絲網印刷與太空飛船

文 劉永慶

金屬抗蝕油墨可按去除油墨方式不同，可分為溶劑型油墨和堿溶性抗蝕油墨。溶劑型抗蝕油墨具有較好的抗蝕效果，特別是能抗堿性腐蝕，最后使溶劑去除防蝕油墨層。這種油墨主要用于鋁合金的堿性蝕刻及氧化圖文保護使用。這類油墨使用較少，價格較貴，自行配制的處方也不多，現介紹兩種處方：

1.在過氯乙烯清漆中加入抗蝕瀝清，瀝清在過氯乙烯清漆中溶解完全后，加入適量慢干劑和消泡劑，可用松節油、松節醇作慢干劑，正丁醇作消泡劑。再用300目的絲網過濾除去不溶性雜質，即可使用。這種油墨抗酸、堿性能好，對金屬結合力也較強，稀釋劑仍用過氯乙烯。

2.在80～85%的厚白漆中加入15～20%的酚醛清漆或醇酸清漆，混合均勻后，加入適量松節油調節黏度，再用300目絲網過濾，去除雜質即可使用。厚漆應選用干性油厚漆類，以免油性擴散，為了進一步提高印料成膜性及抗蝕性能，也可加入適量的抗蝕瀝清等。

由于金屬對油墨是不滲透性的物質，所以印墨黏度一般都應高一些，對印墨的使用應采用正規廠家的產品。

為了防止新調配油墨會產生較多氣泡，會導致油墨在絲印表面出現不光滑、不整齊的邊緣。最好放置12小時后再用。

絲網印刷圖文防蝕技術常見問題與處置

網孔堵塞

網孔堵塞是絲網印刷過程中經常會出現的故障，如果印品清晰的線條變成鋸齒型狀，或出現印制線條越來越細，一直印不出圖文的現象時，即產生了網孔堵塞。

產生的原因和排除方法：

1.油墨顆粒太粗

印墨中有較大的顆粒物，它的粒徑大于絲網孔徑，無法通過網孔而被堵塞。應及時取出并重新調換新印墨再行印刷。為了避免這種現象發生，開印前應用更細的絲網孔徑經過濾后再使用。

2.油墨干燥過快

油墨干燥過快造成干版而引起堵網。為防止該現象發生，應避免生產環境溫度過高，由于油墨中溶劑揮發過快，最好印刷車間裝有空調調節環境溫度。為了緩解油墨揮發速度可在印墨時加入高沸點溶劑，如松節油、松節醇等。

3.環境條件不符合印刷要求

優良合適的環境對保證印刷質量、防止故障發生有很大影響。如印刷車間應保持一定的溫度和相對濕度。如果溫度高，相對濕度低，若有風吹就會加快油墨中溶劑的揮發，使油墨干燥過快，印墨黏度加大，流動性差，透網率低，易堵塞網孔。這時可向印墨時添加稀釋劑，攪均后使用。

4.發生堵網，應立即調換印墨并立即清洗網版再行印刷，如果不顧印刷質量，強行印刷會使印版報廢無法印刷。

5.網版制作不良

網版制作時，如果感光膠曝光不足，或沖版時間不足，也會造成殘膠回流到網版的圖文部分，選成堵版。另外，印版制好放置過久不用，保存時會落有塵土，因此使用前要注意清洗。

6.刮印壓力與網版間距調節不當

刮印壓力過大，使刮板彎曲，刮板與網版不成直線接觸而呈面接觸，這樣每次刮印油墨都刮不干凈，使版上印墨殘留，時間一長會結膜而造成堵網。網距不能太小，否則刮印后網版不能順利脫離抬起，網版底部會黏附一層油墨，也是造成堵網的原因。

印后油墨附著不良

如油墨選擇不當、印刷操作不良、干燥不徹底等都是這類故障的原因。

零件進行防蝕處理時，表面油污一定清除干凈。經過氧化或脫脂的零件，烘干后在轉運過程中嚴禁用手觸及，最好戴上細紗手套，防止二次粘污。

零件在烘干時一定要徹底，如果烘干不徹底，絲印時，就會在零件表面與絲印油墨之間形成一層微細的水膜，這樣會影響油墨的附著力。

鋁件經處理時，有清潔或封孔的殘留物在表面后形成極薄的不連續膜，從而引起油墨不易浸潤，容易使油墨和鋁件表面形成微觀分層等現象，造成絲印圖文附著不良。

抗蝕油墨的選擇很重要。如果油墨選擇不當，在進行蝕刻、氧化等酸堿處理時，絲印圖文油墨將會脫落。所以在選購或自配油墨時，最好進行小型實驗，進行測試合格后再決定選用。抗蝕油墨應用前要明確保質期，過期產品應禁止使用。在絲印抗蝕油墨中一定要徹底干燥，否則在處理過程中易產生脫落現象。

在蝕刻、氧化等加工過程中，一旦發現油墨附著不良將是無法采取補救辦法的。所以，油墨附著不良是一種不可逆轉的故障。為此，在開印前一定要注意各工序質量的控制，對新購油墨一定要進行實驗確定其使用參數后再使用。

針孔和起泡

針孔現象對于從事絲網印刷的工作人員來說，是最頭痛的事。如果在廣告牌及厚紙之類不透明物的印刷時，這種小孔不易被觀察到，一般不會造成問題。但在鋁板金屬、玻璃上進行精密印刷，然后又要蝕刻加工時，就不允許產生針孔。針孔發生的原因也多種多樣。通常出現針孔和起泡的原因主要有以下幾種：

1.印版上有異物。制網版時，在水洗顯影過程中，待水膜干燥后，仍會有極少量殘余感光膠附在絲網圖文上，在涂布或在粘貼感光乳劑時會混入灰塵顆粒附在網上。余膠和乳劑粘著灰塵都會阻礙油墨的通過，在絲印時就會出現針孔或白點。這種故障最好在絲印前仔細檢查，如果發現即可立刻進行修補。

2.對印版的存放不當落上灰塵等異物也會堵塞網孔而出現針孔或白點。處理方法：在開印前，可先用吸墨性能好的紙，試印幾張，這樣異物就會被油墨吸附在紙上，使印版面變得清潔些。

3.鋁件在實施防蝕層前，需進行預處理，主要包括除油、酸洗、表面微粗化及鈍化，可使金屬有一個潔凈的表面，這樣有利于和防蝕層結合更牢固。鋁件經處理后，有清潔或封孔的殘留物在其表面形成極薄的膜，引起油墨不浸潤，而產生針孔。

4.印刷車間環境灰塵粘污，在鋁件搬運時手上有油脂、手汗等會粘污零件表面，這很有可能出現針孔。為此必須注意絲印工作間的清潔衛生，搬運工件時要戴細紗手套；絲印前用干凈的細綢布擦拭印件表面后再印刷；有些針孔很難發現，可用酒精擦拭零件表面后，針孔就會出現了。

5.油墨中有氣泡是產生起泡的主要原因。攪拌印墨時容易混進氣泡，黏度低的油墨靜止一段時間后會自行消失。如果油墨黏度高氣泡就很難消失。為了消除印墨中氣泡，最好調好后放置一段時間再用，或者向油墨中加些消泡劑。一般加入0.3～1%的量。消泡劑有脂肪酸及衍生酯、醇類（2-乙基己醇，聚乙二醇）、硅油類（三甲硅油，硅酮）、酰胺、磷酸脂、金屬皂類等。其中硅酮對于芳香烴類油墨、三甲基硅油對于水基油墨、2-乙基己醇對于酸類油墨都是比較好的消泡劑。

粘網

粘網是指印刷過程中，絲印版與金屬零件印刷后不能分離或者分離不良的現象。產生粘網會使印刷難不能正常進行，同時印品圖文表面不飽滿，會形成微細針孔。

造成粘網原因主要有以下幾點：

網版在繃網時，若張力不足，會導致繃網過松，使印版在刮印時沒有足夠的回彈性，難以恢復原狀，造成網版與金屬零件分離不良。

使用油墨稠度太大，再加上刮印時壓力過大，造成油墨過墨量太大，墨層過厚而粘住絲網。

網版與金屬零件之間距離太近，特別印制大塊圖文時，網版與零件要有足夠的距離以保證網版與零件的正常分離。

滲墨（洇墨）

滲墨是指在印刷的線條外側有油墨溢出的現象。在印刷一條線時，在刮板運動方向的一邊，油墨溢漿而影響了線條整齊，這種現象叫滲墨（洇墨）。防止滲墨的方法可以通過調整印版和油墨的關系，刮板運行和絲網繃網角度的關系加以解決。

1.網版圖文邊緣輪廓：網版圖文邊緣輪廓清晰是保證絲印圖文清晰的重要前提。一般厚的感光層都容易得到邊緣輪廓清晰的圖文，以現代的感光材料和感光技術不難做到。更重要的是金屬零件表面與網版圖文邊緣必需緊貼，因此應做到以下幾點：①刮板要有足以使網版與零件表面貼緊的壓力。②絲網版膜要有適當的厚度和彈性，容易與承印物表面貼緊。③調節油墨黏度以限制滲墨區幅度，必要時可添加增黏劑。

2.狹窄圖文間的糊墨：這是印制精細高密度圖文最易發生的情況。這種圖文的絲印如控制不當，往往被油墨連接在一起形成一片模糊，為防止這種現象的發生，可采取如下措施：①線條排列方向與刮板刮動方向一致時不容易發生滲墨。線條邊緣就如兩個堤壩，當網片圖文線條與刮板運動方向一致時，油墨就會沿著圖文邊緣這個堤壩運動，防止油墨的分流產生，從而減少甚至消除滲墨現象發生。②絲網斜繃網也可以有效地防止圖文線條劣化和滲墨。線條方向和刮板運行方向一致時線條邊緣就會形成堤壩效應可防止滲墨現象發生，但絲網的緯線會成為遏流的抗體促使油墨分流，撲向邊緣堤壩。如果采用絲網斜繃網就能緩和分流趨勢的發生，使邊緣堤壩效應發揮得更好。前面說的油墨滲墨會影響絲印圖文的再現性，劣化了圖文質量。當滲墨剛剛發生時，通常用吸墨性好的紙反復印幾張，就會阻止滲墨的進一步惡化。如果出現嚴重情況只好洗網后再新上版開印。除此之外，如果繃網過松、印刷一段時間后刮板刮印力過大過快，使絲印中刮板用力過大引起版膜延伸而松馳，也會引起滲墨現象的發生。

絲印防蝕層制作的質量控制主要包括絲印網版的質量控制、定位準確度的控制、油墨的選擇、絲印過程中質量的控制及干燥過程中的質量控制等5個方面。除此之外，金屬蝕刻對防蝕層還有以下要求，防蝕材料對金屬的附著強度及韌性；防蝕層的易于清除性；防蝕層的抗蝕性；隨著絲印制版、抗蝕材料及絲印工藝等技術的不斷提高，今日的絲印技術在某些方面已經可以與其他技術一爭高低，同時絲印技設備投入及生產成本都會比他方法低，使得絲印技術在航空航天工業加工領域才能真正待到廣泛的應用。

參考資料：

①張德欣主編 齊輝主審 《飛行器制造技術》

哈爾濱工程大學出版社 2006年3月

②楊丁 編著 《金屬蝕刻技術》

國防工業出版社 2008年1月

③ 楊丁 編著 《金屬蝕刻工藝及實例》

國防工業出版社 2010年8月