一種採用印鐵機及環保塗料的印刷方法與流程
2023-06-06 13:30:41 2
本發明涉及一種印刷方法，尤其涉及一種採用印鐵機及環保塗料的印刷方法。
背景技術：
印鐵就是在馬口鐵上印製圖案，其中，馬口鐵是鍍錫薄板的俗稱。印鐵主要是利用水、墨相斥的物理性質，藉助印刷壓力，經橡皮布把印版圖文轉印到馬口鐵上，其在包裝容器(制罐、制桶及食品飲料包裝)、電子產品、家用電器、汽車、摩託車等各行業等各領域被廣泛使用。
例如，公開號為CN103129199A的中國發明專利《印鐵加工工藝》以及公開號為CN103122203A的中國發明專利《一種內層印鐵塗料及印鐵方法》。傳統的印鐵工藝包括以下步驟：1、在印前製版方面，採用傳統的貼菲林製版法，根據客戶原稿信息曬制印刷所用的PS版；2、兩次內塗，採用耐蝕性較好的環氧酚醛塗料在基材表面進行塗布，塗膜量10g/m2～12g/m2，烘乾溫度200℃～210℃，烘乾時間10～13分鐘；在第一次內塗被烘乾的過程中，同時也對基材的表面多餘的油層、雜質進行了烘乾處理，提高了基材表面的印刷適性，解決了油墨在基材表面附著力差的問題；3、印刷+上光，採用傳統的耐深衝油墨在基材的外表面進行印刷，在烘房裡進行高溫烘乾，利用傳統塗布機在印好的圖案上塗布一層延展性、耐磨性較好的透明漆，以保護印刷圖案，塗膜量為5g/m2～6g/m2，烘乾溫度190℃～200℃，烘乾時間10～13分鐘。
然而，針對現有利用印鐵技術的印刷方法，需要利用傳統烘房對基材表面進行處理，烘房的能耗大，存在廢氣和餘熱汙染，給環境造成影響，同時，在印鐵過程中涉及的工序多，效率低。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種採用印鐵機及環保塗料的印刷方法，避免傳統烘房的基材表面的處理，實現連續的加工模式，提高了生產效率，減少能耗及廢氣排放，達到節能環保目的。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：一種採用印鐵機及環保塗料的印刷方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)、塗布，對基材的正面和反面進行塗料，對基材的正面進行打底；
(2)、製版，利用製版機控制圖案之間的間距，經過印鐵加工後能夠便於裁切、高頻焊縫以及制罐的需要；
(3)、基材表面處理，在印鐵機的進料段加裝雷射處理器，將基材表面的處理工序直接內置於印刷線，形成連續的在線表面處理和印刷生產的一體化工藝，雷射處理器產生的雷射在基材表面快速移動，對基材表面進行瞬時高溫烘烤處理,處理溫度在900～1000℃，停留時間小於0.05秒；
(4)、UV印刷，在印鐵機上串聯多個UV印刷單元，每個UV印刷單元包括印製組件、UV燈組和廢氣回收組件，每個UV印刷單元中的印製組件採用UV環保油墨實現在經過雷射處理的基材表面上局部圖案的印刷，每個UV燈組實現UV環保油墨固化，UV燈組功率180W～250W/cm，開燈功率40％～90％，每個廢氣回收組件包括有冷卻罩和吸氣風機，用於將UV印刷產生的廢氣和預熱進行回收；
所述雷射處理器包括用於產生雷射光束的雷射發生件以及將雷射光束反射至基材表面上傾斜布置的旋鏡，旋鏡為多面體，旋鏡的旋轉由控制器控制。
作為改進，所述印刷方法還包括步驟(5)、在印塗好的基材內外表面進行噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，噴蠟量10～25mg/m2，利用噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，方便後續制蓋。
再改進，所述印製組件所採用的UV油墨由下列重量份的原料製成：氣相白炭黑5-10份，硅藻土粉0.5-1.4份，聚氨酯丙烯酸酯25-28份，聚酯丙烯酸酯13-24份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2-3份，二氧化鈦1-2份，有機顏料5-10份，苯乙烯磺酸鈉0.3-0.5份。本發明採用的UV油墨在印刷時沒有有害氣體釋放，同時固化快，對金屬具有附著力強和親和力強的特點。
再改進，所述UV油墨通過以下方法製得：將各物料混合，加熱至50-56℃，攪拌150-240分鐘，UV油墨的製備方法較為簡單。
與現有技術相比，本發明的優點在於：本發明將雷射處理器與傳統印鐵機進行集成，利用雷射對基材表面進行烘烤，代替傳統的烘房，減少了工序，提高效率的同時，降低了能源的消耗以及廢氣的排放，同時，本發明在印鐵機上集成多個UV印刷單元，利用UV油墨以及廢氣回收組件，實現環保的功能，也使得基材表面上多種不同圖案的疊合，相互之間的圖文更為清晰；同時，利用多面體旋鏡將雷射光束偏轉至基材上，旋鏡旋轉過程中，雷射光束在基材表面掃過，通過控制旋鏡旋轉的速度，即可控制光束停留時間，從而實現雷射光束在基材表面上沉積能量多少的控制，完成雷射對基材表面的瞬時高溫烘烤，效率高，雷射的瞬時高溫對油墨的固化快，減小油墨固化產生的氣體排放量，同時，提高了油墨固化的質量；本發明的UV油墨沒有有害氣體釋放，固化快，對金屬的附著力強。
附圖說明
圖1是本發明實施例中採用印鐵機及環保塗料的印刷方法中所涉及印鐵機的結構示意圖；
圖2是本發明實施例中採用印鐵機及環保塗料的印刷方法中所涉及雷射處理器的原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
如圖1、2所示，本實施中的採用印鐵機及環保塗料的印刷方法將雷射處理器11與傳統印鐵機進行集成，印鐵機1包括雷射處理器11、進料段12和多個UV印刷單元，同時，利用0.12～0.40mm之間厚度的馬口鐵作為基材，主要有CC材鋼種、大尺寸粗面鐵、低錫量或鍍鉻的軋薄鋼板和0.14～0.18mm厚度的二次冷軋薄鋼板。
其中，雷射處理器11設置於印鐵機1的進料段12，包括用於產生雷射光束的雷射發生件以及將雷射光束反射至基材表面上傾斜布置的旋鏡3，旋鏡3為多面體，旋鏡3的旋轉由控制器控制，實現將基材表面2的處理工序直接內置於印刷線，形成連續的在線表面處理和印刷生產的一體化工藝，雷射處理器11產生的雷射在基材表面2快速移動，光束停留的時間產生沉積能量，代替傳統烘房。
多個UV印刷單元串聯於印鐵機1上，上一個UV印刷單元的出口接下一個UV印刷單元的進口。UV印刷單元是UV印刷機上的關鍵部分，每個UV印刷單元包括印製組件131、UV燈組132和廢氣回收組件133，每個UV印刷單元中的印製組件131採用UV環保油墨實現在經過雷射處理的基材表面2上局部圖案的印刷，每個UV燈組132實現UV環保油墨固化，UV燈組132功率180W～250W/cm，開燈功率40％～90％，每個廢氣回收組件133包括有冷卻罩和吸氣風機，冷卻罩內設置有風冷裝置，吸氣風機將印刷產生的廢氣和預熱吸入回收管道內，用於將UV印刷產生的廢氣和預熱進行回收。
其中，UV印刷是一種通過紫外光乾燥、固化油墨的印刷工藝，需要含有光敏劑的油墨與UV固化燈相配合，具有綠色環保的功能。對於一些表面非吸收性的承印材料，UV(紫外光)印刷由於速度快、效率高、承印範圍廣等特點，越來越為廣大客戶所採用。原因在於，普通膠印需要幾個小時甚至更長時間讓油墨乾燥，方能進入下一道加工工序。油墨乾燥不徹底，在印後加工時會導致很多難以解決的質量問題發生，且整個印刷加工周期比較長。特別是當承印材料表面性質發生改變時，普通膠印難以完美解決某些問題。而UV油墨可以在1秒到數秒內完全固化，特別適於印刷一些非吸收性的承印材料。UV印刷需要的條件包括UV油墨、潤版液、橡皮布、印版和UV印刷機。其中，UV油墨對UV印刷起著舉足輕重的作用。UV油墨是一種以紫外光引發連接料進行聚合固化乾燥的油墨，一般由預聚合物、感光單體、顏料、光引發劑、添加劑組成。
另外，本發明採用印鐵機及環保塗料的印刷方法，包括以下步驟：
(1)、塗布，對基材的正面和反面進行塗料，對基材的正面進行打底；
(2)、製版，利用製版機控制圖案之間的間距，經過印鐵加工後能夠便於裁切、高頻焊縫以及制罐的需要；
(3)、基材表面處理，在印鐵機1的進料段12加裝雷射處理器11，將基材表面2的處理工序直接內置於印刷線，形成連續的在線表面處理和印刷生產的一體化工藝，雷射處理器11產生的雷射在基材表面2快速移動，對基材表面2進行瞬時高溫烘烤處理,處理溫度在900～1000℃，停留時間小於0.05秒，優選地，選用雷射為CO2雷射。所述雷射處理器11包括用於產生雷射光束的雷射發生件以及將雷射光束反射至基材表面上傾斜布置的旋鏡3，旋鏡3為多面體，旋鏡3的旋轉由控制器控制，利用多面體旋鏡3將雷射光束偏轉至基材上，旋鏡3旋轉過程中，雷射光束在基材表面2掃過，通過控制旋鏡3旋轉的速度，即可控制光束停留時間，從而實現雷射光束在基材表面2上沉積能量多少的控制，利用雷射對基材表面2的瞬時高溫烘烤，生產效率高，雷射的瞬時高溫對油墨的固化快，減小油墨固化產生的氣體排放量，同時，提高了油墨固化的質量；
(4)、UV印刷，在印鐵機1上串聯多個UV印刷單元，每個UV印刷單元包括印製組件131、UV燈組132和廢氣回收組件133，每個UV印刷單元中的印製組件131採用UV環保油墨實現在經過雷射處理的基材表面2上局部圖案的印刷，每個UV燈組132實現UV環保油墨固化，UV燈組132功率180W～250W/cm，開燈功率40％～90％，每個廢氣回收組件133包括有冷卻罩和吸氣風機，用於將UV印刷產生的廢氣和預熱進行回收；
(5)、在印塗好的基材內外表面進行噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，噴蠟量10～25mg/m2，利用噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，方便後續制蓋。
以製作某制罐廠的茶葉罐為例，採用0.22mm馬口鐵，其印刷工藝包括以下步驟：
(1)、塗布，對馬口鐵的正面和反面進行塗料，對馬口鐵的正面進行打底，內面需塗布塗料，通常情況下，馬口鐵的正面需要塗布和印刷，正面進行打底塗料為UV印刷準備，以保障印鐵產品具有良好的制罐、裝罐以及外觀裝飾的要求；
(2)、製版，利用專業製版軟體進行圖文製作，然後用計算機直接製版機製成上機印刷1所需要的版料，控制圖案之間的間距，使得經過印鐵加工後能夠便於裁切、高頻焊縫以及制罐的需要，以便在特定的尺寸範圍內，排列儘可能多的茶葉罐圖文；
(3)、基材表面處理，在控制器的控制下，控制基材的進給速度、旋鏡3旋轉的角速度以及光束功率，保證馬口鐵經過雷射處理器1時，對基材表面進行瞬時高溫烘烤處理,處理溫度在900～1000℃，停留時間小於0.05秒；
(4)、UV印刷，表面處理完的馬口鐵連續經過多個UV印刷單元，每個UV印刷單元對應特定的局部圖案，每個UV印刷單元包括印製組件131、UV燈組132和廢氣回收組件133，每個UV印刷單元中的印製組件131採用UV環保油墨實現在經過雷射處理的基材表面上局部圖案的印刷，每個UV燈組132實現UV環保油墨固化，UV燈組132功率200W/cm，開燈功率85％，每個廢氣回收組件133包括有冷卻罩和吸氣風機，用於將UV印刷產生的廢氣和預熱進行回收；
(5)、在印塗好的基材內外表面進行噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，噴蠟量15～20mg/m2，利用噴蠟，以保持基材表面有足夠的滑度，方便後續制蓋。
此外，印製組件131所採用的UV油墨由下列重量份的原料製成：氣相白炭黑5-10份，硅藻土粉0.5-1.4份，聚氨酯丙烯酸酯25-28份，聚酯丙烯酸酯13-24份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2-3份，二氧化鈦1-2份，有機顏料5-10份，苯乙烯磺酸鈉0.3-0.5份。本發明採用的UV油墨在印刷時沒有有害氣體釋放，同時固化快，對金屬具有附著力強和親和力強的特點。
UV油墨通過以下方法製得：將各物料混合，加熱至50-56℃，攪拌150-240分鐘，UV油墨的製備方法較為簡單。
實施例2
採用印鐵機及環保塗料的印刷方法同實施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料製成：氣相白炭黑5份，硅藻土粉0.5份，聚氨酯丙烯酸酯25份，聚酯丙烯酸酯13份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2份，二氧化鈦1份，有機顏料5份，苯乙烯磺酸鈉0.3份。
將各物料混合，加熱至50℃，攪拌150分鐘。
實施例3
採用印鐵機及環保塗料的印刷方法同實施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料製成：氣相白炭黑10份，硅藻土粉1.4份，聚氨酯丙烯酸酯28份，聚酯丙烯酸酯24份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3份，二氧化鈦2份，有機顏料10份，苯乙烯磺酸鈉0.5份。
將各物料混合，加熱至56℃，攪拌240分鐘。
實施例4
採用印鐵機及環保塗料的印刷方法同實施例1，其中UV油墨由下列重量份的原料製成：氣相白炭黑8份，硅藻土粉1份，聚氨酯丙烯酸酯27份，聚酯丙烯酸酯20份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2.5份，二氧化鈦1.5份，有機顏料7份，苯乙烯磺酸鈉0.4份。
將各物料混合，加熱至52℃，攪拌200分鐘。
綜上，本發明將雷射處理器11與傳統印鐵機進行集成，利用雷射對基材表面2進行烘烤，代替傳統的烘房，減少了工序，提高效率的同時，降低了能源的消耗以及廢氣的排放，同時，本發明在印鐵機1上集成多個UV印刷單元，利用環保UV油墨以及廢氣回收組件133，實現環保的功能，也使得基材表面上多種不同圖案的疊合，相互之間的圖文更為清晰；同時，利用多面體旋鏡3將雷射光束偏轉至基材上，旋鏡3旋轉過程中，雷射光束在基材表面2掃過，通過控制旋鏡3旋轉的速度，即可控制光束停留時間，從而實現雷射光束在基材表面2上沉積能量多少的控制，完成雷射對基材表面2的瞬時高溫烘烤，效率高，雷射的瞬時高溫對油墨的固化快，減小油墨固化產生的氣體排放量，同時，提高了油墨固化的質量。