CN1305686C - 数字打印的产品和方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造具有颜色匹配的数字打印全色喷墨图像的三维形状聚合物和层板的方法,将一个挠性热成形聚合物基网放在喷墨打印机中并将数字打印油墨直接施加到基网上,以在单次通过打印机时形成一个多色装饰性图案。基网包括一个支撑在暂时载体的保护性清淅涂膜,将装饰性图案施加在该涂膜上,然后将该涂膜层叠到支撑的热成形底片上。加工后的产品可被热成形或模制成为三维形状。
Description
技术领域:
本发明涉及在聚合物片和层板上进行彩色图像的喷墨打印,具体涉及制造带有颜色匹配的数字打印全色喷墨图像的三维形状的聚合物片和层板。
背景技术:
三维形状的聚合物片和层板通常被打印有全色装饰打印图案。这些打印的片或层板可以粘结到注模衬底上,以便制造成加工的部件。这些产品可以包括:含有装饰性的木纹的内部自动部件,例如带有装饰面层的仪表盘和计量器;和其它产品,例如蜂窝电话、个人电子设备(MP3和CD播放器),EMI/RFI护罩、标记和户外面板。
这些产品通常用照相凹版印刷方法制造,该方法最初将各个色层中的颜色分离(color separations)发送给雕刻师并制作在照相凹版板上。对各个色层着墨并进行复合,以复制客户的彩色样品。当颜色可以接受时,重复这些步骤,以产生制作照相凹版的滚筒。然后在照相凹版印刷机上进行颜色匹配复合,并在颜色匹配可接受时,照相凹版印刷滚筒打印一个加工的图案。衬底可以包括一个聚合物片,其上打印有几个通过照相凹版印刷机的通道,以产生加工设计的各种颜色元素。然后,该片可以被层叠到衬底上并热成形和/或注模成为一个加工的三维形状。
数字打印允许使用计算机产生和增强的图像。这为基本设计和制造提供了比照相凹版印刷术优越的的优点。计算机产生的图像可以存储并且即时地从计算机存储器产生。这就允许多个设计同时被打印,而照相凹版印刷术必须按照上述的多个步骤的方法将每个设计进行单独打印。
发明内容:
本发明提供一种制造喷墨打印产品(诸如带有颜色匹配数字打印全色喷墨图像的可热成形聚合物片和层板)的方法。
本发明的实施例包括-种用于制造热成形层板的方法,其中热成形的层板包括挠性热成形聚合物片或膜,这里称为“基网”。基网放在喷墨打印机中并直接对此基网施加基于溶剂的(非水溶性的)数字打印油墨,以在基网上没有墨接收层的情况下形成一种多色的数字打印装饰喷墨图案,在在单次通过打印机时有良好的油墨粘结性。此后,将模制加工的印基网热成形和/或模制成三维形状。在本发明的一个实施例中,基网上的打印图案可以用层叠的透明的保护性聚合物上涂层来保护。在另一实施例中,数字打印可以直接应用到清淅涂层的下侧,以在单次通过打印机时在清淅的涂层上形成多色装饰性图案。本发明的另一实施例包括一种用于制造颜色匹配的热成形装饰性层板的方法。该方法包括在屏幕上生成一种软件驱动的图像图案,以代表标准的彩色打印图案,并利用软件驱动的与图像有关的调节对屏幕上显示的标准的色度、对比度、亮度/暗度、饱和度、分辨率和图像大小进行评估和调节。然后,利用数字喷墨打印机对热成形聚合物片或膜(基网)施加装饰性图案的步骤产生测试打印图像。对测试打印图像进行调节,以使测试打印图像颜色与屏幕上显示的可接受标准相匹配。当已调节的颜色匹配的测试打印图像是可接受时,与图像有关的输出通到数字喷墨打印机,以在基网上数字打印与可接受的屏幕上的标准颜色匹配的装饰性打印图像。
与照相凹版印刷术相比,本发明的数字打印方法加快了颜色匹配的处理和制作多色图像的过程。本发明还在三维形状部件上提供了质量高的数字打印图像,其中打印的喷墨图像具有良好的打印质量、与衬底的磨损阻力和粘结性。本发明还提供了具有保护性外层的数字打印层板,其中保护性外层具有长期的耐气候性、耐用性和光学特性例如很高的光泽度。直接在基网上打印节约了成本。另一个优点是可以在打印后立即看出产品样子。而对于照相凹版印刷术,样品是脱线取出的,然后层叠到基网片上,这使颜色匹配过程变慢。
数字将打印图像可以施加到选取的区域,例如对应于热成形部件的精确图案,而照相凹版印刷术必须对基网的整个宽度打印,在热成形部位之间带有打印的碎片区。由于消除对长的喷漆生产和颜色合格时间的要求,因此在生产制造中还有节约成本的优点。
通过下面结合附图的详细描述将对本发明的会有更全面的理解。
根据本发明的一个方面,这里提供一种用于制造热成形的或模制的数字打印的复合层板的方法,其特征在于,包括以下步骤:将一个预成形的挠性热成形光学透明的聚合物基网支撑在一个暂时载膜上,所述的基网的厚度大约为0.5~3密耳(1密耳=0.001英寸);将所述的已被支撑的、预成形的基网放在具有软件驱动的数字控制打印头的喷墨打印机中,以便以多色形式打印装饰性图像或图案,所述的打印头具有与图像有关的调节;在打印头控制器的控制之下,传输所述的已被支撑的预制基网通过所述喷墨打印机,以对所述基网施加多色装饰性喷墨图像或图案,所述基网被传输通过所述打印机使得所述打印头将所述图案或图案施加在数字控制的多色喷墨层中,并以数字控制的打印速度单次通过所述打印机,所述的喷墨图像或图案是由所述打印头控制器控制的数字打印油墨施加到所述基网上的,所述的已被打印的基网自适应于热成形和/或涂模成为三维形状;将所述基网的打印面层叠到一个半刚性热成形聚合物底片上;和除掉所述的暂时载膜,以形成数字打印的复合层板,其中所述透明的基网对于打印在该基网上的图像或图案形成一层保护层,然后将所述的数字打印复合层板热成形或模制成为所述的三维形状,以形成具有通过该基网可看见数字打印图像或图案的一个已加工成形的层板。
根据本发明的另一个方面,这里提供一种用于制造颜色匹配的热成形或模制的、数字打印的、自动复合层板的方法,其特征在于,包括以下步骤:将一个预成形的挠性和热成形的光学透明的聚合物基网支撑在一个暂时载膜上,所述的基网的厚度大约为0.5~3密耳;将已被支撑的预成形的基网放在具有软件驱动的数字控制打印头的喷墨打印机中,以便以表示符合自动颜色标准的多色形式打印装饰性图像或图案,所述的打印头具有与图像有关的调节;在打印头控制器的控制之下,传输所述已被支撑的预成形的基网通过所述喷墨打印机,以对所述基网施加多色装饰喷墨图像或图案,所述基网被传输通过所述打印机使得所述打印头在单次通过所述打印机时以数字控制的打印速度将所述图像或图案施加在数字控制的多喷墨层中,所述的喷墨图像或图案是利用所述打印头控制器所控制的数字打印墨而被施加到所述基网上的,已被打印的基网自适应于热成形和/或注模成为三维形状;将所述基网的打印面层叠到一个半刚性热成形聚合物底片上;和除掉所述的暂时载膜,以形成所述的数字打印的复合层板,其中所述的透明基网为该基网上打印的所述图像或图案形成一层保护性上涂层,和其中所述的数字打印的复合层板之后被热成形或模制成为所述的三维形状,以便形成具有通过所述基网可看见的颜色匹配的数字打印的图像或图案的已加工成形的自动层板。
附图说明:
图1是用于制作凹版印刷产品的现有技术方法的流程图;
图2是说明根据本发明原理的一种具有保护上涂层的数字打印层板的截面图;
图3是说明数字打印层板的截面图,其中直接对底片施加打印层;
图4是表示数字打印半透明层板的截面图;
图5是一个层板的截面图,其中数字打印的清淅上涂层被覆盖到包含有保护清淅涂层/彩色涂层/底片组合的分离层板上;
图6是数字颜色调节过程中的步骤流程图;
图7是用于制作数字打印衬底的方法的流程图;
图8是通过在层叠到底片的保护基网上打印而生成的数字打印产品
图9是通过在清淅衬底上直接打印而生成的数字打印产品的流程图;
图10是一种具有金属化层的数字打印层的层板的截面图;
图11是一种具有将数字打印层施加到PVC底片上的层板的截面图,其中PVC(聚氯乙烯)底片具有压敏粘结层;
图12是具有光学清淅的保护外层、打印层、不透明底片和EMI/RFI遮挡层的层板的截面图;
图13是一种将打印层施加到低光泽PVDF/丙烯保护涂层和刚性PVC底片之间的层板的截面图;
图14是一种具有清淅外层的反转打印清淅板的截面图;
图15是一种具有数字打印层的厚片层板的截面图;
图16是一种将喷墨打印机与数字打印层一起施加到保护性清淅外层的层板截面图;
图17是一种包含注模层的数字打印层板的截面图。
具体实施方式:
本发明提供了一种制造数字打印产品的方法,其中利用数字控制的喷墨打印机将多色装饰性打印图案施加到聚合物片或层板上。聚合物片或层板包括以挠性膜或片或半刚性片(每个片都称作“基网”)的形式的热成形材料,在这些材料片上数字打印一个装饰性的图像。本发明的数字打印允许使用计算机产生和增强的图像。已加工的产品其特征在于颜色匹配的数字打印的全色喷墨图像。本发明提供了一种优于凹版印刷术的实际设计和产品。为此目的,本发明可以通过参考图1所示的流程图得到更全面地理解,图1示出一种典型的现有技术的凹版印刷方法。按照此方法,利用雕刻的凹版板,针对可接受的颜色分离,对选取的设计进行测试。如果现有的凹版板不合用,则首先将各个层中的颜色分离发送给雕刻师并在各个凹版板上制作成单独的层。为各个彩色层制作油墨,并由凹版板制作一种复合物并进行颜色匹配,以复制客户的设计样品。当颜色匹配可接受时,重复这些步骤以制造产生凹版印刷滚筒。然后在凹版印刷滚筒上对复合物进行颜色匹配,并当颜色匹配是可接受时凹版印刷滚筒打印加工的图案。如果最初得不到凹版板,则在制造凹版印刷滚筒中包括数字修改(digital reworking)。基网可以包括聚合物片或膜,其上打印有几条经过凹版印刷机的通道,以产生加工设计的各种颜色元素。该片或膜可被层叠到衬底上并被热成形和/或注模成为一个加工的三维形状。
图2-5示出根据本发明原理制造的数字打印产品的各种结构。其它的结构在图10-16中示出并在下文说明。图6-9示出用于制造本发明数字打印产品的各种处理技术的方框图。
一般来说,不同的结构包括施加打印层的聚合物片或膜(基网)的各种组合。打印层具体地是指数字打印,最好是喷墨打印。在一个实施例中,在数字打印机中有四至六个色盒。每个盒中的颜色保持恒定。软件程序控制这些组的颜色如何组合以产生图像。打印可以直接在聚合物基网上实施,聚合物基网最好是挠性、可热成形的聚合物材料,能够被传输经过喷墨打印机,以从喷墨头接收数字控制的多色油墨层。在一个实施例中,对没有油墨接收层的基网表面施加基于有机溶剂(非水溶性的)的数字打印油墨。数字打印油墨一般是乙烯树脂材料和丙烯酸树脂材料。聚合物片或膜具有足够的柔韧性,可以从供纸卷筒松开,通过打印机并存储到收纸辊上。对数字打印机可以进行机械调节,以自适应于在不同聚合物基网材料上打印。这些机械调节包括烘干时间(基网的速度)、打印速度和加热基网。可以用强制空气或红外干燥器在打印前后加热基网,提高油墨的粘结性并烘干打印的油墨图案。
在本发明的当前优选实施例中,其上实施打印的聚合物片或膜(基网)的厚度大约为0.5~40密耳。基网可以是热成形的半刚性底片,具有足够的柔软性,足以被传输通过喷墨打印机;或者说,基网可以包括一个挠性薄膜,通常由一个挠性暂时载片支撑。半刚性片的厚度一般在10~40密耳。不透明聚合物片或膜可以包括ABS、TPO、聚碳酸酯、丙烯酸和尿烷。光学清淅的片或膜可以包括聚碳酸酯、PETG(乙二醇修改的聚乙烯对酞酸盐)、丙烯酸和尿烷。用以作为基网的聚合物薄膜可以包括PVC、PVDF/丙烯酸和尿烷树脂。这些膜的典型厚度大约在0.5~3密耳。这些膜在打印期间可以由一个暂时载片如PET支撑。
数字打印产品可以包括一层保护性上涂层,具有耐气候性和耐用特性,足以保护下层结构。该保护性上涂层是耐气候的、外表品质耐用的光学清晰的聚合物材料,还最好是热成形的。当前优选的材料包括PVDF/丙烯酸、PVC、尿烷和丙烯酸树脂。PVCF/丙烯酸上涂层最好具有63/37的固体含量比并可以在从Avery Dennison公司的AVLOY牌号中得到。
清漆(clear primer)是必须的,以将打印层充分地粘结到各个上涂层。丙烯酸树脂通常用于底层涂敷。也可以对聚合物片或膜施加粘结层,以将打印层粘结到所述的片或膜。粘结材料可以包括用于ABS的丙烯酸树脂和用于TPO的两层粘结层,其中TPO包括接触TPO的CPO(氯化聚烯烃)和接触打印层的丙烯酸树脂。如下所述,在某些结构中可以将打印层施加到透明的保护上涂层。
在本发明中有用的打印油墨包括:(1)3M的Scotchcal Piezo Ink JetInk Series 3700、(2)Roland FPG Series和CR-MR2 Series cartridges和(3)Inkware(division of Vutek)打印油墨。在本发明中有用的喷墨打印机包括:(1)Scitex“NoVo Green”、(2)Vutek“Ultra Vu 3360”和“UltraVu 2360 SC”、(3)Roland“Hi-Fi Jet Pro”和(4)Raster Graphics的“Arizona”打印机。
Roland打印机使用Roland打印油墨和3M打印油墨。Vutek打印机使用Inkware油墨。Scitex打印机使用其自己品牌的油墨。制造出的基于有机溶剂的带色素的油墨具有优越的耐气候性。在相同条件下制备基于水溶性的含染料油墨不很成功。
现在参阅说明本发明原理的数字打印产品的各种结构。图2示出层板20,该层板包括一个具有保护性打印层24的半刚性热成形的聚合物底片22。根据本发明,半刚性底片的厚度约为10~40密耳。在此厚度范围内的基网可热成形为所需的的三维形状。打印层可以直接施加到光学清晰的上涂层26的下侧,该上涂层26再层叠到底片;或者打印层可以直接施加到具有清晰上涂层做为“覆盖层板”“overlaminate”的底片上。当打印上涂层时,用一个暂时载膜支撑较薄的厚度约为0.5-3密耳的上涂层。一个任选的光学清淅的底层28可以使于将打印层粘结到上涂层;或者可以对底片施加任选的粘结层30,以将打印层粘结到底片上。
图3表示没有保护性上涂层的数字打印层板32。在此实施例中,打印层34直接施加到半刚性热成形不透明聚合物底片36。根据本发明,在底片上没有分离的油墨接收层的情形下,打印层可以直接施加到底片上。在一些实例中,在没有油墨接收层或保护性上涂层的情况下,油墨层对底片有足够的粘结性和足够的摩擦阻力,以生产商业产品。但是,如果底片包括TPO,则可以用任选的粘结层38将打印层粘结到底片。这种结构可以用于蜂窝电话、MP3和CD播放器以及其它个人电子设备。与图2所示结构更有用的内或外自动部件相比,对这类产品的性能要求一般较低。
图4示出与图2类似的结构,其中半透明层板40包括一个光学清晰的半刚性聚合物底片42,该底片42具有受清淅上涂层46保护的打印层48。一种任选的底层44和任选的粘结层50可以以类似于图2结构方式使用。打印层足够半透明,足以允许可见光透过该层板。对于较低的性能要求,图4所示的层板可被制造成无需保护性上涂层。
图5示出具有打印层54的一个清淅的覆盖层板52。这种结构包括已经打印有打印层54的清淅的上涂层56。在打印期间,上涂层由一个暂时载体支撑,并层叠到预先存在的层板上,其中预先存在的层板包括在一个半刚性聚合物底片64上的光学清晰的涂层58、底层有色素颜色的涂层60和粘结层或胶料涂层(size coat)(底层压模(understamp))62。清淅的上涂层可以包括一个任选的底层66,用于粘结到打印层。
图2~5的实施例提供数字打印的层板,可热成形为需要形状并基本上保持最初光学特性(光泽度、DOI(图像清淅度))、打印质量和打印层与基网的粘结性。
图6~9示出发明数字打印层板在颜色匹配和生产过程中各种处理步骤。图6示出数字颜色调节过程,其中包括扫描图像、进行颜色调节和产生用于评估图像的小的测试打印图片。这个过程起始于选择一种设计,虽然可以使用数量多于四个墨盒,但最好是利用一个多色过程例如公用的四色的过程来执行。选取的设计源于几种输入设计的选择,其中包括计算机扫描68、数字照片70或数字文件72。软件驱动的图案图像显示在计算机屏幕74上,以表示标准的彩色打印图案。利用对于色度、对比度、亮度/暗度、饱和度、分辨率、图像大小等的软件驱动的与图像有关的调节,评估和调节屏幕上的标准。这些步骤示于方框76和78中。该软件主要假设对白色打印背景施加彩色层。利用软件程序如Photoshop产生小的测试打印图片80。测试打印图片是利用由喷墨打印机施加数字打印油墨以将装饰性图案施加到聚合物基网上的步骤制成的。调节测试打印图像,以使测试打印图片与屏幕上所显示的可接受的标准颜色匹配。一旦颜色匹配过程开始,在屏幕上所显示的标准不能调节。当从打印机输出的调节过的、颜色匹配的测试打印图像是可接受时,与图像有关的输出通过数字喷墨打印机,以在基网上数字打印,产生与屏幕上可接受的标准颜色匹配的装饰性打印。图像评估步骤示于方框82,调节过程示于方框84,可接受图像到数字打印机示于方框86。
图7示出通过直接在衬底上打印来制造的数字打印产品的过程的流程图。按照此过程,启动客户请求88,制作计算机生成的图像90和利用软件驱动的计算机程序来调节计算机屏幕上的图像92。利用调节软件来调节不可接受的图像94,直到在计算机屏幕上产生可接受的图像为止96。可接受的设计数字打印到一个选取的衬底上98,并将一个选取的上涂层层叠到数字打印衬底上100。然后将所得到的层板热成形和/或注模成为一上加工的部件102。
图8示出说明通过在层叠到底片的一个被保护基网上打印而制造的数字打印产品的流程图。该过程包括:启动客户请求104,计算机生成图像106,利用软件驱动的计算机程序调节图像108,调节计算机屏幕上不可接受的图像以进行图像调节110,和在步骤112产生可接受的图像时,可接受的设计被数字打印在一个选取的基网上114。该设计被层叠到一个选取的衬底上116,然后该层板被热成形和/或注模成为一个加工的部件118。
图9示出一种在清淅的衬底上直接打印所产生的数字打印产品的过程的流程图。在此过程中,启动客户请求120,产生计算机生成的图像122,利用软件程序来调节图像124,和利用软件来调节计算机屏幕上不可接受的图像126,直到产生可接受的图像为止128。利用软件生成镜图像130,并且镜图像被数字打印一个清淅的衬底上132。然后将清淅的衬底作为上涂层,将加工的层板热成形和/或注模成为一个加工的部件134。
图10示出一种数字打印层板,其中包括一个金属化层136。打印层138被打印在一个清淅上涂层140的下侧,在打印期间上涂层140由一个暂时载体支撑。一个任选的底层142可以用于将打印层粘结到清淅的涂层上。打印后,施加金属化层。尔后,可以将所得的产物层叠到底片上。金属化层可被真空金属化,或包含有效的颜料,例如高纵横比的金属片。
图11示出一种数字打印层板,其包括一个具有压敏粘结层146的PVC底片144。打印层148直接打印在PVC层上。然后,上涂层层叠到与压敏粘结层相对的侧面上的PVC片的打印面上。
图12示出一种数字打印层板,其中包括一个EMI/RFI遮挡层152。虽然该打印层可以有选择地被打印在用于将其粘结到底片的粘结层158上,但是此结构包括一个直接打印在不透明底片156上的打印层154上。一个铸膜在暂时载体上的清淅上涂层160被覆盖到底片的打印层面上。清漆162可有选择地用于粘结到打印层上。虽然EMI/RFI涂层可以被数字涂敷,但也可以通过凹版印刷或反转辊压涂敷。在另一实施例中,在没有清淅的上涂层的情况下,EMI/RFI遮挡涂层可以施加到类似于图12所示的层板上。
图13示出一种用于户外面板(siding panel)的数字打印的低光泽度层板。在此结构中,将打印层164施加到一个低光泽度保护性外涂层166上,在打印过程中它被支撑在暂时载体(未示出)上。打印层在打印步骤之后由热激励粘结剂170施加到刚性PVC底片168上。
图14示出一种数字打印层板,其中打印层172反转打印在清淅底片174上。此结构可以包括一个可任选的底层176,用于将打印层粘结到清淅底片上。此结构还可以包括一个清淅的上涂层178和一个可任选粘结层180,用于粘结到底片的与打印层相反的一个侧面上。可能要求清淅上涂层保护清淅底片。保护性涂可有选择性地用于注入包层的应用,以保护反转打印层。图14所示结构的另一实施例可以包括没有清淅上涂层178的反转打印的清淅层板。
图15示出一种具有厚度的透明上涂层184的数字打印层板。打印层186施加在聚合物底片188如白色PVC片上。清淅的外涂层可以是打印层上的一个厚的尿烷涂层(大约40密耳)。尿烷是一种两个成份的体系,通常由于其厚度而被浇铸。厚的尿烷层产生较大深度的图像。该结构还可以包括一个粘结层190,如双面贴。
图16示出一种数字打印层板,其中保护性清淅涂层194用喷墨打印机施加。此结构包括一个不透明的聚合物底片198和一个打印层192,该打印层既可以直接施加到底片,也可以通过将打印层粘结到底片的粘结层196来施加。
此实施例还可以包括清淅上涂层,该上涂层既可以用数字喷墨打印机施加、也可以覆盖重叠、或用上涂层应用的其它方法例如辊压涂覆或丝网印刷来施加。
图17示出一种包括注入膜的层板,注入膜包含一个打印层200,它被印制在由暂时载体支撑的清淅的上涂层202下侧。一个任选的清漆底层204将打印层粘结到清淅上涂层的下侧。然后,用诸如浇铸到打印层的方式来施加清淅的涂层206。层板可以放在注模中并闭合模具,在彩色涂层之后注入模制材料树脂以形成衬底。然后打开模具,除去清淅上涂层上的保护性聚酯载体(未示出)。彩色涂层提供额外的阻光性并在注模周期中提供对打印层的保护。
例1
本例(以及例2~4)描述了在基网上的数字打印和随后将基网层叠到ABS底片的过程,其中基网包括一个由暂时载体支撑的聚合物薄膜。1.0密耳的透明PVC膜的滚筒由1.0密耳的高光泽度PET暂时载体支撑,并放在喷墨打印机中。在基网上没有油墨接收层的情况下,图像直接打印在膜的表面上。将膜在与打印头接触之前被加热到华氏120°。在打印之前,本发明的层板和膜预加热,以提高油墨的粘结性。如当前理解的,华氏120°是良好的粘结性所需的最低温度。不同颜色的几个图像挨着被打印在PVC膜上。这些图像先前已经利用软件调节了,以改变打印质量因素,例如色度、对比度、亮度/暗度、饱和度、分辨率和图像大小。
喷墨打印机是Vutek3360型的。打印油墨来自Inkware线的基于有机溶剂的油墨。Vutek3360喷墨打印机具有360dpi(点数/英寸)的分辨率。
PVC膜离开打印头之后,该膜用红外加热器在线加热,使膜的温度升高到华氏120°,以使打印油墨的溶剂烘干。
该膜以每分钟大约200平方英尺的速率被打印。
该膜从打印机中被排除之后,测试保留的溶剂。保留的溶剂为8.4%,这可与PVC膜的凹版印刷样品相比拟。
然后,打印的膜被加热和加压层叠到20密耳厚的ABS底片上。层叠鼓的压强为80psi(磅/平方英寸),线速度为25fpm(英尺/分钟),鼓温度为华氏400°。在层叠步骤期间除去PET载体。
层叠之后,将片在华氏330°的片温度下被热成形成为三维形状。已热成形的片的光泽度、颜色和DOI在视觉上与凹版印刷产品相比拟。
整理这个已热成形的部件,并将其放在注模中,在那里,ABS衬底材料被模制成为层板片。
所得到的注模部件在Xenon耐候测试机中测试。使用的测试标本是SAE J1885。在500和1240千焦的功率曝光之后,样品保持其原始光泽度和DOI。(如果对所有加速气候自然老化的样品产生至少70%的保持,则认为光泽度保持是可以接受的)。所得到的层板的颜色打印质量被判定为可与凹版印刷的层板相比拟。
就光泽度的读数而言,本例(和例2、3及6~9)对高光泽度基网一般产生50个光泽度单位(在60°测量仪上测量)的最小光泽度读数。
例2
把由1.0密耳的高光泽度PET暂时载体支撑的0.7密耳厚的透明尿烷膜的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率和图像与例1相同。该尿烷膜没有油墨接收层。在尿烷膜与打印头接触之前加热到华氏160°。实验发现,较高的膜预加热温度(与例1相比)给予尿烷更好的打印外观。
将喷墨图像直接打印到膜表面上,并将膜再用红外加热器在线加热到华氏120°的膜温度,以便于溶剂烘干打印油墨。
在膜从打印机被排除之后,测试保留的溶剂。保留的溶剂为8.8%,这与尿烷的凹版印刷样品相比拟。
采用与例1中相同的层叠、热成形和注模步骤。
所得到的注模部件利用测试的标本SAE J1885在Xenon耐候测试机中测试。在500和1240千焦的功率曝光之后,样品保持其原始光泽度和DOI。
例3
把由2.0密耳的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的PVDF/丙烯酸膜的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率和图像与例2相同。该膜没有油墨接收层。
从打印机除去膜之后,测试保留的溶剂。保留的溶剂为2.9%,与PVDF/丙烯酸膜的凹印样品相比拟。
采用与例1和2中相同的层叠、热成形和注模步骤。
在Xenon耐候测试机中测试所得的注模部件。用于测试的标本是SAE J1885。在500和1240千焦的功率曝光之后,样品保持其原始光泽度和DOI。
另外,对热成形(但不注模)样品进行下列测试:
2000小时的QUV(ASTMG53标本)
2000小时的Xenon耐候测试机(SAE J1960标本)
500小时的Carbon Arc耐候测试机
在70℃水中浸泡72小时
水浸泡测试之后做出总结,执行General Motors tape测试GM9071,并且样品合格。在加速气候自然老化的测试中的所有的样本保持其原有的光泽度和DOI。
例4
把由1.0密耳的PET暂时载体支撑的0.7密耳厚的半透明尿烷膜的滚筒放在喷墨打印机中。尿烷膜中存在的添加物有起降低光泽度作用的媒介。低光泽度膜具有低于大约60度光泽度的10个光泽度单位。采用的打印机、打印油墨、打印速率、膜预加热温度、红外加热、分辨率和图像与例2和例3相同。
该膜从打印机中被排除之后,测试保留的溶剂。保留的溶剂为10.7%,与低光泽度尿烷的凹版印刷样品相比拟。
采用与例1、2和3中相同的层叠、热成形和注模步骤。
所得到的注模部件利用SAE J1885测试标本在Xenon耐候测试机中测试。在500和1240千焦的功率曝光之后,样品接近其原始光泽度和DOI。对于500kJ Xenon测试,初始的60度光泽度测得8.1个光泽度单位;最终的60度光泽度测得6.0个光泽度单位。
例5
本例描述在ABS底片上直接数字打印。将10密耳厚的半刚性不透明的灰色ABS片的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例1相同。ABS片没有油墨接收层。
该膜从打印机中被排除之后,测试胶带的油墨粘结性。测试使用的是普通的Motor样本GM9071。在此测试中没有油墨被除去。
然后,利用与例1相同的条件对打印的ABS片热成形。
热成形之后,再进行GM9071测试。样品合格,没有油墨去除。
例6
本例描述在透明膜上直接打印。把由2.0密耳的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的PVDF/丙烯酸膜的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、膜预加热温度、红外加热、分辨率和图像与例3中相同。
所得到的膜具有与例3中相同的保留溶剂水平。
把打印的PVDF/丙烯酸膜层叠到透明的20密耳厚的PETC片上。所得到的产品具有半透明外观,允许大量的可见光透过该层板。
层叠和热成形的条件与前面的实例相同。样品不注模。
所得到的热成形部件在QUV紫外凝结测试仪中测试2800小时。使用的测试方法是ASTM G53。2800小时的曝光之后,样本保持其初始的光泽度、颜色和DOI。
例7
本例(和例8)描述不同喷墨打印机的使用情况。把由2.0密耳厚的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的PVDF/丙烯酸膜的滚筒放在喷墨打印机中。此时采用的打印机是由Raster Graphic制造的Arizona。在该膜上挨着打印几个不同颜色的图像。这些图像的分辨率是300dpi。使用的油墨是3M Scotchcal Piezo Ink Jet Series 3700。
该膜以每分钟大约90平方英尺的速率被打印。在不存在油墨接收层的情况下,直接打印在膜表面上。
然后,打印膜以与例1~4中相同的方式被层叠、热成形和注模。
所得到的注模部件在QUV紫外凝结测试仪中测试2800小时。使用的测试方法是ASTM G53。2800小时的曝光之后,样本保持其初始的光泽度、颜色和DOI。
例8
把由1.0密耳厚的高光泽度PET暂时载体支撑的1.0密耳厚的透明PVC膜的滚筒放在Roland Solvent喷墨打印机中。在膜上挨着打印几个不同颜色的图像。这些图像的分辨率是1440dpi。使用的油墨是RolandFPC系列,用CR-MR2墨盒打印。
该膜以每分钟大约16平方英尺的速率被打印,并且直接打印在膜表面上。
然后,打印膜以与例1~4中相同的方式被层叠、热成形和注模。
由于较高的分辨率而使该样本被判定为其质量优于凹版印刷的样本。
例9
本例描述在清淅的基网上打印,随后被层叠到TPO底片上。由2.0密耳厚的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的透明PVDF/丙烯酸膜滚筒用与例3相同的打印步骤和相同的处理条件来处理。
然后,将打印膜加热和压叠到白色20密耳厚的TPO片上。该TPO片先前已经与用于增强粘结性的CPO/丙烯酸双层涂层层叠。打印面被层叠到这两层涂层的丙烯酸的面上。层叠鼓的压强为80psi,线速度为25fpm,鼓温度为华氏380°。
层叠之后,该片在华氏320°的片温度下被热成形。这个热成形的片的光泽度和DOI与凹版印刷产品相比拟。
然后,这个热成形件被修正,并被放在注模模具中,在那儿将TPO衬底材料模制成为层板片。
所得到的注模部件在Xenon耐候测试机中测试。测试标本为SAEJ1885。在500和1240千焦曝光之后,样品保留其原始光泽度和DOI。
例10
本例描述了在TPO底片上数字打印。将20密耳厚的不透明黑色TPO片的滚筒放在喷墨打印机中。这个TPO片先前已经与用于增强粘结性的CPO/丙烯酸双层涂层层叠。该双层涂层的丙烯酸部件被油墨打印。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例1相同。
TPO片从打印机中被排除之后,测试胶带的油墨粘结性。测试使用的是GM9071。在此测试中没有油墨被除去。
然后利用与例1相同的条件对打印的TPO片热成形。
热成形之后,再进行GM9071测试。样品合格,没有油墨被去除。
例11
将20密耳厚的不透明棕色ABS片的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例1相同。直接打印在ABS片的表面上。
然后,ABS片从打印机中被排除。把由2.0密耳厚的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的透明PVDF/丙烯酸膜片层叠到打印面上。层叠压强为80psi,线速度为25fpm,层叠鼓的温度为华氏400°。
然后,层板在与例1相同的条件下被热成形和注入包层。
所得到的注模部件利用SAE J1885样本在Xenon耐候测试机中测试。在500和1240千焦曝光之后,样品保留其原始光泽度、颜色和DOI。这个部件的外观被判定为与例3中产生的样本相同。对于1240千焦的Xenon测试,初始的60度光泽度测得79.6;最终的60度光泽度测得59.3。
例12
将20密耳厚的不透明黑色的TPO片的滚筒放在喷墨打印机中。这个TPO片先前已经与用于增强粘结性的CPO/丙烯酸双层涂层层叠。双层涂层的丙烯酸部分用油墨被打印。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例1相同。
然后,TPO片从打印机中被排除。由2.0密耳厚的高光泽度PET暂时载体支撑的1.8密耳厚的PVDF/丙烯酸膜片被层叠到打印面上。层叠压强为80psi,线速度为25fpm,层叠鼓的温度为华氏380°。
然后,层板在与例9相同的条件下被热成形和注入包层。
所得到的注模部件利用SAE J1885样本在Xenon耐候测试机中测试。
在500和1240千焦曝光之后,样品保留其原始光泽度、颜色和DOT。此部件的外观被判定为与例9中制造的样本相同。对于1240千焦的Xenon测试,初始的60度光泽度测得76.2;最终的60度光泽度测得67.8。
例13
将20密耳厚的清淅的PETG片的滚筒放在喷墨打印机中。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例1相同。在没有油墨接收层的情况下,直接打印在PETG片上。
打印的PETG片在华氏300°的片被温度下被热成形。所得到的热成形部件具有与例1、2和3的样本(高光泽度样本)相比拟的光泽度和DOT。热成形之后,PETG保持其透明度。由于喷墨打印机的半透明性,因此该热成形部件具有一些可见光透射。
例14
将3密耳厚的不透明背衬粘结的PVC膜的滚筒放在喷墨打印机中。直接打印在膜表面上。PVC从Avery-Dennison公司商售得到,具有产品号MPI1005。采用的打印机、打印油墨、打印速率、分辨率、红外加热和图像与例7相同。PVC膜由暂时载体支撑。膜不用预加热。
所得到的膜用GM9071样本测试油墨粘结性。在此测试中不除去油墨。
然后,将膜放在真空台上。将市售得到的名为Chem-Dec 829的两种成份尿烷投注到喷墨打印图案上,深度为40密耳。使尿烷在室温下加热24小时,届时认为被完全烘干。
所得到的产品具有20度光泽度为60和DOT为90。这些读数远高于其它实例,这是由于尿烷较大的厚度和清晰度的缘故。
Claims (13)
1、一种用于制造热成形的或模制的数字打印的复合层板的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将一个预成形的挠性热成形光学透明的聚合物基网支撑在一个暂时载膜上,所述的基网的厚度大约为0.5~3密耳;
将所述的已被支撑的、预成形的基网放在具有软件驱动的数字控制打印头的喷墨打印机中,以便以多色形式打印装饰性图像或图案,所述的打印头具有与图像有关的调节;
在打印头控制器的控制之下,传输所述的已被支撑的预制基网通过所述喷墨打印机,以对所述基网施加多色装饰性喷墨图像或图案,所述基网被传输通过所述打印机使得所述打印头将所述图案或图案施加在数字控制的多色喷墨层中,并以数字控制的打印速度单次通过所述打印机,所述的喷墨图像或图案是由所述打印头控制器控制的数字打印油墨施加到所述基网上的,所述的已被打印的基网自适应于热成形和/或涂模成为三维形状;
将所述基网的打印面层叠到一个半刚性热成形聚合物底片上;和
除掉所述的暂时载膜,以形成数字打印的复合层板,其中所述透明基网对于打印在该基网上的图像或图案形成一层保护层,然后将所述的数字打印复合层板热成形或模制成为所述的三维形状,以形成具有通过该基网可看见数字打印图像或图案的一个已加工成形的层板。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:预加热所述的基网并在所述的打印步骤中将所述的基网保持在超过大约华氏120°的温度,与在环境温度下打印相比,所述的温度足以提高墨的粘结性;和在所述打印步骤之后,维持所述基网的温度超过大约华氏120°,以溶解干燥所述的油墨。
3、根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述基网上没有油墨接收层的情况下,所述的打印机将油墨层直接施加到所述基网表面上。
4、根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的热成形基网通过GM 9071油墨粘结性测试,其中当按照SAE J1885 Xenon耐气候性测试进行测试时,所述的热成形的或模制的基网基本上保持其初始光泽度,和
其中当按照ASTM G53 QUV加速气候自然老化的测试进行测试时,所述的热成形的或模制的基网基本上保持其初始光泽度。
5、根据权利要求1至4之中任一项所述的方法,其特征在于,由所述基网形成的所述保护性上涂层具有超过大约50个光泽度单位的60度光泽度水平。
6、一种用于制造颜色匹配的热成形或模制的、数字打印的、自动复合层板的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将一个预成形的挠性和热成形的光学透明的聚合物基网支撑在一个暂时载膜上,所述的基网的厚度大约为0.5~3密耳;
将已被支撑的预成形的基网放在具有软件驱动的数字控制打印头的喷墨打印机中,以便以表示符合自动颜色标准的多色形式打印装饰性图像或图案,所述的打印头具有与图像有关的调节;
在打印头控制器的控制之下,传输所述已被支撑的预成形的基网通过所述喷墨打印机,以对所述基网施加多色装饰喷墨图像或图案,所述基网被传输通过所述打印机使得所述打印头在单次通过所述打印机时以数字控制的打印速度将所述图像或图案施加在数字控制的多喷墨层中,所述的喷墨图像或图案是利用所述打印头控制器所控制的数字打印墨而被施加到所述基网上的,已被打印的基网自适应于热成形和/或注模成为三维形状;
将所述基网的打印面层叠到一个半刚性热成形聚合物底片上;和
除掉所述的暂时载膜,以形成所述的数字打印的复合层板,其中所述的透明基网为该基网上打印的所述图像或图案形成一层保护性上涂层,和其中所述的数字打印的复合层板之后被热成形或模制成为所述的三维形状,以便形成具有通过所述基网可看见的颜色匹配的数字打印的图像或图案的已加工成形的自动层板。
7、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:热成形和/或注模所述的复合层板,以形成一个具有三维形状的加工产品,其中所述的打印图像或图案透过所述保护性外层是可以看见的,和其中所述的加工产品上的所述装饰性图案的质量基本上与所述热成形步骤前的所述打印图案的质量相比拟。
8、根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,在所述打印步骤期间,保持所述基网的温度超过华氏120°。
9、根据权利要求6至8之中任一项所述的方法,其特征在于,所述的光学清晰的聚合物片在与所述打印图像或图案相对的一个侧面上具有超过60度光泽度水平的大约50个光泽度单位。
10、根据权利要求6至9之中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
将一个光学透明的挠性聚合物基网放在一个软件驱动的数字控制的喷墨打印机中,该打印机具有一个控制器,具有与图像有关的调节,以便按照多色形式打印装饰性图像或图案,所述的喷墨打印机被控制,以产生与一个可调节的预置的所需多色打印图案相匹配的多色打印图案;
传输所述的基网通过所述的喷墨打印机,以将一个多色的装饰性喷墨图像或图案施加在所述基网上,传输所述的基网通过所述喷墨打印机使得所述打印头在单次通过所述打印机时以数字控制的打印速度将所述图像或图案施加在数字控制的多喷墨层上,以便形成与所需打印图案相颜色匹配的一个已加工图像或图案或基网。
11、如权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在屏幕上产生软件驱动的图案图像,以表示标准的彩色打印图案;
利用软件驱动的与图像有关的调节来评估和调节在所述屏幕上显示的标准;
利用数字喷墨打印机所施加的数字打印油墨对挠性热成形聚合物片施加装饰图案;
进行任选的、软件驱动的、与图像有关的调节,以使测试打印图像与所述标准相颜色匹配,并当已调节的测试打印图像可以接受时,使与图像有关的输出通过所述的数字喷墨打印机,以在所述基网上打印,形成一个与屏幕上可接受标准颜色匹配的装饰性图案或图像。
12、根据权利要求1至6之中任一项所述的方法,其特征在于,所述的数字打印层板被热成形或模制,并且通过GM 9071油墨粘结性测试,其中所述的热成形或模制片在按照SAE J1885 Xenon耐气候性测试进行测试时,基本上保持其初始光泽度,和
其中所述的热成形或模制片在按照ASTM G53 QUV加速气候自然老化测试进行测试时,基本上保持其初始光泽度。
13、根据权利要求1至6之中任一项所述的方法,其特征在于,所述的数字打印层板被热成形为一个三维形状,并且在热成形之前和之后层板的60度光泽度超过50个光泽度单位。
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