丝网印刷技术

丝网印刷是所有印刷方式中最古老的，之所以今天仍然存在是因为它具有承印材料广泛、油墨选择宽广、在现代所有的印刷方式中油墨厚度传递最好等特点。一些其他类型印刷技术的从业者认为丝网印刷终将会消失，但他们忽视了，在不同方面和不断增长的工业领域中，丝网印刷特有的灵活性、表现力和创新的精神是它生命力的源泉。

　　然而，丝网印刷要想持续发展下去，成为未来图像复制的可行方案，就必须实现现代化，只有这样才能更好地稳定生产，发挥其成本优势。丝网印刷发展的一个关键是它的生产速度，速度提高了才能与其他类型的印刷技术和工艺相竞争。本文将介绍丝网印刷工艺必须改变的一些方式以及有可能推动这种改变的技术革新。

　　橡皮滚筒刮刀

　　丝网印刷是主要的印刷工艺之一，它不使用基于辊筒的传墨系统来实现高速和稳定的印刷复制。丝网印刷利用刮刀压力实现印版与承印物的接触完成油墨的转移。

　　刮刀在油墨转移过程中有几个功能，但要实现这些功能必须做出妥协，这些功能中最重要的几项包括：

　　*施加压力使模板与承印物发生接触，实现油墨的转移。

　　*提供水压迫使油墨通过网版。

图1刮墨刀接触角度（左图为初始状态静止的刮刀角度；中间图为施加压力的刮刀角度；右图为印刷状态下的刮刀角度）黄色为印刷方向，兰色为摩擦力，绿色为压力。

　　刮墨刀和丝网的接触角度影响丝网印刷过程中油墨转移的正确性和完整性。接触角受许多因素影响，包括刮墨刀压力，刮墨刀和网版之间的摩擦，油墨特性，印刷速度等等，获得可预见的和重复的接触角是非常困难的事情。

　　在每一次印刷过程中，施加在刮墨刀上的力包括向下的压力，在刮墨刀的边缘网版和承印物相互接触；和摩擦力（拖拉的力量），在网版表面阻止刮刀移动的力量。这两种力量混合后使刮墨刀从原始角度偏离到实际的印刷角度，通常被称为接触角。接触角的大小对油墨的剪切力和作用到油墨上的水压有决定性的影响，接触角越小，水压越大，同时刮墨刀的剪切作用越差。由于有许多变量存在，因此控制接触角是很困难的。这些变量中最重要的包括以下几项：

　　*由操作者设定的刮墨刀压力；

　　*采用的油墨系统及其对刮刀与网版之间摩擦力的影响；

　　*刮墨刀的刮版速度；

　　*刀刃的形状和硬度；

　　*刮墨刀边缘和把手之间的高度。

　　使用传统的刮墨刀，在整个印刷幅面上丝网的绷紧力量也是一个很重要的因素。张紧的丝网增加了额外的抵抗力和偏转力，刮墨刀的角度更小，刮刀更接近于网框，如图2。

　　由刮刀压力引起的一些变量、刮墨刀和丝网之间的摩擦力、丝网张力是许多稳定性鼓掌的根源，影响丝网印刷的质量。为了完成高速印刷，应减少摩擦力和压力对印刷过程的影响。

　　刮墨刀的另一个不理想的特征是刮墨刀尾部接近框架的偏转趋势，这将会造成不均匀的油墨传递性能。

　　为了提高生产速度，目前最流行的刮墨刀是使用带有特殊支持层的刮墨刀或者使用硬的版材以防止变形。这些专门的刀刃和附件会限制应用范围，但会使产品的稳定性和可重复性更好。这些方法可以产生更高的印刷速度，可以在接触点上产生更有影响的摩擦力，延长丝网或刮刀的使用寿命。

　　改善这一问题的方法是用橡皮滚筒刮刀代替刮墨刀（图3）。这种改进可以以更快的速度获得均匀优良的墨层厚度。橡皮压力辊非常适于卷筒和滚筒印刷机页面，甚至经过实践证明也可以用于平台印刷机。

　　一项在英国的测试证明旋转刮墨刀的概念是非常现实的，其油墨堆积量比传统刮墨刀的沉积量多了50%。研究结果也表明刮墨刀的旋转功能（而不允许它自由的旋转以适应丝网的移动）是在油墨转移过程中减少摩擦力的最佳方式。

　　橡皮压力辊系统获得的压力可以达到传统刮墨刀的两倍，可控性强，接触范围大，偏转小。这样的刮刀可以在整个印刷幅面上提供稳定一致的接触，橡皮压力辊的一个限制是它需要比普通刮墨刀更复杂的构造，尤其因为它必须独自驱动旋转，更加大了其复杂性，它也比较难以安装，这就是为什么它在平板印刷机上的应用受到限制的缘故。

　　代替传统刮墨刀的一个设备是橡皮滚筒刮墨刀，它的特点是用一个可压缩刮刀材料包裹在圆柱状的框架外部。在印刷过程中，这种刮墨刀不停地旋转，旋转过整个丝网，消除了摩擦力，其结果是可控制并保持油墨转移的稳定性。

　　油墨和干燥/固化技术的发展

　　在丝网印刷中，提出橡皮滚筒刮刀模型的另一个问题是为了提高生产速度，这一设备允许对油墨的化学性质和干燥/固化技术进行相应的改进。橡皮滚筒刮刀具有在更高速下生产的可能性，因此需对油墨进行改进以便适应稳定的传递，同时固化装置也可在这样的高速下干燥印刷品。

　　高速印刷需要快速的油墨转移，这就要求油墨的发展能与质量的需求相匹配。现在的油墨技术是自然而然发展来的，而不需要对油墨的配方进行修改。

　　与油墨技术进行相关联的技术进步是干燥/固化技术。上面提高的橡皮滚筒刮刀实验在一台改进的滚筒印刷机、UV油墨和双灯紫外光固化单元上完成的，实验时发现即使将固化系统以最大功率运转，也不可能在最大印刷速度下完全固化印刷品。

　　对于采用橡皮滚筒刮刀的高速印刷，快速固化的UV油墨显示出了极大的可行性，溶剂挥发干燥型油墨技术的应用使干燥的时间变得非常短（也可以采用加长型干燥器）。

　　一次性丝网系统

　　丝网是丝网印刷企业花费最大的一个领域，主要包括丝网的价格以及丝网安装、回收的费用。确保丝网印刷在快速增长的需求以及快速的作业更换中满足需求的一个最经济的方法是，通过采用一次性的丝网系统来减轻劳动者的劳动强度。丝网可以利用高重复性、稳定性的设备进行预拉伸，确保每一张丝网都能获得一致的丝网张力。

　　在一些市场，如CD印刷，是普遍采用丝网印刷的一个领域。许多CD丝网印刷商在用后扔掉丝网，因为他们所采用的小幅面丝网比回收更便宜。为较大幅面的印刷建立丝网系统会应用到新的拉紧系统和比目前的框架技术更多面、经济的安装系统。

　　预涂的丝网

　　另一个与一次性丝网类似的选择是使用乳剂预涂的丝网，这样可以直接对丝网进行曝光和显影。这也将大大减化许多在曝光之前涂布和干燥丝网的步骤使丝网印刷过程明显简化。采用预涂的丝网还因为涂布的准确性而获得更好的稳定性，预涂丝网采用的是重型涂布设备，因而涂布效果更好。

　　丝网的安装

　　多年来唯一一个在网框上安装丝网的方法是采胶粘丝网，这是一个永久的方法，不允许在丝网被固定后移动丝网或是调整丝网的拉力。在丝网被固定之后，印刷商不得不接受任何拉力的损失。

　　可重复拉伸的网框系统解决了拉力损失的问题，但是网框有费用高的缺点。不仅是费用的问题，可重复拉伸系统在一次性丝网系统中还是对硬性框架替代品。

　　对这一问题的解决方案是修改目前用于柔性版印刷上在印刷滚筒/套筒上安装印版的一个技术，该技术采用一个特殊的双面胶带在印刷过程中固定印版在理想的位置上，但当印刷完成时可以将印版快速地拆除下来，过程非常简单。如果在丝网印刷中采用同样的技术，就可以将拉伸的丝网依附在固定的框架上，准备网版用于印刷，完成印刷工作后快速拆下来丢弃，省略了回收过程的时间和费用。

　　使用这种安装系统的好处是粘力超强的双面胶可保护丝网图像区域的细丝，见图4。较柔软的胶带用在拐角处，当弯曲时支持丝网在固定位置，同时避免在印刷过程中的损坏。结合拉伸的方法，有效的产生稳定的和可重复的丝网张力，如框架安装系统可能会对回收和在使用拉伸丝网减少调整。

一次性丝网系统非常实用，同时必须介绍一个在网框上安装丝网的新方法。使用硬质丝网的一个可能性是采用专门的双面胶带，使用有高胶粘强度的胶带可以确保图像区域的细线性能良好，而在拐角处采用柔软的胶带，允许丝网因为避免刮墨刀压力或者移动引起毁坏。

　　非编织而成的丝网材料

　　代替使用编织型丝网材料，而转向使用非编织型材料并不是一个新鲜的方法。非编织而成的丝网材料包括打孔的和腐蚀型材料，具有更好的稳定性，比传统丝网更支持印刷图像，表面摩擦力小，更易于回收，使用方法简单。这种类型的丝网包含一些专利技术，但是它们有成效地补充已经影响了一些丝网印刷的市场。如果像这样的材料对丝网印刷来说是完美的，就应该将它应用到一些新的要求比较严格的应用领域，如生产一些生物医药传感器和一些小的、密的电路。

　　数字印刷

　　有相当一段时间，数字印刷对丝网印刷造成了极大的威胁。但事实表明，丝网印刷企业可以完成数字印刷加工的所有作业。

　　一些数字输出设备比传统的丝网印刷更适合某些应用，但没有哪种工艺能象丝网印刷那样传递如此大的墨量或者油墨的类型，因此数字印刷不能完全代替丝网印刷。

　　丝网印刷过程和数码图像技术两者之间将来的关系将是共存和共同合作的关系。但是丝网印刷的使用者确信在他们的事业中丝网印刷方法仍然是有竞争力和有益的方法。

　　一次完成多色印刷

　　在过去的十年里，丝网印刷中一次完成多色印刷的工艺吸引了许多企业，这种特点将减少或是消除色与色之间定位套准错误的发生，同时明显地减少了生产时间和浪费。提高经济效率的标准来自于完成一次或两次丝网印刷工序，而不是七或八个，这将会对消费者产生最大的吸引力——最终有较低价格的产品。

　　混合印刷

　　丝网印刷技术与其他印刷工艺的结合使用在近五年里增长很快，尤其是对于卷筒纸旋转丝网印刷中，常常是和柔性版印刷、数字式印刷以及先进的印后技术自动化生产机器结合起来，旋转丝网印刷机已经扩大了可印刷产品的范围和价值。然而，这种混合印刷的最大速度通常受到丝网印刷单元的限制。

　　如果采用旋转系统与橡皮滚筒刮刀的同时，还选用先进的供墨和固化装置，丝网印刷的效率会产生和其他工艺技术相匹配的生产速度。其结果是以最少的浪费和最低的速度生产出范围较广的产品，表现出最大的利益。

　　今天，大部分混合印刷以轮转丝网印刷为特点，被其他一些工艺的公司所采用，如柔性版印刷公司。这些公司增加了丝网印刷的功能对自己的工艺流程进行补充，并发现丝网印刷是最难理解和成功使用的印刷方法之一。同样丝网印刷公司也可以加入其他的印刷工艺方式和后加工能力，使丝网印刷企业提高自己的竞争力。

　　延长丝网印刷的生命

　　丝网印刷是一项不断创新的工艺，它可以加工更为广阔的产品和生产能力。此篇文章介绍的先进方法将增加这种印刷方式的速度及其成熟性，同时丝网印刷工作者将新的功能加以利用。此外，这些改变将提高生产力和节约费用，从而允许丝网印刷商店在现在的市场中获得他们的成功。结合较好的方法标准，这些提高将对丝网印刷有个长期的和有益的未来。