一种基于单一溶剂油墨的凹版印刷装置的制作方法

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的凹版印刷装置。

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。

技术实现要素：

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的凹版印刷装置。

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的凹版印刷装置，该装置包括沿承印物移动方向依次设置的印刷单元及单一溶剂回收单元、与印刷单元相适配的刮刀单元以及控制器，所述的印刷单元包括并列设置的凹印版辊及压印胶辊以及设置在凹印版辊下方并与凹印版辊的底部相适配的油墨槽，所述的刮刀单元与凹印版辊的表面相适配，所述的控制器分别与印刷单元、单一溶剂回收单元、刮刀单元电连接。在控制器的调控下，印刷单元将单一溶剂油墨转移到承印物表面，之后承印物上油墨中的单一组分溶剂挥发并收集在单一溶剂回收单元中。凹印版辊在转动过程中，先从油墨槽中沾上单一溶剂油墨，之后经刮刀单元刮除掉凹印版辊空白部分的油墨，最后将凹印版辊网穴之中的油墨转移到承印物表面。压印胶辊与凹印版辊相配合，和凹印版辊一起转动，并对承印物施加压力，便于凹印版辊网穴之中的油墨转移到承印物表面。

进一步地，所述的油墨槽的内部设有油墨液位传感器，所述的控制器与油墨液位传感器电连接。油墨液位传感器实时监测油墨槽内单一溶剂油墨的剩余量。

进一步地，所述的印刷单元还包括与凹印版辊传动连接的凹印版辊驱动电机以及与压印胶辊传动连接的压印胶辊驱动电机，所述的控制器分别与凹印版辊驱动电机、压印胶辊驱动电机电连接。

进一步地，所述的单一溶剂回收单元包括溶剂气体收集罩、与溶剂气体收集罩相连通的溶剂回收罐以及与溶剂回收罐的内部相连通的抽风机，所述的控制器与抽风机电连接。当承印物经过溶剂气体收集罩下方时，承印物上油墨中的单一溶剂挥发并经溶剂气体收集罩汇集后送入溶剂回收罐中储存。抽风机提供的负压便于将挥发的溶剂引入溶剂气体收集罩中。

进一步地，所述的溶剂气体收集罩的内侧面设有加热灯，所述的控制器与加热灯电连接。加热灯能使溶剂气体收集罩的下方具有较高的温度，便于承印物上的单一溶剂快速挥发。

进一步地，所述的溶剂气体收集罩与溶剂回收罐之间设有溶剂气体管路，所述的抽风机与溶剂回收罐之间设有抽风管路。

进一步地，所述的溶剂气体管路的外部设有冷却液夹套，该冷却液夹套的一端设有冷却液入口，另一端设有冷却液出口。向冷却液夹套内通入冷却液，将溶剂气体管路内的溶剂气体冷却成液体，便于将单一溶剂回收并储存在溶剂回收罐内。

进一步地，所述的溶剂气体管路呈倾斜状。溶剂气体管路位于溶剂回收罐的一端低于其位于溶剂气体收集罩的一端，便于冷却液化后的溶剂自然流入溶剂回收罐内。

进一步地，所述的溶剂回收罐内设有与控制器电连接的溶剂液位传感器。溶剂液位传感器实时监测溶剂回收罐内回收的单一溶剂的储存量。

进一步地，所述的刮刀单元包括升降机构、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、设置在转动机构上的刮刀安装板以及设置在刮刀安装板上的刮刀，该刮刀与凹印版辊的表面相适配。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移动，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移动，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。在实际凹版印刷时，根据当前状态下各因素的数据，从标准的数据库中获取所需的刮墨点位置对应数据，由控制器根据刮墨点位置对应数据，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，以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)本发明基于单一溶剂油墨，能够在使用单一组分溶剂的情况下，实现承印物的凹版印刷，且印刷效果好，环境污染小，成本低；

2)由于油墨中只含有单一组分溶剂，因此本申请设置单一溶剂回收单元，通过对油墨中的溶剂进行加热挥发，并经冷凝液化，即可得到纯净的溶剂液体，省去了传统复合溶剂油墨在回收溶剂后的精馏分离工序，降低了能耗。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2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—单一溶剂油墨、12—凹印版辊、13—压印胶辊、14—承印物、15—油墨槽、16—油墨液位传感器、17—溶剂气体收集罩、18—溶剂回收罐、19—抽风机、20—加热灯、21—溶剂气体管路、22—抽风管路、23—冷却液入口、24—冷却液出口、25—溶剂液位传感器、26—冷却液夹套。

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：

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的凹版印刷装置，包括沿承印物14移动方向依次设置的印刷单元及单一溶剂回收单元、与印刷单元相适配的刮刀单元以及控制器，印刷单元包括并列设置的凹印版辊12及压印胶辊13以及设置在凹印版辊12下方并与凹印版辊12的底部相适配的油墨槽15，刮刀单元与凹印版辊12的表面相适配，控制器分别与印刷单元、单一溶剂回收单元、刮刀单元电连接。

其中，油墨槽15的内部设有单一溶剂油墨11及油墨液位传感器16，控制器与油墨液位传感器16电连接。印刷单元还包括与凹印版辊12传动连接的凹印版辊驱动电机以及与压印胶辊13传动连接的压印胶辊驱动电机，控制器分别与凹印版辊驱动电机、压印胶辊驱动电机电连接。

单一溶剂回收单元包括溶剂气体收集罩17、与溶剂气体收集罩17相连通的溶剂回收罐18以及与溶剂回收罐18的内部相连通的抽风机19，控制器与抽风机19电连接。溶剂气体收集罩17的内侧面设有加热灯20，控制器与加热灯20电连接。溶剂气体收集罩17与溶剂回收罐18之间设有溶剂气体管路21，抽风机19与溶剂回收罐18之间设有抽风管路22。

溶剂气体管路21的外部设有冷却液夹套26，该冷却液夹套26的一端设有冷却液入口23，另一端设有冷却液出口24。溶剂气体管路21呈倾斜状。溶剂回收罐18内设有与控制器电连接的溶剂液位传感器25。

刮刀单元包括升降机构、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、设置在转动机构上的刮刀安装板2以及设置在刮刀安装板2上的刮刀3，该刮刀3与凹印版辊12的表面相适配。

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2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。凹印版辊12在转动过程中，先从油墨槽15中沾上单一溶剂油墨11，然后用刮刀单元将凹印版辊12空白部分的单一溶剂油墨11去除干净，使单一溶剂油墨11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11转移到承印物14表面，获得印刷品。

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。