簡介
圓網印花是利用刮刀使圓網內的色漿在壓力的驅使下印製到織物上去的一種印花方式。
圓網印花有幾個重要方面不同於其他篩網印花方法。圓網印花與滾筒印花一樣,系連續工序,印花織物通過寬橡膠帶被輸送到不斷運動中的圓網花筒下面。篩網印花中,圓網印花的生產速度最快,大於每小時3500碼。使用無縫的有孔金屬網或塑膠網。最大的圓網圓周大於40英寸,因此最大的花回尺寸也大於40英寸。超過20套色的圓網印花機也已經生產出來,這種印花方法正慢慢取代滾筒印花。
工作原理
圓網印花機是在1963年由荷蘭斯托克公司首創,雖然其歷史不長,但卻得到了迅速發展。圓網印花機由進布、印花、烘乾、出布等裝置組成。印花部分的機械組成可分為印花膠導帶、圓網驅動裝置、圓網和印花刮刀架、對花裝置、橡膠導帶水洗和刮水裝置以及印花織物貼上和給漿泵系統。印花時,當被印花的織物與橡膠導帶接觸時,由於橡膠導帶上預先塗了一層貼布膠,使印花織物緊貼在它的上面而不致移動。當印花後織物進入烘乾裝置,橡膠導帶按往復環行而轉入機下進行水洗和刮除水滴。烘乾和出布裝置採用松式熱風烘乾。印花後的織物即和橡膠帶分離,依靠主動輥轉動的聚酯導帶,並借熱風噴嘴的壓力使織物平穩地貼在聚酯導帶上進入烘房烘乾。經熱風烘乾後的織物即用下確的速度以適當的張力從烘乾部分送出。印後把織物摺疊或打卷。
用圓網印花機印花有以下優點:鎳網輕巧、裝卸圓網、對花、加漿等操作方便,勞動強度低,產量高,寺色數限小。由於加工是在無張力下進行的,故適宜印製易變形的織物和寬幅織物,無需襯布。
電鑄圓鎳網。圓網的網版是一個圓筒形整體,沒有接縫,因而不能用通常的編織網製作,而普遍採用的是電鑄成型的辦法,製成圓筒狀鎳網。
製作圓筒狀鎳網首先製作胎模。選用直徑為194毫米,壁厚12毫米,長度為1600毫米的無縫鋼管,經車削加工到直徑190~191毫米,清洗後先鍍一層0.01~0.03毫米厚度的薄鎳層,然後鍍銅,使之成為外層為厚銅層的管狀。再經車床上車磨加工。為方便鎳網脫模,要求兩端略呈錐形,胎模表面不允許有任何凸凹不平,要光亮如鏡。在鋼芯工具機上用鋼芯陽模在胎模筒表面壓制網坑。網坑的形狀為等邊六角形,象蜂房一樣排列。常用的圓網的目數有每厘米26、34、40等不同,圓網目數的高低就由鋼芯陽模壓制的網坑的目數來決定。鍍銅胎模經鋼芯壓制網坑後,表面光潔度要差一些,還須再次磨光。
胎模鍍鎳前需要先鍍一層鉻。鍍鉻的目的有二,一是提高胎模表面硬度;二是鉻層與鎳層結合力較差,先鍍一層鉻再鍍鎳,便於鎳網脫模。鍍鉻之後,鍍鎳之前,要用漆或感光膠將胎模表面壓制的網點凹坑填滿,使網坑部位變成絕緣體。這樣在胎模表面上網坑處為非導體;網坑與相鄰網坑之間空白處則是金屬導體。
在專用電鑄設備中以硫酸鎳和氯化鎳為電解質,硫酸鎳310克,氯化鎳40~50克,硼酸35~40克加水至1000毫升。以胎模作陰極,以鎳板作陽極,在胎模表面進行電鑄。電鑄工藝條件是:電壓10~12伏,電流密度25~30安分米2,溫度75~80℃,時間50~60分鐘,鍍層厚度達0.1毫米。電鍍後,在車床上對鍍層進行擠壓,鎳網便從胎模上脫落下來。
圓網感光製版。圓網製版,類似於滾筒的感光製版。感光膠的成份有聚乙烯醇、重鉻酸銨還要加入環氧樹脂及雙氰胺等固化劑。首先在成型的圓網上塗布感光膠,然後用照相分色陽片包覆在圓網上進行曝光、顯影、沖洗等操作。印刷花紋區域的感光膠未感光,顯影后網孔通透;非花紋的空白區域的感光膠經曝光後感光硬化,網孔被感光硬化的膠堵死。為了使感光膠層完全固化,增加圓網的耐印力,還需將圓網放在焙烘箱內,在180~200℃恆溫下焙烘2小時,使感光膠層進一步脫水交聯成網狀高分子,徹底失去水溶性。焙烘的時間和溫度,以膠層呈黃棕色為宜。如果顏色過深,呈深栗色,則說明溫度過高或時間過長,應適當降低溫度或減少焙烘時間。
圓網製版是圓網印花的主要工序。目前普遍採用的是感光乳液法製版,簡稱感光法製版。該法是先將水溶性感光膠均勻地塗布的鎳制圓網上,然後進行感光。無花紋的地方被感光,水溶性的感光膠則變成不溶性的樹脂把網孔堵死,色漿不能滲透過;而有花紋的地方則不被感光,可洗去,水色漿從網孔中透過到織物上,實現印花。
分色技術
以下是關於圓網印花分色技術的三大類型,分享給大家。(1)水粉、肌理及鋼筆素描:飛白、枯筆筆觸是這一類花型的共同特點。應根據需要對原稿做相應的預處理後再進行提色操作(方法同上),完成後分別將各個顏色單色另外儲存。打開各單色稿去噪,消除雜點,並對其做適當的縮擴點處理,再對局部細節做充分的修整。由此做出的分色稿能較好地保持原稿的韻味。有時遇到局部線條較密的鋼筆素描稿,應選擇使用曲線等工具完成分色。如有條件配製一套數位極來做鋼筆素描稿,就更能得心應手,其效果也會更生動、更具韻味。
(2)仿色綠:色織點以橫豎方向的長方形效果為佳,其次為正方形,偶見有圓形的。最小的色織點邊長應不小於0.3mm,間距0.lmm。對大面積連續密集的色織點花型,應適當減少點的數量,並將點略為擴大。對於由經緯線交織而成的多套色色塊應另選顏色,並在各色之間做適當的疊擴,然後再合併到各個色織點的單色稿上。
(3)包莖色塊花型:此類花型包括大(小)裝飾花卉、抽象構成紋樣及大花回動物卡通圖案等D原稿包莖線寬在ZM以上的,分色時線黨的設定應比原稿縮進03-15刪,通無包莖的大色塊應縮進0smm以上D分色完成後存單色稿應掌握以下原則:同類色之間可疊擴0.5mm以上,對比色之間疊擴0.3mm,儘量避免第三色。如遇滿地花型,疊擴寧多勿少,以免因對花不準而露白D對於精細包莖、撇絲花卉和動物卡通,如細莖、撇絲過密,應作適當刪減。原則上兩細莖的間距不小於0.6mm。
圓網印花工藝流程
一、圓網印花機構
圓網印花機通常由進布裝置、印花機頭、烘燥裝置、落布裝置等四部分組成。目前,圓網印花機通常有八色、十二色、十六色、二十四色等幾種圓網印花機。印花機的花回主要有640mm和904mm等兩種。其中640mm花回的圓網印花機居多。圓網印花機具有操作簡便,勞動強度小,產量高,適合各種織物的印花,同時它適合多品種小批量織物的印花。
(一)進布裝置圓網印花機進布裝置有布車進布和布卷進布兩種。布卷進布時,可將擺動式引布輥壓在布卷上,依靠引布輥轉動把布導入印花裝置。進布時被織物隨循環運行的橡膠履帶前進而完成印花。此履帶先經給膠輥在表面塗一層熱塑性樹脂薄層,可平整地貼上織物。給膠輥旁邊裝有紅外線輻射加熱器,以加熱履帶上的樹脂。熱塑性樹脂塗一次可加工20~100萬米織物。如發現黏度不好,可重塗一層。
(二)印花裝置圓網印花裝置包括圓網、刮刀、給漿裝置等。
1.圓網圓網是印花機的花版。由鎳金屬製造,又稱鎳網,呈六邊形網孔。圓網兩端以悶頭固定,以防印花時圓網變形,影響對花的準確性,能承受印花時色漿和刮刀的壓力。為了提高圓網的彈性,減少承受的壓力,圓網要偏離支撐輥中心線安裝,一般要偏離16mm左右。每一圓網機座有一示讀裝置,可顯示出各方向上所受的刮刀的壓力。
2.刮刀圓網印花機的刮刀安裝在圓網中心線上的刮刀架上。刮刀架既裝有刮刀有裝有給漿管。刮刀系採用鉻、鉬、釩、鋼合金製造,具有摩擦係數小和可以任意調節角度的特點。印花時,刮刀的刀口和圓網的內圓相切,刮刀對色漿以施加壓力為主,刮為輔的複合動作。
圓網印花機的刮刀壓力和位置可以調節,以適應各種花型和各種厚、薄色漿的織物印花。
3.印花裝置圓網印花機是自動給漿。每一圓網都配有給漿系統。供應色漿時,將機台上塑膠管一端套在金屬給漿管上,而機外另一端軟管插入色漿桶內,用泵輸入圓網,由電極自動控制色漿液面的高度。
(三)烘乾和出布裝置圓網印花機採用松式熱風烘乾。印花後的之外即和橡膠履帶分離,導入烘乾部分,松式平放在滌綸網上,經熱風烘乾出布。出布由電動擺布軸牽引落入布車內。
(四)圓網印花機的優缺點圓網印花機具有勞動強度低、生產效率高、對織物適應性強的優點。適合於化纖織物、針織物、輕薄織物印花。能獲得花型活潑、色澤鮮艷的效果,並可避免傳色的疵病。但受圓網結構的限制,印製精細線條時效果還不十分理想。
二、圓網的製備
(一)制網過程
圓管芯模--鍍銅--磨光--軋點--磨光--鍍鉻--嵌絕緣體--加熱--硬化--磨光--清潔--脫模--鎳網成型
(二)各主要工序作用
1.鍍銅可使芯模達到圓網周長要求,又因為銅金屬質地軟容易軋點。
2.軋點就是在鍍銅的芯模上軋出圓網網眼規格。
3.鍍鉻因為鉻和鎳的結合力差,以便鎳網成型後容易脫模。
4.嵌絕緣體是在網眼部位嵌進絕緣體,使在電鍍時不通電流:未嵌部分鍍上鎳金屬,就能形成有點孔的鎳網。一般採用環氧樹脂604與環氧樹脂催化劑650等量混合而成。塗後經175℃焙烘7分鐘使絕緣體固化。
5.鍍鎳是在硫酸鎳和氧化鎳電鍍液中進行。鎳網厚度一般為0.10--0.12mm。達到要求後,用機械擠壓法使鎳網脫模。
三、圓網制網
(一)圓網制網過程黑白稿的檢查和準備--圓網選擇--圓網清潔--上感光膠--暴光--顯影--焙烘--膠悶頭--檢查待用
(二)黑白稿的檢查和準備經分色和描繪的黑白稿可以直接暴光。但花型為1/2和1/3接頭時,宜採用全輥正片暴光。暴光前應對黑白稿全面檢查、以防出現疵病。
(三)圓網選擇按織物幅寬、花型等因素選擇不同規格的圓網進行制網。
1.圓網規格周長有480、640、913、1826mm等。工作幅寬有1280、1620、1850、2400、2800、3200mm等。而圓網的長度是按下面公式來計算的。圓網長度=工作幅寬+2x59mm(59mm為留邊)。目前最常用的周長為640mm,工作幅寬為1620mm的圓網。
2.圓網網眼規格常見圓網網眼規格見下表所示
四、常見圓網網眼規格
目數 孔數/cm2 網孔面積(mm2)網孔直徑(mm)厚度(mm)開孔面積/總面積(%)
25 120 0.2 0.480 0.2 24
40290 0.07 0.285 0.11 20
60 670 0.02 0.152 0.118
801150 0.01 0.1 0.08 11
1251630 0.006 0.083 0.080 9
五、目數選擇依據
(1)花型結構精細花型及線條選用目數較大的網。
(2)織物性質厚織物吸漿量大,應選用目數小的網。純棉織物用目數較小的網,化纖及混紡織物用目數較大的網。
(3)色漿性質色漿流動性好,可選用目數大的網。
(4)印花機車速車速快,色漿透網率低,選用目數小的網。
當印製大塊面積花型時(有包邊線)選用60目的圓網:小塊面積花型(無包邊線)選用80目圓網:以電子為主的花型選用80目圓網較好:以線條為主的花型以100目較為常見。
確定圓網目數要綜合各種條件,結合生產實際情況加以選擇。各種目數的圓網可印最細線條寬度見表所示:
圓網目數與線條尺寸的關係
目數 100 80 60 40
線條尺寸(mm) 0.25 0.3 0.4 0.6
圓網的清潔上感光膠前圓網必須洗淨。將圓網放在清洗架上,先用60%鉻酸往復清洗,用水沖洗後,再用10%純鹼沖洗,最後用水沖洗。因為沖水是由里向外,沖水壓力不能過大。待圓網表面呈現出均勻水膜時,即可防入低溫烘箱烘乾。
六、塗感光膠
1.處方感光液是由感光膠和光敏劑組成。處方參照產品說明。
感光液的黏度是以玻璃棒蘸取能直線流下為止。
2.塗液方法塗液時將潔淨無水漬的橡膠刮環套在乾淨的下鐵圈外,倒入200--300g感光膠取乾淨圓網將下鐵圈套上,再放入鐵圈,並調節上膠壓板壓住。兩手握持倒環,等速地由下向上移(250mm/s),使感光液均勻塗在圓網的表面。經20---25℃烘20---25分鐘。
塗液速度要適當,太慢,膠液過多,回滲入網眼內壁,洗除困難;太快,膠膜不牢,易出現氣泡。塗液一般在黃光燈下進行操作。
曝光曝光時將圓網套在充氣的橡皮筒外,照相正片緊貼在圓網上進行曝光。曝光時間取決於膠片的性質,燈光亮度,感光液的性能、膠層厚度及圓網目數等。
曝光條件為:室內溫度25℃,相對濕度為65%時,曝光時間見下表所示:
溫度25℃,相對濕度65%時曝光時間表
圓網目數 100 80 60 40 25
曝光時間(sec)56--71015--2025
曝光時間要嚴格掌握,否則曝光部分產生小洞眼,甚至塗層脫落,影響圓網質量。
(七)顯影曝光後圓網在18--28℃水中浸泡10--15分鐘,以去除未曝光部分的膠層,並由內向外用冷水或溫水沖洗。最後用鹽基紫容易著色,便於檢查疵病。
(八)檢查與焙烘仔細檢查修補後經50℃熱風吹乾,在180℃焙烘2--2.5小時。
(九)膠結悶頭圓網很薄,需用悶頭在兩邊撐住,以保持圓網形狀。圓網對花標記要與悶頭對好,用環氧樹脂將圓網與悶頭固著。
在PLC控制系統的運用
在印染企業生產過程中,為了實現產品的印花精度,保持印花過程中圓網間的位置絕對同步和導帶與圓網間的線速度同步是必不可少的。在圓網控制系統中,技術人員需要解決兩個同步問題,第一個是進布架、印花導帶、烘房傳送帶和落布架之間的同步,它們之間的同步保證了織物在連續經過這四個單元時,既不被拉伸甚至拉斷,也不會卷繞。這種同步通常是利用“同步控制器”或PLC的模擬量輸出模組來實現這種同步。第二個同步是圓網的轉動與導帶的運動之間的同步,這也是印花機中最關鍵的技術之一,兩者的同步精度決定了整個印花機的印花精度,如何提高印染過程中圓網與導帶間的同步以及圓網之間的同步精度也就成了系統設計中最重要的問題之一。解決印花圓網速度同步、位置同步難題,具有高效、低維護率優勢。
傳統的機械共軸傳動與圓網獨立傳動相比,仍存在明顯差距,這些差距主要表現在傳動環節多、累積誤差大、易出現“跑花”、影響印花質量的穩定性、縱向對花範圍有限等方面。隨著計算機科技水平的不斷普及和提高,尤其是隨著數字伺服系統的日益完善和成本的下降,每個圓網分別用一個伺服控制系統獨立傳動已經能夠實現。
為了提高圓網同步特性,圓網控制系統設計中需要採取提高圓網電機控制的動態特性、實現無靜差控制、增強系統的抗干擾能力、消除人工累積偏差等措施改善導帶的運行特性。PLC通過現場匯流排接收每個操作板指令並將系統所處的狀態信息傳送與整個系統中同步控制的核心——同步控制器。同步控制器包括速度同步控制器、位置同步控制器,同步控制器可根據不同的系統狀態(停車、單獨轉網和跟蹤印花),達到控制圓網與導帶間同步以及圓網間同步的目的。
速度同步控制器用來保證印花工藝正常進行中的進布、印花、烘房和落布四個單元的速度同步。四個功能單元的速度信號以印花導帶為主令跟隨運行,由PLC比例運算再經模擬量模組輸出速度電壓指令,實現四個功能單元速度同步運行。
決定印花精度的同步是圓網與導帶間的速度同步和圓網與圓網間的位置同步,印花工藝要求圓網印花機的多個印花圓網跟隨印花導帶運動,並且必須在連續、高速、長時間的生產過程中保持高精度的同步運行。這裡的多軸同步運動實際上是圓網對印花導帶速度、位置的同步跟蹤和各圓網之間高精度的位置同步。當圓網對印花導帶速度、位置的同步跟蹤精度足夠高時,可以認為各圓網之間位置實現了同步。
PLC控制系統適宜高速印花生產,印花導帶傳動由全數字異步交流伺服系統或閉環矢量控制實現任意速度下的無級調速,導帶速度可達100M/min。各圓網軸與導帶傳動閉環同步運動控制,在運行中能實時控制偏差,即使在升降速過程中,也可實現同步運行,無“跑花”現象,圓網與導帶之間的速差可調,可以滿足不同品種印花,達到最佳印花效果。由於系統採用網路化控制,因此配線大大簡化,提高了系統可靠性與豐富的實時信息,使系統具備了高效、長壽命、低維護率的優勢。