丝网印刷设备和方法技术

本文公开了用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的设备，该设备包括：基本上刚性的、基本上平面的框架，该框架具有周边，该周边限定具有给定表面区域的在该周边内的区域；以及丝网，其附接到框架并且延伸横跨表面区域的至少一部分，其中，该丝网包括：第一部分，液体印刷介质可通过第一部分传递到附近的三维基底上；和第二部分，其涂有乳状液，该乳状液基本上防止液体印刷介质穿过丝网的第二部分，其中，丝网具有小于约20N/cm的固定张力。本文还公开了用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丝网印刷设备和方法相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2014年8月1日提交的美国临时申请序列号62/032156的优先权，其全部内容构成本专利技术的依据且以引用方式并入本文。
本公开大体上涉及用于在三维基底上印刷图案的方法和设备，并且更具体地涉及用于在具有一个或多个弯曲表面的基底上进行印刷的丝网印刷方法和设备。
技术介绍
三维(3D)丝网印刷被广泛地用于各个行业，例如，用于印刷在诸如瓶子和罐的倒圆容器上。3D丝网印刷到目前为止一般局限于具有较小曲率半径(例如，小于约500mm)和/或单个弯曲轴线的基底。在极大程度上，3D印刷也局限于印刷在半圆形或抛物线形基底和具有圆形或椭圆形横截面的圆柱形基底的外部或凸形表面上。这些基底通常可包含玻璃(例如，瓶子、大杯、眼镜等)、塑料(例如，容器等)和/或金属(例如，罐、铸件等)。在较大幅面、较大半径和/或多半径三维基底上丝网印刷的能力越来越多地与各个行业(例如，汽车工业)相关联。较大幅面的3D基底常规地可在基底仍然平坦时印刷，然后使基底成型以获得3D形状，例如，通过使玻璃或塑料基底在高温下软化等方式。然而，由于印刷介质可能与使基底在印刷后成型所需的条件热不相容，对在大幅面3D基底的弯曲表面上印刷的需求不断增加。对于玻璃基底来说尤其如此，玻璃基底在成型过程期间可被加热至相对较高的成形或软化温度。用于装饰3D基底的表面的现有方法包括掩盖表面的一部分并对基底进行喷涂以形成图像；然而，此类方法可能是昂贵和/或耗时的，并且一般得不到合适的图像分辨率。已经尝试在大幅面的弯曲表面上进行丝网印刷和喷墨印刷，但存在各种缺点、并发后果和/或缺陷。例如，相比2D印刷装置，3D印刷装置通常包括一个或多个额外的移动部件，目的是在基底和丝网之间保持“不接触”距离或间隙。2D平面丝网印刷工艺通常保持在从约1mm至约10mm的范围内的恒定的不接触距离，具体取决于印刷应用。3D印刷装置传统上通过铰接丝网下方的基底或铰接固定的基底上方或周围的丝网来补偿不接触波动。也可使用具有柔性侧边的丝网框架，使得框架和网片在印刷期间可一定程度上适形于弯曲基底的轮廓。也可使用预成型为与给定基底的曲线匹配的丝网框架。用来张紧和放松丝网网片的装置也可附接到丝网框架，以允许网片在印刷过程期间适形或挠曲。然而，丝网框架和/或印刷机的这些附加部件和/或特征会增加3D印刷过程的复杂性和/或费用，因为印刷机和/或其各个部件常常必须定制以获得每个所需的特征。此外，此类3D丝网印刷方法仅可用于凸形或凹形表面印刷，而不是两者，并且仅用于具有单一曲率半径的基底。因此，有利的是提供用于丝网印刷3D基底的方法和设备，该方法和设备可以更少的移动部件、以更低的成本操作和/或具有更低的复杂性。另外有利的是，提供用于在多种基底形状(例如，凹形和/或凸形基底)和/或具有复杂曲线(例如，围绕多个半径的曲线)的基底上印刷的方法和设备。此外，为了减少制造成本和/或对定制印刷装置和/或其部件的需求，可能有利的是提供一种设备，该设备能至少部分地结合用于印刷传统(例如，2D)基底的现有部件起作用。
技术实现思路
在各种实施例中，本公开涉及用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的设备，该设备包括：基本上刚性的、基本上平面的框架，该框架具有周边，该周边限定具有给定表面区域的在该周边内的区域；以及丝网，其附接到框架并且延伸横跨表面区域的至少一部分，该丝网包括第一部分和第二部分，液体印刷介质可通过第一部分传递到附近的三维基底上，第二部分涂有乳状液，该乳状液基本上防止液体印刷介质穿过丝网的第二部分，其中，丝网具有小于约20N/cm的固定张力。本公开还涉及用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的系统，该系统包括：本文所公开的带框架的丝网设备；和用于将液体印刷介质施加到三维基底的施用器。本公开还涉及用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的方法，该方法包括：将三维基底靠近本文所公开的带框架的丝网设备定位；将液体印刷介质施加到丝网；以及将压力施加到丝网以迫使液体印刷介质通过丝网的至少一部分，其中，在框架和三维基底之间的距离在施加步骤期间保持基本上恒定。本公开的附加的特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并且部分地将根据该描述而对本领域的技术人员将显而易见，或者通过实践本文所述方法而被了解，其中包括随后的详细描述、权利要求以及附图。应当理解，前述总体描述及以下详细描述两者提供本公开的各种实施例，并且旨在提供用于理解权利要求的本质及特性的综述或框架。附图是为了提供对本公开的进一步了解而包含的，并且被纳入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的各种实施例，并且与描述一起用来解释本公开的原理和操作。附图说明当结合以下附图阅读时，可以最好地理解以下详细描述，其中类似的结构用类似的附图标记表示，并且在附图中：图1示出了根据本公开的一个实施例的示例性丝网印刷设备的俯视图；图2示出了根据本公开的另一个实施例的示例性丝网印刷设备的俯视图；以及图3示出了根据本公开的一个实施例的示例性丝网印刷系统的侧视图。具体实施方式设备本文公开了用于在三维基底的表面上进行丝网印刷的设备，该设备包括：基本上刚性的、基本上平面的框架，该框架具有周边，该周边限定具有给定表面区域的在该周边内的区域；以及丝网，其附接到框架并且延伸横跨表面区域的至少一部分，该丝网包括：第一部分，液体印刷介质可通过第一部分传递到附近的三维基底上；和第二部分，其涂有乳状液，该乳状液基本上防止液体印刷介质穿过丝网的第二部分，其中，丝网具有小于约20N/cm的固定张力。如本文所用，术语“三维基底”及其变型旨在表示具有至少一个非平面和/或非水平表面的基底，例如，具有任何给定曲线的表面，该曲线可以在大小、形状和/或取向上变化。相比之下，二维基底包括平坦的、平面的、水平表面，例如平片或块体。参照图1，示出了根据本公开的示例性丝网印刷设备100的一个实施例，其包括框架110和丝网120。丝网120部分地涂有乳状液130以形成图案或图像。在图示实施例中，图案可以对应于车辆顶部或天窗，但可以设想到各种其它形状和应用。如本文所用，术语“框架”旨在表示形成围绕丝网的基本上刚性的周边的部件。术语“丝网”、“目丝网”及其变型旨在表示延伸横跨框架且至少部分地覆盖由框架限定的表面区域的材料。如本文所用，术语“设备”、“带框架的丝网设备”、“带框架的丝网”及其变型旨在表示组合的框架和丝网部件，例如，固定到框架的丝网，任选地外加乳状液。框架110可具有适合支撑用于特定应用的丝网印刷丝网的任何形状和大小。例如，框架可以限定具有选自下列的形状的周边：正方形、矩形、菱形、圆形、卵圆形、椭圆形、三角形、五边形、六边形和其它多边形等。根据各种实施例，框架为四边形，例如，限定正方形、矩形或长菱形周边。框架可以为平面的或基本上平面的，以及基本上刚性的或非柔性的。换句话讲，框架未被成型为在印刷之前适形于三维基底的曲线(基本上平面的)，并且不被构造成在印刷期间适形于三维基底的曲线(基本上刚性的)。框架110的尺寸(例如，长度、宽度、直径或高度，具体取决于几何形状)可具有适合充分地拉伸丝网的任何大小，以提供可接受的印刷分辨率。框架的大小可例如根据丝网材料、网目数、网类型、所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在三维基底的表面上进行印刷的丝网印刷设备，所述设备包括：(a)基本上刚性的、基本上平面的框架，其具有周边，所述周边限定具有给定表面区域的在所述周边内的区域；以及(b)丝网，其附接到所述框架且延伸横跨所述表面区域的至少一部分，所述丝网包括：(i)第一部分，液体印刷介质能穿过所述第一部分传递到附近的三维基底上；和(ii)第二部分，其涂有乳状液，所述乳状液基本上防止所述液体印刷介质传递通过所述丝网的所述第二部分；其中，所述丝网具有小于约20N/cm的固定张力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 US 62/032,1561.一种用于在三维基底的表面上进行印刷的丝网印刷设备，所述设备包括：(a)基本上刚性的、基本上平面的框架，其具有周边，所述周边限定具有给定表面区域的在所述周边内的区域；以及(b)丝网，其附接到所述框架且延伸横跨所述表面区域的至少一部分，所述丝网包括：(i)第一部分，液体印刷介质能穿过所述第一部分传递到附近的三维基底上；和(ii)第二部分，其涂有乳状液，所述乳状液基本上防止所述液体印刷介质传递通过所述丝网的所述第二部分；其中，所述丝网具有小于约20N/cm的固定张力。2.根据权利要求1所述的丝网印刷设备，其中，所述丝网包括至少一种多孔网状材料。3.根据权利要求2所述的丝网印刷设备，还包括至少一种无孔材料。4.根据前述权利要求中的任一项所述的丝网印刷设备，其中，所述丝网包括选自下列的至少一种材料：聚酯、尼龙、PET、聚酰胺、聚酯皮芯组合、复合聚酯材料、以及带涂层的聚酯。5.根据前述权利要求中的任一项所述的丝网印刷设备，其中，所述丝网包括下列中的一者或多者：(i)平纹、斜纹、双面斜纹、碎纹或变平的织纹图案；(ii)在从约120根/英寸至约380根/英寸的范围内的网目数；或(iii)在从约30微米至约80微米的范围内的线径。6.根据前述权利要求中的任一项所述的丝网印刷设备，其中，所述丝网具有在从约13N/cm至约18N/cm的范围内的固定张力。7.根据前述权利要求中的任一项所述的丝网印刷设备，其中，所述乳状液用紫外线辐射处理。8.一种用于对三维基底的表面进行印刷的丝网印刷系统，所述系统包括：(a)根据权利要求1所述的丝网印刷设备；以及(b)至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·小卡切尔，C·P·戴格勒，C·M·拉斯科斯基，K·R·马斯林，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US