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丝网印刷技术

  图像复制或图像传递是人们用来可视地记录信息和表达思想及感知的一种手段,如绘画、油画、摄影、复印和印刷等等,其中印刷是图像复制中最重要的一种形式。目前,印刷大致可分为四种基本类别:(a)凸版印刷;(b)凹版印刷;(c)平版印刷;(d)丝网印刷。
  本文主要讲述丝网印刷,在技术飞速发展的今天,所有的工业都存在着千丝万缕的联系,丝网印刷也相同,因此,在学习丝网印刷之前,了解它与其他几种印刷的关系及区别是十分必要的。下面我们就先简朴介绍一下其他三种印刷方法。
  凸版印刷是一种最古老的印刷方式。它是使用具有凸起表面的凸版进行印刷的。印刷时,油墨涂在字模的表面,然后压印到纸张上,字模表面的油墨就转移到了纸张表面,形成一个印迹。手排印刷、莱诺整行铸排机印刷、铅版印刷、电版印刷和照相凸版印刷都属于凸版印刷。
  凹版印刷是通过手工或机械雕刻把线划刻去,使印刷版形成一个凹下去的字或图像的一种印刷方式。印刷时,首先把线划或凹槽用油墨填充,再用预备好的纸张压在其上,纸张把油墨粘走,形成印迹。蚀刻、针刻和照相凹版都属于凹版印刷。
  平版印刷有时也叫化学印刷,意思是说印刷图像与印刷版位于同一平面上。它是基于“油水不相混”的原理实现印刷的。此印刷类型是通过机械或手工把图像呈在石头或金属表面,然后对该表面进行化学处理使得图像部分亲墨,而其他空白部分不亲墨。印刷时,只有亲墨的图像部分转移到纸张上,形成印迹。照相版印刷、影印石版和胶印都属于平版印刷。
  现代丝网印刷不但在技术上与其他三种印刷类型不同,而且是四种印刷类型中适用范围最广的一种。它的印刷对象可以是纸张、纸板、木质品、塑料、纺织品、陶瓷制品、金属、毛皮和后几种材料的合成材料。它不但可用于印刷平面的物体,而且可以印刷圆形、凸形、凹形及不规则外形物体。正因如此,丝网印刷是一个必然产物。但是,由于有关它的技术细节是一种商业秘密,它的发展也只是在静静地进行。但是不管如何,它在不断地进步和发展,而且前景广阔。
  在图像传递发展过程中,虽然没有特殊明显的不同发展阶段,但在丝网印刷作为占据国际工业重要地位和具有创造性的工艺,它的原理是源于简朴的油印蜡纸复印。蜡纸复印是古代的文明,也是一种最古老的图像复制方式。但是它不同于古老的油印蜡纸复印,就像现代的凸版印刷不同于古登堡时代的凸版印刷相同。
  虽然日本人最早使用头发或蚕丝织成的中间有些松弛的无张力模版进行印刷,但是现代丝网印刷的发展起源于美国。从丝网印刷的先驱哈瑞・莱瑞・海特(Harry Leroy Hiett)和爱德华・欧文斯(Edward A.Owens)算起,丝网印刷早在20世纪初期(1901~1906)就已经开始了。丝网印刷的第一次尝试是由美国密歇根州底特律的佛软斯・威利特(Francis Willette)完成的,它在毛布三角旗上进行了丝网印刷。
  丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时,丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀的挤压下穿过丝网中间的网孔,印刷到承印物上(刮墨刀有手动和自动两种)。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网,而只有图像部分能穿过,因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言之,丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的,这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷或绢印的原因,因为不仅仅蚕丝用作丝网材料,尼龙、聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都可以作为丝网材料。
  在丝网印刷领域中,设备、材料、工艺和技术都是做一个工人所必须的先决条件。本文将从最基本的丝网知识讲起,使读者对丝网印刷有一个全面的熟悉。
网框
  网框是丝网版的一个组成部分,经常由木质制作而成,起到支撑丝网的作用。网框作为丝网印刷的一个组件,有木质网框和铁质网框,还有两种材料的组合。尽管许多丝网版已经由丝网版工厂制作好,但是丝网印刷操作人员应当知道如何制作自己的网框,以及何种类型的网框最适合于自己的作业需求。网框的类型和外形是由所要印刷的活件来决定的,在制作网框时,要尽可能使用单一的最好的材料,它有利于保证和提高印刷的质量。
  最常见的网框是平网框,它主要用于对平面承印物进行印刷。大多丝网印刷者使用烘干的白松或椴木来制作网框,这些材料没有节和其他不平整的毛病。在购买木条时最好选择能达到网框四边要求的材料。当制作大小为36inch×36inch(81cm×81cm)的网框时,网框边框木条应当为2英寸厚和2英寸宽(5cm×5cm)。对较大的丝网版来说,网框木条的大小要成比例加厚和加宽。假如网框太薄,网版经过使用、贮存和模版拉伸后会弯曲变形。白松是最常用的网框材料,但有时印刷者也使用桃花心木、云杉、芹叶钩吻和黄杨木等材料制作网框。
  组合网框的方式很多。只要认真制作,每种方式都可以达到丝网印刷的要求。网框四角要用钉子和胶水或螺丝钉和胶水紧固在一起,粘好后过量的胶水要立刻用湿布擦去。钉子是必须要用的,而且钉的位置要靠下一些,以免钉子刮伤模版织物。不管网框使用哪种组合方式,网框的四角都应当用角板或角铁加固,以保证它的耐用性。所有的网框角都必须用砂纸磨成稍圆形,所有的网框边也要用砂纸打磨,保证没有任何可能对丝网造成损坏的粗糙点。假如需要,在绷网前可以先在网框上涂上虫漆或亚麻仁油,以增加网框的光洁度。绷网有四种常用方式。它们是用大头针钉、压槽、自动绷网机和商业专利绷网技术。
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绷网
  在用大头针进行绷网时要选用0.5英寸(1.2厘米)长的平头地毯大头针。丝网布的经向要与网框的长边一致,因为大多丝网布在这个方向上拉力较好,可以经得起刮墨板往返的拖拉。另外还要使布纹与刮墨板拖动的方向一致,以减少印刷过程中图像的变形。在把丝网布钉在网框上时,首先要在网框的一边中心开始钉,每个钉之间大约0.75~1英寸,钉距离网框边3/8英寸(0.95厘米)。拉紧丝网布,先在网框的一边钉一排钉子。首先钉的一排在外侧,而且一定要拉紧,使平头钉与木框紧密接触。一边钉好后,接着钉对面的一边,注重在钉钉子时一定要用手拉紧。同样,钉好网框的另外两边。最后再在网框的里侧与外侧钉子交错的位置钉上一圈钉子,确保丝网布紧紧地绷在网框上。
  丝网布被钉在网框上之后,应当用冷温水或冷水或者含有肥皂的水进行认真的清洗,它不但可以去除任何可能存在的胶料,而且还有助于张紧丝网。当丝网布干燥后,检查绷紧的丝网是否平滑。假如某处绷的不够紧,可以用一个螺丝刀小心地取下该处的钉子,重新绷紧该处的丝网,然后重新钉上钉子。丝网布必须绷的十分紧,否则就难以附着上丝网印刷膜或涂布乳剂。有些丝网印刷者在对丝网布进行涂布前,轻轻地用精细的浮石或粘土团使尼龙、聚酯等丝织物的纤维粗糙化,以利于牢固粘结。但一定要小心,不能减弱丝网的弹性。另外在实际生产中还有许多其他的丝网清洗和去脂方式。
  有些丝网印刷者在网框的底部,也就是钉钉子的地方刷上虫漆,以防止在丝网与网框之间渗漏油墨。
  压槽网框在网框的底边上有一个槽,该槽可以使用圆形的锯来挖,也可以用特别的专用挖槽工具或木凿子来挖。槽的深度应当比夹板的厚度稍深一些。假如夹板使用的是较硬的木材如枫木或桦木,它的使用寿命就较长,而且可以重复使用。对夹板来说,大约3/8英寸(0.93厘米)是一个较好的尺寸。它的外形可以是方形木条或圆形梢棒,要适合于压入槽中。
  在绷网时,丝网被夹板强迫压入槽中。槽和夹板的边缘要用砂布打磨光滑,以免在挤压时划伤丝网。固定时用大约3/4英寸(1.9厘米)的4号或5号平头木丝钉。夹板上的螺丝孔应当是埋头孔,以保证在钉钉子时螺丝钉头能与夹板紧密结合。孔间隙大约为两到四英寸。
  绷网时要先把丝网一边压入槽中,加上螺丝,但不用太紧。以同样的程度固定对面边框上的夹板,在固定时尽可能地绷紧丝网,但假如在夹板的一端有些松也没有关系,最后可以再调整。同样方式,固定另外两边。当所有的夹板都被固定后,顺序地步步紧固螺丝,一次拧紧一点,以达到丝网的所有点获得一致的张力。
  用自动机械绷网是一种异常迅速而简朴的方式。钉书机要与钉的方式一样,并且大约位于一样的位置,假如钉书机在丝网布平行的方向拉,则会撕破丝网布。在实际作业中可以用一条卡纸垫在丝网布上,钉书机夹住丝网布和卡纸一块拉,而不直接对丝网布进行拉扯。这样做不但可以避免拉破丝网,而且可以通过拉出卡纸轻松地取下钉书机。
  下面提供一种简朴的商业绷网方式,无论是初学者或是高级丝网印刷者都可以迅速上手。这种方式适合于各种尺寸的丝网,但是网框要具有同压槽绷网网框相同的凹槽。绷网时把丝网布放在槽上,用工具把一个直径约为1/8~3/16英寸(0.31~0.47厘米)的绳索连同丝网压入槽中。该绳索可以重复用于多次绷紧。在任何时候,当丝网布必须进行再次绷紧时,槽都可以挖的再深一些,然后用同一个绳索把丝网重新压入凹槽。
  在实际的丝网制作过程中包含有一个绷网系统。该系统的特点是具有一个四边自动绷紧的独立铝框。该网框可以把丝网绷紧到所需的张力程度。并且在印刷后,丝网可以取下、卷起和重新装上使用。
  无论是使用哪种绷网方式,都有各种各样的已经制作好的网框供使用。但是,要用于特别的产品印刷如电路印刷或化学机械或特别的丝网印刷机,最好使用专利绷网设备,它有利于保证印刷产品质量。
  要实现丝网印刷,丝网印刷感光剂(或涂层)一定要附着在一种特别的布或丝网上才能生成丝网印刷所需的图像。要得到好的丝网印刷质量,丝网的选取异常重要。它依靠于印刷的要求、印刷质量、模版或中间媒介的类型、印刷的细节多少和承印物表面情况。但不管是哪种丝网材料,都必须具有一定的弹性及强度,能经得住往返拖拉而不致于被撕破;它必须具有清楚可见的网纹;网目和开孔必须大小一致;丝网线不能有跑线的情况;丝网必须抗颜料、油墨、溶剂,耐清洗、耐蒙版介质、耐拉扯、抗橡胶、适应储存条件、耐印刷机的振动和挤压、适应印刷中所需的其他条件。总之,丝网的条件要求异常苛刻。
  在国外,如美国等国家,丝网用的材料主要有丝绸(绢网)、尼龙(尼龙丝网)、聚酯(涤纶丝网)、金属处理的聚酯(镀镍涤纶丝网)、不锈钢(不锈钢丝网)、磷青铜、薄棉织品、棉布和一些粗棉布。用作丝网的线可以由动物物质制作、也可以由植物、矿物质、合成物质以及上述几种物质的组合来制作。下面通过说明各种丝网材料的印刷特性、用法及实用性对不同丝网的优劣作了比较。

丝绸
  丝网的发展进步,特殊是自从1945年以来,已经趋向于满意复杂丝网印刷的应用了,如异常精细的印刷、电路印刷等等。同时,它还趋向于进行制作精致高雅的高档丝网印刷产品。
  丝网印刷者对各种丝网材料进行生产实验发现,丝绸是通常使用中最令人满足的丝网材料。这主要是因为丝绸的化学、物理特性,以及它的多纤维丝特点,使得它有利于丝网印刷膜和乳剂层能得到最好地附着。尽管如此,由于尼龙、聚酯丝网可以进行精细的编织,印刷中可以获得更精细的细节,因此当前丝绸丝网的使用没有尼龙、聚酯多。但是从丝网家族先后排名来说,丝绸丝网无疑是最早的,也正因如此,“丝网印刷”这个名字才作为所有丝网印刷的统称。在19世纪,荷兰、瑞士和法国最初把丝绸用来过滤面粉,它是丝网印刷的最早类似物。丝绸是自然纤维中强度最大的,它制作的丝网最高印数可以达到25000印。丝网可以以下列方法来分类:(a)编织结构;(b)线数,即每英寸或厘米多少个网孔;(c)质量。
  在编织结构中有两种基本的编织方式:绞织法和平织法。绞织丝网较厚、强度好。绞织法是用两根经线扭结在纬线上。它可以防止纬线滑动,较好地保持了网目的一致。在丝网布上经向是长度方向,纬向与它形成十字交差。另外,两个方向在长度和厚度上要一致。它多用于大面积厚墨印刷。
  纱罗织法,是由绞织法变化而来,是在纱罗织布机上制作的。绞织法和纱罗织法的产品强度都比较好。
  平织法,有时叫做平纹织法。平纹丝网就是采用这种织法。平织法的经、纬交织最密,强度最好,网孔也均匀,印迹较其他织法鲜明,应用最多。平织用于305目/英寸以下的丝网。
  就线数分类来说,标准的毛边布是NO.0000到NO.25,NO.0000是最粗糙的,NO.25是最精细的。线数越高,丝网的开度越小,越精细。比如,丝网中用的最粗糙的NO.2是53线/英寸;NO.25是200线/英寸。NO.10、12、14和16是丝网印刷中最常用的。其中NO.12适用性最强。模版布不使用线数来分类,但是要用在丝网工业中也要提供相应的网丝数据信息。
  在标明质量时,丝织上的数字以“X,”“XX,”或“XXX,”结尾。这些标志表明了丝网的强度。在市场上丝网质量可以有的只有数字(NO.12,NO.14等);有带有一个X的(NO. 12X,NO.14X等);有带有两个X的(NO. 12XX,NO.14XX等);有带有三个X的(NO. 12XXX,NO.14XXX等)。带有两个X的是丝网印刷中常用的,带有三个X的丝网可用于网线较厚的情况。但是在一些情况下也用双X多纤维聚酯来代替,如需要较厚的油墨、较大的压力时。丝网的宽度可以达到60英寸(152厘米),长度不限。
  平纹丝网在NO.6XX(74线/英寸或29线/厘米)到NO.16XX(157线/英寸或62线/厘米)间,最宽可达60英寸(152厘米),长度不限。
  通常印刷越精细,丝网数越高。但是,假如丝网过细,可能会导致油墨难以通过网孔,甚至阻塞网孔。在丝网能满意印刷要求的情况下,丝网印刷者都尽可能用粗糙的丝网。表1显示了在给定网线数下所用的不同的丝网数、丝网孔径(或开度)、丝网数、以及模版类型。
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人造丝网布
  人造丝网布是人工合成的布。最常用的有尼龙和聚酯。这些材料具有较高抗磨损性、高弹性强度和高弹性,因此,它们异常适合于制作丝网。人造布的一致的网线,特殊是单纤维线,在丝网布上可以形成正方形网孔。丝绸丝网和聚酯丝网只可以从多纤维线得到,但是尼龙、聚酯和金属丝网可以从单纤维线得到,即每根线只含有一根纤维。
  丝网供给商出售从NO. 6XX到NO.21XX(多纤维)的聚酯丝网,大约在65线/英寸到300线/英寸之间。出售的尼龙和丝绸丝网约在NO.6XX到NO.25XX间,线数为30线/英寸到460线/英寸。宽度可以达到120英寸。
棉织品
  棉织品是由棉花织成的,有许多等级。它多用于短版活,因为它的耐用性不如丝绸。刀刻模版和照像版可用于这种材料。由于清洗时会擦伤网线,因此一般来说最好不要重复使用它。另外,使用这种丝网较其他丝网浪费油墨,而且重复使用后会变松弛。这种丝网宽度在37英寸到60英寸之间。有国产的也有进口的。
棉纱
  棉纱(或棉布)是由棉花或亚麻线织成。它较为粗糙,约相称于NO.4或NO.5丝绸。它可用于刀刻模版与布接触的表面的印刷,能进行5000到10000印的长版活印刷。它较丝绸便宜,并且具有一样的宽度。
薄纱
  薄纱是丝网工业中用于辊筒印花的一种布。它虽然主要在国外使用,但是了解一下它也是很有必要的。在棉布和丝绸中有一些等级的这种布。它是最便宜的一种布,不可重复使用。它相称于NO.20丝网,是唯一一种用纸模版的丝网。
  在薄纱粘在网框下面前,它应当首先在水中浸一下,拧出水,然后才粘在网框上。这样它可以粘的较牢固。所用的油墨是稀薄的标准油墨,或其他较便宜的油墨。油墨在印刷辊的压力下穿过丝网,印刷在纸张或纸板上。注重不能用刮墨刀,只能用印刷辊,因为刮墨刀易于划伤薄纱丝网。
  另外还有其他材料可用于丝网布,然而在被推广于工业使用前,它们必须在通常的印刷条件下经过多次的实践。
  由于通过普通的观察很难区分出两种不同号数的丝网,所以应当把丝网号码标在网框边上。有些丝网印刷者用不同的颜色来区分,即对不同的丝网采用不同的颜色来标注。而且印刷者要时刻知道哪些丝网是粗糙的哪些丝网是精细的,要选用最适合于自己的丝网。
  总之,丝网材料的种类很多,在选用前一定要对丝网有较多的了解,才能够清晰地知道哪种材料最适合于自己的生产需要。


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