丝网印刷作业(缺图)
丝网印刷作业
要想顺利地进行丝网印刷,必须做好印料(油墨)、承印物、印版等的准备工作。如选用油墨的类型是否合适,墨色、粘度及稀释剂是否恰当;承印物的尺寸、类型、数量,表面是否需要处理;印刷机各部件运转是否正常,印刷台表面是平整;印版的尺寸是否准确,精度是否合格等等。
一、油墨的调配
开印前,应使油墨具有良好的应用和印刷适性,必要时需做适当的调配。
1.调色。配墨前,先应计算每色印数的耗墨量,使调配的墨量适当。尤其对二液反应型油墨,应据其固化速度和印刷速度来计算其调墨量。
要获得正确的色彩,调墨应在稳定的自然光下进行,同时不可以数色并置观察,免受错觉的影响。配置新鲜墨时,深色墨的加入要逐渐接近,切忌一次加入过多,再用大量浅色墨补救。同时应尽量减少混合的色相,色相愈多,灰度愈大。
另外还应注意干燥前后的色彩变化,如吸墨量大的浅色承印物上,干后的墨色往往浅淡;发泡油墨的湿态、干态及发包泡态三相的色差较大;陶瓷印墨烧制后色相殊变;白色油墨经高温会变黄等。诸如此类的变色规律,需要印刷者在实践中,积累经验和样品,做出各自的色标。
丝印油墨(印料)的色彩调配是丝印生产过程中不可忽视的一个环节。调配的基本原理离不开色光的加色法和色料的减色法等基本原理。
色料三原色中以任意两色等量混合,便能产生光的三原色的某一色相。这三种色相从颜色的角度讲,称为间色(或叫第二次色),如黄、青二色混合形成的绿色,即为间色。间色与间色混合产生的色相称为复色(或称为第三次色)。三原色油墨混合成的间色、复色如图3-60所示。
图3-60 三原色油墨混合成的间色、复色
2.油墨调色方法。所谓配色就是将两种以上的颜色,或是除主调色色彩之外再使用少量的色彩邻接,形成色彩的组合。彩色油墨使用前调配时,首先将色样上需要配制的颜色单独露出,正确的分辨出原稿(或原样)色彩是原色、间色,还是复色。如果是间色、复色,需要分辨出主色与辅色的比例。其次一定要根据原稿指示的色调,小样调试,待与原稿相比,颜色色差较小或相等时,方可大批调配,且时间要短,调量要适当。调的过少,造成停工,油墨色相不一,影响生产正常进行;过多会造成不必要的浪费。调墨通常在光线稳定或光线不直接照射的地方进行。
丝印油墨调色时要注意三点:a.配墨时应尽量少加不同色的油墨,色墨种类越少,混合效果越好。b.采用“由浅入深”原则,无论配制浅色或鲜艳的彩色油墨,当色相接近样板时,要小心谨慎。不同厂家生产的油墨,最好不要混合调用,尽量采用同一厂家不同颜色的油墨进行调色,否则会产生色调不匀的现象,严重时会出现凝聚而使油墨报废。c.有些丝印油墨是通过烘干来干燥的,浅色烘干后比未干燥的更浅,深色烘干后偏深。另外,油墨的色调在印刷时干燥前和干燥后有否差别,是容易忽视的问题。一般来说,通过自然干燥的(溶剂挥发型油墨),承印物是塑料、金属、纸张、玻璃等,色彩不会发生变化;调墨量大时,可以使用调墨机,可在短时间内完成调色。
原油墨色以不同的比例混合,可以配出很多颜色的油墨。
丝印工作者要调好墨,必须做到:a.了解油墨的各种规格和性能;使所配的油墨适合生产需要。b.掌握色彩学基本知识,在调墨中运用自如。c.对印刷的色彩及工艺技术进行分析,找出多套色的色序,以免色序不对,两色混溶,颜色发生变化。d.调墨时还要注意油墨颜色的亮度,要求亮度大的尽量以原色来调配,否则易使调出的墨“发灰”,降低了原有的色亮度。 3.油墨印刷适性的调整。通常出厂的丝印油墨,其粘度稍大,使用者应根据印刷图像的特点、丝网目数、印速、车间温度、承印物的表面张力及吸墨性能,用适当的溶剂、稀释剂、表面活性剂及减粘剂等,对油墨的粘度、表面张力、流动性及干燥速度等进行综合调整。如丝印细线和网点时,应使油墨流动性稍小,干燥速度可稍慢;粗网印刷时,粘度应稍大,干燥速度可稍快;高速印刷时,流动性稍大,干燥速度可稍快;车间温度高时,干燥应稍慢,粘度稍大;承印物表面张力小时,油墨的表面张力亦应小些;承印面吸墨性强时,油墨的流动性及表面张力均可大些,干燥速度可慢些。适性的调节技术,也有赖于实践的经验。
二、承印物的准备
为使承印物具备相当的印刷适性,在印刷开始前,要对承印物进行印前处理。如纸张等对温湿度敏感的承印物,印前要进行吊晾,使承印物的温湿度与印刷环境的温湿度达到平衡,以保证套色印刷的精确性。对于印迹需要高温干燥的承印物,必要时要在付印前将承印物先在干燥设备上进行预热处理,尔后再进行印刷。对那些极性小的塑料承印物,因其墨膜难以粘车,所以在印刷前应做机械、物理或化学的粗化、氧化或极性化处理,然后再予印刷。
表面为非吸收性的承印物,如金属、玻璃及塑料等,一旦沾有灰尘和油脂,就会影响印迹的牢度,故印前需做清洁处理。
对过于柔软、容易变形的承印物,如布、棉纸等,为便于印刷时的规矩套准和定位。印前需要做婊贴等定形处理;对某些翘曲不平的硬塑片料,如PVC及有机玻璃片等,为使其平整,印前需做热定型处理。
2.塑料。塑料概述。以合成的或天然的高分子化合物为基本成分,在外力或热力的作用下,分子与分子间发生滑动,产生永久形变,我们把具有这种可塑性的物体叫做塑料。对于酚醛树脂及尤利安树脂这些不具有可塑性的热硬化性树脂,严格地说不应称为塑料,但我们也把它们算在内,称为塑料。
②塑料的前处理和操作方法。塑料印刷前处理方法如下:在印刷前把聚乙烯薄膜及成型品进行火焰处理和等离子放电处理后再进行印刷。为了适应其特殊的,用途现在还发明了无需进行塑料前处理的,固着性能较好的油墨。
3.印刷线路板用的镀铜层压板。在绝缘材料中有一种是把经过酚醛或环氧树脂浸过的纸、玻璃布、涤纶布等,经层压制成的板。这种板有单面和双面镀铜两种。这种绝缘材料在进行前处理时要脱脂、脱锈,并用研磨机及电刚进行前处理。
三、印刷台及印版的安装
1.印刷台的安装。
平面印刷台是用四个腿支撑的最简便的印刷台。其台上装有玻璃板或厚丙烯板,也有在台中放入照明器具的。
固定承印物时,通常采用在台上涂布粘合剂的方法和贴附两面胶的方法。对于玻璃、丙烯、金属板、线路板等一般不采用此种方法。
如果印刷台的板面稍有凹凸,而承印物又是较薄的纸的话,在印刷时,由于刮板的压力作用,会产生凹处油墨多,凸处油墨少的现象。如果凹凸显著的时候,则会出现相反现象,凹处不着墨,从而造成图像墨膜厚度不匀,这种现象虽然肉眼看不出来,但如果在透明的玻璃纸上进行印刷,透过玻璃纸观察就一目了然了。因此,平台丝网印刷机质量的好坏,与印刷台的平滑程度关系很大。 丝网印刷的承印物是多种多样的,所以印刷工作台的形式、形状很多,有关印刷台的安装、使用,读者可参考本章第一节的介绍。
2.印版的安装。印版一般用合页固定在台上,呈扇形张开状。用合页固定印版时,面向印刷台的操作者,一般采用固定在前方和固定在左侧的方法。固定左侧的方法适用于小型物品的印刷。用右手可进行承印物的送入和取出。它的缺陷是由于是扇形的张开,油墨容易向左侧移动。
图3-61 印版的安装方法
1-合页 2-版框
为使印版在操作中呈扇形轻轻张开,一般安装有平衡锤,其上方有拉簧装置,使用细的金属丝和滑轮,用脚踏方法进行版的开闭。
用手动进行1×2m、1.2×2.4m幅面的印刷时,通常是把刮板安装上长的把手,固定在能滑动的支架上,用手握住一端,将刮板一边施加压力,一边使刮板运动。
为了印版的安装方便,制作印版时,要根据印刷机的要求制作。印版的尺寸要符合印刷机的规格要求,包括版框的大小;框的厚度、宽度;图案的位置和图案前后、左右的版膜的余白等。装版时,要注意与承印物的位置关系,并决定承印物的印刷位置。确定印版位置有以下两种方法:a.固定印刷台,用微调方式把版的位置向XY方向移动。b.装版的位置按照网框的大小进行,移动印刷台,达到调整印版位置的目的。
上述两种方法,第一种方法在自动印刷机中使用较多;第二种方法在半自动印刷机中使用较多。印版的安装作业,首先要正确确定印刷台的位置,在安装印版时,还需要确定水平位置,同时要确定同承印物之间的距离。印版与印刷台(承印物)之间的距离,一般也称为网台距、网距或网台间隙。调整网台距,是印版、印刷台安装工作中的一项重要内容。无论是手工印刷还是机械印刷,在印刷前都必须调整好丝网印版与承印物(印刷台)之间的间隙,以满足印刷要求。手工印刷调整间隙,首先将网框夹在夹框器上,选用具有一定厚度的垫块垫在网框和夹框器底部,将网框放在水平位置,然后用塞规测量网框底面与印刷台之间的间隙,用不同厚度的垫块来调节间隙的大小,直到间隙满足印刷的要求为止。间隙值调整合适后,将相应厚度的垫块固定在印台上,控制间隙的尺寸。调整好的承印物表面与版面之间,在印刷时就能保持适当的间隙,为了印出鲜明的印刷品,调整这种间隙是很重要的。若调整不当,无论下边的操作多么好,都不能得到理想的印刷品。印刷时,版面和承印物表面只在刮板作用时才接触,刮板通过后即自行离开。如果间隙过小,容易产生粘版、糊版故障;如果间隙过大,印版会因伸缩过度而松弛,使印刷品的图像尺寸比印版的图像尺寸大,严重时还会损坏印版,如果印版是缺乏弹力的不锈钢丝网时,因其弹力很小,版面与承印物面接触不上,则完全不能印刷。
在一般情况下,如果承印物的表面硬,那么油墨的吸收性就差,其间隙调整是否合适会敏感地反映在印刷品上。机械印刷的间隙调整,要先将网框安装在夹框夹具上,使网框与印刷台是相对水平位置,然后用塞规测量间隙的大小,并通过调整螺栓调节夹框器的上下移动量,来达到印刷所要求的间隙。间隙调整好后,将调整螺栓固定,即可进行印刷。
丝网印版与承印物之间要留有一定的间隙,是由丝网印刷的特点所决定的。丝网印版是以丝网为版基的,丝网被绷在网框上,当丝网处在水平状态时会出现一定的垂度。特别是在到印过程中,垂度值还会增大,为了使承印物在本刮印时不粘油墨从而保证印刷质量,丝网印版的最低部分必须离开承印物。在丝网印刷中,刮板与丝网印版在移动中与承印物呈移动性线接触。丝网印版与刮板在刮印前和刮印后不能与承印物接触,特别是丝网印版应随刮板移动立即离开承印物,如果丝网印版在印刷前后始终不离开承印物就会出现油墨继续透过并扩散造成图文线条尺寸扩大,使得印刷尺寸精度下降,承印物失真。
丝网印版与承印物之间要有一定的间隙这还与承印物运动形式有着密切关系,承印物在印刷时,特别是在成型物曲面上(如容器等)印刷时,承印物在印刷时同时还要做圆局运动,如无间隙则会影响承印物的转动,且印刷时承印物与印版也形不成线接触,印出的图文将会模糊一片,成为废品。确定丝网印版与承印物之间的间隙量的主要根据是:丝网印版尺寸的大小;绷网张力的大小;丝网印版的中心里度;承印物的形状;承印物材料的性质;承印物表面形态;油墨粘度等。
丝网印版与承印物之间的间隙,由于印刷条件不同,而间隙值也各异。一般对油墨吸收性较低的陶瓷器、玻璃、金属、硬质塑料等承印物表面较硬的物体,对印刷间隙值要求比较高。而对油墨吸收性较大的布、纸和软质塑料类等承印物表面较软的物体,对印刷间隙值的要求就不那么严格。
通常精度要求较高的印刷品在印刷时要求间隙值在l~3毫米之间。对普通印刷品其间隙值可为2~6毫米。曲面印刷时间隙值要小一些,而平面印刷时间隙值可大一些。
3.机用刮板的安装。采用机器进行丝网印刷时,要在夹具上安装刮板,安装时刮板的中点,要与印版的中线对准。然后接操作要求确定刮印角。在印刷薄的物品时,刮板要从版膜上方施加压力同时向前推进,所以安装刮板时,要测试到板压力。在版膜背面和承印物之间放上两条厚100μm、宽50cm、长50cm的聚酯软片,用刮板加压刮动,观察这两个软片的变化,一边观察其阻力情况,一边进行调整,使左右两端受力均匀,之后将刮板的压力数字记录下来。
丝网印刷使用的刮板的长度,主要是根据所印图文尺寸大小和网框尺寸大小确定的,同时还要考虑利板材料的硬度、油墨粘度等因素。
确定到板长度的基本原则是刮板要长于图文画面宽度尺寸,如果刮板长度小于画面宽度则刮印时就不能保证整个画面都有油墨。刮板过长,不利于印刷,而且是浪费。一般刮板长度比图文画面尺寸两端各长2~10厘米左右。
其次,刮板长度要小于网框内尺寸。这是因为,如果刮扳两端离框内侧没有适当距离,而丝网印版与承印物又有一定的间隙,在印刷时产生的压力会很容易将丝网印版弄破,刮板两端离框内侧太近还会影响印刷精度。刮板的长度一般要求与版面、内框各保持5~10厘米左右,版面在框内位置可参照F=10~15厘米,E=10~20厘米处置,见图3-66所示。在实际应用中可根据图文画面尺寸及参考这个数字确定刮板长度尺寸。如果承印物大于全张尺寸以上,画面到内框边的尺寸(E)还要大于这个数字的2倍以上。
刮板的长度还可根据下列关系式确定:
S=B+(2~10厘米)×2
图3-66 刮板长度的确定
式中:
S——刮极长度;
B——图文画面宽度尺寸。
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四、承印物的定位 丝网印刷有两种方式:一种是网版固定,承印物移动;另一种是承印物固定,网版移动,也称跑版印刷。前者在印刷时,承印物采用挡规定位;后者在印刷时,网版采用定位销定位。 1.挡规定位。 承印物定位时,如图3-34所示,可把用于制版的正确的原稿在印刷台的上面移动,使原稿的图像与印版的图像位置完全一致,从而达到定位的目的。如果原稿很零散,可根据原稿位置用透明胶纸把原稿分别拼贴在承印物的正确位置上,其方法与痛版制作要领相同。 承印物固定在印刷平台上后,在承印物的两边(假如承印物是长方形的,那么就在长边的两个地方和短边的一个地方),贴与承印物同样厚度的小片作为挡规,规矩厚度也可比承印物稍薄一些。但挡规片不能厚于承印物,如果这些小片比承印物厚的话,印刷时将损害丝网和刮板,使印刷质量下降。半自动、自动丝印机上,一般设有定位装置,如自动给料定位装置、挡规(规矩)装置(如伸缩式、固定式及贴块式挡规)、销套系统、模具(窝套)式定位装置等。半自动、自动丝网印刷机定规矩和手工印刷的方法基本相同。在套色印刷的对版时可旋动调整螺丝来移动丝网印刷台,使印刷台上放置的底版(阳图)的十字规矩线和丝网印版上的十字线相重合,达到承印物定位的目的。调整时,先将画有十字规矩线的阳图底版按要求位置放在印刷台上,再将固定在网框架上的丝网印版落到印刷台上,这时将固定螺丝松开,用调整螺丝来调整印刷台在横向、纵向(X、y方向)上的位置,直至丝网印版与底版上的十字规矩线完全重合,固定螺丝即可印刷,见图3-67所示。
挡现多用于边缘整齐的承印物。图3-68为可调式挡规,常用于电路板丝印机。印台上的杆规,可沿沟槽滑动,能为不同尺寸、不同角度以及同时放置多块承印物配置所需的规矩。 当遇到不规则形状或软质承印物时,宜用图3-70所示的覆膜定位法,即先将一片透明薄膜固定在印台上,并印上图像,然后置承印物在名厂面,即能直观地辨别图像和承印物的位置关系。 图3-71为某些精密印机的销套装置,具有套准可靠和精度高的特点,定位操作程序如下:a.将承印物(或阳图底片)上的定位孔套到印台的定位销上。b.将一张绘有网框范围的透明胶片固定在印台的控制板上,移印台至印机的印刷位置上,装印版于网版支架内,并初步调正框位,使它与胶片上的框位大体套合,然后充分固定网框,进行试印,落印迹于胶片上。c.用印台上的三个微调螺丝,精确调整印台位置,使控制板(胶片)上的承印物(或阳片)与胶片上的印迹完全会准,然后取下胶片,抹去印迹,开始正式印刷。 印刷销套系统用于精密丝印中预先统一打孔的薄膜、金属、玻璃为材料的电路板、米尺及表盘等印品。 |
五、丝网印刷作业
1、试印。试印也称校正印刷戏校样印刷。每次开印前都应做一下试印,在试印样上检查图像的再现性及色调情况。若再现性差,则应对网台距、刮印角、印压及油墨的粘度等略做调整。对于多色套印,在第一色版印样检查合格后,应在印刷台上画出装版的位置记号,记下网台距尺寸。正式开印后再抽出最符合标准的样张作为“校版样”,并在校版样上精确绘出挡规的标线,作为挡现万一移动时的参考。校版样在每换一次色版,装版和校版时都要使用,故应妥善保存。如果正式印品上不允许留有“十”字规距和色块等,应在试印后就抽留校版样,随后把网版上的这些内容用胶带封除。
第一色印完后,应立即洗版,不得留有残墨,以免残墨干固堵死网孔,或再印时损失细部,或使丝网不能回收。
对挥发干燥型油墨,印刷中万一出现油墨干结而局部堵网,应用洁净棉纱沾溶剂,从网版的刮墨面擦洗,直至通透。
2.套印。要套印下一色版时,装版应按上一色版的位置记号装置;网台距、网版乎整度都应同前色版。上、下包版的套合定位,是将上一色的校版样对难挡规,并予(吸气等)固定。把网版按上一色的装版记号放入网握夹具中,观察丝网版的图形与校版样的图形套合情况,慢慢移动网框使二者套准,这时初步拧紧夹具,刮印角、印压保持与上一色版相同。然后试印,并检查核版样上试印套准情况,正常情况下,套合误差在l~2mm之间,经2~3张试印,误差基本稳定后,再确定调整方法,或微调印台,或微调网版交具,切忌盲目拧动,以至搞乱挡规,使整批承印物套印不准,更不能任意改前挡规。
微调范围只限于2mm内,超过2mm就应调整网版装置。
有时在不得已的情况下,可能要改挡规,如把挡视片切去一点,则须在校版样上重新标明挡现变动情况和位置,并把移改挡规的印样分隔开,以便在套印下一色时注意,并做相应的修改。
在手工套印时,无论印刷哪一个色版,都应保持同向刮印,因异向刮印会使套色误差加倍。
3.手工印刷要点。随着丝网印刷的机械化,手工印刷已被认为是手工艺了。机械印刷一般适用于生产批量化的均一的印刷品,操作者的熟练程度也提高较快。但是对于小批量的印刷,由于承印物的形状很复杂,像软质塑料软片等在自动输送及处理时,需要与纸的处理方法不同,采用手动印刷是非常适宜的。
手工印刷的特点:操作设备便宜、简单;多种材料、形状的承印物都可进行手工印刷。
对于新材料及与之相适应的油墨、印版、刮版、印刷压力等这些印刷条件需要进行实验时,采用手工印刷很容易。初期条件确定后若用印刷机印刷要反复试验,最后确定操作标准。
4.平面印刷要点。平面印刷法是指印刷片、板状的平面承印物的方法。平面的丝网印刷在一般情况下是将承印物吸附在平台上进行印刷的。承印物的输入输出,随着丝网印版的开闭或印刷台的移动进行、印刷时,网框、印刷台固定,通过刮板的移动进行印刷,用这种印刷方式进行丝网印刷的机器叫平面丝网印刷机。圆筒状的丝网印版(圆网)也可进行平面承印物的印刷,称圆网平面印刷,它是通过转动的圆网进行印刷的,这种印刷机与平面印刷机的功能不同,属特殊型。圆网平面印刷的印刷台有两种形式,一是平台式,与普通平面印刷相同;二是印刷台呈滚筒状,印刷时圆网与印刷台滚筒分别作旋转运动。用于圆网平台印刷的机器称圆网平台平面丝网印刷机(图3-20);用于圆网滚筒印刷台印刷的机器称为圆网滚筒平面丝网印刷机(图3-21)。
平面丝网印刷的承印物,既可以是单张的,也可以是卷筒的。平面丝网印刷操作中的承印物准备、机器的调整、间隙(网台距)的决定、油墨的调配等,读者可参考本书的有关章节,此节不再赘述。
六、丝印油墨的传递
1.油墨在版上的移动和回转。在印刷现场观察刮板运动时的油墨移动,油墨在刮板的运动区间呈圆捧回转式移动。其回转速度与到板的运动速度和油墨的粘度有关。回墨时油墨也是回转运动,这时油墨呈一定厚度的膜层涂在版面上。
以上的分析是在丝网油墨的粘度一般的情况下进行的。油墨可用溶剂稀释,使之粘度降低,或用增粘剂增加其粘度,当粘度过大时则无法进行印刷。不仅油墨的粘度而且其粘性和流变学性质对丝网印刷也有很大影响。高粘度、高粘弹性的油墨在刮板运动时无法在版上回转。印刷时油墨应在其与印版的界面上被切断,以免印刷压力波及网版的开口部。
刮板运动时油墨向承印物上的转移量,一般现场的情况是:设刮板角度最大为90°,最小为45°。若向小于90°的方向变化,油墨的转移量增加。若用刮板尖端切割版上的墨层,则油墨转移量变少。刮板角度一定时,刮板速度对过墨量有影响。油墨通过网版开口部需要一定的时间,用较慢的速度进行印刷,易产生洇墨;速度较快易产生斑点。可采用这两者之间的刮板运动速度进行印刷;或与刮板速度相适应,调节油墨的粘度,找出印刷的最佳条件。刮板运动时的油墨移动回转的断面,如图3-75所示的形状。画有剖面线的部分是回转油墨的断面,接触版与承印物面的P点附近是油墨转移的位置。
图3-75 油墨的移动回转
1-刮板 2-回转油墨 3-丝网印版 4-承印物
2.油墨的转移。油墨通过网版的通孔部分转移到承印物上的过程,可按照刮板移动时间作一说明(图3-76)。图示刮板刮压时的油墨:A为填充丝网的每一个通孔;B为在刮板的直下方,通孔中的油墨承受较大的压力;C为随着下一个瞬间的离版操作,构成通孔的丝网线上升;D为油墨覆盖;E为覆盖的油墨因其粘弹性由墨丝状复原。影响这一过程的主要因素是:油墨的粘弹性、油墨和丝网界面的张力、承印物对油墨的接受性。
油墨在填充通孔时,刮板前端与版面接触的角成锐角是一个重要因素。方头的刮板胶条的直角因磨损变成圆形时,则版上油墨层的刮除就不能充分进行,在丝网的通初上面留下厚厚的油墨层,会使油墨的转移性变差。
承受压缩的通孔中的油墨,在离版操作中,呈墨丝状并有一个向上的抗拉力,与粘着在承印物上的油墨之间一边相互抗拉,一边变形流动,先拉丝后分裂。分裂后油墨在承印物上一边留下网的痕迹一边流动,逐渐变为平滑状态。这时可通过油墨干燥速度的调节,留下或消除网的痕迹。
图3-76 油墨的转移
下面观察一下油墨向承部物转移的状况。在现场观察油墨的粘性时,可把两张纸叠合并在中间慢慢放入2g左右的油墨,压一下后,迅速打开纸,通过观察油墨分裂时的阻力和分裂瞬间的拉丝情况,可判断粘性。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。这一现象是油墨转移的基础。
图3-77(①~④)是刮板前端的直下方,在一个通孔中,油墨填充、压缩的状态。离版开始时,通孔上升,丝网的表面和承印物表面间的油墨开始抗拉。
图3-77①表示刮印时填满网孔的油墨墨柱,既与丝网粘附,又与承印面粘附,只有丝网扎上方的油墨西为自由表面。
图3-77②表示油墨的拉伸扩展状态。当网版与承印物分离时,网孔内的油墨受力而变形,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粘附而是不太可能发生粘附分离的,于是变形只发生在非粘附面(即自由表面)上,它们在拉伸应力和表面张力的共同作用下,形成了如图所示的凹面。
图3-77③表示油墨的流动态。随着网版的进一步分离,非粘附表面(自由表面)的面积进一步扩大,丝网上油墨粘附层内产生一个拉伸应力,该力与油墨的内聚力相平行,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粘附层,
图3-77④主要表示分离过程,即不断的剪切使油墨从丝网的边缘不断地分裂,最后成墨丝状而完分全离。
3.填墨。填墨是向网孔内灌墨的过程。填墨的程度受很多因素的影响,如油墨受外力作用的大小。时间、丝网的通墨性能及油墨的流变性等。一般情况下,刮印角小,填墨量大,反之则小。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,如粘度过大,油墨进入网孔的阻力也大,填墨量就会减少。网孔壁对油墨的阻力愈大,则填墨量愈小。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的影响。
图3-77油墨转移过程的分析
填墨程度及其对油墨转移量的影响,如图3-78所承。
图3-78 网孔填墨程度分析
4.印迹油墨的铺展。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。图3-79表示了油墨刚转移后的同述状态。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的流动性,使墨西很快流平;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3-79 印迹油墨的流变
油墨的这种流变性能,应与网版、承印面及图案的类型相适应。如网点印刷时,油墨的流动性不宜太大,以保证网点的建立;对厚膜印品(如厚膜印刷电路板等),油墨的触变性宜大;印吸收设强的承印面,油墨可软,印光面油墨宜硬;圆网印刷时,因其金属的网版的接触面积大于平网,必须降低油墨的粘度,才能使离散的墨点均化成连续的墨膜。
七、丝网印刷品的干燥
承印物的干燥是指流体状的丝网油墨,印刷在承印物上之后,转变成固态的过程。
油墨的固化,从操作性能方面来讲,最好不要在印刷时的丝网版上产生,而是要求在印刷终了后能迅速地进行固化。要求油墨在丝网版上不产生固化,以及印后墨膜干燥要求非常迅速这两点是矛盾的。在丝网印刷中,调整好这矛盾的关系,提高效率非常重要。
另外,关于印刷后的墨膜干燥,并不是说越迅速越好。以干燥后网迹残留现象为基准,油墨的均匀调整对于丝网印刷来说是不可缺少的要素。若不充分调整,会产生网迹残留,图文产生锯齿状波纹,承印物的细微部分印不上油墨,墨膜固着力下降等弊病。因此,在丝网印刷的产品质量方面,多采用花费些时间慢慢进行干燥的方法。
如果干燥过于迅速,或过度进行干燥,也会产生各种故障。例如:温度过高,加热速度过快时,会导致承印物劣化、变形,特别是会产生纸张的尺寸不稳定及墨膜中产生气泡、水泡等现象。另外,墨膜表面若干燥过快,会产生颗粘状微细凹凸,以及因快干溶剂的蒸发,过度冷却的表面因吸收湿气而产生白浊现象。对于伴有化学反应的氧化聚合型及紫外线硬化型油墨,如果树脂硬化过度,后印油墨会涂布不均,也就是说,在多色网版印刷时要十分注意。
1.干燥方法。丝印油墨以干燥形式进行分类的话,可大致分为挥发干燥型、氧化聚合型、二液反应型和紫外线硬化型。表3-18列示了各种印刷机的干燥形式和使用的干燥方法及干燥装置。承印物的干燥要综合考虑:油墨的干燥形式;可使用的干燥方法、装置;印刷机等都有一定关系。
表3-18 油墨的干燥
干燥形式 |
干燥方法 |
干燥装置 |
印刷机 |
A 挥发干燥型 |
①自然放置 |
a吊挂装置 |
1 手机动 |
B 氧化聚合型 |
②冷、温送风 |
b链条干燥装置 |
2 半自动机 |
C 二液反应型 |
③红外线照射 |
c自动齿轮干燥机 |
3 自动机 |
D 加热硬化型 |
④加热 |
d传送带干燥机 |
4 长台 |
E 紫外线硬化型 |
⑤紫外线照射 |
e箱形干燥炉 |
① 面印刷机 |
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f紫外照射装置 |
②曲面印刷机 |
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g其 它 |
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干燥方法中有自然干燥,即放置干燥,自然干燥油墨有挥发干燥型。氧化聚合型和二液反应型等油墨。如果只是自然放置使溶剂挥发或靠油墨树脂的反应,不需要特殊的干燥能源,是非常经济实惠的。但是由于干燥速度较慢,需要有较宽敞的干燥场所。当然,为使干燥场地面积缩小,主要多采用干燥架。
室内干燥可采用热风和其它干燥方法。本书是在比较低的温度范围内(从常温到100℃左右)介绍干燥过程的。简单的干燥装置有用于干燥架及室内干燥的电风机。传送带干燥机、干燥箱等通常也都有加温装置。热源一般为电、煤气和暖气。
红外线根据波长可分为近红外线、红外线和远红外线。红外线也称热线,对油墨中的树脂和溶剂的温度上升有很好的效果。近红外线加热油墨表面,远红外线可加热到内部。传送带干燥机多以远红外灯做为热源。无论是近红外线还是远红外线干燥,都要注意防止墨膜表面的温度过高。
使用二液反应型油墨,对于充分进行树脂的硬化反应,加强粘着力有很大意义,温度通常在110~170℃的范围内。其装置除了前面讲到的红外线照射外,还有以煤气为热源的热风干燥。在使用箱式干燥机时,考虑到温度的管理及溶剂挥发的危险性,应使用装有排气装置的循环式的干燥机。
紫外线照射的方法,是比较实用的方法,特别对于塑料等不耐高温的印刷品,会有很好的效果。将来会广泛用于丝网印刷中。
2.干燥设备。丝网印刷品上的油墨需要干燥硬化。虽然进行了非常好的印刷,但如果在干燥工序中发生故障,将会前功尽弃。
现在,随着印刷的多色化,干燥工序变得越来越重要。特别是像导电油墨的干燥,为了控制电阻值,需要特别的干燥技术。产量及环境与干燥工序有很大的关系,所以选择合适的干燥设备非常重要。
①干燥设备的选择标准。在选择干燥设备时,需要注意以下问题:
a.承印物的质量、尺寸、重量。由于承印物的性能限制了干燥方法,所以只能在一定范围内来选择干燥装置的种类和构造。
b.油墨的种类。油墨的干燥形式分挥发干燥型、氧化聚合型和加热硬化型等。可根据干燥形式,来决定干燥温度及送风量等。
c.印刷页数。印刷页数的多少,是选择印刷机及干燥装置的一个重要因素。
d.产品要求。干燥后的产品,要经过检查看质量是否合格。为此,要根据产品的要求和产品的规格来选择干燥装置的精度和性能。
②干燥设备的种类。
a.悬吊式干燥装置。用于加热后容易产生变形的承印物,以及大型的无法进入干燥机的承印物。悬吊式干燥的主要承印物有纸和大尺寸的布。悬吊装置有支架和挂钩等。
b.晾晒架。是用途较广的干燥装置,晾晒架一般有50层,其晒架的大小从515×615mm到1000×1200mm不等。为了使承印物尽快干燥,有时需要从侧面用电风扇或热风机送风,或把晒架全部放入干燥室或干燥炉中进行干燥。
c.自动干燥晾晒架。是一种晒架倾斜排列,在干燥炉中进行移动干燥的装置。这种装置是把印刷后的承印物自动输入运动中的晒架,通过干燥炉,从另一侧输出的。为了节约于操场地,也有立体构造或兼有温风或冷风装置的二联式构造。其热源一般为电力,但也有用煤气进行干燥的装置。
d.传送带式干燥机。是把10个以上的远红外线或近红外线灯排列在干燥机内部,传送带在下面或上面进行移动的干燥装置。由于使用热效率高的辐射加热法,可在数秒或数分钟内使油墨干燥。当然,由于承印物需要冷却和溶剂蒸气需要排出,每种干燥机都备有排气装置。另外,还有一种设有加热部、辅助加热部、温风部、冷却部的四联式干燥机。
e.箱型干燥机。是一种以空气为介质,把热传给印刷物的对流加热干燥装置,热风在一定容积的箱中进行循环。这种干燥机有小型的,也有能装数台干燥晾晒架的大型的。热源一般为电力、煤气或油。
f.紫外线干燥机。这种干燥设备由紫外线灯和冷却装置组成,印刷物由传送带传送,其硬化时间以秒为单位。使用紫外线干燥机,应注意防止紫外线泄漏。