丝网印刷技术的发展和在金属包装中的应用

[摘要] 本文列举了近十年来丝网印刷技术的进步，对部分国产印料作了较为详细的介绍。指出只有丝网印刷材料、设备和工艺的创新才能使其向更多的领域拓宽，在金属包装业占有优势。

[关键词] 丝网印刷 金属包装 油墨 工艺

1 引言

丝网印刷技术是一个古老而独特的印刷技术。这项技术的特性显示了它的许多优点，随着丝网印刷材料、设备和工艺的创新以及它与现在其他技术相结合，使丝网印刷技术有了广扩的市场前景。特别是功能性油墨的开发，使丝网印刷的应用领域更加多样化，并且得到了不断扩展。

2 关于丝网印刷

丝网印刷是把带有图案或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接放在带有模板的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上（刮墨刀有手动和自动两种）。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的。

3 关于印刷金属包装

金属包装的印刷，一般大批量采用马口铁平板胶印，利用四色套印等印铁机进行印刷。但是这样的印刷需要有一定的批量，小批量印刷由于制版费、开槽费等较高，导致印刷成本上升，不够经济。在小批量的印刷中，目前最好采用丝网印刷，由于制版费用较低，能大大降低成本，减少生产周期。例如，小批量的金属罐印刷、钢桶表面图案的印刷、金属封盖、标牌等的小批量印刷等。实践证明，由于丝网印刷成本低、易实现，在小批量的金属包装领域中已经得到了广泛的应用。

4 金属包装中丝网印刷的应用

丝网印刷在金属包装中制造技术中曾经有过“山穷水尽”的过去，今日的丝网印刷在金属包装制造技术中却是“柳暗花明”，极受欢迎。为什么前后的变化如此之大？是继续狼子野心新。创新新的金属包装网印印料、新的金属包装网印工艺、新我金属包装网印及检测设备。直到赢得今天丝网印刷在金属包装界有大好局面。如今的丝网印刷已经可以完成多色的套印、非平面印刷等技术过程。

近年来的发展使得丝网印刷具备了良好的工艺适性并且成为一种可控制和易于控制的生产过程，下面我们简略地介绍网印机材的进步：

4.1 网印丝网

丝网是网印中最重要的组成部分。这是因为它控制了油墨的流动性和耗墨量，同时，它也决定了网版的耐用性和质量，从而决定了印刷的质量。现在，人们在市场上可以看到性能良好的高模数类网印丝网，特别是高结合力、高张力、单丝、平织聚酯（PET）丝网（丝网的丝径可细达27μm，每厘米高达150线的平织丝网）的推出，改变了人们对印刷中一些重要影响因素的理解，这一点在精密丝网印刷的技术方面已经得到印证。除此之外，丝网与网版感光胶或感光膜片有极好的交联性也是制作高质量网印印版的一个重要因素。

4.2 网版感光材料

今天，我们在市场上可购买到许多版号的高分辨率的丝网感光胶或感光膜片，特别是水基感光膜片（直接晒网感光膜片），其使用工艺简单，膜层厚度均匀、可控，特别是膜厚为80~140μm的水基感光膜片，可在一些较为特殊的应用场合使用，同时，它还为丝网印刷拓展新的领域提供了可靠的物资基础。

4.3 网印印料（油墨）

网印印料的进步，特别是功能性油墨的开发，不仅使普通的丝网印刷获益匪浅（例如UV油墨的永不堵网），而且，它还直接导致了丝网印刷技术和产品的高科技化。丝网印刷的特点很多，最根本的一点是印刷适应性强，人们称之为除空气和水不能印刷外，在所有不同材料和不同表面形状的承印特上都能进行印刷。

金属包装网印油墨，一般包括抗蚀油墨、抗电镀油墨、两液（双组分）反应型油墨、热固油墨等。

（1）抗蚀油墨

利用丝网印刷在金属包装物表面网印耐蚀油墨，保护好不需要蚀刻的部位，然后由专用蚀刻液对金属包装表面进行化学转换，以达到在金属包装表面产生所需的标记、图案。目前在金属标牌的生产方面应用最为广泛。

抗腐蚀油墨大致可以分为四类：溶剂型抗蚀油墨、碱溶性抗蚀油墨、紫外光耐腐蚀油墨和红外热固化耐腐蚀油墨。

（2）抗电镀油墨

抗电镀油墨主要应用在金属包装表面的立体浮雕工艺，即网印阴图、露出浮雕的图案，由电镀堆积，产生“立体浮雕”的效果。在金属包装的瓶盖中常采用这种油墨加工瓶盖图案。

抗电镀油墨，除了与耐蚀刻油墨性质相同外，还应考虑油墨触变性要适当，对阴图印刷不能引起油墨的扩散；油墨中不应有导电物质存在；油墨不能溶解至电镀液中。

（3）热固型油墨

加热干燥固化的丝网印刷油墨，是金属丝网印刷的主要油墨品种，可直接用于在金属包装表面印制图文信息。在小批量的马口铁印刷制罐、制盖、制桶等生产中常被采用。

4.4 金属包装的丝网印刷工艺

金属包装制品的丝网印刷工艺大致如下：

丝网印版制作、承印物预处理→丝网印刷→干燥→冲裁成型→检验→包装→出厂。

（1）印版的制作

（2）定位

丝印金属包装物印版上的规矩，是保证图形在相同被印工件表面的位置准确、统一满足彩色套印精度要求的工艺手段。根据承印物材料、形体的不同，丝印金属包装的定位方法也各有所异，通常的有下列几种。

（a）靠边定位：适用于直边包装物工件，例如标牌、金属包装成形前的平板印刷等，在丝印时将工件的两直角边紧靠定位即可。

（b）镶边定位：适用于异形成型包装物工件的丝印，可将包装物加工落料的外框，在修整间隙后，按靠边定位法，将外框附在平台需要的位置上，丝印时只需将异形包装物工件放入落料外框即可。

（c）孔定位：孔定位适用于相同图形的拼版丝印，即先在板材上冲出定位孔，丝印时以孔定位，最后仍以定位孔对包装物工件进行模具落料成型。如钢桶封盖的印刷和加工就常常采用孔定位的方法。

（3）油墨的调配

对金属包装用丝印油墨的要求是附着力强、耐磨性好、印刷后图形清晰、干燥快且不封网。金属包装丝印油墨一般是采用醇酸、酚醛等合成树脂作为边结料，加入部分颜料、助剂等制成的专用油墨。这种油墨印刷性能较好，印刷后自然干燥或在120℃条件下烘烤2小时即可干燥。其墨膜表面光亮、有位体感，与金属的结合力和耐磨性能优良。这种油墨的墨膜用JM-1型漆膜磨耗仪进行试验，负荷750g的橡胶砂轮压磨可达到500次以上，用布轮研磨可达5000次以上。

如果丝印彩色图案，可参照有关彩色印刷油墨色样配墨，调置时应加入适量调墨油和干燥剂。油墨干燥剂的加入量约为油墨总量的5%~8%，加得少不易干燥，加得多则影响油墨的附着力。

（4）丝印金属包装物的质量要求

丝印金属包装物的文字、图形以及颜色应符合图纸要求，成品表面应无明显划伤、污迹，墨膜的附着力应符合要求。

4.5 电脑化印版制作

网印版制作，目前最通用的是电脑设备→激光光绘机出网印版制作软片（照相底片）。另一途径是以电脑喷墨技术（无数位化制版系统）在涂布好丝网感光材料的网版上直接成像。使用此项技术则直接挑战制版软片（照相底片），不仅在网版制版技术中淘汰照相机，而且也淘汰暗室工艺以及银盐片基（制版软片），这种从电脑到网版的新技术已经商品化，其成套设备已投入市场。目前，这项技术唯一的缺点是系统售价极为昂贵。但是，可以预见，这种网印高科技设备的高价位状况是不可能维持很长时间的。降价，大幅度地降价势在必然。这一点，我们从计算机及其它信息产品逐年地大幅度降价的现实中就可以明了。更可喜的是，更加先进的直接曝光制作网印版的新技术已投入使用。

4.6 网版生产控制的参数化程序

随着新技术的引入，丝网印刷印前参数的控制自动化已成为可能，也正因为如此，现代丝网印刷将会彻底或最大限度地告别昔日的作坊生产模式。丝网印刷将成为一种可控制和易于控制的生产过程。那么，在金属包装物丝网印刷生产过程中，制作和生产参数是如何控制的呢？

网版张力是保证丝网印刷生产质量中的一个十分重要的因素。如果我们仅仅注意生产过程中网印印前设备和印刷设备及后工序的高科技化而忽略了网版张力的重要性，那么，我们所做的一切努力都将会是徒劳的。据专家研究，网版张力将直接影响到网版厚度的一致性，曝光的均匀性，网版的耐用性，网距、定位、尺寸的稳定性，刮刀的压力，刮刀的速度，油墨的流动性，耗墨量，能耗。以下是影响张力的因素。

（1）绷网设备及绷网方法

丝网的最终张力很大程度上受绷网所用的设备（气动式、机械式或自绷式）的影响，重要的是应选择一种每次都能够确保绷网的效果一致的设备，使之不受操作者技能的影响。绷网不宜一次到位；涂粘网胶前应该让丝网先松弛15~20mm，这样会有助于丝网张力的稳定。丝网上的张力最好是中间略高于四周，刮刀在这样的丝网上运动时的压力分布会比较均匀。为保证张力的最终稳定，绷好网的网框应在绷网机上停留48h以上。需要说明的是：非规范操作，不仅不能获得理想的张力，同时，还可能造成丝网的意外撕裂。

（2）网框

网框的材质和截面的形状非常重要。相对于某种规格的网框，如果网框强度不够则不能保证张力的一致性。对于金属包装物丝网印刷用的网模型，木网框是不适宜的，建议采用金属网框。

（3）张力计

张力计是绷网和控制网版张力必不可少的工具，用张力计监控网版印刷前的张力状况和印刷过程中是否有张力损失是保证网印质量的有效途径。在检查或比较成套网版张力时应使用同一张力计。

5 结束语

综上所述，金属包装物新的网印生产模式的提出，既是现代金属包装给予丝网印刷的一个极好的发展机遇，当然，也是对丝网印刷业界的一次严峻的挑战。目前金属包装业最重要的是要行动，这个行动就是创新新的网印材料、设备和工艺，以适应未来的金属包装的需要。创新是丝网印刷进步的灵魂！随着网印技术的发展，网印技术在印制电路制造业中占有越来越重要的地位，它的应用，不仅提高了金属包装印刷的生产效率，降低了印刷的生产成本，还提高了印刷的加工质量。另一方面，由于网印材料的研究、开发与应用，特别是功能性油墨的开发，使丝网印刷的应用领域更加多样化，并且得到了不断扩展。