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丝网印刷工艺

作者:梁元斌

一) 丝网印刷的印刷基理:

1.1 胶版印刷, 凹版, 凸版印刷, PS版印刷.
属于印刷油墨经过印刷图案的印版, 转移(TRANSFER)到印刷品上.

1.2 丝网印刷:
属于印刷油墨经过印刷图案的印版(丝网网版)漏(LEAKS)到印刷品上.

1.3 数字印刷:
a. 属于印刷油墨经过电脑控制的喷头, 喷射(INK JET)到印刷品上.
b. 当然也有高精度. 高速度的数字印刷机是电脑控制的喷头将四色油墨喷射(INK JET)到一个专用轮轴上. 然后再将轮轴上图形油墨转移(TRANSFER)到印刷品上. 例如: 以色列产(INDECOL COMPANY PRODUCTION DIGITER PRINTING MACHINE).


二) 丝网印刷的应用:

2.1 以印刷基理我们可以看出由于油墨是经过一个网版漏到印刷品上, 所以从印刷角度上对油墨(印浆)没有什么特别的要求, 只要是浆状能流动便可用于印刷. 所以说丝网印刷除了水和空气不能印刷外, 都可以印刷. 可见它的应用之广泛.

2.2 在各行业中的应用.
a. 电子:
1. 印刷电路版. (软性和硬性)
2. 厚膜, 薄膜电路.
3. PDP电显示屏 (PLASMA DISPLAY)
液晶显示板
4. 电子另件中表面安装器件 I. 电感L
II. 电容C
III. 电阻R
5. 薄膜开关和电显仪表面版
6. 手机按键
b. 建材: 玻璃, 瓷砖, 内墙砖, 外墙砖
c. 汽车: 仪表板, 标板, 玻璃和各类贴纸
d. 标牌: 贴纸, 金属标牌, 仪器仪表, 商标, 位体标牌.
e. 图案: I) 包装-内外各类包装(酒盒, 烟盒, 护肤品盒)
II) 广告海报
III) 日用餐具装饰图案
IV) T-SHIRT


三) 丝网印刷设备的基本结构

3.1 以印刷网版分类:
a. 平网网版                   b. 圆网网版

3.2 圆网网版印刷机


结构特点: 网版是圆柱筒形刮刀是在网版圆柱的中央,网版基材加工困难, 成本高, 制作设备完全不同. 适合于大量印刷, 印刷速度高, 印材可以是卷到卷. 印刷机机结构复杂, 价格高应用面不广, 难推广. 目前在奖券彩票包装行业有采用此种印机.

3.3 平网丝印机
是目前丝印机中最主要的应用结构, 以下分别介绍:


3.3.1 平网压平台(平压平), 此结构是最为基本结构, 印刷速度400~1000张/小时.
印刷尺寸以300x300~4000x2000mm. 它有手动, 半自动, 3/4自动, 全自动, 在线全自动. 对印刷材料没有太高要 求. 如纸张, 玻璃, 金属板和平张印材都可以用, 可见 应用之广泛. 价格差也相当大. 不同自动化程序和不同尺寸都不同价格, 是初入行的首选机型

3.3.2平网滚筒丝印机
速度快: 在2500~4000印/小时,
印刷尺寸: 500x700~1600x1800mm.
对印材要求: 80g/cm2 以上纸和卡纸 (不能印厚金属板料)
大多数机型都是全自动, 特别适合于包装印刷, 贴纸和大
量印刷品的印刷.

3.3.3平网印小实物: 属小丝网机, 例如印瓶子, 杯,……
各种各样樽形物体上直接印刷.
结构简单, 价格低.


四) 丝网印刷的基本工艺流程

同其他任何一种印刷方式一样, 都需要制版, 然后印刷到干燥,最后是收料.

4.1制网版工艺及控制

4.1.1网版制作的工序简介:
a. 选取网纱, 网框, 准备好除油剂, 粗化剂, 粘接胶水, 感光乳剂或毛细感光膜, 封网胶或封网膜.
b. 按选定的角度摇放已处理(粗化和除油)好的框架在拉网机下面的托盘上.网纱固定在掤网机的夹头上, 安放 网纱时要尽量平整, 四个角处留出消角位, 然后按拉网曲线, 细心施力, 直到张力达到要求.
c. 张力达到要求后, 准备胶水调匀, 把胶水均匀涂在网框边表面的纱布上面, 等胶水完全干燥后用刀把每个网框分开.
d. 除油和粗化处理:
首先对新拉制网框的网纱进行除油的处理(用专门的除油剂), 之后用清水清洗干净, 再用粗化剂让网纱中每根纱表面进行粗化(毛化)处理, 使每根纱表面不再平滑而形成粗糙的表面, 便于让纱跟感光浆之间结合力更牢固, 之后干燥用40度的烘箱.
e. 把干燥后的网框取出, 如果用感光乳剂, 用上浆器把乳剂按1+2次均匀地涂布到细纱的胶刮面和印刷面上, 然后用40度烘箱烘干. 如果用毛细膜片, 用清水湿润网纱表面, 再把毛细膜片放在平面台上, 然后把网版放在毛细膜片上, 印刷面贴毛细膜片, 用胶刮刮去多余的水份, 在用40度烘箱烘干.
f. 曝光 : 最好能用有光能控制器金属卤素灯5-6千瓦的曝光机来进行曝光.
g. 显影 : 用清水冲洗直到图形清晰, 然后在40度的烘箱中烘干.
h. 修膜 : 少数有通孔的地方用封网浆点封.
封边: 用封网浆或封网膜封住不需印刷的周边部位, 然后在40度烘箱中烘干.
i. 记录: 网版记录, 时间, 版号(详细号码时)网纱型号, 网版的张力.

4.1.2. 网纱的选择 :

原则 : 选择纱的材料
a. 耐磨性能好.
b. 张力值需稳定, 需能长期承受张力拉力和温度变化.
c. 弹性不需太强, (因为系平面印刷)抗拉申性只需要离性要求.
d. 由印品线数来选择网纱的目数, 其中一定需考虑出龟纹的问题(图形与网纱出龟纹)大约是网纱的目数(公制)是印品线数(公制)的.0-3.5+15%倍. 15%UV水基墨, -15%可用于溶剂类油墨.
e. 以抗拉申强度, 机械强度好, 耐磨性好耐光性度和对气候的反应不敏感等几个因素考虑, 在我们CD行业, 应选择PET单股聚酯网纱. 一般网纱公司都提供非常详细的一些数据, 帮助我们更加清楚地了解选择的网纱目数, 丝的尺寸, 网孔尺寸, 开孔面积率, 网布的厚度和理论的过墨量.

4.1.3 网框的选择: 主要以机械强度考虑, 需配合印刷机网框尺寸印刷尺寸来选择.
4.1.4 张网(拉网):
a. 拉网方式选择: 手工拉网, 机械式拉网, 气动拉网三种形式有三种不同的精度.
1. 手工拉网: 张力不高, 不均匀, 容易破损网布.
2. 机械拉网: 张力值高, 易拉角度的网框, 能多个网框同时拉, 提高效率.
3. 气动拉网: 由多个气动夹头组成, 四边拉网, 在拉网过程中能对网框施加预产力; 使网框版面上五点张力更加均匀. (这都是因为铝框在拉网中受力变形而引起)因CD印刷网框是平板平钢板材料做成, 相对受力变形 很小, 另CD网框都很小尺寸, 所以非常适用机械拉网机.

b.拉网过程控制
i. 张力值的位确定: 根据网纱的特性, 我们选择最高端的张力值来控制.
比如在CD行业, 最好能定张力拉网时在22N/CM 以上.

i. 拉网过程施力(原则)不能超过纱的弹性曲线指数, 造成永久变形. (见图示)

* 15分钟之后可以上胶水粘网, 等胶水固化之后便可退去拉网机的施力.
* CD行业需在拉网之前把网框摆放好角度和位置在托盘上, 在上胶水之前升高放网框的托盘, 让网纱贴在网框的上表面然后才上胶水粘网.
* 角度的选择需相对于原稿分色片挂网的角度来定, 目的 是不让龟纹出现.
* 测试张力: 张力应在20N/CM左右.
* 正常工作的网版张力不应小于15N/CM, 精细印刷时要求的张力还应高1-2N/CM.

4.1.5 上感光膜:

感光膜可分两大类形式:
a. 干菲林膜也称毛细感光膜, 分两种:
-间接菲林膜.
-直接菲林膜.
在精细印刷中需选择直接菲林膜.
b. 感光乳剂
c. 比较:
菲林膜: 耐印不够; 分办略高印刷油墨表面平 滑, 点形整齐, 印品清晰.
感光乳剂: 耐印好, 分办略低, 印刷油墨表面和点形都比菲林膜差一些, 印品很清晰.
结论: 在CD行业两种膜都能满足要求.

膜的厚度很重要, 直接影响印刷品质和油墨层的厚度, 必须选择适当的厚度. 例如在CD印刷中精细印刷膜厚, 度最好在10-15 micron (微米) μm的直接菲林或涂布感光乳胶, 制成膜的不平整度Rz 需小于5μm.

上感光膜车间: 相对丝印其它工序来讲是要求清洁度最高, 灰尘, 湿度, 温度都需要控制的地方.

如果是采用感光乳剂制版, 除了厚度外, 一定要很好地掌握涂布方法. 最后要使网版的印刷面获得一个非常平滑的平面. (Rz需小于5μm)

因为CD是用UV油墨印刷, 所以薄而坚固耐印为主要的要求. 感光膜在干燥时切记, 干燥温度不要超过40度, 这对光敏剂特别重要.

4.1.6 曝光 : 此道工序重要在感光膜吸收光的能量, 决 定曝光的好坏, 灯光射在CD网版面上要均匀, 光强度最好是完全一致, 配合上曝光的光能控制, 经过实验, 对不同的感光膜会有一个极对的最佳值, 让曝光效果最好.

a. 灯与网版之间距离: 需大于网版的对角外围尺寸, 如果CD网版是采用四个网版一起曝光, 外围尺寸是随四个网版组合后的最大对角线外围尺寸, 这才能保证光线到网版上的均匀性.

注意灯光与网版之间的距离越大, 所需曝光也会越大.


b. 曝光能量或时间的选择:
感光膜的生产商会给出一个感光时间或光量的基本参数, 以此参数为基淮. 我们分别会进行5次的曝光时间(或光能量), 选择试曝光(或光能量), 基淮的50%、75%、 100%、125%、150% 分级曝光, 找出最 佳时间或光能量. 如果是第一, 第二级清晰说明曝光已过量, 需再从新计分级曝光. 如果第四, 第五级 清晰说明曝光不足也需从新分级曝光直到第三级为最清晰为止.

4.1.7 冲洗 (显影)

曝光之后的网版, 用可调水压的水喷嘴枪喷射, 到图形清晰之后, 用吸水器吸除网版上多余的水份, 使网版不会有斑痕和缩短干燥的时间.

4.2. 丝网印刷要求及印刷控制

4.2.1. 印刷车间的要求:

a. 干净, 尽量少灰尘.
b. 湿度 : 55~65% RH +5%
c. 室内温度 : 20度 + 2度

4.2.2 印刷机的选择:

a. 稳固的印刷平台
b. 能调整的网距, 刮墨刀的压力, 刮墨刀的速度和有跟综特性的离网角(最好能做到离网角一致)
c. 网框固定支架能X,Y方向微调以便定位和对位.

4.2.3 准确套印的基本要求:

a. 印刷品要基本与原稿(透明的阳图片)尺寸一致. 因为是软版印刷, 图形微量变形是无法避免的. 但一定要使多色印刷每种颜色图形完全套准一致, 每块网版的张力值一定要大于5N/cm.
b. 网版的张力: 一套六色的版六块网版相互间的张力差一定小1N/cm(制版要注意选版配合), 否则网版张力差会使网版在印刷时变形量不一致, 造成套印不准.
c. 刮墨刀的压力: 在多色印刷中一定要同样的刮刀压力, 如果改变刮刀压 力, 使每一块网版印刷变形不同, 造成套印不准.
d. 要达到最好印刷效果:
1. 对网版的要求:
I. 网框的稳定性
II. 正确的拉网程序
III.网版的制作方法

2. 各项尺寸变化因素:
I.聚酯基透明阳图片
II.网框材料本身
III.网版中网纱膜片的变化, 图形尺寸变化

3. 套印中影响的因素:
I.刮墨刀压力
II.刮墨刀的速度
III.网距
IV.油墨粘度
V.印刷机质量
VI.室内温湿度控制


4.2.4 加网技术和防止龟纹的产生:

a. 加网角度通常用两种不同方式设定.
在90度轴内加网
在180度轴内加网


b. 不同色调的四色加网的角度
1. 深色调含黑色较多的图像

       90o内    180o
黄色    0        0
品红   15o       15o
青     75o                     75o
黑     45o      135o

2. 以皮肤色和桔色为主色调: 黄+品红为主色调.

       90o内   180o
黄色    0        0
品红    45o     135o
青      75o     75o
黑      15o     15o

3. 以绿色和青绿色的色调: 黄+青色为主色调

       90o内   180o
黄色     0       0
品红    15o     75o
青      45o     135o
黑      75o     15o

c. 丝网的精细度越高, 龟纹越不明显, 例如:
丝网目数/cm 加网线数L/cm
2.50 1.00
3.75 1.00
5.00 1.00
此是网线目数与加网线数的比例

d. 网线角度, 网纱目数和加网线的线数配合选择
例如: 阳胶片的角度和线加网的线数已确定, 那就只有用网纱线的角度去调整来清除龟纹. 或者用网纱的目数提高来消除龟纹. 如果两种方式都不能很好的消除龟纹, 就只有改变阳胶片加网线的线数(增加1-2线数), 或微微改变阳胶片加网的角度来彻底消除龟纹.

4.2.5 印刷
a. 先确定印刷机自动化程度选择.
1. 手印 : 打样, 小批量, 导型物体, 单色, 投资极少.
2. 半自动: 打样, 中, 小批量, 单色到多色, 印刷材料质量.
3. 3/4动: 印刷品适用于自动下料; 中批量印刷, 单色到多色, 投资中.
4. 全自动: 大量印刷, 一般性要求多, 印材适合于自动线调整, 单色到多色印刷, 投资中.

b. 印刷机结构选择 (只介绍平网)有两类选择, 平压平, 平压圆.
1. 中, 小量印刷选择平压平, 否则选平压圆.
2. 印刷尺寸变化大(80 g/cm2 ~ 400 g/cm2)可选平压 平, 否则选平压圆.
3. 印刷面积大时(超过 800x1100mm)选平压平.

c. 印刷油墨的选择

除印刷品要求的特殊油墨外.
1. 选择工厂有干燥设备类型的油墨 (风干, 红外线, 紫外线……)
2. 油墨的附着力(adhesion)一定要配合印材的油墨.
3. 选择能实显印刷设计风格的油墨.
4. 选择最经济干燥方式的油墨.
5. 对环境无污染的加油墨.

 

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