CN1125204C - 激光制网方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光制网方法及其专用设备，包括如下制作步骤：准备印花花色的原样、在计算机预装印花专色分色系统和花样、准备网胚、在筛网上涂可汽化固化胶、分色图案激光蚀刻、检查制好的网版、上闷头。专用设备包括：预装印花专色分色系统和花样的计算机；装在高精度伺服拖动装置上、可与网版相对位移的激光发生器，激光开关控制激光束；计算机控制激光开关。

Description

激光制网方法及设备

(一)技术领域

本发明涉及制作纺织印花网版的制网方法及设备。

(二)背景技术

织物印花，简言之，是用加有染料的浆糊(简称“色浆”)，通过筛网细孔，括印到织物上产生色彩，其印出的形状由筛网上所留可通过印花色浆的细孔的区块图案所决定。

要把这些图案的形状和位置准确地转移到网版上，不能靠手工直接在筛网上涂胶(描绘)堵塞网孔来实现。早在五十年代就有了感光制网的方法，在这种方法制网前，必须先将原样图案按不同颜色分别进行描绘，制成“黑白胶片”，即把每一种颜色的图案形状用黑墨水描绘到专用透明胶片上。所谓“感光制网法”就是将重铬酸铵等对光敏感的物质加入到专用的粘稠胶液中，然后将这种胶液涂布到空白筛网版上，在暗室内经低温烘干，再将上述已描绘好的分色黑白胶片分别包覆其上(一色一张网)，通过紫外强光的照射，透光部分光敏剂即起硬化反应(这就是“曝光”)，使这种胶不溶于水，从而堵塞网孔，而所包分色胶片上的黑色花形部分，因不透光，而无硬化反应，将曝光的网版放入水中，则这部分胶质遇水后即溶化脱落(这就是“显影”)，显出筛网原有细孔，由此可以制得各种所需花纹图案。

这种制网方法，工序多达37道，制作速度慢、工艺繁复，且制网质量差，已不能适应国际上日益激烈的竞争形势。

传统制网方法的主要缺陷：

1、对花精确度低。由于传统制网方法必须有分色黑白胶片，而这种胶片有一定的伸缩性。它随工作室温度、包片的张力变化而变化。另一方面，在圆网上涂布感光胶涂层厚度也不完全一致，引起圆网周长尺寸的较大变化，这样造成了包片(图5)困难，不是包片不足，就是包片过长。同时，对标准“+”字线(图3、图4)的手工操作也极易产生偏差，因此，精细花样的准确对接吻合，各套准确叠合几乎是不可能的。虽然在设计、分色描绘中采取了一些预防措施，如掩护开路的设计和“S”形开路方法，包茎叠色的同色调处理等，但是这只对大块面花样、简单的粗犷花样或视觉模糊的花样有效果，而对现代精细花样，规则小几何、高密度条格花样都无能为力。

2、花形失真多。传统曝光方法，使分色胶片上的花形信息损失较多，引起失真，如细茎泥点的精细度、线条光洁度、云纹层次等往往不能充分体现出来，一般来说，花稿的精细度在600dpi-1200dpi之间，精细度、清晰度已经足够了，因为一般精细花纹所用网版的目数多在135dpi-200dpi之间，但传统制网中，曝光时间是凭经验控制的，圆网在3-6分钟之间，平网在1分钟左右，此经验值可能使曝光不足或过度，往往不能确切反映分色胶片的真实图像。一般来说，不是网点损失，就是网点变形失真。这种网版病疵，往往带来印制成品上的外观风格变异。

3、网版质量不稳定、牢度差。传统的网版制作在曝光以后一定要有显影(图6)过程。显影质量直接关系到网版质量。显影受水温、浸渍时间、冲刷压力、时间、冲刷均匀性等诸因素的影响，对细茎、云纹泥点来说，容易产生粗细、断茎、不均匀等病疵，而所有这些操作，目前均凭经验、凭现场目测，因人而异，带有很大的随意性。同时，上述病疵在湿状态下，不易被发现，而待网版干燥后检查出来却为时已晚，问题严重的只得重做。

4、花版制作的重现性不好。成品花版的质量同制网过程中的各个工艺环节密切相关，特别是上胶、曝光、显影、聚合多凭经验操作，缺少科学的严密性，所以即使是同一个人同时做二只相同的花网，也会产生粗细、不匀等毛病，这对破网添制影响很大，它关系到前后批织物的印制效果。

5、制网时间长。传统制网方法工艺环节多、速度慢，一般来说，在做好了网坯准备，上好感光胶以后，仅曝光、显影、烘燥、修版、聚合上闷头、烘燥等过程就长达5个多小时，所以对急用的网版，特别是在线生产的破网添制实在不适应。

6、工序太多，累计误差大。由于感光法制网工序多达三十七道，且划标准线，包片等多系手工操作，所以累积误差较大，导致套版(即多套叠合)偏差，影响印花织物的外观效果。

7、环境污染严重。感光法制网曝光以后，显影时需用大量清水冲洗，且有含铬等有毒物质排放出来，严重污染环境。此外，曝光时用的是紫外光源，长期从事这种工作的人极易患职业病。

九十年代以来，国外开发了各种喷蜡制网技术，近二年内有少量引入，这类设备采用类似于喷墨打印技术，利用固体防紫外光的蜡按照分色图形要求，喷射覆盖在已涂感光胶的圆网上，然后进行曝光、显影......，最后制成印花圆网，该技术的主要特点是省去了分色胶片和曝光前的包片过程，实质上是以喷腊代替胶片。但是缺陷仍然很多。

1、网版质量问题仍然严重。喷蜡制网革除了胶片，解决了包片误差引起的疵点，但却产生了很多新的缺陷。首先，由于喷孔喷出的蜡滴形成的点不是规则的图形，蜡层厚度较大，且尺寸也有微小的不同，所以花样的精细度、清晰度和光洁度就显得不够好；其次，喷蜡制网的成品圆网网面上“飞点”很多，使得花版表面不够清晰，这是喷头技术的缺陷引起的，对印制高档织物的精细花样影响较大。

2、故障多。由于喷蜡设备采用多喷头，且采用热熔的固体蜡作为喷射液体，喷孔的孔经又极小(≤0.05mm)，所以很容易造成喷孔堵塞，这类设备因喷孔堵塞，维修困难，大多已停止使用。

3、成本很高。喷蜡制网所用黑色固体蜡块是美国生产喷头的公司独家生产的，这种蜡块又不能回收，仅此一项，每只圆网要增加费用50多元。

4、制网时间没有缩短。事实上，喷蜡制网仅仅省去了分色胶片制作(却带来了严重失真)，其他制作工序没有省去。蜡喷后仍需曝光、显影、干燥、修版、聚合等一切过程，还要增加去蜡工序，所以速度仍然很慢。

而如专利CN86100939所公开的制网方法，虽然提出了激光蚀刻的制网方法，但需要把花样图案转化为电子文件存储到一个电子设备，然后转化为激光脉冲来操纵激光器。另外，圆网的旋转运动，激光发生器的轴向运动，和激光发射并没有通过一个系统协同运作。所以，这样的制网方法自动化程度低，误差大，效率低，质量不好。并且只公开了圆网制网方法。

(三)发明内容

本发明要解决目前的制网方法自动化程度低，误差大，效率低的问题，提供一种能够在计算机预装印花专色分色系统和花样，利用计算机系统同时控制网版、激光发生器的运动以及激光的发射，将电脑分色图文信息直接输出至涂有固化胶的筛网上的制网技术。

本发明所述的激光制网方法，包括如下制作步骤：

(1)准备印花花色的原样；

(2)在计算机预装印花专色分色系统和花样；

(3)准备网胚；

(4)在筛网上涂可汽化固化胶；

(5)分色图案激光蚀刻；

(6)检查制好的网版；

(7)闷头胶合；

所述步骤(5)分色图案激光蚀刻包括：

(5.1)将筛网张紧在表面覆有金属薄层的气压胶囊上；

(5.2)将激光发生装置装在可相对网版移动的高精度伺服拖动装置上；

(5.3)所述的激光发生装置受激光开关控制，所述计算机通过驱动电路控制所述的激光开光；

(5.4)所述的高精度伺服拖动装置通的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述激光开光通、断，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上固化胶汽化，蚀刻出印花花样；

(5.5)通风除烟装置将汽化胶烟雾排出机外。

所述的传感器是光栅读数器；计算机通过变频器调节主轴电机的转速；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机，步进电机转动丝杆实现光学拖板横向位移。

所述的激光开关是声光驱动电路和声光调制器；所述的激光发生装置处常开状态，所述的声光调制器挡在激光束通路上，根据计算机的指令通过或偏转激光束。

所述的激光开关直接控制激光发射。

所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

一种专用于如权利要求1所述的激光制网方法的激光制网机，包括张紧筛网用的夹具，还包括：涂有可汽化固化胶的筛网；将汽化胶烟雾排出机外的通风除烟装置；预装印花专色分色系统和花样的计算机；装在高精度伺服拖动装置上、可相对网版移动的激光发生装置；受所述计算机控制的激光开关；所述的高精度伺服拖动装置的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述的激光开关通、断激光束，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上的固化胶汽化，蚀刻出印花花样。

所述的张紧夹具是一个与气泵相连的气压胶囊，所述的气压表面覆有金属薄层。

所述的高精度伺服拖动装置由带光栅读数器的滚动主轴和装在丝杆上可横向移动的光学拖板构成，所述的传感器是光栅读数器；带动主轴主轴电机的转速由计算机通过变频器调节；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机，步进电机转动丝杆实现光学拖板横向位移。

所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

本发明的优点是：

1、减少制网工序，缩短制网时间

从上述制网流程可以看出，传统制网中，仅黑白稿的准备就要花去很多时间，即使是现代激光照排机输出的黑白胶片，也需要经过封边，开片、打规矩、包片、遮片等工作，稍有不慎，就会出差错，甚至片子或网版报废。其次，传统制网，即使是当今喷蜡制网也都有曝光、显影、低温烘干等工艺过程，对64*180cm的圆网，从划规矩线开始，到成品花网需五小时以上，而激光制网则以激光汽化一次取代，仅需18分钟。这对在线生产的破网添制极为有利。以前，一般情况下，从破网花样换下到新花样上机开印需要二个小时以上，有时又可能因下一个花样的色浆未准备好，而停更长时间，停机损失很大，而现在则只要稍等片刻，新网就可制好，因此，可大大减少停机时间和色浆损失。

2、大幅度提高制网质量，保证了制网的重现性

激光制网制成的花网质量优于传统方法，主要体现在以下五方面：

①消除了包片误差

传统制网过程中离不开分色胶片，前已述及，这种分色胶片受温度影响容易产生伸缩，在分段包片过程中又极易产生对接和拼接误差，实际上在中、小片的分段包片中，因规矩误差必然引起累积误差，这种误差，即使是使用整幅大片也是不可避免的，包片误差引起套版误差、接版误差，导致绸面复色不匀或露白，影响外观甚至造成次品，激光制网革除了胶片，所以不存在包片误差。

②消除了曝光误差

传统制网用经验值控制曝光时间，由操作者自行确定(因人、因机台而异)曝光次数(即时间)，容易产生曝光不足或过度，致使胶片上的分色图形往往有较大损失，同时，黑白胶片的黑度和透明度也不可能完全一致，这样若用同样的时间进行曝光，效果必然不同。这种曝光方法重现性也比较差，激光制网没有曝光过程，因而没有曝光误差。

③消除了显影误差

传统制网在曝光以后必须显影，而显影方法比较原始，用水冲，用毛刷刷洗，对圆网内部胶层靠人工拉动网筒在海绵上来回摩擦解决，显影效果全凭经验目测，缺乏科学检测手段，有很大的随意性，因人而异，显影的均匀性、清晰度都无法保证，重现性当然更差。激光制网没有显影过程，当然不会有显影误差。

④消除了分色图文信息数据损失

传统制网用黑白胶片传递分色信息，数据损失较多，激光制网由计算机直接将分色图文信息转移到网坯上，所以能再现原稿精神，使图纹更精细逼真。

⑤提高了网版牢度

由于革除了传统制网中的曝光、显影等过程，使感光胶固化充分，同时，由于激光汽化，穿透能力强，且具有选择性汽化的功能，这一方面可以提高固化牢度，另一方面又能保证不损害网基，所以网版牢度大大提高。

3、改善制网劳动条件

传统制网必须在暗室中进行，在红灯下开片、打规矩、包片、视力损伤很大，同时为了防止黑白稿片发粘、导致感光失败，所以都采用恒温恒湿措施，这样就造成操作场所通风不良，空气浑浊，而激光制网均可在明处操作，无此弊端；其次，传统曝光光源均系紫外光，此光对人体有害，长期从事这种工作危害更大，而激光制网时用的是激光，又不是直接照射，对人体没有任何影响。

4、减少污水排放，有利生态平衡

传统制网在显影时耗用大量清水，在废水中含有铬等有毒物质，污染环境，而激光制网时直接将感光胶汽化分解，经活性炭过滤等措施，无废水、废汽排放，所以可大大改善生态环境。

5、降低成本，提高效率

传统制网一般需要二人配合操作(有的工厂三人一班)，每班制网10只效率已算不错，而采用激光制网，一个人可以操作，每班可制10只以上，如把水费、污水处理费、空调费、暗室照明费、曝光电费等计算在内，成本可降低一半以上，如果把补网时的停机损失计算在内，经济效益更为可观。

6、自动化程度高，制网精确，并且也适用于平网制网。

(四)附图说明

图1是本发明的工艺流程图

图2是本发明的制网原理图

图3是本发明的制网设备图

(五)具体实施方式

参照附图2、3：

                          实施例1

本发明所述的激光制网方法，包括如下制作步骤：

(1)准备印花花色的原样；

(2)在计算机1预装印花专色分色系统和花样；

(3)准备网胚；

(4)在筛网上涂可汽化固化胶；

(5)分色图案激光蚀刻；

(6)检查制好的网版；

(7)闷头胶合；

所述步骤(5)分色图案激光蚀刻包括：

(5.1)将筛网张紧在表面覆有金属薄层的气压胶囊上；

(5.2)将激光发生装置装在可相对网版移动的高精度伺服拖动装置上；

(5.3)所述的激光发生装置受激光开关控制，所述计算机通过驱动电路控制所述的激光开光；

(5.4)所述的高精度伺服拖动装置通的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述激光开光通、断，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上固化胶汽化，蚀刻出印花花样；

(5.5)通风除烟装置将汽化胶烟雾排出机外。

所述的传感器是光栅读数器；计算机通过变频器调节主轴电机的转速；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机，步进电机转动丝杆实现光学拖板横向位移。

所述的激光开关是声光驱动电路和声光调制器；所述的激光发生装置处常开状态，所述的声光调制器挡在激光束通路上，根据计算机的指令通过或偏转激光束。

所述的激光开关直接控制激光发射。

所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

一种专用于如权利要求1所述的激光制网方法的激光制网机，包括张紧筛网用的夹具，还包括：涂有可汽化固化胶的筛网；将汽化胶烟雾排出机外的通风除烟装置；预装印花专色分色系统和花样的计算机；装在高精度伺服拖动装置上、可相对网版移动的激光发生装置；受所述计算机控制的激光开关；所述的高精度伺服拖动装置的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述的激光开关通、断激光束，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上的固化胶汽化，蚀刻出印花花样。

所述的张紧夹具3是一个与气泵相连的气压胶囊，所述的气压表面覆有金属薄层。

所述的高精度伺服拖动装置由带光栅读数器的滚动主轴和装在丝杆6上可横向移动的光学拖板7构成，所述的传感器是光栅读数器；带动主轴转动的主轴电机4的转速由计算机通过变频器调节；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机1和电气主控板2；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机5的动作，使光学拖板7横向位移。

所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

本发明是一种光、机、电一体化制网技术，将计算机分色图文信息通过激光头的移动直接传到网版上，并瞬时固化胶形成所需花纹。

在制圆网时，主轴电机通过皮带传动，带动主轴旋转，主轴端部装有夹具、夹具上装涂好胶的圆网，主轴尾端装有光栅读数器(旋转编码器)。主轴的旋转速度由变频器可根据需要任意调节。

光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板。

计算机根据旋转速度和花样图案发出控制信号，控制声光调制器的发光。

另一方面步进电机的旋转速度也由光栅读数器信号控制。步进电机旋转通过滚珠丝杆，将旋转运动变为拖板横向直线运动(拖板上装有光学系统)。

这样，圆网的旋转运动、光学系统的横向移动及发光频率，这三者运动有机配合，即可在网上制成各种图案。

在制平网时，步进电机通过滚珠丝杆带动拖板在X-Y两个座标上移动，拖板上装有光学系统，由计算机根据图案控制激光器发光，使网上的胶气化形成图案。

                      实施例二

在实施例一的基础上，所述的激光开关直接控制激光发射。激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光功率为30瓦～500瓦。

Claims (9)

1、一种激光制网方法，包括如下制作步骤：

(1)准备印花花色的原样；

(2)在计算机预装印花专色分色系统和花样；

(3)准备网胚；

(4)在筛网上涂可汽化固化胶；

(5)分色图案激光蚀刻；

(6)检查制好的网版；

(7)闷头胶合；

其特征在于所述步骤(5)分色图案激光蚀刻包括：

(5.1)将筛网张紧在表面覆有金属薄层的气压胶囊上；

(5.2)将激光发生装置装在可相对网版移动的高精度伺服拖动装置上；

(5.3)所述的激光发生装置受激光开关控制，所述计算机通过驱动电路控制所述的激光开光；

(5.4)所述的高精度伺服拖动装置通的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述激光开光通、断，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上固化胶汽化，蚀刻出印花花样；

(5.5)通风除烟装置将汽化胶烟雾排出机外。

2、根据权利要求1所述的激光制网方法，其特征在于所述的传感器是光栅读数器；计算机通过变频器调节主轴电机的转速；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机，步进电机转动丝杆实现光学拖板横向位移，主轴电机是控制主轴旋转的电动机，步进电机是控制激光发生装置移动的电动机。

3、根据权利要求1或2所述的激光制网方法，其特征在于所述的激光开关是声光驱动电路和声光调制器；所述的激光发生装置处常开状态，所述的声光调制器挡在激光束通路上，根据计算机的指令通过或偏转激光束。

4、根据权利要求1或2所述的激光制网方法，其特征在于所述的激光开关直接控制激光发射。

5、根据权利要求1或2所述的激光制网方法，其特征在于所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

6、一种专用于如权利要求1所述的激光制网方法的激光制网机，包括张紧筛网用的夹具，涂有可汽化固化胶的筛网，其特征在于还包括：将汽化胶烟雾排出机外的通风除烟装置；预装印花专色分色系统和花样的计算机；装在高精度伺服拖动装置上、可相对网版移动的激光发生装置；受所述计算机控制的激光开关；所述的高精度伺服拖动装置的传感器向计算机连续发出位置信号，计算机根据位置信号指令所述的激光开关通、断激光束，形成时间顺序上的高频率蚀刻激光束，将网版预定点上的固化胶汽化，蚀刻出印花花样。

7、根据权利要求6所述的激光制网机，其特征在于所述的张紧夹具是一个与气泵相连的气压胶囊，所述的气压表面覆有金属薄层。

8、根据权利要求7所述的激光制网机，其特征在于所述的高精度伺服拖动装置由带光栅读数器的滚动主轴和装在丝杆上可横向移动的光学拖板构成，所述的传感器是光栅读数器；带动主轴主电机的转速由计算机通过变频器调节；光栅读数器将主轴的旋转速度读出，输入计算机和电气主控板；计算机和电气主控板根据光栅读数器的读数输出脉冲控制步进电机，步进电机转动丝杆实现光学拖板横向位移。

9、根据权利要求7或8所述的激光制网机，其特征在于所述的激光开关的频率高于20KHZ，所述的激光束功率为30瓦～500瓦。

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