汽車蓄電池塑殼絲網(wǎng)印字淺識

陶永亮

（重慶川儀工程塑料有限公司，重慶，400712）

1 前言

我國汽車用干荷起動型蓄電池和免維護(hù)、少維護(hù)起動型蓄電池外殼由蓋子和槽子組成（下簡稱蓋或槽）用料是共聚級聚丙烯(PP)，熔融指數(shù)2--8（克/10分鐘）為較好的制作材料[1]。聚丙烯耐熱性能好，可在超過100℃溫度下使用，當(dāng)沒有外界作用力時(shí)甚至在150℃高溫下也不變形，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性能優(yōu)良，彈性好。堅(jiān)韌耐磨，其制品不易變形，是蓄電池外殼較好的材料。其中，大多數(shù)槽兩個(gè)正表面需要印字，蓄電池生產(chǎn)廠家商標(biāo)，規(guī)格，加液液面線等需要讓用戶知道，如圖一所示。本文就槽表面印字在制作過程中情況進(jìn)行討論，供大家分享。

圖1 ，表面印字示意圖

2 絲網(wǎng)印刷原理

圖2 , 絲網(wǎng)印刷原理示意圖

圖3 ，生產(chǎn)現(xiàn)場操作示意圖

電池槽的絲網(wǎng)印刷通常稱為塑料件的二次加工，通過電池槽的二次加工可以增加其色彩效果，改善其外觀裝飾效果。圖2為絲網(wǎng)印刷原理示意圖，槽絲網(wǎng)印刷由絲網(wǎng)、刮刀、油墨、槽等組成。絲網(wǎng)印刷基本原理是：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透油墨，非圖文部分網(wǎng)孔不透油墨的基本原理進(jìn)行印刷。印刷時(shí)在絲網(wǎng)一端倒入油墨，用刮刀在絲網(wǎng)的油墨部位施加一定壓力P，同時(shí)朝絲網(wǎng)另一端移動。油墨在移動中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到槽表面上。由于油墨的粘性作用而使印跡固著在一定范圍之內(nèi)，印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和槽表面呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，由于絲網(wǎng)與槽表面之間保持一定的間隙，使得印刷時(shí)的絲網(wǎng)通過自身的張力而產(chǎn)生對刮板的反作用力，這個(gè)反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網(wǎng)與槽表面只呈移動式線接觸，而絲網(wǎng)其它部分與槽表面為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當(dāng)刮板刮過整個(gè)印刷區(qū)域后抬起，同時(shí)絲網(wǎng)也脫離槽表面，返回到上升位置，至此為一個(gè)印刷行程[2]。生產(chǎn)現(xiàn)場操作如圖3所示。

3 絲網(wǎng)印刷工藝過程

蓄電池槽絲網(wǎng)印刷工藝過程，實(shí)際上是一種操作工藝的體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)這一過程除了人的操作外，還有絲網(wǎng)、刮刀、油墨、槽等組成，構(gòu)成整個(gè)絲印工藝過程。

3.1 絲網(wǎng)制作

常用的絲網(wǎng)材料是尼龍布，尼龍網(wǎng)布是由化學(xué)合成纖維制作而成，具有很高的強(qiáng)度，耐磨性、耐化學(xué)藥品性、耐水性、彈性都比較好，由于絲徑均勻，表面光滑，故油墨的通過性也極好。其不足是尼龍網(wǎng)布的拉伸性較大，在繃網(wǎng)后的一段時(shí)間內(nèi)，張力有所降低，使絲網(wǎng)印版松馳，精度下降，而報(bào)廢。 絲布的質(zhì)量以絲直徑均勻，網(wǎng)目數(shù)準(zhǔn)確一致，為質(zhì)量穩(wěn)定。一般選用250-300目就可以了，對字體細(xì)小，密度大時(shí)選用的網(wǎng)目是400～450目。細(xì)線、油墨細(xì)度高、吸收性差的承印物，應(yīng)選用網(wǎng)目數(shù)高的網(wǎng)版，反之，應(yīng)選用網(wǎng)目數(shù)低的網(wǎng)版。

絲網(wǎng)制作先用木料釘好尺寸合適網(wǎng)框架，要保證繃網(wǎng)后不變形，便于操作使用；按照網(wǎng)框的尺寸裁剪網(wǎng)布，一般網(wǎng)布尺寸比網(wǎng)框周邊多60mm（雙面）以上，以便繃網(wǎng)的需要；繃網(wǎng)在大型的專業(yè)公司采用機(jī)械繃網(wǎng)，能夠保證有很好的張力水平，但是一臺繃網(wǎng)機(jī)的價(jià)格昂貴，如果設(shè)備上沒有尺寸變換系統(tǒng)，絲網(wǎng)浪費(fèi)較大。大多數(shù)都是采用手工繃網(wǎng)框，先將網(wǎng)布用特制，專用重力訂書機(jī)固定好兩邊，再用專用拉網(wǎng)器拉緊網(wǎng)布，用訂書機(jī)訂好，邊拉邊訂，可以檢查張力大小（松緊程度），應(yīng)保證刮涂感光膠液的平整程度和絲印中網(wǎng)布回彈均勻程度，繃好絲網(wǎng)修剪多余的網(wǎng)布剩邊，并檢查網(wǎng)布有破損的情況。通常在手工繃網(wǎng)時(shí)沒有張力儀，張力確定主要憑經(jīng)驗(yàn)而定，繃網(wǎng)時(shí)一邊將絲網(wǎng)拉伸，一邊用手指壓絲網(wǎng)，感覺到絲網(wǎng)有一定彈性就可以；繃緊好的絲網(wǎng)放在水里清洗或者自來水沖洗，去掉殘留的膠以及其他贓物等，洗好要晾干透；晾干透絲網(wǎng)應(yīng)涂上粘網(wǎng)膠，要涂均勻，將整個(gè)網(wǎng)布面全部涂上，一般上的是感光膠，并晾干放在黑屋里；制版的圖文一般是先應(yīng)做好，將需要制版的要求復(fù)制在膠片上，采用黑色字畫，現(xiàn)在采用硫酸紙代用，節(jié)約了膠片的成本，制版時(shí)圖文在網(wǎng)版上的位置和網(wǎng)版大小應(yīng)根據(jù)承印物的結(jié)構(gòu)、尺寸和承印物上圖文所處的位置而確定。如設(shè)計(jì)不好，會影響絲印質(zhì)量，甚至無法絲印。另外，同一個(gè)被印物上的圖文，最好用一個(gè)網(wǎng)版印刷。如分成兩個(gè)以上網(wǎng)版印刷，工序多會降低絲印合格率；將硫酸紙圖片放在曬版架的玻璃上，放正要作的絲網(wǎng)，在絲網(wǎng)的另一面（即朝上面）放好兩面黑色的遮光紙板，再蓋上玻璃板，將要感光的區(qū)域壓住，玻璃板上可以壓寫重物，將絲網(wǎng)，硫酸紙圖片，遮光紙等壓平整，也使感光面與圖片緊密結(jié)合，然后開動光源，進(jìn)行曝光，從圖感光膠到曝光完的時(shí)間段都是在黑屋里完成的，屋里可裝一盞很暗的紫燈便于操作。一般曝光時(shí)間1小時(shí)，但可根據(jù)絲網(wǎng)大小而調(diào)整時(shí)間。絲網(wǎng)曝光后，應(yīng)將絲網(wǎng)放在清水里浸泡和沖洗，目的讓需要透光的部分亮出來，再晾干；最后對光檢查絲網(wǎng)，有的曝光地方多了可用封網(wǎng)膠用小毛筆細(xì)心的涂覆，大面積地方貼膠帶紙，這樣所需的絲網(wǎng)就完成了（如圖4所示）。

圖4 ，絲網(wǎng)示意圖

絲網(wǎng)做完了還用電池槽進(jìn)行定位，先在電池槽劃線好位置，再用絲網(wǎng)去對位置，最后在絲網(wǎng)的底部三面用細(xì)小的木條固定定位，保持電池槽左右和底面定位，上面作為放取絲網(wǎng)用。先在許多廠家為提高蓄電池的吸引力，采用兩色或三色作絲印表面。如是紅藍(lán)兩色，應(yīng)做兩套絲網(wǎng)，一套印紅色，一套印藍(lán)色的，其中在不印的部分用封網(wǎng)膠涂覆遮掉。定位時(shí)先印好一種顏色多的部分，再用顏色少的部分去套顏色多的部分，吻合后釘定位條固定。先印顏色多的部分，等晾干后再印顏色少的部分。

3.2 刮刀

刮板是用來刮擠絲網(wǎng)上的油墨，使之漏印在承面上的一種工具，刮板由膠刮條和刮刀夾組合而成。一般刮板常用聚氨酯類膠刮，它的強(qiáng)度高，耐磨性及耐溶劑性非常好，厚度為6—10mm，長度根據(jù)需要決定，形狀選用直角型，便于線接觸。

通常膠刮的硬度狀況用顏色表示，隨其硬度的增加顏色逐漸加深，目前市售多為進(jìn)口材料，一般紅色代表硬度60—650為軟膠刮， 70—750中硬度膠刮，絲印電池槽用軟膠刮為宜。

有針對性地選擇合適硬度的刮板，有利于改善網(wǎng)印品質(zhì)，如果選擇不當(dāng)，會造成印刷不良故障，

安裝刮板時(shí)，要選擇平直無缺陷的膠刮條，刮板露出刮刀夾高度10—25mm,硬度越軟露出得越少，使刮板硬一些，不容易彎曲。這樣就不會在印刷中因施加壓力于較軟硬度的刮板上與承印面成面接觸，致使印刷圖像模糊不清。

刮板長度的選擇應(yīng)根據(jù)適用原則盡量短些，若太長，刮板刀端兩邊就會出現(xiàn)變形狀態(tài)，在網(wǎng)印過程中自然會越來越彎曲不平，造成整個(gè)油墨涂層不均勻；若刮板過短，在印制過程中來回次數(shù)增多，影響效益，還會減少絲網(wǎng)的使用壽命。絲網(wǎng)失效的形式主要是兩種，一種是網(wǎng)布松了，一種網(wǎng)破了造成漏墨現(xiàn)象發(fā)生。

要得到良好的印刷效果，在印刷前先檢查刮板刃口是否平直，刮板在使用完后馬上洗凈，由于油墨的溶劑性強(qiáng)，時(shí)間浸久會使刮板膠條變軟，加快其磨損程度。如圖5所示。

3.3 油墨

油墨是絲網(wǎng)印刷中重要的材料之一。絲網(wǎng)印刷的重要特點(diǎn)之一，就是能對不同性質(zhì)、不同形狀的承印物進(jìn)行印刷。正確掌握和了解絲印油墨的性能，有針對地選擇和使用合適的絲印油墨，是順利進(jìn)行絲網(wǎng)印刷并達(dá)到預(yù)期效果的必不可少的條件[3]。目前國內(nèi)使用的絲網(wǎng)印刷油墨品種很多，分類方法也是多樣的。電池槽絲網(wǎng)印刷油墨主要是塑料類油墨，專門是聚丙烯用油墨。

絲網(wǎng)油墨的基本要求：①油墨的流動性好，順利通過絲網(wǎng)，不有堵網(wǎng)現(xiàn)象；②油墨干燥適度，不產(chǎn)生結(jié)網(wǎng)、拉絲和著墨不良現(xiàn)象；③粘度適宜，不產(chǎn)生滋墨現(xiàn)象，適應(yīng)環(huán)境的需要；④附著力好，耐酸腐蝕等。前面三點(diǎn)可以在實(shí)際操作中進(jìn)行調(diào)配，也是調(diào)配油墨的基本要求。

電池槽用油墨一般由處理的油墨，即對電池槽表面處理好的再使用油墨印刷的，這種油墨國產(chǎn)的價(jià)位不是很高，進(jìn)口的價(jià)位就比較高些。前些年，有的塑料油墨廠家研制出免處理的油墨，現(xiàn)在有許多公司選用這種免處理油墨，只需要對電池槽用汽油對表面進(jìn)行擦拭就可以，絲印效果也是很好的。

油墨的附著力是人們關(guān)心的問題，這與電池槽表面處理有關(guān)。但油墨的附著力檢查方法參照國家GB/T9286-1998 色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)，用鋒利的刀片(刀鋒角度為15-30度),在被測試樣品的表面劃格10*10個(gè)1mm小格，100格的小方塊（稱為百格試驗(yàn)），切割都應(yīng)劃透至底材表面，用黏附力350-400g/cm2的膠紙（此處采用3M的Scotch膠紙），牢牢的黏住被測試的小方格，用手按住膠紙的另一端，以60°方向迅速拉下膠紙。測試評定：切削邊緣刀口處平整，無油墨粘在膠紙上為合格[4]。

耐酸性主要是蓄電池里酸液流在絲印的油墨上不發(fā)生溶解等，造成表面不美觀。檢查一般采用濕擦法，用蓄電池的酸液在絲印字表面上進(jìn)行濕擦，濕擦次數(shù)在20次以上，看絲印字有無變樣的情況；還有在印字表面涂覆酸液，放在40-50℃溫度的烘箱里烘10分鐘，看絲印字有無變樣的情況。

印字后油墨的干燥主要是在空氣中自然晾干，晾干的速度取決于在油墨中加稀釋劑型號，有慢干型，中干型和快干型，這要根據(jù)氣候和操作的技能全面考量的。一般采用中干型比較合適。

3.4 電池槽

電池槽PP是非極性表面，結(jié)晶度高，表面張力低，印刷效果和粘附牢度難以達(dá)到要求，印刷前極性應(yīng)表面處理[5]，必需經(jīng)過表面處理才能改善油墨附著力。表面處理方法有機(jī)械法（噴砂及磨毛）；物理法（火焰、電暈、高能輻射）；化學(xué)法（表面氧化、接枝、置換及交聯(lián)）等。針對蓄電池槽產(chǎn)品的特點(diǎn)，一般采用火焰或電暈處理提高表面能力。

火焰處理法是用強(qiáng)氧化焰使塑料表面氧化的過程。用于提高PP的印刷特性和膠接特性等。 一般要求表面的張力值達(dá)到41達(dá)因左右，而PP材料本身的表面張力值僅為31達(dá)因，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到要求，而通過火焰處理技術(shù)，可以改變其表面張力，使其表面致密度超過48達(dá)因左右。通過火焰處理改變其表面張力還可以提高工件后續(xù)絲印的質(zhì)量[6]。

火焰處理可用來調(diào)整塑料的表面性質(zhì)，在高溫下使塑料表面的大分子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生極性基團(tuán)，另外還對表面分子聚集的結(jié)構(gòu)形態(tài)產(chǎn)生影響，使水基覆蓋膜附著在塑料表面上?；鹧嫣幚硎怯米灾频膰姛?，燃燒用天然氣罐，按一定組成和配比的天然氣和空氣，形成溫度高達(dá)1100～1800℃的氧化火焰，來達(dá)到瞬間改變薄膜表面性能的目的，在實(shí)際處理過程中，火焰的溫度、火焰與薄膜之間的距離和處理時(shí)間是影響處理效果的重要因素。

火焰處理常見的處理方法是人為操作的，按照一定軌跡，在塑料件表面上進(jìn)行移動，使火焰處理頭在電池槽表面上20厘米距離處進(jìn)行覆蓋，因?yàn)檫@個(gè)距離可以使火焰的外延接觸塑料表面，使其瞬間達(dá)到1000攝氏度的高溫，否則由于接觸不良發(fā)生欠燒。而且不能有重復(fù)的現(xiàn)象。電池槽處理后在30分鐘內(nèi)完成絲印，效果比較好。

電暈處理（又稱電火花處理）是將高壓（2-100Kv）、高頻（2-20kHz）電施加于電極上，在兩電極間產(chǎn)生電暈放電，以產(chǎn)生大量的等離子氣體及臭氧，這些等離子氣體和臭氧與塑料表面作用，從而達(dá)到表面處理的目的[7]。電池槽表面經(jīng)過電暈處理后，使表面產(chǎn)生游離基反應(yīng)而使聚合物發(fā)生交聯(lián).表面變粗糙并增加其對極性溶劑的潤濕性，這些離子體由電擊和滲透進(jìn)入被印體的表面破壞其分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將被處理的表面分子氧化和極化，離子電擊侵蝕表面，表面由光滑變得粗糙，并且表面存在著大量細(xì)小的空隙。當(dāng)絲印油墨涂在電池槽表面的空隙內(nèi)，固化后被機(jī)械地鑲嵌在孔隙中，形成許許多多微小的機(jī)械聯(lián)接點(diǎn)，從而大大地提高了油墨的粘接力，以致增加絲印表面的附著能力。電池槽電暈處理表面后，其表面張力顯著提高，但張力值很不穩(wěn)定，隨著放置時(shí)間的增長，表面張力呈指數(shù)規(guī)律下降，因此在處理后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行印字。

電暈處理對電池槽表面所產(chǎn)生的物理及化學(xué)影響是復(fù)雜的，其效果主要通過三方面來控制：①特定的電極系統(tǒng)，②導(dǎo)輥上的物介質(zhì)，③特定的電極功率。一般由專用的工裝和機(jī)器來完成電池槽表面處理。

脫脂處理：電池槽表面沾上油污或脫模劑會影響油墨的附著力?？梢酝ㄟ^堿性水溶液、表面活性劑、溶劑進(jìn)行清洗，達(dá)到表面脫脂清潔的目的。選擇溶劑時(shí)一般是對塑料不溶解的溶劑如甲醇、乙醇、異丙醇等，電池槽也可以用汽油（C5H12-C12H26脂肪烴和環(huán)烴)擦拭，這樣簡單用汽油擦拭即可達(dá)到脫脂目的。

4 絲印操作注意點(diǎn)

絲印操作是一項(xiàng)熟練操作過程，需要對油墨的調(diào)制，電池槽表面處理，絲印過程中用力大小，絲印過程中相互配合等工作。

油墨的調(diào)制主要是調(diào)濃稀的程度判斷方法：濃的程度以油墨通過絲網(wǎng)后，印刷面上不出現(xiàn)絲網(wǎng)網(wǎng)紋或拉絲為好。稀的程度以放在絲網(wǎng)上，油墨憑著自身重量能達(dá)到通過網(wǎng)孔但不至于下滴為最好。印刷的線條細(xì)時(shí)，應(yīng)調(diào)稀點(diǎn)，反之，應(yīng)調(diào)濃點(diǎn)。

絲印過程中刮印壓力高，則出墨量多，但網(wǎng)版易變形，所以刮印壓力不宜高。刮印速度常為60～200mm/s。刮印速度快，出墨量少，但不易堵網(wǎng)。因此易堵網(wǎng)的油墨，刮印速度應(yīng)快些。

刮印路線為直線、斜線和曲線三種。應(yīng)根據(jù)承印物平整性和圖文在承印物上分布的情況來選擇。刮印路線長和油墨耗量大時(shí)，刮墨量應(yīng)多些甚至先刮一層油墨，后刮印。

有雙色套用時(shí)先印顏色多的部分，后印顏色少的部分。對好的油墨應(yīng)盡量在當(dāng)時(shí)用完，否則油墨揮發(fā)性很大的。對印錯的部分可以及時(shí)用汽油清洗干凈，等干了后只有用稀釋劑擦洗干凈，重新進(jìn)行印字。

5 結(jié)束語

電池槽表面絲印是蓄電池出廠時(shí)必不可少的工序，它事關(guān)蓄電池外觀要求，也是宣傳廠家的載體之一，很多蓄電池生產(chǎn)廠家都很重視表面絲印質(zhì)量。隨著科技的進(jìn)步，電池槽絲印技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，逐步有人工印刷發(fā)展到半自動印刷，減輕操作者勞動強(qiáng)度，提高絲印電池槽的質(zhì)量。手工絲印中絲網(wǎng)制作很關(guān)鍵，油墨選用涉及到電池槽的處理，這對提高手工絲網(wǎng)印刷都有重要的作用。

[1]陶永亮. 調(diào)整澆口解決電池槽產(chǎn)品缺陷的方法[J]. 工程塑料應(yīng)用，2011，39（9）；81-84

[2]張世強(qiáng)，李萬河，徐品烈. 硅太陽能電池的絲網(wǎng)印刷技術(shù) [J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備 , 2007，148（5）；55-59+68

[3]藏廣州.絲網(wǎng)印刷技術(shù)分冊（上卷）[M].合肥：安徽音像出版社.2003.11；459

[4]陶永亮. 燈具注塑件真空鍍膜附著力等檢查方法[J].塑料制造，2011，200（4）；93-97

[5]藏廣州.絲網(wǎng)印刷技術(shù)分冊（上卷）[M].合肥：安徽音像出版社.2003.11；770

[6]江陰市亞太涂料有限公司.塑料表面的處理方法[EB/OL]. http://www.jyyatai.com/index.asp；2012-1-15

[7]何煒德.電暈處理[J]. 塑料，1989,18（5）；38-41+52