玻璃表面的印刷适性与油墨性能对印刷精度的影响

文|许伟光

玻璃表面的印刷适性与油墨性能对印刷精度的影响

文|许伟光

网印过程是一个十分复杂的工艺过程，在平板玻璃印刷领域，对印刷精度产生影响的因素有很多，除了制版工艺和印刷工艺影响印刷清晰度外，玻璃的印刷表面与油墨的性能也对印刷的精度有较大的影响，油墨在玻璃表面的润湿性能，直接影响油墨在玻璃表面的扩展能力。本文主要针对平板玻璃这种特殊的承印材质，其表面的印刷适性与油墨的性能对印刷精度所产生的影响进行了系统的分析，进而有助于选择合理的工艺。

在网印当中，无论是对于哪一种承印材料来说，要想实现精度的印刷效果，对印刷油墨有两方面的要求，一方面从印刷图案的外观质量来考虑，要求油墨具有较好的流动性以消除印刷图案上的丝印痕迹，从而得到表面及边缘光滑的印刷图案；另一方面从印刷图案的分辨率来考虑，为了提高印刷图案的分辨率，这时就要求油墨且有较高的粘度，降低油墨的流动性，否则流动性高的油墨易于向外扩展导致印刷图像分辨率的降低。

这两个方面看似相互矛盾，如何恰当合理的处理好这两个方面，我们必须对油墨的粘度及触变性进行合理的调控。

一、油墨的黏度与触变性的调控

油墨的黏度是液体的内摩擦力，表示在外力的作用下，使一层液体在另一层液体上滑动，内层液体所施加的摩擦力。

黏度大的液体内层滑动遇到的机械阻力较大，反之，较稀的液体阻力较小。黏度有动力黏度（即流体流动的剪切应力除以流层方向的速度梯度）与相对黏度（即流体的动力黏度与同温度下的水的动力黏度之比）之分，油墨参数中的黏度一般指的是动力黏度，即流体流动的剪切应力除以流层方向的速度梯度，油墨的黏度是测定印刷油墨流变性的重要手段，是油墨与印刷适性的一个主要指标，油墨的黏度大对油墨的转移和网点成形有利，但要控制适度，黏度过大或过小都不利于印刷。

在实际印刷当中，如果油墨的黏度偏高，会造成印刷的困难，图案边缘锯齿严重，为了保证印刷的精度，这时就需要加入稀释剂来调节油墨的粘度使之达到要求，以保证印刷的效果。但在实际印刷当中，为了获得高分辨率的印刷图像，仅靠调节油墨的黏度这一项往往是无法实现理想的印刷效果的，这是由于油墨除黏度这个重要因素外，还有触变性影响着印刷的精度。

油墨的触变性是指油墨的黏度随剪切速度的增大而减小或随剪切速度的减小而增大的性质，它表示油墨在静置时呈胶状，而受到触动（如搅拌）时黏度发生变化的一种性质。在印刷前通过对油墨的搅拌，油墨触变性的作用可持续很长时间，足以使内部结构重组。要保证达到印刷的精度，油墨的触变性是十分重要的，特别是在刮板刮印的过程中，油墨被搅动，进而液态化，这一作用可以加快油墨通过网孔的速度，同时使原来由于网线阻挡而分开的油墨均匀的连成一体，一旦刮板停止运动，油墨回到静止的状态，其黏度就又很快的恢复到原来数据。因此，在印刷中要求油墨要有一定的触变性，以使印刷后网点清晰，但触变性太大会影响油墨的传递转移性，使精细线条或小网点丢失。

玻璃油墨中颜料、低熔点的玻璃粉末的助熔剂、调墨油等经过研磨加工之后，非常均匀的混合在一起，它们是一种混合物，在未接受外来热能或紫外线光能作用的状态下，以一种不规则的离子团存在，在常态下它们由于相互吸引而有序的排列。在外力的作用下（例如进行搅拌时），由于搅拌的作用切断了互相的吸引链，成为无序的混乱状态，会表现出黏度变低的表象，油墨中固体的含量、形状决定着油墨的触变性能。

综上所述，我们可以知道，触变性和黏度是两个不同的物理概念，可以这样理解油墨触变性与黏度，触变性是油墨黏度发生变化的表征，它是一个常数，当油墨在外力作用之下，黏度即发生变化，随着作用力的延续，黏度会继续变小，但不会无限制的下降，到了一定的极限而停止。触变性是一个在外力作用之下，与时间有关的变量，在外力的作用下，作用力持续时间越短，黏度下降越明显的，则称这种油墨的触变性越大。与之相反，如果在外力的作用下，油墨的黏度下降不是很明显，则称触变性小。

在实际印刷中，并非油墨的触变性越大越好，也不是越小越好，而是需要恰当的触变性，具有触变性的油墨在刮板的推动下，发生滚动和挤压，油墨的黏度会变低，有利于油墨透过网孔转移到承印物的表面。油墨印刷到玻璃表面后，由于黏度未能很快恢复，存在一个适当的流平空间，使油墨缓慢流动，而达到恢复平衡时，所网印的图形边缘就会得到满意的精度。

为了使油墨的触变性控制在印刷适性的范围内，在进行印刷时，尽量在恒温恒湿的环境下进行印刷，在印刷车间安装空调设备，以防止油墨变稠、变黏。此外，在油墨本身触变性过大的情况下，要尽量将印刷速度控制在最低的范围内，以减小因机器摩擦系数大，使油墨温度升高，从而使油墨变稀。油墨在使用前必须充分仔细地对油墨进行手工或机械搅拌均匀，如果油墨中进入空气，使用时要静置一段时间，如果需要进行稀释，首先要充分进行混合，然后再检测其黏度，用后必须立即把墨桶封好，同时不要将网版上油墨放回到油墨桶内与未用过的油墨混在一起。

二、玻璃表面印刷适性对印刷精度的影响。

根据承印物表面表面能的大小，承印物的表面可分为两大类：低能表面和高能表面，有机高分子属于低能表面（表面能通常小于100mj·m），如橡胶、各种塑料等，有机高分子表面对油墨的润湿性能相对较差，而玻璃表面具有较高的表面能（玻璃表面的表面能>500 mj·m），当油墨印刷到玻璃表面时，这种高的表面能使得油墨对其的润湿性提高，如果油墨的粘度很低，油墨就会在玻璃的表面扩展。

对于高表面能的玻璃印刷来说，为了实现高精度印刷，防止油墨在玻璃表面上的扩展，一是降低玻璃表面的表面能，二是提高油墨的触变性。但是，降低玻璃表面的表面能，对于高表面能的玻璃表面来说，由于其表面能远远大于油墨的表面张力，因此降低玻璃表面能的变化并不有助于油墨的印刷精度与分辨率。提高印刷精度的有效的途径是采用高触变性的油墨，当在玻璃表面印刷具有触变性的油墨时，印刷的精度就会明显的提高。

总之，丝印的印刷过程实际上就是油墨对承印物表面润湿的过程，玻璃作为一种特殊的承印材质，其表面的性能与油墨的性能影响印刷图形的精度，对于高表面能的玻璃表面，提高印刷精度的有效途径是采用高触变性的油墨。