一种冷烫印箔的制备方法及系统与流程

本发明属于数据采集、智能制造，具体涉及一种冷烫印箔的制备方法及系统。

背景技术：

1、冷烫印箔是一种在薄膜片基上涂布加工金属箔而制成的烫印材料，应用层面相当广泛。行业内采用的电化铝箔工艺是在薄膜片基上依次涂布脱离层、染色层、镀铝层和粘贴层。然而行业内惯用的基材载体厚度普遍高于12um，这个厚度的基材载体已经逐渐不能适应市场的需求，这是因为这种厚度的基材成本随着行业发展与竞争已经形成无法轻易跨越的支出，同时更高的厚度也意味着生产过程附带的基材废膜堆积更多，对环保生产和可持续发展都带来负面的影响。另外，在同样卷径的情况下，6-10um厚度的基材整体的收卷米数也会更长，可以增加单卷连续生产的时间，更加有利于连续性的生产。因此让基材载体的厚度减小不仅是适应行业发展的方向，同时也为更加科学地进行人类生产和环保生产提供可行性。然而缩减基材载体厚度的时候也为冷烫印箔带来新的技术壁垒，例如当采用专利公开号为cn113442622b的一种适用于胶印冷烫技术的电化铝烫印箔及其制备方法，对厚度偏低的基材载体，当采用厚度为10um或者更低厚度的基材载体生产冷烫印箔的时候，经常会由于基材厚度不足导致生产的薄膜常常出现褶皱、裂纹等问题，使得生产过程中的良品率始终无法达到理想的状态。如果能够合理地减小薄膜的厚度，冷烫印箔的剥离效果会更加迅速，在客户端操作时的转变速度或者反应速度也可以开至更快，提高了量产过程的生产效率，因此亟需一种提高10um厚度的冷烫印箔良品率的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种冷烫印箔的制备方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种冷烫印箔的制备方法，所述冷烫印箔包括基材载体、离型层、着色层、镀铝基层以及粘结层；并在基材载体上依次均匀地覆盖离型层、着色层、镀铝基层以及粘结层。

3、进一步地，所述基材载体可以为聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或者尼龙薄膜中的任一种，基材载体的厚度为6um-10um。

4、进一步地，通过多功能涂布机进行涂布，将离型层涂布于基材载体上，涂布隔离剂时采用180-300目版辊印刷，湿涂量为4.5±0.5g/㎡；所述离型层按重量百分比组成如下：10％-15％的水性蜡乳液,1％-4％的水性聚氨酯树脂a,1％-4％的水性聚氨酯树脂b,50％-60％的酒精，17％-24％的水，3.5％-5.5％的异丙醇。

5、进一步地，通过多功能涂布机进行涂布，将着色层涂布于离型层上，涂布着色层时采用180-300目版辊印刷，干涂量1.2±0.1g/㎡；所述着色层按重量百分比组成如下：5％-11％的羧基改性丙烯酸树脂，5％-11％的酰胺基改性丙烯酸树脂，5％-7％的丙烯酸树脂，25％-33％的丁酮，25％-33％的丁酯，17％-22％的甲基异丁基酮，5％-10％的环己酮。

6、进一步地，在着色层上进行真空镀铝操作，具体为：通过真空加热使得铝丝蒸发，蒸发的铝粒子附着在着色层上形成铝膜，以所述铝膜作为镀铝基层。

7、进一步地，通过多功能涂布机进行涂布，将粘结层涂布于镀铝基层上，涂布粘结层时采用200-300目版辊印刷，干涂量0.6±0.1g/㎡；所述粘结层按重量百分比组成如下：11％-15％的苯乙烯丙烯酸酯聚合物，8％-10％的水性丙烯酸乳液a，6％-9％的水性丙烯酸乳液b，4％-8％的水性丙烯酸乳液c，5％-9％的水性丙烯酸乳液d，2％-6％的水性消光剂，0.5％-2％的硅粉，0.5％-2％的消泡剂，18％-25％的酒精，30％-35％的水。

8、进一步地，通过多功能涂布机进行涂布的方法是：多功能涂布机中有收卷装置，收卷装置将涂布结束的薄膜进行收卷，其中收卷装置通过自适应调节对收卷张力进行调节，所述收卷装置为牵引辊、收卷辊或者收卷机。

9、进一步地，所述收卷装置通过自适应调节对收卷张力进行调节的方法是：

10、s1，利用ccd相机获取薄膜的表面图像，预处理后形成处理图；

11、s2，通过获得的处理图计算单体偏离值；

12、s3，各个工位均计算获得单体偏离值后，结合各个单体偏离值获得控缺增补系数；

13、s4，结合历史上的各个控缺增补系数对收卷装置进行自适应控制。

14、进一步地，在s1中，利用ccd相机获取薄膜的表面图像，预处理后形成处理图的方法是：收卷装置存在若干个同时进行收卷工作的工位，各个工位同时进行收卷工作，所述ccd相机为工业ccd相机，各个工位均布置一个ccd相机；对正在收卷的薄膜进行图像采集获得第一图像；

15、对第一图像进行灰度化处理，再通过去噪算法对第一图像进行去噪，所述去噪算法可以为中值滤波法、均值滤波法或者双边滤波法中任意一种；再通过边缘检测算法对第一图像进行图像分割，截取第一图像中的产品区域作为处理图。

16、进一步地，在s2中，通过获得的处理图计算单体偏离值的方法是：对处理图进行角点检测获得角点，以各个角点作为一类特征点ftsp；获得处理图对应的图像矩阵作为处理图矩阵，对处理图矩阵进行二值化运算，然后进行腐蚀运算，定位处理图矩阵中数值被更改为0的元素，将所述元素在处理图中对应的像素记作二类特征点stsp；

17、将各个ftsp之间两两相连获得的线记作一类辅线ftpl，以ftpl上各个像素中stsp的数量与ftpl上像素的数量的比值记作rtssp，将各个ftpl的rtssp的平均值记作ertssp；将满足rtssp＞ertssp的ftpl记作二类辅线stpl；

18、将stpl对应的两个ftsp以及stpl的中点均记作一类辅点ftpp，分别获取与各个ftpp距离最近的stsp的距离r2，以各个r2中的最大值为r3；作平行于ftpl且与ftpl的距离为r3的两条直线并记作辅界一pzl1，在两个ftsp分别作垂直于ftpl的直线并记作辅界二pzl2；以pzl1与pzl2围成的区域记作异样辅域bipz；将ftpl上的两个ftsp的灰度值分别记作gry1和gry2，将bipz内各个stsp的灰度值中的最大值和最小值分别记作gry3和gry4；计算各个bipz的异样水平bialv：

19、

20、其中exp为自然常数e为底数的指数函数，ngry代表bipz内灰度值在gry1到gry2之间的像素的数量，nstsp代表灰度值在gry3到gry4之间的像素的数量，len_ftpl代表ftpl上的两个ftsp的距离；以各个bialv中的下四分位数和中位数分别记作fqlv和midlv,将各个大于fqlv的bialv的平均值记作efqlv；计算单体偏离值为biadg＝efqlv/midlv。

21、由于在获取单体偏离值的过程对图像的线形数据过于依赖的现象，会导致出现所得结果在褶皱图形识别规则过于单一化的问题，但是现有技术并无法解决这种识别形式过于单调不够灵活的问题，为了使单体偏离值更加精确，对褶皱识别的适应性更强并解决该问题，消除识别规则过于单一的现象，因此本发明还提出了一个更优选的方案如下：

22、优选地，在s2中，通过获得的处理图计算单体偏离值的方法是：通过harris角点检测算法对处理图进行角点检测获得角点，以各个角点作为第一特征点；获取处理图的灰度分布，以glv代表一个灰度级，以ntms代表灰度级出现的频次；以二元组(glv,ntms)代表灰度分布中一个灰度级以及其对应的出现频次，将二元组照出现频次从小到大进行排列形成灰度阶梯序列；

23、以灰度阶梯序列中一个二元组与其前一个二元组ntms的差值记作该二元组的体差dntms；获取各个二元组的体差构成一个集合记作tdn；设置一个变量作为参考级数ret,ret∈[10％,25％]；计算获得纳进基量uren，uren＝max{[max{tdn}×(1－ret)]，mid{tdn}}；其中max{}和mid{}分别为最大值函数和中位数函数，[]为向上取整运算符号；

24、如果一个二元组的体差符合dntms＞uren条件，则定义该二元组对应的灰度级为特征灰度，扫描所有二元组并获得各个特征灰度，将处理图的各个像素中灰度值与任意一个特征灰度相同的像素记作第二特征点；

25、为各个第一特征点计算异样空间biaz：将待计算异样空间的第一特征点记作当前特征点，以当前特征点外的所有第一特征点作为候选特征点；当前特征点与候选特征点连线形成候辅线，将候辅线的中点记作候辅核，以距离候辅核最近的第二特征点作为第一候辅点，将第一候辅点与候辅核的距离记作r1；在候辅核作垂直于候辅线的直线记作候辅垂线，将候辅垂线上与候辅核距离为r1的两个点记作第二候辅点；

26、将两个第二候辅点与当前特征点分别连线形成的闭合区域定义为候辅域,计算候辅域的候异样度opbiaz，

27、

28、其中i1为累加变量，exp为自然常数e为底数的指数函数，nfsp与nssp分别为候辅域中第一特征点与第二特征点的数量，dsi1代表候辅域中第i1个第二特征点与当前特征点的距离，rti1代表候辅域中第i1个第二特征点与当前特征点的连线上的各个像素中，第一特征点与第二特征点的数量之和与所述像素总量的比值；以各个候辅域的候异样度之中的最大值与之中的中位数之差作为第一特征点的异样空间biaz；

29、以各个第一特征点的biaz中的下四分位数和中位数分别记作fqv和midv,将各个数值大于fqv的biaz的算术平均值平均值记作efqv；计算单体偏离值为biadg＝efqv/midv。

30、有益效果：由于单体偏离值是根据拥有纹路规则的特定像素的灰度值计算得到，所以能够准确的标记出对比度出现骤变的位点，对图形中非规律性结构或者非规律性特征进行量化，因此能够提高对褶皱和裂纹识别的精确性和灵敏性，为后续调节操作提供更加精确的数据支撑。

31、进一步地，在s3中，各个工位均计算获得单体偏离值后，结合各个单体偏离值获得控缺增补系数的方法是：各个工位同步地获得单体偏离值，将工位的数量记作nwd；以同一个工位前nwd个时刻获得的单体偏离值为一行，以同一个时刻下各个工位的单体偏离值为一列构建一个矩阵记作mx，以j1作为mx中的行号；将第j1行元素中的最大值记作tp.mx(j1,)，将第1列元素中的平均值记作e.mx(,1)，将第j1行元素的第j1个元素记作mx(j1,1)，计算控缺增补系数ctrl_x：

32、

33、其中fprtj1为mx中第j1行的第一偏估分量，其计算方法为：

34、

35、其中rplv(j1)代表覆盖水平函数，具体计算为：获取mx中第j1行元素，将第j1行的各个元素分别与其同一行前一列的元素相减所得的值记作di，所得各个di中的最大值与最小值之比的绝对值即为覆盖水平函数的结果。

36、由于在上述计算控缺增补系数的过程中存在参考的时间度跨度不足的现象，会引起对周期性现象捕捉不及时和不精确的问题，现有技术并无法解决这种单体偏离值的周期性变动捕捉不精确的问题，为了使效果更好并解决该问题，消除对周期性规律捕捉不足的现象所以本发明提出了一个更优选的方案如下：

37、优选地，在s3中，各个工位均计算获得单体偏离值后，结合各个单体偏离值获得控缺增补系数的方法是：各个工位同步地获得单体偏离值，将工位的数量记作nwd；如果在某一个时刻一个工位获得的单体偏离值比其他工位获得的单体偏离值都高，则定义该时刻下这个工位发生一次列位首号事件；从当前时刻往前搜索，获取一个工位最近一次发生列位首号事件的时刻序号记作t1，再从第t1×2个时刻开始往前搜索，获取该工位最近一次发生列位首号事件的时刻序号记作t2，则一个工位的列位首号跨度为：tlen＝2×t2；

38、把各个工位的列位首号跨度中的最大值记作ftl，将一个工位最近获得的ftl个单体偏离值构建一个序列记作该工位的偏离序列ls_bdg，将所有工位的偏离序列中的元素构成的集合的算数平均值记作异样度期望e(biadg)；

39、当偏离序列中的一个元素的数值比异样度期望大，则定义该元素对应的时刻为高偏时刻，否则为非高偏时刻；以偏离序列中的高偏时刻数量为nhb，则偏离序列的第一高偏跨度为：fhbl＝[nhb/tlen]，其中[]为向上取整运算符号；以一个高偏时刻往前搜索直到出现非高偏时刻的过程中，搜索经过的时刻的数量记作k；如果k≥fhbl，则该高偏时刻的高偏跨度hbl＝k；否则该高偏时刻的高偏跨度hbl＝fhbl；

40、以i3作为偏离序列的序号，i4作为高偏时刻的序号，计算控缺增补系数ctrl_x：

41、

42、其中，rki3代表第i3个偏离序列的险素比，代表第i3个偏离序列中前t1个元素的平均值与前t2个元素的平均值之比，nhbi3和biadgi3分别代表第i3个偏离序列中的高偏时刻数量和当前单体偏离值，hbli3,i4代表第i3个偏离序列中第i4个高偏时刻的高偏跨度，eri3和fhbli3分别代表第i3个偏离序列中各个元素之标准差和第一高偏跨度。

43、有益效果：由于控缺增补系数是根据一段时间内同一个收卷装置负责的各个工位的单体偏离值计算所得，因此可以对褶皱问题或者走样问题进行进行规总性量化，高效迅速地将收卷装置的工作状态或者褶皱性和裂纹问题从工位角度和时间角度抽象出来，标记各个工位张力控制失衡的缺陷位置，从而能够为进一步实时动态地调节张力做准备,为大大提高收卷装置的成品率提供可靠的调控策略。

44、进一步地，在s4中，结合历史上的各个控缺增补系数对收卷装置进行自适应控制的方法是：获取时序上连续的各个控缺增补系数，设定一个时间段作为参考时长reft，reft∈[5,20],获取最近reft时段内的各个控缺增补系数并构成序列ls_c，将ls_c的上四分位数和下四分位数分别记作ls_c.q3和ls_c.q1，将ls_c.q3与ls_c.q1之差记作q0，以当前所得的控缺增补系数记作cr.ctrl_x，自适应控制的方法如下：

45、如果cr.ctrl_x≥ls_c.q3+1.5q0，则将张力减小2％；如果ls_c.q3+1.5q0＞cr.ctrl_x≥ls_c.q3，则将张力减小1％；如果ls_c.q1≥cr.ctrl_x＞ls_c.q1－1.5q0，则将张力增加1％；如果ls_c.q1－1.5q0≥cr.ctrl_x，则将张力增加2％；

46、其中张力控制的方法是通过控制转动辊的发动机功率进行控制，张力的大小则通过张力传感器进行实时监测，结合实时监测的张力大小以及转动辊的发动机功率对正在加工产品的张力进行控制。

47、优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。

48、本发明的有益效果为：本发明提供一种冷烫印箔的制备方法，一方面合理地减小薄膜的厚度，使得冷烫印箔的剥离效果会更加迅速，在客户端操作时的转变速度或者反应速度也可以开至更快，提高了量产过程的生产效率；同时通过降低基材厚度节省生产成本，迎合环保制造的时代需要。另一方面通过针对收卷过程出现的裂纹或者褶皱现象提高冷烫印箔生产工艺的良品率，大大减少塑料基材的浪费和废膜处理的成本。同时，采用相对更薄厚度的基材载体使得成品收卷米数更长，可以增加单卷连续生产的时间，更加有利于连续性的生产。