《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第五篇 包裝印刷
第三章 包裝印刷技術
第四節 孔版印刷
孔版印刷(porousprinting)的印版上,印刷部分是由大小不同的孔洞或大小相同但數量不等的網眼(mesh)組成,孔洞能透過油墨,空白部分則不能透過油墨。印刷時,油墨透過孔洞或網眼印到紙張或其它承印物上,形成印刷成品。
孔版印刷的成品墨量都較厚實,比凹版印刷的墨量更大,所用的印版主要有:謄寫版(mineograph)、鏤孔版(skeletonforme)、絲網版(screenplate)等。孔版印刷常用于印刷辦公文件、招貼畫、商品包裝、彩畫、印刷電路,以及在不規則的曲面上印刷,也用于少量的地圖印刷。這里主要介紹絲網印刷。如圖5-3-12所示。
圖5-3-12 絲網版印刷原理
1—版框;2—網版;3—刮墨板;4—油墨;5—間隔;6—承印物;7—印刷圖文
一、絲網印版制版
絲網印版是由緊繃在框架上的細絲網作版材,和緊貼在絲網上有漏空圖文的膜層組成印版。
(一)絲網制版材料與器具
絲網(screen fabric)
絲網是絲網印刷的基礎。作為絲網版膠膜層的支持體。印刷用的絲網要具有薄、強、有均勻的網孔和伸縮性小的特性,一般采用機織物作絲網。
絲網按材料分有絹網、尼龍絲網、滌綸絲網、不銹鋼絲網;按編織方法分有平紋織、斜紋織和擰織等;按規格分采用每英寸有幾根絲表示,即為目數,目數越高,絲網越密,網孔越小。
絲網一般有黃色、橙色、紅色、深紅色等,不用白色,以防止曬版時產生光的散射,影響圖像質量。感光材料都是對藍紫光及紫外光部分有較大的吸收峰,所以絲網也不用綠色、藍色、紫色。
選擇絲網應根據印刷品的種類、質量要求、制版方法、印刷方法、經濟意義等多方面綜合考慮,選用不同材料,不同目數,不同編織結構的絲網。
絲網框架(screen frame)
絲網框架有木質和金屬兩種。木質框架常用云杉、柏木及白松制造,優點是價格低廉,重量輕、制作容易,材料易得到;缺點是吸水和滲入溶劑后容易變形,強度低,因其精度問題使用受到限制,不宜用作分色印刷、高精度印刷與大幅面印刷。金屬框架有鉛質、鐵質的,常以方形、圓形及短形空心鋁合金焊接,減輕框架重量;優點是穩定性好,變形小,可用于大幅面多色套印及高精度印刷;缺點是價格較貴。
絲網與框架的連接方法,木框架可用釘釘法,金屬框架用膠粘法。
張網機
張網機是絲網印刷制版用的專用配套設備。用于往絲網框架上粘繃絲網用,張網機四邊各裝有幾個繃夾,繃夾夾住絲網的邊緣,采用壓縮空氣牽動,使絲網在有一定的張力下,向框架上粘貼。
絲網曬版機
絲網曬版機是絲網制版的主要設備,專供曬制絲網版用。
(二)絲網制版方法
絲網制版方法有直接法、間接法、直間法。
直接法
直接法是往繃絲網上直接涂布感光液,經曬版、顯影制成絲網版。其工藝流程為:繃絲網→絲網前處理→涂布感光液→曬版→顯影。
在框架上的繃絲網,是把絲網裁剪成比框架四周稍大的尺寸,用釘子釘在木框架上,或用膠粘貼在金屬框架上,以防絲網變形。絲網繃在框架上要有一定的張力,繃網時所用的張力要均勻一致,各種絲網自身的張力是不同的,金屬絲網的張力大,絹絲網的張力小,尼龍絲網的張力居中。繃網可以在張網機上進行。
絲網前處理 用20%的苛性鈉溶液對繃好的絲網進行脫脂處理,然后用水沖洗干凈。
涂布感光液 感光膠通常由重鉻酸鹽與明膠或聚乙烯醇組成。為防止污染,可往酯酸乙烯的乳狀液里加入感光劑。乳狀液在含少量的聚乙烯醇水溶液中,使酯酸乙烯單體乳化聚合,制成以聚乙烯酸為保護膠體的聚醋酸乙烯的乳狀液,聚醋酸乙烯不是水溶性的,對絲網纖維的粘接力好,起著增強抗蝕膜的耐印作用。感光劑用重氮樹脂,重氮樹脂光分解后,和聚乙烯醇反應,使其水溶性變為難溶性,形成抗蝕膜。涂布時,將感光液倒在盤中,在絲網上由上往下涂布,正反面反復涂布幾次,膜層達到10μm~30μm為止,干燥后使用,涂布時要求整塊版面膜層厚薄均勻一致。
曬版 用陽像底片密接曝光,因絲網繃有框架,不能使用平版曬版機,而有專用的絲網曬版機,曝光時間的長短,取決于感光液的性能,光源光譜分成、燈距等各種因素,曬制網目半色調時,要注意曬版角度,防止絲網與網點的夾角過小而產生明顯的龜紋。
顯影 把曝光后的絲網架浸入水中,用水槍噴射沖擊絲網兩面,將未受光的膠膜沖刷掉,形成圖文部分。晾干后,經加工再全面曝光,增強膠膜的牢度,提高耐印力。
間接法
間接法是在涂有感光層的膠片上進行制版,然后把它轉拓在絲網上。
間接法比直接法操作復雜,可是圖形邊緣光潔,不需要專用曬版機,但印版耐印力不如直接法,成本也較高,版膜在轉拓過程中容易伸縮,因此會影響套合精度。其工藝流程為:在感光膠版上曝光→活化處理→顯影→沖洗→往絲網上轉拓→四周涂膠→揭去膠片片基→修整。
所使用的感光膠片有兩種,一是尚無感光性能的膠片,一種是已有感光性的膠片。尚無感光性能的膠片與碳素紙一樣,是涂上白乳膠、色料、助劑等干燥而成,在使用之前要進行敏化處理,放入2%~3%的重鉻酸鹽溶液中浸泡,晾干后使用,有的也使用碳素紙曝光。已有感光性的膠片即可直接使用。
在感光腦片上曝光 使用陽像底片曬版,曬版可使用平版曬版機。
活化處理 曝光后為使感光性膠片的受光部分膠膜硬化,在1.5%~3%的過氧化氫溶液中浸泡1分鐘~2分鐘,接著通過溫水顯影才能使片基上形成版膜,浸泡的時間應按照膠片各自要求來決定。用過氧化氫活化處理的適當與否,關系到制版的成敗。
顯影 用溫水進行顯影,水溫不能過高,再用冷水沖洗,停止顯影及固化膠膜。
往絲網上轉拓 將顯影后的膠片平鋪在桌面上,上放繃好的絲網框架,絲網上放吸水紙,用橡皮膠輥滾壓,調換吸水紙幾次,即可粘著。
四周涂膠 用專配的膠或直接法使用的感光膠滾都可以,用筆涂填,再以熱風進行干燥。
揭去膠片片基 將感光膠片的片基剝離,即得到絲網版,經必要的修整,即可印刷。
直間法
直間法是上述兩種方法的結合。其工藝流程為:粘貼感光膠片→干燥→剝離感光膠片的片基→曬版→顯影→修整。
直間法具有直接法和間接法的特點,操作比較簡單,耐印力和清晰度也介于兩者之間。
二、絲網印刷工藝
絲網印刷有多種方法。按承印物的種類有紙張絲網印刷、塑料絲網印刷、陶瓷和玻璃絲網印刷、紡織品與絨織物絲網印刷、金屬絲網印刷等;按承印物的形狀可分為平面絲網印刷,曲面絲網印刷等;按自動化程度可分為手工絲網印刷和機械絲網印刷。
(1)印刷準備。將絲網框安裝在印刷機上,調整版面與印刷間隙,確定承印物的位置,調配油墨等。絲網印刷的油墨粘度極為重要,要獲得圖像再現好的復制品,油墨使用粘度為100Pa·s~5000Pa·s,屈服值低的油墨、粘度過高的油墨轉移性能不良,容易造成拉絲和起泡、深淺不勻。
(2)絲網印刷的重要工具———刮板(squeegee)。刮板是用彈性好的橡皮做成,具有耐油墨溶劑性和耐磨性,形狀有直角形、尖圓角形、圓角形、斜角形等。刮墨板的作用很重要,壓在印刷品上面的油墨量的多少,不僅取決于刮板作用力的大小,而且還取決于刮板與版面構成的角度。刮板的刮動速度,刮板的硬度對壓出的油墨量產生影響。刮板與絲網版面夾角越小,刮墨板移動越慢,印品上的墨量越大。
(3)干燥。絲網印刷的油墨干燥很慢,墨層又厚,妨礙了高速生產,需要有干燥裝置,促使油墨的干燥和防止重疊粘臟。干燥的機械有回轉移動式干燥機、噴氣干燥機、紅外線干燥機、紫外線硬化裝置、干燥架晾干等。
(4)手工印刷。手工印刷不管材料種類、形狀有什么變化,只要有合適的印版,印刷臺、技術熟練就能滿足印刷的需要。手工印刷的給紙、收紙、版的抬落,印版的使用,印刷物的干燥等均由手工進行。手工印刷適合于印量小的、形狀變化頻繁的、精度要求不高的印品,如廣告畫、展示板、招牌等。
(5)機械印刷。機械印刷速度快,質量高。根據絲網印刷機的輸紙、印刷、烘干及收紙裝置的自動化程度有全自動絲網印刷機與半自動絲網印刷機等。
目前的光盤印刷還只有絲印才行。
三、絲網印刷的特征
(1)承印物具有較厚的墨層。隨著印刷方式的不同,承印物上墨膜厚度的變化較大,采用特殊工藝印刷,膜層厚度可達數百μm,因而遮蓋力強,可在全黑的紙上或金屬板上作純白的印刷。
(2)對油墨的適應性強。絲網印刷可使用水性、合成樹脂性、乳劑型及粉狀型等各種不同種類的油墨。
(3)版面柔軟、印刷壓力小。
(4)對承印物的型狀和尺寸無一定限制。
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