烘干温度对丝网版张力的影响

编译 | 张红路

烘干温度对丝网版张力的影响

编译 | 张红路

在丝网印刷工艺中，网版张力是丝网印刷取得成功的关键。网版张力会涉及到整个印刷过程中的许多问题，包括印墨存量、模版均匀、套印定位、印刷质量以及油墨的转移等等。因此，网版张力的重要性和其张力的均匀一致性不能忽视。长期以来，业内一直探索研究制版工序、产品以及制版环境对网版张力所产生的影响而忽视了网版烘干温度这一重要参数的研发。

网版烘干通常是指通入热空气将网版中水分蒸发并带走的过程。较高的烘干温度实际上就是让较热的空气烘干蒸发更多的水分。在这种高温的空气中网版中水分更容易挥发，故其温度越高，网版的烘干速度越快，烘干时间就越短。然而，并不是温度越高越好，业内都知道，在高温下进行网版烘干会对版上的感光乳液有影响。那么到底高温对网版有什么影响？本文将通过实验，全面了解网印的所有工艺参数对网版稳定性的影响，并根据可以预测的制版工艺过程对网版烘干进行研究分析。

这项研究中，网框材质、粘合剂反应对温度条件等忽略不计。

实验准备

实验中选定4个常用的网版目数进行测试，并选择4个专业网绢制造商，要求每个制造商提供4个目数的网绢。每个网目预先设定其张力参数（该网目标准张力范围的中位数）。网目数/网线直径和张力参数列于表1。

表1 实验设定四种网目数/网线直径和其张力参数

实验分为三组，每个实验组由4块网版组成，依据表1每块网版对应一个网目数。每个组单独进行每一种温度条件的测试。

这里选用3种不同的温度条件进行网版烘干实验。三种不同的温度实验设置与使用要求列于表2。

表2 实验用三种烘干温度的设置要求

实验用烘干设备为Tetko Tekair网版烘干箱。每次测试时要保证所有4个网版放在箱内顶部的隔板上。烘干箱的风机设置为中等，确保在所有的测试期间箱内网版上的空气对流，温度均匀。实验过程中，表2所列常温条件应考虑室内环境。适当延长干燥时间，确保网版完全干燥。

测量温度和相对湿度应使用手提式温度/湿度测量仪器，这些仪器应放在烘干箱内或放在室内测量相应的温湿度。

实验过程与记录

实验网版顺序及所有加工步骤要保持相同：

＃1 = 110.80

＃2 = 156.64

＃3 = 230.48

＃4 = 380.33

注意，在丝网制版实验过程的每一道工序之后都要进行张力测量，确定烘干温度对丝网版张力的影响。

第一步 绷网

绷网工序在Grunig牌G215型绷网机上进行（见图1）。网框尺寸为58cm×69cm。粘网用胶为KIWO牌HMT 1000二液型粘合剂。每个网版要建立相应的角落软化距离（图2），绷网之前要确定压力设定值（图3）。相应数据列于表3。

表3 绷网设置要求

使用这些预定值，可快速绷网使网版达到最初设定的张力参数。经过15min的稳定后，将网框与网绢紧贴，以一块模板作为标准，在每个网版的相应点位（AOI）上进行标记（图4～6）。然后再将网框下调，让网绢稳定。 经过15min的稳定，将网框与网绢紧贴，以模板为标准在网版的相应点位（AOI）上进行标记。再过15分钟后，测量绷网张力，如果需要的话调整达到预期张力参数（见表2）。使用SEFAR 75S型张力计进行张力测量和记录。测定时应从每个AOI点位的经线和纬线方向（图7）取值。之后，抬高网框，用二液型粘合剂将网框架与网绢粘牢固定（图8），粘合剂需要15min干燥。之后，应和之前一样进行AOI张力测定记录。（图9）

这时，从绷网机上取下绷好的网版，并在网版的每个AOI点位上和以前那样测量张力，取值记录（图10）。将绷好的网版在常温条件下垂直分开放置24小时（图11）。

每块网版达到其各自的24小时之后，再对每块网版的每个AOI点位进行张力测量并取值记录。当最后一块网版达到24小时并测量记录之后，所有4块网版按预定的顺序进行下一道工序阶段。

第二步 脱脂

脱脂选用Ulano牌3号脱脂剂和10cm软毛刷进行。在对已绷好的网版进行脱脂时，要利用刷子的中间压力（即刷毛展开到其最大的一半）刷版。注意应自上往下以旋转方式刷版，网版两面各刷一次（图12），然后再用26.7℃水冲洗（图13），最后用网版吹风机除去版上多余的水分（图14）。在每个AOI点位的经纬线方向测量和记录网版张力。

这时将网版放置烘干箱中，依据表2所列出的温度条件下进行烘干操作。烘干时间过后，在每个AOI的经线和纬线方向测量并记录网版张力数值。

第三步 涂膜

网版涂层设备及涂层乳液选用Grunig牌G405型自动涂布机和KIWO牌Poly Plus S-RX型感光乳液（图15）。表4中列出了每个网版网目数，刮刀面和印刷面两面的涂布次数以及涂布槽半径。实验中应将所有的网版涂布速度和涂布压力设置一致。

表4 网版两面的涂布次数与涂布厚度

将涂布好的网版再次放在烘干箱中，依照表2规定的温度条件进行烘干。烘干时间过后，在网版的每个AOI点位的经纬线方向进行网版张力测量并取值记录。

第四步 曝光

每块网版曝光都使用OLEC 5KW金属卤化曝光灯，OLIX AI 121集成器。曝光距离为91.4cm（见图16）。用KIWO的快速检查表和KIWO五步曝光梯尺作为网版图文（图17）。

曝光之前，先将软片用胶带粘在曝光机的玻璃上，保证软片定位在网版的中间。再在玻璃上用胶带给网框作标记，确保每次曝光时网框在同一位置（图18）。曝光时间列于表5。

表5 网版曝光时间要求

第五步 显影

曝光后每块网版用水枪扇形喷水显影（见图19）。水的温度为26.7℃，其喷射距离为30.5～45.7cm。定时器设置为2分钟，网版两面都要进行喷洗，将网版上未曝光的乳剂软化冲掉。初始喷洗之后，模版的印刷面显影形成镂空图文部分。

最后用网版吹风机除去版上多余的水分。在网版的每个AOI点位的经纬线方向进行网版张力测量和取值记录。然后将网版再次放在烘干箱内，按照实验规定的温度烘干。烘干过后，在网版的每个AOI点位的经纬线方向再进行一次网版张力测量和取值记录。

第六步 封网

所有的网版张力测量并记录之后，对模版空余部分进行封网填实（图20）。然后将网版放置常温条件下，分别在30min和60min之后进行张力测量。最后一次张力测量在第2天，大约18h后进行。

数据处理

1．数据整理

实验数据列于表6～9并进行图 形化转换如图1～4所示。从上述整理的图表可以观察到几个明显的结果。

表6

表7

表8

表9

首先，这项研究最重要的结果就是不同的网版制版张力变化趋势一致。表明烘干温度增加，网版张力减少1～2N/cm。其变化趋势是渐进的，随着烘干温度增加，张力损失就增大。

请注意，当将网版从热的烘干环境移出放在常温下30分钟后网版张力的差异非常明显。而在常温条件干燥的网版在这一点上张力没有太大的变化。另外值得注意的是，事实上到第2天即大约18小时后测量那些通过加热烘干的网版张力，其差异依然存在的。

不同网目数的网版，其实验结果基本相同。这表明这是所有网版的综合反应。因此，实验结论之一就是，网版是以张力的减少来应对热量的介入。

第二，通过实验张力记录显示，不但加热烘干的网版要比室温干燥的网版张力减少得多，而且在每个温度条件下网版曝光/冲洗后都会发生张力的大幅下降。强调一下，所有网目都如此。张力下降范围在0.75～2.5N/cm之间。然而，当网版干燥后张力基本恢复。对于这一特殊现象，本文做进一步测试。

2．进一步的测试

如前所述，在所有温度条件下所有的网版均在曝光冲洗后发生张力大幅下降。进一步测试的目的就是要确定是不是模版自身的反应引起这种波动。

第一项测试选用230目网绢做两块网版，在此项测试中，温度选定为先前实验的35℃。两块网版中一块涂有感光乳液，一块不涂。另外，采取曝光后直接进行张力测量以便更好了解张力下降的实际点。如果框架本身温度过高，需进行温度测量。

从曲线图1所示的结果来看，两块网版的张力变化基本相同，都是在曝光和冲洗后的张力显示下降。其中曝光后张力测量显示轻微下降，而冲洗后张力下降非常明显。这时网框温度没有变化。这足以解释上述张力大幅下降的具体点位。

第二项测试，从每一个以前的测试中选出不同的模版进行试验。使用相同的网框和网目，一个模版为3.8×3.8cm，与以前测试的2.85×3.81cm进行比较。网版涂有直接感光乳液。同样，曝光后直接进行张力测量。和原来试验结果进行比较，其结果显示在曲线图2。根据分析结果上看， 模版大小对张力影响不大。

第三项测试，再选一个模版尺寸为3.81×6.35cm，粘网胶选用氰基丙烯酸酯胶粘剂。网框尺寸是58×79cm，网目为61线/cm。重新进行上述实验制版的每一步。其测试结果与实验结果显示密切对应。具体来说，没有可辨别的差异，网框曝光冲洗之后张力大幅下降，如前述。

三次进一步测试说明，聚酯网线的吸水性影响网版的张力。同时进一步测试数据也可以消除模版，框架粘接剂对网版张力影响的可能。本文对冲洗而引起网版张力下降问题忽略不计，因为在所有测试中可以看到随着网版干燥，其张力已经恢复。

总结

基于上述研究结果表明较高的烘干温度会在制版过程中造成更大的网版张力损失。无论几次网目数测试，在所有使用的实验方法中表明这些结果的整体趋势的一致性。

对此，本文就研究结果提出以下建议：

1．网版在温度为30～40℃，相对湿度为40～50%且气流适中的环境中烘干，可保持模版的网版张力和其印刷适性。

2．为了加快干燥速度，最好使用除湿机，减少空气中的水分，而不是提高烘干温度。

3．烘干温度要保持一致。使网版张力自始至终不变。

正如我们所看到的，提高网版烘干温度，虽然加快了丝网制版的工艺速度，但是却要付出一定的代价，一是对模版的感光性能不利，二是网版张力的损失。为此，我们必须权衡速度与质量的需求。要知道工艺参数的研究和改变是创建网印制版工艺标准的一个重要组成部分，而制定工艺标准的最终效果是生产出一致的网版，并最终印制出优质的产品。

本文研究范围仅限于在实验中使用的参数和程序。其他方面如网线的厚度相对于网目数、张力程度、各种粘合剂、网框的类型、尺寸大小以及边框以至于张力反应和烘干温度都没有得到充分调查研究。故在实际操作中可能结果有所不同。