用于水性凹版印刷的方法及其设备技术

本发明专利技术提供了一种无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设备，通过多个印刷单元过程形成，每个过程包括一个印刷步骤，一个干燥步骤以及一个冷却步骤，其特征在于在每一个印刷单元中，在冷却步骤除去干燥步骤供给的热量，以使印刷丝网的温度在下一个印刷步骤之前保持一致。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于水性凹版印刷的方法，特别涉及其特征在于冷却过程的多色凹版印刷，及其设备。
技术介绍
包装材料的印刷通过凹版印刷、平版印刷、凸版印刷等进行，并且凹版印刷因其对于设计的细微部分的极佳的还原和其灰度接近产生照相级照片，而经常用于需要在货物上显示的包装材料。所述凹版印刷过程包括在用常规的凹版印刷方法在鼓的表面雕刻成的凹面上刷油墨，对凹版进行雕刻，电子光刻或其它，将油墨转移至原始丝网，然后，吹热风蒸发掉油墨中的溶剂使其干燥。所述油墨是颜料分散在载体中形成的分散体，通过在溶剂中溶解树脂如聚亚安酯、丙烯酸树脂、硝酸纤维或氯代聚烯烃而成。常规的溶剂是甲苯(40％)-乙酸乙酯(40％)-异丙醇(20％)，甲乙酮(40％)-乙酸乙酯(40％)-异丙醇(20％)或其它混合物。一般而言，油墨中的固体含量即树脂和颜料的含量为8-10％，并且如果是需要屏蔽能力的白色固体油墨的情况，其固体含量常高达30％。热风的温度一般在55-60℃，并且吹风的量为30-70立方米/分钟。在这些条件下，要将印刷速度设置在120-200米/分钟。在多色印刷时，所用色彩的数量是2-10，并且色彩的数量越大，所得印刷品越象装饰性的照片。经常用于印刷的包装材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、定向聚丙烯(OPP)、定向尼龙(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)等单涂层薄膜，PET、PP、PS、PE、PVC等可收缩薄膜，以及PE、PVC等可延展薄膜。最近，凹版印刷正趋向使用水性墨的水性方法，这是因为在油墨中的溶剂问题，在印刷车间会产生有毒的气味，对工作环境周围的健康有不利影响，爆炸的可能性，残留在印刷品中的溶剂的气味，工厂周围环境的污染，二氧化碳的减少，因为所有的溶剂在印刷过程中会挥发导致的溶剂资源的浪费(日本专利3249223，JP2001-030611A，JP2002-096448A)。但是，在水性墨水中使用的溶剂如水(70％)-乙醇(30％)的蒸发潜热为470.7卡路里/克，比起油墨中的溶剂，如甲苯(40％)-乙酸乙酯(40％)-异丙醇(20％)的101.9卡路里/克，或甲乙酮(40％)-乙酸乙酯(40％)-异丙醇(20％)的109.1卡路里/克要大得多。这就是说，干燥所需要的卡路里是常规油墨的4.3-4.6倍。表1中列出了凹版印刷所用的主要溶剂的性能。表1*20℃ 一种措施是通过在一定范围内增加颜料的量提高水性墨水中的固体含量，使得即使是使用小量的水性墨水也不会改变印墨的浓度，这就意味着油墨的浓度有一个20％的增加上限。因此，即使增加颜料的量，在油墨状态下仍需要提供3.4-3.7倍的热，这需要延长在干燥过程中的停留时间，需要增加热风的吹风量，需要提高热风的温度，或其它。但是，延长停留时间是不需要的，因为会降低印刷速度，并且增加吹风量会降低能源效率并引起风导致的原始丝网的摇摆。从热效率的观点看，最合适的是提高热风的温度，但是它会导致原始丝网温度的提高，包括由所述丝网延展引起的每一个色彩的印刷密度之间的滑动。表3表示PET薄膜、O-NY薄膜以及OPP薄膜的延展对温度的依赖性。OPP薄膜的延展性最好，其次是O-NY薄膜，再其次是PET薄膜。印刷密度的滑动可以通过读取由扫描头印刷在原始丝网边上的梯形(近似长方形)彩色控制标志进行校正，并且当梯形标志的底部(10毫米)的尾端距下一个标志的前端之间的距离(20.0毫米)滑动0.2毫米或以上时，通过稍微自动移动一个补偿辊校正过渡到印刷的长度。但是，当延展很大时，印刷在前述印刷单元的图案的延展会引起变形(印刷在第一个印刷单元的图案的变形最大)。结果，在前一个印刷图案和其后印刷的图案之间会发生彩色漂移(印刷漂移)，并且它不能通过补偿辊消除。另外，延展性比较小的PET薄膜和O-NY薄膜在120℃或以上的热风温度干燥，可以120米/分钟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(印刷滑动)的图案变形而不能印刷，尽管OPP薄膜便宜并被广泛应用。本专利技术概述本专利技术的目的之一是提供一种能够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/分钟或以上时，没有彩色漂移(印刷滑动)，其热风干燥的温度为120℃或以上。本专利技术的另一目的是提供一种用于上述方法的设备。为了达到上述目的，经本专利技术人努力研究，发现在水性多色凹版印刷的每一个色彩的印刷单元的印刷—干燥—冷却过程中，当通过提高热风温度，在干燥过程中供应油性凹版印刷的3.5倍的热量，由于冷却不足，需要提高原始丝网的温度。因此，为了逐渐提高原始丝网的温度，在第二彩色印刷、第三彩色印刷…中逐渐积累热量。结果，在图3(延展与温度的依赖)中延着线(OPP-20μm)增加延展性，使图案(变形)扩展至不能允许的水平，并且发生彩色漂移(印刷滑动)。然后，本专利技术人为了除去上述引起彩色漂移的原因进行了进一步的研究，并且发现，即使当热风温度提高到可以产生延展性时，通过在冷却过程中提供足够的冷却除去供应给印刷单元的热量可以解决彩色漂移问题。这就是说，当冷却丝网以便丝网或每个彩色的印刷的温度几乎一致时，印刷时丝网的延展性几乎相同。因此，图案不变形，彩色漂移没有发生。通过提高温度增加延展性是由于通过提高温度减小了张力的弹性模量，并且因此，薄膜的延展性与张力的弹性模量相互间呈相反的关系。张力的弹性模量对于温度的相关性如图4所示。至于PET和OPP在30℃时延展性(张力8千克/800毫米宽)和张力弹性模量之间的关系，如图3和4所示，PET的延展性约为0.15％，OPP的延展性约为0.45％，PET的张力的弹性模量约为440kgf/mm2，以及OPP的张力的弹性模量约为150kgf/mm2。因此，OPP/PET延展性之比为0.45％/0.15％＝3.0，并且OPP/PET的张力的弹性模量这之比为150kgf/mm2/440kgf/mm2＝1/3，因此，这些因素相互之间呈相反的关系。正象上面所解释的那样，即使通过提高温度减少张力的弹性模量会引起薄膜的延展，当该薄膜在冷却阶段冷却至原始温度时，该弹性模量恢复至原始值，并且延展的薄膜恢复至原始状态。在OPP薄膜(20μm)的情况下，当5厘米大小的图案滑动0.2毫米或以上时，就会认为是发生了彩色漂移。因此，印刷时每个色彩的延展偏差最大允许值是0.4％(0.2/50×100)。当第一个色彩的印刷温度(印刷时原始丝网的温度)为25℃时，由于25℃时的延展性从图3中的全线(OPP-20μm)延展约0.3％时才会被发现，因此不发生色彩漂移的允许的延展性估计高达0.7％，它是在0.4％的基础上再加0.3％得到的。如图3所示，在43℃时左右会发现0.7％的延展性。因此，可以理解，在每次印刷时，通过冷却原始丝网至43℃或以下温度时，就不会发生彩色漂移。另外，本专利技术人还发现，由于普通冷却仅通过冷风或冷却棍在瞬间及于印刷的表面，即原始丝网的一面，这种冷却是不够的，由于此后在另一面保留的残留热会经过热转移而扩散。他们建议除了通过冷风和冷却棍之外，在相对表面涂布液体，并且通过吹风冷风蒸发潜热而使之冷却。他们发现这种方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水性多色凹版印刷的方法，通过多个印刷单元过程形成，每个过程包括一个印刷步骤，一个干燥步骤以及一个冷却步骤，其特征在于在每一个印刷单元中，在冷却步骤除去干燥步骤供给的热量，以使印刷丝网的温度在下一个印刷步骤之前保持一致。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林幸雄，松木嘉一郎，小原孝志，
申请(专利权)人：中本包装株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]