絲網(wǎng)印刷與太空飛船

文 劉永慶

金屬抗蝕油墨可按去除油墨方式不同，可分為溶劑型油墨和堿溶性抗蝕油墨。溶劑型抗蝕油墨具有較好的抗蝕效果，特別是能抗堿性腐蝕，最后使溶劑去除防蝕油墨層。這種油墨主要用于鋁合金的堿性蝕刻及氧化圖文保護使用。這類油墨使用較少，價格較貴，自行配制的處方也不多，現(xiàn)介紹兩種處方：

1.在過氯乙烯清漆中加入抗蝕瀝清，瀝清在過氯乙烯清漆中溶解完全后，加入適量慢干劑和消泡劑，可用松節(jié)油、松節(jié)醇作慢干劑，正丁醇作消泡劑。再用300目的絲網(wǎng)過濾除去不溶性雜質(zhì)，即可使用。這種油墨抗酸、堿性能好，對金屬結(jié)合力也較強，稀釋劑仍用過氯乙烯。

2.在80～85%的厚白漆中加入15～20%的酚醛清漆或醇酸清漆，混合均勻后，加入適量松節(jié)油調(diào)節(jié)黏度，再用300目絲網(wǎng)過濾，去除雜質(zhì)即可使用。厚漆應(yīng)選用干性油厚漆類，以免油性擴散，為了進一步提高印料成膜性及抗蝕性能，也可加入適量的抗蝕瀝清等。

由于金屬對油墨是不滲透性的物質(zhì)，所以印墨黏度一般都應(yīng)高一些，對印墨的使用應(yīng)采用正規(guī)廠家的產(chǎn)品。

為了防止新調(diào)配油墨會產(chǎn)生較多氣泡，會導(dǎo)致油墨在絲印表面出現(xiàn)不光滑、不整齊的邊緣。最好放置12小時后再用。

絲網(wǎng)印刷圖文防蝕技術(shù)常見問題與處置

網(wǎng)孔堵塞

網(wǎng)孔堵塞是絲網(wǎng)印刷過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的故障，如果印品清晰的線條變成鋸齒型狀，或出現(xiàn)印制線條越來越細，一直印不出圖文的現(xiàn)象時，即產(chǎn)生了網(wǎng)孔堵塞。

產(chǎn)生的原因和排除方法：

1.油墨顆粒太粗

印墨中有較大的顆粒物，它的粒徑大于絲網(wǎng)孔徑，無法通過網(wǎng)孔而被堵塞。應(yīng)及時取出并重新調(diào)換新印墨再行印刷。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，開印前應(yīng)用更細的絲網(wǎng)孔徑經(jīng)過濾后再使用。

2.油墨干燥過快

油墨干燥過快造成干版而引起堵網(wǎng)。為防止該現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)避免生產(chǎn)環(huán)境溫度過高，由于油墨中溶劑揮發(fā)過快，最好印刷車間裝有空調(diào)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。為了緩解油墨揮發(fā)速度可在印墨時加入高沸點溶劑，如松節(jié)油、松節(jié)醇等。

3.環(huán)境條件不符合印刷要求

優(yōu)良合適的環(huán)境對保證印刷質(zhì)量、防止故障發(fā)生有很大影響。如印刷車間應(yīng)保持一定的溫度和相對濕度。如果溫度高，相對濕度低，若有風(fēng)吹就會加快油墨中溶劑的揮發(fā)，使油墨干燥過快，印墨黏度加大，流動性差，透網(wǎng)率低，易堵塞網(wǎng)孔。這時可向印墨時添加稀釋劑，攪均后使用。

4.發(fā)生堵網(wǎng)，應(yīng)立即調(diào)換印墨并立即清洗網(wǎng)版再行印刷，如果不顧印刷質(zhì)量，強行印刷會使印版報廢無法印刷。

5.網(wǎng)版制作不良

網(wǎng)版制作時，如果感光膠曝光不足，或沖版時間不足，也會造成殘膠回流到網(wǎng)版的圖文部分，選成堵版。另外，印版制好放置過久不用，保存時會落有塵土，因此使用前要注意清洗。

6.刮印壓力與網(wǎng)版間距調(diào)節(jié)不當(dāng)

刮印壓力過大，使刮板彎曲，刮板與網(wǎng)版不成直線接觸而呈面接觸，這樣每次刮印油墨都刮不干凈，使版上印墨殘留，時間一長會結(jié)膜而造成堵網(wǎng)。網(wǎng)距不能太小，否則刮印后網(wǎng)版不能順利脫離抬起，網(wǎng)版底部會黏附一層油墨，也是造成堵網(wǎng)的原因。

印后油墨附著不良

如油墨選擇不當(dāng)、印刷操作不良、干燥不徹底等都是這類故障的原因。

零件進行防蝕處理時，表面油污一定清除干凈。經(jīng)過氧化或脫脂的零件，烘干后在轉(zhuǎn)運過程中嚴禁用手觸及，最好戴上細紗手套，防止二次粘污。

零件在烘干時一定要徹底，如果烘干不徹底，絲印時，就會在零件表面與絲印油墨之間形成一層微細的水膜，這樣會影響油墨的附著力。

鋁件經(jīng)處理時，有清潔或封孔的殘留物在表面后形成極薄的不連續(xù)膜，從而引起油墨不易浸潤，容易使油墨和鋁件表面形成微觀分層等現(xiàn)象，造成絲印圖文附著不良。

抗蝕油墨的選擇很重要。如果油墨選擇不當(dāng)，在進行蝕刻、氧化等酸堿處理時，絲印圖文油墨將會脫落。所以在選購或自配油墨時，最好進行小型實驗，進行測試合格后再決定選用。抗蝕油墨應(yīng)用前要明確保質(zhì)期，過期產(chǎn)品應(yīng)禁止使用。在絲印抗蝕油墨中一定要徹底干燥，否則在處理過程中易產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。

在蝕刻、氧化等加工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)油墨附著不良將是無法采取補救辦法的。所以，油墨附著不良是一種不可逆轉(zhuǎn)的故障。為此，在開印前一定要注意各工序質(zhì)量的控制，對新購油墨一定要進行實驗確定其使用參數(shù)后再使用。

針孔和起泡

針孔現(xiàn)象對于從事絲網(wǎng)印刷的工作人員來說，是最頭痛的事。如果在廣告牌及厚紙之類不透明物的印刷時，這種小孔不易被觀察到，一般不會造成問題。但在鋁板金屬、玻璃上進行精密印刷，然后又要蝕刻加工時，就不允許產(chǎn)生針孔。針孔發(fā)生的原因也多種多樣。通常出現(xiàn)針孔和起泡的原因主要有以下幾種：

1.印版上有異物。制網(wǎng)版時，在水洗顯影過程中，待水膜干燥后，仍會有極少量殘余感光膠附在絲網(wǎng)圖文上，在涂布或在粘貼感光乳劑時會混入灰塵顆粒附在網(wǎng)上。余膠和乳劑粘著灰塵都會阻礙油墨的通過，在絲印時就會出現(xiàn)針孔或白點。這種故障最好在絲印前仔細檢查，如果發(fā)現(xiàn)即可立刻進行修補。

2.對印版的存放不當(dāng)落上灰塵等異物也會堵塞網(wǎng)孔而出現(xiàn)針孔或白點。處理方法：在開印前，可先用吸墨性能好的紙，試印幾張，這樣異物就會被油墨吸附在紙上，使印版面變得清潔些。

3.鋁件在實施防蝕層前，需進行預(yù)處理，主要包括除油、酸洗、表面微粗化及鈍化，可使金屬有一個潔凈的表面，這樣有利于和防蝕層結(jié)合更牢固。鋁件經(jīng)處理后，有清潔或封孔的殘留物在其表面形成極薄的膜，引起油墨不浸潤，而產(chǎn)生針孔。

4.印刷車間環(huán)境灰塵粘污，在鋁件搬運時手上有油脂、手汗等會粘污零件表面，這很有可能出現(xiàn)針孔。為此必須注意絲印工作間的清潔衛(wèi)生，搬運工件時要戴細紗手套；絲印前用干凈的細綢布擦拭印件表面后再印刷；有些針孔很難發(fā)現(xiàn)，可用酒精擦拭零件表面后，針孔就會出現(xiàn)了。

5.油墨中有氣泡是產(chǎn)生起泡的主要原因。攪拌印墨時容易混進氣泡，黏度低的油墨靜止一段時間后會自行消失。如果油墨黏度高氣泡就很難消失。為了消除印墨中氣泡，最好調(diào)好后放置一段時間再用，或者向油墨中加些消泡劑。一般加入0.3～1%的量。消泡劑有脂肪酸及衍生酯、醇類（2-乙基己醇，聚乙二醇）、硅油類（三甲硅油，硅酮）、酰胺、磷酸脂、金屬皂類等。其中硅酮對于芳香烴類油墨、三甲基硅油對于水基油墨、2-乙基己醇對于酸類油墨都是比較好的消泡劑。

粘網(wǎng)

粘網(wǎng)是指印刷過程中，絲印版與金屬零件印刷后不能分離或者分離不良的現(xiàn)象。產(chǎn)生粘網(wǎng)會使印刷難不能正常進行，同時印品圖文表面不飽滿，會形成微細針孔。

造成粘網(wǎng)原因主要有以下幾點：

網(wǎng)版在繃網(wǎng)時，若張力不足，會導(dǎo)致繃網(wǎng)過松，使印版在刮印時沒有足夠的回彈性，難以恢復(fù)原狀，造成網(wǎng)版與金屬零件分離不良。

使用油墨稠度太大，再加上刮印時壓力過大，造成油墨過墨量太大，墨層過厚而粘住絲網(wǎng)。

網(wǎng)版與金屬零件之間距離太近，特別印制大塊圖文時，網(wǎng)版與零件要有足夠的距離以保證網(wǎng)版與零件的正常分離。

滲墨（洇墨）

滲墨是指在印刷的線條外側(cè)有油墨溢出的現(xiàn)象。在印刷一條線時，在刮板運動方向的一邊，油墨溢漿而影響了線條整齊，這種現(xiàn)象叫滲墨（洇墨）。防止?jié)B墨的方法可以通過調(diào)整印版和油墨的關(guān)系，刮板運行和絲網(wǎng)繃網(wǎng)角度的關(guān)系加以解決。

1.網(wǎng)版圖文邊緣輪廓：網(wǎng)版圖文邊緣輪廓清晰是保證絲印圖文清晰的重要前提。一般厚的感光層都容易得到邊緣輪廓清晰的圖文，以現(xiàn)代的感光材料和感光技術(shù)不難做到。更重要的是金屬零件表面與網(wǎng)版圖文邊緣必需緊貼，因此應(yīng)做到以下幾點：①刮板要有足以使網(wǎng)版與零件表面貼緊的壓力。②絲網(wǎng)版膜要有適當(dāng)?shù)暮穸群蛷椥?，容易與承印物表面貼緊。③調(diào)節(jié)油墨黏度以限制滲墨區(qū)幅度，必要時可添加增黏劑。

2.狹窄圖文間的糊墨：這是印制精細高密度圖文最易發(fā)生的情況。這種圖文的絲印如控制不當(dāng)，往往被油墨連接在一起形成一片模糊，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可采取如下措施：①線條排列方向與刮板刮動方向一致時不容易發(fā)生滲墨。線條邊緣就如兩個堤壩，當(dāng)網(wǎng)片圖文線條與刮板運動方向一致時，油墨就會沿著圖文邊緣這個堤壩運動，防止油墨的分流產(chǎn)生，從而減少甚至消除滲墨現(xiàn)象發(fā)生。②絲網(wǎng)斜繃網(wǎng)也可以有效地防止圖文線條劣化和滲墨。線條方向和刮板運行方向一致時線條邊緣就會形成堤壩效應(yīng)可防止?jié)B墨現(xiàn)象發(fā)生，但絲網(wǎng)的緯線會成為遏流的抗體促使油墨分流，撲向邊緣堤壩。如果采用絲網(wǎng)斜繃網(wǎng)就能緩和分流趨勢的發(fā)生，使邊緣堤壩效應(yīng)發(fā)揮得更好。前面說的油墨滲墨會影響絲印圖文的再現(xiàn)性，劣化了圖文質(zhì)量。當(dāng)滲墨剛剛發(fā)生時，通常用吸墨性好的紙反復(fù)印幾張，就會阻止?jié)B墨的進一步惡化。如果出現(xiàn)嚴重情況只好洗網(wǎng)后再新上版開印。除此之外，如果繃網(wǎng)過松、印刷一段時間后刮板刮印力過大過快，使絲印中刮板用力過大引起版膜延伸而松馳，也會引起滲墨現(xiàn)象的發(fā)生。

絲印防蝕層制作的質(zhì)量控制主要包括絲印網(wǎng)版的質(zhì)量控制、定位準(zhǔn)確度的控制、油墨的選擇、絲印過程中質(zhì)量的控制及干燥過程中的質(zhì)量控制等5個方面。除此之外，金屬蝕刻對防蝕層還有以下要求，防蝕材料對金屬的附著強度及韌性；防蝕層的易于清除性；防蝕層的抗蝕性；隨著絲印制版、抗蝕材料及絲印工藝等技術(shù)的不斷提高，今日的絲印技術(shù)在某些方面已經(jīng)可以與其他技術(shù)一爭高低，同時絲印技設(shè)備投入及生產(chǎn)成本都會比他方法低，使得絲印技術(shù)在航空航天工業(yè)加工領(lǐng)域才能真正待到廣泛的應(yīng)用。

參考資料：

①張德欣主編 齊輝主審 《飛行器制造技術(shù)》

哈爾濱工程大學(xué)出版社 2006年3月

②楊丁 編著 《金屬蝕刻技術(shù)》

國防工業(yè)出版社 2008年1月

③ 楊丁 編著 《金屬蝕刻工藝及實例》

國防工業(yè)出版社 2010年8月