丝网印刷与太空飞船

文 刘永庆

金属抗蚀油墨可按去除油墨方式不同，可分为溶剂型油墨和碱溶性抗蚀油墨。溶剂型抗蚀油墨具有较好的抗蚀效果，特别是能抗碱性腐蚀，最后使溶剂去除防蚀油墨层。这种油墨主要用于铝合金的碱性蚀刻及氧化图文保护使用。这类油墨使用较少，价格较贵，自行配制的处方也不多，现介绍两种处方：

1.在过氯乙烯清漆中加入抗蚀沥清，沥清在过氯乙烯清漆中溶解完全后，加入适量慢干剂和消泡剂，可用松节油、松节醇作慢干剂，正丁醇作消泡剂。再用300目的丝网过滤除去不溶性杂质，即可使用。这种油墨抗酸、碱性能好，对金属结合力也较强，稀释剂仍用过氯乙烯。

2.在80～85%的厚白漆中加入15～20%的酚醛清漆或醇酸清漆，混合均匀后，加入适量松节油调节黏度，再用300目丝网过滤，去除杂质即可使用。厚漆应选用干性油厚漆类，以免油性扩散，为了进一步提高印料成膜性及抗蚀性能，也可加入适量的抗蚀沥清等。

由于金属对油墨是不渗透性的物质，所以印墨黏度一般都应高一些，对印墨的使用应采用正规厂家的产品。

为了防止新调配油墨会产生较多气泡，会导致油墨在丝印表面出现不光滑、不整齐的边缘。最好放置12小时后再用。

丝网印刷图文防蚀技术常见问题与处置

网孔堵塞

网孔堵塞是丝网印刷过程中经常会出现的故障，如果印品清晰的线条变成锯齿型状，或出现印制线条越来越细，一直印不出图文的现象时，即产生了网孔堵塞。

产生的原因和排除方法：

1.油墨颗粒太粗

印墨中有较大的颗粒物，它的粒径大于丝网孔径，无法通过网孔而被堵塞。应及时取出并重新调换新印墨再行印刷。为了避免这种现象发生，开印前应用更细的丝网孔径经过滤后再使用。

2.油墨干燥过快

油墨干燥过快造成干版而引起堵网。为防止该现象发生，应避免生产环境温度过高，由于油墨中溶剂挥发过快，最好印刷车间装有空调调节环境温度。为了缓解油墨挥发速度可在印墨时加入高沸点溶剂，如松节油、松节醇等。

3.环境条件不符合印刷要求

优良合适的环境对保证印刷质量、防止故障发生有很大影响。如印刷车间应保持一定的温度和相对湿度。如果温度高，相对湿度低，若有风吹就会加快油墨中溶剂的挥发，使油墨干燥过快，印墨黏度加大，流动性差，透网率低，易堵塞网孔。这时可向印墨时添加稀释剂，搅均后使用。

4.发生堵网，应立即调换印墨并立即清洗网版再行印刷，如果不顾印刷质量，强行印刷会使印版报废无法印刷。

5.网版制作不良

网版制作时，如果感光胶曝光不足，或冲版时间不足，也会造成残胶回流到网版的图文部分，选成堵版。另外，印版制好放置过久不用，保存时会落有尘土，因此使用前要注意清洗。

6.刮印压力与网版间距调节不当

刮印压力过大，使刮板弯曲，刮板与网版不成直线接触而呈面接触，这样每次刮印油墨都刮不干净，使版上印墨残留，时间一长会结膜而造成堵网。网距不能太小，否则刮印后网版不能顺利脱离抬起，网版底部会黏附一层油墨，也是造成堵网的原因。

印后油墨附着不良

如油墨选择不当、印刷操作不良、干燥不彻底等都是这类故障的原因。

零件进行防蚀处理时，表面油污一定清除干净。经过氧化或脱脂的零件，烘干后在转运过程中严禁用手触及，最好戴上细纱手套，防止二次粘污。

零件在烘干时一定要彻底，如果烘干不彻底，丝印时，就会在零件表面与丝印油墨之间形成一层微细的水膜，这样会影响油墨的附着力。

铝件经处理时，有清洁或封孔的残留物在表面后形成极薄的不连续膜，从而引起油墨不易浸润，容易使油墨和铝件表面形成微观分层等现象，造成丝印图文附着不良。

抗蚀油墨的选择很重要。如果油墨选择不当，在进行蚀刻、氧化等酸碱处理时，丝印图文油墨将会脱落。所以在选购或自配油墨时，最好进行小型实验，进行测试合格后再决定选用。抗蚀油墨应用前要明确保质期，过期产品应禁止使用。在丝印抗蚀油墨中一定要彻底干燥，否则在处理过程中易产生脱落现象。

在蚀刻、氧化等加工过程中，一旦发现油墨附着不良将是无法采取补救办法的。所以，油墨附着不良是一种不可逆转的故障。为此，在开印前一定要注意各工序质量的控制，对新购油墨一定要进行实验确定其使用参数后再使用。

针孔和起泡

针孔现象对于从事丝网印刷的工作人员来说，是最头痛的事。如果在广告牌及厚纸之类不透明物的印刷时，这种小孔不易被观察到，一般不会造成问题。但在铝板金属、玻璃上进行精密印刷，然后又要蚀刻加工时，就不允许产生针孔。针孔发生的原因也多种多样。通常出现针孔和起泡的原因主要有以下几种：

1.印版上有异物。制网版时，在水洗显影过程中，待水膜干燥后，仍会有极少量残余感光胶附在丝网图文上，在涂布或在粘贴感光乳剂时会混入灰尘颗粒附在网上。余胶和乳剂粘着灰尘都会阻碍油墨的通过，在丝印时就会出现针孔或白点。这种故障最好在丝印前仔细检查，如果发现即可立刻进行修补。

2.对印版的存放不当落上灰尘等异物也会堵塞网孔而出现针孔或白点。处理方法：在开印前，可先用吸墨性能好的纸，试印几张，这样异物就会被油墨吸附在纸上，使印版面变得清洁些。

3.铝件在实施防蚀层前，需进行预处理，主要包括除油、酸洗、表面微粗化及钝化，可使金属有一个洁净的表面，这样有利于和防蚀层结合更牢固。铝件经处理后，有清洁或封孔的残留物在其表面形成极薄的膜，引起油墨不浸润，而产生针孔。

4.印刷车间环境灰尘粘污，在铝件搬运时手上有油脂、手汗等会粘污零件表面，这很有可能出现针孔。为此必须注意丝印工作间的清洁卫生，搬运工件时要戴细纱手套；丝印前用干净的细绸布擦拭印件表面后再印刷；有些针孔很难发现，可用酒精擦拭零件表面后，针孔就会出现了。

5.油墨中有气泡是产生起泡的主要原因。搅拌印墨时容易混进气泡，黏度低的油墨静止一段时间后会自行消失。如果油墨黏度高气泡就很难消失。为了消除印墨中气泡，最好调好后放置一段时间再用，或者向油墨中加些消泡剂。一般加入0.3～1%的量。消泡剂有脂肪酸及衍生酯、醇类（2-乙基己醇，聚乙二醇）、硅油类（三甲硅油，硅酮）、酰胺、磷酸脂、金属皂类等。其中硅酮对于芳香烃类油墨、三甲基硅油对于水基油墨、2-乙基己醇对于酸类油墨都是比较好的消泡剂。

粘网

粘网是指印刷过程中，丝印版与金属零件印刷后不能分离或者分离不良的现象。产生粘网会使印刷难不能正常进行，同时印品图文表面不饱满，会形成微细针孔。

造成粘网原因主要有以下几点：

网版在绷网时，若张力不足，会导致绷网过松，使印版在刮印时没有足够的回弹性，难以恢复原状，造成网版与金属零件分离不良。

使用油墨稠度太大，再加上刮印时压力过大，造成油墨过墨量太大，墨层过厚而粘住丝网。

网版与金属零件之间距离太近，特别印制大块图文时，网版与零件要有足够的距离以保证网版与零件的正常分离。

渗墨（洇墨）

渗墨是指在印刷的线条外侧有油墨溢出的现象。在印刷一条线时，在刮板运动方向的一边，油墨溢浆而影响了线条整齐，这种现象叫渗墨（洇墨）。防止渗墨的方法可以通过调整印版和油墨的关系，刮板运行和丝网绷网角度的关系加以解决。

1.网版图文边缘轮廓：网版图文边缘轮廓清晰是保证丝印图文清晰的重要前提。一般厚的感光层都容易得到边缘轮廓清晰的图文，以现代的感光材料和感光技术不难做到。更重要的是金属零件表面与网版图文边缘必需紧贴，因此应做到以下几点：①刮板要有足以使网版与零件表面贴紧的压力。②丝网版膜要有适当的厚度和弹性，容易与承印物表面贴紧。③调节油墨黏度以限制渗墨区幅度，必要时可添加增黏剂。

2.狭窄图文间的糊墨：这是印制精细高密度图文最易发生的情况。这种图文的丝印如控制不当，往往被油墨连接在一起形成一片模糊，为防止这种现象的发生，可采取如下措施：①线条排列方向与刮板刮动方向一致时不容易发生渗墨。线条边缘就如两个堤坝，当网片图文线条与刮板运动方向一致时，油墨就会沿着图文边缘这个堤坝运动，防止油墨的分流产生，从而减少甚至消除渗墨现象发生。②丝网斜绷网也可以有效地防止图文线条劣化和渗墨。线条方向和刮板运行方向一致时线条边缘就会形成堤坝效应可防止渗墨现象发生，但丝网的纬线会成为遏流的抗体促使油墨分流，扑向边缘堤坝。如果采用丝网斜绷网就能缓和分流趋势的发生，使边缘堤坝效应发挥得更好。前面说的油墨渗墨会影响丝印图文的再现性，劣化了图文质量。当渗墨刚刚发生时，通常用吸墨性好的纸反复印几张，就会阻止渗墨的进一步恶化。如果出现严重情况只好洗网后再新上版开印。除此之外，如果绷网过松、印刷一段时间后刮板刮印力过大过快，使丝印中刮板用力过大引起版膜延伸而松驰，也会引起渗墨现象的发生。

丝印防蚀层制作的质量控制主要包括丝印网版的质量控制、定位准确度的控制、油墨的选择、丝印过程中质量的控制及干燥过程中的质量控制等5个方面。除此之外，金属蚀刻对防蚀层还有以下要求，防蚀材料对金属的附着强度及韧性；防蚀层的易于清除性；防蚀层的抗蚀性；随着丝印制版、抗蚀材料及丝印工艺等技术的不断提高，今日的丝印技术在某些方面已经可以与其他技术一争高低，同时丝印技设备投入及生产成本都会比他方法低，使得丝印技术在航空航天工业加工领域才能真正待到广泛的应用。

参考资料：

①张德欣主编 齐辉主审 《飞行器制造技术》

哈尔滨工程大学出版社 2006年3月

②杨丁 编著 《金属蚀刻技术》

国防工业出版社 2008年1月

③ 杨丁 编著 《金属蚀刻工艺及实例》

国防工业出版社 2010年8月