高固化效率。通过该固化装置执行固化方法或使用包含该固化装置的柔版印刷机，均保证了固化效果和提高了生产效益。
附图说明
本发明将在图中示例性实施例的基础上进行更详细的讨论，其中：
图1示出了根据本发明示例性实施例的固化装置的圆形保护壳的图示；
图2示出了根据本发明示例性实施例的固化装置的侧视图，其中省略了电机以及连杆；
图3示出了根据本发明示例性实施例的柔版印刷机的正视图；
图4示出了根据本发明示例性实施例的柔版印刷机的印刷过程的流程图。
附图标记：
1：固化装置；2：固化灯管；3：扇形保护壳；301：固定端部；302：中心部；303：滑动端部；4：聚光半壳；5：清洁海绵垫；6：安装座；7：运动杆；8：圆环形运动轨道；9：电机；10：转轴；11：连杆；12：柔版印刷机；20：放卷入料单元；21：放卷轴；22：放卷切刀；23：放卷浮辊；24：入料牵引；25：入料浮辊；26：入料纠偏；30：印刷单元；31：中心辊；32：弧形辊；33：印刷压辊；34：印刷色组；36：冷却辊；40：收卷出料单元；41：出料浮辊；42：出料牵引；43：出料纠偏；44：收卷浮辊；45：收卷轴；46：收卷切刀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本说明仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本发明公开了一种固化装置1，如图1和2所示，包括固化灯管2、具有内腔的扇形保护壳3、距扇形保护壳的外表面一定间隙处设置的聚光半壳4，在该实施例中，扇形保护壳3的长度小于聚光半壳4的长度，聚光半壳4的侧视图为半圆环形，扇形保护壳3的半径与聚光半壳4的半径之差(即间隙宽度)为1至2cm，其中，聚光半壳4设置有用于将其固定在外部支架上的连接件，外部支架用于将该固化装置进行固定，以及在聚光半壳4的内表面上敷置有厚度足以充分填充聚光半壳4与扇形保护壳3之间的间隙的清洁海绵垫5，其中，扇形保护壳(扇形)3分为可分离的三部分：与外部支架固定连接的固定端部301、滑动端部303以及相对于固定端部301和滑动端部303可转动的中心部302，固定端部301、中心部302和滑动端部303之间的平面均为光滑平面，在该实施例中，中心部302的长度小于清洁海绵垫5的长度，固定端部301和滑动端部303上设置有用于分别连接安装固化灯管2两端的安装座6，即扇形保护壳3的内腔起于固定端部而终于滑动端部且固化灯管位于内腔中，扇形保护壳3还包括在扇形保护壳的长度方向上贯通固定端部301、中心部302的非内腔部分(即中心部302的外表面与内腔之间的具有厚度的地方)以及滑动端部303的运动杆7，固定端部301和滑动端部303均设有供运动杆7作环形运动的相应的圆环形运动轨道8，即运动杆7可带动中心部302相对于固定端部301和滑动端部303旋转，再者，运动杆7贯穿滑动端部303的一端设置有固定在外部支架上的电机9和与电机电连接的微控制单元，而垂直于电机9的转轴10处固定连接有与运动杆7垂直地固定连接的连杆11，即电机9启动时，电机的转轴10转动而通过连杆11带动运动杆7随圆环形运动轨道8而运动，从而使中心部302旋转。另外，固化灯管2与固定端部301和滑动端部303之间的安装连接是可拆卸的，而滑动端部303也可以在连杆11和中心部302之间沿着运动杆7作直线运动。
更具体地，扇形保护壳是其横截面为扇形，其圆心角的范围优选为160度至120度，但也可以根据实际需要将其构造为任何所需角度而不会影响光固化效果。
固化装置中的固化灯管在作用时固化灯管是常亮的，本实施例通过微控制单元控制电机按预设频率启动而进行对固化灯管的保护壳的清洁作用，当电机启动时，电机的转轴带动连杆旋转，连杆传动运动杆，从而使运动杆带动扇形保护壳的中心部旋转，以令中心部的外表面与半聚光壳的内表面上的清洁海绵垫发生摩擦，从而实现清洁作用，使固化效果及时得到保证，提高固化精度及效率，而无需待出现固化效果不佳的问题时才更换固化灯管或保护壳，从而导致生产效率低下，再者，保护壳避免了固化灯管存在可能被污染的情况，而保护壳又能定时得到清洁，节省了生产成本，提高了生产效益；固定端部、中心部、滑动端部可分离，而滑动端部可以在连杆和中心部之间沿着运动杆作直线运动，而固化灯管与固定端部和滑动端部的连接又为可拆卸连接，为查看固化灯管或更换固化灯管提供便利；固定端部、中心部和滑动端部之间的平面均为光滑平面，减少它们之间的摩擦，让中心部的转动更加流畅；聚光半壳为凹面反射镜，其在没有布置清洁海绵的位置还可以聚集固化灯发散的光照，使其更加聚焦于待照射的物体上，提高固化效率。
本发明还公开一种包括上述固化装置的柔版印刷机。
如图3所示，柔版印刷机12包括放卷入料单元20、印刷单元30收卷出料单元40。
其中，放卷入料单元20包括：用于放卷原材料的放卷轴21、设置在放卷轴21上的用于切割原材料的放卷切刀22、以及将切后的原材料牵入印刷单元30的浮辊组合。浮辊组合包括依次布置的放卷浮辊23、入料牵引24、入料浮辊25以及入料纠偏25，放卷浮辊23控制放卷主电机的速度，入料牵引24从放卷轴21牵出切割后的原材料，入料浮辊25控制原材料入牵的速度，入料纠偏25修正原材料进入印刷单元30的位置。本实施例中的放卷入料单元可以设置为双切刀双工位自动接料。
其中，印刷单元30包括：入料口、设置在入料纠偏25后的用于展平并引导原材料进入入料口的弧形辊32、从入料口接收牵入的原材料的中心辊31、与中心辊31压力配合以使中心辊31表面的原材料张紧的印刷压辊33、围绕中心辊31的圆周对称布置的且与中心辊31配合作用的四组印刷色组34、以及用于使原材料的印刷部分固化的本发明的固化装置、在原材料围绕中心辊31旋转经过最后一组印刷色组34且未到达入料口的位置处设置的出料口、在出料口外设置的用于使原材料冷却的冷却辊36。其中，印刷色组34包括配合使用的网纹辊和版辊。在本实施例中，在原材料进入中心辊31的位置与原材料离开中心辊31的位置之间设置了两个并排布置的固化装置1，以及另外在相邻的印刷色组34之间设置了各一个固化装置1，以提高固化过程的效率。
关于固化装置的配置，与上述基本一致，因此不再赘述。其中，清洁海绵垫可以浸泡有用于溶解诸如油墨的印刷材料的溶解剂，以在保护壳的中心部被油墨等污染时，中心部的外表面与聚光半壳内表面的清洁海绵垫相互摩擦以去除污渍。
然后，放卷入料单元40包括：在冷却辊36后依次布置的出料浮辊41、出料牵引42、出料纠偏43、收卷浮辊44、收卷轴45和设置在收卷轴45上的收卷切刀46，其中，出料浮辊41控制出料牵引速度，出料牵引42提供从冷却辊36牵出冷却后的原材料的动力源，出料纠偏43修正牵出的原材料的位置，收卷浮辊44将印刷后的材料使其在收卷轴45上收成卷材，收卷时使用收卷切刀46切割原材料，即收卷完毕。
另外，固化装置可以为双固化机构，其包括光固化和热固化(热固化会使用到热固化流道)，其内部包括热风进入和回风腔体以及光固化结构，开启过程通常为设备启动后先开热风再开光固化，本工艺采用热固化与光固化结和，有效地降低印刷表面的湿度，从而提高光固化效果。
本发明还公开了一种固化方法，其中由上述实施例中的固化装置1执行，包括以下步骤：
S1：开启固化灯管；
S2：在微控制单元中设置预设频率，使微控制单元按照预设频率启动电机，从而对固化灯管的扇形保护壳进行清洁作用。
而应用在包括本发明的固化装置1的柔版印刷机12的固化方法，如图4所示，其具体步骤为：
a)通过放卷入料单元放卷并切割原材料，并将切后的原材料牵入印刷单元；
b)在印刷单元中接收牵入的原材料，并利用印刷色组与中心辊的配合使用对牵入的原材料进行印刷；
c)在固化装置中的微控制单元中设置预设频率，使微控制单元按照预设频率启动电机，使固化装置起固化作用的同时及时得到清洁；
d)利用冷却辊对固化后的原材料进行冷却，以及利用放卷入料单元将冷却后的原材料牵出并将其收卷。
其中，步骤a、b、d的进行是有先后顺序的，但步骤c可以在原材料被牵入中心辊之前就已经在进行、或在原材料刚进入中心辊时或在原材料已经进入中心辊时进行、或者在原材料离开中心辊之后也可以继续进行，即步骤c可以根据实际需求设置其进行的时间和其在该方法的步骤中的顺序，步骤c中已包含使固化灯管开启的步骤，既可以先开启固化灯管再设置预设频率，又可以先设置预设频率再开启固化灯管。
使用上述固化装置执行固化方法，首先通过放卷入料单元、印刷单元以及收卷出料单元的配合使用能够保证正常的卷材印刷，而后，本发明的固化装置使固化效果及时地得到保证，提高了固化的精度及效率；当扇形保护壳的中心部转动时，中心部与聚光半壳内表面浸泡有溶解诸如油墨的印刷材料的溶解剂的清洁海绵进行紧密摩擦，能够及时地清洁保护壳，使保护壳能够在多次转动时仍是干净的，从而节省生产成本，提高生产效益。
使用本发明的固化装置、固化方法以及包括该固化装置的柔版印刷机，可以带来诸多益处，例如：
1.利用热固化与光固化结合的双固化，其与传统固化方式相比，降低了加热温度，提高了生产效率。
2.在高效的双固化反应中，相对少量的热固化降低了印刷油墨的湿度，从而提高固化效率，在本发明中，湿度为90％时反应速度为0、湿度为70％时反应速度为1、湿度为50％时固化效率为3，即湿度越小，固化效率越高，因而提高了设备的生产速度，增大了单台设备的产能，降低了生产成本。
3.解决传统UV油墨固化需要氮气保护的问题，去除使用商的氮气成本，并减小空气中的氮气排放。
4.无臭氧产生，解决了传统油墨生产过程中对大气的污染问题。
5.本发明中的双固化采用幅面均匀光照，光照无死点，解决了传统固化方式宽幅温差的问题，排除了幅宽对生产印刷的影响。
6.改善了设备参数：本发明中：印刷速度为450m/min，套印精度为±0.05mm，基材为无纺布、PE/PET、纸张。
7.网纹辊套筒和印版套筒可跟换，降低版辊库存成本。

Claims (9)

1.一种固化装置，其特征在于，包括固化灯管、具有内腔的扇形保护壳、距扇形保护壳的外表面一定间隙处设置的聚光半壳，其中，所述聚光半壳设置有用于将其固定在外部支架上的连接件以及在聚光半壳的内表面上设置有填充聚光半壳与扇形保护壳之间的间隙的清洁海绵垫，其中，所述扇形保护壳分为可分离的三部分：与外部支架固定连接的固定端部、滑动端部以及相对于固定端部和滑动端部可转动的中心部，所述中心部的长度小于或等于清洁海绵垫的长度，所述固定端部和滑动端部上设置有用于分别连接固化灯管两端的安装座，所述内腔起于固定端部而终于滑动端部且所述固化灯管位于内腔中，所述扇形保护壳还包括在扇形保护壳的长度方向上贯通固定端部、中心部的非内腔部分以及滑动端部的运动杆，所述固定端部和滑动端部均设有供运动杆运动的相应的圆环形运动轨道，所述运动杆贯穿滑动端部的一端设置有固定在外部支架上的电机和与电机电连接的微控制单元，所述电机垂直于电机的转轴设置有与运动杆垂直地固定连接的连杆。
2.根据权利要求1所述的固化装置，其特征在于，所述滑动端部在中心部和连杆之间沿着运动杆可作直线运动。
3.根据权利要求2所述的固化装置，其特征在于，所述固定端部和所述滑动端部的安装座与固化灯管之间的连接为可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的固化装置，其特征在于，所述固定端部、所述中心部和所述滑动端部之间的接触平面均为光滑平面。
5.根据权利要求1所述的固化装置，其特征在于，所述清洁海绵垫与所述聚光半壳之间为可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的固化装置，其特征在于，所述聚光半壳为凹面反射镜。
7.根据权利要求1所述的固化装置，其特征在于，所述扇形保护壳为透明的扇形保护壳。
8.一种固化方法，其通过权利要求1-7中任一项所述的固化装置来执行，其特征在于，包括以下步骤：
S1:开启固化灯管；
S2:在微控制单元中设置预设频率，使微控制单元按照预设频率启动电机，从而对固化灯管的扇形保护壳进行清洁作用。
9.一种柔版印刷机，其特征在于，包括放卷入料单元、印刷单元以及收卷出料单元，其中，所述放卷入料单元包括：用于放卷原材料的放卷轴、设置在放卷轴上的放卷切刀以及将切后的原材料牵入印刷单元的入料浮辊；所述印刷单元包括：接收牵入的原材料的中心辊、围绕中心辊的圆周有规律布置的且与中心辊配合作用的至少三组印刷色组、以及设置于印刷色组之间的权利要求1-7中任一项所述的固化装置；所述放卷入料单元包括：将固化后的原材料牵出中心辊的出料浮辊、以及将牵出的原材料收卷的收卷浮辊和收卷切刀。
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