曹建平 李治坤 李文龍

（作者單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)輕工與紡織學(xué)院）

隨著信息傳播技術(shù)的發(fā)展和人們生活需求的提高，消費者不再滿足二維的畫面效果，開始追求更具視覺的沖擊感、層次感和立體感的畫面效果，特別是室內(nèi)裝修裝飾更加注重立體感。本文把絲網(wǎng)印刷技術(shù)延伸到室內(nèi)裝飾領(lǐng)域，研究如何使得立體感更加強烈，從而印刷具有立體效果的裝飾面板，同時也避免了立體印刷中采用光學(xué)鏡片、激光立體印刷獲得立體感的畫面分辨率低、清晰差等工藝難、成本高的缺陷。

一、理論分析

（一）絲網(wǎng)原理

絲網(wǎng)印刷的原理很簡單，非圖文部分在感光膠曝光時發(fā)生反應(yīng)封住網(wǎng)孔，油墨不能透過絲網(wǎng)，在承印物上形成空白部分；圖文部分的油墨在刮板作用下透過絲網(wǎng)，在承印物上形成墨跡，實現(xiàn)圖像復(fù)制。絲網(wǎng)印刷適應(yīng)性強，墨層厚實、絲網(wǎng)印刷的墨層厚度遠(yuǎn)比其他印刷方式厚，一般條件下可達(dá)20-30um，立體感強。同時在絲網(wǎng)印刷油墨中非常容易添加增強油墨的耐性的助劑，更利于長久保存不褪色。因此，在具有立體感的裝飾面板印制時，絲網(wǎng)印刷是最佳選擇。

在其他條件限定的情況下，絲網(wǎng)印刷的墨層厚度是影響視覺立體感的主要因素，因此在此過程中，保證圖文清晰不糊版的前提下，印刷最佳墨層厚度即可。根據(jù)唐寶玲2007年的研究，認(rèn)為絲網(wǎng)印刷理論透墨量是由絲徑 、目數(shù)及絲網(wǎng)厚度等絲網(wǎng)基本技術(shù)參數(shù)決定的單位面積內(nèi)透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔油墨的總量。經(jīng)過王森和汪峰等人的一系列變換，得到：理論墨量 = 通孔面積×絲網(wǎng)厚度－-(1)

將絲網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)代入后，公式（1）可改寫為：D=K2×M2×H--(2)

式中D —理論墨量（cm3/m2） ；K —絲網(wǎng)孔寬（cm）；M —絲網(wǎng)目數(shù)（目 /cm） ；H —絲網(wǎng)厚度（cm）。

設(shè)絲網(wǎng)絲線形成的每個網(wǎng)孔都為邊長相等的正方形， 每根絲線的直徑都相等為 d（cm），根據(jù)絲網(wǎng)編織結(jié)構(gòu)，絲網(wǎng)厚度可近似認(rèn)為是同一高度上兩根絲徑重疊在一起，所以絲網(wǎng)厚度 H = 2d--（3），而絲網(wǎng)目數(shù)M、孔寬K、和絲徑d 滿足如下關(guān)系：K = 1/M - d --（4），可得：墨層厚度D =（1/M - d）2*2d*M2--（5）

絲網(wǎng)印刷的墨層厚度，理論上應(yīng)該等于絲網(wǎng)的厚度，但是在印刷的時候，墨層厚度總是小于絲網(wǎng)厚度，這是由于絲網(wǎng)本身對油墨有一定的吸附性。但大量的實驗表明，通過公式（1）計算所得到的墨層厚度及用墨量近似值與實測數(shù)值很接近，因此，本文采用公式（1）的推導(dǎo)公式（5）計算絲網(wǎng)印刷墨層厚度。

所以，由上分析可知：在保持其他因素不變的情況下，絲網(wǎng)印刷墨層厚度主要由絲網(wǎng)目數(shù)和絲網(wǎng)絲徑來決定。根據(jù)絲網(wǎng)網(wǎng)孔的孔寬K 與油墨的粒徑L 之間的關(guān)系，即K ≥3L--（6），K+d =1/M--（7）

結(jié)合普通絲印油墨顆粒直徑（5 微米）和網(wǎng)孔面積率（≥30%），計算得出采用普通絲印油墨印刷時最好選用124 目/cm 以下的絲網(wǎng)版才能獲得較好的油墨漏印量。

膠片加網(wǎng)線數(shù)的選取合理性影響著絲網(wǎng)選擇的合理性，合理的加網(wǎng)線數(shù)是實現(xiàn)網(wǎng)目調(diào)絲網(wǎng)印刷的前提。為了避免引起類似龜紋的復(fù)制缺陷，絲網(wǎng)制版膠片加網(wǎng)線數(shù)G 和絲網(wǎng)版的目數(shù)M 間一般應(yīng)滿足如下關(guān)系：M ≈3G--（8）

普遍認(rèn)為原稿膠片輸出時圖像的分辨率越高越好，但是較高的分辨率不一定提高圖像的質(zhì)量，反而過多的占用系統(tǒng)資源，影響圖像的處理速度。采用調(diào)幅加網(wǎng)的方式輸出，輸出分辨率計算公式如下：B=G*Q*C--（9）

其中：B—需要設(shè)定的分辨率（dpi），G—輸出時的加網(wǎng)線數(shù) (lpi)，Q—加網(wǎng)質(zhì)量因子（取值為 1.5 ～2.0），C—圖像的縮放系數(shù) 。

（二）工藝路線設(shè)計

本工藝路線利用膠印50%網(wǎng)點面積率的透明UV 光油的凸起小顆粒在視覺特性上帶來的立體感和絲網(wǎng)印刷由墨層厚帶來的立體感的綜合空間感，研究在裝飾面板上采用印刷技術(shù)實現(xiàn)立體效果的應(yīng)用工藝。具體工藝設(shè)計如下：

1.絲印裝飾面板的圖案原稿不必十分精細(xì)、層次豐富，只要在合適的視距里能夠充分體現(xiàn)原稿意圖即可，除了可采用文字、線條的單色稿，還可采用反差較大、層次清晰的彩色原稿。如果十分精細(xì)的話，特別是高光區(qū)域，不僅會丟失原稿數(shù)據(jù)，還會增加再現(xiàn)難度。同時，顏色數(shù)量不宜太多。

2.傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷在制版時采用激光照排機輸出激光照排銀鹽膠片作為制版的底片，激光照排工藝成本高、有污染、流程長，且在暗室操作不便。本工藝為了避免在激光照排、顯影等過程中對圖像復(fù)制造成不利影響，采用噴墨打印全透明防水型絲網(wǎng)膠片制作絲網(wǎng)印版，可在明室操作，具有流程簡化、快速高效、操作簡便、節(jié)能減排的特點，符合當(dāng)前綠色印刷背景下的印刷優(yōu)化工藝。打印的膠片灰霧度＜0.05、 密度＞3.0 即可滿足絲印制版要求。

3.承印物為可做室內(nèi)裝飾面板的透明材料，如PC、PMMA、鋼化玻璃等；在承印物背面利用膠印機印刷網(wǎng)線角度為45°的175Lpi 網(wǎng)點面積率為50%的透明光油凸點，再滿版打底反光油墨，形成有立體感的小顆粒，印刷區(qū)域具有一定的縱深感、空間感；在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息。觀察時通過自然光線反射，能夠產(chǎn)生三維效果。本工藝實驗階段印刷雙色，分別采用30°和45°的加網(wǎng)角度的膠片曬制印版。

4.由于尼龍絲網(wǎng)的尺寸穩(wěn)定性差，給套印帶來一定的困難，因而采用透明玻璃作為承印平臺，用邊角定位法進(jìn)行定位，印刷時用濕抹布擦拭承印平臺產(chǎn)生水膜吸住透明承印物不動。

二、實驗與實驗結(jié)果

本實驗采用2mm 厚度亞克力作為承印物，雙色印刷，采用黃色尼龍絲網(wǎng)繃網(wǎng)。

網(wǎng)目數(shù)為124 目 /cm 以上的絲網(wǎng)版印刷普通的絲印油墨會造成油墨轉(zhuǎn)移率低下，難以漏?。?24 目/cm 以下的絲網(wǎng)目數(shù)可以獲得較好的油墨漏印量，即可以滿足較好的油墨墨層厚度。結(jié)合本課題實際，本文絲網(wǎng)目數(shù)分別選取120 目/cm、100 目/cm、80 目/cm、60 目/cm。

由公式（8）可以推算出合適的膠片加網(wǎng)線數(shù)。由公式（9）可以推導(dǎo)出噴墨打印膠片的分辨率數(shù)據(jù)，其中等比打印、質(zhì)量因子取2。本文中絲網(wǎng)版目數(shù)M、膠片線數(shù)G 和分辨率的對應(yīng)關(guān)系如表1。結(jié)合加網(wǎng)線數(shù)和觀視距離之間的關(guān)系，膠片加網(wǎng)線數(shù)在20-40L/cm 時，最大的觀視距離為11.5m，最小觀視距離約為0.5m。因此，本文選取的加網(wǎng)線數(shù)符合室內(nèi)裝飾面板的觀看的實際要求。

表1 目數(shù)、膠片加網(wǎng)線數(shù)和分辨率對照表

使用表2 的實驗設(shè)備和材料，采用工藝路線設(shè)計的實驗，每種絲網(wǎng)目數(shù)下獲得一個合格樣品，采用主、客觀評價法評價所得樣品的立體效果，得表4 。主觀評價法采用5 位視覺正常的觀察者在標(biāo)準(zhǔn)看樣臺上觀察樣品的立體效果并打分，計算平均值并取整，對照表見表 3 。客觀評價數(shù)據(jù)采集采用兩種方法，一種是通過公式（5）計算，一種是用電鏡測量5 點的墨層厚度取平均值。計算過程假設(shè)疊印處的油墨為兩種油墨的墨層厚度之和，絲徑可以查詢絲網(wǎng)生產(chǎn)公司的技術(shù)參數(shù)獲得，或者獲得孔徑數(shù)據(jù)通過公式計算得到。

表2 實驗設(shè)備與材料

表3 評分與主觀感受對照表

為了對照新工藝主觀的立體感效果，同等絲網(wǎng)印刷條件，在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息，獲得了不同網(wǎng)目數(shù)的4 個合格樣品。此工藝叫舊工藝，本文工藝叫新工藝，經(jīng)相同的主觀評價法，效果對比見表4 中舊工藝主觀視覺立體感。

表4 主、客觀評價結(jié)果

主觀方面，新、舊工藝的視覺立體感對比總體來看，新工藝比舊工藝的立體感明顯，尤其是網(wǎng)線目數(shù)高于100Lpcm 后，新工藝的立體效果優(yōu)于舊工藝的立體效果，新工藝對主觀的立體感效果提升有效。

客觀數(shù)據(jù)方面，墨層厚度計算值和測量值之間存在一定的差距，但不是很大。原因一是在疊印時油墨不能100 疊印，會有一些油墨沒有轉(zhuǎn)移到承印物上，原因二是測量時產(chǎn)生的隨機誤差，這是不可避免的，只能增加測量采樣點減小測量誤差?？傊ㄟ^表4 的主、客觀評價后，總體上能夠說明設(shè)計的工藝路線在亞克力裝飾面板上印刷后具有立體效果，且在給定的加網(wǎng)線數(shù)、絲網(wǎng)目數(shù)、刮板角度等條件下，隨著加網(wǎng)線數(shù)的增加，立體感在減弱，圖文精細(xì)度增加。在實際應(yīng)用時，可根據(jù)觀視距離，在立體效果和圖文精細(xì)度間權(quán)衡選擇絲網(wǎng)目數(shù)，在總體效果上達(dá)到最優(yōu)。

當(dāng)然，對墨層厚度帶來影響的不止上面提到的因素，如感光膠厚度、原稿顏色的豐富度等都會影響墨層厚度的大小，后期會逐漸優(yōu)化。

三、結(jié)語

本文設(shè)計采用絲網(wǎng)印刷方式在亞克力透明裝潢面板上印刷獲得立體感效果的工藝，考慮了絲網(wǎng)目數(shù)、絲徑、加網(wǎng)線數(shù)等對絲網(wǎng)立體效果的影響，利用給定的套印定位方法可有效控制套印精度，采用主、客觀評價實驗后獲得樣張的立體效果，實驗結(jié)果表明設(shè)計的工藝路線的獲得的墨層厚度和立體感明顯，可為具有立體效果的裝飾面板制作提供一種低成本方法。