烘干溫度對絲網(wǎng)版張力的影響

編譯 | 張紅路

烘干溫度對絲網(wǎng)版張力的影響

編譯 | 張紅路

在絲網(wǎng)印刷工藝中，網(wǎng)版張力是絲網(wǎng)印刷取得成功的關(guān)鍵。網(wǎng)版張力會涉及到整個印刷過程中的許多問題，包括印墨存量、模版均勻、套印定位、印刷質(zhì)量以及油墨的轉(zhuǎn)移等等。因此，網(wǎng)版張力的重要性和其張力的均勻一致性不能忽視。長期以來，業(yè)內(nèi)一直探索研究制版工序、產(chǎn)品以及制版環(huán)境對網(wǎng)版張力所產(chǎn)生的影響而忽視了網(wǎng)版烘干溫度這一重要參數(shù)的研發(fā)。

網(wǎng)版烘干通常是指通入熱空氣將網(wǎng)版中水分蒸發(fā)并帶走的過程。較高的烘干溫度實(shí)際上就是讓較熱的空氣烘干蒸發(fā)更多的水分。在這種高溫的空氣中網(wǎng)版中水分更容易揮發(fā)，故其溫度越高，網(wǎng)版的烘干速度越快，烘干時間就越短。然而，并不是溫度越高越好，業(yè)內(nèi)都知道，在高溫下進(jìn)行網(wǎng)版烘干會對版上的感光乳液有影響。那么到底高溫對網(wǎng)版有什么影響？本文將通過實(shí)驗(yàn)，全面了解網(wǎng)印的所有工藝參數(shù)對網(wǎng)版穩(wěn)定性的影響，并根據(jù)可以預(yù)測的制版工藝過程對網(wǎng)版烘干進(jìn)行研究分析。

這項(xiàng)研究中，網(wǎng)框材質(zhì)、粘合劑反應(yīng)對溫度條件等忽略不計(jì)。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)中選定4個常用的網(wǎng)版目數(shù)進(jìn)行測試，并選擇4個專業(yè)網(wǎng)絹制造商，要求每個制造商提供4個目數(shù)的網(wǎng)絹。每個網(wǎng)目預(yù)先設(shè)定其張力參數(shù)（該網(wǎng)目標(biāo)準(zhǔn)張力范圍的中位數(shù)）。網(wǎng)目數(shù)/網(wǎng)線直徑和張力參數(shù)列于表1。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)定四種網(wǎng)目數(shù)/網(wǎng)線直徑和其張力參數(shù)

實(shí)驗(yàn)分為三組，每個實(shí)驗(yàn)組由4塊網(wǎng)版組成，依據(jù)表1每塊網(wǎng)版對應(yīng)一個網(wǎng)目數(shù)。每個組單獨(dú)進(jìn)行每一種溫度條件的測試。

這里選用3種不同的溫度條件進(jìn)行網(wǎng)版烘干實(shí)驗(yàn)。三種不同的溫度實(shí)驗(yàn)設(shè)置與使用要求列于表2。

表2 實(shí)驗(yàn)用三種烘干溫度的設(shè)置要求

實(shí)驗(yàn)用烘干設(shè)備為Tetko Tekair網(wǎng)版烘干箱。每次測試時要保證所有4個網(wǎng)版放在箱內(nèi)頂部的隔板上。烘干箱的風(fēng)機(jī)設(shè)置為中等，確保在所有的測試期間箱內(nèi)網(wǎng)版上的空氣對流，溫度均勻。實(shí)驗(yàn)過程中，表2所列常溫條件應(yīng)考慮室內(nèi)環(huán)境。適當(dāng)延長干燥時間，確保網(wǎng)版完全干燥。

測量溫度和相對濕度應(yīng)使用手提式溫度/濕度測量儀器，這些儀器應(yīng)放在烘干箱內(nèi)或放在室內(nèi)測量相應(yīng)的溫濕度。

實(shí)驗(yàn)過程與記錄

實(shí)驗(yàn)網(wǎng)版順序及所有加工步驟要保持相同：

＃1 = 110.80

＃2 = 156.64

＃3 = 230.48

＃4 = 380.33

注意，在絲網(wǎng)制版實(shí)驗(yàn)過程的每一道工序之后都要進(jìn)行張力測量，確定烘干溫度對絲網(wǎng)版張力的影響。

第一步 繃網(wǎng)

繃網(wǎng)工序在Grunig牌G215型繃網(wǎng)機(jī)上進(jìn)行（見圖1）。網(wǎng)框尺寸為58cm×69cm。粘網(wǎng)用膠為KIWO牌HMT 1000二液型粘合劑。每個網(wǎng)版要建立相應(yīng)的角落軟化距離（圖2），繃網(wǎng)之前要確定壓力設(shè)定值（圖3）。相應(yīng)數(shù)據(jù)列于表3。

表3 繃網(wǎng)設(shè)置要求

使用這些預(yù)定值，可快速繃網(wǎng)使網(wǎng)版達(dá)到最初設(shè)定的張力參數(shù)。經(jīng)過15min的穩(wěn)定后，將網(wǎng)框與網(wǎng)絹緊貼，以一塊模板作為標(biāo)準(zhǔn)，在每個網(wǎng)版的相應(yīng)點(diǎn)位（AOI）上進(jìn)行標(biāo)記（圖4～6）。然后再將網(wǎng)框下調(diào)，讓網(wǎng)絹穩(wěn)定。 經(jīng)過15min的穩(wěn)定，將網(wǎng)框與網(wǎng)絹緊貼，以模板為標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)版的相應(yīng)點(diǎn)位（AOI）上進(jìn)行標(biāo)記。再過15分鐘后，測量繃網(wǎng)張力，如果需要的話調(diào)整達(dá)到預(yù)期張力參數(shù)（見表2）。使用SEFAR 75S型張力計(jì)進(jìn)行張力測量和記錄。測定時應(yīng)從每個AOI點(diǎn)位的經(jīng)線和緯線方向（圖7）取值。之后，抬高網(wǎng)框，用二液型粘合劑將網(wǎng)框架與網(wǎng)絹粘牢固定（圖8），粘合劑需要15min干燥。之后，應(yīng)和之前一樣進(jìn)行AOI張力測定記錄。（圖9）

這時，從繃網(wǎng)機(jī)上取下繃好的網(wǎng)版，并在網(wǎng)版的每個AOI點(diǎn)位上和以前那樣測量張力，取值記錄（圖10）。將繃好的網(wǎng)版在常溫條件下垂直分開放置24小時（圖11）。

每塊網(wǎng)版達(dá)到其各自的24小時之后，再對每塊網(wǎng)版的每個AOI點(diǎn)位進(jìn)行張力測量并取值記錄。當(dāng)最后一塊網(wǎng)版達(dá)到24小時并測量記錄之后，所有4塊網(wǎng)版按預(yù)定的順序進(jìn)行下一道工序階段。

第二步 脫脂

脫脂選用Ulano牌3號脫脂劑和10cm軟毛刷進(jìn)行。在對已繃好的網(wǎng)版進(jìn)行脫脂時，要利用刷子的中間壓力（即刷毛展開到其最大的一半）刷版。注意應(yīng)自上往下以旋轉(zhuǎn)方式刷版，網(wǎng)版兩面各刷一次（圖12），然后再用26.7℃水沖洗（圖13），最后用網(wǎng)版吹風(fēng)機(jī)除去版上多余的水分（圖14）。在每個AOI點(diǎn)位的經(jīng)緯線方向測量和記錄網(wǎng)版張力。

這時將網(wǎng)版放置烘干箱中，依據(jù)表2所列出的溫度條件下進(jìn)行烘干操作。烘干時間過后，在每個AOI的經(jīng)線和緯線方向測量并記錄網(wǎng)版張力數(shù)值。

第三步 涂膜

網(wǎng)版涂層設(shè)備及涂層乳液選用Grunig牌G405型自動涂布機(jī)和KIWO牌Poly Plus S-RX型感光乳液（圖15）。表4中列出了每個網(wǎng)版網(wǎng)目數(shù)，刮刀面和印刷面兩面的涂布次數(shù)以及涂布槽半徑。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將所有的網(wǎng)版涂布速度和涂布壓力設(shè)置一致。

表4 網(wǎng)版兩面的涂布次數(shù)與涂布厚度

將涂布好的網(wǎng)版再次放在烘干箱中，依照表2規(guī)定的溫度條件進(jìn)行烘干。烘干時間過后，在網(wǎng)版的每個AOI點(diǎn)位的經(jīng)緯線方向進(jìn)行網(wǎng)版張力測量并取值記錄。

第四步 曝光

每塊網(wǎng)版曝光都使用OLEC 5KW金屬鹵化曝光燈，OLIX AI 121集成器。曝光距離為91.4cm（見圖16）。用KIWO的快速檢查表和KIWO五步曝光梯尺作為網(wǎng)版圖文（圖17）。

曝光之前，先將軟片用膠帶粘在曝光機(jī)的玻璃上，保證軟片定位在網(wǎng)版的中間。再在玻璃上用膠帶給網(wǎng)框作標(biāo)記，確保每次曝光時網(wǎng)框在同一位置（圖18）。曝光時間列于表5。

表5 網(wǎng)版曝光時間要求

第五步 顯影

曝光后每塊網(wǎng)版用水槍扇形噴水顯影（見圖19）。水的溫度為26.7℃，其噴射距離為30.5～45.7cm。定時器設(shè)置為2分鐘，網(wǎng)版兩面都要進(jìn)行噴洗，將網(wǎng)版上未曝光的乳劑軟化沖掉。初始噴洗之后，模版的印刷面顯影形成鏤空圖文部分。

最后用網(wǎng)版吹風(fēng)機(jī)除去版上多余的水分。在網(wǎng)版的每個AOI點(diǎn)位的經(jīng)緯線方向進(jìn)行網(wǎng)版張力測量和取值記錄。然后將網(wǎng)版再次放在烘干箱內(nèi)，按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定的溫度烘干。烘干過后，在網(wǎng)版的每個AOI點(diǎn)位的經(jīng)緯線方向再進(jìn)行一次網(wǎng)版張力測量和取值記錄。

第六步 封網(wǎng)

所有的網(wǎng)版張力測量并記錄之后，對模版空余部分進(jìn)行封網(wǎng)填實(shí)（圖20）。然后將網(wǎng)版放置常溫條件下，分別在30min和60min之后進(jìn)行張力測量。最后一次張力測量在第2天，大約18h后進(jìn)行。

數(shù)據(jù)處理

1．?dāng)?shù)據(jù)整理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表6～9并進(jìn)行圖 形化轉(zhuǎn)換如圖1～4所示。從上述整理的圖表可以觀察到幾個明顯的結(jié)果。

表6

表7

表8

表9

首先，這項(xiàng)研究最重要的結(jié)果就是不同的網(wǎng)版制版張力變化趨勢一致。表明烘干溫度增加，網(wǎng)版張力減少1～2N/cm。其變化趨勢是漸進(jìn)的，隨著烘干溫度增加，張力損失就增大。

請注意，當(dāng)將網(wǎng)版從熱的烘干環(huán)境移出放在常溫下30分鐘后網(wǎng)版張力的差異非常明顯。而在常溫條件干燥的網(wǎng)版在這一點(diǎn)上張力沒有太大的變化。另外值得注意的是，事實(shí)上到第2天即大約18小時后測量那些通過加熱烘干的網(wǎng)版張力，其差異依然存在的。

不同網(wǎng)目數(shù)的網(wǎng)版，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相同。這表明這是所有網(wǎng)版的綜合反應(yīng)。因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)論之一就是，網(wǎng)版是以張力的減少來應(yīng)對熱量的介入。

第二，通過實(shí)驗(yàn)張力記錄顯示，不但加熱烘干的網(wǎng)版要比室溫干燥的網(wǎng)版張力減少得多，而且在每個溫度條件下網(wǎng)版曝光/沖洗后都會發(fā)生張力的大幅下降。強(qiáng)調(diào)一下，所有網(wǎng)目都如此。張力下降范圍在0.75～2.5N/cm之間。然而，當(dāng)網(wǎng)版干燥后張力基本恢復(fù)。對于這一特殊現(xiàn)象，本文做進(jìn)一步測試。

2．進(jìn)一步的測試

如前所述，在所有溫度條件下所有的網(wǎng)版均在曝光沖洗后發(fā)生張力大幅下降。進(jìn)一步測試的目的就是要確定是不是模版自身的反應(yīng)引起這種波動。

第一項(xiàng)測試選用230目網(wǎng)絹?zhàn)鰞蓧K網(wǎng)版，在此項(xiàng)測試中，溫度選定為先前實(shí)驗(yàn)的35℃。兩塊網(wǎng)版中一塊涂有感光乳液，一塊不涂。另外，采取曝光后直接進(jìn)行張力測量以便更好了解張力下降的實(shí)際點(diǎn)。如果框架本身溫度過高，需進(jìn)行溫度測量。

從曲線圖1所示的結(jié)果來看，兩塊網(wǎng)版的張力變化基本相同，都是在曝光和沖洗后的張力顯示下降。其中曝光后張力測量顯示輕微下降，而沖洗后張力下降非常明顯。這時網(wǎng)框溫度沒有變化。這足以解釋上述張力大幅下降的具體點(diǎn)位。

第二項(xiàng)測試，從每一個以前的測試中選出不同的模版進(jìn)行試驗(yàn)。使用相同的網(wǎng)框和網(wǎng)目，一個模版為3.8×3.8cm，與以前測試的2.85×3.81cm進(jìn)行比較。網(wǎng)版涂有直接感光乳液。同樣，曝光后直接進(jìn)行張力測量。和原來試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，其結(jié)果顯示在曲線圖2。根據(jù)分析結(jié)果上看， 模版大小對張力影響不大。

第三項(xiàng)測試，再選一個模版尺寸為3.81×6.35cm，粘網(wǎng)膠選用氰基丙烯酸酯膠粘劑。網(wǎng)框尺寸是58×79cm，網(wǎng)目為61線/cm。重新進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)制版的每一步。其測試結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示密切對應(yīng)。具體來說，沒有可辨別的差異，網(wǎng)框曝光沖洗之后張力大幅下降，如前述。

三次進(jìn)一步測試說明，聚酯網(wǎng)線的吸水性影響網(wǎng)版的張力。同時進(jìn)一步測試數(shù)據(jù)也可以消除模版，框架粘接劑對網(wǎng)版張力影響的可能。本文對沖洗而引起網(wǎng)版張力下降問題忽略不計(jì)，因?yàn)樵谒袦y試中可以看到隨著網(wǎng)版干燥，其張力已經(jīng)恢復(fù)。

總結(jié)

基于上述研究結(jié)果表明較高的烘干溫度會在制版過程中造成更大的網(wǎng)版張力損失。無論幾次網(wǎng)目數(shù)測試，在所有使用的實(shí)驗(yàn)方法中表明這些結(jié)果的整體趨勢的一致性。

對此，本文就研究結(jié)果提出以下建議：

1．網(wǎng)版在溫度為30～40℃，相對濕度為40～50%且氣流適中的環(huán)境中烘干，可保持模版的網(wǎng)版張力和其印刷適性。

2．為了加快干燥速度，最好使用除濕機(jī)，減少空氣中的水分，而不是提高烘干溫度。

3．烘干溫度要保持一致。使網(wǎng)版張力自始至終不變。

正如我們所看到的，提高網(wǎng)版烘干溫度，雖然加快了絲網(wǎng)制版的工藝速度，但是卻要付出一定的代價，一是對模版的感光性能不利，二是網(wǎng)版張力的損失。為此，我們必須權(quán)衡速度與質(zhì)量的需求。要知道工藝參數(shù)的研究和改變是創(chuàng)建網(wǎng)印制版工藝標(biāo)準(zhǔn)的一個重要組成部分，而制定工藝標(biāo)準(zhǔn)的最終效果是生產(chǎn)出一致的網(wǎng)版，并最終印制出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

本文研究范圍僅限于在實(shí)驗(yàn)中使用的參數(shù)和程序。其他方面如網(wǎng)線的厚度相對于網(wǎng)目數(shù)、張力程度、各種粘合劑、網(wǎng)框的類型、尺寸大小以及邊框以至于張力反應(yīng)和烘干溫度都沒有得到充分調(diào)查研究。故在實(shí)際操作中可能結(jié)果有所不同。