第三章 丝网印刷

　　丝网印刷制版是丝网印刷的基础，若制版质量不好，就很难印刷出质量好的产品。印刷中出现的故障往往与制版工艺技术和制版中选用的材料不当有关。因此要想做出质量好的丝印版，必须根据制版工艺的要求，正确掌握制版技术，严格选用制版材料进行制版。
　　本章将在制版中使用的材料，如丝网、网框、感光材料的选择使用，以及在制版工艺过程中对底版制作、绷网、涂布、晒版、显影、光源等的要求，尤其是对制版中常见的问题和解决的办法，作比较细的叙述。

第一节 丝网印刷机

　　一、 丝网印刷机的种类
　　由于丝网印刷的应用范围很广，因此根据其用途、承印材料及其形状的不同而有多种印刷方法，印刷机的种类也是多种多样的。
　　丝网印刷的方法大致分为平面印刷和曲面印刷。平面印刷中包括纸张印刷、长台印刷和圆筒式印刷。平面印刷主要以广告、卡片类、金属及塑料标牌等单张印刷品为对象。长台印刷是以卷筒纸、软质乙烯薄膜等承印物为对象进行连续印刷。曲面印刷是一种在金属、塑料、陶器、玻璃等圆筒及锥形外表面上进行印刷的方法。
　　平面印刷根据其自动化程度可分为：①手握刮板进行刮印的手动式印刷。②刮板的刮印为机械传动，承印物的送入和取出以手工进行的半自动式印刷。③刮板的刮印、承印物的移动都为机械传动的全自动式印刷。丝网印刷机的分类，如表3－1所列。
表3－1 丝网印刷机的分类

网版形状	承印物表面形状	刮印工作台或滚筒的形式		印刷色数与自动化程度	主运动方式	特点及用途
平形网版	平面	滚筒式		单色自动		单张纸自动印刷，速度每小时可达3000～4000英寸，可印刷贴花纸和商标等。
				多色自动
		平台式	揭书式	单色半自动		尺寸适应性大，上下料空间大，刚性差、精度低，速度慢。 　　印服装、宣传画、玻璃等
			水平升降式	单色自动		工作平稳、套印精度好，适用于印刷线路板、电子元件及多色丝印。
			滑台式	多色自动		同上
平形网版	曲面	工作台：是可调换的附件，以适应不同形状的表面印刷，可以认为其工作台是万能的。				可对平面、圆柱面、圆锥面、椭圆面、球面进行直接印刷。适用于中空塑料容器、玻璃器皿、金属罐等制成品的表面印刷。
圆形网版	平面	平台式		多色自动		高效、连续，适用于印染行业，应用有待进一步一开发。
		滚筒式				有待研究开发，一旦有商业价值将大大改变丝印在出版及包装印刷业的地位。

　　手动式印刷的特点是，即使承印物的形状大小改变，只要有与之相应的印版和印台及熟练的印刷技术，就可很容易地进行各种各样的印刷。但是与机器印刷相比，其印刷速度低，在每次印刷时，着墨量易发生变化。因此，在大批量的印刷中一般很少使用。而在广告、服装、T恤衫等这些量少品种多的印刷中广泛应用。
　　1． 按自动化程度分类。
　　手动式丝网印刷机。手动式丝网印刷机通常是由网框夹持器、绞链和工作台组成一种机械装置。
　　把网框固定在夹持器上以后，印刷过程的各种动作如上下工件、刮墨、回墨、网框抬落等完全依靠手工作业，一次印刷一种颜色。
　　由于手工丝印比较经济、简便易行，至今在一些行业里仍占有相当比重，并逐步由简易型向功能较为齐全的方向发展。
　　a.简易交网框器。最简单的夹网框器，可固定在任意工作台上，夹持丝网框后，可根据承印物情况，调整高度。　　
　　手动丝网印刷机绝大多数是采用这种平面平台结构方式制成的。特别来一些简易的丝网印刷装置可以自做自用，目前在农村和个体手工丝印工作者中，使用还较普遍。如图3－1、3一2、3－3、3－4所示。印刷小幅纸张、织物等，常用的就是这些简单方便的平面平台结构的简易丝印台。其网框多用木材做成，印台可用木材和其他板材做成，绷网时用手工绷网。印刷时印版与印台用铰链（图3－5）装上即可。

图3－1 用滚轮升降网框的简易丝网印刷器

图3－2 用拉簧升降网框的简易丝网印刷器

图3－3 网框后端装有平衡物的简易丝网印刷器

图3－4 用滑轮及重锤抬升网框的简易丝网印刷台

图3－5　铰链（合页）

图3－6定位块（网框定位用）
　　上述简易丝印装置的网框定位，多采用定位块，如图3－6所示。
　　简易丝网印刷的印刷装置，还有网版夹（图3－7）和简易手动丝网印刷器（图3－8）。网版夹如同一个绞链，起到网版固定和开合的作用。手印器带有双向微调台面，便于套准。这两种装置均可任意调节印版和台面之间的距离，操作简单，移动方便，常为小印件任务所采用。只要操作熟练，手工印刷也能获得良好的印刷质量。
　　b.手动丝印机。图3－9为吸气式手动丝印机，其送料、收料及刮墨均为手工操作。但印台装有穿孔板，印刷时经真空泵抽气，承印物被板孔牢牢吸住，可省手工固定之烦。

图3－7 网版夹

图3－8 简易手动丝网印刷器

图3－9 真空印合结构
1－穿孔印刷台　2－真空台 3－气阀
　　c.精密型手动丝网印刷机。这种国产丝印机，实际是一种结构简单、调整功能齐全的手动调版装置。网框夹持器具有四个自由度的调整功能，如图3－10所示，沿X轴、Y轴、Z轴可作移动调整并可以Z轴为心作角度转动调节，以保证精密丝印所必须的定位及网版距离的调整。
　　其中三个轴向自由度的调整是由圆柱套筒和调整螺旋来完成的，Z向转动是由铰轴来完成的，每个自由度都有各自的锁紧装置。
　　该机配备相应的工作台可对多种承印物进行印刷，以在线路板、标牌行业使用最为广泛。
　　在有些承印物的丝印过程中为了定位方便，对网框夹持器只做上下调整，承印物固定在工作台上做水平方向微量调节，即只要求网框夹持器作Z向（上下）移动，而把X、Y向移动和Z向转动三个自由度的调节均在工作台上进行。使用最多的带有真空吸附装置的手动丝印机，即属这种类型，主要用于各类纸张、薄膜承印物的印刷。
　　d．多色套印手动丝网印刷机。这种机型多用于连续的多色丝网套印，如图3－11所示，该机一次可安装四个网框，四个台位绕固定轴转动，转至所需角度后由分度精确的定位销定位，以保证多色套印精度。根据需要可配一个或四个工作台。这种机型适用于印刷吸墨性能较好的针织品，如T恤衫、手帕等。

图3－10　四个自由度调整示意图

图3－11　回转式手动丝印机
l一印版2一转盘3一印刷台
　　e．手动印刷机的特点。手工印刷比机械印刷速度低，每次印刷时压出的油墨量变动大。由于着墨过多或过少，印刷品容易产生文字或线条不清晰等缺点。手工印刷，要掌握各种印刷材料不同的印刷技术，需要很长时间。但为了适应印刷材料形状的多样化，现在手动印刷机和自动印刷机都被使用在丝网印刷上。
　　手工印刷的最大优点是不管材料种类、形状、重量有什么变化，只要有合适的印版，大小不同的印刷台，熟练的技术和合适的工作场所，就能够满足各种印刷的需要。一切全自动印刷机的操作及使用都起源于手工印刷，手工印刷含有一切印刷技术的要领。就这种意义说，熟练掌握手工印刷是非常重要的。学习丝网印刷，首先要掌握油墨的调配，压力的加减，印刷到板的材料及硬度的选择、角度的选择，版面与承印物的间隙调整，多色印刷的套印规矩等。学习丝网印刷要从学习手工印刷入手。
　　手工印刷中的给纸、收纸、版的抬起及落下、印版的使用、印刷物的干燥等均由手工进行。其全部工序可由一人完成，但多数情况下，给纸、收纸、干燥等要用1～2人完成，2～3人组成一个作业组是较普遍的。　　
　　由于手工印刷如前所述有很多优点，所以很多发达国家仍然保留着手工印刷。但在大批量的、精度要求高的及批量质量要求一致的工业制品印刷中，多使用自动化方式。
　　②半自动丝网印刷机。在手动丝网印刷机的基础上，将印刷时的各基本动作，如到墨与回墨的往复运动、承印装置的升降、网框的起落、印件的吸附与套准、空张控制等，按固定程序由一定的机构自动完成，仅上下工件由手工进行，这就是我们通常所说的半自动丝网印刷机。其传动方式一般为电机驱动、机械传动、气动或液动、机械－气动或机械－滚动等。
　　半自动丝印机的主要功能有：双马达设计，两组马达分别控制上升、下降及刮板行程的自动化；网距、墨刀角度和压力及停启时间均可调节；有强力抽气及三向微调的印刷台板；有自动剥网装置；印速为400～800印／小时：承印物最大厚度为12mm。在自动化系列产品中，半自动丝印机是应用最多的一种。　
　　③全自动丝网印刷机。全自动丝网印刷机是具有自动输纸（料）、自动印刷，自动烘干和自动收纸（料）的丝印机。此类机型结构先进，零部件精密，调节控制系统完善，印速可达5000印/小时以上，适合较大批量的连续丝网印刷，能保证印品质量的稳定。
　　作业时承印物由送料器通过传输带送入印刷主机，由印刷主机上的滚筒咬牙咬住，随着滚筒的转动和网版的移动，完成印刷。当滚筒旋转至收纸合前，印品逐渐进入传输带，干燥机上的纸夹逐一地将印品取走，走入烘精干燥，干燥后的印品逐一自动难于吸纸台上。全自动丝印机的印刷速度为850～3300印/小时（参见图3－12）。

图3－12 SW－G401滚筒式丝印机的组成
1－输纸器　2－印刷机　3－收纸台 4－远红外干燥机
　　④丝印联动机。丝印联动机实际上是一条全部自动化的丝印生产线，它由自动送料机构，单组或多组自动丝印装置、烘干装置等串联而成，还可根据产品需要配备烫金、压痕、模切、边料剥离等一系列装置，是目前印刷单色和多色丝印品效率最高、功能最全的丝网印刷生产设备。全机组每个环节都有检控装置，各组机构可以单独控制，也可全机用微机进行程序控制。
　　2．按网版及印刷台的形式分类。按网版和印刷台的形式可将丝网印刷机分类两类。
　　①平网机。平网机指网版为平面形的丝印机。干网的印刷方式只能是往复间歇式，或是网版固定、刮刀往返（图3－13左图），或是刮刀固定，网版往返（图3－13右图）。这样，供墨和刮印都不能连续进行，白白增加升降、往返运动的时间，限制了印刷速度。平网机的最高印速约为300O印/小时。
　　平形网版丝印机是目前应用最为广泛的品种。不少从事丝印机制造的厂家已开始按行业和用途，生产多种规格的平网丝印机。如电子行业用的印刷线路板和电子元器件丝印机、瓷用花纸印刷用的丝印机、工业用立体物品丝印机、曲面丝印机、印染丝印机等。

图3－13　干网丝印机的主运动
　　平形网版丝印机的刮印主运动力往复运动，印刷速度较低，而圆型网版的刮印主运动为连续旋转运动，可以大大提高印刷速度，因此圆型网版丝印机适应高速批量生产，是一种极具开发前景的机型。　　
　　a．平网平台揭书式平面丝网印刷机。这种丝网印刷机，是平面丝网印刷机中较为常见的机型。其平形丝网印版的一边，用合页固定在机器上，丝网印版可绕固定边摆动，所以也称为合页式平面丝网印刷机。印刷时，将丝网印版放下，与印刷台平行，然后刮板在印版上作水平到印加压运动，进行印刷；印刷后，将丝网印版抬起，取出印件。
　　这种丝网印刷机，有手动和半自动两类机型。手动型的结构简单，维修方便，价格低廉，适应性广；但印刷精度不高，对操作者的技术水平要求较高，印刷效率低，适用于小批量的平面形印件。 半自动型的除印件上下外，其他工序均可由机械完成，也称为半自动揭书式平网平台平面丝网印刷机或扇形并合式干网平台手面丝网印刷机，如图3－14a所示。这种半自动型的丝网印刷机，印刷速度快，到板压力、印刷行程等便于调节，稳定性好，印刷质量优于手动型丝网印刷机。这种印刷机的印刷工作平台一般用不锈钢制作，并配备真空吸附装置。其占地面积小，操作性能优良。这种丝印机的典型机型如上海必达印刷实业有限公司生产的平面丝网印刷机。这种丝印机克服了一般小型丝印机回墨时到板不能提升的缺点，它在不增加额外动力的情况下，回墨时刮板可以提升，有效地延长了丝网印版的使用寿命，提高了印刷质量。同时，该机还可在不拆除印版的情况下更换刮板，使操作更为便利，避免了更换刮板后再行对版的麻烦，提高了多色印刷的精确性。
　　b．平台平网印版水平升降式平面丝网印刷机。这种丝网印刷机，是平面丝网印刷机的一种。在印刷过程中，丝网印版呈水平状态上下作升降运动，如图 3－14b所示。
　　这种丝网印刷机，在印刷时，印版固定不动，印刷工作台呈水平状态上下作升降运动，刮板作水平刮印运动。
　　这种机型，具有工作平稳、套印准确等优点，多用于印刷线路板、电子元件和多色套印。
　　c．平网平台水平移动式平面丝网印刷机。这种丝网印刷机，在印刷时，印版固定不动，印刷工作台作水平移动，刮板作水平刮印运动，亦称滑台式丝网印刷机，如图 3－14C所示。
　　这种丝网印刷机的印件取、放均在印刷工作平台滑出时进行，所以印件的定位、取放都较为方便；具有印刷平稳、套印准确等优点，可用于印刷线路板、电子元器件及其他平面形单色、套色印件。

图3－14　平台印机主运动的类型
a－揭书式　b－水平升降式 c－移动式
　　d．印刷台倾斜水平滑动式丝印机（图3－15）。是一种印刷台能向斜上（下）方水平上升（下降）的丝网印刷机。
　　e．印刷台扇形开合式丝网印刷机（图3－16）。该机的印刷台以里端作支点，可作上下扇形开合运动，但空间狭窄，在交换承印物时有一些不便。

图3－15 印刷台倾斜水平滑动丝印机

图3－16印刷台扇形开合式丝印机
　　f．印刷台旋转式丝印机（图3－17）。这种丝印机的旋转印刷台上有数个吸盘，可一边旋转一边不断地进行印刷。这种机型的特点是能控制印刷位置的精度。由于这种机型在印刷时材料的供给、取出能同步进行，所以印刷效率高。

图3－17印刷台旋转式丝印机
　　g．滚筒式丝印机。滚筒式平网丝印机主要是为了适应高速印刷单张纸类承印物而发明的专用机。如图3－18所示，这种机器的给纸、收纸、干燥传送和码垛等都是自动进行的。世界上不少图3－17印刷台旋转式丝印机国家研制了滚筒式平网丝印机，其目的主要是为了进行大型纸类广告印刷。这种丝印机的原理和构造的最大特点是印刷台呈圆筒状。平形印版和圆筒印刷台通过齿条和齿轮而正确地啮合。刮板固定在滚筒上方的中心，印版左右水平移动，滚筒同时旋转。承印物在印刷前被送到预备位置，然后与滚筒一起旋转。滚筒的圆周表面上开有很多真空孔，吸附承印物进行转动印刷，但对承印物的厚度有限定，小的滚筒只能印刷薄的承印物。较厚的承印物印刷时解决的办法是加大滚筒的直径，但是直径太大，会使滚筒的重量增加，滚筒的运动惯性增大，要想准确控制承印物，确保精度，尚有一定困难，采取上述办法即使能解决精度问题，其速度也会减慢。为解决速度问题，开发出了新型滚筒型丝印机。这种机器的特点是把直径大的滚筒制造成“扇形”，所以虽然是直径大，但重量很轻。可进行高速印刷（最高为4600张／小时），另外由于圆孤很大，可进行范围很广的承印物的印刷。

图3－18 滚筒式丝印机
　　②圆网机。圆网机指网版呈圆筒形（图3－19）的丝印机。圆筒网的二端有加固端环和支撑轮辐，由中心轴贯穿二端的轮辐予以支承。轴的一端装有传动齿轮，借以实施轮转。二端环间的简体部分为金属丝网或金属模版。圆筒内部，有带喷嘴的加墨管道和空套在 轴上的刮墨刀。工作时圆筒版作连续的旋转运动，墨刀不动。此机圆筒内的油墨，其均匀性、清洁性和粘度稳定性均优于平同机；印刷速度可达6000印／小时（80m／分钟），多用于卷筒匹布和墙纸的多色印刷。

图3－19 圆网平面丝印机
l－圆网 2－油墨 3－刮板
　　a．圆网平台手面丝印机。在圆网丝印机中，目前比较成熟的品种是圆网平台平面丝印机，这类机型的最显著特点是，丝网印版由金属丝制成圆筒形，无接头，油墨（在印染行业用色浆）由专用泵自网筒中心的管道注入网简内，网筒中装有轴向利墨板，径向直立朝下正交干筒体内表面的一条母线上，每一个网筒印一种颜色，如图3－19所示。
　　圆网平台平面丝印机在印染行业得到普遍应用，适于印刷成卷的纺织物如丝绸、布匹、床单、手帕等。此机的前部有开卷装置，后部有烘干装置和收卷装置，中部还有张力控制和套印装置，烘干的方式为电热或蒸气。
　　用于一般卷筒承印物，如不干胶商标等印刷的圆网平台手面丝网印刷机的印刷原理，如图3－20所示。刮板也是安装在圆同印版内的，印刷工作台为平面形。印刷时，印刷平台固定不动，圆网印版作旋转运动，直立向下的刮墨板与圆网内表面呈线接触，将油墨挤压通过圆网印版的过墨部分，漏印至作水平移动的承印物上。

图3－20　圆网平合平面丝网印刷机示意图
l－丝网印版 2－刮板 3－承印物 4－印刷台

图3－21 圆网滚筒平面丝网印刷机示意图
1－丝网印版 2－刮板 3－印刷台滚筒 4－承印物
　　b.圆网滚筒平面丝网印刷机。这种机型的印台是一个圆筒（图3－21），由空心轴支承。简内套有气室，气室通过空心轴，用气阀和管道与真空泵相连。滚筒表面有许多喷气孔，气室可确定其吸附承印物的范围（约为圆筒的四分之一圆周）。滚筒的起印线上还有叼纸牙排，作夹持印件和纵向定位规矩之用。印刷时，墨刀保持不动，吸附在滚筒上的承印物和网版保持等速同步运动；印刷后，印品能与网版迅速剥离。滚筒式印台因送料和离网较快，故其印速快于平台机。滚筒式印机按筒的运动方式又可分为停启型及往返型两种。前者为单向运转，印速快；后者为往返双向运转，速度慢。滚筒式印机的不足之处是不能印硬质材料，如纸板及硬塑料等。多用于转印花纸及不干胶标签纸的印刷。
　　3．按承印物形状分类。丝网印刷机按承印物形状可分为平面丝印机和曲面丝印机两类。
　　①平面丝网印刷机。此类印刷机，如表3－1所列，其承印物为平面状，可以是单张的（图3－14），也可以是卷筒的（图3－20）。这种机型所用的网版有的是平网（图3－18），有的是圆网（图3－21）；印刷台有的为平面状（图 3－13左），有的为滚筒状（图3－13右）。
　　②曲面丝网印刷机。
　　a．曲面丝网印刷机。曲面丝网印刷机按自动化程度分类，有半自动曲面丝网印刷机和自动曲面丝网印刷；按丝网印版的形状分类，有平同曲面丝网印刷机（图3－29）和圆网曲面丝网印刷机。
　　平网曲面丝网印刷机的印版为平面状，承印物的支撑装置根据承印物的形状而不同，可以通过更换附件来改变支撑装置的形状和尺寸。这种印刷机的工件上、下，可以手工操作，亦可由机械完成。国产平网曲面丝印机较有特色的如上海必达印刷实业有限公司生产的圆面丝网印刷机，该机附有刹车装置，印刷起始位置准确，可进行多色套印。
　　圆网曲面丝网印刷机一般为多色印刷，其印版为圆筒状，刮板安装在圆筒状丝网印版内，印刷工作台为多组合式曲面印刷台。适宜玻璃、陶瓷、塑料等各种成型物的套色印刷。
　　b.曲面印刷的操作要点。要想让曲面印刷顺利进行，必须遵守下述三点要求：
　　刮板的中心线必须通过承印物表面的法线。
　　承印物体必须是回转体。
　　承印物或印版必须能移动。
　　印刷作业时需注意的问题，如下所述；版框要匀速移动，刮板的压力要保持不变。印刷过程中，承印物不能发生前后左右的松动，要保持承印物匀速转动。为使印刷面的色彩鲜明，必须保持印版与承印物面有一定的间隙，并应使承印物容易印刷和收取。
　　曲面印刷与平面印刷相比，在一般情况下油墨的压出较为困难。例如印刷薄壁的塑料容器，如果向承印面增加印压就会发生变形。遇到这种情况时，首先要向容器内压入空气，防止印刷时变形。如果印版使用的是金属丝网或化纤丝网，那么油墨的压出就容易了。
　　4．几种特殊的丝网印刷机。　
　　①磁辊丝网印刷机。这种丝网印刷机也称为无利板丝印机，它是用一根磁性铁辊代替别板进行印刷的。采用国网印刷时，如图3-22所示，磁辊是相对固定的；采用平网印刷时，磁辐是水平移动的，如图3－23所示。

图3－22 圆网磁辊丝网印刷机原理
1-供墨管 2-圆网版 3-磁辊 4一油墨　5－磁台 6－承印物 7－橡皮布

图3－23 平网磁辊丝网印刷机原理
1－油墨 2－磁辊
　　这种印刷机的优点是省去了到墨板固定装置及刮极修磨设备，印刷时墨层均匀，出墨量可调节；采用平网印刷时，磁辊可液压到网框边沿处，扩大了印刷面积，改变磁场方向，可作往返双向印刷，大大提高了印刷速度；滚印比刮印对网版磨损小，能延长印版寿命。其缺点是产品的分辨力不如刮印，目前只用于织物印刷。
　　②T恤衫丝印机（图3－24）。设计出流行图案，并把它印刷在T恤衫上，是富有时代感的，许多年青人都喜欢穿着这样的T恤衫。T恤衫专用的印刷机以美国为中心，大约有20多个公司厂家在生产。日本的生产厂家主要有昭和机械工业、协和机工等。T恤衫丝印机虽然被称为自动型印刷机，但因承印物是衬衫，所以承印物的出入是用人工进行的半自动型，印刷时需人工把一件件衬衫固定在印刷台上（以木制为多）。这种印刷台的安装呈放射状，一般为复数个（4～12个），并可旋转。这种印刷台的安装个数，按所需印刷色数来决定，例如：12个印刷座最多可印刷11色。

图3－24 T恤衫丝印机
　　③静电丝印机。这种丝网印刷机的特点是网版不必与承印物相接触就可进行印刷。所以对于软质有凹凸表面及高温表面的承印物都可进行印刷。其印刷原理是：一般状态下的粉状颗粒（图3－25）具有正负相等的电荷，可互相抵消，不显示做为粉状颗粒的正负电荷。图3－26所示为静电丝网印刷装置的原理。静电丝网印刷装置，由丝网版、对抗电极板、高电压发生装置组成。其丝网版与一般丝网印刷使用的丝网版没有很大区别，只是所绷丝网为导电性能良好的不锈钢丝网。在制成版的不锈钢丝网上接上正电极①，负电极的引线同与丝网版相对的平行金属板（对抗电极板）相对连结。在丝网版内供给粉未油墨，如图3－25所示的不显正负电荷的粉未，在与图3－27所示的不锈钢丝网接近时，表面电荷移动，正负电荷各自集中。接有正电极的不锈钢丝网接受了粉末油墨的负电荷，使粉末油墨呈带正电行状态。带有正电行的粉末油墨如图3－26所示，受丝网和对抗电极板之间的电场影响，从网版的图像部分即丝网开孔部喷出并被承印物截住，附着在承印物的表面，然后用加效或加溶剂等办法固着油墨完成印刷。

图3－25 通常的粉状颗粒所带电荷

图3－26 静电丝网印刷装置
l－不锈钢丝网 2－膜版 3－承印物 4－对抗电极板

图3－27 粉状颗粒表面的电荷移动
1－不锈钢丝网 2－膜版

[时间：2001-05-14  作者：郑德海　郑军明　沈　  来源：《丝网印刷工艺》·丝网印刷制版]