滚筒式丝网印刷在织物印刷中的应用探析

文 吕勇 宋词

织物印刷从定义上来讲，就是以纺织品作为承印物的印刷方式。提到织物印刷，很多人会联想到服饰、服装表面印刷，以及旗帜、标志、标签印刷等。但是织物印刷最确切的定义是指大批量的织布印刷，通常印刷的长度以几千米来计算。织物印刷在纺织工业中占据重要地位。我国是一个纺织大国，纺织品出口量占据世界第一。因此，织物印刷的技术发展和提高，对于提升我国纺织品竞争力具有重要意义。目前，大批量的织物印刷主要采用凹版印刷和丝网印刷。丝网印刷又主要分平网印刷和滚筒式丝网印刷。由于丝网印刷技术迅速发展，在北美及欧洲地区，织物的凹版印刷正在减少，丝网印刷尤其是滚筒式丝网印刷正在逐渐增长。本文首先对滚筒式丝网印刷的历程进行分析，对平网和滚筒式的丝网印刷方式进行对比，对滚筒式丝网印刷在织物印刷中的应用进行探讨。

滚筒式丝网在织物印刷中发展历程

纺织工业曾经是美国最大的产业之一。在1930年，纺织工业是美国雇佣工人最多的产业。尽管纺织业目前已不是雇佣工人数最多的行业，但和雇佣数最多的行业相比，差距不大。织物印刷在这个庞大的纺织产业中占据着较重要的一块。目前，纺织品印刷主要有两种方法，一种是凹版印刷，一种是丝网印刷。很多人在提到大批量织物印刷时，首先想到的是凹版印刷。因此，很多人会说：“我不会投资50万美元来购买一个滚筒丝网印刷设备，我们没有必要去讨论滚筒式丝网印刷”。但是随着滚筒式丝网印刷的印刷幅宽、印刷速度提高，以及制版费用的降低，这个格局正在悄悄改变。

其实，滚筒式丝网印刷有较长的发展历史，滚筒式丝网印刷从最早出现到现在已经有了50多年的历史。在1950年以前，凹版印刷是唯一的自动化织物印刷方式。当时的织物丝网印刷都是利用手工在长台上进行操作，效率极低。1950年后，欧洲首先出现了卷筒的丝网印刷机。到了1960年，出现了滚筒式的丝网印刷机。目前，滚筒式丝网印刷，色数能达到16色，印刷宽度能达到135inch，印刷速度能达到80-90m/min。滚筒式丝网印刷，已经不单单能取代自动的平台式丝网印刷，甚至有可能取代最常见的凹版印刷方式。在北美地区，过去的7年，凹印织物印刷方式在减少。曾经有一个每天产量接近140万米的大型凹印织物印刷企业，过去一度拥有85台凹版织物印刷机，几年前变为49台，现在只剩下36台在使用。曾有人作过统计，凹版印刷的制版费用较贵，通常制作一色的滚筒就需要3万元；而滚筒式丝网印刷，由于网版可以重复利用，制版费用大幅降低，单色的制版平均费用只要1800元。

滚筒式丝网印刷与平网印刷比较

与平网印刷相比，滚筒式丝网印刷是采用滚筒式的圆网来代替平网。滚筒式丝网印刷一般采用金属的圆形网，油墨通过一根较长的管子，从一头通往另一头，如图1所示。其中管子的一头连接着一个泵，由泵来供应整个滚筒的油墨。

图1 滚筒式丝网印刷工作原理图

较小的刚性刮墨刀安装在整个旋转丝网滚筒的内部。在承印物织物的下面有一根运动的皮带。在运动的皮带下面装有磁场，利用磁场大小的变化，可以改变丝网与承印物之间的压力，从而控制刮墨刀的压力。大多数的滚筒式丝网印刷采用刚性强度较大的刮墨刀，但是当印刷较精细的产品时，会采用塑料刮墨刀或者较柔软的不锈钢金属刮墨刀。印刷时，织物一般吸附在橡胶皮带上。随着橡胶皮带的旋转，丝网滚筒从一端旋转到另一端，完成织物印刷。由于滚筒式的丝网印刷过程，是一个连续的过程，中间不需要停顿及回复运动的过程，因此，滚筒式丝网印刷能以较快的速度运行。

与平网印刷相比，滚筒式丝网滚筒印刷有两个明显的优点。第一：滚筒式丝网滚筒印刷时，不存在平网印刷中重复图案连接上的问题。另一个优点是：可以印刷垂直的条纹，在平台式丝网印刷中，要把重复的线条对准几乎是不可能的，但是利用滚筒式丝网印刷能较好解决这个问题。

与平台式丝网印刷相比，滚筒式丝网印刷也存在一些不足的地方。首先是开口率较小，另外就是在市场上目前还没有超精细的滚筒式丝网。但是随着技术发展，这些问题都在逐渐改善。目前，精度89线/厘米的丝网已经普遍采用，96线/厘米的丝网正在开发中。开口率也取得了很大的进展，目前40线/厘米的开头率已经能超过原先24线/厘米的开口率。

滚筒式丝网印刷制版过程

滚筒式丝网制版相对于平网制版而言比较复杂。滚筒式丝网印刷滚筒是无缝的，一般有两种常见的制版方式。一种是所谓的感光乳剂层制版法，这种制版方式和平网的制版原理基本相同。由于滚筒式的丝网是圆形的，需要特别的涂布设备和曝光设备。感光乳剂层的制版，其实是通过感光显影过程来制作一块多孔的镍丝版。首先，准备一根实心金属或较厚壁的钢管，它的周长可根据印刷的重复尺寸来确定。然后将它放到镀铜的槽中，在辊子上面镀上一层铜，接着在铜辊上进行研磨加工，来制备带六边形网穴的铜辊。这个时候，网穴的形状和网线数通过研磨加工到铜辊表面。将带网穴的铜辊的表面涂上一层环氧树脂胶，然后将铜辊表面进行研磨，直到六边形的网穴裸露出来。将铜辊放到镍镀槽中，这样能在丝网的两面都镀有金属镍，随着铜辊的旋转，在裸露出来的网穴璧上都会镀上金属镍，经过多次的电镀使网版达到使用所需的厚度。

另一种滚筒式丝网印刷的方法称作电铸法。这种方法与前面的感光乳剂方法有些不同。首先对芯辊表面进行抛光，然后将抗感光的乳液涂布在上面，然后将菲林片裹在上面，显影方式与感光乳剂层制版的方法类似，最后在显影后进行电铸。

第一种制版的方法是将设计图案和丝网类型分两个过程加工到丝网版上的。第二种方法中，感光剂是加入到涂布的乳液中的，当乳剂层在胶片下曝光时，网穴类型与加网线数是直接通过曝光形成的。电铸法对于一些较特殊的领域，比如超高的细节层次、半目调、连续调的产品等有较好的印刷效果。但是它对于大幅面的印刷区域以及实地块效果往往不是很好，因为当在其表面裹上胶片的时候，不能做到将软片和网版做到无缝连接。

为了使网版具有较好的抗水性能，在网版上需要涂布双组份的环氧树脂或双组份的聚氨酯。在对网版进行涂布环氧树脂或聚氨酯时，在干燥过程中要特别注意干燥温度，因为有些丝网对于温度较敏感，过高的温度容易造成丝网的变形。另外，干燥一定要彻底，虽然利用催化剂的作用，可以在15-20分钟内实现快速干燥；但为了达到理性的抗水效果，一般要干燥4小时以上，或者将所制的丝网版放置过夜，隔天再使用。

随着滚筒式丝网印刷技术进一步发展，印刷宽度、印刷速度及印刷质量将会进一步提高，滚筒式丝网的制版费用都将会进一步降低。目前很多丝网印刷设备生产企业都在积极对滚筒式丝网设备进行研发，近两年在唐山、温州等地区都有不少滚筒式丝网印刷机项目立项。随着国产的滚筒式丝网印刷设备逐渐出现，会给织物印刷中带来一个全新的变革。另外，滚筒式丝网印刷在一些新兴的产业中有广泛的应用前景。在触摸板的电极线、多层线路板、薄膜印刷电子材料、传感器、太阳能电池、电子纸以及OLED显示材料等电子器件及薄膜的浆料印刷中都会采用。滚筒式丝网印刷技术具有适用性广、效率高、操作灵活等优点，在未来的织物印刷及印刷电子领域中将会起到举足轻重的作用。