絲印裝飾面板立體效果工藝應用研究

曹建平 李治坤 李文龍

（作者單位：內蒙古工業大學輕工與紡織學院）

隨著信息傳播技術的發展和人們生活需求的提高，消費者不再滿足二維的畫面效果，開始追求更具視覺的沖擊感、層次感和立體感的畫面效果，特別是室內裝修裝飾更加注重立體感。本文把絲網印刷技術延伸到室內裝飾領域，研究如何使得立體感更加強烈，從而印刷具有立體效果的裝飾面板，同時也避免了立體印刷中采用光學鏡片、激光立體印刷獲得立體感的畫面分辨率低、清晰差等工藝難、成本高的缺陷。

一、理論分析

（一）絲網原理

絲網印刷的原理很簡單，非圖文部分在感光膠曝光時發生反應封住網孔，油墨不能透過絲網，在承印物上形成空白部分；圖文部分的油墨在刮板作用下透過絲網，在承印物上形成墨跡，實現圖像復制。絲網印刷適應性強，墨層厚實、絲網印刷的墨層厚度遠比其他印刷方式厚，一般條件下可達20-30um，立體感強。同時在絲網印刷油墨中非常容易添加增強油墨的耐性的助劑，更利于長久保存不褪色。因此，在具有立體感的裝飾面板印制時，絲網印刷是最佳選擇。

在其他條件限定的情況下，絲網印刷的墨層厚度是影響視覺立體感的主要因素，因此在此過程中，保證圖文清晰不糊版的前提下，印刷最佳墨層厚度即可。根據唐寶玲2007年的研究，認為絲網印刷理論透墨量是由絲徑 、目數及絲網厚度等絲網基本技術參數決定的單位面積內透過絲網網孔油墨的總量。經過王森和汪峰等人的一系列變換，得到：理論墨量 = 通孔面積×絲網厚度－-(1)

將絲網的關鍵參數代入后，公式（1）可改寫為：D=K2×M2×H--(2)

式中D —理論墨量（cm3/m2） ；K —絲網孔寬（cm）；M —絲網目數（目 /cm） ；H —絲網厚度（cm）。

設絲網絲線形成的每個網孔都為邊長相等的正方形， 每根絲線的直徑都相等為 d（cm），根據絲網編織結構，絲網厚度可近似認為是同一高度上兩根絲徑重疊在一起，所以絲網厚度 H = 2d--（3），而絲網目數M、孔寬K、和絲徑d 滿足如下關系：K = 1/M - d --（4），可得：墨層厚度D =（1/M - d）2*2d*M2--（5）

絲網印刷的墨層厚度，理論上應該等于絲網的厚度，但是在印刷的時候，墨層厚度總是小于絲網厚度，這是由于絲網本身對油墨有一定的吸附性。但大量的實驗表明，通過公式（1）計算所得到的墨層厚度及用墨量近似值與實測數值很接近，因此，本文采用公式（1）的推導公式（5）計算絲網印刷墨層厚度。

所以，由上分析可知：在保持其他因素不變的情況下，絲網印刷墨層厚度主要由絲網目數和絲網絲徑來決定。根據絲網網孔的孔寬K 與油墨的粒徑L 之間的關系，即K ≥3L--（6），K+d =1/M--（7）

結合普通絲印油墨顆粒直徑（5 微米）和網孔面積率（≥30%），計算得出采用普通絲印油墨印刷時最好選用124 目/cm 以下的絲網版才能獲得較好的油墨漏印量。

膠片加網線數的選取合理性影響著絲網選擇的合理性，合理的加網線數是實現網目調絲網印刷的前提。為了避免引起類似龜紋的復制缺陷，絲網制版膠片加網線數G 和絲網版的目數M 間一般應滿足如下關系：M ≈3G--（8）

普遍認為原稿膠片輸出時圖像的分辨率越高越好，但是較高的分辨率不一定提高圖像的質量，反而過多的占用系統資源，影響圖像的處理速度。采用調幅加網的方式輸出，輸出分辨率計算公式如下：B=G*Q*C--（9）

其中：B—需要設定的分辨率（dpi），G—輸出時的加網線數 (lpi)，Q—加網質量因子（取值為 1.5 ～2.0），C—圖像的縮放系數 。

（二）工藝路線設計

本工藝路線利用膠印50%網點面積率的透明UV 光油的凸起小顆粒在視覺特性上帶來的立體感和絲網印刷由墨層厚帶來的立體感的綜合空間感，研究在裝飾面板上采用印刷技術實現立體效果的應用工藝。具體工藝設計如下：

1.絲印裝飾面板的圖案原稿不必十分精細、層次豐富，只要在合適的視距里能夠充分體現原稿意圖即可，除了可采用文字、線條的單色稿，還可采用反差較大、層次清晰的彩色原稿。如果十分精細的話，特別是高光區域，不僅會丟失原稿數據，還會增加再現難度。同時，顏色數量不宜太多。

2.傳統絲網印刷在制版時采用激光照排機輸出激光照排銀鹽膠片作為制版的底片，激光照排工藝成本高、有污染、流程長，且在暗室操作不便。本工藝為了避免在激光照排、顯影等過程中對圖像復制造成不利影響，采用噴墨打印全透明防水型絲網膠片制作絲網印版，可在明室操作，具有流程簡化、快速高效、操作簡便、節能減排的特點，符合當前綠色印刷背景下的印刷優化工藝。打印的膠片灰霧度＜0.05、 密度＞3.0 即可滿足絲印制版要求。

3.承印物為可做室內裝飾面板的透明材料，如PC、PMMA、鋼化玻璃等；在承印物背面利用膠印機印刷網線角度為45°的175Lpi 網點面積率為50%的透明光油凸點，再滿版打底反光油墨，形成有立體感的小顆粒，印刷區域具有一定的縱深感、空間感；在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息。觀察時通過自然光線反射，能夠產生三維效果。本工藝實驗階段印刷雙色，分別采用30°和45°的加網角度的膠片曬制印版。

4.由于尼龍絲網的尺寸穩定性差，給套印帶來一定的困難，因而采用透明玻璃作為承印平臺，用邊角定位法進行定位，印刷時用濕抹布擦拭承印平臺產生水膜吸住透明承印物不動。

二、實驗與實驗結果

本實驗采用2mm 厚度亞克力作為承印物，雙色印刷，采用黃色尼龍絲網繃網。

網目數為124 目 /cm 以上的絲網版印刷普通的絲印油墨會造成油墨轉移率低下，難以漏印；124 目/cm 以下的絲網目數可以獲得較好的油墨漏印量，即可以滿足較好的油墨墨層厚度。結合本課題實際，本文絲網目數分別選取120 目/cm、100 目/cm、80 目/cm、60 目/cm。

由公式（8）可以推算出合適的膠片加網線數。由公式（9）可以推導出噴墨打印膠片的分辨率數據，其中等比打印、質量因子取2。本文中絲網版目數M、膠片線數G 和分辨率的對應關系如表1。結合加網線數和觀視距離之間的關系，膠片加網線數在20-40L/cm 時，最大的觀視距離為11.5m，最小觀視距離約為0.5m。因此，本文選取的加網線數符合室內裝飾面板的觀看的實際要求。

表1 目數、膠片加網線數和分辨率對照表

使用表2 的實驗設備和材料，采用工藝路線設計的實驗，每種絲網目數下獲得一個合格樣品，采用主、客觀評價法評價所得樣品的立體效果，得表4 。主觀評價法采用5 位視覺正常的觀察者在標準看樣臺上觀察樣品的立體效果并打分，計算平均值并取整，對照表見表 3 。客觀評價數據采集采用兩種方法，一種是通過公式（5）計算，一種是用電鏡測量5 點的墨層厚度取平均值。計算過程假設疊印處的油墨為兩種油墨的墨層厚度之和，絲徑可以查詢絲網生產公司的技術參數獲得，或者獲得孔徑數據通過公式計算得到。

表2 實驗設備與材料

表3 評分與主觀感受對照表

為了對照新工藝主觀的立體感效果，同等絲網印刷條件，在承印物正面采用普通絲印油墨印刷起裝飾作用的圖文信息，獲得了不同網目數的4 個合格樣品。此工藝叫舊工藝，本文工藝叫新工藝，經相同的主觀評價法，效果對比見表4 中舊工藝主觀視覺立體感。

表4 主、客觀評價結果

主觀方面，新、舊工藝的視覺立體感對比總體來看，新工藝比舊工藝的立體感明顯，尤其是網線目數高于100Lpcm 后，新工藝的立體效果優于舊工藝的立體效果，新工藝對主觀的立體感效果提升有效。

客觀數據方面，墨層厚度計算值和測量值之間存在一定的差距，但不是很大。原因一是在疊印時油墨不能100 疊印，會有一些油墨沒有轉移到承印物上，原因二是測量時產生的隨機誤差，這是不可避免的，只能增加測量采樣點減小測量誤差。總之，通過表4 的主、客觀評價后，總體上能夠說明設計的工藝路線在亞克力裝飾面板上印刷后具有立體效果，且在給定的加網線數、絲網目數、刮板角度等條件下，隨著加網線數的增加，立體感在減弱，圖文精細度增加。在實際應用時，可根據觀視距離，在立體效果和圖文精細度間權衡選擇絲網目數，在總體效果上達到最優。

當然，對墨層厚度帶來影響的不止上面提到的因素，如感光膠厚度、原稿顏色的豐富度等都會影響墨層厚度的大小，后期會逐漸優化。

三、結語

本文設計采用絲網印刷方式在亞克力透明裝潢面板上印刷獲得立體感效果的工藝，考慮了絲網目數、絲徑、加網線數等對絲網立體效果的影響，利用給定的套印定位方法可有效控制套印精度，采用主、客觀評價實驗后獲得樣張的立體效果，實驗結果表明設計的工藝路線的獲得的墨層厚度和立體感明顯，可為具有立體效果的裝飾面板制作提供一種低成本方法。