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絲網印刷
來源:互聯網

絲網印刷,又稱“絲絹網印花”,是一種將圖形印刷到平面和圓柱表面的濕式印刷方法,屬于孔板印刷,與平版、凸版、凹版并稱現代四大印刷方法。

絲網印刷的起源時間、地點存疑但大多認可其發源于中國。約2000年前,中國人首次開始使用絲網印刷術。1907年,英國人塞繆爾·西蒙發明并申請絲網印刷的技術專利。1915年左右,美國首先采用照相法制作絲網印版,在絲網印刷發展上取得重大突破。從此,絲網印刷得到迅速發展,并被各行各業廣泛應用。截至1992年,世界各國大約有50余個不同的產業、專業部門在應用絲網印刷。絲網印刷技術已從手動式、半自動式向全自動和智能化方向發展,尤其是向著多色高速的方向發展。

絲網印刷的原理是將絲、尼龍、聚纖維或不銹鋼金屬絲網繃在網框上,使其張緊固定,采用手工刻漆膜或光化學制版的方法制作絲網印版,其設備結構由傳動裝置、印版(網架)裝置、工作臺(承印臺)裝置、壓印(刮墨)裝置等組成。它具備墨層厚、覆蓋力強,物料適應范圍廣,對承印物形態適應性強,對油墨的適應性強,印刷墨層厚度調節范圍廣,印刷方式靈活的優點,但不適用于精細產品的印刷。絲網印刷可分為平面絲網印刷、曲面絲網印刷、輪轉絲網印刷和靜電絲網印刷,可在電器、陶瓷、制鏡、鐘表、標牌、印制板、印染等領域應用。

歷史沿革

歷史起源

絲網印刷技術的起源時間、地點有多種說法,但是大多認可其發源于中國。漏版印刷是絲網印刷的雛形,其最早出現的年代不詳,但可追溯至公元前2世紀。當時很可能把動物皮革或薄的綢帛先用樹漆處理過,以用作漏版。大約在2000年前,中國人首次開始使用絲網印刷術。他們將人的發絲綁在一個木框上,使之形成一張網,然后將用樹葉做成的模板貼到絲網上,這就是絲網印刷的初始操作版本。許多亞洲國家都學習了這項技術,并在此基礎上不斷創新。

隋朝大業年間(公元605年-616年),宮廷穿用的衣裙服飾已經使用鏤孔花版(夾)印染。宋朝(960年-1279年)時期,中國就已使用絲網印刷技術。孔版漏版技術在一千多年前的日本奈良時代傳到日本。經過日本匠人的改進,在日本江湖時代創造了“捺染”技術,用于和服的印花和染色。上述這些古老的孔版漏印工藝,為現代絲網印刷工藝的產生開拓了道路。

現代工藝

“捺染”技術約在日本明治時代傳到歐洲,歐洲人稱其為“日本型版”。20世紀初,英國人受到“日本型版”的啟發,開始使用蠶絲絲網制作印版。1907年,英國人塞繆爾·西蒙發明并申請了絲網印刷技術的專利,他將絲網作為印版來創造高質量的印刷織物與墻紙。1915年左右,美國首先采用照相法制作絲網印版,這在絲網印刷發展上是個重大突破,它使絲網印刷制版工藝前進了一大步。從此,絲網印刷得到迅速發展,并被各行各業廣泛應用。隨著科學技術的發展,絲網印刷應用領域逐步擴大,其工藝、設備、材料等,在20世紀70至90年代有了長足進步。截至1992年,世界各國大約有50余個不同的產業、專業部門在應用絲網印刷。

技術原理

絲網印刷的原理是將絲、尼龍聚酯纖維不銹鋼金屬絲網繃在網框上,使其張緊固定,采用手工刻漆膜或光化學制版的方法制作絲網印版。使鋼網印版上圖文部分的絲網孔為通透孔,而非圖文部分的絲網網孔被堵住,將絲網印刷用油墨放入網框中,用橡皮刮墨板在網框內加壓刮動,這時油墨通過圖文部分的網孔轉移到承印物上,形成與原稿一樣的圖文。

典型結構

各種類型的絲網印刷機均由傳動裝置、印版(網架)裝置、工作臺(承印臺)裝置、壓印(刮墨)裝置、輸紙(料)裝置和收紙(料)裝置以及控制系統組成,自動絲網印刷機還有干燥裝置。

印版(網架)裝置

印版裝置包括網版架機構、網版調整機構、網版升降機構等組成。印版裝置的功能是固定絲網印版,使絲網印版在印刷時到達印刷位置。絲網印版制好后,就可以裝到網版架機構的固定位置。

工作臺裝置

工作臺是承受承印物與印刷壓力的剛性機構,有平面形工作臺裝置與圓筒(或圓弧)形工作臺裝置兩種。工作臺裝置包括印刷工作臺和印版調整機構,其作用是支撐承印物,對承印物進行套準調整。工作臺面上密布著吸氣小孔,工作臺上升后,電磁閥接通吸氣系統,使承印物定位后被吸氣小孔的真空吸力吸附于工作臺表面定位。工作臺下降后,電磁閥切斷吸氣系統,使真空吸力釋放,便于收取承印物。工作臺上升的極限位置可依據承印物的厚度和需要的網版距離,借助于限位螺釘加以調整。工作臺上的承印物可以進行左右和前后方向的微量移動,以調整圖文的套印位置(定位十字線或圖文輪廓線)。調整后,用螺釘緊定。

壓印裝置

壓印裝置主要包括刮墨刀(也稱為刮墨板、刮板)、回墨刀(也稱為回墨板、回墨刮板、傳墨刀)、刮墨刀往返傳遞機構和調整裝置。壓印裝置主要作用是對絲網版施加一定的印刷壓力,實現刮墨和回墨運動,完成印刷。壓印裝置的傳動是絲網印刷機的主傳動。刮墨刀由右向左運動時進行刮墨印刷;刮墨刀由左向右運動時進行回墨,在網版上面鋪上均勻墨層。壓印裝置的刮墨效果直接影響絲網印刷的質量、墨層的厚薄、圖文的清晰度。刮墨刀和回墨刀分別安裝在壓印傳動裝置上,隨壓印傳動裝置的運動而運動。壓印裝置向左移動,刮墨刀下伸,回墨刀上升,進行刮印印刷;壓印裝置向右移動時,刮墨刀上升,回墨刀下伸,進行回墨勻墨,準備下一次印刷。

傳動裝置

傳動裝置主要包括電機、液壓氣動系統、調速機構和機械傳動機構等。主要功能是向各運動部件傳遞動力,完成各項運動和動作。

干燥裝置

絲網印刷產品的干燥裝置是保證印刷質量的一個不可缺少的部分。干燥方法有自然干燥法和加熱促進干燥法兩種。自然干燥法是將印刷品互相不重疊地攤在空氣中,讓圖文墨層自然干燥,常用于紙張和板材的干燥。加熱促進干燥法所用熱源有熱風、紅外線或紫外線燈,常與印刷機聯動,組成全自動絲網印刷機。熱風干燥裝置用于紙張和板材的印刷品干燥。紅外線或紫外線干燥裝置用紅外線或紫外線輻射器和反射器將印刷品以一定速度通過干燥區域,使墨層加速干燥。這類干燥裝置適用于板材、紙張、塑料或其他各種物品的干燥。

其他

絲網印刷機的輸紙裝置和收紙裝置比較簡單,此外還有氣路裝置和控制系統。

主要特點

優點

墨層厚、覆蓋力強

膠印凸版印刷的墨層厚度只有幾微米,凹印為12μm左右,柔性版印刷的墨層厚度為10μm,而絲網印刷的墨層厚度可達30-100μm。專門PCB厚絲網印刷,墨層厚度可達1000μm。用發泡油墨印刷制盲文點子,發泡厚墨層厚度可達300μm。因此油墨的遮蓋能力特別強,可在全黑的紙上做純白印刷。

物料適應范圍廣

絲網印版柔軟而富有彈性,印刷壓力小,所以不僅能夠在紙張、紡織品等柔軟的材料上進行印刷,而且還能夠在已損壞的玻璃、金屬、硬質塑料等硬度高的板面或成型物的面上直接進行印刷。由于絲網印刷的印版是柔軟而富有彈性的死亡,因而無論是硬質材料(如玻璃、金屬),還是軟質材料(如紙張、織物)都有良好的適印性。

對承印物形態適應性強

膠印、凹印、凸版印刷三大印刷方法一般只能在平面的承印物上進行印刷,而絲網印刷不但可以在平面上印刷,也可以在曲面、球面及凹凸面的承印物上進行印刷,而且還可以印刷各種超大型廣告畫、垂簾、幕布。這種印刷方式有著很大的靈活性和廣泛的適用性,所有形狀的東西都可以用絲印進行印刷,對于那些特殊的異形面也可以進行絲網印刷。由于絲網印版幅面的變化范圍較大,因而對承印材料形狀和大小的適應性也是其他印刷方式所無法比擬的。

對油墨的適應性強

由于絲網印刷采用的是漏印原理,因而對各類油墨都具有良好的適應性,水性的、油性的、液狀的、粉狀的,甚至像糊、油漆也可。因此,就可根據承印物的性質,比較容易地選擇與之相配的油墨。其他印刷要求各種油墨的顏料粒度要細,而絲網印刷只要能夠透過絲網網孔的油墨和涂料都可以使用。絲印所用油墨之廣,已超出了通常油墨的定義范圍。

印刷墨層厚度調節范圍廣

由于絲印所特有的印刷工藝,因而其印刷墨層厚度可根據需要進行調節,最薄的約6μm,而最厚的則可達1000μm。這使得絲印較之其他印刷方式具有遮蓋力好、耐光性好等特點。可以通過簡便的方法把耐光性顏料、熒光顏料放入油墨中,使印刷品的圖文永久保持光澤不受氣溫和日光的影響,甚至可以在夜間發光。絲印油墨的調配簡便。由于絲印產品的耐光性比其他種類的印刷產品的耐光性強,更適合在室外做廣告、標牌之用。

印刷方式靈活多樣

絲網印刷同其他種類的印刷一樣,可以進行工業化的大規模生產,同時,它又具有制版方便、價格便宜、印刷方式多樣、靈活、技術易于掌握的特點,可不受企業大小的限制。

缺點

由于絲網印刷圖像的承載體是絲網,因此無論絲網多么精細,它都會在一定程度上影響其印刷的分辨力,所以絲網印刷在精細產品的印刷上并不適用。

常見分類

按絲網印刷的方式分類

平面絲網印刷

平面絲網印刷就是用平面絲網印版在平面承印物上印刷的方法。印刷時,印版固定,墨刀移動。平面絲網印刷多用于紙張、標牌及織物等的印刷。

曲面絲網印刷

曲面絲網印刷就是用平面絲網印版在曲面承印物上印刷的方法。印刷時,墨刀固定,印版沿水平方向移動,承印物與印版一起移動。曲面絲網印刷多用于各類容器的印刷。

輪轉絲網印刷

輪轉絲網印刷是用圓筒形絲網印版,圓筒內裝有固定的刮墨刀,圓筒印版與承印物作等切向速度同步移動的印刷方法。與上述兩種絲網印刷方法相比,輪轉絲網印刷是連續印刷,所以其工作效率要高。多用于易于定位及傳輸類的承印物的印刷,如紙張、塑料等。

靜電絲網印刷

靜電絲網印刷是利用靜電引力使油墨從絲印版面轉移至承印面的方法。這是一種非接觸式的印刷法,是用導電的金屬絲網作印版,承印物介于兩極之間。印刷時,印版上的墨粉穿過網孔時帶正電荷,并受負電極的吸引,布落到承印面上。

按絲網印刷的承印物分類

絲網印刷按承印物不同劃分為:紙張類印刷、塑料類印刷、陶瓷類印刷、玻璃類印刷、線路板類印刷、金屬類印刷、紡織品類印刷等幾大類。這樣在實際應用中就形成了各自的相對獨立的絲網印刷系統。

技術參數

設計參數

絲網的技術參數主要用來表示絲網的性能,主要的技術參數有:數目、孔徑、絲徑、網厚及網孔面積率等。

參考資料:

應用參數

根據不同印刷工藝要求,可制作不同技術參數的絲網印版,其技術參數范圍如下:

參考資料:

影響因素

絲網印刷的工藝流程不復雜,但是在實際實施過程中很多因素都將對絲網印刷質量產生影響。

原稿質量

考慮到工藝的復雜程度,絲網印刷很少用來印制需要加網的原稿。根據絲網曬版原理,要求原稿為矢量圖形,并且無論實際印刷過程中上哪種顏色的油墨,都要求電子文件填充100%黑 色。

原稿輸出介質

電子文件輸出時一般采用硫酸紙即可,輸出硫酸紙時打印機需選擇噴墨打印機激光打印機打出原稿嗅層較薄,曬版時會透光,另外在曬版前還可通過一些方式提高原稿的黑度,提高曬版質量。

網框

絲網印刷采用的網框材料主要有木材和不銹鋼兩種,其中木材成本較低,但是易變形,影響絲網版質量,從而降低印刷質量。不銹鋼制作的絲網版不易變形,但是成本高,適合用于高質量和大批量的印刷。

網布

絲網印刷中所使用的網布主要有2種:尼龍聚酯。其中聚酯網布使用較廣泛,尤其是套準精度要求較高的活件,例如印刷電路板等;但因為價格原因,企業普遍愿意采用尼龍網布。

繃網機

繃網機主要有手動和氣動兩種,相比較手動繃網機,氣動繃網機力量均勻,繃網質量較高。

感光皎

感光劑是否攪拌均勻,感光皎在調配后使用時間,都將影響絲網印刷質量。感光咬在調配后,必須存放在暗室陰涼處并且要盡快使用,一般情況下超過30天將出現嚴重脫饃,可以通過將感光膠預涂成版存放起來備用。

曬版時間

曬版T作的關鍵是控制曝光量,曝光量不足,感光皎硬化不充分,其分辨率、清晰性及耐抗性均會變差;曝光硬化過度,原稿細部容易丟失。

顯影

普遍采用的方式是通過水槍均勻沖洗顯影,應注意把握沖冼力度,整個沖洗過程盡量在暗室進行。

印刷

印刷過程中,油墨的流動性,刮墨刀的角度,承印物表面的平整性等因素均會影響印刷質量。

應用領域

由于絲網印刷具有版面柔軟、印壓小、墨層厚、覆蓋力強,印刷方式靈活多樣,不受承印物大小和形狀限制,而且立體感強等特點,因此,承印物非常廣泛,可在玻璃、陶瓷、金屬、塑料、木器、紙張、皮革、編織物、紡織品、滌綸膜、漆器等物表面上進行印刷。在應用行業方面,可在電器、陶瓷、制鏡、鐘表、標牌、印制板、印染、針織、服裝、紙箱、包裝裝潢、工藝品、塑料等多個行業上應用。

廣告類

在廣告方面,與室外繪畫類廣告相比,由于可大量復制,成本較低,制作周期短等特點,而與電腦噴繪類廣告相比,絲網印刷又具有圖像清晰、色彩鮮艷等特點,因而在廣告牌、巨型招貼畫等有廣泛應用。

織物類

絲網印刷用于由織物材料所構成的各種包、袋、服裝、床單及被面的印花。織物絲印約占整個絲印業的三分之一,占有非常重要的地位。

轉移花紙類

轉移貼花可先將圖案印在紙張或塑料薄膜上,使用時,再將花紙上的圖案以各種方式轉移到被裝飾的器物上。因而在陶瓷、紡織、機械、電子等行業的應用非常廣泛,其約占整個絲印業的37%。

標牌類

交通標志、門牌、路牌等許多都是采用絲網印刷的方式制作的。

電子產品類

絲網印刷在電子行業也有較多的應用,如各類電器的面板、印刷線路板、厚膜集成電路以及薄膜開關的制作等。

藝術品類

由于絲網印刷對材料的適應性廣、使用的油墨類型多,因而也經常用于藝術品的制作。如絲印版畫、仿古字畫及絲印油畫等,有的絲印優化甚至可達到真假難辨的程度。

展板類

各種展會用的展板、公共展所用的各類說明圖板等也可采用絲網印刷的方式制作。

容器類

各種玻璃、塑料及金屬容器,除了采用貼花的方式轉印,有時也可直接絲網印刷,如各類塑料瓶裝的洗發液、紙箱等。

標準規范

中國

國外

相關工藝

清漆紫外線固化彩釉玻璃的發展,使得絲網印刷可以產生與燙印的單色相似或更豐富的裝飾效果。清漆可以涂抹在整個表面豐富和保護顏色,也可以涂抹在選定的區域,這被稱為“局部上光”。像燙印一樣,絲網印刷僅限于平面和圓柱形零件的印刷,不能印刷凹凸表面。

發展趨勢

絲網印刷技術從手動式、半自動式向全自動和智能化方向發展,尤其是向著多色高速的方向發展,已出現了大幅面多色全自動平壓絲網印刷,如美國的M&R公司所研制的2mX4m六色全自動絲網印刷機,該設備采用氣壓式定位以保證精確快速印刷,各印刷機組采用獨立控制系統,自動調節印刷行程及油灰刀角度,印刷速度可達500張/h。

高速輪轉絲網印刷生產線也是絲網印刷的發展方向,高速輪轉絲網印刷速度快(可達125m/min)、生產率高、印品質量穩定、消耗低,改變了傳統平型絲網印刷,手動供紙、供墨方式,實現了絲網印刷的高速自動化、產業化。數字化技術為絲網印刷帶來了革新,例如數字化直接成像制版法,突破了傳統的絲網印版制作必須要使用膠片的制版模式,直接將印刷圖像通過數字噴墨輸出的方式噴涂到已涂布好感光乳劑的模板。絲網印刷與柔印、凹印或膠印組合,能夠實現多項功能,如磨砂、水晶、皺紋、折光、彩虹燈。隨著組合印刷的迅速發展,市場對輪轉絲網印刷機的需求不斷提升。

專利信息

參考資料:

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印刷機械 網版印刷鋁合金網框.全國標準信息公共服務平臺.2023-12-04

印刷技術 網目調分色版、樣張和生產印刷品的加工過程控制 第5部分:網版印刷.全國標準信息公共服務平臺.2023-12-04

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