CN109572158A - 一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，包括刮刀调整系统、刮刀、控制器、传感器系统、数据输入设备及数据服务器。与现有技术相比，本发明通过传感器系统、数据输入设备将凹版印刷时的各参数数据发送至控制器，由控制器自动从数据服务器中获取刮墨点位置参数，以便控制器通过刮刀调整系统对刮刀位置、刮刀角度、刮刀与凹印版辊之间的压力进行调控，配合单一溶剂油墨中溶剂的挥发速率，控制简便，精确度高，有效保证了凹版印刷的质量。

Description

一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统

技术领域

本发明属于凹版印刷技术领域，涉及一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统。

背景技术

凹版印刷是先在凹印版辊的表面涂上油墨，然后用刮刀机构将凹印版辊空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面，获得印刷品。凹版印刷属于直接印刷，凹印版辊的图文部分凹下，且凹陷程度随图像的层次有深浅的不同，印版的空白部分凸起，并在同一平面上。

用于凹版印刷的油墨中，溶剂是非常重要的一个部分。溶剂不仅能溶解各种成膜聚合物，调整黏度及流变性，而且对成膜质量有重要影响。现有的油墨溶剂大都为复合溶剂，其干燥速度是由溶剂中各组分本身的蒸发速度来决定的，而蒸发速度又是由溶剂中各组分本身的沸点决定的。例如：快干溶剂的沸点一般为100℃-150℃，中干溶剂的沸点一般为150℃-200℃，慢干溶剂的沸点一般为200℃以上。在凹版印刷过程中，当刮刀机构中的刮刀将凹印版辊空白部分的油墨去除干净后，网穴之中存留的少量油墨很容易在短时间内蒸发，导致油墨变干而无法转移到承印物表面；若采用慢干溶剂，则容易导致油墨转移到承印物表面后迟迟未干的问题。因此，通过选用多种溶剂混合而成的复合溶剂，能够控制油墨的干燥速度，进而控制凹版印刷的质量。

然而，这种通过改变复合溶剂配方而调节油墨的干燥速度，进而控制凹版印刷质量的方法存在许多问题。长期以来，凹版印刷油墨多以苯、二甲苯等苯类溶剂或酮类溶剂为主，油墨中的苯类溶剂或酮类溶剂不仅会污染环境，而且会对人体造成伤害。虽然现在出现了一些无苯无酮油墨，但这些油墨都采用醇类、酯类、醚类组成的混合溶剂，为了满足VOC排放的要求，需要先通过活性炭吸附回收气体状态的混合溶剂，然后将气体冷凝后转化为液体，再通过进一步的精馏等方式将混合溶剂中的各组分进行分离回收。然而，由于溶剂组分复杂，需要消耗大量能源来对溶剂中的各组分进行分离回收，因而无法同时满足VOC排放及节能降耗的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，该系统包括刮刀调整系统、刮刀、控制器、传感器系统、数据输入设备及数据服务器，其中，

刮刀调整系统，用于调整刮墨点位置、刮刀角度及刮墨压力；

刮刀，设置在刮刀调整系统上，用于刮除凹印版辊上的多余油墨；

控制器，用于调控刮刀调整系统；

传感器系统，用于自动采集环境参数，并将环境参数发送至控制器；

数据输入设备，用于手动输入印刷工艺参数，并将印刷工艺参数发送至控制器；

数据服务器，用于存储刮墨点位置参数与环境参数、印刷工艺参数的关联数据，在接收到控制器发送的环境参数、印刷工艺参数后，将对应的刮墨点位置参数发送至控制器。

进一步地，所述的传感器系统包括环境温度传感器、环境湿度传感器及凹印版辊温度传感器。环境温度传感器、环境湿度传感器、凹印版辊温度传感器分别自动检测环境温度、环境湿度、凹印版辊温度，并将数据发送至控制器。环境温度、环境湿度、凹印版辊温度对单一组分溶剂的挥发速度具有重要影响。

进一步地，所述的凹印版辊温度传感器为非接触式红外测温仪。非接触式红外测温仪能够采用非接触的方式测定凹印版辊温度。

进一步地，所述的控制器分别与刮刀调整系统、传感器系统、数据输入设备、数据服务器电连接。控制器可通过数据线与其他部件进行数据通信。

进一步地，所述的控制器、刮刀调整系统、传感器系统、数据输入设备及数据服务器内均设有无线通信模块，并通过无线通信模块进行无线通信。控制器也可通过无线通信模块与其他部件进行数据通信。

进一步地，所述的无线通信模块为4G模块、WIFI模块或蓝牙模块。

进一步地，所述的数据输入设备包括键盘或手写输入板。通过数据输入设备输入凹版印刷时的凹印版辊网穴深度、凹印版辊外径、压印胶辊硬度、承印物种类、单一溶剂油墨中的溶剂种类及印刷速度等数据，并将数据发送至控制器。

进一步地，所述的刮刀调整系统包括升降机构、设置在升降机构顶部的支承板、设置在支承板上的水平调整机构、设置在水平调整机构一端的转动机构以及设置在转动机构上的刮刀安装板，所述的刮刀设置在刮刀安装板上。控制器通过对升降机构、水平调整机构及转动机构的调控，改变刮墨点位置、刮刀角度及刮墨压力，以满足凹版印刷时的实际需求。

进一步地，所述的升降机构包括一对并列设置的固定架以及沿竖直方向设置在固定架上并与控制器电连接的竖向伺服电缸，所述的支承板设置在竖向伺服电缸的顶部，并与竖向伺服电缸传动连接。在控制器的调控下，竖向伺服电缸带动支承板竖直运动，以改变支承板的高度。

进一步地，所述的水平调整机构包括沿水平方向设置在支承板上并与控制器电连接的水平伺服电缸以及设置在水平伺服电缸一端并与水平伺服电缸传动连接的连接板。在控制器的调控下，水平伺服电缸带动刮刀水平运动，以改变刮刀的位置。

进一步地，所述的连接板包括沿水平方向设置并位于水平伺服电缸一端的连接板水平部以及沿竖直方向设置并位于连接板水平部一端的连接板竖直部，所述的转动机构设置在连接板竖直部的底部。连接板竖直部伸出支承板的外部，用于连接转动机构。

进一步地，所述的支承板上还设有与连接板水平部相适配的连接板支撑组件。连接板支撑组件从下方对连接板进行支撑，保证连接板的水平度及稳定性。

进一步地，所述的连接板支撑组件包括设置在支承板上并与水平伺服电缸相平行的导轨以及滑动设置在导轨上的滑块，所述的连接板水平部的底部与滑块固定连接。水平伺服电缸水平带动连接板水平运动，同时滑块随着连接板一起沿导轨滑动，始终对连接板底部进行支撑。

进一步地，所述的转动机构包括转动设置在连接板竖直部底部的转轴以及设置在连接板竖直部底部并与转轴传动连接的转轴步进电机，所述的控制器与转轴步进电机传动连接。在控制器的调控下，转轴步进电机带动转轴转动，使转轴上的刮刀安装板同步转动，进而改变刮刀的倾斜角度。

现有的凹版印刷过程中，刮刀的刮墨点(刮刀与凹印版辊之间的接触点)与压印点(压印胶辊与凹印版辊之间的接触点)之间的距离是固定的，为了避免溶剂干燥过快或过慢而影响凹版印刷的质量，通常会采用混合溶剂，并通过调节快干溶剂、中干溶剂、慢干溶剂的比例，以达到合适的干燥速率。然而，由于这种复合溶剂需要进行回收后的精馏分离工序，因而存在能耗过高、成本过高的问题。本发明改变了传统的调节思路，将油墨中的溶剂改为最简单的单一组分溶剂，避免了溶剂回收后的分离过程，可直接回收得到纯净的单一组分溶剂。同时，由于刮刀将凹印版辊空白部分的油墨去除干净后，网穴之中存留的少量单一溶剂油墨因溶剂挥发性调节不便而存在干燥过快或干燥过慢的问题。为了解决采用单一组分溶剂所可能发生的干燥过快或干燥过慢的问题，本发明在采用单一组分溶剂的基础上，通过控制器与传感器系统、数据输入设备、数据服务器及刮刀调整系统的配合，对升降机构、水平调整机构及转动机构的调控，改变刮墨点位置，进而改变刮刀的刮墨点与压印点之间的距离，同时保证刮刀角度及刮墨压力固定不变，进而调节网穴之中存留的少量油墨在转移到承印物之前的存留时间以及保证刮墨效果的一致性，以配合单一组分溶剂的蒸发速率，实现凹版印刷质量的控制。通过这种新的调节方式，巧妙地避开了单一组分溶剂可能存在的挥发性调节不便的弊端，使单一组分溶剂的推广应用成为可能，对凹版印刷行业的变革存在巨大的推动意义。

在基于单一溶剂油墨印刷时，环境温度、环境湿度、凹印版辊温度、凹印版辊上网穴深度、凹印版辊外径、压印胶辊硬度、承印物种类、单一溶剂油墨中的溶剂种类及印刷速度等因素都会影响到凹版印刷的质量，因此，先通过大量试验，不断改变各个因素的实际值，收集各因素变化后，刮墨点与压印点之间距离的对应数据，并根据这些大数据建立标准的数据库，存储在数据服务器中。在实际凹版印刷时，控制器根据当前状态下各因素的数据，从数据服务器中获取所需的刮墨点位置对应数据，进而对升降机构、水平调整机构及转动机构进行调控，以改变刮墨点位置，并保证刮刀角度及刮墨压力固定不变，满足凹版印刷时的实际需求。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)通过传感器系统、数据输入设备将凹版印刷时的各参数数据发送至控制器，由控制器自动从数据服务器中获取刮墨点位置参数，以便控制器通过刮刀调整系统对刮刀位置、刮刀角度、刮刀与凹印版辊之间的压力进行调控，配合单一溶剂油墨中溶剂的挥发速率，控制简便，精确度高，有效保证了凹版印刷的质量；

2)通过利用数据服务器中存储的数据库，能够根据实际凹版印刷时各质量影响因素的数据，快速准确地得到刮墨点与压印点之间距离的预定值数据，避免了不同操作人员仅靠经验调整所存在的印刷一致性差、产品质量无法保证等弊端。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中刮刀调整系统的主视结构示意图；

图3为本发明中转动机构的右视结构示意图；

图中标记说明：

1—支承板、2—刮刀安装板、3—刮刀、4—固定架、5—竖向伺服电缸、6—水平伺服电缸、7—连接板、701—连接板水平部、702—连接板竖直部、8—滑块、9—转轴、10—转轴步进电机、11—数据服务器、12—凹印版辊、13—压印胶辊、14—承印物、15—刮刀调整系统、16—控制器、17—传感器系统、18—数据输入设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

采用以下组分及重量份含量的单一溶剂油墨进行凹版印刷：单一组分溶剂60份、树脂20份及颜料12份。其中，单一组分溶剂为正丙酯，树脂为聚醚树脂，颜料为炭黑。该单一溶剂油墨的制备方法为：先将树脂加入至单一组分溶剂中，分散均匀后加入颜料，之后移入砂磨机中充分研磨。

如图1所示的一种基于上述单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，包括刮刀调整系统15、刮刀3、控制器16、传感器系统17、数据输入设备18及数据服务器11，其中，刮刀调整系统15，用于调整刮墨点位置、刮刀角度及刮墨压力；刮刀3，设置在刮刀调整系统15上，用于刮除凹印版辊12上的多余油墨；控制器16，用于调控刮刀调整系统15；传感器系统17，用于自动采集环境参数，并将环境参数发送至控制器16；数据输入设备18，用于手动输入印刷工艺参数，并将印刷工艺参数发送至控制器16；数据服务器11，用于存储刮墨点位置参数与环境参数、印刷工艺参数的关联数据，在接收到控制器16发送的环境参数、印刷工艺参数后，将对应的刮墨点位置参数发送至控制器16。

传感器系统17包括环境温度传感器、环境湿度传感器及凹印版辊温度传感器。凹印版辊温度传感器为非接触式红外测温仪。

控制器16分别与刮刀调整系统15、传感器系统17、数据输入设备18、数据服务器11电连接。

数据输入设备18包括键盘或手写输入板。

如图2所示，刮刀调整系统15包括升降机构、设置在升降机构顶部的支承板1、设置在支承板1上的水平调整机构、设置在水平调整机构一端的转动机构以及设置在转动机构上的刮刀安装板2，刮刀3设置在刮刀安装板2上。

升降机构包括一对并列设置的固定架4以及沿竖直方向设置在固定架4上并与控制器电连接的竖向伺服电缸5，支承板1设置在竖向伺服电缸5的顶部，并与竖向伺服电缸5传动连接。

水平调整机构包括沿水平方向设置在支承板1上并与控制器电连接的水平伺服电缸6以及设置在水平伺服电缸6一端并与水平伺服电缸6传动连接的连接板7。连接板7包括沿水平方向设置并位于水平伺服电缸6一端的连接板水平部701以及沿竖直方向设置并位于连接板水平部701一端的连接板竖直部702，转动机构设置在连接板竖直部702的底部。支承板1上还设有与连接板水平部701相适配的连接板支撑组件。

连接板支撑组件包括设置在支承板1上并与水平伺服电缸6相平行的导轨以及滑动设置在导轨上的滑块8，连接板水平部701的底部与滑块8固定连接。

如图3所示，转动机构包括转动设置在连接板竖直部702底部的转轴9以及设置在连接板竖直部702底部并与转轴9传动连接的转轴步进电机10，控制器与转轴步进电机10传动连接。

凹版印刷时，承印物14穿过凹印版辊12与压印胶辊13之间。先在凹印版辊12的表面涂上单一溶剂油墨，然后用刮刀3将凹印版辊12空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再通过压印胶辊13与凹印版辊12之间的挤压，在较大的压力作用下，将单一溶剂油墨转移到承印物14表面，获得印刷品。

实施例2：

本实施例中，控制器16、刮刀调整系统15、传感器系统17、数据输入设备18及数据服务器11内均设有无线通信模块，并通过无线通信模块进行无线通信。无线通信模块为4G模块、WIFI模块或蓝牙模块。其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，该系统包括刮刀调整系统(15)、刮刀(3)、控制器(16)、传感器系统(17)、数据输入设备(18)及数据服务器(11)，其中，

刮刀调整系统(15)，用于调整刮墨点位置、刮刀角度及刮墨压力；

刮刀(3)，设置在刮刀调整系统(15)上，用于刮除凹印版辊(12)上的多余油墨；

控制器(16)，用于调控刮刀调整系统(15)；

传感器系统(17)，用于自动采集环境参数，并将环境参数发送至控制器(16)；

数据输入设备(18)，用于手动输入印刷工艺参数，并将印刷工艺参数发送至控制器(16)；

数据服务器(11)，用于存储刮墨点位置参数与环境参数、印刷工艺参数的关联数据，在接收到控制器(16)发送的环境参数、印刷工艺参数后，将对应的刮墨点位置参数发送至控制器(16)。

2.根据权利要求1所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的传感器系统(17)包括环境温度传感器、环境湿度传感器及凹印版辊温度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的凹印版辊温度传感器为非接触式红外测温仪。

4.根据权利要求1所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的控制器(16)分别与刮刀调整系统(15)、传感器系统(17)、数据输入设备(18)、数据服务器(11)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的控制器(16)、刮刀调整系统(15)、传感器系统(17)、数据输入设备(18)及数据服务器(11)内均设有无线通信模块，并通过无线通信模块进行无线通信。

6.根据权利要求5所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的无线通信模块为4G模块、WIFI模块或蓝牙模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的数据输入设备(18)包括键盘或手写输入板。

8.根据权利要求1所述的一种基于单一溶剂油墨印刷的刮刀控制系统，其特征在于，所述的刮刀调整系统(15)包括升降机构、设置在升降机构顶部的支承板(1)、设置在支承板(1)上的水平调整机构、设置在水平调整机构一端的转动机构以及设置在转动机构上的刮刀安装板(2)，所述的刮刀(3)设置在刮刀安装板(2)上。