絲印裝飾面板立體效果工藝應(yīng)用研究

曹建平 李治坤 李文龍

（作者單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)輕工與紡織學(xué)院）

隨著信息傳播技術(shù)的發(fā)展和人們生活需求的提高，消費(fèi)者不再滿足二維的畫面效果，開始追求更具視覺的沖擊感、層次感和立體感的畫面效果，特別是室內(nèi)裝修裝飾更加注重立體感。本文把絲網(wǎng)印刷技術(shù)延伸到室內(nèi)裝飾領(lǐng)域，研究如何使得立體感更加強(qiáng)烈，從而印刷具有立體效果的裝飾面板，同時(shí)也避免了立體印刷中采用光學(xué)鏡片、激光立體印刷獲得立體感的畫面分辨率低、清晰差等工藝難、成本高的缺陷。

一、理論分析

（一）絲網(wǎng)原理

絲網(wǎng)印刷的原理很簡(jiǎn)單，非圖文部分在感光膠曝光時(shí)發(fā)生反應(yīng)封住網(wǎng)孔，油墨不能透過絲網(wǎng)，在承印物上形成空白部分；圖文部分的油墨在刮板作用下透過絲網(wǎng)，在承印物上形成墨跡，實(shí)現(xiàn)圖像復(fù)制。絲網(wǎng)印刷適應(yīng)性強(qiáng)，墨層厚實(shí)、絲網(wǎng)印刷的墨層厚度遠(yuǎn)比其他印刷方式厚，一般條件下可達(dá)20-30um，立體感強(qiáng)。同時(shí)在絲網(wǎng)印刷油墨中非常容易添加增強(qiáng)油墨的耐性的助劑，更利于長(zhǎng)久保存不褪色。因此，在具有立體感的裝飾面板印制時(shí)，絲網(wǎng)印刷是最佳選擇。

在其他條件限定的情況下，絲網(wǎng)印刷的墨層厚度是影響視覺立體感的主要因素，因此在此過程中，保證圖文清晰不糊版的前提下，印刷最佳墨層厚度即可。根據(jù)唐寶玲2007年的研究，認(rèn)為絲網(wǎng)印刷理論透墨量是由絲徑 、目數(shù)及絲網(wǎng)厚度等絲網(wǎng)基本技術(shù)參數(shù)決定的單位面積內(nèi)透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔油墨的總量。經(jīng)過王森和汪峰等人的一系列變換，得到：理論墨量 = 通孔面積×絲網(wǎng)厚度－-(1)

將絲網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)代入后，公式（1）可改寫為：D=K2×M2×H--(2)

式中D —理論墨量（cm3/m2） ；K —絲網(wǎng)孔寬（cm）；M —絲網(wǎng)目數(shù)（目 /cm） ；H —絲網(wǎng)厚度（cm）。

設(shè)絲網(wǎng)絲線形成的每個(gè)網(wǎng)孔都為邊長(zhǎng)相等的正方形， 每根絲線的直徑都相等為 d（cm），根據(jù)絲網(wǎng)編織結(jié)構(gòu)，絲網(wǎng)厚度可近似認(rèn)為是同一高度上兩根絲徑重疊在一起，所以絲網(wǎng)厚度 H = 2d--（3），而絲網(wǎng)目數(shù)M、孔寬K、和絲徑d 滿足如下關(guān)系：K = 1/M - d --（4），可得：墨層厚度D =（1/M - d）2*2d*M2--（5）

絲網(wǎng)印刷的墨層厚度，理論上應(yīng)該等于絲網(wǎng)的厚度，但是在印刷的時(shí)候，墨層厚度總是小于絲網(wǎng)厚度，這是由于絲網(wǎng)本身對(duì)油墨有一定的吸附性。但大量的實(shí)驗(yàn)表明，通過公式（1）計(jì)算所得到的墨層厚度及用墨量近似值與實(shí)測(cè)數(shù)值很接近，因此，本文采用公式（1）的推導(dǎo)公式（5）計(jì)算絲網(wǎng)印刷墨層厚度。

所以，由上分析可知：在保持其他因素不變的情況下，絲網(wǎng)印刷墨層厚度主要由絲網(wǎng)目數(shù)和絲網(wǎng)絲徑來決定。根據(jù)絲網(wǎng)網(wǎng)孔的孔寬K 與油墨的粒徑L 之間的關(guān)系，即K ≥3L--（6），K+d =1/M--（7）

結(jié)合普通絲印油墨顆粒直徑（5 微米）和網(wǎng)孔面積率（≥30%），計(jì)算得出采用普通絲印油墨印刷時(shí)最好選用124 目/cm 以下的絲網(wǎng)版才能獲得較好的油墨漏印量。

膠片加網(wǎng)線數(shù)的選取合理性影響著絲網(wǎng)選擇的合理性，合理的加網(wǎng)線數(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)目調(diào)絲網(wǎng)印刷的前提。為了避免引起類似龜紋的復(fù)制缺陷，絲網(wǎng)制版膠片加網(wǎng)線數(shù)G 和絲網(wǎng)版的目數(shù)M 間一般應(yīng)滿足如下關(guān)系：M ≈3G--（8）

普遍認(rèn)為原稿膠片輸出時(shí)圖像的分辨率越高越好，但是較高的分辨率不一定提高圖像的質(zhì)量，反而過多的占用系統(tǒng)資源，影響圖像的處理速度。采用調(diào)幅加網(wǎng)的方式輸出，輸出分辨率計(jì)算公式如下：B=G*Q*C--（9）

其中：B—需要設(shè)定的分辨率（dpi），G—輸出時(shí)的加網(wǎng)線數(shù) (lpi)，Q—加網(wǎng)質(zhì)量因子（取值為 1.5 ～2.0），C—圖像的縮放系數(shù) 。

（二）工藝路線設(shè)計(jì)

本工藝路線利用膠印50%網(wǎng)點(diǎn)面積率的透明UV 光油的凸起小顆粒在視覺特性上帶來的立體感和絲網(wǎng)印刷由墨層厚帶來的立體感的綜合空間感，研究在裝飾面板上采用印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)立體效果的應(yīng)用工藝。具體工藝設(shè)計(jì)如下：

1.絲印裝飾面板的圖案原稿不必十分精細(xì)、層次豐富，只要在合適的視距里能夠充分體現(xiàn)原稿意圖即可，除了可采用文字、線條的單色稿，還可采用反差較大、層次清晰的彩色原稿。如果十分精細(xì)的話，特別是高光區(qū)域，不僅會(huì)丟失原稿數(shù)據(jù)，還會(huì)增加再現(xiàn)難度。同時(shí)，顏色數(shù)量不宜太多。

2.傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷在制版時(shí)采用激光照排機(jī)輸出激光照排銀鹽膠片作為制版的底片，激光照排工藝成本高、有污染、流程長(zhǎng)，且在暗室操作不便。本工藝為了避免在激光照排、顯影等過程中對(duì)圖像復(fù)制造成不利影響，采用噴墨打印全透明防水型絲網(wǎng)膠片制作絲網(wǎng)印版，可在明室操作，具有流程簡(jiǎn)化、快速高效、操作簡(jiǎn)便、節(jié)能減排的特點(diǎn)，符合當(dāng)前綠色印刷背景下的印刷優(yōu)化工藝。打印的膠片灰霧度＜0.05、 密度＞3.0 即可滿足絲印制版要求。

3.承印物為可做室內(nèi)裝飾面板的透明材料，如PC、PMMA、鋼化玻璃等；在承印物背面利用膠印機(jī)印刷網(wǎng)線角度為45°的175Lpi 網(wǎng)點(diǎn)面積率為50%的透明光油凸點(diǎn)，再滿版打底反光油墨，形成有立體感的小顆粒，印刷區(qū)域具有一定的縱深感、空間感；在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息。觀察時(shí)通過自然光線反射，能夠產(chǎn)生三維效果。本工藝實(shí)驗(yàn)階段印刷雙色，分別采用30°和45°的加網(wǎng)角度的膠片曬制印版。

4.由于尼龍絲網(wǎng)的尺寸穩(wěn)定性差，給套印帶來一定的困難，因而采用透明玻璃作為承印平臺(tái)，用邊角定位法進(jìn)行定位，印刷時(shí)用濕抹布擦拭承印平臺(tái)產(chǎn)生水膜吸住透明承印物不動(dòng)。

二、實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)采用2mm 厚度亞克力作為承印物，雙色印刷，采用黃色尼龍絲網(wǎng)繃網(wǎng)。

網(wǎng)目數(shù)為124 目 /cm 以上的絲網(wǎng)版印刷普通的絲印油墨會(huì)造成油墨轉(zhuǎn)移率低下，難以漏??；124 目/cm 以下的絲網(wǎng)目數(shù)可以獲得較好的油墨漏印量，即可以滿足較好的油墨墨層厚度。結(jié)合本課題實(shí)際，本文絲網(wǎng)目數(shù)分別選取120 目/cm、100 目/cm、80 目/cm、60 目/cm。

由公式（8）可以推算出合適的膠片加網(wǎng)線數(shù)。由公式（9）可以推導(dǎo)出噴墨打印膠片的分辨率數(shù)據(jù)，其中等比打印、質(zhì)量因子取2。本文中絲網(wǎng)版目數(shù)M、膠片線數(shù)G 和分辨率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。結(jié)合加網(wǎng)線數(shù)和觀視距離之間的關(guān)系，膠片加網(wǎng)線數(shù)在20-40L/cm 時(shí)，最大的觀視距離為11.5m，最小觀視距離約為0.5m。因此，本文選取的加網(wǎng)線數(shù)符合室內(nèi)裝飾面板的觀看的實(shí)際要求。

表1 目數(shù)、膠片加網(wǎng)線數(shù)和分辨率對(duì)照表

使用表2 的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料，采用工藝路線設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，每種絲網(wǎng)目數(shù)下獲得一個(gè)合格樣品，采用主、客觀評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)所得樣品的立體效果，得表4 。主觀評(píng)價(jià)法采用5 位視覺正常的觀察者在標(biāo)準(zhǔn)看樣臺(tái)上觀察樣品的立體效果并打分，計(jì)算平均值并取整，對(duì)照表見表 3 。客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)采集采用兩種方法，一種是通過公式（5）計(jì)算，一種是用電鏡測(cè)量5 點(diǎn)的墨層厚度取平均值。計(jì)算過程假設(shè)疊印處的油墨為兩種油墨的墨層厚度之和，絲徑可以查詢絲網(wǎng)生產(chǎn)公司的技術(shù)參數(shù)獲得，或者獲得孔徑數(shù)據(jù)通過公式計(jì)算得到。

表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

表3 評(píng)分與主觀感受對(duì)照表

為了對(duì)照新工藝主觀的立體感效果，同等絲網(wǎng)印刷條件，在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息，獲得了不同網(wǎng)目數(shù)的4 個(gè)合格樣品。此工藝叫舊工藝，本文工藝叫新工藝，經(jīng)相同的主觀評(píng)價(jià)法，效果對(duì)比見表4 中舊工藝主觀視覺立體感。

表4 主、客觀評(píng)價(jià)結(jié)果

主觀方面，新、舊工藝的視覺立體感對(duì)比總體來看，新工藝比舊工藝的立體感明顯，尤其是網(wǎng)線目數(shù)高于100Lpcm 后，新工藝的立體效果優(yōu)于舊工藝的立體效果，新工藝對(duì)主觀的立體感效果提升有效。

客觀數(shù)據(jù)方面，墨層厚度計(jì)算值和測(cè)量值之間存在一定的差距，但不是很大。原因一是在疊印時(shí)油墨不能100 疊印，會(huì)有一些油墨沒有轉(zhuǎn)移到承印物上，原因二是測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，這是不可避免的，只能增加測(cè)量采樣點(diǎn)減小測(cè)量誤差?？傊?，通過表4 的主、客觀評(píng)價(jià)后，總體上能夠說明設(shè)計(jì)的工藝路線在亞克力裝飾面板上印刷后具有立體效果，且在給定的加網(wǎng)線數(shù)、絲網(wǎng)目數(shù)、刮板角度等條件下，隨著加網(wǎng)線數(shù)的增加，立體感在減弱，圖文精細(xì)度增加。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)觀視距離，在立體效果和圖文精細(xì)度間權(quán)衡選擇絲網(wǎng)目數(shù)，在總體效果上達(dá)到最優(yōu)。

當(dāng)然，對(duì)墨層厚度帶來影響的不止上面提到的因素，如感光膠厚度、原稿顏色的豐富度等都會(huì)影響墨層厚度的大小，后期會(huì)逐漸優(yōu)化。

三、結(jié)語

本文設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)印刷方式在亞克力透明裝潢面板上印刷獲得立體感效果的工藝，考慮了絲網(wǎng)目數(shù)、絲徑、加網(wǎng)線數(shù)等對(duì)絲網(wǎng)立體效果的影響，利用給定的套印定位方法可有效控制套印精度，采用主、客觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)后獲得樣張的立體效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的工藝路線的獲得的墨層厚度和立體感明顯，可為具有立體效果的裝飾面板制作提供一種低成本方法。