文 劉東 王建華
作為目前發(fā)展前景廣闊的印刷工藝,絲網(wǎng)印刷的應用范圍十分廣泛:紙張、紙板、瓦楞紙、金屬材料、建材、包裝裝潢材料、辦公用品、智能標簽、紡織品、衣服、T恤、儀表盤、測量設備、控制面板、電路板、廣告、海報、玻璃、陶瓷制品和塑料等。同時,絲網(wǎng)印刷可以在平面上、各種規(guī)則和各種不規(guī)則曲面上實現(xiàn)。根據(jù)不同的承印物和印刷活件,絲網(wǎng)印刷能夠選用不同的油墨類型和工藝,從而使得絲網(wǎng)印刷品在與柔性版印刷、膠版印刷、凹版印刷的競爭中具備獨特的優(yōu)勢,擴大了其市場占有率。
絲網(wǎng)印刷屬于孔板印刷(porous printing),是一種直接印刷的方式。絲網(wǎng)印刷采用濾過性印版,印版的空白部分沒有孔洞不能透過油墨,印刷部分卻由大小不同或大小相同但單位面積數(shù)量不等的孔洞組成,從而油墨可以透過,在承印物上面形成圖文區(qū)域和非圖文區(qū)域。類似凹版印刷,印刷絲網(wǎng)印刷活件時,先在印版的一側涂墨,再用刮墨板在印版上輕刮,同時回墨板在刮墨刀滑架上交替起落,將油墨送回起始端并均勻地在印版上敷一層油墨。通過刮墨板的壓力,油墨穿過印版,轉移到印版下的承印材料上,完成印刷過程。
絲網(wǎng)印刷壓力小,能在各種易碎的承印物(玻璃、陶瓷、絲綢)上進行印刷。絲網(wǎng)印刷的墨層厚實,能轉移12μm或者更高的油墨厚度,約為平版印刷的5~10倍,甚至比凹版印刷還厚,增強印刷圖文立體感,同時印品層次豐富,圖文突起,有浮凸的立體感,色彩鮮艷,質感強,還可以實現(xiàn)多種防偽功能和特殊效果。絲網(wǎng)印刷能夠使用多種油墨進行印刷,包括光固干燥型、揮發(fā)干燥型等多種油墨。
絲網(wǎng)印刷工藝要經過以下的步驟:原稿、圖文信息處理、繃網(wǎng)、印版制作、印刷、印后加工。圖文信息處理部分是對代表圖像信息的電信號根據(jù)制版分色工藝的要求完成色差校正、層次校正、黑版計算、底色去除、清晰度強調、計算、調整顏色等,使之達到印刷的要求??嚲W(wǎng)是利用壓縮空氣牽動,形成一定的張力,將絲網(wǎng)粘貼到網(wǎng)框上。印后加工是根據(jù)印刷出來的絲網(wǎng)印刷品不同的規(guī)格和要求,采用不同的方法,保證絲網(wǎng)印刷品的質量,提高其檔次并增加其特殊功能。
印刷品質量是印刷品各種外觀特性的綜合效果。對于文字信息,高質量的印刷品不能具備各種物理缺陷:邊緣不清、字符破損、多余油墨等;而對于圖像信息,印刷品的質量特征參數(shù)卻是圖像階調與色彩再現(xiàn)、圖像分辨力、龜紋等故障圖形以及表面特征。印刷質量數(shù)據(jù)的及時測定、分析、歸納,能夠使得企業(yè)迅速定位出對印刷質量結果具有關鍵影響的因素,從而大幅度降低消耗,降低成本,提高企業(yè)的經濟效益。同時,印刷質量能夠提高各個印刷工藝流程上下工序之間的配合程度、工作效率、責任劃分程度。并且,印刷質量檢測能夠促進印刷向數(shù)據(jù)化、規(guī)范化、和標準化方向的發(fā)展。
由于絲網(wǎng)印刷方式的特殊性,印品質量的要求不僅多而且復雜。能夠影響絲網(wǎng)印刷品質量的因素有:絲網(wǎng)材料、繃網(wǎng)工藝、刮墨板、絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離。
絲網(wǎng)有黃色、橙色、紅色、深紅色等。絲網(wǎng)一般不選用白色,這樣做一方面減少照射光的漫反射強度,一方面不會在曬版時在印版上面產生暈影現(xiàn)象。而且因為感光材料在藍紫光及紫外光部分有較大的吸收峰,所以絲網(wǎng)的選擇要避免綠色、藍色、紫色。
通常絲網(wǎng)是由等徑橫線和豎線交織形成的網(wǎng)孔,絲與絲之間的疏密程度用絲網(wǎng)目數(shù)表示(即絲網(wǎng)每平方里面的網(wǎng)孔數(shù)目)。目數(shù)愈高絲網(wǎng)愈密,網(wǎng)孔愈小,油墨通過量越低。油墨的通過量和絲網(wǎng)的厚度也有關系。一般來說,絲網(wǎng)越厚,油墨通過量越大。在絲網(wǎng)印刷中,絲網(wǎng)油墨通過量決定著轉移到承印物表面上的油墨量。
絲網(wǎng)張力大小是獲得良好印刷質量十分重要的因素。在印刷過程中,既要求足夠的絲網(wǎng)張力,以使印刷時刮墨板產生的剪切力不會造成圖文分裂變形;但為了不損壞絲網(wǎng),又必須使絲網(wǎng)的張力小于其材料屈服值。
網(wǎng)印要求絲網(wǎng)薄、網(wǎng)孔均勻、吸濕率小、軟化點高、回彈性良、具有較高的抗張強度、低的斷裂伸長率。絲網(wǎng)在制版和印刷過程中要和很多化學藥品、有機溶劑相接觸,所以絲網(wǎng)必須具有很好的耐化學性能,從而保證制版和印刷的質量。目前,絲網(wǎng)印刷中主要使用的絲網(wǎng)有四種:蠶絲絲網(wǎng)、滌綸絲網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)和不銹鋼絲網(wǎng)。蠶絲絲網(wǎng)由天然蠶絲編織而成、耐水性強,易于繃網(wǎng)操作,和感光膠的結合性好。但是,蠶絲絲網(wǎng)的耐磨性和耐化學性差,容易老化發(fā)脆,繃網(wǎng)時很難達到較高的張力,成本較高。滌綸絲網(wǎng)耐水性、耐高溫、耐化學藥品、耐溶劑能力較強,而且拉伸性小,物理性能穩(wěn)定,尤其適合于印刷精度高的印刷品,但是滌綸絲網(wǎng)的耐磨性差。尼龍絲網(wǎng)是尼龍單絲編織品。強度很高,耐磨性、耐化學藥品性、耐水性和彈性都很好,尤其是油墨通過率極高(絲徑均勻,表面光滑),但是繃網(wǎng)一段時間之后,繃網(wǎng)張力就會因為應力的松弛而下降,進而導致印版精度下降。不銹鋼絲網(wǎng)耐印率好,耐磨性好,強度高,拉伸性小,絲徑均勻,表面光滑,油墨通過率高,但是價格成本高,回彈性差。選擇絲網(wǎng)時,要綜合考慮成本、過墨量、耐印率。承印物表面狀態(tài)、印品精度要求類型,選擇不同材料、目數(shù)、結構的絲網(wǎng)。
絲網(wǎng)版制作完畢后,要進行的是繃網(wǎng)。如圖1,即為繃網(wǎng)機。將制作好的絲網(wǎng)版固定在網(wǎng)框上,然后施加外力以達到繃網(wǎng)目的??嚲W(wǎng)力不足或者不均勻,那么套印精度會下降,同時絲網(wǎng)印版使用壽命也會減短。實際印刷中如果沒有特殊的要求,繃網(wǎng)力控制在10N/cm左右,允許誤差為2N/cm。多色印刷中,各色版采用不同的網(wǎng)線角度防止龜紋的發(fā)生,傾斜的角度一般不超過15°。
刮墨板施加壓力,完成絲網(wǎng)印刷過程中的油墨轉移。刮墨板一般由天然橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠和氟橡膠構成。天然橡膠和氯丁橡膠價格低廉、印刷時產生的靜電少,但耐磨性差、顏色較深;聚氨酯橡膠耐磨性好,但是對極性溶劑很敏感,多用于高檔刮墨板。刮墨板的性能直接影響印刷效果。刮墨板的硬度在肖氏硬度60°~90°,厚度6mm~10mm,寬50mm的范圍較好。在硬度較高的承印物上印刷時,選用軟質刮墨板,印版和承印物在壓力下接觸良好,承印物上面轉移的墨層均勻;相應的,在軟質承印物上印刷時,就要選擇硬度較高的刮墨板。刮墨板的長度要長于印刷圖文畫面的寬度,如果刮墨板過長,不利于印刷過程的進行,而且造成浪費;如果過小,無法在整個承印物的圖文區(qū)域上面轉移油墨。一般刮墨板比印版上圖文畫面尺寸兩段各長5cm。每次刮印過程中會產生熱量(刮墨板和印版之間摩擦),造成刮墨板變形。而且,刮墨板必然要接觸各種油墨、化學溶劑,發(fā)生不同程度的變形。所以,要求刮墨板具有一定的機械強度和抗化學藥品。
刮墨板在使用中要保持適當?shù)膲毫凸斡〗?,使得絲網(wǎng)印版與承印物表面呈線接觸來完成油墨的轉移。在絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離、網(wǎng)版張力一定的情況下,如果壓力過小,絲網(wǎng)印版接觸不到承印物表面,無法實施印刷;壓力過大則會使得刮墨板發(fā)生彎曲變形,刮墨板與絲網(wǎng)印版和承印物之間的線接觸變成了面接觸,加劇了刮墨板和印版之間的磨損,導致絲網(wǎng)印版松弛,印刷圖形變形,多色印刷套印精度降低,影響印品質量。絲網(wǎng)印刷中,刮墨板在以一定角度向印版施加一定壓力的同時,還要獲得一定的壓力使其移動。刮板角(即刮墨板和絲網(wǎng)印版之間的角度)越大,壓印力越小。刮印角與刮印速度有著直接關系。刮墨板的速度越慢,刮墨板與絲網(wǎng)印版的摩擦阻力和油墨的粘度減小,刮墨板的彎曲變形也就越小,刮板角越大。一般情況下,平面網(wǎng)印的刮印角取20°~70°,曲面印刷的刮印角取30°~65°。
為了使承印物在未刮印時承印物不粘油墨,絲網(wǎng)印版不是直接放置在承印物上,而是在其上方一段距離,只有在刮墨板刮過時,絲網(wǎng)才會和印刷表面接觸。如果在成型的曲面承印物上印刷,承印物在印刷的同時做圓周運動,絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離不會造成印刷圖文模糊甚至變形的現(xiàn)象。不同的承印物、油墨粘度、絲網(wǎng)印版,絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離是不同的。通常,高品質的絲網(wǎng)印品,絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離為1~3mm,普通印刷品距離要大一些,約為前者的兩倍;曲面承印物距離比平面承印物距離要小一些。
常見的絲網(wǎng)印刷故障有三種:油墨固著不良、堵眼、印刷龜紋等。
油墨固著不良即印版上圖文部分的油墨不能牢固附著在承印物上。不同的油墨,承印物具有不同的特性,造成的油墨固著不良的程度、原因都不盡相同。紙張是主要的承印物之一,在整個的印刷過程中,包括搬運、上光、覆膜、干燥,會產生靜電,從而引發(fā)油墨的固著不良。再者,紙張的滯后現(xiàn)象也會造成最終印品油墨的固著發(fā)生問題。為了降低紙張影響,印刷前要對紙張進行調濕處理。塑料是包裝四大材料之一,大多數(shù)非極性的塑料都存在不同程度的油墨固著問題,需要對塑料提前進行表面處理:使用化學藥品清洗表面、除靜電、物理或化學粗化、氧化、極性化處理。
堵眼即絲網(wǎng)印版的網(wǎng)孔因油墨干固而逐漸堵塞,造成印刷故障。形成堵眼故障的原因很多,主要包括四個因素:油墨不良引起堵眼;印版上面有多余的油墨(印刷壓力過大或者印版和承印物之間的距離過小),多余的油墨結膜,引起堵眼現(xiàn)象;印版在使用或者保存過程中,有異物污染印版,則必然發(fā)生堵眼故障;承印物的表面平滑度很低,表面強度較弱,造成印刷過程中掉粉或者拉毛現(xiàn)象,從而造成堵眼故障。
彩色印刷品是通過不同顏色的油墨疊印再現(xiàn)色彩的。多色油墨網(wǎng)點以不同的角度疊印會產生條紋狀的干擾現(xiàn)象,即“莫爾條紋”,嚴重時產生“龜紋”。避免龜紋的一個有效方法就是分色圖片采用不同的加網(wǎng)角度。常用四色絲網(wǎng)印刷加網(wǎng)角度如表1所示。另一個在實踐中證明有效的是采用傾斜繃網(wǎng)法。
表1 常用絲網(wǎng)印刷四色加網(wǎng)角度
絲網(wǎng)印刷工藝在印刷行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用,應用范圍日趨廣泛,市場對絲網(wǎng)印刷品的需求越來越旺盛,未來發(fā)展的潛力巨大,但是絲網(wǎng)印刷工藝在精度和質量方面還有提升的空間。綜合考慮自身各個因素,選擇合適的承印物、油墨、加網(wǎng)角度、絲網(wǎng)材料、刮墨板、繃網(wǎng)工藝、絲網(wǎng)印版和承印物之間的距離,控制生產環(huán)境的溫度、濕度、保持室內清潔,提升對操作人員的要求,從而提高絲網(wǎng)印刷品的質量,促進絲網(wǎng)工藝的進步,進而推進整個印刷行業(yè)的發(fā)展。