CN104760442A - 橡胶类充气物品及其印刷方法与印刷装置 - Google Patents

Abstract

一种橡胶类充气物品及其印刷方法与印刷装置，该印刷方法包括：准备转移膜；在转移膜上印制图文；转印膜进行热变形处理，以得到转印模板；进行涂胶处理，以使转印模板的内表面敷胶；对待印刷的橡胶类充气物品的承印基体进行表面处理；将两个相互配合的转印模板对应装设到模具中，并将橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板之间，合模并使该承印基体充气直至其外表面与这两个转印模板的内表面紧密贴合；对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热，以实施转印；冷却至常温，开模，即可将印制好的橡胶类充气物品与模具以及转印模板分离，得到橡胶类充气物品的制成品。本发明能够大大提高印刷精度。

Description

橡胶类充气物品及其印刷方法与印刷装置

技术领域

本发明涉及充气物品的印刷方法，本发明尤其涉及橡胶类充气物品的印刷方法。

背景技术

表面有图文的充气物品，主要有两种：一种是薄膜类充气物品，另一种是橡胶类充气物品。薄膜类充气物品一般是先在若干个对称结构的平面载体上印刷出相关的装饰图文后，再高频焊接成各种形状的物品，该物品表面的图文是先印刷的，这类充气物品主要包括一些类似于沙滩球、气球的充气玩具，其特点是物品本身，也就是印刷的载体较为轻薄的无橡胶弹性。

橡胶类充气物品的印刷有两种方式：第一种是在物品制作过程中，在物品表面进行贴标；第二种则是物品制成后，再在物品表面进行后印刷，这类充气物品主要包括一些类似于瑜伽球、卡通造型充气玩具，其特点是物品本身，也就是印刷的载体相对前者较为厚实，具有橡胶般的弹性。其中，在物品制作过程中进行印刷方法也叫贴标法，比如：中国专利CN1457971所公开的一种反向贴标的全彩贴标球的制作工艺及其全彩贴标云彩球，是将事先印刷的PVC软胶片放在PVC橡胶球的成型模具内侧，倒入PVC液体糊后旋转加热，就可贴附在PVC球表面并成为一体，完成表面贴标，贴标法存在只能局部印刷的缺陷。又比如：中国专利CN1093981所公开的一种橡胶球面套色印制地球仪图案的工艺，公开了一种贴皮法，将事先印刷好的软胶片切成瓜皮片，贴合在球的表面上，再二次成型与球胆贴合在一体。贴皮法虽然能在球体的整个表面贴上一层，但是增加了球体的厚度，成本增高，由于存有很多接缝，破坏了球体的完整性，而且工艺复杂，成本高。再比如：移印套色法，这种方法是通过一个软的硅胶头将移印版上的油墨移印到球的表面，多次套色后可得到彩色的印刷图文，例如：上海顶尖印刷机械有限公司出品的移印套色组合机。移印套色法作为现在的主流，虽然速度快、成本低，但是移印过程因为软硅胶头对软充气球的直接印刷，各色对位精度低，套色误差在1mm以上，而且移印的网版精度也只能120线/英寸，分辨率低，不能满足一些精准印刷的需要，比如：在印刷地球仪时，需要将国家颜色精确植入国界内套色，套色误差要求需控制在0.3mm以内。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种橡胶类充气物品的印刷方法及印刷装置，能够大大提高印刷精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种橡胶类充气物品的印刷方法，包括以下步骤：

准备转移膜；

在转移膜上印制图文，以得到转印膜；

对转印膜进行热变形处理，以得到转印模板；

进行涂胶处理，以使转印模板的内表面敷胶；

对待印刷的橡胶类充气物品的承印基体进行表面处理；

将两个相互配合的转印模板对应装设到模具中，并将橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板之间，合模并使该承印基体充气直至其外表面与这两个转印模板的内表面紧密贴合；

对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热，以实施转印；

冷却至常温，开模，即可将印制好的橡胶类充气物品与模具以及转印模板分离，得到橡胶类充气物品的制成品。

在一些实施例中，该转移膜由基材层和离型层组成，其中，该基材层的材质可以选用PS、PE或PVC，该离型层的材质可以选用硅油类、蜡类、EVA或PE膜。

在一些实施例中，在转移膜上印制图文以得到转印膜的过程，可以选用丝印、胶印、移印或凹印。

在一些实施例中，进行热变形处理，可以选用加热方式、真空方式、加热与真空结合方式、加热与气压结合方式或液体接触加热真空方式。

在一些实施例中，对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热的温度范围可以是20-180摄氏度；优选地，为80-140摄氏度。

在一些实施例中，该橡胶类充气物品为PVC软胶材质。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种橡胶类充气物品，包括承印基体和印刷于该承印基体外表面的图文层，该承印基体是橡胶类材质的，该承印基体设有气嘴可进行充气，该图文层是采用前述的印刷方法得到。

在一些实施例中，该承印基体具有相互对称的两部分，这两部分是相对一个分割平面对称的，该气嘴位于该分割平面内的；该图文层的套色误差可控制在0.3mm以内。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种橡胶类充气物品的印刷装置，包括：

下模，该下模具有下收容腔，该下收容腔具有下内侧表面；

上模，该上模具有上收容腔，该上收容腔具有上内侧表面；

其中，该上模可相对该下膜打开和闭合，该上模相对该下闭合时，该下内侧表面和上内侧表面围合出第一轮廓。

在一些实施例中，该印刷装置还包括：下转印模板，装设在该下模上，该下转印模板包括对应装设在该下收容腔中的下转印部和由该下转印部延伸出的下固定部；上转印模板，装设在该上模上，该上转印模板包括对应装设在该上收容腔中的上转印部和由该上转印部延伸出的上固定部；其中，该上模相对该下模闭合时，该下转印部的外侧表面和该上转印部的外侧表面围合并与该第一轮廓对应；该下转印部的内侧表面和该上转印部的内侧表面围合并能够与装设在其中的橡胶类充气物品的承印基体的外侧表面对应。

本发明的橡胶类充气物品及其印刷方法与印刷装置通过巧妙地形成两个相互配合的转印模板，再通过两个相互配合的模具来承载这两个转印模板，并将待印刷的橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板围合出的空腔中，承印物充气使承印物体的外表面整体紧紧贴合在转印模版围合而成的空腔内表面，在设定的温度、内部压力等条件下，完成转印，能够大大提高橡胶类充气物品的印刷精度。

附图说明

图1为本发明橡胶类充气物品的印刷方法实施例的流程示意。

图2为本发明印刷方法中复合转移膜的层次结构示意。

图3为本发明印刷方法中转印膜的层次结构示意。

图4为本发明印刷方法中转印膜的俯视结构示意。

图5为本发明印刷方法中下转印模板的结构示意。

图6为图5中A局域放大示意。

图7为本发明橡胶类充气物品中承印基体的结构示意。

图8为本发明印刷装置的结构示意。

图9为采用本发明印刷装置实现橡胶类充气物品的印刷的结构示意。

其中，附图说明如下：1转移膜11基材层12离型层；1a转印膜13印刷层131有效印刷转印图文132其余部分133印刷定位孔；2转印模板21转印部22安装部211基材层212离型层213印刷层214内表面215外表面，221定位孔；2a下转印模板2b上转印模板；5印刷装置51下模511下模模腔512下模内侧面52上模521上模模腔522上模内侧面53、54锁紧机构55充气调节器56充气压力表57充气管路；10承印基体101气嘴102外表面。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

本发明提出一种橡胶类充气物品，其具有一承印基体和印刷于其外侧表面的图文层。其中，该承印基体是橡胶类材质的，该承印基体设有气嘴可进行充气，较佳地，该承印基体具有相互对称的两部分，这两部分是相对一个分割平面对称的，该气嘴位于该分割平面内物品的。该图文层的套色误差可控制在0.3mm以内。

如图1所示，为本发明橡胶类充气物品的印刷方法实施例的流程示意。其大致包括以下步骤：

S1:准备转移膜。结合参见图2，转移膜1由基材层11和离型层12组成。其中，基材层11选用满足设定的热变形要求的塑料，在本实施例中，要求这种塑料在粘流态温度之下时的热变形拉伸延长率不小于57%，比如一张印刷图文为圆形的塑料片定位热拉伸成为一个半球，面积增加一倍，任意方向的线长变长为原来的1/2π=1.57倍，符合这一要求的塑料有PVC（Polyvinylchloride polymer，聚氯乙烯）、PS（Polystyrene，聚苯乙烯）和PE（polyethylene，聚乙烯），而一般热转印使用的塑料薄膜，如：BOPP（BiaxiallyOriented Polypropylene双向拉伸聚丙烯）和PET（Polythyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯），其热延长率只能达到原长的1.5倍以下。离型层12可以选用表面能很低的材料，比如：硅油类、蜡类或非极性的塑料膜等，其可以在上面通过传统的方式进行印刷，又能很容易的剥离下来，本实施例中，选用离型层12时，要求其具有和基材层11相当的热延长率。

S2:在转移膜上印制图文，以得到转印膜。结合参见图3，在上述转移膜1上印刷图文可得到转印膜1a，在本实施例中，可选择具有热拉伸功能的油墨通过丝印、胶印、凹印和移印等方式，将精美的图文印刷在离型层12上，也就是在离型层12上印制形成一图文层13。在本实施例中，该图文层13为反印，印刷精度可以达到200线/英寸。

S3:对转印膜进行热变形处理，以得到转印模板。将印刷后的转印膜1a热变形，可得到对应的两个相互配合的下转印模板2a和上转印模板2b（参见图9），其中，印刷油墨，也就是图文层13是向内的。结合参见图4和图5，每个转印膜1a的印刷层可区划为有效印刷转印图文131和其他部分132，在其他部分132的适当位置可设置印刷定位孔133。结合参见图6，每个转印模板2包括转印部21和安装部22，安装部22上设有多个定位孔221，其中，转印部21是有效印刷转印图文131对应热变形而成的，安装部22是有效印刷图文其他部分132对应热变形而成的。定位孔221与印刷定位孔133对应，具体而言，定位孔221可以是印刷定位孔133对应热变形而成的，也可以是，热变形前，并不设置印刷定位孔133，待热变形之后，才在安装部22上适当位置设置。将上述转印膜1a进行定位热拉伸变形，加热温度确保是在复合转印膜1a的粘流温度以下，并结合使用真空进行热拉伸变形处理。在本实施例中，能通过印刷定位孔133进行定位并按照可以计算的平面圆到半球的数学模型进行变形，从而使图文层13上的转印图文在变形前和变形后的位置可以得到精准控制，一一对应，比如：要做一个直径为32cm的充气地球仪，平面上的一个地球仪等分纬度的圆（北半球平面图文）直径一定设置为32cm的一个转印图文（圆）131，热拉伸变形后得到地球仪的北半球，北半球的直径也是32cm，就是说：平面上的每一点都按照数学模型均匀的变形后处于立体半球的一一对应位置，转印膜1a的转印图文131变形后即转印膜板2的转印部21，这时转印图文可均匀分布在半球面上。参见图6，对于转印部21而言，图文层213向内，得到的半球外面是基材层211，内侧是图文层213，中间为离型层212，转印部21具有内侧面214和外侧面215。

S4:进行涂胶处理，以使转印模板的内表面敷胶。两个相互配合的转印模板2a、2b（参见图9），直接在内侧的油墨层（即图文层213）上面涂布液体胶水，涂布方式为喷涂、流涂，浸渍涂布，从而可以在转印部21的内侧面214得到一层均匀的胶水层。液体胶水可以是双组份的聚氨酯弹性体溶液或者本体，双组份通过溶剂挥发并化学反应变成固体，也可以是单组份的聚氨酯溶液、乳液，其他类的单组份柔性胶水。胶水的柔性和弹性选用不能低于橡胶类充气物品的承印基体10（参见图7）本身的弹性和柔性，在本实施例中，该橡胶类充气物品的承印基体10为PVC软材质的球体，其硬度低于邵氏40度，弹性高于200%回弹率，使用的胶水的弹性和柔性一定要优于PVC软质球本身，这样PVC橡胶球放气后表面不会产生皱纹，同时使用时弹性好，不影响PVC橡胶球本身的玩具功能，液体胶水经过溶剂挥发变成固体。

S5:对待印刷的橡胶类充气物品的承印基体进行表面处理。参见图7，待印刷的橡胶类充气物品的承印基体10具有一气嘴101和一承印表面102。承印表面102的处理可使用弹性的表面处理剂进行，处理后可使承印表面102的表面能升高，便于与上述步骤S4中所述的胶水层进行粘合，表面处理剂与PVC橡胶球的附着力高，可达到ASTM5B级，邵氏硬度35度以下。进行表面处理前后的承印基体10的球表面均为弹性固体层

S6:将两个相互配合的转印模板对应装设到模具中，并将橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板之间，合模并使该承印基体充气直至其外表面与这两个转印模板的内表面紧密贴合。参见图8和图9，将上述两个变形后并涂胶的转印模板2a、2b放置于对应直径大小的模具51、52中，具体有：下转印模板2a装设到下模（即位于下方的模具）51上，上转印模板2b装设到上模（即位于上方的模具）52，合模前将承印基体10放入这两个转印模板2a、2b之间，承印基体10处于半充气状态，半充气的外形轮廓小于转印模板2a、2b围合出的腔体（参见图8，该腔体是由两个半腔511、521组合而成）的内表面轮廓，放入模具51、52中时，将充气口（气嘴101）与模具51、52外的充气管路58相连，合模压紧后进行充气直到承印基体10的外形轮廓与转印模板2a、2b围合出的腔体的内表面轮廓相一致，也就是说，承印表面102与转印模板2a、2b的内侧表面214紧密贴合，这时，转印模板2a、2b的外侧表面215与模具51、52的内侧表面512、522也是紧密贴合。在本实施例中，可通过充气调节器55（经由充气压力表56进行监测）保证承印基体10的内部保持在设定的气压。在本实施例中，该设定的气压为0.2MPA（兆帕）。

S7:对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热，以实施转印。在本实施例中，是将合模后的整体放入烘箱内进行加热，加热温度为100度，并保持承印基体10的内部气压在0.2MPA。

S8:冷却至常温，开模，即可将印制好的橡胶类充气物品与模具以及转印模板分离，得到橡胶类充气物品的制成品。在本实施例中，加热30分钟后，冷却致常温，冷却过程中始终保持上述气压在0.1-0.5MPA，取出模具51、52内的承印基体10，将转印模板2a、2b的剥离层212和基材211相剥离。这样一来，转印模板2a、2b上的图文层213即转移并附着到承印基体10的承印表面102，从而得到完成印刷的橡胶类充气物品的制成品。

以下，以一个PVC橡胶充气球（地球仪）为例，进行更详细的说明。

在步骤S1中，具体地，选择厚度为0.2mm的台湾南亚生产的PVC为基材层，选择厚度为0.05mm的PE膜为离型层，基材层和离型层复合在一起成为转印膜。

在步骤S2中，具体地，设计制作直径为60cm的平面图文，用200线/英寸精度的凹版印刷，印刷直径为60cm的平面圆到转印膜上，其中，南、北半球的图文各印刷一个平面的直径为60cm的圆，圆的经纬网格均匀分布。

在步骤S3中，具体地，制作直径为60cm的半球热真空变形模具，定位后，将北半球印刷好的直径为60cm的平面圆内的图文（也就是前述的131）均匀拉伸变形为北半球，类似地，将南半球印刷好的直径为60cm的平面圆内的图文均匀拉伸变形为南半球，得到两个直径为60cm的半球，60cm半球具有球冠部（也就是前述的转印部21）和帽檐部（也就是前述的安装部22）。如此，印刷后的复合转印膜进行热变形，得到对应的两个半球的转印模板，印刷油墨向内；而且半球上的经纬线为均匀分布。

在步骤S4中，具体地，是在上述两个半球的转印模板内侧涂布液体胶水，涂布方式浸渍涂布，胶水为单组份的水性聚氨酯乳液，胶水为烟台道成化学有限公司DEG-3751型，涂布后进行晾干，可在转印模板内侧得到一层均匀的胶水层，

在步骤S5中，具体地，PVC充气橡胶球的承印基体选用上海伊诺特公司制造的正常使用充气后的直径为60cm和充气压为0.2MPA的球体，其材质为PVC软胶。该承印基体的表面为光滑面的白色，采用烟台道成化学有限公司DG-5130型PVC水性聚氨酯皮革处理剂进行处理，直至ASTM5B级，邵氏硬度35度以下。

在步骤S6中，具体地，将两个变形后的半球的转印模板分别放置在两个半球形的模具中，半球形的模具的内径为60cm，将PVC充气球充气到直径50cm大小，然后放置在上述具有转印模板的模具中（可通过插设于PVC充气球的气嘴中的气针将PVC充气球挂住，而使PVC充气球悬置于转印模板围合出的腔体中，而不会预先与转印部发生不必要的接触，以影响到转印质量），合模，并锁紧，通过气嘴给承印基体的球体充气直至球体的直径胀大到60cm，使承印基体的球体的外侧表面紧紧贴合在转印模板的内侧表面上，并保证球体内气压为0.2MPA。

在步骤S7中，具体地，将步骤S6中合模后的整体放入烘箱加热，并保持保证球体内气压为0.2MPA，加热温度为100度。

在步骤S8中，具体地，在整体加热30分钟后，冷却致常温，冷却过程中始终保持上述气压在0.1-0.5MPA，取出模具内的承印基体，将转印模板的剥离层和基材层剥离，制得印刷精美的直径为60cm的PVC橡胶充气球，球的外侧表面印刷有地球的整体球面图文，换言之，可以将整个PVC橡胶充气球视为一个地球仪。

需要说明的是，在其他实施例中，可以对上述具体实施例中的一些具体描述进行替换。比如：

1、基材层可以选用PS或PE来替代PVC。还可以选用一层的PE来替代两层的基材层和剥离层结构，也就是说，直接用PE层当转印膜。

2、剥离层可以选用硅油类、蜡类、EVA（Ethylene-Vinyl Acetatecopolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物）来替代PE。

3、在转印膜上进行印刷的方法，可以选用丝印、胶印、移印来替代凹印。

4、上述的热拉伸变形，可以采用加热方式、真空方式、加热与真空结合方式、加热与气压结合方式和液体接触加热真空方式等。

5、上述的PVC充气橡胶球，可以替换为其他形状的PVC充气玩具，比如：卡通马形状的承印基体，只要这个承印基体可以区划为对称于一个分割平面的两个部分，较佳地，该承印基体上的气嘴是位于该分割平面上的。

6、胶水的选择，可以是单组份的各种胶水，双组份或者两个以上的组份的胶水。

7、胶水的涂布方式，可以是流涂、喷涂或浸渍。

8、承印基体可以进行表面处理，也可以不进行表面处理；

9、胶水可直接涂布在承印基体上，转移模板不涂胶；或者，胶水可直接涂布在处理后的承印基体上，并且，转移模板上也涂胶；

10、对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热的温度范围可以是20-180摄氏度，较佳地，为80-140摄氏度。

11、对于不同尺寸的PVC充气橡胶球，只需相应地准备相近尺寸的转印模板尺寸和模具尺寸即可；也就是说，本发明适用的承印基体的尺寸限制很小。

与现有技术相比，采用本发明的橡胶类充气物品的印刷方法及印刷装置，通过巧妙地形成两个相互配合的转印模板，在通过两个相互配合的模具来承载这两个转印模板，并将待印刷的橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板围合出的空腔中，承印物充气使承印物体的外表面整体紧紧贴合在转印模版围合而成的空腔内表面，在设定的温度、内部压力等条件下，完成转印，能够大大提高橡胶类充气物品的印刷精度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备转移膜；

在转移膜上印制图文，以得到转印膜；

对转印膜进行热变形处理，以得到转印模板；

进行涂胶处理，以使转印模板的内表面敷胶；

对待印刷的橡胶类充气物品的承印基体进行表面处理；

将两个相互配合的转印模板对应装设到模具中，并将橡胶类充气物品的承印基体装设到这两个转印模板之间，合模并使该承印基体充气直至其外表面与这两个转印模板的内表面紧密贴合；

对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热，以实施转印；

冷却至常温，开模，即可将印制好的橡胶类充气物品与模具以及转印模板分离，得到橡胶类充气物品的制成品。

2.根据权利要求1所述的橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，该转移膜由基材层和离型层组成，其中，该基材层的材质可以选用PS、PE或PVC，该离型层的材质可以选用硅油类、蜡类、EVA或PE膜。

3.根据权利要求1所述的橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，在转移膜上印制图文以得到转印膜的过程，可以选用丝印、胶印、移印或凹印。

4.根据权利要求1所述的橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，转印膜进行热变形处理，可以选用加热方式、真空方式、加热与真空结合方式、加热与气压结合方式或液体接触加热方式。

5.根据权利要求1所述的橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，对合模后的模具、承印基体以及转印模板进行加热的温度范围可以是20-180摄氏度；优选地，为80-140摄氏度。

6.根据权利要求1所述的橡胶类充气物品的印刷方法，其特征在于，该橡胶类充气物品为PVC软胶材质。

7.一种橡胶类充气物品，包括承印基体和印刷于该承印基体外表面的图文层，该承印基体是橡胶类材质的，该承印基体设有气嘴可进行充气，其特征在于，该图文层是采用权利要求1至6任一所述的印刷方法得到。

8.根据权利要求7所述的橡胶类充气物品，其特征在于，该承印基体具有相互对称的两部分，这两部分是相对一个分割平面对称的，该气嘴位于该分割平面内的；该图文层的套色误差可控制在0.3mm以内。

9.一种橡胶类充气物品的印刷装置，其特征在于，包括：

下模，该下模具有下收容腔，该下收容腔具有下内侧表面；

上模，该上模具有上收容腔，该上收容腔具有上内侧表面；

其中，该上模可相对该下膜打开和闭合，该上模相对该下闭合时，该下内侧表面和上内侧表面围合出第一轮廓。

10.根据权利要求9所述的橡胶类充气物品的印刷装置，其特征在于，还包括：

下转印模板，装设在该下模上，该下转印模板包括对应装设在该下收容腔中的下转印部和由该下转印部延伸出的下固定部；

上转印模板，装设在该上模上，该上转印模板包括对应装设在该上收容腔中的上转印部和由该上转印部延伸出的上固定部；

其中，该上模相对该下模闭合时，该下转印部的外侧表面和该上转印部的外侧表面围合并与该第一轮廓对应；该下转印部的内侧表面和该上转印部的内侧表面围合并能够与装设在其中的橡胶类充气物品的承印基体的外侧表面对应。