专利名称：一种聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺。
背景技术：
应用最广的有机塑料，当属聚烯烃塑料，如聚烯、聚丙烯、聚氯乙烯、及聚苯乙烯等。聚烯烃塑料制品被广泛应用于各行各业与人们日常生活中。这些塑料制品通常需要在其表面印刷图文，但聚烯烃塑料的最大缺陷是其表面附着力差。一般不对塑料表面进行特殊处理，或不使用特制的专用油墨，就无法实施有效的印刷。
在现有技术中，主要采用溶剂型油墨。一般采用在印刷前进行火焰预处理的方法，增加其表面张力，从而提高其表面附着力；然后移交下一工序在24小时内进行印刷。在进行多色套印时，需在各色丝网印架上分别定位，下一色印刷必须等上一色印刷自然干燥后才可进行。
较近的中国专利文献CN1059863C公开了一种塑料制品的丝网印刷工艺，采用印刷后进行火焰渗融处理的方法。同时，其公开的多色套印方法，也是需在各色丝网印架上分别定位，下一色印刷必须等上一色印刷自然干燥后才可进行。
以上所述的现有技术，均存在如下缺陷由于溶剂型油墨极易挥发，固体成分低，在印刷承印物上渗透性大，导致印刷综合成本偏高；采用溶剂型油墨的印刷，普遍存在摩擦变软、易脱落的严重缺陷。又由于溶剂型油墨干燥时间过长的特性，极不适合工业自动化生产。在进行多色套印时，由于需在各色丝网印架上分别定位，下一色印刷必须等上一色印刷自然干燥后才可进行，导致多色套印时容易产生叠色现象，并且生产效率十分低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是提供一种优质高效的聚烯烃塑料制品的丝网印刷新工艺。其印刷牢固度好，尤其适用多色套印的自动化生产。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，包括丝网版制作工程、油墨调配工程和其后的工件丝网印刷工程，其特征在于，所述油墨为UV固化油墨。所述工件丝网印刷工程先后包括待印表面火焰处理工序、丝网印刷工序、紫外线固化处理工序。
为保证一致的品质，提高生产效率，所述工件丝网印刷工程先后包括待印表面火焰处理工序、丝网印刷工序、紫外线固化处理工序，在一专用装置上连续进行，以便于自动化生产。
所述待印表面火焰处理工序前，还有所述工件的定位工序，使得其在指定的位置进行印刷，以保证印刷位置的准确无误，尤其是保证多色套色的准确无误。
所述定位工序由一红外线光电定位装置对所述工件实行自动定位。使用红外线光电定位装置可以使工件快速而准确无误地得以定位，保证印刷位置的准确无误，和印刷生产的高速运行。
所述专用装置上可配置2个以上丝网印刷装置并各自配以不同颜色或相同颜色的油墨，将所述丝网印刷工序、紫外线固化处理工序反复连续进行，实行多色套印或所述制品不同区域的同色印刷。
所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，采用由浅色到深色的顺序进行印刷。这样有利于多色套印顺利进行。
所述丝网版制作工程采用420目聚酯丝网布；并采用中空铝材型网框，使用电子数显张力计随时检测绷网张力进行有效控制，保证了绷出的丝网版张力在25～30N/CM范围内。
所述丝网版制作工程中，采用随形菲林制作法。
与现有技术相比，本发明所提供的聚烯烃塑料制品的丝网印刷新工艺，降低了制造成本，易于规模化生产，且印刷的产品确保安全环保，具有图案立体层次感强，耐水、耐醇、耐磨、抗老化好的优点，其印刷牢固度好，尤其适用多色套印的自动化生产。
图1为本发明聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺流程图。
具体实施例方式
以下是本发明的一个优选实施例，全套工艺包括丝网版制作工程、油墨调配工程和其后的工件丝网印刷工程。其中，丝网版制作工程、油墨调配工程可分别进行或同时进行；其后的工件丝网印刷工程，是在全自动五色UV丝网印刷机上，对聚丙烯笔杆实施优质高效的多色套印。
一、概况UV是英文Ultraviolet Rays的缩写，即紫外光线。紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见紫色光以外的一段电磁辐射，波长在10~400nm的范围。UV固化油墨是近年来迅速发展起来的一种环保型油墨，采用瞬间固化干燥方式，它不含挥发性溶剂；采用UV油墨的丝网印刷别具一格的立体感觉。自从20年前UV油墨投入商业应用以来，其发展十分迅速。现在，UV油墨的质量已达到了较高的水平，并在胶印工艺、丝网印刷工艺上得到了广泛的应用，不但已普遍应用于食品、饮料、烟酒、药品表面，会给人产生一种等卫生要求较高的食品包装上，而且也广泛应用于各类纸张、塑料及光盘等材料。
我国的制笔工业已跻身于世界制笔工业大国的行列，产品远销世界各地。目前，国内笔类的聚丙烯材料丝网印刷还是主要采用溶剂型油墨，而且依赖国外进口油墨进行表面印刷。由于溶剂型油墨溶剂极易挥发，固体成分低，在印刷承印物上渗透性大，导致印刷综合成本偏高，又由于溶剂型油墨干燥时间过长的特性，极不适合工业自动化生产；而且丙烯笔杆上采用溶剂型油墨的印刷，普遍存在摩擦变软、易脱落的严重缺陷，难以满足国际客户的使用要求。而UV油墨中没有溶剂存在，而且只有在紫外线照射下，才发生化学反应，由线性结构迅速向网状结构转变，从而达到快速干燥的目的，正是这一特点，克服了油墨在印刷上容易发生性变的问题，同时也解决了油墨被转移到笔杆表面后难以干燥的问题，印刷膜层又有很好的耐水、耐醇、耐磨、抗老化等优点。为了提升产品质量，降低成本，提高产品国际市场的竞争力。因此，丙烯笔杆上采用紫外线(UV)固化全自动丝网印刷是解决这一技术难题显得极为重要。
丙烯笔杆UV全自动丝网印刷是在文具行业方面长期采用传统手工丝网印刷方式上的一次飞跃性突破，具有重要的意义和广泛的发展前景。
二、主要技术指标
三、主要技术内容1、具体内容①针对笔杆形状特别，锥度大，印刷时图案会变形的问题，研发出一套可靠、有效的随形菲林制作法，解决了异型笔杆表面印刷图案变形的难题。
②结合笔杆印刷的自身特点，改变了常规的先火焰后定位印刷方式，研发出先定位再火焰的处理工艺，有效避免印刷过程中笔杆表面划伤，提高了产品外观质量。
③采用高精度电子感应定位系统，转盘间歇式的印刷原理，使笔类产品的UV五色丝网印刷一次成型，明显地提高了生产效率及印刷品的套色精度，使五色丝网印刷效率高达到1.5秒/支；图案套色误差小于0.2mm。并可使印刷后的产品性能达到耐醇性(500g力打磨)≥100次；耐磨性(500g力打磨)≥500次；3M测试无脱落。
④解决了生产过程中的诸多技术难题，尤其是五色印刷的UV油墨叠色的大难题。
⑤开发了一套可靠、简洁的UV丝网印刷制版工艺及全自动UV五色丝网印刷工艺(采用自动上料→定位→火焰→印刷→光固→自动下料的笔类产品印刷工艺)2、技术关键丙烯笔杆UV全自动丝网印刷主要技术①必须保证在快速印刷下的UV油墨牢固地附着于丙烯笔杆表面，并具有长期的附着力。②印刷图案必须清晰、完整无变形，符合标准要求。因此在生产过程中采用控制网点类型、张力水平、感光胶的厚度以及网版制作来有效的保证UV膜层的厚度。另外，合理控制全自动印刷机的火焰处理系统、刮刀压力、印刷角度、刮印速度、及UV灯的强度。
3、解决这些关键技术的途径和方法(1)用随形菲林制作法解决印刷图案变形问题由于笔杆形状差异性大，如中间凸或中间凹，印刷笔杆时，笔杆上的圆形图案会出现变形，由正圆形变成椭圆。如中间凸的笔杆，印刷圆形图案时，横向(宽度)变化小，基本无变化；而纵向(高度)变化大，图案拉长。其变形幅度为改变后高度为原图案高度的96.65％，改变后的宽度99.2％。例如2354的AP圆形图案原尺寸为宽度5.490mm、高度5.493mm，改变后尺寸宽度5.446mm、高度5.309mm。为此，采用标准Flexo阳版175线菲林，结合笔杆外形特点及锥度的大小及印刷变形量来设计图案，必须对圆形图案设计成合适的椭圆形图案。
叠色印刷时，如先印白底再叠印其它颜色油墨，必须根据印刷的先后顺序不同，制作的菲林大小也不同，为了使印刷有好的效果，印刷时采用的原则是表层覆盖里层，使表层的印刷面积直径大于白底印刷面积的直径约1mm。
(2)表面张力控制聚丙烯(PP)塑料是一种非极性塑料，表面张力很低；并且在注塑过程中，笔杆表面可能沾有油污或脱模剂，这些都会造成印刷的附着力不良的问题。经过先定位火焰处理后，使笔杆表面张力达到40达因以上，保证UV油墨对笔杆表面具有良好的润湿性，得到比较理想的印刷附着力。结合笔杆受热后表面易划伤的特点，改变了以往机器常用先火焰后定位的印刷方式，采用先定位后火焰的处理方式能够有效的解决了笔杆表面处理后划伤的问题。
(3)膜层厚度的问题UV油墨的厚薄对紫外线固化的效果起到关键的作用，如膜层过厚，在同样功率的光源照射下干燥的时间相对要长，在全自动快速丝网印刷下，导致油墨固化不够彻底，甚至出现假固化；如提高光源功率，可能会引起笔杆变形。因此，只有控制网点类型、张力水平、感光胶的厚度以及网版制作来有效的保证UV膜层的厚度。
A、丝网的选用丙稀笔杆UV全自动丝网印刷采用进口420目聚酯丝网布，它具有弹性强、拉力伸度小、耐酸性强、耐有机溶剂性强、耐磨性好、尺寸稳定性好、受紫外线影响小的特点；在印刷过程中，又可以起到消除或减少张力变化的作用。
B、绷网的张力控制丙稀笔杆UV全自动丝网印刷采用中空铝材型网框，它具有操作轻便、强度高、不易变形、不易生锈便于加工、耐溶剂和耐水性强的特点。在绷网过程中，网版的张力是一个重要因素，因为张力能改善网印版的回弹距离，进而保证UV全自动丝网印刷品具有很高的分辨率和边缘清晰度。因此，为了得到具有良好印刷适性、均匀一致的张力丝网版，使用电子数显张力计随时检测绷网张力进行有效控制，保证了绷出的丝网版张力在25~30N/CM范围内。
C、网版制作充分考虑全自动印刷工艺的基本要求，选用了具有良好的柔软性、致密性、耐印性和耐溶剂性的感光胶。结合原稿图像的尺寸大小、线条的粗细、底片的密度及使用感光胶和显影液的化学性质、PH值；UV油墨的物理(颜色、颗粒、粘度)和化学性能等要求，采用了简便有效的直接制版法。制作网版时，必须进行两次曝光，提高网版的使用寿命及印刷效果。
总之，在进行五色印刷时，必须保证五个网版张力大小一致，网框大小一致，图文在丝网上位置方向一致，丝网的伸长率一致，图文在丝印中的位置尺寸，图文尺寸就达到一致，套色就会准确。
(4)设备的控制全自动五色UV丝网印刷机采用高精度电子感应定位系统，转盘间歇式的印刷原理，具有36个管位和五个网版配对5个80W/CM~120W/CM封闭式的UV固化系统，使笔类产品的UV五色丝网印刷一次成型。
印刷时，可能采用不同的颜色油墨，其油墨和丙烯笔杆的组合对固化能量水平要求不同，因此要想得到合格的产品，必须充分考虑UV油墨本身对UV光的吸收、反射及折射的特性和全自动丝网印刷机的火焰处理系统、刮刀压力、印刷角度、刮印速度、及UV灯的强度、印刷速度等因素。当然，制品不同区域的同色文字图案。
A、油墨的颜色进行五叠色印刷时，必须根据油墨自身的密度、浓淡的区别，对油墨的色密度进行适当调整或改变印刷色顺序，采用由浅色到深色的顺序进行印刷。通常采用C-M-Y-K色序进行印刷。
B、火焰处理系统的调整根据丙烯笔杆的颜色和机器的印刷速度，调节好火嘴的距离，火嘴必须和笔杆印件保持平行，一般为13~15cm，燃烧火焰为蓝色；根据印刷图案的大小，调节火焰的长度。在印刷过程中，要随时用40达因专用笔测试火焰处理的效果。
C、刮刀的调节采用进口的75°聚氨脂尖头刮刀(α＝45°)，具有耐磨、耐有机溶剂性的特点，刮刀的刃口必须平直、光滑。印刷时使用刮刀长度要比印刷图案长5~6mm，安装的网版与印刷笔杆间的距离一般约为0.5~2mm，网版应保持水平位置；再结合印刷笔杆的形状，印刷图案调节刮刀的压力使刮刀面同笔杆面呈线接触、印刷角度、刮刀位置、刮印速度。
D、UV灯的强度控制由于每种颜色的UV油墨对UV光的吸收、反射的能力不一样，紫外光透射率也不同，影响了油墨的固化速度。在叠色印刷时，经常会出现叠色层附着力不佳的现象。主要是一、由于底层的UV油墨固化过头，使得膜层表面润湿性和表面张力太小，致使后印墨不能润湿底层油墨。二、后色序膜层如没有具有足够的紫外光透射率，保证不了下面的膜层有足够的紫外线照射量时，就会出现表墨干而底墨不干的印刷故障。因此，叠色印刷时的低层油墨在固化时应达到全固化的70％~90％，待叠色完成后必须彻底光固化，这样才能保证叠色油墨层间具有良好的附着力。
总之，全自动五色印刷时，必须结合特定的印刷条件如油墨颜色、笔杆颜色等，综合考虑UV灯光的辐射量、照度、功率的设定和转盘间歇式传送速度等因素。由于灯管的功率决定着照度，转盘间歇式传送速度决定了笔杆的暴光时间和它所能接收到光的辐射量的多少。因此，UV五色全自动印刷机配备了三种功率强度(高、中、低)设定，可根据印刷的实际需要来调节合适的光照强度。
E、印刷速度调节UV全自动印刷机调节方便，采用先进模组式控制器配以触摸屏组成显示控制系统，机器操控和参数设定经靠触摸屏实现；并采用高精度电子感应定位系统，转盘间歇式的印刷原理，使笔类产品的UV五色印刷一次成型，明显地提高了生产效率及印刷品的套色精度，使五色印刷效率高达到1.5秒/支；图案套色误差小于0.2mm。
四、创新点、先进性(1)丙稀笔杆UV全自动丝网印刷的优点采用丙稀笔杆UV全自动丝网印刷，解决溶剂型油墨易脱落的难题，实现了使用溶剂型油墨难以实现的自动化印刷，提高了生产效率，利于环保。
(2)随形菲林制作法采用独有的随形菲林制作法，解决了异形笔杆表面印刷图案变形问题，通过此法使印刷的图案可以达到失真小、丰满度高立体感强的效果。
(3)特有的定位火焰处理方式改变了以往机器常用先火焰后定位的印刷方式，采用独特的先定位后火焰的处理方式能够有效的解决了笔杆表面处理后划伤的问题。并提高丙烯笔杆表面张力，使其达到40达因以上，解决了UV油墨对笔杆表面润湿性不良的问题。
(4)完善的工艺开发出一套可靠、简洁的UV印刷制版工艺及全自动UV印刷工艺。采用自动上料→定位→火焰→印刷→光固→自动下料的笔类产品印刷工艺，可完全适用于丙稀笔杆紫外线固化的全自动丝网印刷。
(5)设备的先进性采用高精度电子感应定位系统，转盘间歇式的印刷原理，使笔类产品的UV五色印刷一次成型，明显地提高了生产效率及印刷品的套色精度，使五色印刷效率高达到1.5秒/支；图案套色误差小于0.2mm；印刷后产品性能达到耐醇性(500g力打磨)≥100次；耐磨性(500g力打磨)≥500次；3M测试无脱落。
五、结论综上所述，采用笔类的丙烯笔杆UV全自动印刷，降低了制造成本，易于规模化生产，且印刷的产品确保安全环保，具有图案立体层次感强，耐水、耐醇、耐磨、抗老化好的优点，为促进技术进步，提高行业国际竞争能力迈出了些实的一步。
权利要求
1.一种聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，包括丝网版制作工程、油墨调配工程和其后的工件丝网印刷工程，其特征在于，所述油墨为UV固化油墨；所述工件丝网印刷工程先后包括待印表面火焰处理工序、丝网印刷工序、紫外线固化处理工序。
2.如权利要求1所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，所述工件丝网印刷工程先后包括待印表面火焰处理工序、丝网印刷工序、紫外线固化处理工序，在一专用装置上连续进行。
3.如权利要求2所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，在所述待印表面火焰处理工序前，还有所述工件的定位工序，使得其在指定的位置进行印刷。
4.如权利要求3所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，所述定位工序由一红外线光电定位装置对所述工件实行自动定位。
5.如权利要求4所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，在所述专用装置上配置2个以上丝网印刷装置并各自配以不同颜色或相同颜色的油墨，将所述丝网印刷工序、紫外线固化处理工序反复连续进行，实行多色套印或所述制品不同区域的同色印刷。
6.如权利要求5所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，采用由浅色到深色的顺序进行印刷。
7.如权利要求1～6中任一项所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，所述丝网版制作工程采用420目聚酯丝网布；并采用中空铝材型网框，使用电子数显张力计随时检测绷网张力进行有效控制，保证了绷出的丝网版张力在25～30N/CM范围内。
8.如权利要求1～6中任一项所述的聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，其特征在于，所述丝网版制作工程中，采用随形菲林制作法。
全文摘要
本发明提供一种优质高效的聚烯烃塑料制品的丝网印刷新工艺，所采用的技术方案为一种聚烯烃塑料制品的丝网印刷工艺，包括丝网版制作工程、油墨调配工程和其后的工件丝网印刷工程，其特征在于，所述油墨为UV固化油墨，所述工件丝网印刷工程先后包括待印表面火焰处理工序、丝网印刷工序、紫外线固化处理工序；其印刷牢固度好，尤其适用多色套印的自动化生产。
文档编号G03F7/09GK101085578SQ20071010311
公开日2007年12月12日 申请日期2007年4月22日 优先权日2007年4月22日
发明者王象宏, 王平, 刘景春, 程贞民 申请人:贝发集团有限公司