絲網印刷技術的發展和在金屬包裝中的應用

楊文亮

【摘要】本文列舉了近十年來絲網印刷技術的進步，對部分國產印料作了較為詳細的介紹。指出只有絲網印刷材料、設備和工藝的創新才能使其向更多的領域拓寬，在金屬包裝業占有優勢。

【關鍵詞】絲網印刷 金屬包裝 油墨 工藝

1 引言

絲網印刷技術是一個古老而獨特的印刷技術。這項技術的特性顯示了它的許多優點，隨著絲網印刷材料、設備和工藝的創新以及它與現在其他技術相結合，使絲網印刷技術有了廣擴的市場前景。特別是功能性油墨的開發，使絲網印刷的應用領域更加多樣化，并且得到了不斷擴展。

2 關于絲網印刷

絲網印刷是把帶有圖案或圖案的模版被附著在絲網上進行印刷的。通常絲網由尼龍、聚酯、絲綢或金屬網制作而成。當承印物直接放在帶有模板的絲網下面時，絲網印刷油墨或涂料在刮墨刀的擠壓下穿過絲網中間的網孔，印刷到承印物上（刮墨刀有手動和自動兩種）。絲網上的模版把一部分絲網小孔封住使得顏料不能穿過絲網，而只有圖像部分能穿過，因此在承印物上只有圖像部位有印跡。換言之，絲網印刷實際上是利用油墨滲透過印版進行印刷的。

3 關于印刷金屬包裝

金屬包裝的印刷，一般大批量采用馬口鐵平板膠印，利用四色套印等印鐵機進行印刷。但是這樣的印刷需要有一定的批量，小批量印刷由于制版費、開槽費等較高，導致印刷成本上升，不夠經濟。在小批量的印刷中，目前最好采用絲網印刷，由于制版費用較低，能大大降低成本，減少生產周期。例如，小批量的金屬罐印刷、鋼桶表面圖案的印刷、金屬封蓋、標牌等的小批量印刷等。實踐證明，由于絲網印刷成本低、易實現，在小批量的金屬包裝領域中已經得到了廣泛的應用。

4 金屬包裝中絲網印刷的應用

絲網印刷在金屬包裝中制造技術中曾經有過“山窮水盡”的過去，今日的絲網印刷在金屬包裝制造技術中卻是“柳暗花明”，極受歡迎。為什么前后的變化如此之大？是繼續狼子野心新。創新新的金屬包裝網印印料、新的金屬包裝網印工藝、新我金屬包裝網印及檢測設備。直到贏得今天絲網印刷在金屬包裝界有大好局面。如今的絲網印刷已經可以完成多色的套印、非平面印刷等技術過程。

近年來的發展使得絲網印刷具備了良好的工藝適性并且成為一種可控制和易于控制的生產過程，下面我們簡略地介紹網印機材的進步：

4.1 網印絲網

絲網是網印中最重要的組成部分。這是因為它控制了油墨的流動性和耗墨量，同時，它也決定了網版的耐用性和質量，從而決定了印刷的質量。現在，人們在市場上可以看到性能良好的高模數類網印絲網，特別是高結合力、高張力、單絲、平織聚酯（PET）絲網（絲網的絲徑可細達27μm，每厘米高達150線的平織絲網）的推出，改變了人們對印刷中一些重要影響因素的理解，這一點在精密絲網印刷的技術方面已經得到印證。除此之外，絲網與網版感光膠或感光膜片有極好的交聯性也是制作高質量網印印版的一個重要因素。

4.2 網版感光材料

今天，我們在市場上可購買到許多版號的高分辨率的絲網感光膠或感光膜片，特別是水基感光膜片（直接曬網感光膜片），其使用工藝簡單，膜層厚度均勻、可控，特別是膜厚為80~140μm的水基感光膜片，可在一些較為特殊的應用場合使用，同時，它還為絲網印刷拓展新的領域提供了可靠的物資基礎。

4.3 網印印料（油墨）

網印印料的進步，特別是功能性油墨的開發，不僅使普通的絲網印刷獲益匪淺（例如UV油墨的永不堵網），而且，它還直接導致了絲網印刷技術和產品的高科技化。絲網印刷的特點很多，最根本的一點是印刷適應性強，人們稱之為除空氣和水不能印刷外，在所有不同材料和不同表面形狀的承印特上都能進行印刷。

金屬包裝網印油墨，一般包括抗蝕油墨、抗電鍍油墨、兩液（雙組分）反應型油墨、熱固油墨等。

（1）抗蝕油墨

利用絲網印刷在金屬包裝物表面網印耐蝕油墨，保護好不需要蝕刻的部位，然后由專用蝕刻液對金屬包裝表面進行化學轉換，以達到在金屬包裝表面產生所需的標記、圖案。目前在金屬標牌的生產方面應用最為廣泛。

抗腐蝕油墨大致可以分為四類：溶劑型抗蝕油墨、堿溶性抗蝕油墨、紫外光耐腐蝕油墨和紅外熱固化耐腐蝕油墨。

（2）抗電鍍油墨

抗電鍍油墨主要應用在金屬包裝表面的立體浮雕工藝，即網印陰圖、露出浮雕的圖案，由電鍍堆積，產生“立體浮雕”的效果。在金屬包裝的瓶蓋中常采用這種油墨加工瓶蓋圖案。

抗電鍍油墨，除了與耐蝕刻油墨性質相同外，還應考慮油墨觸變性要適當，對陰圖印刷不能引起油墨的擴散；油墨中不應有導電物質存在；油墨不能溶解至電鍍液中。

（3）熱固型油墨

加熱干燥固化的絲網印刷油墨，是金屬絲網印刷的主要油墨品種，可直接用于在金屬包裝表面印制圖文信息。在小批量的馬口鐵印刷制罐、制蓋、制桶等生產中常被采用。

4.4 金屬包裝的絲網印刷工藝

金屬包裝制品的絲網印刷工藝大致如下：

絲網印版制作、承印物預處理→絲網印刷→干燥→沖裁成型→檢驗→包裝→出廠。

（1）印版的制作

（2）定位

絲印金屬包裝物印版上的規矩，是保證圖形在相同被印工件表面的位置準確、統一滿足彩色套印精度要求的工藝手段。根據承印物材料、形體的不同，絲印金屬包裝的定位方法也各有所異，通常的有下列幾種。

（a）靠邊定位：適用于直邊包裝物工件，例如標牌、金屬包裝成形前的平板印刷等，在絲印時將工件的兩直角邊緊靠定位即可。

（b）鑲邊定位：適用于異形成型包裝物工件的絲印，可將包裝物加工落料的外框，在修整間隙后，按靠邊定位法，將外框附在平臺需要的位置上，絲印時只需將異形包裝物工件放入落料外框即可。

（c）孔定位：孔定位適用于相同圖形的拼版絲印，即先在板材上沖出定位孔，絲印時以孔定位，最后仍以定位孔對包裝物工件進行模具落料成型。如鋼桶封蓋的印刷和加工就常常采用孔定位的方法。

（3）油墨的調配

對金屬包裝用絲印油墨的要求是附著力強、耐磨性好、印刷后圖形清晰、干燥快且不封網。金屬包裝絲印油墨一般是采用醇酸、酚醛等合成樹脂作為邊結料，加入部分顏料、助劑等制成的專用油墨。這種油墨印刷性能較好，印刷后自然干燥或在120℃條件下烘烤2小時即可干燥。其墨膜表面光亮、有位體感，與金屬的結合力和耐磨性能優良。這種油墨的墨膜用JM-1型漆膜磨耗儀進行試驗，負荷750g的橡膠砂輪壓磨可達到500次以上，用布輪研磨可達5000次以上。

如果絲印彩色圖案，可參照有關彩色印刷油墨色樣配墨，調置時應加入適量調墨油和干燥劑。油墨干燥劑的加入量約為油墨總量的5%~8%，加得少不易干燥，加得多則影響油墨的附著力。

（4）絲印金屬包裝物的質量要求

絲印金屬包裝物的文字、圖形以及顏色應符合圖紙要求，成品表面應無明顯劃傷、污跡，墨膜的附著力應符合要求。

4.5 電腦化印版制作

網印版制作，目前最通用的是電腦設備→激光光繪機出網印版制作軟片（照相底片）。另一途徑是以電腦噴墨技術（無數位化制版系統）在涂布好絲網感光材料的網版上直接成像。使用此項技術則直接挑戰制版軟片（照相底片），不僅在網版制版技術中淘汰照相機，而且也淘汰暗室工藝以及銀鹽片基（制版軟片），這種從電腦到網版的新技術已經商品化，其成套設備已投入市場。目前，這項技術唯一的缺點是系統售價極為昂貴。但是，可以預見，這種網印高科技設備的高價位狀況是不可能維持很長時間的。降價，大幅度地降價勢在必然。這一點，我們從計算機及其它信息產品逐年地大幅度降價的現實中就可以明了。更可喜的是，更加先進的直接曝光制作網印版的新技術已投入使用。

4.6 網版生產控制的參數化程序

隨著新技術的引入，絲網印刷印前參數的控制自動化已成為可能，也正因為如此，現代絲網印刷將會徹底或最大限度地告別昔日的作坊生產模式。絲網印刷將成為一種可控制和易于控制的生產過程。那么，在金屬包裝物絲網印刷生產過程中，制作和生產參數是如何控制的呢？

網版張力是保證絲網印刷生產質量中的一個十分重要的因素。如果我們僅僅注意生產過程中網印印前設備和印刷設備及后工序的高科技化而忽略了網版張力的重要性，那么，我們所做的一切努力都將會是徒勞的。據專家研究，網版張力將直接影響到網版厚度的一致性，曝光的均勻性，網版的耐用性，網距、定位、尺寸的穩定性，刮刀的壓力，刮刀的速度，油墨的流動性，耗墨量，能耗。以下是影響張力的因素。

（1）繃網設備及繃網方法

絲網的最終張力很大程度上受繃網所用的設備（氣動式、機械式或自繃式）的影響，重要的是應選擇一種每次都能夠確保繃網的效果一致的設備，使之不受操作者技能的影響。繃網不宜一次到位；涂粘網膠前應該讓絲網先松弛15~20mm，這樣會有助于絲網張力的穩定。絲網上的張力最好是中間略高于四周，刮刀在這樣的絲網上運動時的壓力分布會比較均勻。為保證張力的最終穩定，繃好網的網框應在繃網機上停留48h以上。需要說明的是：非規范操作，不僅不能獲得理想的張力，同時，還可能造成絲網的意外撕裂。

（2）網框

網框的材質和截面的形狀非常重要。相對于某種規格的網框，如果網框強度不夠則不能保證張力的一致性。對于金屬包裝物絲網印刷用的網模型，木網框是不適宜的，建議采用金屬網框。

（3）張力計

張力計是繃網和控制網版張力必不可少的工具，用張力計監控網版印刷前的張力狀況和印刷過程中是否有張力損失是保證網印質量的有效途徑。在檢查或比較成套網版張力時應使用同一張力計。

5 結束語

綜上所述，金屬包裝物新的網印生產模式的提出，既是現代金屬包裝給予絲網印刷的一個極好的發展機遇，當然，也是對絲網印刷業界的一次嚴峻的挑戰。目前金屬包裝業最重要的是要行動，這個行動就是創新新的網印材料、設備和工藝，以適應未來的金屬包裝的需要。創新是絲網印刷進步的靈魂！隨著網印技術的發展，網印技術在印制電路制造業中占有越來越重要的地位，它的應用，不僅提高了金屬包裝印刷的生產效率，降低了印刷的生產成本，還提高了印刷的加工質量。另一方面，由于網印材料的研究、開發與應用，特別是功能性油墨的開發，使絲網印刷的應用領域更加多樣化，并且得到了不斷擴展。（本文來源：《金屬包裝》）