CN111806069B - 丝网印刷和直接服装印刷的混合型印刷机及其方法 - Google Patents

丝网印刷和直接服装印刷的混合型印刷机及其方法 Download PDF

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Abstract

记载了一种混合印刷机，其具有丝网印刷台和直接服装数字印刷台，其具有用于控制印刷工艺的一部分的光栅图像处理器。

Description

丝网印刷和直接服装印刷的混合型印刷机及其方法
本申请是申请号为201680048323.5、申请日为2016年8月12日、发明名称为“丝网印刷和直接服装印刷的混合型印刷机及其方法”的专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用的描述
本申请要求于2015年8月14日提交的申请号为62/205,416的美国临时专利申请的优先权，其全部内容在此通过引用并入本文成为其一部分。
联邦政府赞助的研究或开发
N/A
技术领域
本发明涉及具有丝网印刷台和用于在织物和其它基材上印刷图像的直接服装印刷台的混合印刷机以及用于印刷织物的方法。
背景技术
丝网印刷是数千年前的工艺(art)形式，涉及在具有图案的丝网上沉积油墨，并且刮压油墨，使得油墨通过丝网到达要被丝网印刷的物品上。丝网印刷通常用于装饰衣物，例如T恤、裤子以及手提包和手提袋之类的其它物品。在T恤和其它衣物上专门印刷诸如装饰、口号、大学名称或运动队名字等奇特标记的精品店在商场中经常可见。在这些精品店可以得到的标记可以被预先印在基材上，并且由精品店经营者用热压机将其施加于消费者购买的衣物商品上；或者其可以被直接施加于衣物上。标记可以包括简单的单色块字母或精心制作的多色图像。
在丝网印刷工业中常用的是多工位转台型(美国专利公开号2011/0290127)和椭圆型(美国专利公开号2010/0000429)印刷机(这两个专利申请都通过引用并入本文并成为本文的一部分)。这些印刷机具有多个沿其周边间隔开的平台(flat bed)或压板(platen)，每种颜色对应一个。所使用的台的数量取决于要在物品上印刷的颜色数量。标记可以由多达十种颜色以上构成。
丝网印刷中的一个重大挑战是准备每个丝网所需的时间。设置印刷丝网的一般过程如下：
首先，设置底片(artwork)。将底片以正片的形式固定在放样板上。接下来，将载片(光学透明聚酯膜)放置在放样板上。人通过用手将底片转印到一个或多个载片上来分离颜色。在该分离/转印过程中，每个载片都代表要用于最终的丝网印刷织物中的单独的颜色。因此，如果有六种颜色被丝网印刷，则会完成六个载片(底片分离)。
然后，制造经模板印刷的丝网(每种颜色或每个印刷头对应一个)。将标记或设计图案通过常规方法形成在丝网上。丝网的网眼通常用紫外线感光乳剂覆盖，并被放入真空曝光装置中，该真空曝光装置主要包括光源、真空装置、盖子和布置在他们中间的工作台。将每个载片与由乳剂覆盖的预先拉伸的丝网对准，使得载片布置在光源和丝网之间。闭合盖子，使丝网/载片组合经受真空，以使它们彼此接触，并使紫外光照射。然后对曝光的丝网进行化学处理，形成印刷丝网。使用现代技术和化学品，可以通过对暴露的丝网施加强力水雾(high power water spray)来进行加工。
当暴露于紫外(UV)光并被加工(通常通过强力水雾)时，那些被覆盖(例如通过模版)的部分或网格保持打开(形成空隙)，以允许光线、涂料或油墨通过网格。丝网没有被模版覆盖的那些部分一旦被暴露和加工就变得不透明，阻止光、涂料或油墨通过网格。
具体地，没有暴露在UV光下的那些网格部分(未曝光的模版/设计图案)被冲走，并在网格中产生开口或间隙，从而在印刷过程中使油墨通过。丝网上的空隙表示要被沉积到织物或其它基材上的特定颜色油墨的位置。
第三，将每个印刷丝网固定到印刷头上。然后在每个印刷头中放入一种颜色的油墨。
每次一个地将织物装载到行进托盘上，并且使托盘行进至每个印刷台，每个台在其中具有不同颜色的油墨。通过每个台上的丝网将油墨施加到每个织物上。将每个织物固化并使得油墨凝固。
加速丝网制作过程的一个尝试为在常规转让的公开号为2014/0261029的美国专利中公开的丝网直接制网(DTS)机，该美国专利通过引用并入本文并成为其一部分。即使使用DTS(丝网直接制网)机，也需要10-20分钟来制作每个丝网。
丝网印刷的一个替代方法是具有压电头的DTG(直接服装)数字印刷机。这些DTG机的优点是能够从加载到机器的计算机控制器的数字文件中分离颜色，然后通过压电头简单地将颜色喷涂到服装上。与丝网印刷相比，压电头的极限速度非常慢，因此使用DTG印刷机进行大批量的服装作业尚不合算，而将数字印刷机与丝网印刷机混合使用也尚不合算，因为它将丝网印刷机减慢了大约二分之一到三分之二。
而且，大多数服装印刷需要基底，该基底通常是白色或非常浅色的。特别是在需要厚外套的深色服装上，通过压电头获得足够的白色颜料来作为基底，尚且非常困难。这进一步推迟了织物数字印刷的广泛使用。
发明内容
本发明提供了一种机器和方法，其结合了丝网印刷和数字印刷的积极特性：通过将丝网印刷工艺专用于涂布白色或浅色的基底，并将数字印刷专用于其它颜色。因此，将需要少得多的丝网，这将显著节省时间。数字印刷机将被专用于涂布体积小得多的油墨，并且通过使用大量的印刷头，数字印刷机的速度能够与丝网印刷的速度匹配。
附图说明
为了理解本发明，现在将参考附图和附件通过示例的方式来对其进行描述，其中：
图1是来自常规转让的公开号为2010/000429的美国专利的椭圆形印刷机的示意图；
图2是来自常规转让的公开号为2011/0290127的美国专利的转台型印刷机的示意图；
图3是具有丝网印刷台和直接服装印刷台的混合印刷机的示意图；
图4A和图4B分别是直接服装印刷台在非印刷位置和印刷位置的立体图；
图5是直接服装印刷头阵列的平面图；
图6是直接服装印刷头和直接服装印刷台的印刷区域的平面图；以及
图7是从数字底片文件印刷到丝网印刷台和直接服装印刷台两者的工作流程图。
具体实施方式
尽管本发明可以容许有许多不同形式的实施例，但是在附图中示出并将在本文详细描述的是本发明的优选实施例，应理解的是，本公开应被认为是本发明原理的示例而并不意在将本发明的广泛方面限制于所说明的实施例。
图1和图2示出现有技术丝网印刷机，其具有椭圆形轨道(图1)或圆形轨道(图2)，围绕该轨道，支撑工件的一系列托盘在台与台之间被转位。这种布置使得围绕椭圆形或圆形轨道行进的托盘被保持在共同的平面上。存在多种台类型，包括丝网印刷台、油墨干燥或固化台、装载台、卸载台以及用于本领域普通技术人员所熟知的其它目的的其它台。
丝网印刷头组件20可枢转地连接在框架上以位于托盘上方并被安装成在印刷位置和非印刷位置之间移动。如下所述，印刷头包括用于支撑印刷丝网的框架，该印刷丝网具有用于仅印刷白色基底涂层的期望图案。承载刮板的刮板滑架和覆墨刀(Flood Bar)可移动地安装在框架上，用于当头组件处于印刷位置时经历印刷冲程，并且当头组件处于非印刷位置时经历覆墨冲程。
可操作地连接到头组件的框架的是一个或多个定位杆，这些定位杆协同地与托盘相关联，从而当印刷头部件布置在印刷位置时确保托盘的适当对准。输送机在其循环路径上由诸如链条或带的驱动机构驱动，所述链条或带围绕轴颈式安装在主驱动轴上的链轮穿过，所述主驱动轴以驱动方式联接到驱动电机。与驱动机构操作性地相关联的是转位系统，用于在机器操作期间实现各个托盘在台与台之间的间歇转位。
图3示出了混合印刷台10具有选自丝网印刷台34和上述其它台之中的直接服装(“DTG”)印刷台20。DTG印刷台20可以集成到机器或者可以是单独的独立单元，其在印刷排印过程中移动到适当的位置以在基材或织物的印刷区域150中印刷。独立单元可以包括一组脚轮或滑动部(未示出)从而易于移动。
图4示出了DTG印刷台20，其具有封闭DTG印刷头阵列的顶部182的壳体180和用于沿着印刷区域150的Y轴移动的滑架160。DTG印刷头阵列跨越印刷区域的宽度，因此，滑架只需要沿Y方向移动而不在X方向移动，从而加速了图像的印刷。DTG印刷台的底部184是打开的，以使得DTG印刷头阵列配合地接合基材并在其上进行印刷。印刷操作可以包括1-10次往返行程，更优选2-8次往返行程，最优选3-6次往返行程。分辨率随着往返行程数量而增加，但完成印刷操作的时间随着往返行程数量而增加。通过四次往返行程，可以实现600×900点/英寸(DPS)的分辨率，这适用于多种印刷作业。可以预期的是，随着印刷头技术的即将到来的改进，对于完成合适的图像印刷，往返行程数量能够被减少到单次往返行程。
在本发明的一个优选形式中，DTG印刷头100能够以青色、洋红色、黄色和黑色四种颜色进行印刷，并且使用这些颜色的组合实际上能够形成任何颜色。图5示出了具有定位成以行102和列104构成的阵列的多个印刷头的DTG印刷头的一个优选形式。通过消除印刷头阵列沿着X轴移动的需要，印刷速度显著增加。
优选地，在每行中有1-10个印刷头，在每列中有4-20个印刷头。每列针对每种颜色有1-5个印刷头。在本发明的一个优选形式中，每列具有多个由1-5个连续堆叠的印刷头组成的组106，并且每组专用于单一颜色。优选地，每组印刷头按颜色进行编组，并且优选按照从顶部或前行120到底部或后行122的青色110、洋红色112、黄色114和黑色116的顺序进行编组。多组印刷头中的每组印刷头中的印刷头的数量与其它组的印刷头数量相同或与其它组的印刷头数量不同。
类似地，每行中的印刷头的数量可以是相同的或者可以是不同的。在本发明的一个优选形式中，第一行将具有n个印刷头，并且相邻的行将具有n-x个印刷头，其中x是1-3个印刷头，并且优选为一个。图5示出具有8个印刷头堆叠的阵列，其中第一行具有四个印刷头，并且下一行具有三个印刷头，并且对于其余六行重复该模式。
DTG印刷头的每个印刷头可以具有单个喷嘴或多个喷嘴，例如2-12个喷嘴，更优选每个印刷头3-10个喷嘴，最优选8个喷嘴。
图6示出了在印刷区150附近的非印刷位置的DTG印刷头阵列100。图4A示出DTG印刷台20，其具有DTG印刷头阵列100，该DTG印刷头阵列100安装在滑架160上并且可以在往返行程中沿着Y轴由驱动器170从非印刷位置(图4A)移动到印刷位置(图4B)。完成往返行程的时间可以由滑架速度决定，滑架速度可以从约10英寸/秒到约50英寸/秒，更优选从约20英寸/秒到约40英寸/秒，最优选为约30英寸/秒。
图7示出了用于控制印刷操作的工作流程图。期望将印刷操作划分成，使得通过丝网印刷台34涂布白色油墨或基底涂层，并通过DTG印刷台20印刷CMYK颜色。为此，光栅图像处理器200(RIP)控制印刷过程的一部分，并且具体能够根据被加载到RIP的存储器中的数字底片(art)文件(其包含要印刷的期望标记的电子图示)中印刷。除了存储器之外，RIP200还具有处理器和存储器，存储器用于存储用于将数字底片文件202转换成两个文件的计算机可读指令，所述两个文件是表示基底涂层位置的第一文件204和表示CMYK位置的第二文件206。RIP将表示白色基底涂层的第一信号210发送到丝网直接制网(DTS)机211，以制作用于印刷基底涂层的丝网。然后如上所述加工该丝网，并将其安装在丝网印刷头34之一中用于印刷作业。第二信号212被发送到DTG印刷头队列214，以在基底涂层的顶部上印刷CMYK颜色。
数字文件202可以是本领域技术人员已知的任何合适的格式，包括jpeg、.pdf、.ppt、.bmp、.dib、.gif、.tiff、.png和.ico。
用于通过混合印刷机印刷的合适油墨包括例如塑料溶胶(具有和不具有添加剂，例如膨胀油墨)、水基油墨、PVC(优选不含邻苯二甲酸酯)、拨染油墨(去除模具)、箔、发光物/闪光物、金属、彩色印花珠、带光泽物、尼龙粘合物、镜面银和其它溶剂型油墨。纺织品包括天然和人造纤维，来自动物(例如羊毛和丝绸)、植物(例如棉花、亚麻、黄麻、大麻、莫代尔、凤梨麻和苎麻)、矿物(例如玻璃纤维)和合成材料(例如聚酯、芳族聚酰胺、丙烯酸、尼龙、斯潘德克斯弹性纤维(spandex)/聚氨酯、烯烃、聚乳酸(ingeo)和卢勒克斯织物(lurex))。油墨和纺织品的每种组合都将表现出不同的性质，例如与芯吸、握持、手感、渗透和外观相关的性质。
将标记印刷到基材上的过程包括以下步骤：将标记的数字文件加载到存储器中，将数字底片文件转换成两个文件，即，代表标记的白基底涂层部分的第一文件和代表标记的CYMK颜色的第二文件。使用处理器，将表示第一文件的信号发送给DTS机以制作用于在基材或织物上印刷基底涂层的丝网。将第二个信号发送给DTG印刷台(在此其被保存在存储器中)。将基底涂层的丝网装载到混合印刷机的丝网印刷台上，并且白色或浅色油墨装载到该台上。将织物装载到混合机器的压印板上并输送到丝网印刷台下方的位置，并涂布基底涂层以形成经制备的织物。然后将混合机的压印板运送到DTG印刷台下方的位置，并且根据第二文件将CMYK颜色印刷在经制备的织物的基础涂层顶部。优选地，DTG印刷台具有DTG印刷头，该DTG印刷头具有跨越标记的宽度尺寸的印刷头阵列，使得DTG印刷头仅需要沿着标记的长度尺寸移动以形成标记。印刷完成后，将油墨固化或干燥，而完成的织物可以出售或被包装出售。
鉴于上述教导，可以对本发明进行许多修改和变化。因此，应该理解，本发明应当在所附权利要求的范围内得以保护，而不是如具体描述。

Claims (14)

1.一种混合型数字丝网印刷系统，包括：
循环输送机；
直接服装印刷台，其定位成靠近所述循环输送机，并具有可移动到印刷区域的印刷头，所述印刷区域具有长度尺寸和第一宽度尺寸，并且所述印刷头被安装成仅沿所述印刷区域的所述长度尺寸移动；
丝网印刷台，其可移动到所述印刷区域；
丝网直接制网印刷机，其用于制备用于所述丝网印刷台的丝网；以及
光栅图像处理器，其与所述直接服装印刷台和所述丝网直接制网印刷机电联接，所述光栅图像处理器具有处理器和存储计算机可读指令的存储器，其中，当所述计算机可读指令被所述处理器执行时执行以下步骤：
在所述存储器中存储数字底片文件，所述数字底片文件包括要在基材上印刷以产生标记的颜色及其位置的电子图示；
向所述丝网直接制网印刷机发送表示所述标记的基底涂层的第一信号；以及
向至少一个直接服装印刷台发送表示所述标记的青色、洋红色、黄色和黑色的第二信号。
2.根据权利要求1所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，所述印刷头具有以行和列的阵列布置的多个印刷头。
3.根据权利要求2所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每行有1-10个印刷头。
4.根据权利要求3所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每列有4-20个印刷头。
5.根据权利要求3所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每行专用于单一颜色。
6.根据权利要求5所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，所述行按青色、洋红色、黄色和黑色的顺序排列。
7.根据权利要求3所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，第一行具有n个印刷头，并且相邻的行具有n-x个印刷头，其中x为1-3个印刷头。
8.一种混合型数字丝网印刷系统，包括：
直接服装印刷台，所述直接服装印刷台具有可移动到印刷区域的印刷头，所述印刷头具有多个印刷头，所述印刷区域具有长度尺寸和第一宽度尺寸，并且所述印刷头被安装成仅沿所述印刷区域的所述长度尺寸移动；
丝网印刷台，其可移动到所述印刷区域；
丝网直接制网印刷机，其用于制备用于所述丝网印刷台的丝网；以及
光栅图像处理器，其与所述直接服装印刷台和所述丝网直接制网印刷机电联接，所述光栅图像处理器具有处理器和存储计算机可读指令的存储器，
其中，当所述计算机可读指令被所述处理器执行时执行以下步骤：
在所述存储器中存储数字底片文件，所述数字底片文件包括要在基材上印刷以产生标记的颜色及其位置的电子图示；
向所述丝网直接制网印刷机发送表示所述标记的基底涂层的第一信号；以及
向至少一个直接服装印刷台发送表示所述标记的青色、洋红色、黄色和黑色的第二信号。
9.根据权利要求8所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，所述多个印刷头以行和列的阵列被布置。
10.根据权利要求9所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每行有1-10个印刷头。
11.根据权利要求10所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每列有4-20个印刷头。
12.根据权利要求10所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，每行专用于单一颜色。
13.根据权利要求12所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，所述行按青色、洋红色、黄色和黑色的顺序排列。
14.根据权利要求10所述的混合型数字丝网印刷系统，其中，第一行具有n个印刷头，并且相邻行具有n-x个印刷头，其中x为1-3个印刷头。
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