印花輥筒雷射直接雕刻的方法和設備的製作方法
2023-06-25 14:21:06
專利名稱：印花輥筒雷射直接雕刻的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及轉移印花、塑料製品印花所使用的印花輥筒的製造方法和設備。
我國轉移印花、塑料製品印花等是八十年代發展起來的，主要用於家居裝飾布的印花和塑料製品印花等。目前發展很快，應用領域日益拓展，前景很好。
轉移印花過程，目前基本上分為兩步。第一步是印紙(由印紙印花廠完成)，將含有染料的油墨按花形需要印到印花專用紙上。第二步是印布(由轉移印花廠完成)，把這種印有各種花形的專用花紙，經高溫軋壓(布與花紙緊貼加壓)，將花形和色彩轉移到布上。這種轉移印花紙一般可轉印2-3次，但色澤逐漸變淺，塑料製品印花則多採用刻有花紋的輥筒直接印製而成。
在印紙或印塑料膜的時候，必須按花樣設計要求，先分色分套雕刻花輥筒。本專利就涉及這種花輥筒的雕刻工藝和技術。
目前印花輥筒的雕刻，主要有腐蝕法和電子雕刻法兩種，其雕刻過程非常複雜，既包含感光工藝，又有金屬腐蝕、鍍銅、鍍鉻等工藝，還有許多機械精加工和反覆砂磨工藝。
以上兩種已有花輥製作方法中心要點是需要在金屬(一般為銅製)輥坯上刻花樣，作為印板。其主要缺陷有以下幾方面1、工序多，制輥時間很長。
2、花輥質量差。尤以腐蝕(爛版)前的塗版(塗保護黑膠)最為明顯。顯影時，未曝光的感光膠被洗去，已曝光的感光膠留在輥筒上，由此形成圖案，為使化學腐蝕(爛版)時這部分已固化的感光膠不受損傷，需在其上塗保護黑膠，這就是「塗版」。這個工序全憑手工描繪塗覆，不僅費時，而且塗布質量不好，很容易出現差錯或精細度達不到要求。一般來說，電腦分色的黑白膠片精細度是相當好的，但要用手工在輥筒上進行相應描繪難度很大，甚至無法實現，所以圖形失真比較多。電子雕刻法雖比腐蝕法前進了一步，但電刀雕刻時，刀鋒極易磨鈍，雕刻速度極慢，且仍需鍍鉻、拋光等一系列後續工序，難以保持花形原貌。
3、環境汙染嚴重。輥筒上所用的感光膠是特種感光膠，需在甲苯、丙酮等配製的溶液中顯影，這種顯影溶液有毒。其次，在爛版(腐蝕)時用三氯化鐵等化學物質，在塗版時用二甲苯，二種制花輥方法都需鍍銅、鍍鉻等工序，有毒溶液較多。所有這些用後都排入河道，嚴重汙染環境。
本發明的目的是提供一種將花樣電腦分色圖文數據信息不經黑白膠片，直接輸出，對輥筒進行雕刻，製成所需花紋的印花輥筒的製造方法和設備。
本發明所述的印花輥筒的雷射直接雕刻的方法，尤其是轉移印花花輥筒的雷射直接雕刻的方法，包括如下製作步驟(1)在計算機上預裝印花專色分色系統和花樣(2)在印花輥筒胚上均勻地噴塗耐磨膠層(3)將印花輥筒胚裝在受所述的計算機控制旋轉的夾具上(4)將可發出蝕刻雷射束的雷射管裝在可與印花輥筒胚相對橫向直線位移的高精度伺服拖動裝置上；(5)所述計算機協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
所述計算機通過如下方式協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率(1)所述的測量印花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；(2)另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為關學拖板橫向直線運動；(3)計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管發出蝕刻光束。
本發明所述的印花輥筒雷射直接雕刻的方法的專用設備設備，包括主電機、夾具，還包括安裝在受計算機控制的高精度伺服拖動裝置上的光學拖板，所述的光學拖板上裝有雷射器；用於安裝印花輥筒胚的、在計算機控制下旋轉的夾具；預裝印花專色分色系統和花樣的計算機；所述的計算機通過主控板實施控制；所述的測量印花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為關學拖板橫向直線運動；計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管發出蝕刻光束；所述計算機協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
本發明所述的專用於印花輥筒雷射直接雕刻設備所述的高精度伺服拖動裝置是受一個步進電機驅動的絲杆，所述的步進電機受計算機信號的控制；所述的傳感器是安裝於主軸的光柵讀數器；計算機通過變頻器調節主軸電機的轉速；光柵讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板；計算機和電氣主控板根據光柵讀數器的讀數輸出脈衝，控制步進電機轉速，實現光學拖板的橫向位移。
在雕刻花輥時，主電機通過皮帶傳動，帶動主軸旋轉，主軸端部裝有夾具，夾具上裝塗好膠的輥坯，主軸尾端裝有光柵讀數器(旋轉編碼器)。主軸的旋轉速度又變頻器根據需要任意調節。
讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板。
計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制聲光調製器的發光。
另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為拖板橫向直線運動(拖板上裝有光學系統)。
這樣，印花輥筒的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合即可在印花輥筒上製成各種圖案。
本發明相對傳統製造方法和設備具有如下優點1、由於雷射能將分色信息直接打在鋼輥的膠層上即可製成圖案，所以大大簡化了制花輥工藝，提高了生產效率。
2、由於花樣電腦分色信息數據輸出時未經任何中間介質，所以圖形信息無任何損失與變形，徹底解決溶液顯影、手工描繪保護黑膠造成的不均勻，電力雕刻線條和圖形邊緣光潔度差的各種病疵使原稿精神與風格在花輥上得到再現。
3、由於電腦有智能化自動拼接功能，所以能消除傳統感光法制花輥中的各種操作誤差(如包片偏差、膠片伸縮誤差等)，大大提高花輥的精度。
4、由於雷射雕刻花輥不用雷射照排機、曝光機、顯影機、鍍銅、鍍鉻和爛版等機械設備，不需黑白膠片、顯影液、感光膠保護劑、化學腐蝕液等各種專用化工產品，所以成本可以大大降低。
5、減少甲苯、二甲苯、丙酮、三氯化鐵、鉻等有毒廢水排放，有利生態平衡。下面結合附圖，進一步說明本發明
圖1是本發明的結構原理2是現有技術腐蝕法的工藝流程3是現有技術電子雕刻法的工藝流程圖實施例一參照附圖本發明所述的花輥筒的雷射直接雕刻的方法，尤其是轉移印花花輥筒的雷射直接雕刻的方法，包括如下製作步驟(1)在計算機1上預裝印花專色分色系統和花樣(2)在印花輥筒胚上均勻地噴塗耐磨膠層(3)將印花輥筒胚裝在受所述的計算機控制旋轉的夾具3上(4)將可發出蝕刻雷射束的雷射管8裝在可與印花輥筒胚相對橫向直線位移的高精度伺服拖動裝置上；(5)所述計算機協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
所述計算機通過如下方式協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率(1)所述的測量花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；(2)另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機5旋轉通過滾珠絲杆6，將旋轉運動變為關學拖板7橫向直線運動；(3)計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管8發出蝕刻光束。
在雕刻花輥時，主電機4通過皮帶傳動，帶動主軸旋轉，主軸端部裝有夾具，夾具上裝塗好膠的輥坯，主軸尾端裝有光柵讀數器(旋轉編碼器)。主軸的旋轉速度由變頻器根據需要任意調節。
光柵讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板。
計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制聲光調製器的發光。
另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為拖板橫向直線運動(拖板上裝有光學系統)。
這樣，花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合即可在花輥筒上製成各種圖案。
本發明所述的花輥筒雷射直接雕刻的方法的專用設備，包括主電機4、夾具3，還包括安裝在受計算機控制的高精度伺服拖動裝置上的光學拖板7，所述的光學拖板上裝有雷射器8；用於安裝印花輥筒胚的、在計算機控制下旋轉的夾具3；預裝印花專色分色系統和花樣的計算機1；所述的計算機通過主控板2實施控制；所述的測量印花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；另一方面，步進電機5的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機5旋轉通過滾珠絲杆6，將旋轉運動變為關學拖板橫向直線運動；計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管發出蝕刻光束；所述計算機協調花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
本發明所述的專用於印花輥筒雷射直接雕刻的設備所述的高精度伺服拖動裝置是受一個步進電機驅動的絲杆，所述的步進電機受計算機信號的控制；所述的傳感器是安裝於主軸的光柵讀數器；計算機通過變頻器調節主軸電機的轉速；光柵讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板；
計算機和電氣主控板根據光柵讀數器的讀數輸出脈衝，控制步進電機轉速，實現光學拖板的橫向位移。
在雕刻花輥時，主電機通過皮帶傳動，帶動主軸旋轉，主軸端部裝有夾具，夾具上裝塗好膠的輥坯，主軸尾端裝有光柵讀數器(旋轉編碼器)。主軸的旋轉速度由變頻器根據需要任意調節。
光柵讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板。
計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制聲光調製器的發光。
另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為拖板橫向直線運動(拖板上裝有光學系統)。
這樣，花輥的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合即可在花輥筒上製成各種圖案。
權利要求
1.本發明涉及印花輥筒的雷射直接雕刻的方法，尤其是轉移印花花輥筒的雷射直接雕刻的方法，包括如下製作步驟(1)在計算機上預裝印花專色分色系統和花樣(2)在印花輥筒胚上均勻地噴塗耐磨膠層(3)將印花輥筒胚裝在受所述的計算機控制旋轉的夾具上(4)將可發出蝕刻雷射束的雷射管裝在可與印花輥筒胚相對橫向直線位移的高精度伺服拖動裝置上；(5)所述計算機協調印花輥筒的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，這三者運動有機配合形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
2.如權利要求1所述的印花輥筒的雷射直接雕刻的方法，其特徵在於所述計算機通過如下方式協調印花輥筒的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率(1)所述的測量印花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；(2)另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為關學拖板橫向直線運動；(3)計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管發出蝕刻光束。
3.一種專用於如權利要求1所述的印花輥筒雷射直接雕刻的方法的設備，包括主電機、夾具，其特徵在於還包括安裝在受計算機控制的高精度伺服拖動裝置上的光學拖板，所述的光學拖板上裝有雷射器；用於安裝印花輥筒胚的、在計算機控制下旋轉的夾具；預裝印花專色分色系統和花樣的計算機；所述的計算機通過主控板實施控制；所述的測量印花輥筒轉速的傳感器向計算機發出旋轉速度信號；另一方面，步進電機的旋轉速度也由光柵讀數器信號控制，步進電機旋轉通過滾珠絲杆，將旋轉運動變為關學拖板橫向直線運動；計算機根據旋轉速度和花樣圖案發出控制信號，控制雷射管發出蝕刻光束；所述計算機協調印花輥筒的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率，形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束，將印花輥筒預定點上的膠層汽化，蝕刻出印花花樣。
4.如權利要3所述的專用於印花輥筒雷射直接雕刻的設備，其特徵在於所述的高精度伺服拖動裝置是受一個步進電機驅動的絲杆，所述的步進電機受計算機信號的控制；所述的傳感器是安裝於主軸的光柵讀數器；計算機通過變頻器調節主軸電機的轉速；光柵讀數器將主軸的旋轉速度讀出，輸入計算機和電氣主控板；計算機和電氣主控板根據光柵讀數器的讀數輸出脈衝，控制步進電機轉速，實現光學拖板的橫向位移。
全文摘要
本發明涉及印花輥筒的雷射直接雕刻的方法,包括:在計算機上預裝印花專色分色系統和花樣、在印花輥筒胚上噴塗耐磨膠、裝夾具等步驟,計算機協調印花輥筒的旋轉運動、光學系統的橫向移動及發光頻率,形成時間順序上的高頻率蝕刻雷射束,將印花輥筒預定點上的膠層汽化,蝕刻出印花花樣。專用設備包括計算機、安裝在高精度伺服拖動裝置上的雷射管、可控的旋轉夾具等。
文檔編號B41C1/02GK1373040SQ01108839
公開日2002年10月9日 申請日期2001年3月1日 優先權日2001年3月1日
發明者徐建平 申請人:紹興縣輕紡科技中心有限公司