CN216001808U - 一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品。其中，彩色图文微纳结构印刷设备包括放卷装置、转移装置、翻卷装置、模压装置和收卷装置，由放卷装置放卷未印刷的基膜，转移装置将微图文信息转移至基膜的一侧，再通过翻转装置将基膜进行翻转，模压装置将微透镜单元模压至基膜的另一侧，最后由收卷装置收卷印刷后的基膜。本实用新型通过转移装置在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层，微沟槽内通过刮涂或印刷的方式填充油墨，通过调控微沟槽深浅，控制微沟槽内填充的色墨墨量，根据色料减色法原理，通过多层微图文信息叠加，使得由微透镜层莫尔放大后的图文实现了彩色上色，印刷的效果更加丰富多彩。

Description

一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品

技术领域

本实用新型涉及印刷技术领域，特别涉及一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品。

背景技术

在印刷复制技术趋于稳定成熟的今天，消费者已不仅仅满足于印刷品的色彩鲜艳和图像清晰，而更希望能有立体的视觉效果，使图像看起来更加生动逼真。尤其随着经济的快速发展，中高端产品对包装品的表现形式、图文内容以及防伪的要求越来越高。任何一种技术都会随着应用时间的增加，制造成本的降低，防伪能力逐渐减弱。与常用的印刷技术相比，动态、立体显示印刷技术因其防伪效果佳、仿制难度高、视觉效果好等多方面优势引发了包装行业的高度关注。

微透镜阵列成像技术，作为立体显示的主要技术分类，以其裸眼观看、自由角度而成为超出传统光变图像且新颖的公众防伪技术。微透镜阵列防伪膜同时具有水平视差和垂直视差，观察角度自由，观察者无需任何特殊的观察设备或技巧就可以看到立体图文；且该技术新颖，微图文也无法用传统复制复印方法获得，防伪效果好，即在薄膜表面制作微透镜阵列和与之相匹配的微图文阵列，通过微透镜阵列对微图文阵列的集成成像作用，形成强烈的动感、立体、变换等多种效果，还包括上浮、下沉、平行运动、正交运动、双通道等。

现有的微透镜成像技术所表现的图文信息只能实现图文单色上色或非图文区域单色上色，展现的印刷效果和图文信息比较单一，色彩饱和度不高，因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品，旨在解决现有技术中只能实现图文单色上色或非图文区域单色上色的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种彩色图文微纳结构印刷设备，包括：

放卷装置，用于放卷未印刷的基膜；

转移装置，用于在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层；

翻转装置，用于使转移有微图文信息的基膜翻转，使基膜的另一侧为被模压面；

模压装置，用于在基膜的另一侧模压微透镜单元，形成微透镜层；

收卷装置，用于收卷印刷后的基膜；

所述放卷装置、转移装置、翻转装置、模压装置和收卷装置依次设置。

所述转移装置包括若干个涂布转移单元。

所述涂布转移单元至少为三个，其中：

第一涂布转移单元包括用于在基膜的一侧涂布胶水层的第一涂布单元和用于将第一微图文层转移至基膜的一侧的第一转移单元；

第二涂布转移单元包括用于在第一微图文层涂布胶水层的第二涂布单元和用于将第二微图文层转移至第一微图文层上的第二转移单元；

第三涂布转移单元包括用于在第二微图文层涂布胶水层的第三涂布单元和用于将第三微图文层转移至第二微图文层上的第三转移单元；

所述第一涂布单元、第一转移单元、第二涂布单元、第二转移单元、第三涂布单元和第三转移单元依次设置。

所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层设置为重叠结构，第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层上的微图文信息分别为青色、品色、黄色。

所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层设置为错位结构，第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层上的微图文信息形状不同。

所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层均是由微沟槽结构填充油墨构成，油墨填充量可以利用微沟槽深浅进行调控。

所述模压装置包括用于在基膜的另一侧涂布胶水层的第四涂布层和用于将微透镜单元模压至基膜的另一侧的模压单元。

一种印刷品，所述印刷品由上述彩色图文微纳印刷设备印制而成，所述印刷品包括微透镜层、基膜层和多个微图文层。

所述微透镜层由若干个阵列排布的微透镜单元组成，所述微透镜单元的焦距相等。

所述微透镜层的透镜周期、微图文层的图文周期和放大倍率满足：

其中，m为放大倍率，N为比例系数，A_L为透镜周期，A_O为微图案周期，当且仅当透镜周期A_L大于微图案周期A_O时，能观察到正立的放大图像。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品。其中，彩色图文微纳结构印刷设备包括放卷装置、转移装置、翻卷装置、模压装置和收卷装置，由放卷装置放卷未印刷的基膜，转移装置将微图文信息转移至基膜的一侧，再通过翻转装置将基膜进行翻转，模压装置将微透镜单元模压至基膜的另一侧，最后由收卷装置收卷印刷后的基膜。本实用新型通过转移装置在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层，微图文层是具有微沟槽结构的信息层，微沟槽内通过刮涂或印刷的方式填充油墨，通过调控微沟槽深浅，控制微沟槽内填充的色墨墨量，根据色料减色法原理，通过多层微图文信息叠加，使得由微透镜层莫尔放大后的图文实现了彩色上色，印刷的效果更加丰富多彩；模压装置在基膜的另一侧模压若干个阵列排布的微透镜单元，将微图文信息进行放大，呈现出人眼可见的清晰图文，具备动感和景深的效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的彩色图文微纳结构印刷设备的结构框图。

图2为本实用新型提供的彩色图文微纳结构印刷设备的侧面结构示意图。

图3为本实用新型提供的彩色图文微纳结构印刷设备的印刷方法流程图。

图4为本实用新型提供的印刷品的结构示意图。

图5为本实用新型提供的印刷品的另一结构示意图。

图6为本实用新型提供的印刷品的印刷效果示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本实用新型提供一种彩色图文微纳结构印刷设备，请参阅图1-图6，包括：

放卷装置1，用于放卷未印刷的基膜100；

转移装置2，用于在基膜100的一侧多次转移微图文信息200，形成多个微图文层；

翻转装置3，用于使转移有微图文信息200的基膜100翻转，使基膜 100的另一侧为被模压面；

模压装置4，用于在基膜100的另一侧模压微透镜单元400，形成微透镜层401；

收卷装置5，用于收卷印刷后的基膜100；

所述放卷装置1、转移装置2、翻转装置3、模压装置4和收卷装置5 依次设置。

本申请中通过放卷装置1不停机的释放未印刷的基膜100，再通过转移装置2在基膜100的一侧多次转移微图文信息200，经过翻转装置3后，通过模压装置4在基膜100的另一侧模压微透镜单元400，最后通过收卷装置 5不停机的收卷印刷后的基膜100。本实用新型通过转移装置2将多个微图文信息200转移至基膜100上，使得承印物上的印刷颜色效果更加丰富，印刷工艺更加的绿色、环保；同时通过转移微图文信息200的方式进行印刷，避免了采用传统模压固化的方式印刷微图文信息200时，因产生的反拉现象而影响印刷效果的情况；放卷装置与收卷装置不停机的进行放卷和收卷的动作，避免了人为过多的参与整个印刷过程，减少人为操作的故障，使得印刷的效率大大提高。

具体的，所述微透镜单元400与微图文层分别位于基膜100的两侧，将微透镜单元400模压至基膜100上时，通过翻转装置3将基膜100进行翻转,无需收卷后，再放卷来模压透镜，提高了工作效率。所述翻转装置3 可以为两个引导辊24，通过设置两个引导辊24，使得经转移装置2到模压装置4的基膜100保持平整状态，避免因重力导致基膜100褶皱无法将微透镜单元400平整的模压在基膜100上。

进一步的，所述转移装置2包括若干个涂布转移单元(图中未标号)。所述涂布转移单元包括涂布单元和转移单元，所述涂布单元包括刮胶辊 201、转移辊202和压印胶辊203，所述刮胶辊201的一部分位于涂布胶水槽(图中未示出)内，且在涂布胶水槽内连续滚动，所述转移辊202设置于刮胶辊201的一侧，且与刮胶辊201滚动触压，所述压印胶辊203位于转移辊202的正下方。基膜100经过涂布单元时，所述刮胶辊201在涂布胶水槽内滚动，将涂布胶水转移至转移辊202上，随着转移辊202的滚动在基膜100或微图文层上形成涂布胶层，通过转移辊202与压印胶辊203 的压合，使得涂布胶层更加稳定的粘结在基膜100或微图文层上。所述转移单元包括放卷辊204、收卷辊205和压合辊206，通过所述放卷辊和收卷辊印有微图文信息的薄膜移动，再通过压合辊206将微图文信息压合于基膜100或者微图文层上，进而实现微图文信息的转移。通过间接转移的方式将微图文信息200进行转移，避免了采用传统模压固化的方式生成微图文信息200时，在模压固化后一层微图文信息200后，对前一层的微图文信息200造成反拉，影响印刷的效率；同时涂布转移印刷不需要胶片和印版，无水墨平衡问题，并简化了传统印刷工艺中的工序及节省劳动人员。

具体的，所述涂布转移单元至少为三个，其中：

第一涂布转移单元21包括用于在基膜100的一侧涂布胶水层的第一涂布单元211和用于将第一微图文层210转移至基膜100的一侧的第一转移单元212；

第二涂布转移单元22包括用于在第一微图文层210涂布胶水层的第二涂布单元221和用于将第二微图文层220转移至第一微图文层210上的第二转移单元222；

第三涂布转移单元23包括用于在第二微图文层220涂布胶水层的第三涂布单元231和用于将第三微图文层230转移至第二微图文层220上的第三转移单元232；

所述第一涂布单元211、第一转移单元212、第二涂布单元221、第二转移单元222、第三涂布单元231和第三转移单元232依次设置。

具体的，所述基膜100经放卷装置1不停机放卷后，基膜100至第一涂布单元211，第一涂布单元211在基膜100的一侧涂布胶水层，第一转移单元212将第一微图文层210转移至涂有胶水层的基膜100上，此时第一微图文层210印刷于基膜100上；第一转移单元212完成第一微图文层210 的转移后，基膜100至第二涂布单元221，第二涂布单元221在第一微图文层210上涂布胶水层，第二转移单元222将第二微图文层220转移至涂有胶水层的第一微图文层210上，此时第二微图文层220印刷于第一微图文层210上；第二转移单元222完成第二微图文层220的转移后，基膜100 至第三涂布单元231，第三涂布单元231在第二微图文层220上涂布胶水层，第三转移单元232将第三微图文层230转移至涂有胶水层的第二微图文层 220上，此时第三微图文层230印刷于第二微图文层220上；至此，通过第一涂布转移单元2121、第二涂布转移单元22和第三涂布转移单元23分别将第一微图文层210、第二微图文层220和第三微图文层230印刷于基膜 100上。

本申请实施例中所述模压装置5包括用于在基膜100的另一侧涂布胶水层的第四涂布单元41和用于将微透镜单元400模压至基膜100的另一侧的模压单元42，通过将若干个阵列排布的微透镜单元400模压在基膜100 的另一侧上，形成微透镜层401，通过所述微透镜层401，使得用户可看到放大后的图文信息。

在基膜100或微图文层上涂布胶水层时，为了避免因涂布的胶水层表面不均匀对后续的微图文层的转移产生影响，在转移单元向基膜100或者微图文层转移微图文信息200前，可通过刮刀(图中未示出)将涂布的胶水层刮均匀，同时也可通过刮刀对涂布量大小进行微动调节，涂布精度高。

所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层210、第二微图文层220、第三微图文层230设置为重叠结构，第一微图文层210、第二微图文层220、第三微图文层230上的微图文信息200分别为青色、品色、黄色。本申请的实施例中每个微图文层上的微图文信息200均不相同，且分别为印刷三原色中的一种，通过印刷三原色的混合可实现多种色彩的印刷。现实中由于生产技术的限制，印刷三原色混合得到的黑色不够浓郁，本申请中还可增加微图文层，使得增加的微图文层上的微图文信息200为黑色，从而实现各种颜色的表现。

所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层210、第二微图文层220、第三微图文层230设置为错位结构，第一微图文层210、第二微图文层220、第三微图文层230上的微图文信息200形状不同。通过错位设置微图文层，使得微图文层上微图文信息200交错，进而可以组合或者叠加成不同形状的图案。通过调节第一微图文层210、第二微图文层220和第三微图文层 230的微图文信息200的颜色以及交错位置，从而印刷出不同颜色和不同形状的图案。

所述第一微图文层210、第二微图文层220、第三微图文层230均是由微沟槽(图中未示出)结构填充油墨构成，油墨填充量可以利用微沟槽深浅进行调控。通过分别调节各个微图文层微沟槽的深度，并在微沟槽内填充油墨，重叠或者错位设置微图文层，进而使得印刷出的彩色图文颜色更加丰富。

基于上述的彩色图文微纳结构印刷设备，本申请还提供一种彩色图文微纳结构印刷设备的印刷方法，包括如下步骤：

S10、由放卷装置不停机放卷基膜；

S20、由转移装置在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层；

S30、由翻转装置将转移有微图文信息的基膜翻转，使基膜的另一侧为被模压面；

S40、由模压装置在基膜的另一侧模压微透镜单元，形成微透镜层；

S50、由收卷装置不停机收卷基膜。

通过上述方式印刷彩色图文微纳结构，减少了印刷工艺，避免了传统采用油墨印刷时需要多次进行油墨固化的问题，同时通过多次转移图文信息，实现了图文的多色上色，使得印刷效果更加的丰富，提高了印刷色彩的饱和度。具体的印刷步骤请参阅上述设备对应的实施例。

基于上述的彩色图文微纳结构印刷设备和印刷方法，本实用新型还提供一种印刷品，请参阅图4，所述印刷品由上述彩色图文微纳印刷设备采用上述印刷方法印制而成，所述印刷品包括微透镜层401、基膜100层和多个微图文层。

所述基膜100,作为微透镜层401和三个微图文层的载体，起到支撑作用，同时提供了距离间隔作用，使得微图文层上的微图文信息200位于微透镜层401的焦距附近，因此，需要根据不同焦距的微透镜层401选择不同的基膜100层。微图文层的微图文信息200颜色相同或者颜色不同、且颜色的对比度大。

所述微图文层上设置有微图文信息200，且所述微图文信息200位于微图文层的内壁的上端。所述微透镜层401由若干个阵列排布的微透镜单元 400组成，所述微透镜单元400的焦距相等。所述微透镜单元400的排列周期与微图文层上的微图文信息200排列周期相匹配，用户可透过所述微透镜层401看到基膜100上的微图文信息200，所述微透镜层401的制作方法属于现有技术，本申请在此不做赘述。

所述微透镜层401的透镜周期、微图文层的图文周期和放大倍率满足：

其中，m为放大倍率，N为比例系数，A_L为透镜周期，A_O为微图案周期，当且仅当透镜周期A_L大于微图案周期A_O时，能观察到正立的放大图像。通过微透镜层401将微图文信息200进行放大，呈现出人眼可见大放大的清晰图文，具备动感和景深的效果。

利用Kubela-Munk理论，由其单常数加和性原理可知：

其中，

为目标色的吸收系数与散射系数的比值，

为基底的吸收系数与散射系数的比值，c_i为第i种油墨的配方浓度，

为第i种油墨的吸收系数与散射系数的比值。

当选择三种油墨青色、品色、黄色时，i＝3,c₁为青色油墨浓度，c₂为品色油墨浓度，c₃为黄色油墨浓度，把浓度归一化为c₁+c₂+c₃＝1，即可求出不同油墨在总色料中的百分比，根据该百分比调控3层微沟槽的尺寸比例。通过调控微沟槽深浅，控制微沟槽内填充的色墨墨量，即可控制目标颜色的配方浓度，能够得到与目标一致的颜色效果。

同时，基膜材料为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，厚度为厚度为10～ 100μm，优选为30～50μm。

微透镜层铸造的材料为紫外光固化型材料，微透镜高球冠高度为3～15 μm，优选为5～10μm。多个微图文层可以是热压型材料聚醋酸乙烯酯，折射率n为1.5，也可以是紫外光固化型材料。

如图5所示，第一微图文层210上的微沟槽的深度从左往右，601至608方向由浅至深递增，第二微图文层220上的微沟槽的深度从左往右， 701至708方向由深至浅递减，第三微图文层230上的微沟槽的深度从左往右，801至808方向由深至浅递减，呈现在人眼视觉中的图案阵列，如图6所示：

其中，X(1,1)为图案阵列中第1行第1列的图案，X(1,n)为第1 行第n列的图案，X(m,1)为第m行第1列的图案，X(m,n)为第m行第n列的图案。则由第X(1,1)至第X(m,n)的图案会产生颜色变化效果。

综上所述，本实用新型提供的一种彩色图文微纳结构印刷设备及印刷品。其中，彩色图文微纳结构印刷设备包括放卷装置、转移装置、翻卷装置、模压装置和收卷装置，由放卷装置放卷未印刷的基膜，转移装置将微图文信息转移至基膜的一侧，再通过翻转装置将基膜进行翻转，模压装置将微透镜单元模压至基膜的另一侧，最后由收卷装置收卷印刷后的基膜。本实用新型通过转移装置在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层，微图文层是具有微沟槽结构的信息层，微沟槽内通过刮涂或印刷的方式填充油墨，通过调控微沟槽深浅，控制微沟槽内填充的色墨墨量，根据色料减色法原理，通过多层微图文信息叠加，使得放大后的图文实现了彩色上色，印刷的效果更加丰富多彩；模压装置在基膜的另一侧模压若干个阵列排布的微透镜单元，将微图文信息进行放大，呈现出人眼可见的清晰图文，具备动感和景深的效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，包括

放卷装置，用于放卷未印刷的基膜；

转移装置，用于在基膜的一侧多次转移微图文信息，形成多个微图文层；

翻转装置，用于使转移有微图文信息的基膜翻转，使基膜的另一侧为被模压面；

模压装置，用于在基膜的另一侧模压微透镜单元，形成微透镜层；

收卷装置，用于收卷印刷后的基膜；

所述放卷装置、转移装置、翻转装置、模压装置和收卷装置依次设置。

2.根据权利要求1所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述转移装置包括若干个涂布转移单元。

3.根据权利要求2所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述涂布转移单元至少为三个，其中：

第一涂布转移单元包括用于在基膜的一侧涂布胶水层的第一涂布单元和用于将第一微图文层转移至基膜的一侧的第一转移单元；

第二涂布转移单元包括用于在第一微图文层涂布胶水层的第二涂布单元和用于将第二微图文层转移至第一微图文层上的第二转移单元；

第三涂布转移单元包括用于在第二微图文层涂布胶水层的第三涂布单元和用于将第三微图文层转移至第二微图文层上的第三转移单元；

所述第一涂布单元、第一转移单元、第二涂布单元、第二转移单元、第三涂布单元和第三转移单元依次设置。

4.根据权利要求3所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层设置为重叠结构，第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层上的微图文信息分别为青色、品色、黄色。

5.根据权利要求3所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述涂布转移单元用于将所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层设置为错位结构，第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层上的微图文信息形状不同。

6.根据权利要求4或5所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述第一微图文层、第二微图文层、第三微图文层均是由微沟槽结构填充油墨构成，油墨填充量可以利用微沟槽深浅进行调控。

7.根据权利要求6所述的彩色图文微纳结构印刷设备，其特征在于，所述模压装置包括用于在基膜的另一侧涂布胶水层的第四涂布单元和用于将微透镜单元模压至基膜的另一侧的模压单元。

8.一种印刷品，其特征在于，所述印刷品由如权利要求1-7所述的彩色图文微纳印刷设备印制而成，所述印刷品包括微透镜层、基膜层和多个微图文层。

9.根据权利要求8所述的印刷品，其特征在于，所述微透镜层由若干个阵列排布的微透镜单元组成，所述微透镜单元的焦距相等。

10.根据权利要求9所述的印刷品，其特征在于，所述微透镜层的透镜周期、微图文层的图文周期和放大倍率满足：

其中，m为放大倍率，N为比例系数，A_L为透镜周期，A_O为微图案周期，当且仅当透镜周期A_L大于微图案周期A_O时，能观察到正立的放大图像。

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