CN1144506A - 用于使涂层均匀渐变的凹版辊及方法 - Google Patents

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Abstract

一种凹版辊和相关的涂布方法已经被发明，用以在片基上产生一个均匀渐变的涂层。该凹版辊包括一系列排列在圆周线密度区域的网穴，其中从一个区域到另一个区域，线密度逐渐增加，同时，在每个区域中，网穴体积逐渐减小，而且，一个区域最后部分的网穴体积与相邻区域开始部分的网穴体积实际相同。

Description

用于使涂层均匀渐变的凹版辊及方法
本发明涉及以一种渐变涂层凹版涂布或印刷物体表面的方法。
本发明是使用凹版印刷或涂布而在片基上生成一种连续渐变涂层的方法，而且特别是，在透明片基上生成一种渐变的颜色。由此产生的产品例如那些被用于建筑或汽车的着色的窗户薄膜，顶部薄膜的颜色阶调很暗，用于遮阳，以下部分的颜色阶调逐渐变浅。它有许多其它的应用，如专用照明设备或光学装置，也用于不透明涂层或不透明的片基。
在凹印过程中，凹版辊(即凹版滚筒)的表面带有许多被称为网穴的小的孔穴，滚筒旋转，与一个供墨装置和一个承印物卷筒(如纸或聚酯)接触。网穴从供墨装置中带走油墨并把油墨转移到卷筒上。凹印对于印量大的印刷或涂布应用是相当经济的，而且既然由此能生成合适的印刷产品，那么凹印也不失为是一种良好的技术。
在大多数凹印过程中，上述网穴中充满油墨后，用刮墨刀片刮去凹版辊(有时是印版)表面上多余的油墨。因此，每个网穴的深度和大小决定了能被转移到承印(或被涂布)表面上的墨(或其它液体)的量。
一个网穴有两个大小分量。第一个是它的截面积，截面积常用沿凹版辊每英寸上网穴的线数(线密度)来描述。线密度越高，单个网穴越小。第二个分量是网穴的体积，体积决定于凹版辊上网穴的截面积和网穴的深度。
产生颜色渐变的传统的凹印方法是围绕凹印滚筒的圆周，从开始到最后减小单个网穴的体积。较大的网穴接收并且分配较多的油墨。较小的网穴相应地接收并且转移较少的油墨。因此，由这样的凹版辊印刷的承印物卷筒将呈现出从较多油墨减少到较少油墨的图样；即，一种渐变的颜色。
不管怎样，传统技术容易产生一些颜色阶调不同的部分。一般说来，第一个部分是由体积最大的网穴产生的而且看上去基本是实地。随网穴体积的减小，下一部分表现为一个带有不连续的空白点的连续的颜色区域。随着图样的变化，其外观变为带有不连续的印刷网点的连续的空白区域，最后一部分表现为一个连续的空白区域。
但是，当在透明片基上用传统凹印工艺生成这种渐变时，一个光学问题产生了。具体地说，在透明片基上，该渐变的中间部分(带有空白点的印刷区域)产生一种光学霾雾。比如，在一个无色的聚酯片基上印刷一个透明的着色的部分，最暗的着色的部分，明显有印刷网点的部分和空白部分在光学上是清晰的。但是在空白点部分会生成霾雾。对于很多应用来说，这种霾雾部分是不期望的或不合格的。
因此，本发明的一个目的就是在片基上生成一种连续渐变的涂层，而且尤其在透明表面上，使用凹版辊生成一个光学上清晰的连续渐变的颜色。
本发明通过一种能在片基上生成这种均匀连续渐变的涂层的凹版辊来实现这个目的。其中该凹版辊包括一系列排列在圆周线密度区域中的包含液体的网穴。从一个区域到另一个区域，线密度逐渐增加，而且在每个区域中，网穴的体积逐渐减小。在一个区域最后部分，网穴的体积实际上与相邻区域起始部分的网穴的体积一致。
另一方面，本发明是一种在片基上生成均匀、连续渐变的涂层的方法。
再一方面，本发明包括一种能在片基上生成这种均匀连续渐变的涂层的凹版辊的制作方法。
通过结合表现优选的和示范的实施例的附图，考虑以下对本发明的详细描述，本发明的上述及其它目的，优点和特性，以及实现上述各点的方式将变得更加明了。其中附图的特征在于：
图1是本发明的分成区域的凹版辊的原理图。
图2-25是本发明的凹版辊的不同部分的光学显微照片。
本发明提供的凹版辊可在片基上产生均匀连续的渐变涂层。图2-25的光学显微照片中很好地表现了这些网穴。图1是其上带有7个区域31-37的该凹版辊30的示意图。如图1所示，圆周线密度区域的线密度从一个区域到另一个区域逐渐增加。例如，在图1所示的实施例中，区域31的线密度是150线/英寸(59线/厘米)。这个密度在每个区域上以25线/英寸(9.8线/厘米)递增，直至线密度是300线/英寸(118线/厘米)的区域37。在31-37的每个区域中，在线密度保持不变的同时，网穴的体积逐渐减小。尽管如此，在一个区域，如区域31的最后部分和下一个区域32的起始部分，网穴的体积实际是彼此相同的。换句话说，区域31中最小的网穴体积实际上与区域32起始部分的最大网穴的体积一样。在每个各自相邻的区域之间都保持着同样的关系。
在这点上已经可以理解，尽管用“逐渐增加”和“逐渐减少”来描述网穴的体积中的线密度，如果有人从相反的方向(如在图1中从右向左)说，在每个区域中网穴的体积增加而且从一个区域到另一个区域线密度减小。无论从哪个方向观察或描述，其结果是一样的。本发明的凹版辊至少包括两个线密度区域(图1中画出了七个这样的区域)并且这些区域沿凹版辊的轴向方向顺序排列。
根据本发明可以确定，通过协调区域之间边线上的网穴的体积，即使线密度改变了，仍然可以避免在区域之间产生可见的线条。换句话说，在区域交界处或区域交界处附近，如果区域31中网穴的体积与区域32中网穴的体积不同，区域31和区域32之间将呈现出线形的边界，而且透明涂布的片基将带有线形或带状的条纹。协调边界上的网穴的体积会消除这种问题。因此，图1中的虚线是示意地画出边界的，而不代表在凹版辊上实际存在的线。
此外，为了生成没有空白点造成的霾雾或其它光学问题的连续的颜色渐变，在优选的实施例中，在凹版辊30的每个区域31-37中，网穴的体积通常保持足够大，以便在由凹版辊30涂布的片基上使每个区域能形成一个连续的涂层。换句话说，即使每个区域从它的网穴中释放的油墨逐渐减少，每个区域也总能释放足够的油墨(或其它液体)来形成一个连续的涂层。
图2-25进一步表现了本发明的新颖特性。首先，为了说明，图2-19的每张光学显微照片表现了许多网穴，而且每张照片都带有水平和垂直的白线即“十字准线”，它们被用于指示网穴之间边线的大小，网穴间通道的大小和网穴自身的大小。
为了进一步说明，这些显微照片的放大倍率不都一样，不过可以通过十字准线确定相对放大倍率。比如，图2带有标注“010V”和“012H”。这些标志指出垂直线(V)之间的距离是10微米(μ)，水平线(H)之间的距离是12微米。在图2-19的每张照片中，较暗的区域代表网穴和从凹版辊表面凹下的区域。较亮或白色的区域实际代表网穴之间的边线以及与凹版辊最外层圆周共面的区域。
在图2，6，8，10，14，16，18，22和24中，十字准线测量网穴之间边线的大小。在图3，7，9，11，15，17，19，23和25中，十字准线测量网穴之间的通道。在图4，5，12，13，20和21中，十字准线测量网穴的近似面积。
此外，一些显微照片(如图2)是与网穴成45°角拍摄的，目的是使显微放大镜能测量网穴壁。其它的显微照片(如图3)是使网穴基本垂直排列拍摄的，以便同样地测量网穴间的通道。因此，在图3中，标志“033V”指出垂直排列的网穴之间的通道是33微米。
正如那些在凹版印刷工艺方面具有普通技能的人们十分熟悉的，要具备网穴之间的通道，并且通道要足够大，以便在片基上形成一个连续的涂层。
最后，在图4，12和20中，十字准线测量网穴的大小，如在图20中，网穴宽96微米，高103微米。图5，13和21测量一个网穴和通道图样的整个宽度；如图21中，宽135微米，高103微米。
图2-9都是拍自本发明的凹版辊的线密度为150线/英寸(59线/厘米)的区域，正如图1的区域31。图2-5拍自网穴体积最大的部分，图6和图7代表区域的中间部分，而图8和图9拍自网穴体积最小的部分。如图2-9指出的，颜色涂得最暗的凹版辊的起始部分-即，油墨最多的地方-网穴间的边线最小(10和12微米)而且网穴间的通道最大(33微米)。在区域31中与区域32相邻的部分，正如较大的边线和较小的通道表明的，尽管区域31中线密度保持相同，但网穴的体积较小。具体地说，在图8中，网穴间的边线相应地是19和26微米(近似于图2中边线大小的2倍)，而图9中，网穴间通道是17微米，近似于图3中通道宽度33微米的一半。因此，图2-9表现了在恒定的线密度150线/英寸下，区域31中网穴体积的逐渐减小过程。图4表示了在这个实施例中，区域31中的一个网穴的面积近乎43000平方微米(μm2)(192μm×224μm)。
还可以对图8、9、10和11作一个有效的比较。图10和11代表区域32中的一部分，其中尽管线密度增大，175线/英寸(69线/厘米)，但此处的网穴体积与区域31中相邻的网穴的体积实际相同。图10和11表现了网穴壁相应宽9和10微米，网穴间的通道是31微米。
图14和15代表区域32的中间部分，同样，线密度是175线/英寸(69线/厘米)，但不难发现，网穴壁稍微宽一点而通道大小相同甚至稍微窄一点。图16和17表现了区域32中与区域33相邻的部分；即，区域32中体积与区域33中网穴体积最相似的那些网穴。从此可以看出，图16显示了更宽的网穴壁(13和15微米)。图12表示了区域32中的一个网穴的面积大约是30576μm2(168μm×82μm)。
图18-25拍自凹版辊上对应于图1中线密度区域37的部分，即，线密度为300线/英寸(118线/厘米)的区域。尽管放大倍率不同，但这些照片看上去与前面的照片相同，它们以上述方式表现了更高的线密度和相应更小的网穴体积。尤其是，图20表示了一个网穴面积近乎9900μm2(96μm×103μm)，这一面积近乎区域31中网穴面积的四分之一。
制作本发明的凹版辊30时，可以在凹版辊的圆周面以一定的线密度形成网穴的第一部分，与此同时沿凹版辊的轴向并行地逐渐减小网穴的体积。然后可以在凹版辊的圆周面上毗邻第一(或前面的)区域，以一个大于第一(或前面的)区域的恒定的线密度形成第二(或后续的)区域，同时使第二(或后续的)区域的起始部分的网穴的体积与第一(或前面的)区域最后部分的网穴体积相匹配。并且在第二(或后续的)区域中沿凹版辊的轴向并行地逐渐递减网穴的体积。
可以想见，当使用图1所示的这种凹版辊时，全部涂布将一次完成而不是依次进行。如果要求或需要后续涂布，可以通过依次装配凹版滚筒的方法完成后续涂布。适当地设计凹版滚筒可以产生同样连续的渐变。
在一个优选的实施例中，网穴是由电子雕刻而成的(即，由电子控制的雕刻头刻出网穴)。至少，通过从一个区域到另一个区域线密度和在每个区域中网穴体积的关系，本发明可以被很好地理解。因此，尽管电子雕刻是目前最好的，但本发明的方法还包括机械雕刻、化学腐蚀、激光雕刻，甚至那些已经或从未用于凹版辊，但可能在未来用于凹版辊的方法。如本说明书归纳总结的，这些其它的方法与电子雕刻相比有些不足，但这些其它的方法理论上能产生所需的区域、线密度和网穴体积。
本发明还包括在片基上产生一个均匀渐变的涂层的方法。在这方面，本方法还包括通过向片基释放液体，从包含液体的网穴的第一区域向片基的第一部分施加一个液体涂层，其中网穴带有恒定线密度但网穴体积逐渐减小。这个方法还包括从包含液体的网穴的第二区域向片基的第二部分施加一个液体涂层，其中网穴第二区域的线密度恒定并大于第一区域的线密度，但网穴体积逐渐减小，片基的第二部分与由第一区域中体积最小的网穴涂布的第一部分相邻。在片基的第一和第二部分彼此相邻的地方，第一区域中网穴的体积实际上与第二区域的网穴体积保持相等。
更为可取的是，从网穴的第一、二区域涂布液体的步骤包括从凹版辊上网穴的相邻圆周区域涂布液体，而且在最佳实施例中，从第一、二区域涂布液体的步骤包括涂布一种着色的液体-如，一种适当的油墨-到透明片基上，如聚酯。如那些熟悉凹版印刷的人所知道的，向片基上施加液体涂层的步骤一般包括向一个活动中的卷筒上施加液体涂层。另外，这种方法应用于任何透明的适于凹印的聚酯卷。
如对凹版辊自身的描述所提到的，这种方法首先包括从网穴的每个区域向片基的每个部分释放足够的液体，以避免表面带有斑点和任何影响清晰的问题。尤其是用着色的油墨涂布透明片基。
尽管目前本发明的优选实施例通过向透明的片基涂布着色的油墨来产生连续的颜色渐变，本发明可用于任何需要或要求一种均匀渐变，包括厚度控制的涂布技术。比如，这种方法可以包括在适当的片基上(纸、聚酯和潜在的一些织物)施加粘性的涂层(包括透明的粘合剂)形成带有所需控制的释放粘性涂层的片基，这种涂层的粘性随厚度均匀改变。其它例子包括保护涂层，导电涂层(导电性要求连续而且定量地决定于厚度)，镜头、护目镜和防护罩上的防雾涂层，光致变色或电致变色的涂层(如瞬间或传统的摄影技术)，密度控制和许多目前用于印刷中的网目阶调的替代技术。
因为本方法尤其是一种凹印方法，它首先包括用液体涂料填充网穴的步骤，这一步骤先于向片基上施加液体涂层的步骤。在印刷工艺中，向凹版辊施加油墨或其它材料的方法已经广为人知，所以在这里将不作更详细地解释。
尽管本发明的方法内容可以根据片基的第一、二部分进行说明，要理解，片基的第三和后续部分遵循同样的规律，其中片基中每个后续部分与由网穴上个区域中体积最小的网穴涂布而成的部分相邻。片基的每个后续部分由包含液体的网穴的后续区域涂布而成，其中网穴的后续区域具有一个恒定的大于上个网穴区域的线密度，但是网穴的每个区域中网穴的体积逐渐减小。同时，片基的对应的前一个区域与后续区域彼此相邻处，每个上一区域的网穴体积与对应的后续区域的网穴体积保持实际相等。
在最后的实施例中，本发明包括一个其上带有均匀渐变涂层的片基。其特征在于，当片基上的涂料的量改变时，涂层沿片基是连续的。优选的实施例是一个带有透明颜色涂层的透明片基卷筒，涂层表征为在所有的涂布区域光学上清晰。在该优选的实施例中，透明片基包括聚酯，但是如前文所提到的，涂布的片基还包括其上带有油墨，粘合剂，或其它要求或需要的适当涂层的纸产品。
可以更深的理解，尽管本发明较普遍地用于产生一个连续增加(或连续减少)的渐变，但本发明还有效地用于产生既增加又减少-或它们的组合-在一个连续渐变中。例如，本发明能生成一种边缘涂布最浓重而中心涂布最浅，涂层渐变从浓到淡，又到浓的连续的片基。本发明能产生各种相似或相关的图样，其中每种图样的优点在于，本发明产生一种连续而非不连续的渐变。
同样的，本发明的方法可以用于相互不同的连续步骤，来产生所需的由连续渐变构成的完整的涂布，其中每个连续渐变都是依据本发明涂布的。
在附图和说明书中揭示了本发明典型的优选实施例，尽管使用了具体的措词，但它们只有定性和描述意义而不用于限制，本发明的范围在下述权利要求中规定。

Claims (16)

1.一种包括一系列网穴的凹版辊，其中网穴排列在至少两个线密度区域内，线密度区域中，从一个区域到另一个区域，线密度变化，在每个区域内，网穴的体积逐渐变化，而且一个区域最后部分的网穴体积与相邻区域开始部分的网穴体积实际相同。
2.一种如权利要求1所述的凹版辊，其特征在于，从一个区域到另一个区域，线密度逐渐增加，同时，在每个区域中，网穴体积逐渐减小，一个区域最后部分的网穴体积与相邻区域开始部分的网穴体积实际相同。
3.一种如权利要求1所述的凹版辊，其特征在于，每个上述区域中的网穴体积总保持足够大，以在一个由上述凹版辊涂布的片基上形成一个连续的涂层。
4.一种如权利要求1所述的凹版辊，其特征在于，网穴间的通道保持足够大，在一个由上述凹版辊涂布的片基上形成一个连续的涂层。
5.一种如权利要求1所述的凹版辊，其特征在于，上述线密度区域是沿上述凹版辊的轴向排列的圆周区域。
6.一种如权利要求1所述的凹版辊凹版印刷成的片基。
7.一种在片基上产生均匀渐变的涂层的方法，该方法包括：通过向片基释放液体，从包含液体的网穴的第一区域向片基的第一部分施加一个液体涂层，其中网穴带有恒定的线密度但网穴体积逐渐减小；而且
从包含液体的网穴的第二区域向片基的第二部分施加一个液体涂层，其中网穴第二区域的线密度恒定并大于第一区域的线密度，但网穴体积逐渐减小，片基的第二部分与由第一区域中体积最小的网穴涂布的部分相邻；而且同时
在片基的第一和第二部分彼此相邻的地方，第一区域中网穴的体积实际上与第二区域的网穴体积保持相等。
8.一种如权利要求7所述的方法制成的涂布后的片基。
9.一种如权利要求7所述的涂布方法，其特征在于，从网穴的第一和第二区域涂布上述液体的步骤包括从凹版辊上网穴的相邻圆周区域涂布液体。
10.一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，向片基的第一和第二部分并行地施加上述液体涂层。
11.一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，向片基的第一和第二部分连续地施加上述液体涂层。
12.一种如权利要求7所述的涂布方法，其特征在于，从网穴的第一和第二区域涂布上述液体的步骤包括向透明片基涂布一种着色的液体。
13.一种如权利要求7所述的涂布方法，其特征在于，向片基施加上述液体涂层的步骤包括向一个活动中的卷筒施加液体涂层。
14.一种如权利要求7所述的涂布方法，其特征在于，向片基的第一和第二部分施加液体涂层的步骤包括从网穴的每个区域施加足够的液体，以在一个由上述凹版辊涂布而成的片基上形成连续的涂层。
15.一种能在片基上生成连续渐变涂层的凹版辊的制作方法，该方法包括：
在凹版辊的圆周面以一定的线密度形成网穴的第一区域，与此同时沿凹版辊的轴向并行地逐渐减小网穴的体积；
在凹版辊的圆周面上毗邻第一区域，以一个恒定的大于第一区域的线密度形成第二区域，同时使第二区域起始部分的网穴的体积与第一区域最后部分的网穴体积实际相匹配，并且在第二区域中沿凹版辊的轴向并行地逐渐减小网穴的体积。
16.一种如权利要求15所述的方法，其特征在于，形成网穴的步骤包括一种雕刻技术，该技术选自下组中的一种：
电子雕刻，机械雕刻，化学腐蚀和激光雕刻。
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