滾筒式絲網(wǎng)印刷在織物印刷中的應(yīng)用探析

文 呂勇 宋詞

織物印刷從定義上來講，就是以紡織品作為承印物的印刷方式。提到織物印刷，很多人會聯(lián)想到服飾、服裝表面印刷，以及旗幟、標(biāo)志、標(biāo)簽印刷等。但是織物印刷最確切的定義是指大批量的織布印刷，通常印刷的長度以幾千米來計算。織物印刷在紡織工業(yè)中占據(jù)重要地位。我國是一個紡織大國，紡織品出口量占據(jù)世界第一。因此，織物印刷的技術(shù)發(fā)展和提高，對于提升我國紡織品競爭力具有重要意義。目前，大批量的織物印刷主要采用凹版印刷和絲網(wǎng)印刷。絲網(wǎng)印刷又主要分平網(wǎng)印刷和滾筒式絲網(wǎng)印刷。由于絲網(wǎng)印刷技術(shù)迅速發(fā)展，在北美及歐洲地區(qū)，織物的凹版印刷正在減少，絲網(wǎng)印刷尤其是滾筒式絲網(wǎng)印刷正在逐漸增長。本文首先對滾筒式絲網(wǎng)印刷的歷程進行分析，對平網(wǎng)和滾筒式的絲網(wǎng)印刷方式進行對比，對滾筒式絲網(wǎng)印刷在織物印刷中的應(yīng)用進行探討。

滾筒式絲網(wǎng)在織物印刷中發(fā)展歷程

紡織工業(yè)曾經(jīng)是美國最大的產(chǎn)業(yè)之一。在1930年，紡織工業(yè)是美國雇傭工人最多的產(chǎn)業(yè)。盡管紡織業(yè)目前已不是雇傭工人數(shù)最多的行業(yè)，但和雇傭數(shù)最多的行業(yè)相比，差距不大?？椢镉∷⒃谶@個龐大的紡織產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著較重要的一塊。目前，紡織品印刷主要有兩種方法，一種是凹版印刷，一種是絲網(wǎng)印刷。很多人在提到大批量織物印刷時，首先想到的是凹版印刷。因此，很多人會說：“我不會投資50萬美元來購買一個滾筒絲網(wǎng)印刷設(shè)備，我們沒有必要去討論滾筒式絲網(wǎng)印刷”。但是隨著滾筒式絲網(wǎng)印刷的印刷幅寬、印刷速度提高，以及制版費用的降低，這個格局正在悄悄改變。

其實，滾筒式絲網(wǎng)印刷有較長的發(fā)展歷史，滾筒式絲網(wǎng)印刷從最早出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有了50多年的歷史。在1950年以前，凹版印刷是唯一的自動化織物印刷方式。當(dāng)時的織物絲網(wǎng)印刷都是利用手工在長臺上進行操作，效率極低。1950年后，歐洲首先出現(xiàn)了卷筒的絲網(wǎng)印刷機。到了1960年，出現(xiàn)了滾筒式的絲網(wǎng)印刷機。目前，滾筒式絲網(wǎng)印刷，色數(shù)能達到16色，印刷寬度能達到135inch，印刷速度能達到80-90m/min。滾筒式絲網(wǎng)印刷，已經(jīng)不單單能取代自動的平臺式絲網(wǎng)印刷，甚至有可能取代最常見的凹版印刷方式。在北美地區(qū)，過去的7年，凹印織物印刷方式在減少。曾經(jīng)有一個每天產(chǎn)量接近140萬米的大型凹印織物印刷企業(yè)，過去一度擁有85臺凹版織物印刷機，幾年前變?yōu)?9臺，現(xiàn)在只剩下36臺在使用。曾有人作過統(tǒng)計，凹版印刷的制版費用較貴，通常制作一色的滾筒就需要3萬元；而滾筒式絲網(wǎng)印刷，由于網(wǎng)版可以重復(fù)利用，制版費用大幅降低，單色的制版平均費用只要1800元。

滾筒式絲網(wǎng)印刷與平網(wǎng)印刷比較

與平網(wǎng)印刷相比，滾筒式絲網(wǎng)印刷是采用滾筒式的圓網(wǎng)來代替平網(wǎng)。滾筒式絲網(wǎng)印刷一般采用金屬的圓形網(wǎng)，油墨通過一根較長的管子，從一頭通往另一頭，如圖1所示。其中管子的一頭連接著一個泵，由泵來供應(yīng)整個滾筒的油墨。

圖1 滾筒式絲網(wǎng)印刷工作原理圖

較小的剛性刮墨刀安裝在整個旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)滾筒的內(nèi)部。在承印物織物的下面有一根運動的皮帶。在運動的皮帶下面裝有磁場，利用磁場大小的變化，可以改變絲網(wǎng)與承印物之間的壓力，從而控制刮墨刀的壓力。大多數(shù)的滾筒式絲網(wǎng)印刷采用剛性強度較大的刮墨刀，但是當(dāng)印刷較精細的產(chǎn)品時，會采用塑料刮墨刀或者較柔軟的不銹鋼金屬刮墨刀。印刷時，織物一般吸附在橡膠皮帶上。隨著橡膠皮帶的旋轉(zhuǎn)，絲網(wǎng)滾筒從一端旋轉(zhuǎn)到另一端，完成織物印刷。由于滾筒式的絲網(wǎng)印刷過程，是一個連續(xù)的過程，中間不需要停頓及回復(fù)運動的過程，因此，滾筒式絲網(wǎng)印刷能以較快的速度運行。

與平網(wǎng)印刷相比，滾筒式絲網(wǎng)滾筒印刷有兩個明顯的優(yōu)點。第一：滾筒式絲網(wǎng)滾筒印刷時，不存在平網(wǎng)印刷中重復(fù)圖案連接上的問題。另一個優(yōu)點是：可以印刷垂直的條紋，在平臺式絲網(wǎng)印刷中，要把重復(fù)的線條對準(zhǔn)幾乎是不可能的，但是利用滾筒式絲網(wǎng)印刷能較好解決這個問題。

與平臺式絲網(wǎng)印刷相比，滾筒式絲網(wǎng)印刷也存在一些不足的地方。首先是開口率較小，另外就是在市場上目前還沒有超精細的滾筒式絲網(wǎng)。但是隨著技術(shù)發(fā)展，這些問題都在逐漸改善。目前，精度89線/厘米的絲網(wǎng)已經(jīng)普遍采用，96線/厘米的絲網(wǎng)正在開發(fā)中。開口率也取得了很大的進展，目前40線/厘米的開頭率已經(jīng)能超過原先24線/厘米的開口率。

滾筒式絲網(wǎng)印刷制版過程

滾筒式絲網(wǎng)制版相對于平網(wǎng)制版而言比較復(fù)雜。滾筒式絲網(wǎng)印刷滾筒是無縫的，一般有兩種常見的制版方式。一種是所謂的感光乳劑層制版法，這種制版方式和平網(wǎng)的制版原理基本相同。由于滾筒式的絲網(wǎng)是圓形的，需要特別的涂布設(shè)備和曝光設(shè)備。感光乳劑層的制版，其實是通過感光顯影過程來制作一塊多孔的鎳絲版。首先，準(zhǔn)備一根實心金屬或較厚壁的鋼管，它的周長可根據(jù)印刷的重復(fù)尺寸來確定。然后將它放到鍍銅的槽中，在輥子上面鍍上一層銅，接著在銅輥上進行研磨加工，來制備帶六邊形網(wǎng)穴的銅輥。這個時候，網(wǎng)穴的形狀和網(wǎng)線數(shù)通過研磨加工到銅輥表面。將帶網(wǎng)穴的銅輥的表面涂上一層環(huán)氧樹脂膠，然后將銅輥表面進行研磨，直到六邊形的網(wǎng)穴裸露出來。將銅輥放到鎳鍍槽中，這樣能在絲網(wǎng)的兩面都鍍有金屬鎳，隨著銅輥的旋轉(zhuǎn)，在裸露出來的網(wǎng)穴璧上都會鍍上金屬鎳，經(jīng)過多次的電鍍使網(wǎng)版達到使用所需的厚度。

另一種滾筒式絲網(wǎng)印刷的方法稱作電鑄法。這種方法與前面的感光乳劑方法有些不同。首先對芯輥表面進行拋光，然后將抗感光的乳液涂布在上面，然后將菲林片裹在上面，顯影方式與感光乳劑層制版的方法類似，最后在顯影后進行電鑄。

第一種制版的方法是將設(shè)計圖案和絲網(wǎng)類型分兩個過程加工到絲網(wǎng)版上的。第二種方法中，感光劑是加入到涂布的乳液中的，當(dāng)乳劑層在膠片下曝光時，網(wǎng)穴類型與加網(wǎng)線數(shù)是直接通過曝光形成的。電鑄法對于一些較特殊的領(lǐng)域，比如超高的細節(jié)層次、半目調(diào)、連續(xù)調(diào)的產(chǎn)品等有較好的印刷效果。但是它對于大幅面的印刷區(qū)域以及實地塊效果往往不是很好，因為當(dāng)在其表面裹上膠片的時候，不能做到將軟片和網(wǎng)版做到無縫連接。

為了使網(wǎng)版具有較好的抗水性能，在網(wǎng)版上需要涂布雙組份的環(huán)氧樹脂或雙組份的聚氨酯。在對網(wǎng)版進行涂布環(huán)氧樹脂或聚氨酯時，在干燥過程中要特別注意干燥溫度，因為有些絲網(wǎng)對于溫度較敏感，過高的溫度容易造成絲網(wǎng)的變形。另外，干燥一定要徹底，雖然利用催化劑的作用，可以在15-20分鐘內(nèi)實現(xiàn)快速干燥；但為了達到理性的抗水效果，一般要干燥4小時以上，或者將所制的絲網(wǎng)版放置過夜，隔天再使用。

隨著滾筒式絲網(wǎng)印刷技術(shù)進一步發(fā)展，印刷寬度、印刷速度及印刷質(zhì)量將會進一步提高，滾筒式絲網(wǎng)的制版費用都將會進一步降低。目前很多絲網(wǎng)印刷設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)都在積極對滾筒式絲網(wǎng)設(shè)備進行研發(fā)，近兩年在唐山、溫州等地區(qū)都有不少滾筒式絲網(wǎng)印刷機項目立項。隨著國產(chǎn)的滾筒式絲網(wǎng)印刷設(shè)備逐漸出現(xiàn)，會給織物印刷中帶來一個全新的變革。另外，滾筒式絲網(wǎng)印刷在一些新興的產(chǎn)業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。在觸摸板的電極線、多層線路板、薄膜印刷電子材料、傳感器、太陽能電池、電子紙以及OLED顯示材料等電子器件及薄膜的漿料印刷中都會采用。滾筒式絲網(wǎng)印刷技術(shù)具有適用性廣、效率高、操作靈活等優(yōu)點，在未來的織物印刷及印刷電子領(lǐng)域中將會起到舉足輕重的作用。