CN115139665A - 一种紫外线固化装置及具有其的打印生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外线固化装置及具有其的打印生产线，具体涉及UV固化装置技术领域。紫外线固化装置包括输料辊、抗氧阻聚件和紫外灯组件；输料辊用于卷绕待固化产品；抗氧阻聚件至少部分环绕输料辊设置并与输料辊围设形成用于填充介质的填充腔，介质为冷却液或不活泼气体；紫外灯组件设于抗氧阻聚件外侧，以用于发射紫外光；紫外灯组件发射的紫外光穿过填充腔内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品上。本发明改进了固化装置的结构，避免了产品在固化过程中因发热而变形起皱，同时也能产生抗氧阻聚效果，使浅灰度的图案也能够固化，使得产品表面更加平整、干爽不粘手、图案完整，极大地提高了产品质量。

Description

一种紫外线固化装置及具有其的打印生产线

技术领域

本发明涉及UV固化装置技术领域，尤其涉及一种紫外线固化装置及具有其的打印生产线。

背景技术

现有UV墨水印花机在图案打印完成后，一般会在打印单元后方设置UV固化装置，UV固化装置设于输送带的上方，让承印物通过紫外线照射使其表面的图案固化。

当承印物的图案为浅灰度图案时，墨点是离散的，墨点与墨点之间没有连在一起，因此墨点接触氧气的面积较大。在此情况下，由于墨点离散，UV固化装置的单波长照射下光引发剂产生的自由基活性基团较少，由于墨点接触氧气的面积较大，墨水在固化时表层的氧气又会与自由基的聚合反应竞争，从而消耗了引发剂所产生的活性自由基，最终会出现“氧阻聚”的现象，即使经过高功率的UV固化装置，图案表面依然发粘，无法完全固化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种紫外线固化装置及具有其的打印生产线，旨在提高抗氧阻聚的能力，以提高紫外线固化装置的固化效果。

为实现上述目的，本发明提出一种紫外线固化装置，包括：

输料辊，用于卷绕待固化产品；

抗氧阻聚件，至少部分环绕所述输料辊设置并与所述输料辊围设形成用于填充介质的填充腔，所述介质为冷却液或不活泼气体；以及

紫外灯组件，设于所述抗氧阻聚件外侧，以用于发射紫外光；所述紫外灯组件发射的紫外光穿过所述填充腔内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品上。

可选地，所述抗氧阻聚件的外壁上对应所述紫外灯组件的出光侧设置有通光孔，所述通光孔上安装有透光件。

可选地，所述紫外灯组件包括第一紫外灯和第二紫外灯，所述第一紫外灯和第二紫外灯分别设置于所述抗氧阻聚件的外壁两侧。

可选地，所述第一紫外灯为单波段紫外灯，所述第二紫外灯为混合波段紫外灯。

可选地，所述抗氧阻聚件上背对所述输料辊的一侧设有介质输入组件，所述介质输入组件包括两相对设置的分接块、输入管、连接管和排送管，所述输入管插设于一所述分接块上并适于外接介质供应装置，两所述分接块的内腔通过所述连接管连通，所述排送管的两端分别设于两所述分接块上，所述排送管置于所述抗氧阻聚件中并设有多个进口接头和多个介质出口，两所述分接块均设有多个出口接头，多个所述进口接头与多个所述出口接头一对一连通。

可选地，所述紫外线固化装置还包括剥离辊和导辊，所述剥离辊设于所述输料辊的出料侧，以用于剥离出所述输料辊上固化后的产品；所述导辊设于所述剥离辊的一侧，以用于将固化后的产品导向至收卷装置。

可选地，所述紫外线固化装置还包括至少一个风刀，所述风刀设于所述输料辊的出料侧并适于与风机连通，以用于向固化后的产品吹风。

可选地，所述输料辊为冷却辊，以冷却待固定产品。

可选地，所述紫外线固化装置还包括驱动件和传动组件，所述驱动件的驱动端通过所述传动组件与所述冷却辊连接；所述冷却辊的一端设有旋转接头，所述旋转接头适于通过冷水管与冷水机连通。

为了实现上述目的，本发明还提出一种打印生产线，包括：

放卷装置，用于放卷承印物；

打印装置，设于所述放卷装置的放料侧，以用于打印图案至承印物上；

如上所述的紫外线固化装置，设于所述打印装置的出料侧，以用于对打印后的产品进行固化处理；以及

收卷装置，设置于所述紫外线固化装置的出料侧，以用于收卷固化后的产品。

其中，所述紫外线固化装置包括：

输料辊，用于卷绕待固化产品；

抗氧阻聚件，至少部分环绕所述输料辊设置并与所述输料辊围设形成用于填充介质的填充腔，所述介质为冷却液或不活泼气体；以及

紫外灯组件，设于所述抗氧阻聚件外侧，以用于发射紫外光；所述紫外灯组件发射的紫外光穿过所述填充腔内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品上。

在本发明的技术方案中，该紫外线固化装置包括输料辊、抗氧阻聚件和紫外灯组件；输料辊用于卷绕待固化产品；抗氧阻聚件至少部分环绕输料辊设置并与输料辊围设形成用于填充冷却液或不活泼气体的填充腔；紫外灯组件设于抗氧阻聚件外侧，以用于发射紫外光；紫外灯组件发射的紫外光穿过填充腔内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品上。可以理解，通过填充冷却液或不活泼气体等介质于紫外灯组件与待固化产品之间，使得固化区域隔离了空气，产生了抗氧阻聚的效果，使得浅灰度的图案能够得到完全的固化，提高了紫外线固化装置的固化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明紫外线固化装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明紫外线固化装置一实施例中介质输入组件的结构示意图；

图3为本发明紫外线固化装置一实施例中排送管的剖视图；

图4为本发明紫外线固化装置一实施例中输料辊及驱动组件的结构示意图；

图5为本发明打印生产线一实施例中的结构示意图。

附图标号说明：

100、紫外线固化装置；200、放卷装置；300、打印装置；400、收卷装置；101、待固化产品；10、输料辊；20、抗氧阻聚件；30、紫外灯组件；40、介质输入组件；20a、填充腔；21、透光件；41、分接块；42、输入管；43、连接管；44、排送管；441、进口接头；44a、介质出口；411、出口接头；60、剥离辊；70、导辊；80、风刀；11、驱动件；12、同步带轮；13、同步带；14、冷水机；111、旋转接头；301、打印机；302、初固化灯。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种紫外线固化装置，适用于对各种产品的打印图案进行UV固化，特别是塑料薄膜或者纸卷等作为承印物的产品，此处不限。

参照图1，在本发明一实施例中，该紫外线固化装置100包括输料辊10、抗氧阻聚件20和紫外灯组件30；输料辊10用于卷绕待固化产品101；抗氧阻聚件20至少部分环绕输料辊10设置并与输料辊10围设形成用于填充介质的填充腔20a，介质为冷却液或不活泼气体；紫外灯组件30设于抗氧阻聚件20外侧，以用于发射紫外光；紫外灯组件30发射的紫外光穿过填充腔20a内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品101上。

本实施例中，输料辊10可为普通导辊或卷料轴等，也可为具有一定冷却功能的冷却辊或冷却轴，此处不做具体限定。

抗氧阻聚件20可为一具有开口的壳体，开口方向对应输料辊10的周壁，以使其填充腔20a内的冷却液或不活泼气体能够有效地隔离固化区的空气。壳体可为一体成型的部件，也可由多个部件组装而成，其部件材质可为不透明或透明材质等，其填充腔20a可与外部介质供应装置连通，也可以预先填充介质，此处不限。

其中，冷却液可为具有透光性的液体，尤其是水，其成本很低，水体本来有冷却作用，能够有效地避免产品因受热而起皱变形。不活泼气体可为氮气或惰性气体，惰性气体可采用氦气或氖气等，此处不做限定。

本实施例中，紫外灯组件30可包括至少一个紫外灯。为了达到一定的固化效果并节省成本，如图1所示，紫外灯组件30可采用两个紫外灯：第一紫外灯和第二紫外灯，第一紫外灯和第二紫外灯分别设置于抗氧阻聚件20的外壁两侧。

当承印物为塑料薄膜或者纸卷等类型时，在照射紫外线的过程中，为了使图案能够完全固化，需要把UV固化装置的功率提高，但是会在承印物的表面产生大量的热量，而承印物的厚度很小，一般只有几十微米，因此容易受热变形起皱，从而影响了打印产品的质量。倘若为了使承印物表面不起皱变形而把UV固化装置的功率降低，则图案不能完全固化，同样影响了打印产品的质量。

由于本发明通过设置抗氧阻聚件20将固化区域隔离，第一紫外灯可选用高功率单波段紫外灯，第二紫外灯可为高功率混合波段紫外灯，高功率混合波段紫外灯的发射光线的波段可为365nm~395nm。

在固化过程中，待固化产品101先是经过一个高功率单波段紫外灯，再经过一个高功率混合波段的紫外灯（365nm~395nm）。UV墨水里有众多光引发剂，大部分能通过单波段来实现固化，这部分一般在图案的深层部分；但有小部分却需要其他波段来固化，这部分一般在图案的表层部分。现有UV印花机一般只使用单波段的UV灯来固化图案，会出现产品表层不干、粘手的现象，其中一部分的原因来自于表层部分墨水没完全固化，另一部分原因则是氧阻聚效应。因此，在本发明的紫外线固化装置100中，先经过一个高功率单波段紫外灯，使图案的深层部分得到有效固化，再通过一个高功率混合波段的紫外灯，使得图案的表层部分得到有效固化，并且固化区域覆盖了介质，避免了氧阻聚效应的发生。

在本发明的技术方案中，该紫外线固化装置100包括输料辊10、抗氧阻聚件20和紫外灯组件30；输料辊10用于卷绕待固化产品101；抗氧阻聚件20至少部分环绕输料辊10设置并与输料辊10围设形成用于填充冷却液或不活泼气体的填充腔20a；紫外灯组件30设于抗氧阻聚件20外侧，以用于发射紫外光；紫外灯组件30发射的紫外光穿过填充腔20a内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品101上。可以理解，本发明通过填充冷却液或不活泼气体等介质于紫外灯组件30与待固化产品101之间，使得固化区域隔离了空气，产生了抗氧阻聚的效果，使得浅灰度的图案能够得到完全的固化，提高了紫外线固化装置100的固化效果。

此外，当填充的介质采用水时，由于水具有一定的冷却作用，能够吸收紫外灯组件30固化时产生的热量，保证了薄膜等产品的温度不会过高而起皱，使得产品在固化过程中不会因紫外灯组件30的功率过高而发热变形起皱。

为了进一步地提高该紫外线固化装置100的固化效果，参考图1，在一实施例中，抗氧阻聚件20的外壁上对应紫外灯组件30的出光侧设置有通光孔，通光孔上安装有透光件21。

本实施例中，透光件21可为玻璃等透明材质，此处不限。

需要说明，在一些其他实施例中，当抗氧阻聚件20的壳体采用透明材料时，则无需开设通光孔来安装透光件21。

参考图1至图3，在一实施例中，抗氧阻聚件20上背对输料辊10的一侧可设有介质输入组件40，介质输入组件40包括两相对设置的分接块41、输入管42、连接管43和排送管44，输入管42插设于一分接块41上并适于外接介质供应装置，两分接块41的内腔通过连接管43连通，排送管44的两端分别设于两分接块41上，排送管44置于抗氧阻聚件20的填充腔20a中并设有多个进口接头441和多个介质出口44a，两分接块41均设有多个出口接头411，多个进口接头441与多个出口接头411一对一连通。如此，可以提升添加介质的便利性，从而提升生产效率。

本实施例中，分接块41的出口接头411可用软管与排送管44的进口接头441相连，由于输送管的输送流量很大，流速快，介质会同时进入排送管44的进口接头441，随后同时从多个介质出口44a输送到填充腔20a内。而由于排送管44上各部位开设有介质出口44a，如图3所示，使得介质能同时从各个区域流入至填充腔20a内，能够高效地排走原有的空气。

参考图1和图5，在一实施例中，紫外线固化装置100还可包括剥离辊60和导辊70，剥离辊60设于输料辊10的出料侧，以用于剥离出输料辊10上固化后的产品；导辊70设于剥离辊60的一侧，以用于将固化后的产品导向至收卷装置400。如此，有利于提升产品收卷的效率，从而提高了生产效率。

进一步地，当介质采用水时，从输料辊10卷出的薄膜产品表面仍然粘附有水。对此，该紫外线固化装置100还可设置至少一个风刀80，如图1所示，风刀80设于输料辊10的出料侧并适于与风机连通，以用于向固化后的产品吹风。

浅灰度图案如果不在隔绝空气情况下受高功率紫外灯固化，会有一个现象：刚固化完由于氧阻聚效应，表层图案粘手没完全固化。但是，当产品静置于空气一段时间后，表层墨水中某些化学物质会挥发掉，图案会渐渐固化，此为时效反应。而产品离开水面后，正反面均可通过风刀80对产品表面带出的水分进行去除，风刀80可以给图案表面吹送大量空气，加快了表层图案的时效反应。同时，产品通过剥离辊60离开输料辊10表面，再通过多条导辊70把产品引出至收卷装置400，以制得一卷表面平整、干爽不粘手、图案完整的产品。

为了进一步地提升避免产品在固化过程中受热变形，以提升产品质量，参考图4，在一实施例中，输料辊10可为冷却辊，以冷却待固定产品。

本实施例中，紫外线固化装置100还可包括驱动件11和传动组件，驱动件11的驱动端通过传动组件与冷却辊连接，以驱动冷却辊旋转；冷却辊的一端设有旋转接头111，旋转接头111适于通过冷水管与冷水机14连通。

本实施例中，驱动件11可为电机和减速箱等，传动组件可为同步带轮12和同步带13等。在电机的驱动下，通过减速箱带动同步带轮12和同步带13转动，使冷却辊线速度与打印设备线速度相同，以使薄膜等待固化产品101不会打滑。

其中，由于冷却辊通过旋转接头111与冷水机14相连，冷却辊转动时，冷水管不会跟着转动，避免冷水管缠绕在一起。

需要说明，冷水机14可以控制输送至冷却辊中冷却水的温度，冷却水从旋转接头111进口中进入冷却辊内，带走热量后从旋转接头111的出口回流到冷水机14内，如此循环，可使冷却辊能一直维持在恒定的温度。

通过设置冷却辊，使得薄膜等待固化产品101在固化区域处于绷紧状态，增加了产品表面的胀力，提升了产品自身抵抗变形的能力，而冷却辊与冷水机14连接，内通有循环的冷却水，能带走UV固化时产生的热量，保证产品温度不会过高而起皱，使得产品在固化过程中可以采用更高功率的紫外灯进行固化处理，从而提升了固化效率和效果。

本发明还提出一种打印生产线，尤其是UV墨水印花生产线，此处不限。

参考图5，在本发明一实施例中，该打印生产线包括上述的紫外线固化装置100、放卷装置200、打印装置300和收卷装置400；放卷装置200用于放卷承印物至打印装置300；打印装置300设于放卷装置200的放料侧，以用于打印图案至承印物上；紫外线固化装置100设于打印装置300的出料侧，以用于对打印后的产品进行固化处理；收卷装置400设置于紫外线固化装置100的出料侧，以用于收卷固化后的产品。

本实施例中，打印装置300可包括打印机301和初固化灯302，初固化灯302可用于初步固化打印图案后的产品，可以有效地提高固化效率。

在生产过程中，如图5所示，薄膜等承印物由放卷装置200放卷至打印装置300，经过打印机301打印图案，然后经初固化灯302进行初步固化，再输送至紫外线固化装置100中进行加强固化处理，最后通过收卷装置400收卷起来。

需要说明，初固化灯302的功率一般较低，使图案得到初步固化的同时又不会使薄膜变形起皱，初步固化后的图案在遇到较大外力时才能够被破坏。因此，在初固化后进入紫外线固化装置100的水等液体介质中，并不会影响产品图案的完整性。

该打印生产线的紫外线固化装置100的具体结构参照上述实施例，由于本发明提出的打印生产线包括上述紫外线固化装置100的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述紫外线固化装置100相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种紫外线固化装置，其特征在于，包括：

输料辊，用于卷绕待固化产品；

抗氧阻聚件，至少部分环绕所述输料辊设置并与所述输料辊围设形成用于填充介质的填充腔，所述介质为冷却液或不活泼气体；以及

紫外灯组件，设于所述抗氧阻聚件外侧，以用于发射紫外光；所述紫外灯组件发射的紫外光穿过所述填充腔内的冷却液或不活泼气体照射至待固化产品上。

2.如权利要求1所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述抗氧阻聚件的外壁上对应所述紫外灯组件的出光侧设置有通光孔，所述通光孔上安装有透光件。

3.如权利要求2所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述紫外灯组件包括第一紫外灯和第二紫外灯，所述第一紫外灯和第二紫外灯分别设置于所述抗氧阻聚件的外壁两侧。

4.如权利要求3所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述第一紫外灯为单波段紫外灯，所述第二紫外灯为混合波段紫外灯。

5.如权利要求1所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述抗氧阻聚件上背对所述输料辊的一侧设有介质输入组件，所述介质输入组件包括两相对设置的分接块、输入管、连接管和排送管，所述输入管插设于一所述分接块上并适于外接介质供应装置，两所述分接块的内腔通过所述连接管连通，所述排送管的两端分别设于两所述分接块上，所述排送管置于所述抗氧阻聚件中并设有多个进口接头和多个介质出口，两所述分接块均设有多个出口接头，多个所述进口接头与多个所述出口接头一对一连通。

6.如权利要求1所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述紫外线固化装置还包括剥离辊和导辊，所述剥离辊设于所述输料辊的出料侧，以用于剥离出所述输料辊上固化后的产品；所述导辊设于所述剥离辊的一侧，以用于将固化后的产品导向至收卷装置。

7.如权利要求1所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述紫外线固化装置还包括至少一个风刀，所述风刀设于所述输料辊的出料侧并适于与风机连通，以用于向固化后的产品吹风。

8.如权利要求1所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述输料辊为冷却辊，以冷却待固定产品。

9.如权利要求8所述的紫外线固化装置，其特征在于，所述紫外线固化装置还包括驱动件和传动组件，所述驱动件的驱动端通过所述传动组件与所述冷却辊连接；所述冷却辊的一端设有旋转接头，所述旋转接头适于通过冷水管与冷水机连通。

10.一种打印生产线，其特征在于，包括：

放卷装置，用于放卷承印物；

打印装置，设于所述放卷装置的放料侧，以用于打印图案至承印物上；

如权利要求1~9任一项所述的紫外线固化装置，设于所述打印装置的出料侧，以用于对打印后的产品进行固化处理；以及

收卷装置，设置于所述紫外线固化装置的出料侧，以用于收卷固化后的产品。

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