CN109109457A

CN109109457A - 一种网纹辊及其制造方法

Info

Publication number: CN109109457A
Application number: CN201810880275.7A
Authority: CN
Inventors: 黄亮
Original assignee: Changzhou Longrun Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Changzhou Longrun Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2038-08-03
Also published as: CN109109457B

Abstract

本发明提供一种网纹辊的制作方法，通过控制激光光束自旋转，在辊体初坯的陶瓷层上通过激光雕刻形成形状、大小一致的多个凹部用于承载油墨，可制造出具有高线数的同时又具有较深的凹部的网纹辊，从而使得高线数的网纹辊具有高载墨量。本发明还提供一种网纹辊，包括金属辊体与陶瓷层，陶瓷层的表面设有用于传导油墨的凹部，所述凹部为纵向截面是U型的凹部，其具有内壁光滑、同时深度深的特点，从而使得网纹辊的载墨量增加，可实现印刷对大载墨量的需求，提高印刷质量。

Description

一种网纹辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及印刷行业技术领域，特别涉及一种网纹辊及其制造方法。

背景技术

柔性版印刷(flexography)，也常简称为柔版印刷，使用柔性版、通过网纹传墨辊传递油墨施印的一种印刷方式，柔版印刷机集印刷、模切、上光等多种工序于一身，多道工序能够一次完成，操作简单、方便。

柔版印刷机中采用的是典型的短墨路供墨系统，结构比较简单，主要由墨槽、胶辊、刮墨刀和网纹辊四部分组成。其中，网纹辊是柔版印刷机的核心部件，它负责向印版上均匀地传递一定量的油墨。

高档柔版印刷需要高强度、高线数、网孔质地均一、载墨量足够且稳定、寿命长久的网纹辊。网纹辊的线数是指网纹辊表面单位长度内着墨孔的数量，也是网纹辊的重要参数指标之一，它对网纹辊的载墨性能也具有十分重要的影响。一般来说，网纹辊的线数越高，则其载墨量就越小，反之则越大。

由于受设备及技术的束缚，目前网纹辊线数达到800LPI左右时，载墨量必然降低(一般800LPI时实际载墨量仅为2.0BCM左右)，所以只好将高线数时的实地与层次网分开印刷，就算如此，层次网的色彩浓度也偏淡。有时为了取得足够的墨量，不得不降低网纹辊线数，却往往又造成“堵版”等负面效应，影响印刷品的精致程度。

专利201080006543.4(用于制造网纹辊的方法)中的网纹辊网孔是用脉冲激光束雕刻而成，网孔底部较尖，内壁凹凸不平，造成孔底的油墨不易转移出去，容易干涸在网孔内，难以清洗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网纹辊的制作方法，制得网纹辊具有高网纹辊线数(LPI)与高网纹辊载墨量(BCM)，可实现印刷对大载墨量的需求。

本发明的目的还在于提供一种网纹辊，能够有效的提高印刷质量，并具有较长的使用寿命。

为实现以上目的，本发明首先提供一种网纹辊的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、制作金属辊体；

步骤2、在金属辊体的表面喷涂陶瓷涂层形成具有陶瓷层的辊体初坯；

步骤3、利用控制激光光束自旋转，在辊体初坯的陶瓷层上通过激光雕刻形成形状、大小一致的多个凹部；

步骤4、对激光雕刻后的辊体初坯表面进行抛光处理，制成网纹辊。

进一步的，所述步骤3包括：

步骤31.提供激光光学系统，所述激光光学系统包括能够发出激光光束的光源、能够绕所述激光光束的轴心旋转的光学镜片以及能够驱动所述光学镜片旋转的旋转机构；

所述激光光束以垂直于所述光学镜片的方向入射至所述光学镜片中，并以偏离入射方向一定角度射出；

在所述光学镜片绕所述激光光束的轴心旋转的情况下，从所述光学镜片中射出的激光光束旋转形成圆形轨迹，从而在所述辊体初坯的陶瓷层上形成圆形凹槽；

通过控制所述激光光学系统移动，在所述辊体初坯的陶瓷层上形成一个或多个相连的圆形凹槽，所述一个或多个连续设置的圆形凹槽构成凹部；

步骤32.绕辊体初坯的轴线匀速转动辊体初坯，同时，沿辊体初坯的轴线移动激光光学系统，使光束在陶瓷层的表面进行雕刻形成多个凹部。

进一步的，所述步骤1中，所述辊体初坯喷涂陶瓷涂层后对所述陶瓷层的表面进行磨削和抛光处理。

进一步的，所述步骤2中，所述陶瓷层在辊体初坯形成后进行磨削和抛光处理。

进一步的，所述步骤31中，所述光学镜片的旋转速度为1000-8000r/min。

进一步的，所述步骤32中，所述辊体初坯的旋转线速度500-2500mm/s。

进一步的，所述步骤32中，所述激光光学系统沿辊体初坯的轴线的轴向移动速度为辊体初坯的旋转线速度和预设凹部线数的乘积。

进一步的，所述陶瓷层的表面完成磨削和抛光后涂抹封孔剂。

本发明还提供一种网纹辊，采用如上所述的任一种网纹辊的制作方法制得，包括金属辊体、附着在金属辊体表面的陶瓷层，所述陶瓷层上设有规则形凹部，凹部呈多列排列，所述凹部的纵向截面为U型。

进一步的，所述凹部由一个圆形凹槽构成，或者由多个连续设置的圆形凹槽构成。

本发明的有益效果：本发明提供一种网纹辊的制作方法，利用控制激光光束自旋转，在辊体初坯的陶瓷层上雕刻形成形状、大小一致的多个凹部，可制造出具有高线数的同时又具有较深的凹部的网纹辊，从而使得高线数的网纹辊具有高载墨量，可实现印刷对大载墨量的需求，能够有效的提高印刷质量，并具有较长的使用寿命。

本发明还提供一种网纹辊，包括金属辊体与陶瓷层，陶瓷层上设有用于传导油墨的凹部，所述凹部呈纵截面为U型的凹部，U型凹部具有内壁光滑、深度深的特点。同时U型凹部与V型凹部相比，在相同深度和相同表面口径下U型凹部具有更大的容积，从而使得网纹辊具有在高线数情况下具有高载墨量，载墨量可大大增加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为本发明的网纹辊的结构示意图。

主要元件符号说明：

10、金属辊体；20、陶瓷层；30、凹部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“横向”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种网纹辊的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、制作金属辊体10；

步骤2、在金属辊体10的表面喷涂陶瓷涂层形成具有陶瓷层20的辊体初坯；

步骤3、利用控制激光光束自旋转，在辊体初坯的陶瓷层20上通过激光雕刻形成形状、大小一致的多个凹部30；

具体的，所述步骤3包括：

步骤31、提供激光光学系统，所述激光光学系统包括能够发出激光光束的光源、能够绕所述激光光束的轴心旋转的光学镜片以及能够驱动所述光学镜片旋转的旋转机构；

在所述光学镜片绕所述激光光束的轴心旋转的情况下，从所述光学镜片中射出的激光光束旋转形成圆形轨迹，从而在所述辊体初坯的陶瓷层20上形成圆形凹槽；

通过控制所述激光光学系统移动，在所述辊体初坯的陶瓷层20上形成一个或多个相连的圆形凹槽，所述一个或多个连续设置的圆形凹槽构成凹部30；

步骤32.绕辊体初坯的轴线匀速转动辊体初坯，同时，沿辊体初坯的轴线移动激光光学系统，使光束在陶瓷层20的表面进行雕刻形成多个凹部30。

步骤1中金属辊体10的基材一般选用优质碳素钢管，大多选用中碳钢钢管，钢管的壁厚为7～10mm，金属辊体10结构采用带轴辊体形式，即用法兰盘和芯轴与钢管连接在一起，通过机械精加工制得加工尺寸精度和几何精度符合要求的辊体。

步骤2中的陶瓷涂层是指覆盖在基体表面的无机保护层或保护膜的总称，它能改变基体表面的形貌、结构及其化学组成，赋予基底材料新的性能，具有耐磨，耐蚀，防粘，高硬度，耐高温，生物相容性好的特点。

具体的，所述陶瓷涂层的材料可为金属氧化物，包括氧化铝涂层粉或氧化铬涂层粉等。

在本实施例中，选用氧化铬涂层粉制作陶瓷涂层。

具体的，将氧化铬涂层粉熔化，通过等离子枪熔射涂布在金属光辊表面，等离子枪的喷嘴由阳极和阴极组成，两极接高压电，产生电弧。工作气体流过高压电弧并被离子化，产生的能量使气体在高压下膨胀。高压气体逃逸到喷嘴口处，形成一束热膨胀等离子高速焰流。氧化铬涂层粉被喷射进喷枪并穿过电弧。等离子焰心的温度接近30000℃，氧化铬涂层粉穿过焰心被熔化，并沉积到喷枪前旋转的辊体表面。涂层厚度由辊体旋转速度和喷枪移动速度决定。形成高硬度、与金属辊结合牢固、致密的陶瓷层20。所述陶瓷层20的厚度为0.015～0.032mm。

步骤3中光源发出激光光束，激光光束垂直于光学镜片的方向射入光学镜片后以偏离入射方向一定角度射出，偏离角度在1°～10°之间。所述光学镜片通过旋转机构绕所述激光光束的轴心旋转，从而使得从光学镜片射出的激光光束随之旋转形成圆形轨迹，在辊体初坯的陶瓷层20上雕刻形成圆形凹槽。与此同时，辊体初坯绕其轴线自转，激光光学系统沿辊体初坯的轴线移动，使激光光束在陶瓷层20的表面进行雕刻形成多个凹部30。

具体的，所述步骤31中，所述光学镜片为光楔。

所述凹部30可为一个圆形凹槽形成的圆形凹部，在其他实施例中，所述凹部30可为多个连续设置的圆形凹槽组成的多边形凹部。

所述凹部30的纵向截面为U型，其具有内壁光滑、同时深度深的特点；与此同时，U型凹部与传统的V型凹部相比，在相同深度和相同表面口径下U型凹部具有更大的容积。

具体的，所述凹部30在印刷中起着储墨、匀墨和定量传墨的作用。

具体的，所述凹部30表面形状为圆形，在其他实施例中，所述凹部30可为四边形、六边形或者棱形。

具体的，所述光束为具有一定面积的圆形光束。

具体的，所述旋转机构为常用的机械旋转机构，所述光学镜片由旋转电机带动并绕激光光束的轴心高速旋转。

具体的，所述步骤1中，所述金属辊体10制作完成后对金属辊体10的表面进行磨削和抛光处理。

具体的，所述步骤2中，所述辊体初坯喷涂陶瓷涂层后对形成的陶瓷层20的表面进行磨削和抛光处理。

进行磨削和抛光处理可以除掉表面的细纹和斑迹，提高表面光洁度，降低雾度，从而获得光亮的加工表面。

具体的，所述步骤31中，所述光学镜片的旋转速度为1000-8000r/min。例如1500r/min、2000r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min、6000r/min、7000r/min或7500r/min。

具体的，所述步骤32中，所述辊体初坯的旋转线速度500-2500mm/s。例如600mm/s、1000mm/s、1500mm/s、2000mm/s或2300mm/s。

具体的，所述步骤32中，所述激光光学系统的轴向移动速度为辊体初坯的旋转线速度与预设网纹辊线数的乘积。

其中，光学镜片旋转速度、辊体初坯旋转线速度与激光光学系统的轴向移动速度是本发明中制作网纹辊凹部30的重要参数，根据所需要的网纹辊选定不同的光束自旋转速度参数、辊体初坯的旋转线速度、网纹辊线数可以制造出不同的网纹辊，其中激光光学系统的轴向移动速度由辊体初坯的旋转线速度与预设网纹辊线数共同决定。

传统的利用激光雕刻陶瓷层20形成的凹部30为V型凹部，凹部30的深度与表面直径的比值大概为1：1，得到的网纹辊往往是线数高时其每个凹部30的容积变小，使得载墨量低，影响印刷质量。在本发明中，通过控制激光光束自旋转，在特定光学镜片旋转速度、辊体初坯旋转线速度与激光光学系统的轴向移动速度中，可形成纵向截面为U型的凹部30，并且深度比传统V字型的凹部30深度更深，形成的凹部30的深度与其表面直径的比值可达到3～5：1(例如4:1)，制得网纹辊容积变大从而使得载墨量更高。

具体的，所述陶瓷层20的表面完成磨削和抛光后需涂抹封孔剂。

封孔剂用于对涂层的孔隙进行封孔，在本实施例中，用于对陶瓷层20的孔隙进行封孔。

任何一种热喷涂方法，尤其是即火焰喷涂所沉积的涂层，都是一种有孔结构。总体而言，涂层孔隙度范围相当大。而当涂层暴露于大气、蒸汽、工业气氛、化学活性物质、腐蚀气体及高温环境中，孔隙引入腐蚀元素，使涂层与基体发生化学或电化学侵蚀，导致涂层失效，在这种情况下，必须对涂层进行封孔。

封孔剂的种类包括空气干燥型甘油酯树脂、空气干燥型酚醛树脂、铝乙烯树脂、钝化铬酸锌、烘烤型的酚醛树脂、沥青基铝浆、硅铝树脂、空气干燥型硅树脂、烘烤型聚酰亚胺树脂、微晶石腊等。

在本实施例中，选用烘烤型的酚醛树脂，其具有良好的化学稳定性，耐热性好。

实施例二

本发明提供一种网纹辊的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、制作金属辊体10：选用直径为150mm，钢管壁厚为8mm的中碳钢钢管通过机械精加工形成金属辊体10；

然后对金属辊体10的表面进行磨削和抛光处理。

步骤2、在金属辊体10的表面喷涂陶瓷涂层形成具有陶瓷层20的辊体初坯，所述陶瓷层20的厚度为0.020mm；然后对陶瓷层20进行磨削和抛光处理，完成磨削和抛光处理后在陶瓷层20的表面涂抹封孔剂。

步骤3、利用光源发出激光光束，激光光束垂直于光学镜片的方向入射穿过光学镜片后以偏离入射方向1°的角度射出，光学镜片的旋转速度为2000r/min，同时辊体初坯按1500mm/s的旋转线速度绕自身辊体的轴线旋转，激光光学系统按4.5mm/s的速度沿辊体初坯的轴线的轴向移动，使得从光学镜片射出的激光光束随之旋转形成圆形轨迹，在辊体初坯的陶瓷层20上雕刻形成多个连续设置的圆形凹槽，所述多个连续设置的圆形凹槽形成表面形状为六边形的凹部30，进而雕刻形成形状、大小一致且呈多列排列的凹部30，所述凹部30呈与金属辊体10轴线夹角角度为60°。

步骤4：对激光雕刻后的辊体初坯表面进行抛光处理，制成陶瓷网纹辊。

实施例三

请参阅图1，本发明提供一种网纹辊，包括金属辊体10、附着在金属辊体10表面的陶瓷层20，所述陶瓷层20的表面设有规则形凹部30，凹部30呈多列排列，所述凹部30的纵向截面为U型。

优选的，所述金属辊体10一般选用优质碳素钢管作为基材。

具体的，所述陶瓷层20为金属氧化物，包括由氧化铝涂层粉或氧化铬涂层粉的至少一种制成的涂层。

具体的，所述凹部30的表面形状为圆形，在其他实施例中，所述凹部30表面可为四边形、六边形或者棱形等。

具体的，所述凹部30由一个圆形凹槽构成，所述凹部30为圆形凹部。

所述凹部30由多个连续设置的圆形凹槽构成，所述凹部30为多边形凹部。

传统的利用激光雕刻陶瓷层20形成的凹部30为V型凹部，且其内壁往往凹凸不平，所述V型凹部深度与其表面直径的比值大概为1：1，此种网纹辊往往是线数高时其每个凹部30的容积便小，载墨量低，而载墨量是影响印刷质量的重要因素。在本实施例中，所述网纹辊的凹部30为U型凹部，U型凹部比传统V型凹部深度更深，同时形成的凹部30深度与表面直径的比值可达到3～5：1，从而制得的网纹辊载墨量更高。

目前网纹辊网线数达到800LPI左右时，其网纹辊载墨量必然降低，一般800LPI时实际网纹辊载墨量仅为2.0BCM左右，在本实施例中，所述网纹辊在具有高网纹辊线数下也可具有高网纹辊载墨量，在网纹辊网线数达到800LPI时，网纹辊载墨量可达到4～5BCM。

具体的，所述凹部30呈与金属辊体10轴线夹角为30°、45°或者60°的角度排列。

优选的，所述凹部30呈与金属辊体10轴线夹角为60°的角度排列。

具体的，所述陶瓷层20的厚度为15～25mm。

具体的，所述陶瓷层20的表面还包括封孔层。所述封孔层用于对陶瓷层20的孔隙进行封孔，避免孔隙引入腐蚀元素，使陶瓷层20与金属辊体10发生化学或电化学侵蚀，导致涂层失效。

具体的，封孔层的种类包括空气干燥型甘油酯树脂、空气干燥型酚醛树脂、铝乙烯树脂、钝化铬酸锌、烘烤型的酚醛树脂、沥青基铝浆、硅铝树脂、空气干燥型硅树脂、烘烤型聚酰亚胺树脂、微晶石腊等。

在本实施例中，选用空气干燥型酚醛树脂，其具有良好的化学稳定性，耐热性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施事例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种网纹辊的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、制作金属辊体；

2.根据权利要求1所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤32、绕辊体初坯的轴线匀速转动辊体初坯；同时，沿辊体初坯的轴线移动激光光学系统，使光束在陶瓷层的表面进行雕刻形成多个凹部。

3.根据权利要求1所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，所述金属辊体制作完成后对金属辊体的表面进行磨削和抛光处理。

4.根据权利要求1所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，所述辊体初坯喷涂陶瓷涂层后对所述陶瓷层的表面进行磨削和抛光处理。

5.根据权利要求2所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤31中，所述光学镜片的旋转速度为1000-8000r/min。

6.根据权利要求2所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤32中，所述辊体初坯的旋转线速度500-2500mm/s。

7.根据权利要求2所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述步骤32中，所述激光光学系统沿辊体初坯的轴线的轴向移动速度为辊体初坯的旋转线速度和预设凹部线数的乘积。

8.根据权利要求4所述一种网纹辊的制作方法，其特征在于，所述陶瓷层的表面完成磨削和抛光后涂抹封孔剂。

9.一种网纹辊，采用如权利要求1至8任一项所述的一种网纹辊的制作方法制得，其特征在于，包括金属辊体、附着在金属辊体表面的陶瓷层，所述陶瓷层上设有规则形凹部，凹部呈多列排列，所述凹部的纵向截面为U型。

10.根据权利要求9所述的一种网纹辊，其特征在于，所述凹部由一个圆形凹槽构成，或者由多个连续设置的圆形凹槽构成。