烘干溫度對絲網版張力的影響

編譯 | 張紅路

烘干溫度對絲網版張力的影響

編譯 | 張紅路

在絲網印刷工藝中，網版張力是絲網印刷取得成功的關鍵。網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、印刷質量以及油墨的轉移等等。因此，網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，業內一直探索研究制版工序、產品以及制版環境對網版張力所產生的影響而忽視了網版烘干溫度這一重要參數的研發。

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

這項研究中，網框材質、粘合劑反應對溫度條件等忽略不計。

實驗準備

實驗中選定4個常用的網版目數進行測試，并選擇4個專業網絹制造商，要求每個制造商提供4個目數的網絹。每個網目預先設定其張力參數（該網目標準張力范圍的中位數）。網目數/網線直徑和張力參數列于表1。

表1 實驗設定四種網目數/網線直徑和其張力參數

實驗分為三組，每個實驗組由4塊網版組成，依據表1每塊網版對應一個網目數。每個組單獨進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行網版烘干實驗。三種不同的溫度實驗設置與使用要求列于表2。

表2 實驗用三種烘干溫度的設置要求

實驗用烘干設備為Tetko Tekair網版烘干箱。每次測試時要保證所有4個網版放在箱內頂部的隔板上。烘干箱的風機設置為中等，確保在所有的測試期間箱內網版上的空氣對流，溫度均勻。實驗過程中，表2所列常溫條件應考慮室內環境。適當延長干燥時間，確保網版完全干燥。

測量溫度和相對濕度應使用手提式溫度/濕度測量儀器，這些儀器應放在烘干箱內或放在室內測量相應的溫濕度。

實驗過程與記錄

實驗網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，在絲網制版實驗過程的每一道工序之后都要進行張力測量，確定烘干溫度對絲網版張力的影響。

第一步 繃網

繃網工序在Grunig牌G215型繃網機上進行（見圖1）。網框尺寸為58cm×69cm。粘網用膠為KIWO牌HMT 1000二液型粘合劑。每個網版要建立相應的角落軟化距離（圖2），繃網之前要確定壓力設定值（圖3）。相應數據列于表3。

表3 繃網設置要求

使用這些預定值，可快速繃網使網版達到最初設定的張力參數。經過15min的穩定后，將網框與網絹緊貼，以一塊模板作為標準，在每個網版的相應點位（AOI）上進行標記（圖4～6）。然后再將網框下調，讓網絹穩定。 經過15min的穩定，將網框與網絹緊貼，以模板為標準在網版的相應點位（AOI）上進行標記。再過15分鐘后，測量繃網張力，如果需要的話調整達到預期張力參數（見表2）。使用SEFAR 75S型張力計進行張力測量和記錄。測定時應從每個AOI點位的經線和緯線方向（圖7）取值。之后，抬高網框，用二液型粘合劑將網框架與網絹粘牢固定（圖8），粘合劑需要15min干燥。之后，應和之前一樣進行AOI張力測定記錄。（圖9）

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

每塊網版達到其各自的24小時之后，再對每塊網版的每個AOI點位進行張力測量并取值記錄。當最后一塊網版達到24小時并測量記錄之后，所有4塊網版按預定的順序進行下一道工序階段。

第二步 脫脂

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

這時將網版放置烘干箱中，依據表2所列出的溫度條件下進行烘干操作。烘干時間過后，在每個AOI的經線和緯線方向測量并記錄網版張力數值。

第三步 涂膜

網版涂層設備及涂層乳液選用Grunig牌G405型自動涂布機和KIWO牌Poly Plus S-RX型感光乳液（圖15）。表4中列出了每個網版網目數，刮刀面和印刷面兩面的涂布次數以及涂布槽半徑。實驗中應將所有的網版涂布速度和涂布壓力設置一致。

表4 網版兩面的涂布次數與涂布厚度

將涂布好的網版再次放在烘干箱中，依照表2規定的溫度條件進行烘干。烘干時間過后，在網版的每個AOI點位的經緯線方向進行網版張力測量并取值記錄。

第四步 曝光

每塊網版曝光都使用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版圖文（圖17）。

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

表5 網版曝光時間要求

第五步 顯影

曝光后每塊網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。定時器設置為2分鐘，網版兩面都要進行噴洗，將網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。

最后用網版吹風機除去版上多余的水分。在網版的每個AOI點位的經緯線方向進行網版張力測量和取值記錄。然后將網版再次放在烘干箱內，按照實驗規定的溫度烘干。烘干過后，在網版的每個AOI點位的經緯線方向再進行一次網版張力測量和取值記錄。

第六步 封網

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

數據處理

1．數據整理

實驗數據列于表6～9并進行圖 形化轉換如圖1～4所示。從上述整理的圖表可以觀察到幾個明顯的結果。

表6

表7

表8

表9

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

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

不同網目數的網版，其實驗結果基本相同。這表明這是所有網版的綜合反應。因此，實驗結論之一就是，網版是以張力的減少來應對熱量的介入。

第二，通過實驗張力記錄顯示，不但加熱烘干的網版要比室溫干燥的網版張力減少得多，而且在每個溫度條件下網版曝光/沖洗后都會發生張力的大幅下降。強調一下，所有網目都如此。張力下降范圍在0.75～2.5N/cm之間。然而，當網版干燥后張力基本恢復。對于這一特殊現象，本文做進一步測試。

2．進一步的測試

如前所述，在所有溫度條件下所有的網版均在曝光沖洗后發生張力大幅下降。進一步測試的目的就是要確定是不是模版自身的反應引起這種波動。

第一項測試選用230目網絹做兩塊網版，在此項測試中，溫度選定為先前實驗的35℃。兩塊網版中一塊涂有感光乳液，一塊不涂。另外，采取曝光后直接進行張力測量以便更好了解張力下降的實際點。如果框架本身溫度過高，需進行溫度測量。

從曲線圖1所示的結果來看，兩塊網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。這時網框溫度沒有變化。這足以解釋上述張力大幅下降的具體點位。

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

第三項測試，再選一個模版尺寸為3.81×6.35cm，粘網膠選用氰基丙烯酸酯膠粘劑。網框尺寸是58×79cm，網目為61線/cm。重新進行上述實驗制版的每一步。其測試結果與實驗結果顯示密切對應。具體來說，沒有可辨別的差異，網框曝光沖洗之后張力大幅下降，如前述。

三次進一步測試說明，聚酯網線的吸水性影響網版的張力。同時進一步測試數據也可以消除模版，框架粘接劑對網版張力影響的可能。本文對沖洗而引起網版張力下降問題忽略不計，因為在所有測試中可以看到隨著網版干燥，其張力已經恢復。

總結

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

對此，本文就研究結果提出以下建議：

1．網版在溫度為30～40℃，相對濕度為40～50%且氣流適中的環境中烘干，可保持模版的網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，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。使網版張力自始至終不變。

正如我們所看到的，提高網版烘干溫度，雖然加快了絲網制版的工藝速度，但是卻要付出一定的代價，一是對模版的感光性能不利，二是網版張力的損失。為此，我們必須權衡速度與質量的需求。要知道工藝參數的研究和改變是創建網印制版工藝標準的一個重要組成部分，而制定工藝標準的最終效果是生產出一致的網版，并最終印制出優質的產品。

本文研究范圍僅限于在實驗中使用的參數和程序。其他方面如網線的厚度相對于網目數、張力程度、各種粘合劑、網框的類型、尺寸大小以及邊框以至于張力反應和烘干溫度都沒有得到充分調查研究。故在實際操作中可能結果有所不同。