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1、丝网印刷中油墨转移过程的探讨摘要 丝 网印刷属于孔版印刷，它与其他印刷方式相比，具有明显的特点，工艺相对简单，生产成本较低等。本文主要从实验需要出 发， 结合自己遇到的问题，分析丝网印刷中油墨的转移过程及过墨量的影响因素等,给丝网印刷机的调整提供可借鉴的经验，然而，在实际的印刷过程中，还是要根据所用油墨、承印物等额需要，找出印刷的最佳条件。引言近段时间由于课题需要，接触到丝网印刷较多，也借此机会对丝网印刷这种印刷方式进行了深入的学习和思考，主要用到的是学校实习工厂的 406 室的涂布机、SWI-1200X 显影机、网烘版箱、手轮张网机和 SWE-1200 电气动丝网印刷机等。丝网印刷与其他印刷
2、方式相比，具有明显的特点，包括印刷方式灵活，承印范围广；墨层厚实，立体感强；工艺相对简单，生产成本较低等。由于丝网印刷技术的固有特点，使其有着不可替代的作用和用途，丝网印刷已广泛应用于广告、标盘、纺织品等装饰性产品以及塑料片材、面板、仪表盘等工业加工领域 1。丝网印刷无论其应用领域不同或者承印物不同，它的油墨转移原理是相同的，即将丝织物、合成纤维织物或金属丝网绷在网框上，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版，印刷时，通过刮墨板的刮压，使油墨从图文部分的网孔漏印到承印物上，完成油墨的转移。1 油墨转移过程在丝网印刷中，油墨的转移是依靠刮墨板所施加的压力，将油墨从丝网的网孔中挤压漏印到承印
3、物上的，在这个过程中，油墨从网版到承印物上的转移通过以下几个步骤来完成。1.1 油墨在网版上的移动回转丝网印刷过程看起来非常简单，一把刮刀一个网版而已，但其油墨传递过程比我们平时所认为的要复杂得多。印刷时油墨均在刮板的运动区间呈圆棒回转式运动，旋转离心力和刮刀压力同时对油墨发生作用，如图 1 所示，刮板运动时的油墨移动回转的断面，斜线的部分是回转油墨的断面，接触版与承印物的 P 点附近是油墨转移的部分。其回转速度与刮墨板的运动速度和油墨的黏度有关，不同之处是刮墨时油墨需要通过丝网网孔，而回墨时油墨呈一定厚度的膜层涂在网版丝网面上。图 1 油墨的移动回转1-刮板；2-回转油墨；3-丝网印版；4-
4、印刷台；5-承印物；P-印版与承印物的接触点；A-油墨转移的位置油墨的黏度、粘性和流变学性质对其回转运动有较大的影响，高黏度、高粘弹性的油墨在刮板上运动时无法在网版上回转，不能进行正常印刷。刮板运动时油墨向承印物上的转移量情况一般为：1）刮板角度最大为 90，最小为 45，若向小于 90的方向变化，则油墨的转移量增多，若向 90的方向变化则油墨的转移量减小，一个极端的情况是用刮板尖端切割版上的墨层，则油墨转移量很少。一般折中的也是生产过程中常用的事 75，当然也根据自己的需要做适当的调节，而我们在实验中发现较合适的角度是 60左右，我觉得主要是因为我们用的承印物吸水性较强。2）刮板角度一定时，
5、刮板速度对过墨量有影响，油墨通过网版开孔需要一定的时间，速度较慢时，易产生堆墨现象，速度快则易产生斑点.。解决的办法是采用这两者之间的刮板速度进行印刷或与刮板相适应，调节油墨的黏度，找出合适的印刷条件。而我们的印刷机是不能调速度的，只能通过改变刮板的压力和油墨的黏度来调节印品质量。1.2 油墨的转移我们用的是刮板移动式平面丝网印刷机，油墨转移过程就是油墨在刮板压力作用下，通过网版通孔部分转移到承印物上的过程，现按照刮板移动时间加以说明，过程如图 2 所示。1）当刮墨板进行刮墨运动时，处于刮印角内的油墨随着刮板向前移动的同时，自身做回转式运动，并不断的填充于丝网的通孔中，如图 2-A 所示；2）
6、在刮板的移动过程中，已经填充于通孔中的油墨会不断的刚好处于刮墨板的正下方，承受较大的压力而压缩，并使其黏附在承印物上，如图 2-B 所示；3）根据丝网印刷原理，在印刷过程中，丝网与承印物始终是呈线性接触的。所以处于刮板正下方具有一定黏度的油墨，在下一个瞬间的离版操作中会受到丝网与承印物的拉扯，使其伸长，如图 2-C 所示；4）在离版操作完成的瞬间，油墨被分为两段，上段留在通孔中，下段覆盖于承印物上如图 2-D 所示，最终，被分为两段的油墨会因其自身的粘弹性由墨丝状复原，如图 2-E 所示。图 2 油墨的转移归纳起来就是油墨的填墨、转移和铺展三个过程。1.2.1 填墨填墨是向网孔内灌墨的过程，填
7、墨的程度受很多因素的影响，油墨受外力作用的大小、时间、丝网通墨性能及油墨的流变性等；油墨在填充通孔时，刮板前端与版面接触的角称锐角是一个重要因素，刮印角小，填墨量大，反之，刮印角大，填墨量则小；在一定的速度范围内刮墨速度增加，填墨量增加，超出该速度范围，填墨则减少；油墨的流变性对填墨量也有影响，如黏度过大，油墨进入网孔的阻力也大，填墨量就会减小；钝角的刮墨板比锐角的刮墨板填墨要多；另外，丝网的材料、网孔的形状和大小等，都对网孔填墨量有一定影响，网孔壁对油墨的阻力越大，则填墨量越小。1.2.2 油墨转移这里的油墨转移指的是通孔中的油墨，在刮墨板压力下压缩并与承印物黏附，在离版操作中，油墨呈墨丝状
8、并有一个向上的抗拉力，与黏着在承印物上的油墨之间一边相互拉，一边变形流动，拉丝后分裂。这个过程中，填充在一个通孔中的油墨状态变化，如图 3 所示。图 3 油墨转移的过程 21）填满于通孔中受压后的油墨，既与丝网黏附，又与承印面黏附，只有丝网孔上方的油墨面为自由表面，如图 3-A 所示；2 ）油墨的拉伸扩展状态。当网版与承印物分离时，网孔内的油墨受力变形，对具有粘弹性的油墨来说，由于改变其体积比改变其形状所需的能量大，因此受力的油墨只能改变其外形，而墨柱与丝网及承印物的黏附是不太可能发生黏附分离，于是变形只发生在非黏附表面即自由表面上，它们在拉伸应力和表面张力的共同作用下，形成如图 3-b所示的
9、凹面。3）油墨的流动态。随着网版的进一步分离，非黏附表面即自由表面的面积进一步扩大，丝网上油墨黏附层内产生一个拉伸应力，该力与油墨的内聚力相平衡，但方向相反，成了一种剪切应力。剪切应力比正应力更易于破坏油墨体，故油墨的分裂发生在丝网表面的黏附层，而承印面的黏附层未形成剪切拉伸，故不发生分裂，分裂后有一层很薄的黏附层仍留在丝网上，如图 3-c所示。分离过程，即不断的剪切使油墨从丝网的边缘不断的分裂，最后成墨丝状而完全分离，如图 3-d 所示。1.2.3 油墨铺展油墨的粘弹性是实现油墨转移的基础，对于油墨的这一性质，可通过两张纸叠合并在中间放入 2g 左右的墨，压一下后迅速打开纸，观察油墨分裂时的
10、阻力和分裂瞬间的拉丝情况来判断其黏性，还可把中间夹墨的两张叠合的纸平行拉开，观察位移应力，这时可以看出与位移应力相比，分裂时的拉力非常大。当油墨与丝网分离后，断裂的墨丝因具有粘弹性，能迅速缩回，避免了飞墨故障，这时，如果油墨停止流变，则印迹会有明显的网迹，其程度取决于丝网的接触面积，如图 4 所示，表明了油墨刚转移后的网迹状态，为了消除网迹现象，要求油墨转移到承印物上后仍具有一定流动性，使墨面很快流平，同时还要防止印迹过分扩大，从而获得表面光滑的印迹墨膜。图 4 印记油墨的流变2 丝网过墨量过墨量是丝网印刷中的主要参数之一，是决定印品膜层厚度的关键因素，也是选择丝网目数的依据，过墨量是指丝网单
11、位面积内油墨透过网孔的总量，通常用 表示。过墨量是一个理论值，通常实际过墨量是小于理论过墨量32/cm的。理论透墨量是指由丝网技术参数所决定的单位面积内透过丝网网孔油墨的总量。丝网的技术参数一般包括丝网的目数、丝网丝径、丝网开口、丝网开口率及丝网的厚度等。理论透墨量的计算：式中 Thv-理论透过量 ( )；L-丝网目数(目/cm)；M- 丝网开口宽(cm)；d-丝32/cm径(cm)； -丝网厚度 (cm)；H-丝网开口率。3 丝网实际过墨量影响因素实际过墨量是小于理论过墨量的，影响实际过墨量的因素很多，除了丝网技术参数以外，其他因素也会对透墨量产生较大的影响，主要有：1) 网版的张力。丝网在
12、绷网过程中，随着张力的增加，丝网本身的技术参数相应会跟着发生变化，张力越大，目数下降的越大、网孔变大，线径会变细、网布变薄等，最终导致透墨量的变化。绷网张力使构成丝网的网丝伸长，所以丝网目数越高，相对张力的伸长率越大，表 1 所列数据能够说明这一点。表 1 尼龙丝网的目数、张力及伸长率 32(,) =10H%ThvfLMd目数( 根 /in) 张力(N) 伸长率(%)300 41.2 7.08.5250 49.0 6.07.5225 49.0 6.07.5200 58.8 5.57.0150 68.6 5.06.5在张力作用下丝网伸长，丝网目数及丝网孔宽发生变化，这时丝网目数和丝网孔宽可用下式
13、计算式中 -张力作用下的丝网目数； -张力作用下的丝网孔宽 -伸长率 4MO丝网目数、厚度、孔宽、理论过墨体积等可在有关技术手册中查到，表 2所列即是手册中查到的聚醋单丝丝网 TNP(TXX)的技术规格。表 2 聚醋单丝丝网 TNP(TXX)的技术规格型号目数(根 /in)线径( )m厚度 ()孔宽()通孔率 (%) 过墨体积 32/cmTXX 25 196 67 806323 1920 175 67 807829 2318162x16583 1057222 2316148x15083 1058726 2814140x13883 10510030 311M()12128x12495 12010
14、728 3410110x11695 12014036 438 78x83 131 18518534 637 78x72 131 18520838 706 70 131 18523241 762) 膜层的厚度。如果采用感光胶来制作网版，我们的实验中就是用的感光胶，还要考虑感光胶本身的固体含量，固体含量低的感光胶在制版后，膜层中水分被挥发，膜层将会变薄；3) 油墨类型。溶剂型油墨在印刷后，溶剂会挥发，最终膜层也会变薄。光固型油墨在印刷后，树脂受到紫外线的照射后瞬间发生固化，所以墨层保持不变；粘度越低的油墨在印刷过程中，过墨量越大，墨层会越厚；4）刮胶的硬度。在印刷过程中，硬度越高的刮胶，越不容易变
15、形，下墨量越小，相反则大；5）刮板的刃口如果成直角，下墨量小，如果成钝角下墨量则大；印刷时刮板与网版的夹角越小，下墨量越大，因为刮刀与网版呈面接触，相反则小；6）刮印的速度。印刷的速度越快，透墨量越小，因为油墨还没有完全填满网孔时，已经被挤出，造成供墨间断。印刷时应选与油墨、承印物相适应的速度；7）承印材料。承印材料的表面粗糙度越大，油墨吸收性越好，透墨量越大，反之则透墨量越小；8）印刷环境。如果印刷环境的温度变化太大，会对油墨本身造成影响，印刷环境温度越高，透墨量越大，反之，则透墨量越小。对实际的印刷品膜层厚度的检测可以采用两种方法：1）称湿墨的重量，首先尽量控制印刷中的每一个环节保持不变，
16、印刷后承印物的重量，再减去承印物原有的重量，得出的数据便是湿墨的重量；2）测墨层的厚度，用测厚仪测出覆墨后承印物的厚度，再减去承印物原有的厚度，得出的数据便是墨层的厚度。由于在印刷过程中油墨难免沾到刮刀和回墨刀上的，并且量难以估计，所以我们实验中我们主要用到的是第二种方法 5。4 结语这个综述，主要是针对前段试验中遇到的问题，以及印刷时遇到的问题，从原理上进一步了解和认识丝网印刷过程中油墨的转移问题，查阅了相关的文献和书籍，在这个过程中也有很大的收获，以上分析只是给丝网印刷油墨的选择以及丝网印刷机的调整提供可借鉴的经验，实际印刷过程中还是要根据所用油墨、承印物等的需要，找出合适的印刷条件。最后谢谢老师给我提供这样一个机会，要不然由于可能由于时间或者自己的主动性等原因，我觉得我都不会去深入了解这个问题。谢谢老师在教学过程中精心给我们搜集的印刷样品，很多问题以前都没有考虑过，在上课的过程中，我们收获良多。参考文献:1 郑德海、郑军明等 .丝网印
