玻璃表面的印刷適性與油墨性能對(duì)印刷精度的影響

文|許偉光

玻璃表面的印刷適性與油墨性能對(duì)印刷精度的影響

文|許偉光

網(wǎng)印過程是一個(gè)十分復(fù)雜的工藝過程，在平板玻璃印刷領(lǐng)域，對(duì)印刷精度產(chǎn)生影響的因素有很多，除了制版工藝和印刷工藝影響印刷清晰度外，玻璃的印刷表面與油墨的性能也對(duì)印刷的精度有較大的影響，油墨在玻璃表面的潤濕性能，直接影響油墨在玻璃表面的擴(kuò)展能力。本文主要針對(duì)平板玻璃這種特殊的承印材質(zhì)，其表面的印刷適性與油墨的性能對(duì)印刷精度所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，進(jìn)而有助于選擇合理的工藝。

在網(wǎng)印當(dāng)中，無論是對(duì)于哪一種承印材料來說，要想實(shí)現(xiàn)精度的印刷效果，對(duì)印刷油墨有兩方面的要求，一方面從印刷圖案的外觀質(zhì)量來考慮，要求油墨具有較好的流動(dòng)性以消除印刷圖案上的絲印痕跡，從而得到表面及邊緣光滑的印刷圖案；另一方面從印刷圖案的分辨率來考慮，為了提高印刷圖案的分辨率，這時(shí)就要求油墨且有較高的粘度，降低油墨的流動(dòng)性，否則流動(dòng)性高的油墨易于向外擴(kuò)展導(dǎo)致印刷圖像分辨率的降低。

這兩個(gè)方面看似相互矛盾，如何恰當(dāng)合理的處理好這兩個(gè)方面，我們必須對(duì)油墨的粘度及觸變性進(jìn)行合理的調(diào)控。

一、油墨的黏度與觸變性的調(diào)控

油墨的黏度是液體的內(nèi)摩擦力，表示在外力的作用下，使一層液體在另一層液體上滑動(dòng)，內(nèi)層液體所施加的摩擦力。

黏度大的液體內(nèi)層滑動(dòng)遇到的機(jī)械阻力較大，反之，較稀的液體阻力較小。黏度有動(dòng)力黏度（即流體流動(dòng)的剪切應(yīng)力除以流層方向的速度梯度）與相對(duì)黏度（即流體的動(dòng)力黏度與同溫度下的水的動(dòng)力黏度之比）之分，油墨參數(shù)中的黏度一般指的是動(dòng)力黏度，即流體流動(dòng)的剪切應(yīng)力除以流層方向的速度梯度，油墨的黏度是測(cè)定印刷油墨流變性的重要手段，是油墨與印刷適性的一個(gè)主要指標(biāo)，油墨的黏度大對(duì)油墨的轉(zhuǎn)移和網(wǎng)點(diǎn)成形有利，但要控制適度，黏度過大或過小都不利于印刷。

在實(shí)際印刷當(dāng)中，如果油墨的黏度偏高，會(huì)造成印刷的困難，圖案邊緣鋸齒嚴(yán)重，為了保證印刷的精度，這時(shí)就需要加入稀釋劑來調(diào)節(jié)油墨的粘度使之達(dá)到要求，以保證印刷的效果。但在實(shí)際印刷當(dāng)中，為了獲得高分辨率的印刷圖像，僅靠調(diào)節(jié)油墨的黏度這一項(xiàng)往往是無法實(shí)現(xiàn)理想的印刷效果的，這是由于油墨除黏度這個(gè)重要因素外，還有觸變性影響著印刷的精度。

油墨的觸變性是指油墨的黏度隨剪切速度的增大而減小或隨剪切速度的減小而增大的性質(zhì)，它表示油墨在靜置時(shí)呈膠狀，而受到觸動(dòng)（如攪拌）時(shí)黏度發(fā)生變化的一種性質(zhì)。在印刷前通過對(duì)油墨的攪拌，油墨觸變性的作用可持續(xù)很長時(shí)間，足以使內(nèi)部結(jié)構(gòu)重組。要保證達(dá)到印刷的精度，油墨的觸變性是十分重要的，特別是在刮板刮印的過程中，油墨被攪動(dòng)，進(jìn)而液態(tài)化，這一作用可以加快油墨通過網(wǎng)孔的速度，同時(shí)使原來由于網(wǎng)線阻擋而分開的油墨均勻的連成一體，一旦刮板停止運(yùn)動(dòng)，油墨回到靜止的狀態(tài)，其黏度就又很快的恢復(fù)到原來數(shù)據(jù)。因此，在印刷中要求油墨要有一定的觸變性，以使印刷后網(wǎng)點(diǎn)清晰，但觸變性太大會(huì)影響油墨的傳遞轉(zhuǎn)移性，使精細(xì)線條或小網(wǎng)點(diǎn)丟失。

玻璃油墨中顏料、低熔點(diǎn)的玻璃粉末的助熔劑、調(diào)墨油等經(jīng)過研磨加工之后，非常均勻的混合在一起，它們是一種混合物，在未接受外來熱能或紫外線光能作用的狀態(tài)下，以一種不規(guī)則的離子團(tuán)存在，在常態(tài)下它們由于相互吸引而有序的排列。在外力的作用下（例如進(jìn)行攪拌時(shí)），由于攪拌的作用切斷了互相的吸引鏈，成為無序的混亂狀態(tài)，會(huì)表現(xiàn)出黏度變低的表象，油墨中固體的含量、形狀決定著油墨的觸變性能。

綜上所述，我們可以知道，觸變性和黏度是兩個(gè)不同的物理概念，可以這樣理解油墨觸變性與黏度，觸變性是油墨黏度發(fā)生變化的表征，它是一個(gè)常數(shù)，當(dāng)油墨在外力作用之下，黏度即發(fā)生變化，隨著作用力的延續(xù)，黏度會(huì)繼續(xù)變小，但不會(huì)無限制的下降，到了一定的極限而停止。觸變性是一個(gè)在外力作用之下，與時(shí)間有關(guān)的變量，在外力的作用下，作用力持續(xù)時(shí)間越短，黏度下降越明顯的，則稱這種油墨的觸變性越大。與之相反，如果在外力的作用下，油墨的黏度下降不是很明顯，則稱觸變性小。

在實(shí)際印刷中，并非油墨的觸變性越大越好，也不是越小越好，而是需要恰當(dāng)?shù)挠|變性，具有觸變性的油墨在刮板的推動(dòng)下，發(fā)生滾動(dòng)和擠壓，油墨的黏度會(huì)變低，有利于油墨透過網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物的表面。油墨印刷到玻璃表面后，由于黏度未能很快恢復(fù)，存在一個(gè)適當(dāng)?shù)牧髌娇臻g，使油墨緩慢流動(dòng)，而達(dá)到恢復(fù)平衡時(shí)，所網(wǎng)印的圖形邊緣就會(huì)得到滿意的精度。

為了使油墨的觸變性控制在印刷適性的范圍內(nèi)，在進(jìn)行印刷時(shí)，盡量在恒溫恒濕的環(huán)境下進(jìn)行印刷，在印刷車間安裝空調(diào)設(shè)備，以防止油墨變稠、變黏。此外，在油墨本身觸變性過大的情況下，要盡量將印刷速度控制在最低的范圍內(nèi)，以減小因機(jī)器摩擦系數(shù)大，使油墨溫度升高，從而使油墨變稀。油墨在使用前必須充分仔細(xì)地對(duì)油墨進(jìn)行手工或機(jī)械攪拌均勻，如果油墨中進(jìn)入空氣，使用時(shí)要靜置一段時(shí)間，如果需要進(jìn)行稀釋，首先要充分進(jìn)行混合，然后再檢測(cè)其黏度，用后必須立即把墨桶封好，同時(shí)不要將網(wǎng)版上油墨放回到油墨桶內(nèi)與未用過的油墨混在一起。

二、玻璃表面印刷適性對(duì)印刷精度的影響。

根據(jù)承印物表面表面能的大小，承印物的表面可分為兩大類：低能表面和高能表面，有機(jī)高分子屬于低能表面（表面能通常小于100mj·m），如橡膠、各種塑料等，有機(jī)高分子表面對(duì)油墨的潤濕性能相對(duì)較差，而玻璃表面具有較高的表面能（玻璃表面的表面能>500 mj·m），當(dāng)油墨印刷到玻璃表面時(shí)，這種高的表面能使得油墨對(duì)其的潤濕性提高，如果油墨的粘度很低，油墨就會(huì)在玻璃的表面擴(kuò)展。

對(duì)于高表面能的玻璃印刷來說，為了實(shí)現(xiàn)高精度印刷，防止油墨在玻璃表面上的擴(kuò)展，一是降低玻璃表面的表面能，二是提高油墨的觸變性。但是，降低玻璃表面的表面能，對(duì)于高表面能的玻璃表面來說，由于其表面能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油墨的表面張力，因此降低玻璃表面能的變化并不有助于油墨的印刷精度與分辨率。提高印刷精度的有效的途徑是采用高觸變性的油墨，當(dāng)在玻璃表面印刷具有觸變性的油墨時(shí)，印刷的精度就會(huì)明顯的提高。

總之，絲印的印刷過程實(shí)際上就是油墨對(duì)承印物表面潤濕的過程，玻璃作為一種特殊的承印材質(zhì)，其表面的性能與油墨的性能影響印刷圖形的精度，對(duì)于高表面能的玻璃表面，提高印刷精度的有效途徑是采用高觸變性的油墨。