3.2　UV網印油墨

絲網印刷又叫絲印或網印，屬于孔版印刷。網印的印版是一種多孔的絲網模版，直接將感光膠或菲林制成的圖文安放在絲網上，印刷時用橡膠刮板使油墨通過絲網圖文鏤空部分漏印至網下承印物上（見圖3-6）。絲網模版是將蠶絲、尼龍絲、聚酯纖維或不銹鋼絲、銅絲、鎳絲繃在網框上，使其張緊固定而制得。

網版印刷過程如圖3-6所示。

3.2.1　絲網印刷的制版

絲網印刷首先要制備絲網印版。絲網印刷印前制版經歷了手工制版、照相制版和計算機直接制版三個階段。手工制版、照相制版為模擬制版，計算機直接制版則為數字化制版。數字化制版的應用給絲網印刷提供了提高印刷質量、印制高精尖產品的良好條件。絲網印版制作方法有直接法、間接法和計算機直接制版法三種方法。直接法是在絲網上直接涂布網印感光膠制版， 間接法是在絲網上粘貼網印感光膜制版，數字化計算機直接制版也要在絲網上涂布網印感光膠。不同的是直接法和間接法都先要用感光膠片制成帶圖像和文字的底片，再曝光、顯影制成印版，而數字化計算機直接制版不需要感光膠片，只需將圖像和文字資料先輸入計算機，然后利用計算機在已涂布網印感光膠的網版上制版。相同的是三種制版方法都要使用網印感光膠。

（1）網印感光膠

網印制版用感光膠有四類：重鉻酸鹽感光膠、醇溶性尼龍感光膠、重氮感光膠和苯乙烯基吡啶鹽感光膠。

①重鉻酸鹽感光膠。是最早使用的感光膠，利用重鉻酸鹽的光敏性，與一些有機膠體（明膠、魚膠、阿拉伯樹膠、聚乙烯醇等）混合制成網印感光膠。但它只能現配現用，使用壽命短，有暗反應，解像力低，特別是鉻鹽毒性大，既損害人體健康，又嚴重污染環境，因此已不再使用。

②醇溶性尼龍感光膠。多采用安息香及其衍生物作光引發劑，有暗反應，而且這類感光膠制版后不能去膜，網版無法重復使用，現在也不再使用。

③重氮感光膠。多采用聚乙烯醇與非水溶性高分子乳液（聚乙酸乙烯乳液、乙丙乳液等），感光劑為重氮化合物，常用的有雙重氮鹽、重氮樹脂或復合重氮樹脂等。由于分辨率高、解像力好、感光速度快以及耐磨性、耐水性和耐溶劑性能都優異，又是用水顯影，以及易去膜等，目前已成為應用最廣泛的網印感光膠。

④苯乙烯基吡啶鹽感光膠。又叫SBQ感光膠，是一種單液型網印感光膠。它是利用苯乙烯基吡啶鹽受紫外線照射發生光二聚反應，生成帶四元環結構的不溶于水的二聚體，用水顯影后留在絲網上形成圖文。SBQ感光膠熱穩定性好，感光度高，比重氮感光膠高4～5倍，感光光譜在315～430nm，最大吸收峰在370nm；分辨率高，圖像清晰，印件質量高；用水顯影，顯影性能好；版膜與絲網黏結性能好，耐印率高；廢舊版膜容易脫膜，有利于網版的回收再利用。主要缺點是價格較貴，影響推廣使用。

用網印感光膠來制作絲網印版工藝過程：

繃網→涂覆感光膠→干燥→曬版曝光→顯影→干燥→印版

將選好一定目數的絲網（有尼龍絲、聚酯、不銹鋼絲、銅絲、鎳絲網等）在木框或鋁框上繃緊，用繃網膠粘在網框上，使其具有一定的張力。再涂覆感光膠，在（40±5）℃烘箱中干燥，一般要涂2～3遍。放上已有圖文的底片，真空吸片，因網印感光膠吸收400nm左右紫外線，采用制版熒光燈或金屬鹵素燈曝光，用水顯影后，干燥，修版，制成印版。絲網印版使用完后，還可脫膜回收，使用脫膜液除去感光膠后，絲網可以重復使用。

（2）網印感光膜

感光膜又叫感光菲林或菲林，是將網印感光膠均勻地涂布在聚酯片基上，經干燥收卷存放，即開即用，省時快捷。使用網印感光膜制版能保證網版印刷面光滑，并能容易控制網版厚度，精密耐用。

網印感光膜的制版工藝過程：

繃網→粘貼感光膜→干燥→曬版曝光→顯影→干燥→印版

網印計算機直接成像制版（CTS）是隨著計算機直接制版技術（CTP）在膠印和柔印領域的成功應用，對絲網印刷也產生了深遠的影響而產生的。CTS是由計算機把輸入的圖像和文字直接輸出到網印網版上，經顯影處理形成網印印版。目前有兩種途徑可實現CTS：噴墨直接制版（jet screen）和直接曝光制版（direct light processing，DLP）。

①噴墨直接制版。將網版涂布感光膠并干燥，或粘貼菲林，通過噴墨系統把阻光的黑墨或蠟噴涂在感光膠層上，用紫外光曝光，未噴油墨或蠟的地方見光固化，噴有油墨或蠟的部分則在顯影時被除去，形成帶有圖文的印版。

②直接曝光制版。同樣需將網版涂布感光膠或粘貼菲林，通過計算機控制UV光源直接對網版進行曝光，見光部分感光膠發生交聯固化，未見光的部分則在顯影時被顯影液除去，形成帶有圖文的印版。

現在CTS進一步發展為絲網印版不用涂感光膠，即通過電腦直接噴涂一種涂料，在模版上形成圖像之后，經曬版顯影就可得到網版的技術。印版網點角度、噴涂材料的厚度、密度、曝光時間等都由計算機設定，根據原稿圖像掃描成像，進行直接掃描制版，而后用水沖掉未反應的化學材料而制成印版。這種在模版上直接成像的制版方法是今后網印的發展方向。

此外，還有一種直接成像制版的方法，是在一種特制的金屬合金膜上直接用計算機進行激光掃描蝕刻成像，這種制版方法制作的模版具有不變形、對位準、印刷精度高的特點，它的應用使網印能印刷高質量的印品。

直接數字化成像制版（CTS）有許多優越之處，在技術上更加先進，一步即可制成印版，完全不用銀鹽膠片，進而避免了沖洗化學藥劑所帶來的環境污染。計算機輔助設計的數據可直接傳送到模版，沒有中間照相步驟，使圖像的清晰度更佳，且更容易控制。利用計算機直接制版，具有制版簡單、快速、防止污染、提高制版和印刷質量的特點，是當今感光絲網印版的最新制版方法，它的出現和應用給傳統的絲網印刷制版工藝帶來了根本性的變化，標志著絲網制版技術已進入數字化的新階段。

3.2.2　絲網印刷的特點

絲網印刷的主要特點如下。

①油墨層厚。一般膠印、凸印、柔印的油墨厚度只有幾微米，凹印也只有9～20μm，而網印油墨厚度可達30～100μm，因此油墨的遮蓋能力特別強。

②可使用各種油墨印刷。網印可使用溶劑型、水性、熱固化、光固化、電子束固化等多種類型的油墨，印品油墨干燥包括揮發干燥、滲透干燥、氧化聚合干燥、熱固化干燥、光固化干燥、電子束干燥等。

③版面柔軟，印刷壓力小，可在各種承印物上印刷。絲網印版柔軟而富有彈性，所以不僅可在紙張、薄膜、紡織品等柔軟的材料上印刷，而且可在金屬、硬質塑料、陶瓷等硬度高的材料上直接進行印刷，因為網印的印刷壓力很小，所以也可以在玻璃等易碎材料上印刷。

④承印物的形狀和大小無限制。網印能在特殊形狀的成型物（瓶杯、工業零部件等）及各種展平物上印刷，而且能印刷超大型的廣告、背景板、旗幟等材料，還能在厚膜集成電路等超小型、超高精度的材料上印刷。

網印印刷的上述特點使在膠印、凸印、柔印、凹印等難以印刷的情況下都可以用網印來印刷，所以網印的用途是非常廣泛的。網印可用于紙張、紙板、塑料、金屬、木材、玻璃、陶瓷、纖維、厚膜等材料的表面印刷，不管其形狀、厚度和尺寸大小，既可手工操作，又能自動化地機器印刷，故廣泛用于包裝、裝潢、廣告、印制電路、電子元器件等領域。

通常絲印油墨的性質可表述如下。

①黏度。是阻止液體流動的一種性質，若液體流動的阻力黏度過大，油墨不易通過絲網，造成印品印跡缺墨；黏度過低，會造成印跡擴大，影響印品清晰度及分辨率。

②可塑性。指油墨受外力作用發生變形后，仍保持其變形前的性質，油墨的可塑性有利于提高印刷精度。

③觸變性。是油墨溶膠和凝膠的互換現象，表現為油墨靜置一定時間后變稠、黏度變大，把油墨攪動后變稀，黏度又變小，也有利于提高印刷精度。

④流動性（流平性）。指油墨在外力作用下向四周展開的程度。流動度是黏度的倒數，流動度與油墨的塑性和觸變性有關系，塑性和觸變性大的，流動性就小，反之就大。流動性大印跡容易擴大，流動性小印跡易出現結網。網點交織的結點出現的結墨現象亦稱網紋。網印油墨的流動性一般在30～50mm。

⑤黏彈性。指油墨在刮板刮印過程中被剪切斷裂后迅速回彈的性能。要求油墨變形速度快，油墨回彈迅速才有利于印刷。

⑥干燥性。要求油墨在網版上的干燥越慢越好，油墨轉移到承印物上后，干燥越快越好。

⑦細度。顏料及固體料的顆粒大小在15～45μm，適合印刷的油墨細度應是網孔開度的1/4～1/3。

⑧拉絲性。用墨鏟挑起油墨時，絲狀的油墨拉伸而不斷裂的程度稱拉絲性墨絲長，油墨在印刷面出現很多細絲，使承印物及印版沾臟（網點擴大，網點堵塞起毛），造成無法印刷。拉絲現象的產生是由于油墨中的連結料分子量過大及油墨黏度大，有時因油墨的過期而產生拉絲現象較多。

⑨色彩。色彩有三個屬性，即色相、亮度、純度。色相是顏色固有的色彩相貌，一定波長的光波代表了某一個固定的色相，色相不同，其光波的波長也不同，色相是色與色之間的主要區別。亮度也稱為明度，對色相相同的一系列顏色，它們之間由于明亮度不同，看上去有深有淺，越接近白色，明度越大。純度又稱飽和度，即色彩接近標準色的程度，越接近標準色，純度越高，反之純度越低。

油墨的透明度和遮蓋力。它們是一對矛盾關系，油墨的遮蓋力越好，則透明度越差，反之油墨的透明度好，則遮蓋力就差。

油墨的耐候性。油墨印在承印物上后，其顏色、牢度等在自然條件下暴露在戶外保持不變的性質稱為耐候性。油墨的耐候性主要取決于顏料，UV油墨由于有光引發劑存在，也會影響油墨的耐候性。

3.2.3　UV網印油墨的制備

網印油墨黏度較大（1～10Pa·s），印刷速度較低（5～30m/min），墨層較厚（10～30μm），因此在制備UV網印油墨時要根據上述性能特點進行配方設計。

（1）低聚物的選擇

UV網印油墨常用的低聚物為環氧丙烯酸樹脂，光固化速率快，綜合性能好，價格便宜，也可適當加入聚氨酯丙烯酸樹脂，改善脆性，提高柔韌性和附著力。還可使用部分聚酯丙烯酸樹脂和氨基丙烯酸樹脂。

適用于UV網印油墨的低聚物見表3-14～表3-17。

（2）活性稀釋劑的選擇

UV網印油墨使用的活性稀釋劑，一般根據UV油墨的黏度、光固化速率等要求，選擇單、雙、多官能度丙烯酸酯搭配使用。

常用于UV網印油墨的活性稀釋劑見表3-4。

（3）光引發劑的選擇

UV網印油墨所用的光引發劑通常以ITX與907配合為主；對紅、黃兩種顏色的油墨可以651或1173為主；黑色油墨用369與ITX配合為佳；白色油墨則用TPO或819與184或MBF配合。對低檔的UV網印油墨，還可加入BP與活性胺以降低成本。要提高光固化速率，往往可適當加入0.5%～1.0%的TPO。

UV網印油墨使用光引發劑的量一般在2%～6%，根據印刷UV網印油墨的厚度、UV網印油墨的光固化速度、UV固化機的UV光源的功率和光強、UV網印油墨的不同顏色等因素進行適當選擇。

（4）其他

UV網印油墨所用顏料與一般油墨類似，由于油墨層厚，所以顏料用量相對較少，一般占油墨總量的5%～8%。

UV網印油墨黏度較大，而顏料添加量又較少，可以加入較多的填料調節黏度，特別是加入折光性較好的透光填料，有利于油墨層底部的固化。填料價格便宜，可降低油墨成本；加入填料可減少固化體積收縮，有利于提高附著力。為了改善網印的滑爽性，常添加滑石粉。

為了改善印刷適性，提高網印質量，UV網印油墨必須要加入助劑，如消泡劑和流平劑等，盡量使用UV油墨專用的助劑。使用有機硅類或含氟類助劑時，要考慮重涂性，即套色印刷時，要將表面張力低的色墨印在表面張力高的色墨上。對厚油墨層或有觸變性要求的UV網印油墨，要用觸變劑氣相二氧化硅。

UV網印油墨制造一般都是將低聚物、活性稀釋劑、光引發劑和顏料及填料等用捏合機或高速攪拌機混合后，再用三輥機研磨至所需要的細度，助劑按使用要求在生產過程中加入，混合均勻，就制得成品。

UV網印油墨的理化性能見表3-18。

UV網印油墨的工藝條件及使用注意事項：

①UV油墨印刷用的絲網一般選用高張力、低延伸率的S級黃色絲網或UV專用絲網，絲網目數分別為120T/cm、140T/cm、150T/cm、165T/cm、180T/cm，結構為1∶1的平紋織網，網框選用高強度不變形網框。

②網點或多色套印的幾塊網版張力需一致。張力不一致，油墨層會不均勻而變色調。一般張力誤差小于2N/cm，普通印刷張力在20～25N/cm，四色印刷張力在23～27N/cm。

③印刷時，刮板在60°～90°之間選用，一般手工用70°，機印用80°。

④油墨在使用前要充分攪拌，特別是加入添加劑后，一定要攪拌均勻，否則就會使有的油墨固化后附著力強，有的油墨沒有固化或未充分固化，造成附著力差，印件還會發生粘連。

⑤UV燈的功率一定要滿足所用UV油墨的要求，并調整好固化速度。

⑥固化后冷卻至室溫，用3M-600膠帶進行劃格膠帶測試。一般固化后24h，附著力和耐溶劑性達到最佳。

⑦用普通洗網水洗網，但不能用酒精。

⑧在批量生產前，任何UV油墨都要用實際印刷及UV光固化設備進行嚴格測試，UV油墨生產商所提供的技術資料僅供參考。因為墨層厚度、顏色、UV固化機中UV光源功率、UV固化機傳送帶速度及承印物的種類和表面狀態等因素均會影響光固化效果。

3.2.4　UV網印油墨參考配方

（1）UV紅色網印油墨參考配方²

EA　　25

PEA　　5

HDDA　　25

TPGDA　　5

CTX　　4

DEAP　　4

EDAB　　3

紅顏料　　10

CaCO₃　　15

聚乙烯蠟　　3

表面活性劑　　1

（2）UV綠色軟管網印油墨參考配方

EA　　35

氯化PEA　　20

TMPTA　　6

TPGDA　　10

184　　2

369　　1

酞菁綠　　20

助劑　　1

混合溶劑　　5

（3）UV黃色軟管網印油墨參考配方

EA　　40

氯化PEA　　15

TMPTA　　6

TPGDA　　10

907　　2

369　　1

聯苯胺黃　　2

巴斯夫371　　18

助劑　　1

混合溶劑　　5

（4）UV白色軟管網印油墨參考配方

EA　　8

PUA　　12

氯化PEA　　10

TMPTA　　8

TPGDA　　20

819　　2

184　　1

TiO₂　　28

助劑　　1

混合溶劑　　10

（5）UV-PE網印油墨參考配方

胺改性EA　　60.0

TPGDA　　20.0

LA　　6.0

ITX　　1.5

184　　1.5

TPO　　1.0

顏料　　7.0

SiO₂　　1.5

硅流平消泡劑　　1.5

（6）UV黑色PE網印油墨參考配方

脂肪族PUA（CN966，含10%EOEOEA）　　31.0

DPEPA（SR399）　　22.0

低黏度雙丙烯酸酯（CN132）　　31.8

光引發劑（SR1111）　　4.0

ITX　　0.5

907　　4.5

炭黑　　6.0

潤濕劑（SR022）　　0.2

（7）UV黑色PC網印油墨參考配方

脂肪族PUA（CN961E80）　　26.8

TPGDA　　20.0

EO-TMPTA　　28.0

DPEPA　　10.0

光引發劑（SR1111）　　4.0

907　　4.5

ITX　　0.5

炭黑　　6.0

潤濕劑（SR022）　　0.2

（8）UV白色PC網印油墨參考配方

脂肪族PUA（CN961E80）　　20.0

TPGDA　　20.0

EO-TMPTA　　20.8

DPEPA　　8.0

光引發劑（SR1113）　　8.0

TiO₂　　23.0

潤濕劑（SR022）　　0.2

（9）UV藍色網印油墨參考配方

EA　　35.0

PEA　　20.0

DDA　　10.0

BP　　5.0

CTX　　3.0

EDAB　　5.0

酞菁藍　　15.0

炭黑　　5.0

石蠟　　1.9

穩定劑　　0.1

（10）UV藍色網印油墨參考配方

Heliogenblue D7092　　5.0

顏料分散樹脂Laromer LR9013　　5.0

PEA Laromer LR9004　　12.0

改性EA Laromer LR8986　　6.0

改性EA Laromer LR9019　　37.0

DPGDA　　17.0

TPO-L　　2.0

369　　2.0

907　　1.0

助引發劑Laromer LR8956　　40

助劑CAB551-001（含20% TPGDA）　　4.5

BYK164　　1.0

PA57　　0.8

Tego Rad2100　　0.2

Aerosil200　　2.5