多層印刷處理的製作方法
2023-12-05 01:43:31 2
多層印刷處理的製作方法
【專利摘要】一種用於在基底上形成標記的系統和方法。該系統包括用於進給基底的進給系統以及可分別操作以將處理步驟施加到基底的多個站。該多個站中的第一個使用印刷處理將能量固化油墨施加至基底。在一些實施例中，這種印刷處理是其上形成標記凹槽的凹版滾筒。在滾筒上的標記凹槽保存能量固化油墨，直到與基底接觸，從而能量固化油墨被施加到基底上。固化單元被部署在多個站中的第一個站的下遊。該固化單元接收基底並輸出電子射束，其指向能量固化油墨以使能量固化油墨固化並在基板上形成所得能量固化層。
【專利說明】多層印刷處理
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求提交於2013年3月6日的第13/786，692號的美國專利申請，以及提交於2012年3月6日的第61/607，080號美國臨時申請的優先權，在此結合以上申請的整個公開內容作為參考。
【技術領域】
[0003]本公開內容涉及一種多層印刷處理，並更特定地，涉及一種多層印刷處理和所得的產品，其採用能量可固化塗層，以提供超越傳統熱/冷箔片衝壓(hot/cold foilstamping)的優點。
【背景技術】
[0004]本節提供了關於本公開內容的背景信息，其不一定是現有技術。本節還提供了本公開的總體
【發明內容】
，而不是對其全部範圍或其所有特徵的全面公開。
[0005]在印刷和/或製造工業中，通常期望在產品的容器或另外的包裝上印刷或施加標記。傳統上，對於這種應用處理的選擇將圍繞最終標記的物理特徵來進行考慮。在一些應用中，標記的耐久性是極為重要的(例如，抗磨損或抗損壞性)。在一些應用中，標記的外觀是極為重要的(例如反射率)。在一些應用中，耐久性、外觀和/或其它特徵都是所期望的。
[0006]傳統上,箔片衝壓(foil stamping),又稱為熱箔衝壓、燙印、幹衝壓、冷箔壓印和葉片壓印，被用於獲得最終產物的期望的外觀。一般來說，熱衝壓是一種幹印刷方法，其中，使用加熱的衝模(die)和箔片將圖案施加到目標表面。熱衝壓的處理通常包括加熱定義出用於轉印的期望形狀的衝模，將金屬箔片施加到目標表面，並通過將加熱、停留時間以及壓力的組合，對金屬箔片的部分轉印，以衝模的形狀，被轉印並粘合至目標表面。
[0007]熱/冷箔片衝壓通常是可取的，這是因為它是一種乾燥處理，不使用溶劑或油墨，並且通常不產生有害蒸汽。
[0008]但是，箔片衝壓處理的質量高度依賴於用於支撐要被印刷的部件的夾具或砧板(anivil)的質量。也就是說，夾具必須具有可支撐性，以穩固地並可重複地定位要被印刷的部件。這兩者中任一者的變化都會危及衝壓處理的質量。
[0009]應該認識到的是，常規的箔片衝壓通常需要在機械上大量投資，這既不方便又昂蟲貝ο
[0010]轉動式熱/冷箔片衝壓可改進常規箔片衝壓的處理速度，這是因為停留時間縮短了。這因此可改善所得到的標記的細節。但是，使用轉動式熱箔片衝壓系統在試圖保持衝模的期望溫度方面可能會成為挑戰。在所有情況下，衝模必須被牢固地保持在適當位置上以便通過或衝模的輕或重的覆蓋區域產生正好的壓痕深度。
[0011]令人遺憾的是，箔片衝壓標記的複雜性成為了局限。例如，箔片衝壓可能受限於特定的表面狀況。而且，與油墨印刷相比，箔片衝壓可能是很昂貴的。
[0012]但是常規的油墨印刷通常需要將印刷油墨施加到上目標表面上並然後並通常緊跟著施加漆料或其它保護層以加強標記的外觀(例如反射率)並保護標記。遺憾地，常規油墨印刷不能達到箔片衝壓的最終外觀；也就是說，常規油墨印刷通常不能獲得箔片印刷的反射率。
【發明內容】
[0013]依據本文的教導，提供了一種新型的多層油墨印刷處理，其克服了常規油墨印刷的缺陷並能至少達到相當於箔片衝壓的外觀和耐久性，且在一些實施例中超過了箔片衝壓的外觀和耐久性。
[0014]根據本文中所提供的實施例，在其它方面的適用性將變得顯而易見。在本
【發明內容】
中的說明和特定示例旨在僅為說明的目的，而非意圖限制本公開內容的範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]本文中所描繪的附圖僅用於對所選實施例，而非所有可能的實施，進行說明的目的，且並非意圖限制本公開內容的範圍。
[0016]圖1是說明依據本技術的一些實施例的印刷系統的示意性視圖。
[0017]圖2A是依據一些實施例，說明依據本教導的多層印刷處理所製造的產品的示意性橫截面圖。
[0018]圖2B是依據一些實施例，示出依據本教導的多層印刷處理所製造的產品的示意性橫截面視圖，以及
[0019]圖3是示出常規箔片衝壓產品的示意性橫截面視圖。
[0020]遍及附圖中的若干視圖，相應的參考編號指示相應的部件。
【具體實施方式】
[0021]現在將更詳細地參考【專利附圖】
【附圖說明】示例實施例。示例性實施例被提供使得該公開是完全的，並且將向本領域技術人員完全傳達其範圍。很多特定的細節被闡述，諸如，特定組件、設備和方法的示例，以提供對本公開的實施例的完全理解。對本領域技術人員將顯而易見的是不必使用特定的細節，示例性實施例可以以很多不同的形式體現，並且它們都不被理解為對本公開範圍的限制。在一些示例性實施例中，已知的處理、已知的設備結構和已知的技術沒有詳細描述。
[0022]在此所使用的術語僅是為了說明特定示例實施例，而非意圖構成限制。正如在此所使用的，單數形式「一」、「一個」，以及「該」可旨在也包括複數的形式，除非上下文另外明確地指出。術語「包括」、「正包括」、「正包含」，以及「具有」是包含性的，並因此指定了所陳述的特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但並不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件，和/或其組群的存在或附加。在此所描述的本方法的步驟、處理，和操作不被直譯成必須要求以所討論或所說明的特定順序執行，除非特地標識為一種執行順序。應該理解的是，可採用額外的或備選的步驟。
[0023]當元件或層被稱為「在其上」、「接合到」、「連接到」，或「耦合到」另一個元件或層上，這可以是直接地在其上、接合到、連接到或耦合到另一個元件或層上，或者，也可以存在中間的元件或層。相對而言，當元件被稱為是「直接在其上」。「直接接合到」、「直接連接到」或「直接耦合到」另一個元件或層上，則可以沒有中間元件或層存在。用於描述元件之間關係的其它措辭應該以相似的方式來解釋(例如，「在…之間」對「直接在…之間」、「相鄰」對「直接相鄰」，等)。正如在此所使用的，術語「和/或」包括相關聯的所列項目中的一個或多個中的任意以及所有組合。
[0024]雖然術語第一、第二、第三，等在此可被用於說明不同的元件、組件、區域、層，和/或部段，但是這些元件、組件、區域、層和/或部段不應被這些術語所限制。這些術語可僅被用於將一個元件、組件、區域、層或部段與另一個區域、層，或部段區分開。諸如「第一」、「第二」的術語，以及其它序數詞的術語在此被使用時，除非上下文明確指出，否則並不意味著序列或順序。因此，在下面所討論的第一元件、組件、區域、層，或部段可被稱為第二元件、組件、區域、層，或部段，而不背離示例實施例的教導。
[0025]與空間相關的術語，諸如「裡」、「外」、「在…之下」、「下面」、「下部」、「在…之上」、「上部」，以及類似術語在本文中可用於更容易對一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵的關係進行說明。空間相關的術語可意圖涵蓋裝置在使用中或操作中除圖中描繪的方向以外的不同定向。例如，如果裝置在圖中被翻轉，則被描述為在其它元件或特徵「下面」或「之下」的元件將被定向成在其它元件或特徵「之上」。因此，示例術語「下面的」可涵蓋上方和下面兩種定向。裝置可被另外地定向(旋轉90度或在其他方向上)，並且據此對在此所使用的空間相關的描述進行解釋。
[0026]具體參考圖1，依據本教導的原理提供了一種印刷系統10。在一些實施例中，印刷系統10是基於輪轉凹版(rotogravure)(也稱為凹版(gravure))印刷系統的。該系統通常是一種凹雕型的印刷系統，其涉及將圖像雕刻到圖像載體上。在凹版印刷中，圖像被雕刻到在輪轉印刷機配置中所使用的滾筒上。但是，應該體會到的是，本教導的原理並不僅限於凹版型印刷系統，而是還可等同地適用於凸版(flexographic)印刷等。在凸版印刷中，通過用於計量油墨的所謂傳墨棍(anilox roller),將油墨從墨斗棍轉印至柔性印版滾筒。
[0027]—般來說，通過首先創造具有要進行印刷的已雕刻圖像的一個或多個滾筒，來配置凹版印刷處理系統。可依據多種技術中的任意一種來完成將圖像雕刻在滾筒上，這些技術包括物理雕刻(例如，經由金剛石觸針)、蝕刻(例如，化學蝕刻)，等。這樣雕刻的圖像被製作成一定的大小以容納要被轉印至基底上的印刷油墨。在一些實施例中，基底可包括紙或其它的纖維材料，例如承印物(stock)、紙板、瓦楞紙板、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、BOPP等。但是，應該注意到，也可使用本領域常規的備選基底材料。如以上所注意到的，本發明對於具有相對粗糙的表面的例如紙或板的纖維基底尤其具有優勢。在本發明中可使用的板的克重通常為從約160g/m2至約400g/m2，通常在180至280g/m2的範圍內。這取決於板材的密度，對應於在約180至400 μ範圍內的厚度。紙質基底範圍典型地從約80g/m2至約160g/
m2o
[0028]一般來說，印刷系統10可包括多個站12，例如第一站12A、第二站12B、第三站12C、第四站12D、第五站12E、第六站12F、第七站12G、第八站12H、第九站121，和第十站12J。應該體會到，印刷系統12可配置有更少或更多個站；但是，本實施例體現了至少一個優選的實施例。在一些實施例中，多個站12中的每一個可針對不同的目的(例如，能量可固化油墨(將在本文中更透徹地討論)的應用、不同的顏色、不同的塗層等)進行配置。出於這種考慮，多種分層和處理模式中的任意一種都可在基底上實現。
[0029]在一些實施例中，印刷系統10可包括進給系統14，用於將要被印刷的基底或薄片(web) 16 (例如紙質品、承印物、紙板、瓦榜紙板、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、BOPP等)，供應和進給到多個站12中的每一個。多個站12中的每一個都可包括被部署在其中的印刷滾筒18。但是，應該認識到，所示出的站12中並非每一個都需要使用印刷滾筒18，因為在一些實施例中這樣的站可被用於備選目的。
[0030]在一些實施例中，印刷系統10可進一步包括選擇性檢查站20。相對於多個站12，檢查站20可被部署在下遊位置。檢查站20可自動檢驗和/或連續檢驗新印刷的基底16，以及在其上所包含的所獲得的標記的質量、速率和狀況。然後，新印刷的基底16可在收尾工作站22中進行最終處理，並且如果需要，用貨盤裝運。收尾工作站22可完成多種處理功能中的任意一種，例如，摺疊、衝模切割、貨盤裝運等。
[0031]該印刷系統10進一步包括至少一個固化站30。在一些實施例中，固化站30可被用於固化沉積在基底16上的能量可固化油墨。依據本應用的一些教導，固化站30可包括用於輸出能量射束34(例如電子射束和/或紫外線射束)的射束單元32，其指向基底16。在一些實施例中，可在絲極兩端加電流，導致電子加速離開絲極。這些電子可與能量可固化油墨(例如，能量可固化金屬油墨)一起使用，以使得在油墨中進行聚合(本文中稱為EB固化)。如果需要，射束單元32可包括氮，以確保惰性的固化環境。UV固化也可在大氣條件下進行。EB固化一般並不生成大量熱，並因此在許多應用中具有優勢。但是，正如所提及的，也可依據本教導被使用UV固化，但是它們不應被認為彼此的改變是顯而易見的，這是因為這兩者之間存在不同的技術差異和過程差異。
[0032]EB固化通常採用高能電子。這些電子通常不受印刷油墨的厚度或油墨顏色的影響。電子射束34提供了充足的能量以固化厚的塗層並且/或者穿透其它基底。
[0033]在一些實施例中，本教導的能量可固化油墨可包括通過自由基聚合固化的丙烯酸酯材料。因此，與其它固化系統不同，其不需要光引發劑。電子能量足以通過打開丙烯酸鍵導致丙烯酸酯材料的聚合以形成自由基。然後這些基團攻擊剩餘的丙烯酸酯鍵，直到反應得以完成。其結果是在基底上獲得已固化層，其具有耐久性並提供使用油墨類應用的預先未實現的反射率和光學特性。
[0034]處理
[0035]雖然印刷系統10處於操作中，但是凹刻滾筒18被部分地浸沒在油墨斗中，用能量可固化油墨、常規油墨和/或類似油墨填滿凹槽小室。隨著滾筒轉動，油墨隨之被吸出油墨斗。在滾筒與基底接觸之前，用起到刮板的作用的刮墨刀刮擦滾筒，從非印刷(非凹陷)區域移除多餘的油墨而將所需數量的油墨留在小室中。接下來，將基底層夾在壓印滾筒和凹版滾筒之間，從而將油墨轉印至基板上。壓印滾筒的目的在於施加力以將基板按壓在凹版滾筒上，確保油墨的均勻且覆蓋面最大。基底的毛細管現象和來自壓印輥的壓力迫使油墨離開小室腔並將其轉印至基底。然後基底可進入乾燥器以在施加後續的層之前進行徹底乾燥。
[0036]基底16可包括將能量可固化油墨施加在多個站12中的一個或多個上。例如，第八站12H可包括將能量可固化油墨施加到基底16上。基底16可繼續其下遊的處理，並可被引導向固化站30 (程序上在第八站12H和第九站121之間)，從而射束單元32輸出電子射束34，其從站12H指向能量可固化油墨。將電子射束34施加到在基底16上的能量可固化油墨(EB塗層)引起能量可固化油墨的聚合或其它固化處理。在一些實施例中，幾層塗層可以被固化到單個層以下。這種處理的結果是，能量可固化油墨因此被結合或被固化至基底16。已經發現的是，該處理產生(由新固化的能量可固化油墨製成的)所得標記，其可被定製成提供反射特性高達至少鏡面加工的多種反射特徵中的任意一種反射特徵。通過這種方式，本處理的結果至少等同於箔片衝壓，但具有額外的柔性。而且，在許多應用中，完成合成物的耐久性足夠，以至於避免了對任何附加層或保護塗層(例如油漆等)的需求。
[0037]作為前述處理的結果，在圖2A中示出了產品100，其具有基底16、能量已固化層102，以及可選的覆層(例如油漆)104。在如圖2B中所示出的一些實施例中，產品100可包括基底16、能量已固化層102、被施加在能量已固化層102上方的金屬油墨層106，以及被部署在金屬油墨層106上方的可選的覆層104。相對而言,在圖3中不出的常規的箔片衝壓產品200具有基底216和衝壓箔片218。
[0038]在一些實施例中，如果需要，金屬油墨層106 (圖2B)可被施加到新固化的能量已固化層102以在站121或12J上提供高的加工質量。在一些實施例中，用於金屬油墨層106的金屬油墨可以是可用於一類顏色的常規金屬油墨。已經發現的是，將金屬油墨層106施加到能量已固化層102在這兩者之間產生粘結(bond)，這導致金屬油墨層106的耐久性相對於常規施加的金屬油墨層而有所增強。在一些實施例中，在本文中討論的覆層104，可以不需要保護金屬油墨層106。而且，與依據常規處理直接將金屬油墨層沉積在基板上相比，增強了(被部署在能量已固化層102上的)金屬油墨層106的加工質量(例如，提高了反射率)。
[0039]在進一步的實施例中，如果需要，可將油漆或覆層104施加至新固化的能量已固化層102和/或金屬油墨層106，以在站121或12J上提供較高加工質量並且/或者增強耐久性。但儘管如此，已經發現的是，由於新固化的能量已固化層102和/或金屬油墨層106提供了較高的加工質量，該覆層的施加(見圖2A和圖2B中的104)通常無需增強加工質量，並且在一些情況下，這種覆層的施加可實際降低總體加工質量，因為能量已固化層102的本身質量較高。此外，在這樣的不採用油漆或覆層的應用中，能量已固化層的持久性對於許多應用(即使不是全部)，都是足夠的。
[0040]與被定位在站12H和121之間的固化站30類似，具有類似構造的固化站30』可被定位在任意其它的多個站12之間，例如在第三站12C和第四站12D之間。在這樣的實施例中，可施加額外的或備選的能量已固化塗層並然後在固化站30』中固化。
[0041]依據本說明，應該理解的是，本教導的原理提供了超越常規箔片衝壓處理並且同時超越意圖獲得模仿箔片/金屬化方案或箔片/金屬化備選的應用的優勢，例如轉印金屬化板或真空金屬化PET、層壓板等其它技術的優勢。
[0042]為了說明和描述的目的，提供了對實施例的前述說明。其並不意圖為排他性的或限制所揭示的內容。特定實施例中的個體的元件或特徵通常並不限於特定的實施例，但在可應用的情況下是可互換的，並且可在所選實施例中使用，即使未明確地示出或被描述。相同事物也可以多種方式變化。這樣的變化並不被認為是背離了本揭示內容，並且所有這樣的變體意圖被包括在本揭示內容的範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於形成印刷產品的處理，所述處理包括: 在第一站處使用印刷處理將能量可固化油墨施加到基底； 在所述第一站下遊的第二站處使用能量可固化處理固化所述能量可固化油墨以定義出已固化的能量可固化層；以及 將所述基底發送至所述第二站下遊的第三站。
2.如權利要求1所述的處理，其中，所述使用所述能量可固化處理固化所述能量可固化油墨包括在所述第一站下遊的所述第二站處使用電子射束固化所述能量可固化油墨，以定義出所述已固化的能量可固化層。
3.如權利要求1所述的處理，其中，所述使用所述能量可固化處理固化所述能量可固化油墨包括在所述第一站下遊的所述第二站處使用紫外線射束固化所述能量可固化油墨，以定義出所述已固化的能量可固化層。
4.如權利要求1所述的處理，進一步包括: 在所述第三站處將金屬油墨施加到所述基底，所述金屬油墨被施加到所述已固化的能量可固化層上，以定義出金屬油墨層。
5.如權利要求4所述的處理，進一步包括: 在第四站處將覆層施加到所述基底，所述覆層被施加在所述金屬油墨層之上。
6.如權利要求1所述的處理，進一步包括: 在所述第三站處將覆層施加到所述基底，所述覆層被施加在所述已固化的能量可固化層上。
7.如權利要求1所述的處理，其中，所述在所述第一站處使用所述印刷處理將所述能量可固化油墨施加到所述基底上包括:在所述第一站處使用其上形成有標記凹槽的凹版滾筒將所述能量可固化油墨施加至所述基底上，所述標記凹槽存放所述能量可固化油墨，直到與所述基底接觸，從而將所述能量可固化油墨施加至所述基底。
8.一種用於在基底上形成標記的系統，所述系統包括: 進給系統，用於進給所述基底； 多個站，其可分別操作以將處理步驟施加至所述基底，所述多個站中的第一個使用印刷處理將能量可固化油墨施加至所述基底；以及 固化單元，其被部署在所述多個站中的所述第一個的下遊，所述固化單元接收所述基底並輸出指向所述能量可固化油墨的能量射束以固化所述能量可固化油墨並在所述基底上形成所得能量已固化層。
9.如權利要求8所述的系統，其中，所述能量射束為電子射束。
10.如權利要求8所述的系統，其中，所述能量射束為紫外線射束。
11.如權利要求8所述的系統，其中，所述固化單元輸出指向所述能量可固化油墨的所述能量射束以使所述能量可固化油墨聚合。
12.如權利要求8所述的系統，其中，所述固化單元輸出指向所述能量可固化油墨的所述能量射束，以使所述能量可固化油墨聚合在單一層中。
13.如權利要求8所述的系統，其中，所述多個站中的第二個將金屬化油墨施加至所述基底上。
14.如權利要求8所述的系統，其中，所述多個站中的第二個將金屬油墨施加至所述能量已固化層之上的所述基底上。
15.如權利要求14所述的系統，其中，所述多個站中的第三個將覆層施加至所述金屬油墨和所述能量已固化層之上的所述基底上。
16.如權利要求8所述的系統，其中，所述多個站中的第二個將覆層施加至所述能量已固化層之上的所述基底上。
17.如權利要求8所述的系統，其中，所述多個站中的所述第一個使用所述印刷處理將所述能量可固化油墨施加至所述基底包括:所述多個站中的所述第一個使用其上形成有標記凹坑的凹版滾筒將所述能量可固化油墨施加至所述基底，所述標記凹坑保存所述能量可固化油墨直到與所述基底接觸，從而所述能量可固化油墨被施加至所述基底。
【文檔編號】B41M5/50GK104245342SQ201380019712
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月6日 優先權日:2012年3月6日
【發明者】A.威特曼, R.佩裡 申請人:阿姆科爾集團股份有限公司