丝网印刷的基本原理和特点

一、丝网印刷基本原理

孔版印刷与平版印刷、凸版印刷、凹版印刷一起被称为四大印刷方式。丝网印刷，又称网版印刷，是孔版印刷中最具代表性的方法。丝网印刷由五大要素构成，即丝网印版、刮印刮板、油墨、印刷台以及承印物。丝网印刷基本原理是：利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的原理进行印刷，如图1-1-1所示。

图1-1-1　丝网印刷原理

1-涂墨丝网；2-刮墨板；3-丝网印版；4-网框；5-丝网；6-墨迹

传统的丝网制版方式通常采用手工制版，现代较普遍使用的是光化学制版法。光化学制版方法，以丝网为支撑体，将丝网绷紧在网框上，然后在网上涂布感光胶，形成感光版膜；再将阳图底版密合在版膜上晒版，经曝光和显影，印版上不需过墨的部分受光形成固化版膜，将网孔封住，印刷时不透墨；印版上需要过墨的部分的网孔不封闭，印刷时油墨透过，在承印物上形成墨迹。

丝网印刷的刮板，起着使油墨通过网孔转移到承印物上的重要作用，不论对于手工印刷或机械印刷都是极其重要的工具。刮板包括刮墨板、回墨板，统称刮板。在没有指明的大多数情况下，将刮墨板简称为刮板，俗称刮刀。

印刷时在丝网印版一端上倒入油墨，用刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时向另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。由于油墨的黏性作用而使印迹固着在一定范围之内，印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动，由于丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网印版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网印版与承印物呈移动式线接触，而丝网印版其他部分与承印物为脱离状态。使油墨与丝网发生断裂运动，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将油墨轻刮回初始位置。至此为一个印刷行程。

二、丝网印刷的特点

丝网印刷设备简单、操作方便，适应性强，印刷制版简单、成本低廉。丝网印刷应用范围广，不仅可以在平面上进行，还可以在圆柱、不规则体等曲面上进行。通常被人们称为“万能印刷”，除水和空气以外（包括其他液体和气体），任何一种物体都可以作为承印物。随着科学技术的进步，在克服丝网印刷速度不高的同时，丝网印刷的发展空间越来越大。

我国应用丝网印刷比较广泛的是电子工业、陶瓷贴花工业、纺织印染行业。近年来，包装装潢、广告、电路板等也大量采用丝网印刷。在电子工业中，丝网印刷工艺的市场占有率高达90％以上。如生产电视机，需要采用很多丝网印刷设备对开关、操作盘、显示屏、图像防腐、印刷电路板等零部件进行印刷，因此，丝网印刷技术的应用也推动了电视机等电子产品的发展。同样，丝网印刷技术也在航空、航海、航天工业得到广泛应用。在超大型和超薄型壁挂电视机的液晶显示屏上，也必须采用丝网印刷。导体、电极、电介体、电阻、电阻保护层等都有丝网印刷工艺的足迹。特别是最近兴起的RFID标签行业，首选丝网印刷方式，并且选用印刷导电油墨效果比较好的镍箔穿孔网。可以说，丝网印刷技术不仅是高科技含量的印刷技术，而且丝网印刷制作的产品直接服务于高科技。丝网印刷主要有以下特点。

1.丝网印刷的优点

（1）网版印刷对承印物的适应性很强。

幅面大的各种材质、各种形状的广告都能印制。一般印刷只能在平面上进行，而丝网印刷不仅能在平面上印刷，还能在特殊形状的异型物上及凹凸面上进行印刷，而且还可以印刷各种超大型广告画、垂帘、幕布，幅面可达3m×4m，甚至更大。在丝网印刷中，素有“大广告小线路”的美称，丝网印刷不仅对形状没有要求，对幅面宽容度也比较大，大小兼宜。同时，丝网印刷还能在超小型、超高精度的产品上进行印刷，如线路板（PCB）的印刷。

（2）网版印刷对油墨的宽容度很大。

很多广告长期放置在露天，油墨里需要添加专用的颜料（如耐晒、耐湿等），这对平印、凹印、凸印油墨来说可能是不允许的，而网印却很容易适应。丝网印刷中，油墨的转移不使用墨斗及油墨传递装置，由刮墨板刮墨直接印刷，对油墨要求不高。不论水溶性、油溶性、合成树脂型、氧化聚合型、UV油墨、粉体等各种油墨均能适用。如用于纸包装网印装饰的有：上光涂料网印装饰、UV仿金蚀刻墨网印装饰、发泡油墨网印装饰、液晶油墨网印装饰、磷光与荧光油墨网印装饰等。丝网印刷各种油墨应用于不同要求的印刷产品，具有十分广泛的选择性和实用性。广义上的网印油墨，实际上是各种涂料。其他印刷方式对油墨的颜料粒度都有严格的要求，而丝网印刷中只要能够透过丝网网孔细度的油墨和涂料都可使用。丝网印刷所用的油墨之广，有些已经超出了我们所说的油墨定义范围，如浆料、涂料、油漆、胶黏型或固体粉末等。所以，有时也把丝网印刷用油墨统称为“印料”。

（3）网版印刷墨层厚。

一般来说，平印墨层的平均厚度是2μm，凸印墨层7μm，凹印墨层12μm，而网印墨层通常都在25μm之上，特别是专门印制电路板，墨层厚度可达1000μm，所以，油墨的遮盖力特别强，具有特殊印刷功能。丝网印刷可在全黑的纸上做纯白印刷，在各种有色或无色承印物表面，进行任何颜色的油墨印刷，都不受其底色的影响。由于表面墨层较厚，凸起部分手感较强，具有浮雕装饰效果，色彩艳丽持久，表现装潢艺术效果特别好，在装饰装潢中应用较为广泛，使印品具有独特的视觉效果和艺术表现力。

（4）小众印刷方式，制版印刷工艺简便，成本较低，印刷方式灵活多样。

对于丝网印刷来说，行业规模较小、技术含量较低、设备价值较小和生产效率低等因素所致，也被称为“小众技术”。丝网印刷的印版制作，可采用手工描绘或雕刻的方法进行，也可以通过对原稿照相分色，利用感光胶的光化学特性进行曝光晒版，通常可以在较短时间内完成，技术易于掌握。印刷操作时，由于丝印网版柔软，印刷压力较轻，对各种承印物可获得图文清晰的良好印刷效果，且由于工序紧凑，损耗率较小，相对成本较低，这是其他印刷工艺难以达到的。丝网印刷既可以同平、凹、凸印刷方式一样，进行工业化的大规模生产，也可以由乡镇企业、个体手工业者进行生产。

2.丝网印刷存在的局限性

（1）技术水平不高。

近年来随着工业技术的发展，由于各种新型材料不断出现，丝网印刷发展速度很快，丝印在很多工业中已成了不可缺少的一个环节，丝印材料和设备已经有了一定水平的提高。但是，从目前国内使用网印机的状况看，仍以手动和半自动平台印刷机为主，自动化水平较低，使用全自动滚筒机的厂家比例较小。国产器材的技术水平和发达国家还有差距。机器设备、材料的总体技术质量水平不如海外产品，较大的丝网印刷厂家为了保证印刷质量多选用进口产品。有些技术先进的国外公司在中国建厂，将有助于提高我国丝网器材产品的技术水平。目前我国生产的丝网种类和规格少，高质量、高目数、宽幅丝网还有待开发。

（2）速度受到限制。

目前大部分公司网印机的使用主要停留在手动和半自动水平，自动化程度不高，导致印刷速度减慢；对于纸张的定位，普遍采用手动定位，工人技术不熟练，会大大降低印刷速度。另一方面，丝网油墨的成分比较复杂，同时印刷品的墨层厚度也比较大，干燥速度相对降低，即使使用UV油墨，印刷机上的干燥系统也不能非常快速地使其干燥，为了防止印刷品出现蹭脏等故障，必须减缓印刷机的速度。

（3）油墨的固化干燥问题。

尽管丝网印刷的承印物极其广泛，对油墨的要求不尽相同，甚至差别很大，但网印油墨普遍存在一个共同的问题，就是油墨的固化干燥。当丝网印刷机的印刷速度超过30～40m/min时，常用的空气干燥型网印油墨就无法适应了，即使使用紫外光固化油墨（简称UV油墨）也不易干燥。目前，国际上都十分关注快速、价廉的网印油墨干燥系统的开发研究。其中UV油墨和电子束固化油墨是网印油墨中具有较大市场发展潜力的两类。

三、丝网印刷的分类

1.按印刷方式分类(www.xing528.com)

（1）平面丝网印刷。

平面丝网印刷是用平面丝网印版在平面承印物上进行印刷的方法。使用的印刷机械为平面网印机，特点是印刷台为平面，印刷方式是往复间歇式，或是网版固定、刮刀往返，或是刮刀固定、网版往返。其中印版固定，通过刮墨刀的移动来印刷是使用最多的方式，如图1-1-2所示。

（2）曲面网版印刷。

曲面网版印刷是指在曲面的承印物（球面、圆柱体等）上印刷的方法。在印刷过程中，刮墨刀的位置固定，印版沿水平方向移动，承印物随着印版发生转动，承印物与印版的线速度保持一致，在运动中实现印刷，如图1-1-3所示。

图1-1-2　平网平面丝印示意图

1-网版；2-刮板；3-印刷平台

图1-1-3　平网曲面印刷圆柱体的示意图

1-网版；2-刮板；3-承印物；4-支撑滚轮

（3）轮转网版印刷。

轮转网印使用的印版是圆筒形状，圆筒内装有固定的刮墨刀，圆筒印版转动的线速度与承印物的移动速度一致，实现印刷过程，如图1-1-4所示。此机圆筒内的油墨，其均匀性、清洁性和黏度稳定性均优于平网机所用的油墨；印刷速度可达6000印/时（80m/min），多用于卷筒匹布和墙纸的多色印刷。

图1-1-4　轮转网印的示意图

1-网版；2-刮板；3-承印材料；4-版台

（4）间接丝网印刷。

间接丝网印刷是不同于其他丝网印刷的直接印刷方式，间接丝网印刷通常称为转移印刷，适合对一些不规则的异型物体进行印刷，通常由两个印刷步骤组成，第一步骤将印刷图文转移到一个转印面上，第二步骤通过加热或其他方式将转印面上的图案转移到承印物上。

（5）静电丝网印刷。

静电丝网印刷是利用静电使油墨转移到承印物表面的方法。这种丝网印刷机的特点是网版不必与承印物相接触就可进行印刷。所以对于软质有凹凸表面及高温表面的承印物都可进行印刷。

（6）磁辊丝网印刷机。

这种丝网印刷机也称为无刮板丝印机，它是用一根磁性铁辊代替刮板进行印刷的。采用圆网印刷时，磁辊是相对固定的；采用平网印刷时，磁辊是水平移动的，如图1-1-5所示。

图1-1-5　圆网磁辊丝网印刷机原理

1-供墨管；2-圆网版；3-磁辊；4-油墨；5-磁台；6-承印物；7-橡皮布

2.按承印物分类

由于网版印刷使用的承印材料非常广泛，同时各种承印材料的物理和化学特性有很大的不同，相应的应用领域也不尽相同。因此网印可以按照承印物的不同划分为纸张类印刷、塑料印刷、陶瓷印刷、玻璃印刷、线路板印刷、电子元件印刷、金属印刷、纺织印刷等。同时，不同的承印材料应用在不同的行业。

3.按印刷机械分类

按印刷机械有很多分类方法，若按印刷机的机械构造划分可分为印版运动式和印刷台运动式丝网印刷；若按自动化程度可分为手动式、半自动式、全自动式和联动式；若按丝网形式划分则分为平网平面式、平网曲面式和圆网式网版印刷。

四、丝网印刷的工艺流程

丝网印刷的工艺过程如图1-1-6所示。虚线框所围部分为网版制版的过程，虚线以外为印刷及印后加工过程。

图1-1-6　丝网印刷的工艺流程