我国第一条钢桶彩印生产线在南通问世

杨文亮

最近，我国第一条钢桶薄板彩印生产线在江苏华宇印涂设备集团有限公司问世。这一重大成果，改写了我国钢桶生产技术和工艺的传统，不仅大大地简化了钢桶生产工艺，而且使钢桶表面质量实现了突飞猛进的提高，这是一项具有里程碑意义的进步。

江苏华宇印涂设备集团有限公司是一家专门从事钢桶脱脂清洗、涂装、烘烤、金属薄板印刷涂料、废气处理及热能回用等相关成套设备的研究、设计、生产、销售于一体的机械制造企业，是江苏省高新技术企业。该公司始建于1972年10月，目前该公司已具有三个工厂区，拥有总资产2.15亿元，职工711人，年销售额达2.5亿。目前主要产品有200L钢桶清洗磷化生产线、200L钢桶喷漆室、环保节能烘房、丝网印字机、金属板校平剪切生产线、催化燃烧废气处理机及热能回用装置、直接燃烧废气处理机及热能回用装置、金属薄板彩印烘干生产线等三十多个高新技术产品。产品畅销全国，其中金属薄板彩印烘干成套设备在国内市场占有率达到80%以上，并出口美国、俄罗斯、日本、德国、法国、意大利等50多个国家和地区，是国内同行业中规模最大的印涂成套设备专业制造企业，是名符其实的印铁行业小巨人。

近年来，华宇集团在钢桶业不断开发，已研发出多种适合国内钢桶制造企业使用的涂装设备。由于市场的需求和行业发展的需要，华宇集团成功研发了钢桶薄板彩印生产线，从而改写了我国钢桶业的发展历史。

该设备现已生产两条生产线，一条生产线安装于格瑞夫（上海）有限公司，另一条生产线被天津临港包装容器有限公司订购。

一、钢桶薄板彩印生产线的工艺构成

HYP1800型钢桶薄板彩印生产线主要为钢桶制造企业的钢桶基板材料进行印刷，即为定尺薄板进行上下表面印刷、烘干、收料堆垛、然后制造成钢桶。主要应用于200L钢桶生产企业使用。

1、钢桶薄板彩印生产线基本技术参数

2、钢桶薄板彩印工艺流程

3、钢桶彩印生产线设备组成

4、钢桶彩印生产线基本特点

钢桶彩印生产线采用进口PLC和变频控制器，实现无轴传动，确保进料、印刷、上料、卸料、收料、输送的同步。卸料保护、输送链张紧、金属薄板校齐均采用气动控制来实现。进料输送部分采用无级变速的同时，还采用了真空吸附和伺服系统实现缓冲，确保薄钢板在高速输送时不撞伤、不擦伤。采用滑动式导轨固定，使导轨热冷伸缩自如。输送链滑动滚轮无须加润滑油且能运行平稳。采用单面薄板涂料，也可留空涂料。传油辊采用单独的变频电机驱动。

二、钢桶薄板彩印生产线结构及工作原理

1、钢桶薄板彩色印刷机

钢桶薄板彩印机是属于平版胶印的一种印刷方法。平版胶印中，印版不着墨的空白部分和着墨的图文部分几乎在同一个平面上，空白部分亲水疏油，图文部分亲油疏水。印刷过程中，薄钢板并不和印版直接接触，而是通过高弹性的橡胶滚筒来转印图文。因此，印刷表面的层次丰富、色调柔和，是复制彩色印刷的十分理想的印刷方法，故有“彩印”之称。

（1）彩色印刷机的原理

彩色印刷机是通过油墨的传递和转移来完成对色彩、文字的再现。油墨在胶印时的传递过程是：墨罐→墨斗→墨斗辊→传墨、匀墨系统→印版→橡皮布→金属板，如图1所示。

图4 油墨在胶印过程中的传递

油墨的传递和转移可以说是同时进行的，其中涉及一个胶印最重要、最突出的原理：油水不相容原理。

油水不相容原理，是指两种固体或液体相混合时，有一个规律，即分子结构相似的物质互相溶解，而水是一种极性很强的液体，只能对于极性很强的物质容易溶解；而油是有机化合物，极性很弱，或者完全无极性，属于非极性分子，所以和水不相容。虽然同时存在于同一平面，也会构成油水不容、相斥现象。

为了达到印刷过程中实现油墨的转移，在既有水又有油的平版胶印过程中，我们必须适应油水不相容这一原理，在版材制作过程中采用物理、化学方法，对图文部分和空白部分各自所在的位置表面进行处理，改变为形成亲油和亲水表面。

现代的胶印印版通常是阳极化的铝板，上面再覆有一层光敏性共聚物，具有在印版晒制过程，已显影的印版表现平滑，分为两个区：一是图文区，通过分色片曝光，留在印版上；二是非图文区，通过曝光显影，光聚物被去除，铝版基暴露，形成非图文区。在正常印刷过程中，先湿水，水只湿空白部分，不附在图文部分上，上墨后油墨也只附在亲油图文区，最终保证油墨的正常转移，图文和空白部分的完好再现。

胶印的版材多采用廉价的铝板或锌板，制版成本低，印版轻而薄，操作方便。

（2）彩色印刷机的构成

印刷机除打样机外，几乎全是圆压圆形印刷机，且种类较多。它由给料机构、供墨机构、润湿机构、印刷机构、收料机构五大部分组成。此外，彩色印刷机还附有套准、定位等装置，还利用高频、热风、红外线等对印墨进行干燥，印刷速度和印刷质量都比较高。

印刷机构：主要包括印版滚筒、橡胶滚筒和压印滚筒。如图2所示，印刷过程中，印版滚筒上图文部分的油墨层被吸附到橡皮滚筒表面，通过压印滚筒又将油墨转印到承印物上。

图2 胶印机印刷机构

供墨机构：该机构由墨斗、墨量调节螺丝、出墨量调整板、墨斗辊、匀墨辊、串墨辊、靠版辊组成，其排列情况如图3。

图3 胶印机供墨机构

润湿机构：包括水斗、水斗辊、传水辊、匀水辊、着水辊等，如图4所示。

图4 胶印机润湿机构

如图5为彩色印刷机实物图。

图5 钢桶薄板彩色印铁机

（3）彩色印刷机的特点

该设备可用于各种钢桶薄板的表面印刷文字、彩色图案生产，全机由送料、印刷、出料传动，电气自动控制等部分组成。采用无轴传动，各机组间同步采用PLC和伺服控制技术，控制精度高。采用硬包衬结构，使印品网点更结实。印版和橡胶布均采用快速装夹结构，能大大缩短辅助工作时间，提高工效。压印滚筒、印版滚筒、着水辊、着墨辊、传水辊、传墨辊，出料起落架、双张剔除器等均采用气动离合，操作方便。而且人机界面，画面直观，操作简单。

2、单色涂布机

单色涂料印铁机简称涂布机，是利用滚筒的传递使橡皮涂布辊上的涂料均匀地涂布在金属板上，直接进行印白涂料或打底涂料，以及对印刷图文后的金属板进行罩光。也有的薄板印刷机不设置涂装装置，涂装作业由附属的涂布机进行。

涂布机是通过滚筒的传递，使橡皮布上的涂料均匀地涂布在薄铁板上的装置。一般用于钢桶内涂料印刷和彩印打底和上光。

涂布机的主要部件有出料辊、传料辊、橡皮涂布辊、刮料辊和刮刀等，如图6所示。

图6 涂布机工作原理

1-出料辊；2-传料辊；3-涂布辊；4-金属板；5-刮料刀；6-刮料辊；7-增湿辊

橡皮辊是涂布机涂布辊，应用材料主要有腈基橡胶系、异丁橡胶系、聚氨酯橡胶系等。根据涂料的溶剂组成，选择具有一定膨润性、拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等物理性能的涂布辊。

涂布辊有以下三种型式：

①采用厚橡皮布，把5mm左右厚的耐溶剂橡皮布包在空心铁辊上，这种涂布辊涂布质量好，适用于满版涂布；

②将橡皮布衬垫毡呢包在铁辊上，适用于一般产品的满版涂布；

③留有焊缝的开槽橡皮布，主要用于桶身薄板的涂布。

如图7所示为钢桶薄板涂装机组。该设备可用于钢桶薄板表面进行打底、上光及对钢桶薄板表面满板涂装、留空涂装，是钢桶薄板胶印的常用配套设备。薄板的输送采用PLC及变频控制系统。橡皮辊筒用耐油橡胶或聚氨脂制成，耐磨性好，寿命长。托辊筒采用镍铬钼冷硬铸铁或特殊处理精磨而成，使用寿命长，表面精度高。设有主刮刀清洗装置、辅助刮刀和刮刀张紧装置，配有刮刀压力气动控制装置，确保刮刀两端压力一致，压力适中，避免损坏托辊表面。设有定位磁性轮、进料磁性轮、出料磁性轮，定位为后定位，可动侧规和多辊侧规装置可以保证金属板的正确留空。橡胶辊轴端采用端面齿连接，更换橡胶辊极为方便。配有薄板自动分离装置和薄板双张控制装置，并能自动检测和剔除双张或多张薄板。

图7 薄钢板涂布机组

3、彩印涂料烘房

钢桶板彩印涂料烘房包括预热区、高温区的加热干燥，然后在冷却区冷却，涂膜硬化。树脂型油墨，一般130～150℃，时间8～10min。涂料一般利用重缩合和溶剂的挥发，以形成一层干燥的涂料皮膜，干燥温度为180～210℃，时间为8～10min。干燥装置的热源主要有直热式和热风循环式，后者炉内温度分布良好，能对板料面进行均匀加热，适用于高速的大型印刷机。
如图6所示为彩印涂料烘房示意图。图中左上角为烘房内温度曲线。

图8 钢桶薄板彩印烘房示意图

1-前皮带传送；2-前传动机构；3-前排风；4-循环风机；5-热交换器；6-回风风机；
7-扶梯；8-烘房墙板；9-后排风；10-冷却吹风机；11-冷却抽风机；12-后传动机构；
13-后堆积机构；14-自动出料机构；15-花铁架

图9所示为钢桶薄板彩印烘房的外形图。

图9 钢桶薄板彩印涂料烘房

三、先进的制桶工艺和超前的环保理念

该生产线所采用的钢桶生产工艺为先印刷、后制桶的工艺，为国内乃至亚洲首创。与传统的制桶工艺（先制桶-后清洗-除油-磷化-烘干-喷漆-烘干）相比，取消了原工艺中对钢板原料的清洗、除油、磷化、烘干、喷漆等过程，这样在避免传统工艺对环境的污染（清洗、喷漆时产生大量污水和有毒气体）的同时，提高了生产效率及自动化程度，保障了产品质量，减少了能耗及劳动力的使用量，降低了成本。此外，由于采用柔性版印刷，而不是使用传统的喷涂，在提高钢桶外观质量的同时，也使得图案更加丰富、美观，在一定程度上还可以起到防伪作用。采用彩印生产线后，钢桶生产也不再需要进行丝网印字或热转印等工序，使传统制桶工艺得到了极大的简化。

1、生产过程环保

由于该生产线工艺，省去了传统制桶工艺中的清洗、磷化、喷漆等对环境污染的工序和污水处理，可省去废气处理和污水处理的麻烦。

2、钢桶防伪

国内传统的制桶工艺，虽然在钢桶涂料生产环节投资较小，但技术含量较低，很容易仿造，没有任何防伪功能，导致国内品牌产品频遭假冒产品冲击。采用彩色印刷工艺，产品难以仿造，从而杜绝了假冒产品的出现，起到了防伪的作用。

3、生产速度快

采用制桶薄板彩印工艺，使钢桶生产工艺得到大大的简化，并能够实现真正的全自动生产，先进的钢桶立式生产设备也能得到广泛的应用，可以大大提高生产效率。如果配上快速的中段立式生产设备，整个生产线的生产效率可达到900只/小时，相当于传统生产线的2～3倍。

4、产品质量高

由于彩印生产线可实现钢板两面印刷，可满足钢桶内外表面的高清洁要求。如果生产线采用封闭式生产管理，完全面满足盛装食品级的产品要求，并能满足化工类要求高清洁度钢桶的要求，能轻松满足中高端钢桶用户的要求。

5、钢桶颜色丰富多彩

传统的钢桶涂装方法，最多只能满足多色表面套色，而达不到真正的彩色。而采用彩印生产设备，却能达到钢桶表面照片般的丰富要求，使钢桶表面更加丰富多彩。