滚筒印花机结构、特点与工作原理

　　滚筒印花法为苏格兰人T.贝尔所发明，1785年开始应用，迄今仍属主要印花方法之一。印花设备的主要组成是一个大直径的铸铁空心承压滚筒，其表面包有10余层麻经毛纬的毛绒织物或包覆一层橡胶，是花筒压印织物时增强弹性的背衬。背衬外套有一层环形无接缝橡胶衬布作为保护，橡胶衬布外又有一层棉或合成纤维织成的印花衬布，用以防止印花色浆对橡胶衬布的沾污。印花时织物和印花衬布相叠，相继经过各只花筒和承压滚筒之间的轧点印上花纹并烘干。然后根据色浆中染料的性质进行固色或显色。zui后将织物洗净烘干，完成印花过程。电子雕刻又称光电雕刻。我国在20世纪60年代末从联邦德国进口一台电子雕刻机。从此我国的花筒制作开创了电子化的新时代。由传统的照相制版向电子雕刻制版转变。电子雕刻技术有机电式雕刻、激光直接雕刻、激光烧蚀雕刻和电子束雕刻四类。其中机电式雕刻技术以其的图像复制品质，稳定可靠的雕刻质量，较高的雕刻效率得到广泛的应用。
　　
　　1滚筒印花
　　
　　用刻有凹形花纹的铜制滚筒在织物上印花的工艺方法叫做滚筒印花，又称铜辊印花。刻花的滚筒简称花筒。印花时，先使花筒表面沾上色浆，再用锋利而平整的刮刀将花筒未刻花部分的表面色浆刮除，使凹形花纹内留有色浆。当花筒压印于织物时，色浆即转移到织物上而印得花纹。每只花筒印一种色浆，如在印花设备上同时装有多只花筒，就可连续印制彩色图案。滚筒印花具有花型轮廊清晰，地色丰满，生产率高等优点，但因张力大，操作难度大，劳动强度高，而且印花套数受限制等缺点在生产上有一定局限性。它与圆网zui大的不同就在于：滚筒印花是下飘浆，圆网是上飘浆。也就是说滚筒压力越大，颜色越浅（压到织物内部），而圆网加压后颜色会加深。这是下工艺的重点。滚筒印花的*套色经过后面几套色色辊的印制后呈现在布面上会很浅，只有zui后那套色才与小样深浅相同。也就是说如果印制四套色，颜色的深浅相对于小样来说，会从四至一逐渐变浅，所以下工艺时要根据经验逐一加深。这在圆网是不会出现的。当然，*套色的线条是zui清晰的。以上所述主要指活性印花，对于涂料要简单些，需另当别论。
　　
　　1.1滚筒印花机主要结构
　　
　　（1）花筒：铜锌合金为原料，按花形图案腐蚀雕刻成一定浓度的阴纹，以容纳色
　　
　　（2）刮刀：有白钢、蓝钢、不锈钢三种，白钢较硬（适于精细、云纹等花型），蓝钢较软（适于大面积），不锈钢耐化学腐蚀。我们常用蓝钢。刮刀顺花筒运转方向装在花筒上面，它的作用就是用来刮除花筒上非花型部位的浆料。它磨的好坏，装的角度（与花筒交角19-35度为宜）都直接影响印花质量。所以能操控好滚筒机的都是高水平丰富经验的人。
　　
　　（3）小刀：刮除花筒表面的花绒等杂质及表面残浆，防止传色。它逆花筒运转方向装在花筒的后面，对它磨刀的要求要低些。
　　
　　（4）对花齿轮：滚筒印花机在轴的另一端装有内外齿轮及传动齿轮，就是靠转动齿轮来调节花筒的超前滞后，以达到对花的目的。后来用电动等方式，降低劳动强度。
　　
　　1.2花筒的排列：
　　
　　原则上是由浅至深，由小至大，但花筒的排列工艺制定必须考虑实际生产因素，还要考虑很多方面，比如花型结构，颜色鲜艳度，织物厚薄等。一般先看样品要表现的主题，突出重点在哪里，顾及整体效果，结合实际的生产能力操作水平，一般将精细花纹排在前面，大面积在后面；颜色鲜艳的排在前面，深暗的在后面；颜色相近、花型关系密切的要挨着排。但比方一个绿叶中有深绿叶筋，那在排列上就建议先排深色的叶筋再排浅色的叶面，以达到轮廓清晰。
　　
　　1.3常见疵病：
　　
　　（1）刀条：在织物表面形成单条或多条色线。主要是刮刀有小缺口（刀使用久了没磨、花筒表面毛糙等）或粘有杂质（花绒、色浆中未溶物等）导致花筒上的色浆未刮除干净。
　　
　　（2）拖浆：在花型下拖出一小部分同色或不同色的非花型部分。原因可能是1.刮刀安装过高2.色浆过厚导致织物瞬间不能吸收而被其后的花筒带进花纹里3花筒排列不合理等。一般可采用调整刀角度、色浆厚度和加小刀来解决。
　　
　　（3）跳刀：因刀片闪动使花筒上的浆料未刮净而在织物上留下的横向条纹。主要产生的原因可能是刮刀安装过低，使刀片闪动或重锤加压不足造成，当然花筒安装不当及齿轮咬合松紧也能造成跳刀。
　　
　　（4）露地（底）：印花织物上花型部分露出地色。产生原因：织物毛效低、浆料过厚、车速过快、压力不够、阴纹过浅等。如果轴芯弯了，更会造成左中右色差，甚至露地，要及时更换。
　　
　　（5）溅浆：从刀口飞溅出一些色点落在织物上。刮刀安装过低、车速过快、浆料过稀、花筒是横纹的都容易产生这种疵点，如果经调整仍不能解决，可以在花筒上方加盖一块布以遮挡。另外，如果花筒上有砂眼，造成的色点是有规律的按圆周来的，和溅浆不同。
　　
　　实际上，生产中产生的疵点远不止这些，这就更需要操作工和工艺员思维敏捷，快速分析解决问题，以确保质量。
　　
　　1.4花筒雕刻
　　
　　滚筒印花机的印制速度可达120米/分以上，一般为70～100米/分。常用的滚筒印花机只能印单面。如果将两台主机串联组合配有两套花纹对称的花筒，可以印制正反面花纺一致的双面印花织物。立式滚筒印花机的花筒纵向排列，每只花筒各有一只小承压滚筒。花筒用铁制空心辊镀铜或用铜浇铸而成，圆周一般在400～500毫米,长度视印花机的工作幅度而定。花纹图案用点子或线条组成。花筒雕刻是在在铜辊表面刻制凹形花纹的加工过程。花纹雕刻有五种方法。
　　
　　（1）手工雕刻：使用刻刀、小凿子、点钉等简单工具在铜辊上刻制花纹。此法仅用于修刻花筒和雕刻特殊精细的花纹。
　　
　　（2）钢芯雕刻：用经过淬火的钢制阳模在铜辊表面压轧制成凹形花纹，是较早使用的机械雕刻法，适用于刻制精细花纹、几何图案和直条花型。
　　
　　（3）缩小雕刻:始用于19世纪50年代,能刻制各种大小的花样图案。先将花样放大2～5倍描绘于锌板上，用腐蚀法或手工刻制在锌板上形成花纹线槽。再将锌板上的花纹通过缩小雕刻机恢复到原有尺寸，用钻石刻针转刻于表面均匀涂蜡的铜辊上，露出花形铜面，然后在腐蚀槽内用化学法或电解法将刻痕腐蚀成凹形花纹。这种方法可使花筒上的刻痕光滑而，还可在缩小机上装设多枚刻针，分别在同一花筒上同时刻制相同的花纹。
　　
　　（4）照相雕刻：这种方法由印刷业的照相制版技术发展而来。主要过程是在铜辊表面喷涂一层经曝光后能生成不溶于水的薄膜的感光胶。花样经过分色和照相法制成各色花纹的正片，使正片包覆在涂有感光胶的铜辊上进行曝光，未感光处的感光胶可用水洗去，即现出铜面花纹。然后经高温焙烘使感光膜固化而具有耐酸和绝缘性能，zui后经化学或电解腐蚀制成有凹形花纹的花筒。照相雕刻法的图案花样适应面广、生产效率高、重现性好。
　　
　　（5）电子雕刻：利用电子技术控制刻刀在铜辊表面直接凿刻制得凹形花纹。基本过程是将花样分色在白纸上描成黑白稿，再以黑白稿包贴在电子雕刻机的贴样辊上，使贴样辊和待刻的铜辊在机上同步运转。由扫描头对黑白稿进行连续光电扫描产生的光学信号转变为电信号,经放大处理后控制刻刀,在铜辊上逐行凿刻。
　　
　　2电子雕刻机的工作原理及特点
　　
　　一般的电子雕刻机由原稿滚筒、雕刻滚筒、扫描、雕刻、传动系统和电器柜等组成。工作时扫描头把原稿密度深浅的反射光经过镜头进入光电倍增管，将光的强弱转换为相应强弱的电信号，并与点讯号混合，再经过电子计算机控制的电磁机械雕刻系统，将电信号转换成机械动作进行雕刻。雕刻滚筒与原稿滚筒同步运转，同时雕刻系统沿着滚筒轴向移动。雕刻系统是由扫描系统经过计算控制的尖锐的钻石刀在雕刻滚筒的铜面上按信号强弱雕出深浅不同的锥形点子构成网点图案。
　　
　　现代电子雕刻机制印花滚筒，不需通过扫描单元输入信息。如通过数码相机输入，所有的图像数据、设备驱动、参数等信息都以数字化形式传统输到电子雕刻设备上。电雕系统的关键技术有驱动电路技术、数字信号自理器应用技术、交流伺服技术、高频电磁铁技术等。与其它制版技术相比，制版成本低、生产效率高、加工周期短、劳动强度低、制版质量高、可适宜雕刻云纹等花样，且性能稳定、适应范围广、利于环保、目前在印花滚筒制版领域占主导地位。
　　
　　2.1单元电子文档的处理、拼版及打样
　　
　　2.1.1单元电子文档的处理
　　
　　印花图案首先经相应的设备，例如扫描仪或数码相机等把被印的信息输入到计算机，然后通过适当的软件（如PHOTOSHOP）对其进行必要的处理，制作成单元产品。图像处理包括图像编辑及处理：图像编辑指用多种方式绘制点、线、多边线等，并有特绘功能（如泥点、撇丝、干笔等），曲线拟合、颜色替换、线型线宽选择、图像四方连续、铺设任意底纹、图像漫游等。图像处理如平滑、图像增强、细化去杂点等操作，还可进行图像校斜、尺寸调整等。
　　
　　分色处理是指在计算机上接回头、并色、修改及取单色稿的过程。
　　
　　（1）接回头：由于来样一般是一个小的完整花回（有时回头不十分准确），在出分色胶片时，要在竖直、水平方向上连晒数倍，才能形成整幅图案，计算机分色设计中考虑了工艺上常用平接1/1，跳接（1/2、1/3、1/4）接回头方法，并能自动确定zui小花回。
　　
　　（2）并色：并色是将图案中的各种色彩归类为原图样的颜色种数。并色处理就是将其还原为原来的色彩，由于来样"布样＄带有布纹、杂色、折皱以及色均度差等情况，扫描进入计算机内的显现的色彩很杂，在经过扫描处理工序后，还需经过专门的并色处理。系统为用户提供256套颜色，并以调色板的形式在屏幕上可选，用户可以通过窗口的操作，将图案还原为原来布样所具有的套色数。
　　
　　（3）修改及分色处理：由于来样带有杂色等情况，并色后还需要经过修改处理，系统专门为花样的修改提供了30多种修改工具，如橡皮（去杂色）、剪刀（对图案进行裁边处理）、旋转（将花样在任意角度平面内旋转）、缩放（将花样的宽高缩放在印花工艺所需尺寸＄）、边缘平滑（将色块、线条的边界自动平滑，或叫去毛刺）等等，可以满足各种花型的修改和综合处理。如有的图案有压色、借线、合成色、防留白、留白等印花工艺要求时，可以在分色过程使用全部扩张、局部扩张和其他绘图工具进行处理，达到工艺所需要求。
　　
　　2.1.2拼版
　　
　　完成单元产品的制作之后，需要按照雕刻版辊的要求，将单元产品拼成用于雕刻的大版文件，即拼版处理。拼版时首先将接受的文件做裁切，一般单元文件都带有裁切标记，可以以其中的一个作为基准，要注意的是标记线有线宽，对于矢量文件要规定以标记线的边缘还是中心为基准，象素图一般以边缘*个不是灰度的象素为基准。订好基准后输入裁切尺寸。对矢量状态的文件，此时要根据要求保留出血，尤其是无缝连接的，至少保留0.11mm的出血边，以防止边缘留白或网点变小而形成边线，对象素状态的文件，要分别裁切出出血和内图。
　　
　　完成拼版之后，需要在拼好的版面上放置用于后工序控制的控制标记，主要有用于控制准确套印的套印标记，用于控制裁切的分切标记等。
　　
　　2.1.3版式打样
　　
　　版式打样是对图像质量的检查，以便zui后一次检查和确认拼版工作准确无误。电雕制版时版式打样采用数码打样，例如喷墨打印、激光打印、让客户对整体设计方案和彩色效果进行判断，当客户确认了样稿以后，就可以把设计好的版式传到电雕车间下单制版。
　　
　　2.2电子雕刻制印花滚筒的制作工艺
　　
　　2.2.1花筒准备
　　
　　花筒准备是一个较为重要的环节，它的质量对制版质量有较大影响。花筒的材料一般是铜锌合金（含铜97.5%～98%，锌2%～2.8%，含杂小于0.2%），硬度应达到78～84HB。一般新花筒的圆周为4.2—446mm，花筒呈中空，两端内径不同，成锥形，内径大的一头称大头，内径小的一头为小头，将花筒装在传动部分的锥形轴梗上，与花筒内腔恰好吻合，花筒上有一键销，装花筒时必须对准轴梗的键槽。花筒的长度随规格而不同，从915mm到1500mm不等，要根据所印织物的门幅选定，且与印花机工作幅度、装花筒零件、刮刀刮浆盘的长度等有关，在一般情况下：
　　
　　雕刻宽度=花布印前半制品宽度+3～4cm
　　
　　如果雕刻宽度过度，既浪费色浆又损伤衬布；但是，当印整幅大花或某些裙布花样时，花筒的有效雕刻宽度应略小于花布宽度。
　　
　　一般花筒的圆周等于单元花样上下尺寸的整倍数，如果有多余的话要用车床车去，车去多少取决于雕刻时花筒所需的尺寸，花筒每车过一次，花筒的周长大约减少1.5～2.5mm，旧花筒可将旧花样雕刻的深度车去后再继续使用，当花筒圆周到达350mm左右时，便不能再用。一般花样在花筒圆周上的重复雕刻的次数称为回数。每套花样的花筒，其圆周大小要求一致，误差不应超过0.1mm，精密的几何花样则要求更高，否则易造成对花不准。
　　
　　花筒车好后，先用手工修补表面砂眼，然后放在磨花筒机上用中粗磨石水磨，再用粒细、质硬的光石水磨，使花筒表面光洁，磨好的花筒，不能用手摸，以备后用。
　　
　　2.2.2试雕
　　
　　根据原稿的要求，在雕刻之前必须由电雕人员确定好起雕位，即对准“十”字线，并结合被印产品制定试刻值。雕刻前的试雕十分必要。试调的作用就是调整震荡电流、振幅、基线的变化范围，使得雕刻出来的暗调、高光和通沟达到工艺要求。试雕的具体方法是雕刻短试雕文件，它是专门用于试雕的小图或参数文件，通常包括几行高光点，几行实地点及几行中调点。排列方式有横向的也有纵向的，一般都较短，长度为5～10mm。试雕一次后，用网穴测量高光、暗调和通沟的大小，根据前述规律，调整相应的电流值，再试雕，再测量调整，直到达到工艺要求。经过试雕将雕刻电流调整到合适值以后，即可设定雕刻起始位置并开始正式雕刻。
　　
　　2.2.3雕刻
　　
　　在整个雕刻过程中，雕刻刀以一种震荡的方式在运动，并始终保持一定的震荡频率。频率发生器保证提供一个稳定不变的震荡电流，所有的运动包括扫描滚筒（若有）、雕刻滚筒的转速、扫描头（若有）、雕刻头的横向进给速度等都是以震荡电流为基础进行计算和控制，在此基础上的雕刻滚筒的转速和雕刻头的横向进给，使得尖锐的钻石刀在雕刻滚筒上按信号雕刻出网穴，就形成了一定的网线和网角，构成了印花图案。
　　
　　2.2.4后整理
　　
　　滚筒雕刻完以后，还需进行以下操作：
　　
　　（清洁滚筒（用丙酮酸将滚筒擦干净）——电解除油——清洗——活化——用（用5%的硫酸）——镀铬——清洗（用400#水砂摩擦钢辊）。
　　
　　2.2.5注意事项
　　
　　（1）注意雕刻前首先清洁版面并涂上的雕刻润滑油，在这一过程中应注意几点：搬运滚筒时应戴好手套，避免手汗污染滚筒表面；当需要用小车搬运时，应在小车上与滚筒接触的部位包好衬垫，防止滚筒在搬运的过程中被擦伤；安装滚筒时应避免滚筒意外砸下，砸伤机器或部件，对手动搬运有困难的大滚筒，应考虑安装吊车或龙门架，也可使用液压小车；加涂雕刻油时应注意选择质量好的雕刻油，并控制好用量，劣质或较多的雕刻油均有可能导致雕刻头上的橡皮过早老化而影响雕刻头的使用寿命。
　　
　　（2）雕刻刀与版辊的相对位置对雕刻电流的调节也有很大的影响。雕刻刀与版辊的相对距离是通过调节滑脚或直接调节雕刻刀控制。雕刻刀与版辊的相对距离以雕刻头无电流状态，在版辊上刚刚可以划出刀线为好。如果雕刻刀不能划出刀线，则说明雕刻刀距离版辊表面太远，应该退滑脚或进雕刻刀；如果划出的刀线太粗，则说明雕刻刀距离版辊表面太进，应该进滑脚或退雕刻刀。
　　
　　（3）当同一色版上既有文字又有电分图或大实地色块，如用同一线数角度无法兼顾的情况下，采用分次雕刻的方法加以解决。在多次雕刻操作中，大部分的做法是事先将工艺要求的所有雕刻工艺的试雕都完成，记录或保存调整后的电流值，一次设定雕刻起始位置。当完成一次雕刻后，输入或调入下一次的设定电流，而不再重新设定新的起始位置，以确保多次雕刻的位置不变。重复雕刻是在一次雕刻无法达到印花要求的情况下使用的特殊方法，通过重复雕刻，在*次雕刻的网穴上再雕刻一次，以达到加大网穴含墨量的目的。
　　
　　（4）工作环境：主要是指工作环境温度、湿度及电压的变化。电雕车间的温度保持在20±2℃，湿度保持在相对湿度50%—60%，电压波动不大于10%。
　　
　　（5）日常维护根据各电雕机的说明和实际运行状况，对运动部分进行定期的保养和维护。
　　
　　2.3发展
　　
　　随着科学技术的进步，电子雕刻制版技术也与时俱进的发展，超精细雕刻技术已经问世，智能化和高频雕刻技术是主要的发展方向。雕刻系统智能化包括自动试雕，自动快速越过非雕刻区域，自动更换版系统等。雕刻频率是影响电雕系统效率的瓶颈，因而研制更高频率的电磁雕刻头一直是电雕系统生产企业的主要研究方向。通过电子雕刻技术的发展，滚筒印花将继续发挥其劳动生产率高，适用于大批量生产，花纹轮廓清晰、精细，富有层次感，生产成本较低等优点，在织物印花加工中发挥巨大作用。
　　
　　（来源：织物印刷）