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。刮板在丝网印刷中,不论是手工印刷或机械印刷都是极其重要的工具。
为了达到理想的丝印效果及精度,丝印工作者对于丝网印刷刮板的选择、使用、保养,以及到板的品种、规格、性能、特点等都应该有所了解。刮板,包括刮墨板、回墨板。刮墨板,是将丝网印版上的油墨刮挤到承印物上的工具。刮墨板由橡胶条和夹具(手柄)两部分组成,有手用刮板和机用刮板之分。回墨板,是将刮墨板刮挤到丝网印版一端的油墨送回到刮墨起始位置的工具。回墨板多为铝制品或其他金属制品。手工印刷时,只使用刮墨板,回墨用刮墨板完成。本书主要介绍刮墨板。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。
一、刮板的种类及功能
1.刮板的种类
通常所说的丝印刮板,是指刮墨板。在自动化丝印中,往往采用两把刮板——刮墨板和回墨板,在印刷时交替做往返运动。依照用途不同,丝印刮板可分为手用刮板和机用刮板两种,如图3-2-1所示。
在手工丝印时,印刷和回墨行程都由一个刮墨板完成。在机器印刷时,印刷和回墨分别用两种墨板完成,如图3-2-2所示。其中回墨板为一块厚约2mm的金属板,刃部呈圆边。印刷过程中,两种墨板交错起落。
图3-2-1 手用刮墨板和机用刮墨板
图3-2-2 机印的两种刮板
2.刮板的功能
具体来说,刮墨板有四个功能。
(1)填墨作用。
刮板刮印时,不仅能使油墨漏印至承印物上,同时能将油墨充分地填入网版过墨部分的网孔内,如图3-2-3(a)所示。
(2)匀墨作用。
印刷时,刮墨板挤压油墨透过网孔转移到承印物上形成图文,同时把墨从同版的一端刮到另一端。为了使再次刮印时有足够的油墨,回程时由回墨板匀墨,手工印刷时用刮墨板把油墨均匀地刮回印刷起点,让油墨堵住图文部分的网孔,起到防止网孔内油墨干燥而糊死网孔的作用,如图3-2-3(b)所示。
图3-2-3 刮版的刮墨和匀墨功能
(3)刮墨作用。
刮板运行时能将网版面上的油墨刮得尽可能的干净。
(4)压印作用。
刮板运行中,在刮墨的同时,给刮板一定的力,使网版与承印物呈线接触,完成刮印,如图3-2-3(a)所示。
二、刮板的安装尺寸及形状
刮板的刮柄一般用木料或者金属制成,手工刮板一般由木料组成,形状要适应手动的要求。网印机用刮板的刮柄一般由金属制成,它的形状要符合丝印机的安装要求。
1.刮板的尺寸
刮板都是由刮板胶条和刮柄组合而成,刮板胶条从刮柄中伸出量的多少要由胶条的硬度、油墨的黏度和其他印刷条件决定。一般印刷用的较软的胶条刮板装入部分要多,硬的刮板胶条装入部分要少,露出的部分应多一些为好。刮板装柄的好坏,直接影响使用效果。
胶条未支撑部分的高度指的是胶条未镶进木柄的那部分高度,如图3-2-4所示。这是制作刮板时最容易忽略的因素之一,印刷时胶条未支撑部分的高度对硬度有非常大的影响。硬度较高(较硬)的刮板的未支撑部分可以比硬度较低(较软)的刮板的未支撑部分高一些。在针织行业中常常产生误解,认为硬度大的刮板印刷出的产品质量高些。实际上,硬度大的刮板适应性较窄,对印刷平面的平整度、刮板压力和速度的调整要求较高。一般来讲,将较软的刮板未支撑部分控制在2.5~3cm,这样的刮板用起来适应面较宽。刮板压力过大或印刷平台凸凹不平,必将造成胶皮卷起。硬度在50~55度,未镶进部分在1.5cm左右的胶条印刷适性较好,其挠曲性能足以缓冲由于操作或调整不适所造成的误差。
图3-2-4 刮板未支撑部分的高度决定了其潜在的挠曲性
对于刮板长度来说,刮板理想的长度是比网版上的整幅图像长5~7cm,比网框内径短7~10cm。所需要最小网框的尺寸(假设图像距同框距离不是太大)。胶条要切成恰当的长度,因为刮板过长会造成丝网网孔最大限度的变形。胶条切好后要用磨刀器去掉每个边缘的尖角,并用100目砂布打磨光滑。
2.刮板的刃口形状
刮板的刃口即头部的形状,基本有三种:方头、尖头、圆头,如图3-2-5所示。
图3-2-5 刮板的刃口形状
刮板刃口的形状,对丝网印刷质量有一定影响。不同的承印物,在印刷时应选用不同对口形状的刮板。印刷平面承印物最常用的是方头刮板,方头刮板的刃口为90°,其横断面的形状为长方形。方头刮板使用最为广泛,手动、机械两用,磨修方便,其胶条的四条刃口均可使用,通常选择最平直、无缺陷的刃口刮墨。
尖头刮板的刃口有45°、60°、70°等几种形状,通常用于曲面印刷。在不考虑油墨黏性、黏度的条件下,刮板刃口的角度越小,则透过印版的油墨就越少,其印迹亦越清晰。但角度越小,则磨修越困难,刮板的使用寿命也越短,所以在使用锐角刃口的刮板时,应选用硬度较高且耐磨的刮板胶条。
圆头刮板的刃口形状为圆弧状,有大圆头及小圆头之分。小圆头刮板一般用于油墨黏度较低、印刷精度要求不高的印刷品的印刷;大圆头到板适用于纺织物的大面积满地印花。
选择刮板的刃口形状,要从油墨黏度、印刷方式、刮板材料、承印物形状、承印物材料、印刷精度要求等方面综合考虑。
三、网印刮板材料及使用原则
1.网印刮板的材料种类
可用于制作刮板的橡胶有:天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶及氟橡胶等。其中,天然橡胶及氯丁橡胶常用于低档次的刮墨板制作。它们的颜色较深,耐磨性也不够好,但价格较低,印刷时产生静电荷很少,多用于手工印刷或极性溶剂的油墨印刷。聚氨酯类橡胶常用于制作高档次刮墨板。这类橡胶的突出优点是耐磨性好,其颜色由深到浅有许多种,质量也不同,其中浅黄色的一种质量最优,耐磨性及耐溶剂性非常好,但一般质量的聚氨酯类刮板,对极性溶剂十分敏感,印刷时也易产生静电荷,应用范围受到了限制。其每种的硬度又可分成3~4级,因此,聚氨酯刮板的系列品种,不下十余种。选用时,质量和经济效益都可满足。
根据刮板胶条的颜色,可大致判定它的成分。一般黑色的胶条为氯丁二烯橡胶;棕褐色的胶条为丁腈橡胶;目前使用越来越广泛的是聚氨酯刮板,其颜色为半透明琥珀色,随其硬度的增加颜色逐渐加深。在选择使用刮板时,操作人员可以根据颜色的变化大致区别硬度的大小,比较简单地选择合适的刮板。
刮板的性能一般包括硬度、耐磨损性和耐溶剂性能三个参数。由于刮板材料弹性的不同,印出的油墨量也不同,因此图像的再现性也会不同。刮板橡皮的硬度多数在肖氏硬度60°~80°范围之间,胶刮通常是由聚氨酯制成的,用硬度计来测量胶刮的软硬度。硬度测量结果越高,胶刮就越坚硬。单硬度胶刮只含有一片特定硬度的聚氨酯材料,硬度通常在60~90A范围内变化。双重硬度胶刮由两层硬度值不同的聚氨酯材料组成,如50A/80A;三重硬度胶刮是由三层不同硬度水平的聚氨酯材料所组成的夹层结构,例如75A/90A/75A。三类胶刮如图3-2-6所示。
图3-2-6 胶刮具有单硬度、双重硬度和三重硬度结构
胶刮的硬度、尺寸和刮刀形状决定了胶刮的弯曲性、柔韧性和压力。刮板的硬度与刮板的变形成反比关系,硬度小,不利于抗弯曲;硬度大,印刷时对网版的摩擦力过大,影响印刷精度。为保持稳定的印刷条件,要求刮板的曲变力不能改变,所以要保证硬度的合理性。对于耐磨性来说,由于刮板前端不断摩擦,随着摩擦造成的刮板形状的变化,也会给过墨量带来变化。为了保证稳定的印刷条件,要求刮板的耐磨性能要好。由于网印油墨的辅助剂比较多,在印刷过程中,橡胶受到溶剂的侵蚀所发生的变化就比较大,所以橡胶的耐溶剂性能要好。
2.刮板的选择
(1)刃口的型号。
目前胶刮使用比较广泛,在使用前要选择合适的刃口型号。胶刮的刃口共有12种不同型号供用户选择,下面是12种刃口的详细说明,供大家参考。
G1:平口型胶刮,印刷压力大,过墨少,适应精密图案。特别介绍一下正方型胶刮,9.5mm×9.5mm,10.5mm×10.5mm规格,印制电路版专用胶刮,胶刮在刮柄上不弯曲。
G2-G3:45°坡口型和60°坡口型胶刮,适用于网目大、不规则图案的印刷,网版与承印材料接触面大,过墨量大。
G4-G5:45°尖口型和60°尖口型胶刮,适用于曲面印刷,以及细致的文字图案。
G6-G7:45°双钝角型和60°双钝角型胶刮,印刷压力大时,也能很好地控制印刷角度。
G8-G9:45°单钝型和60°单钝型胶刮,印刷压力大时,控制角度理想,使油墨量适中过网。特单盾角15mm大坡口,适合印刷塑胶产品。
G10:半圆口型胶刮,适用于纺织品印刷,油墨堆积量大,容易过网。(www.xing528.com)
G11:两层型胶刮,一边软,一边硬,胶刮在网距合理、压力大时不会卷起,能降低网版压力,协助保持胶刮的最佳角度,不坏网,图案清晰。通常用于UV油墨印刷。
G12:三层式胶刮,两边软,中间夹心层硬,使胶刮不发生弯曲,不变形,保证印刷图案清晰。适用在全自动丝网印刷机上进行四色网点印刷,以及强溶剂油墨印刷。
(2)刮板的安装。
选择合适型号的刮板后,安装应注意下列几点。
①选择平直无缺陷的胶条的一端为刃口,刃口差的一端装在柄中。
②安装时不能损伤刃口。
③丝印机上安装刮板时,螺丝不要拧得过紧以免损坏刮板,且要做到装夹平、高低平、与网面接触平。
④刮板露出板柄的高度可视丝印要求而定,若需要刮板软一点可多露出些(25~30mm)。若需要刮板硬一点可少露出些(10~25mm)。
3.刮板的使用原则
在丝印机上,一般装有刮板运动装置和刮板回墨装置。手动印刷时,用一个刮板进行这两个动作。一般用双手操作刮板,但在印刷小型物体时,也有使用单手操作刮板的。刮板的操作方法如图3-2-7所示。
图3-2-7 刮板的操作方法
不同的印刷方式所用油墨的黏度、承印物表面的形状等都有各自的特点。在刮板进行刮墨时,需要注意刮板对网版的压力、刮印夹角、刮墨速度与刮印斜度四个方面。
(1)刮板对网版的压力。
刮板在印刷时要保持一定的压力实现印刷。手工印刷时靠手臂调节压印力,机械印刷靠调节螺栓来调节压印力的大小。丝网印版只有在刮板的一定压力下才能与承印物表面接触,而且呈线接触,如图3-2-8所示。
图3-2-8 刮墨过程
压印力小时,印版就接触不到承印物表面而无法实施印刷。压印力过大则会使刮板弯曲变形(与丝网印版和承印物呈面接触),影响印刷质量。压印力过大还会加快刮板和丝网印版的磨损,减少刮板和丝网印版的使用寿命,而且还会导致丝网印版松弛使承印物画面变形。因此,在一定印刷条件之下,正确掌握压印力,对正确实施印刷、保证印刷质量是非常重要的。压印力大小,与油墨的转移量有着直接的关系,一般情况下压印力越大,油墨的转移量就越大,如图3-2-9所示;反之压印力越小,油墨转移量就越小。
图3-2-9 胶刮压力过大示意图
(2)刮印夹角。
所谓刮板刮印角是指印刷面和刮板在刮印运动时所夹的角度α,如图3-2-10所示。刮印角越大,漏墨量越少;刮印角越小,漏墨量就越大。刮印角的确定是丝网印刷中复杂的实际问题。它与刮板压力及刮板硬度都有密切关系,而且由于承印物表面形状也是多种多样的,所以,在实际印刷时,要根据承印物的形状、特性来选择确定刮印角。一般来说平面印刷时刮印角取20°~70°为宜,曲面印刷时刮印角在30°~65°之间为宜。
图3-2-10 刮印角
(3)刮印速度。
刮板的刮印速度与丝网印刷效果有着密不可分的关系。刮板在刮印时使油墨均匀位移并保证整个图文部分均匀地通过油墨。所以,刮印速度对油墨的转移量以及对油墨转移的均匀程度都有一定的影响,对图文的印刷质量也会产生很大影响。
由于承印物不同,所以刮印速度也是有区别的。但是,无论承印物的质地如何,刮板刮印时都要保持匀速移动,如果刮板移动速度不均匀,忽快忽慢,承印物上就会产生墨杠。如果在刮印时,虽然做匀速移动,但移动速度过慢,图文边缘则会出现油墨渗透,致使图文扩大;反之速度过快,会出现图文部分墨量不足,所以在印刷时,特别是手工印刷中要控制好印刷速度。
(4)刮印斜度。
刮印斜度是指刮板纵长方向与其运动方向90°角范围内任意变换的角度,如图3-2-11所示。在印刷过程中,每刮一次或每回一次墨,由于刮板的转换,导致了刮板与其运动方向的角度发生一点变化,使得刮板两头偏斜,一头较另一头稍向前移。在自动印刷机上,改变斜度的目的是为了克服刮板在丝网表面上下移动所产生的轨道震动,并且避免刮板运动方向与图像点、面的平行,然而在通常情况下,要达到这个目的是很困难的。因为改变斜度会造成油墨流到另一边的网框上。这个问题可以通过斜角绷网改变网目之间的距离来解决。斜角绷网需高强力胶黏剂来黏结。对剪切效果而言,α大为好,但在歪斜刮印时,会使油墨流向一边,故α以6°~8°为宜。对此,也可采取斜晒版,而不改变刮墨方向。
图3-2-11 刮印斜度
4.刮板的维护要求
为了得到良好的印刷效果,必须保证刮板的精度。在印刷前,先要检查刮板胶条刃口的平直。停印时要用棉丝蘸适量的溶剂轻轻把它擦拭干净,不可用墨刀去刮铲胶条上的余墨,以免损伤胶条刃口,切不可把残墨留在胶条上结皮。刮板使用后洗净,应放置一段时间,这样可使胶条得到收缩恢复,将表面的溶剂挥发,以延长其使用寿命。
由于刮板在印刷时与丝网印版是线接触并产生摩擦,这样刮板在印刷一定数量后,必然产生磨损,而且在使用中也难免发生碰撞现象,因而刮板会出现伤痕,刮板磨损后就会影响印刷效果。刮板有伤痕,承印物上沿刮板的运动方向会产生条痕,因此,要得到良好的印刷效果,必须保证到板的精度,避免出现伤痕。
通常采用研磨刮板的方法来保持到板的精度。像聚氨脂胶条的刮墨刀,普通印刷一般50000印就需要研磨一次,而精密印刷每5000印就需要研磨一次,所以宁可多花时间定期研磨,也不要等到印刷不清晰时再去处理胶刮。研磨的方法有手工研磨和机械研磨两种,研磨时应先粗磨后精磨,研磨时要注意胶刮洁净、干燥,最好晾置24h后使用。
(1)手工磨修。
手工磨修刮板是在平直的木板或玻璃板上贴砂纸,双手握住刮板的两端,使胶条垂直于砂纸,在砂纸板上朝一个方向推拉,要求用力平稳,推拉时保持垂直,不摇摆,速度适中,切记不可用手拿砂布打磨。
在使用磨刮板机研磨时,将刮板垂直固定在磨刮板机上轻轻地研磨,用力不可过大以免出现锯齿形。在研磨过程中,刮板研磨部位有时由于橡胶受热出现发黏的现象,在研磨部位撒些滑石粉就可防止。
手工修磨时,刮板的角度与压力不易稳定,可用如图3-2-12所示那样的磨具予以改善。即在一块平整的木板或玻璃板上,贴上一片砂纸,并沿研磨运动方向立一块板壁,为刮板垂直的依靠。常规修磨后,要用细砂纸轻轻打光,以消去“裙子边”如图3-2-13所示。打光时,将砂纸或刮板不时水湿,既可降温,又可防磨屑糊积砂面。
图3-2-12 手工磨具
图3-2-13 修磨缺陷
1-刮板;2-裙子边;3-砂纸
(2)机械研磨。
机械研磨采用研磨设备进行操作,所以机械研磨的精度相对较高,一般采用的研磨设备有以下三种。
①砂轮式研磨机。主要由研磨平台、砂轮、电机及其机座组成,如图3-2-14所示。结构简单,具有效率高、研磨快等优点。但是,不容易掌握,操作不慎,容易烧伤胶面。
图3-2-14 砂轮式研磨机
图3-2-15 砂带式研磨机
②砂带式研磨机。砂带式研磨机是比较常用的研磨机,如图3-2-15所示,具有研磨质量高、胶刮的平直度高、容易操作等优点,但砂带必须经常更换,比较麻烦。
③刨刀式研磨机。其结构为一细长形箱盒,顶部为供修刨的台面,中有插入刮板的长缝;盒内有一条环形封闭链条,链条两端分别有主动链轮和从动链轮支撑,链条在导轨上移动,运行平直,主动链轮由盒外的手摇曲柄驱动;链条上等距离安装数把刨刀,刨刀朝上接触倒置的刮板,处于刨削状态,如图3-2-16所示。此类设备质量高,工作可靠,速度可调,不需要耗费动力。
图3-2-16 刨刀式研磨机
修磨后或生产中,要求经常检查刮板刃部的质量状况,如直度、锐度及缺口等。光凭目测并不可靠。一种简易的检查方法是:在一块平面玻璃上,均匀涂布一层油墨,然后用刮板轻轻刮墨,根据刮后的残迹,即可确定刃部的缺陷。
为了获得满意的印刷质量,网版印刷人员必须注意印刷中诸多可变因素。通过认真地选择刮墨刀和有效地保养刮墨刀,才有可能得到重复性好的、高质量的印刷品。
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