專利名稱：用于水性凹版印刷的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水性凹版印刷的方法，特別涉及其特征在于冷卻過(guò)程的多色凹版印刷，及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
包裝材料的印刷通過(guò)凹版印刷、平版印刷、凸版印刷等進(jìn)行，并且凹版印刷因其對(duì)于設(shè)計(jì)的細(xì)微部分的極佳的還原和其灰度接近產(chǎn)生照相級(jí)照片，而經(jīng)常用于需要在貨物上顯示的包裝材料。所述凹版印刷過(guò)程包括在用常規(guī)的凹版印刷方法在鼓的表面雕刻成的凹面上刷油墨，對(duì)凹版進(jìn)行雕刻，電子光刻或其它，將油墨轉(zhuǎn)移至原始絲網(wǎng)，然后，吹熱風(fēng)蒸發(fā)掉油墨中的溶劑使其干燥。所述油墨是顏料分散在載體中形成的分散體，通過(guò)在溶劑中溶解樹(shù)脂如聚亞安酯、丙烯酸樹(shù)脂、硝酸纖維或氯代聚烯烴而成。
常規(guī)的溶劑是甲苯(40％)-乙酸乙酯(40％)-異丙醇(20％)，甲乙酮(40％)-乙酸乙酯(40％)-異丙醇(20％)或其它混合物。一般而言，油墨中的固體含量即樹(shù)脂和顏料的含量為8-10％，并且如果是需要屏蔽能力的白色固體油墨的情況，其固體含量常高達(dá)30％。熱風(fēng)的溫度一般在55-60℃，并且吹風(fēng)的量為30-70立方米/分鐘。在這些條件下，要將印刷速度設(shè)置在120-200米/分鐘。在多色印刷時(shí)，所用色彩的數(shù)量是2-10，并且色彩的數(shù)量越大，所得印刷品越象裝飾性的照片。
經(jīng)常用于印刷的包裝材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、定向尼龍(O-NY)等的薄膜，并且其它可用的薄膜是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等單涂層薄膜，PET、PP、PS、PE、PVC等可收縮薄膜，以及PE、PVC等可延展薄膜。
最近，凹版印刷正趨向使用水性墨的水性方法，這是因?yàn)樵谟湍械娜軇﹩?wèn)題，在印刷車間會(huì)產(chǎn)生有毒的氣味，對(duì)工作環(huán)境周圍的健康有不利影響，爆炸的可能性，殘留在印刷品中的溶劑的氣味，工廠周圍環(huán)境的污染，二氧化碳的減少，因?yàn)樗械娜軇┰谟∷⑦^(guò)程中會(huì)揮發(fā)導(dǎo)致的溶劑資源的浪費(fèi)(日本專利3249223，JP2001-030611A，JP2002-096448A)。
但是，在水性墨水中使用的溶劑如水(70％)-乙醇(30％)的蒸發(fā)潛熱為470.7卡路里/克，比起油墨中的溶劑，如甲苯(40％)-乙酸乙酯(40％)-異丙醇(20％)的101.9卡路里/克，或甲乙酮(40％)-乙酸乙酯(40％)-異丙醇(20％)的109.1卡路里/克要大得多。這就是說(shuō)，干燥所需要的卡路里是常規(guī)油墨的4.3-4.6倍。表1中列出了凹版印刷所用的主要溶劑的性能。
表1*20℃
一種措施是通過(guò)在一定范圍內(nèi)增加顏料的量提高水性墨水中的固體含量，使得即使是使用小量的水性墨水也不會(huì)改變印墨的濃度，這就意味著油墨的濃度有一個(gè)20％的增加上限。因此，即使增加顏料的量，在油墨狀態(tài)下仍需要提供3.4-3.7倍的熱，這需要延長(zhǎng)在干燥過(guò)程中的停留時(shí)間，需要增加熱風(fēng)的吹風(fēng)量，需要提高熱風(fēng)的溫度，或其它。
但是，延長(zhǎng)停留時(shí)間是不需要的，因?yàn)闀?huì)降低印刷速度，并且增加吹風(fēng)量會(huì)降低能源效率并引起風(fēng)導(dǎo)致的原始絲網(wǎng)的搖擺。從熱效率的觀點(diǎn)看，最合適的是提高熱風(fēng)的溫度，但是它會(huì)導(dǎo)致原始絲網(wǎng)溫度的提高，包括由所述絲網(wǎng)延展引起的每一個(gè)色彩的印刷密度之間的滑動(dòng)。
表3表示PET薄膜、O-NY薄膜以及OPP薄膜的延展對(duì)溫度的依賴性。OPP薄膜的延展性最好，其次是O-NY薄膜，再其次是PET薄膜。
印刷密度的滑動(dòng)可以通過(guò)讀取由掃描頭印刷在原始絲網(wǎng)邊上的梯形(近似長(zhǎng)方形)彩色控制標(biāo)志進(jìn)行校正，并且當(dāng)梯形標(biāo)志的底部(10毫米)的尾端距下一個(gè)標(biāo)志的前端之間的距離(20.0毫米)滑動(dòng)0.2毫米或以上時(shí)，通過(guò)稍微自動(dòng)移動(dòng)一個(gè)補(bǔ)償輥校正過(guò)渡到印刷的長(zhǎng)度。
但是，當(dāng)延展很大時(shí)，印刷在前述印刷單元的圖案的延展會(huì)引起變形(印刷在第一個(gè)印刷單元的圖案的變形最大)。結(jié)果，在前一個(gè)印刷圖案和其后印刷的圖案之間會(huì)發(fā)生彩色漂移(印刷漂移)，并且它不能通過(guò)補(bǔ)償輥消除。
另外，延展性比較小的PET薄膜和O-NY薄膜在120℃或以上的熱風(fēng)溫度干燥，可以120米/分鐘或更高的印刷速度印刷，但是延展性大的OPP薄膜由于其包括彩色漂移(印刷滑動(dòng))的圖案變形而不能印刷，盡管OPP薄膜便宜并被廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明概述本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠在薄膜上印刷的水性多色凹版印刷的方法，即使OPP薄膜或其延展性比OPP大的薄膜，在印刷速度120米/分鐘或以上時(shí)，沒(méi)有彩色漂移(印刷滑動(dòng))，其熱風(fēng)干燥的溫度為120℃或以上。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于上述方法的設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，經(jīng)本發(fā)明人努力研究，發(fā)現(xiàn)在水性多色凹版印刷的每一個(gè)色彩的印刷單元的印刷—干燥—冷卻過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)提高熱風(fēng)溫度，在干燥過(guò)程中供應(yīng)油性凹版印刷的3.5倍的熱量，由于冷卻不足，需要提高原始絲網(wǎng)的溫度。因此，為了逐漸提高原始絲網(wǎng)的溫度，在第二彩色印刷、第三彩色印刷…中逐漸積累熱量。結(jié)果，在圖3(延展與溫度的依賴)中延著線(OPP-20μm)增加延展性，使圖案(變形)擴(kuò)展至不能允許的水平，并且發(fā)生彩色漂移(印刷滑動(dòng))。
然后，本發(fā)明人為了除去上述引起彩色漂移的原因進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，并且發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)熱風(fēng)溫度提高到可以產(chǎn)生延展性時(shí)，通過(guò)在冷卻過(guò)程中提供足夠的冷卻除去供應(yīng)給印刷單元的熱量可以解決彩色漂移問(wèn)題。這就是說(shuō)，當(dāng)冷卻絲網(wǎng)以便絲網(wǎng)或每個(gè)彩色的印刷的溫度幾乎一致時(shí)，印刷時(shí)絲網(wǎng)的延展性幾乎相同。因此，圖案不變形，彩色漂移沒(méi)有發(fā)生。
通過(guò)提高溫度增加延展性是由于通過(guò)提高溫度減小了張力的彈性模量，并且因此，薄膜的延展性與張力的彈性模量相互間呈相反的關(guān)系。
張力的彈性模量對(duì)于溫度的相關(guān)性如圖4所示。至于PET和OPP在30℃時(shí)延展性(張力8千克/800毫米寬)和張力彈性模量之間的關(guān)系，如圖3和4所示，PET的延展性約為0.15％，OPP的延展性約為0.45％，PET的張力的彈性模量約為440kgf/mm2，以及OPP的張力的彈性模量約為150kgf/mm2。因此，OPP/PET延展性之比為0.45％/0.15％＝3.0，并且OPP/PET的張力的彈性模量這之比為150kgf/mm2/440kgf/mm2＝1/3，因此，這些因素相互之間呈相反的關(guān)系。
正象上面所解釋的那樣，即使通過(guò)提高溫度減少?gòu)埩Φ膹椥阅Ａ繒?huì)引起薄膜的延展，當(dāng)該薄膜在冷卻階段冷卻至原始溫度時(shí)，該彈性模量恢復(fù)至原始值，并且延展的薄膜恢復(fù)至原始狀態(tài)。
在OPP薄膜(20μm)的情況下，當(dāng)5厘米大小的圖案滑動(dòng)0.2毫米或以上時(shí)，就會(huì)認(rèn)為是發(fā)生了彩色漂移。因此，印刷時(shí)每個(gè)色彩的延展偏差最大允許值是0.4％(0.2/50×100)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)色彩的印刷溫度(印刷時(shí)原始絲網(wǎng)的溫度)為25℃時(shí)，由于25℃時(shí)的延展性從圖3中的全線(OPP-20μm)延展約0.3％時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因此不發(fā)生色彩漂移的允許的延展性估計(jì)高達(dá)0.7％，它是在0.4％的基礎(chǔ)上再加0.3％得到的。如圖3所示，在43℃時(shí)左右會(huì)發(fā)現(xiàn)0.7％的延展性。因此，可以理解，在每次印刷時(shí)，通過(guò)冷卻原始絲網(wǎng)至43℃或以下溫度時(shí)，就不會(huì)發(fā)生彩色漂移。
另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，由于普通冷卻僅通過(guò)冷風(fēng)或冷卻棍在瞬間及于印刷的表面，即原始絲網(wǎng)的一面，這種冷卻是不夠的，由于此后在另一面保留的殘留熱會(huì)經(jīng)過(guò)熱轉(zhuǎn)移而擴(kuò)散。他們建議除了通過(guò)冷風(fēng)和冷卻棍之外，在相對(duì)表面涂布液體，并且通過(guò)吹風(fēng)冷風(fēng)蒸發(fā)潛熱而使之冷卻。他們發(fā)現(xiàn)這種方法很有效。
本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)而完成，并且提供一種用于水性多色凹版印刷的方法，通過(guò)多個(gè)印刷單元過(guò)程形成，每個(gè)過(guò)程包括一個(gè)印刷步驟，一個(gè)干燥步驟以及一個(gè)冷卻步驟，其特征在于在每一個(gè)印刷單元中，在冷卻步驟除去干燥步驟供給的熱量，以使印刷絲網(wǎng)的溫度在下一個(gè)印刷步驟之前保持一致。
在本發(fā)明的水性凹版印刷方法中，由于原始絲網(wǎng)被冷卻，原始絲網(wǎng)的溫度在每個(gè)印刷單元印刷時(shí)幾乎相同，在每個(gè)色彩印刷時(shí)，原始絲網(wǎng)的延展性也幾乎相同，并且延展性的差別幾乎沒(méi)有。因此不會(huì)發(fā)生印刷滑動(dòng)。而且，冷卻使延展速度變小。
本發(fā)明的用于水性多色凹版印刷的設(shè)備，包括多個(gè)印刷單元，每個(gè)包括一個(gè)印刷部件，一個(gè)干燥部件以及一個(gè)冷卻部件，其特征在于所述冷卻部件包括一個(gè)冷卻棍，原始絲網(wǎng)繞在冷卻棍上，其印刷表面面向棍的表面，吹風(fēng)機(jī)向印刷表面吹冷風(fēng)，敷料機(jī)將用于冷卻的液體涂布在與印刷表面相對(duì)的表面，并且另一個(gè)吹風(fēng)機(jī)向該相對(duì)表面吹冷風(fēng)，加速用于冷卻的液體從該相對(duì)面的蒸發(fā)。
在本發(fā)明的設(shè)備中，原始絲網(wǎng)的相對(duì)表面通過(guò)另一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)的吹風(fēng)，蒸發(fā)敷料機(jī)涂布的用于冷卻的液體，而使之冷卻，以及通過(guò)冷卻棍和吹風(fēng)機(jī)使印刷表面冷卻。因此，原始絲網(wǎng)被有效冷卻。另外，由于敷料機(jī)涂布的用于冷卻的液體逐漸蒸發(fā)，冷卻持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)具體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，并且圖2是其中局部放大示意圖。
圖3是各種薄膜延展性(樹(shù)脂延展性)與溫度的相關(guān)性曲線圖。
圖4是各種薄膜的張力彈性模量與溫度的相關(guān)性曲線圖。
1…原始絲網(wǎng)11…印刷表面12…液體-涂布表面100…進(jìn)料器200…第一印刷單元210…印刷部件211…金屬板圓筒212…凹槽圓筒213…給漿輥
220…干燥部件221…輥230…冷卻部件231…冷卻輥232…冷風(fēng)吹風(fēng)機(jī)233…莫利通雙面絨輥234…冷風(fēng)嘴300…第二印刷單元400…第三印刷單元500…第四印刷單元600…第五印刷單元本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明在本發(fā)明的用于水性多色凹版印刷的方法中，原始絲網(wǎng)在冷卻步驟中被冷卻以便絲網(wǎng)在每個(gè)印刷單元步驟的印刷中的溫度變得一致。絲網(wǎng)的冷卻方法沒(méi)有特別地限制，只要絲網(wǎng)的溫度與前面的印刷過(guò)程中溫度基本相同即可。
可以只從印刷表面一側(cè)冷卻絲網(wǎng)，但最好也從相反一側(cè)冷卻。通過(guò)從兩面冷卻絲網(wǎng)，可以有效傳導(dǎo)冷卻，并且在不降低下一個(gè)印刷過(guò)程中的印刷速度的情況下將絲網(wǎng)溫度降至已描述的值。
將絲網(wǎng)兩面冷卻的一個(gè)方法是通過(guò)冷風(fēng)和冷輥冷卻印刷表面，并且通過(guò)涂布液體然后吹冷風(fēng)利用蒸發(fā)熱冷卻另一面。利用液體的蒸發(fā)冷卻，可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)有效傳導(dǎo)冷卻。常用的冷卻是冷卻輥和吹風(fēng)冷卻。
用于冷卻的液體通過(guò)潛熱的蒸發(fā)除去熱，并且需要具有高的蒸發(fā)潛熱，低沸點(diǎn)以及高蒸汽壓，才容易蒸發(fā)，并且為了便于均勻涂布，有一個(gè)小的表面張力。用于冷卻的液體可以是單一的液體或兩種或兩種以上的混合液體。例如，它可以是具有1至4個(gè)碳原子的低級(jí)醇，如甲醇或乙醇。但是，在增加蒸發(fā)潛熱的情況下，優(yōu)選以水為主要組份的混合液體，因?yàn)樗哂写蟮恼舭l(fā)潛熱。優(yōu)選的與水混合的液體是水溶性的并且具有水所缺乏的補(bǔ)償蒸發(fā)能力和低的表面張力。
優(yōu)選的與水混合的液體的實(shí)施例是具有1至4個(gè)碳原子的低級(jí)醇，酯，如乙酸乙酯，以及酮如丙酮，優(yōu)選地，具有低的蒸發(fā)潛熱和蒸汽壓的低級(jí)醇，以及甲醇和乙醇，特別優(yōu)選甲醇。水、甲醇、乙醇以及乙酸乙酯的沸點(diǎn)、蒸發(fā)潛熱(汽化)、蒸汽壓以及表面張力列于表2中。
表2 除了蒸汽壓外，液體混合物的性質(zhì)落入水和甲醇，乙醇或乙酸乙酯的性質(zhì)之間。由于每個(gè)組份單獨(dú)蒸發(fā)，蒸汽壓是兩個(gè)組份之和。關(guān)于混合比，隨著水的比例的增加，蒸發(fā)潛熱增加，但是蒸發(fā)力降低。另一方面，當(dāng)甲醇，乙醇或乙酸乙酯的比例增加時(shí)，盡管蒸發(fā)力改進(jìn)，蒸發(fā)潛熱變小。水和有機(jī)溶劑的體積比的合適混合比的范圍可以是10∶90至90∶10，考慮蒸發(fā)速率和需要的蒸發(fā)潛熱，特別是30∶90至90∶10。
用于冷卻的液體的涂布可以用任何能夠均勻涂布的方法，如旋涂或輥涂。優(yōu)選莫利通雙面絨輥(一種纏有凸起布，如法蘭絨布，的金屬輥)的方法，用于冷卻的液體浸濕該布然后在冷卻輥上與原始絲網(wǎng)接觸，這是因?yàn)橛煤?jiǎn)單設(shè)備可實(shí)現(xiàn)均勻涂布。
向涂有冷卻液體的表面吹冷風(fēng)，可以加速液體的蒸發(fā)。即由于冷卻液體從液體涂布表面周圍的液相除去，蒸發(fā)加速。即使用于冷卻的涂布液體留下一些，留下的液體也會(huì)在其后的向絲網(wǎng)的冷卻運(yùn)動(dòng)過(guò)程中蒸發(fā)，并在下一個(gè)印刷之前完成蒸發(fā)。結(jié)果，絲網(wǎng)的溫度降至前一印刷過(guò)程的印刷溫度。
絲網(wǎng)冷卻得越厲害，延展越小。因此，越冷卻越有效。但是，本發(fā)明中，關(guān)鍵是絲網(wǎng)在從第一色彩至最后一個(gè)色彩的每一個(gè)色彩的印刷中保持一致。
本發(fā)明中所需要的溫度的均勻性的程度通過(guò)沒(méi)有出現(xiàn)彩色漂移設(shè)定。本發(fā)明人認(rèn)為當(dāng)每個(gè)照片之間的滑動(dòng)是0.2毫米或更多時(shí)，出現(xiàn)彩色漂移。因此，進(jìn)入每個(gè)印刷的絲網(wǎng)溫度的均勻性程度(允許的溫度偏差)的確定取決于絲網(wǎng)在每個(gè)印刷之間的延展偏差在0.2毫米以內(nèi)。優(yōu)選照片的滑動(dòng)在0.15毫米以內(nèi)，更優(yōu)選在0.1毫米以內(nèi)?；瑒?dòng)是每個(gè)影像的中心或相同邊如邊界之間的距離。每一個(gè)絲網(wǎng)的允許的溫度偏差可以通過(guò)測(cè)量延展性和溫度之間的關(guān)系而設(shè)定，如圖3所示。
本發(fā)明應(yīng)用的絲網(wǎng)為OPP薄膜，延展性比OPP薄膜小的薄膜，如PET薄膜和O-NY薄膜，可以提高印刷速度，比OPP薄膜延展性大的薄膜，如單涂層的PE、PP、PS以及PVC薄膜，可收縮的薄膜PET、PE、PS以及PVC，以及延伸薄膜PE和PVC。本發(fā)明對(duì)于比OPP薄膜延展性大的薄膜，如單涂層的PE、PP、PS以及PVC薄膜，可收縮的薄膜PET、PE、PS以及PVC，以及延伸薄膜PE和PVC，特別有效。薄膜的厚度，一般在5-100μm范圍，特別是7-50μm范圍。
本發(fā)明的具體設(shè)備將通過(guò)參考附圖解釋。
圖1是用于水性多色凹版印刷設(shè)備的全景結(jié)構(gòu)示意圖，并且圖2是第一印刷單元部分的局部放大示意圖。
設(shè)備有一個(gè)進(jìn)料器100和5個(gè)印刷單元，即印刷第一色彩的第一印刷單元200，印刷第二色彩的第二印刷單元300，印刷第三色彩的第三印刷單元400，印刷第四色彩的第四印刷單元500，以及印刷第五色彩的第五印刷單元600。
第一印刷單元200包括一個(gè)印刷部件210，第一色彩在此印刷在絲網(wǎng)1上，一個(gè)干燥部件220，印刷絲網(wǎng)1在此干燥，以及一個(gè)冷卻部件230，干燥的絲網(wǎng)在此冷卻。
印刷部件210裝備有金屬板圓筒211，凹槽圓筒212以及給漿輥213。干燥部件230裝備有許多輥221，…，221。
冷卻部件230裝備有冷卻輥231，其與絲網(wǎng)1的印刷表面接觸冷卻，以及冷風(fēng)機(jī)232，其向著位于冷卻輥231附近的上游一側(cè)的絲網(wǎng)1的印刷表面11吹風(fēng)冷風(fēng)。莫利通雙面絨輥223裝備有與之接觸的冷卻輥231，以及在冷卻輥233表面提供的浸在布料中的冷卻液體。另外，冷風(fēng)嘴234被安排在冷卻輥231的出口一側(cè)，吹風(fēng)機(jī)加速冷卻液體的蒸發(fā)。冷風(fēng)嘴234和冷風(fēng)機(jī)232與一電源相連接(未標(biāo)出)，并分別向絲網(wǎng)1的印刷表面和涂布表面吹冷風(fēng)。
印刷單元的下游一側(cè)的結(jié)構(gòu)，即第二色彩的第二印刷單元300，第三色彩的第三印刷單元400，第四色彩的第四印刷單元500以及第五色彩的第五印刷單元600與第一印刷單元相近似，并且每一個(gè)具有一個(gè)金屬板圓筒311、411、511、611，凹槽圓筒312、412、512、612，給漿輥313、413、513、613，輥321、421、521、621，冷卻輥331、431、531、631，冷風(fēng)機(jī)332、432、532、632，莫利通雙面絨輥333、433、533、633以及冷風(fēng)嘴334、434、534、634。
將上述設(shè)備用于水性多色凹版印刷，凹版印刷是通過(guò)將絲網(wǎng)1從進(jìn)料器100進(jìn)入第一印刷單元200。在第一印刷單元200，當(dāng)絲網(wǎng)1在印刷部件210上在金屬板圓筒211和凹槽圓筒212之間壓過(guò)時(shí)，印上第一色彩(即白色固體)。然后，絲網(wǎng)1在干燥部件220被熱空氣干燥，并且送至冷卻部件230。
在冷卻部件230，絲網(wǎng)1被來(lái)自冷風(fēng)機(jī)232吹向印刷表面11的冷空氣冷卻，并且然后，通過(guò)冷卻輥231冷卻印刷表面。而當(dāng)通過(guò)冷卻輥231時(shí)，由于莫利通雙面絨輥233與絲網(wǎng)1通過(guò)壓力接觸，注入莫利通雙面絨輥233的用于冷卻的液體涂在絲網(wǎng)1的相對(duì)面。另外，來(lái)自冷風(fēng)嘴234的冷空氣吹向冷卻輥231的出口一側(cè)的液體-涂布表面。易于蒸發(fā)的冷卻液體通過(guò)蒸發(fā)潛熱從絲網(wǎng)1除去熱。通過(guò)來(lái)自冷風(fēng)嘴234的冷空氣的吹風(fēng)，用于冷卻的蒸發(fā)的液體從絲網(wǎng)1的周圍除去，并且因此，加速了冷卻液體的蒸發(fā)。
因此，絲網(wǎng)1的印刷表面11側(cè)主要通過(guò)來(lái)自冷風(fēng)機(jī)232的冷風(fēng)和冷卻輥231冷卻，并且絲網(wǎng)1的液體-涂布側(cè)主要通過(guò)冷卻液體的蒸發(fā)潛熱冷卻，因而在整體上有效冷卻絲網(wǎng)。通過(guò)冷卻，絲網(wǎng)1在印刷部件210上印刷時(shí)的溫度恢復(fù)至幾乎與其進(jìn)入時(shí)相同的溫度。
在第二和其后的印刷單元，重復(fù)相似的動(dòng)作，將由5種色彩組成的水性凹版印刷加至絲網(wǎng)1上，完成凹版印刷。
在本發(fā)明的每一個(gè)印刷單元中，在干燥步驟中供應(yīng)的熱量被在隨后的冷卻步驟中的冷卻快速除去，并且在冷卻步驟，絲網(wǎng)被冷卻以使絲網(wǎng)的溫度在印刷每一色彩時(shí)幾乎相同。因此，即使當(dāng)絲網(wǎng)的溫度在干燥步驟中提高，絲網(wǎng)的溫度在下一次印刷時(shí)降低，絲網(wǎng)的延展在每一個(gè)印刷步驟中很小。另外，絲網(wǎng)本身的延展也很小。因此，即使當(dāng)干燥溫度高時(shí)，不會(huì)發(fā)生每一個(gè)色彩的印刷滑動(dòng)。這對(duì)于易于熱延伸的OPP薄膜，如單涂層的PE、PP、PS以及PVC薄膜，可收縮的PET、PE、PP、PS以及PVC薄膜，以及延伸的PE和PVC薄膜特別有效。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中，由于冷卻部件裝備有一個(gè)冷卻液體涂布設(shè)備，用來(lái)在印刷表面相對(duì)的一面涂布冷卻液體并且有一個(gè)冷風(fēng)吹風(fēng)設(shè)備，用來(lái)向液體涂布的一面吹冷風(fēng)，絲網(wǎng)通過(guò)冷卻液體的蒸發(fā)潛熱被有效冷卻。因此，在加熱部件提供的熱在印刷單元中可以除去，并且絲網(wǎng)的溫度在下一個(gè)印刷單元可以接近前一個(gè)印刷步驟的溫度。
實(shí)施例所用的每一個(gè)凹版印刷輥，是用太陽(yáng)-凹版印刷電刻法(200線，130度)在金屬板圓筒上雕刻有1.0毫米的平方-晶格-形狀圖案，并設(shè)置在五色凹版印刷機(jī)器上(“FM-5S型”，富士Kikai Kabushiki Kaisha)。用水(70％體積)和乙醇(30％體積)稀釋水性墨水(“Hydric PRP-401”，Dainichi Seika彩色和化學(xué)品制造有限公司，是一種丙烯酸樹(shù)脂為載體的顏料分散體)制備白色固體(固體含量30％重量)、黃色(固體含量12％)、紅色(固體含量12％)、藍(lán)色(固體含量12％)以及黑色(固體含量12％)的五型墨水。
一卷OPP薄膜(厚度20μm，寬度1000mm，長(zhǎng)度2000m，一面電暈處理，由Tocello Kabushiki Kaisha制造)作為原始絲網(wǎng)1附在五色凹版印刷機(jī)器的進(jìn)料器100上，并且在電暈處理的表面上以120米/分鐘的印刷速度，以8.0千克/1000毫米寬度的表面張力，依次進(jìn)行白色固體(第一印刷單元200)，黃色(第二印刷單元300)，紅色(第三印刷單元400)，藍(lán)色(第四印刷單元500)以及黑色(第五印刷單元600)的平方晶格-形狀圖案的涂層印刷。
用于干燥部件220、320、420、520、620上的熱風(fēng)在第一印刷單元200時(shí)的溫度為120℃，風(fēng)速為60立方米/分鐘并且在第二以及其后的印刷單元300、400、500、600時(shí)為100℃和60立方米/分鐘。
在冷卻部件230、330、430、530、630，來(lái)自已安裝的風(fēng)機(jī)232、332、432、532、632的冷風(fēng)吹向印刷表面11一側(cè)，然后，絲網(wǎng)通過(guò)已安裝的冷卻輥231、331、431、531、631并通過(guò)30℃冷卻水冷卻，以便冷卻印刷表面11。
與此同時(shí)，絲網(wǎng)的相對(duì)面與莫利通雙面絨輥233、333、433、533、633接觸，莫利通雙面絨輥的布浸有冷卻液體，該冷卻液體是一種水(70％體積)和甲醇(30％體積)的混合物，將該液體涂在相對(duì)面。結(jié)果，來(lái)自冷風(fēng)嘴234、334、434、534、634的30℃的冷風(fēng)以0.8立方米/分鐘的吹風(fēng)體積向液體-涂布表面12吹風(fēng)，以便通過(guò)液體的蒸發(fā)使之冷卻。
印刷過(guò)程中，從印刷開(kāi)始測(cè)量圖2中以a-g指示的部位的溫度以便掌握溫度的變化并且證明絲網(wǎng)溫度在從第一色彩到第五色彩的每一色彩的印刷時(shí)幾乎相同。用輻射溫度計(jì)測(cè)量溫度。
結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 從a到g的測(cè)量部位如圖2所示，并且其詳細(xì)如下a在完成前一個(gè)印刷單元的冷卻部分之后，進(jìn)入下一個(gè)印刷單元時(shí)絲網(wǎng)的印刷表面11的溫度(在每一個(gè)單元印刷時(shí)原始絲網(wǎng)的溫度)b干燥后印刷表面11的即時(shí)溫度c通過(guò)冷風(fēng)機(jī)后印刷表面11的溫度d冷卻輥的表面溫度e莫利通雙面絨輥的表面溫度f(wàn): 通過(guò)冷卻嘴后液體-涂布表面的即時(shí)溫度g通過(guò)冷卻嘴后印刷表面11的溫度*原始絲網(wǎng)的保存溫度(室溫)因此，以第二印刷單元為例解釋溫度行為。
完成第一印刷單元200的冷卻部件之后，絲網(wǎng)1進(jìn)入第二印刷單元300。此時(shí)，絲網(wǎng)1在部位a被冷卻至33℃，并且在此溫度下印刷。然后，絲網(wǎng)1被干燥，絲網(wǎng)1在干燥部件后馬上將其在部位b的溫度升至47℃。在冷卻部件，通過(guò)吹冷風(fēng)(30℃)將印刷表面11的溫度在c部位降至42℃。印刷表面11的溫度進(jìn)一步通過(guò)冷卻輥331冷卻至34℃，并且通過(guò)莫利通雙面絨輥333用冷卻液體涂布液體-涂布表面12，隨后在30℃以0.8立方米/分鐘的速度從冷風(fēng)嘴334吹冷風(fēng)。其后，絲網(wǎng)1的熱量通過(guò)蒸發(fā)潛熱而除去，并且液體-涂布表面12的溫度在f部位降至35℃。另一方面，印刷表面在g部位的溫度仍保持在42℃，表明溫度梯度的存在。但是，完成冷卻部件之后，絲網(wǎng)進(jìn)入第三印刷單元。此時(shí)，印刷表面11的溫度在a部位降至34℃。因此，人們認(rèn)為通過(guò)用于冷卻的涂布液體潛熱的蒸發(fā)可以進(jìn)一步冷卻。與此類似，通過(guò)冷風(fēng)和冷卻輥可以有效冷卻印刷表面11并且通過(guò)涂布用于冷卻的液體并利用其蒸發(fā)潛熱冷卻相對(duì)面，并且尤其是，用于冷卻的液體在運(yùn)送絲網(wǎng)過(guò)程中通過(guò)蒸發(fā)可以持續(xù)冷卻。
如表3的欄a所示，印刷中絲網(wǎng)的溫度從第一色至第五色幾乎相同。
以白色固體-黃-紅-藍(lán)-黑順序印刷的平方晶格-形狀圖案的長(zhǎng)度為2000米的涂層照片用裸眼觀察查找色彩的溢出。由印刷滑動(dòng)引起的色彩的溢出。結(jié)果，人們發(fā)現(xiàn)印刷的黑色平方晶格-形狀圖案在整個(gè)長(zhǎng)度很細(xì)膩，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)色彩的溢出，即一點(diǎn)也沒(méi)有發(fā)生印刷滑動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于水性多色凹版印刷的方法，通過(guò)多個(gè)印刷單元過(guò)程形成，每個(gè)過(guò)程包括一個(gè)印刷步驟，一個(gè)干燥步驟以及一個(gè)冷卻步驟，其特征在于在每一個(gè)印刷單元中，在冷卻步驟除去干燥步驟供給的熱量，以使印刷絲網(wǎng)的溫度在下一個(gè)印刷步驟之前保持一致。
2.一種用于水性多色凹版印刷的方法，通過(guò)多個(gè)印刷單元過(guò)程形成，每個(gè)過(guò)程包括一個(gè)印刷步驟，一個(gè)干燥步驟以及一個(gè)冷卻步驟，其特征在于在每一個(gè)印刷單元中，在冷卻步驟除去干燥步驟供給的熱量，以使印刷絲網(wǎng)的溫度在下一個(gè)印刷步驟之前，保持在絲網(wǎng)允許延展的范圍內(nèi)，其中看不出印刷的色彩漂移。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在冷卻步驟中的冷卻包括在與印刷表面相對(duì)的表面涂布用于冷卻的液體，并且吹冷風(fēng)使得用于冷卻的液體從相對(duì)表面蒸發(fā)。
4.一種用于水性多色凹版印刷的設(shè)備，包括多個(gè)印刷單元，每個(gè)包括一個(gè)印刷部件，一個(gè)干燥部件以及一個(gè)冷卻部件，其特征在于所述冷卻部件包括一個(gè)冷卻棍，原始絲網(wǎng)繞在冷卻棍上，其印刷表面面向棍的表面，吹風(fēng)機(jī)向印刷表面吹冷風(fēng)，敷料機(jī)將用于冷卻的液體涂布在與印刷表面相對(duì)的表面，并且另一個(gè)吹風(fēng)機(jī)向該相對(duì)表面吹冷風(fēng)，加速用于冷卻的液體從該相對(duì)面的蒸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)色彩漂移的高速印刷的用于水性多色凹版印刷的方法及其設(shè)備，通過(guò)多個(gè)印刷單元過(guò)程形成，每個(gè)過(guò)程包括一個(gè)印刷步驟，一個(gè)干燥步驟以及一個(gè)冷卻步驟，其特征在于在每一個(gè)印刷單元中，在冷卻步驟除去干燥步驟供給的熱量，以使印刷絲網(wǎng)的溫度在下一個(gè)印刷步驟之前保持一致。
文檔編號(hào)B41F23/04GK1575976SQ200410048
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者小林幸雄, 松木嘉一郎, 小原孝志 申請(qǐng)人:中本包裝株式會(huì)社