3.2 UV网印油墨
丝网印刷又叫丝印或网印，属于孔版印刷。网印的印版是一种多孔的丝网模版，直接将感光胶或菲林制成的图文安放在丝网上，印刷时用橡胶刮板使油墨通过丝网图文镂空部分漏印至网下承印物上（见图3-6）。丝网模版是将蚕丝、尼龙丝、聚酯纤维或不锈钢丝、铜丝、镍丝绷在网框上，使其张紧固定而制得。
网版印刷过程如图3-6所示。
图3-6 网版印刷过程示意图
3.2.1 丝网印刷的制版
丝网印刷首先要制备丝网印版。丝网印刷印前制版经历了手工制版、照相制版和计算机直接制版三个阶段。手工制版、照相制版为模拟制版，计算机直接制版则为数字化制版。数字化制版的应用给丝网印刷提供了提高印刷质量、印制高精尖产品的良好条件。丝网印版制作方法有直接法、间接法和计算机直接制版法三种方法。直接法是在丝网上直接涂布网印感光胶制版， 间接法是在丝网上粘贴网印感光膜制版，数字化计算机直接制版也要在丝网上涂布网印感光胶。不同的是直接法和间接法都先要用感光胶片制成带图像和文字的底片，再曝光、显影制成印版，而数字化计算机直接制版不需要感光胶片，只需将图像和文字资料先输入计算机，然后利用计算机在已涂布网印感光胶的网版上制版。相同的是三种制版方法都要使用网印感光胶。
（1）网印感光胶
网印制版用感光胶有四类：重铬酸盐感光胶、醇溶性尼龙感光胶、重氮感光胶和苯乙烯基吡啶盐感光胶。
①重铬酸盐感光胶。是最早使用的感光胶，利用重铬酸盐的光敏性，与一些有机胶体（明胶、鱼胶、阿拉伯树胶、聚乙烯醇等）混合制成网印感光胶。但它只能现配现用，使用寿命短，有暗反应，解像力低，特别是铬盐毒性大，既损害人体健康，又严重污染环境，因此已不再使用。
②醇溶性尼龙感光胶。多采用安息香及其衍生物作光引发剂，有暗反应，而且这类感光胶制版后不能去膜，网版无法重复使用，现在也不再使用。
③重氮感光胶。多采用聚乙烯醇与非水溶性高分子乳液（聚乙酸乙烯乳液、乙丙乳液等），感光剂为重氮化合物，常用的有双重氮盐、重氮树脂或复合重氮树脂等。由于分辨率高、解像力好、感光速度快以及耐磨性、耐水性和耐溶剂性能都优异，又是用水显影，以及易去膜等，目前已成为应用最广泛的网印感光胶。
④苯乙烯基吡啶盐感光胶。又叫SBQ感光胶，是一种单液型网印感光胶。它是利用苯乙烯基吡啶盐受紫外线照射发生光二聚反应，生成带四元环结构的不溶于水的二聚体，用水显影后留在丝网上形成图文。SBQ感光胶热稳定性好，感光度高，比重氮感光胶高4～5倍，感光光谱在315～430nm，最大吸收峰在370nm；分辨率高，图像清晰，印件质量高；用水显影，显影性能好；版膜与丝网黏结性能好，耐印率高；废旧版膜容易脱膜，有利于网版的回收再利用。主要缺点是价格较贵，影响推广使用。
用网印感光胶来制作丝网印版工艺过程：
绷网→涂覆感光胶→干燥→晒版曝光→显影→干燥→印版
将选好一定目数的丝网（有尼龙丝、聚酯、不锈钢丝、铜丝、镍丝网等）在木框或铝框上绷紧，用绷网胶粘在网框上，使其具有一定的张力。再涂覆感光胶，在（40±5）℃烘箱中干燥，一般要涂2～3遍。放上已有图文的底片，真空吸片，因网印感光胶吸收400nm左右紫外线，采用制版荧光灯或金属卤素灯曝光，用水显影后，干燥，修版，制成印版。丝网印版使用完后，还可脱膜回收，使用脱膜液除去感光胶后，丝网可以重复使用。
（2）网印感光膜
感光膜又叫感光菲林或菲林，是将网印感光胶均匀地涂布在聚酯片基上，经干燥收卷存放，即开即用，省时快捷。使用网印感光膜制版能保证网版印刷面光滑，并能容易控制网版厚度，精密耐用。
网印感光膜的制版工艺过程：
绷网→粘贴感光膜→干燥→晒版曝光→显影→干燥→印版
网印计算机直接成像制版（CTS）是随着计算机直接制版技术（CTP）在胶印和柔印领域的成功应用，对丝网印刷也产生了深远的影响而产生的。CTS是由计算机把输入的图像和文字直接输出到网印网版上，经显影处理形成网印印版。目前有两种途径可实现CTS：喷墨直接制版（jet screen）和直接曝光制版（direct light processing，DLP）。
①喷墨直接制版。将网版涂布感光胶并干燥，或粘贴菲林，通过喷墨系统把阻光的黑墨或蜡喷涂在感光胶层上，用紫外光曝光，未喷油墨或蜡的地方见光固化，喷有油墨或蜡的部分则在显影时被除去，形成带有图文的印版。
②直接曝光制版。同样需将网版涂布感光胶或粘贴菲林，通过计算机控制UV光源直接对网版进行曝光，见光部分感光胶发生交联固化，未见光的部分则在显影时被显影液除去，形成带有图文的印版。
现在CTS进一步发展为丝网印版不用涂感光胶，即通过电脑直接喷涂一种涂料，在模版上形成图像之后，经晒版显影就可得到网版的技术。印版网点角度、喷涂材料的厚度、密度、曝光时间等都由计算机设定，根据原稿图像扫描成像，进行直接扫描制版，而后用水冲掉未反应的化学材料而制成印版。这种在模版上直接成像的制版方法是今后网印的发展方向。
此外，还有一种直接成像制版的方法，是在一种特制的金属合金膜上直接用计算机进行激光扫描蚀刻成像，这种制版方法制作的模版具有不变形、对位准、印刷精度高的特点，它的应用使网印能印刷高质量的印品。
直接数字化成像制版（CTS）有许多优越之处，在技术上更加先进，一步即可制成印版，完全不用银盐胶片，进而避免了冲洗化学药剂所带来的环境污染。计算机辅助设计的数据可直接传送到模版，没有中间照相步骤，使图像的清晰度更佳，且更容易控制。利用计算机直接制版，具有制版简单、快速、防止污染、提高制版和印刷质量的特点，是当今感光丝网印版的最新制版方法，它的出现和应用给传统的丝网印刷制版工艺带来了根本性的变化，标志着丝网制版技术已进入数字化的新阶段。
3.2.2 丝网印刷的特点
丝网印刷的主要特点如下。
①油墨层厚。一般胶印、凸印、柔印的油墨厚度只有几微米，凹印也只有9～20μm，而网印油墨厚度可达30～100μm，因此油墨的遮盖能力特别强。
②可使用各种油墨印刷。网印可使用溶剂型、水性、热固化、光固化、电子束固化等多种类型的油墨，印品油墨干燥包括挥发干燥、渗透干燥、氧化聚合干燥、热固化干燥、光固化干燥、电子束干燥等。
③版面柔软，印刷压力小，可在各种承印物上印刷。丝网印版柔软而富有弹性，所以不仅可在纸张、薄膜、纺织品等柔软的材料上印刷，而且可在金属、硬质塑料、陶瓷等硬度高的材料上直接进行印刷，因为网印的印刷压力很小，所以也可以在玻璃等易碎材料上印刷。
④承印物的形状和大小无限制。网印能在特殊形状的成型物（瓶杯、工业零部件等）及各种展平物上印刷，而且能印刷超大型的广告、背景板、旗帜等材料，还能在厚膜集成电路等超小型、超高精度的材料上印刷。
网印印刷的上述特点使在胶印、凸印、柔印、凹印等难以印刷的情况下都可以用网印来印刷，所以网印的用途是非常广泛的。网印可用于纸张、纸板、塑料、金属、木材、玻璃、陶瓷、纤维、厚膜等材料的表面印刷，不管其形状、厚度和尺寸大小，既可手工操作，又能自动化地机器印刷，故广泛用于包装、装潢、广告、印制电路、电子元器件等领域。
通常丝印油墨的性质可表述如下。
①黏度。是阻止液体流动的一种性质，若液体流动的阻力黏度过大，油墨不易通过丝网，造成印品印迹缺墨；黏度过低，会造成印迹扩大，影响印品清晰度及分辨率。
②可塑性。指油墨受外力作用发生变形后，仍保持其变形前的性质，油墨的可塑性有利于提高印刷精度。
③触变性。是油墨溶胶和凝胶的互换现象，表现为油墨静置一定时间后变稠、黏度变大，把油墨搅动后变稀，黏度又变小，也有利于提高印刷精度。
④流动性（流平性）。指油墨在外力作用下向四周展开的程度。流动度是黏度的倒数，流动度与油墨的塑性和触变性有关系，塑性和触变性大的，流动性就小，反之就大。流动性大印迹容易扩大，流动性小印迹易出现结网。网点交织的结点出现的结墨现象亦称网纹。网印油墨的流动性一般在30～50mm。
⑤黏弹性。指油墨在刮板刮印过程中被剪切断裂后迅速回弹的性能。要求油墨变形速度快，油墨回弹迅速才有利于印刷。
⑥干燥性。要求油墨在网版上的干燥越慢越好，油墨转移到承印物上后，干燥越快越好。
⑦细度。颜料及固体料的颗粒大小在15～45μm，适合印刷的油墨细度应是网孔开度的1/4～1/3。
⑧拉丝性。用墨铲挑起油墨时，丝状的油墨拉伸而不断裂的程度称拉丝性墨丝长，油墨在印刷面出现很多细丝，使承印物及印版沾脏（网点扩大，网点堵塞起毛），造成无法印刷。拉丝现象的产生是由于油墨中的连结料分子量过大及油墨黏度大，有时因油墨的过期而产生拉丝现象较多。
⑨色彩。色彩有三个属性，即色相、亮度、纯度。色相是颜色固有的色彩相貌，一定波长的光波代表了某一个固定的色相，色相不同，其光波的波长也不同，色相是色与色之间的主要区别。亮度也称为明度，对色相相同的一系列颜色，它们之间由于明亮度不同，看上去有深有浅，越接近白色，明度越大。纯度又称饱和度，即色彩接近标准色的程度，越接近标准色，纯度越高，反之纯度越低。
油墨的透明度和遮盖力。它们是一对矛盾关系，油墨的遮盖力越好，则透明度越差，反之油墨的透明度好，则遮盖力就差。
油墨的耐候性。油墨印在承印物上后，其颜色、牢度等在自然条件下暴露在户外保持不变的性质称为耐候性。油墨的耐候性主要取决于颜料，UV油墨由于有光引发剂存在，也会影响油墨的耐候性。
3.2.3 UV网印油墨的制备
网印油墨黏度较大（1～10Pa·s），印刷速度较低（5～30m/min），墨层较厚（10～30μm），因此在制备UV网印油墨时要根据上述性能特点进行配方设计。
（1）低聚物的选择
UV网印油墨常用的低聚物为环氧丙烯酸树脂，光固化速率快，综合性能好，价格便宜，也可适当加入聚氨酯丙烯酸树脂，改善脆性，提高柔韧性和附着力。还可使用部分聚酯丙烯酸树脂和氨基丙烯酸树脂。
适用于UV网印油墨的低聚物见表3-14～表3-17。
表3-14 湛新公司推荐用于UV网印油墨的低聚物
表3-15 沙多玛公司推荐用于UV网印油墨的低聚物
表3-16 中国台湾长兴公司推荐用于UV网印油墨的低聚物
表3-17 中国大陆低聚物生产厂推荐用于UV网印油墨的低聚物
（2）活性稀释剂的选择
UV网印油墨使用的活性稀释剂，一般根据UV油墨的黏度、光固化速率等要求，选择单、双、多官能度丙烯酸酯搭配使用。
常用于UV网印油墨的活性稀释剂见表3-4。
（3）光引发剂的选择
UV网印油墨所用的光引发剂通常以ITX与907配合为主；对红、黄两种颜色的油墨可以651或1173为主；黑色油墨用369与ITX配合为佳；白色油墨则用TPO或819与184或MBF配合。对低档的UV网印油墨，还可加入BP与活性胺以降低成本。要提高光固化速率，往往可适当加入0.5%～1.0%的TPO。
UV网印油墨使用光引发剂的量一般在2%～6%，根据印刷UV网印油墨的厚度、UV网印油墨的光固化速度、UV固化机的UV光源的功率和光强、UV网印油墨的不同颜色等因素进行适当选择。
（4）其他
UV网印油墨所用颜料与一般油墨类似，由于油墨层厚，所以颜料用量相对较少，一般占油墨总量的5%～8%。
UV网印油墨黏度较大，而颜料添加量又较少，可以加入较多的填料调节黏度，特别是加入折光性较好的透光填料，有利于油墨层底部的固化。填料价格便宜，可降低油墨成本；加入填料可减少固化体积收缩，有利于提高附着力。为了改善网印的滑爽性，常添加滑石粉。
为了改善印刷适性，提高网印质量，UV网印油墨必须要加入助剂，如消泡剂和流平剂等，尽量使用UV油墨专用的助剂。使用有机硅类或含氟类助剂时，要考虑重涂性，即套色印刷时，要将表面张力低的色墨印在表面张力高的色墨上。对厚油墨层或有触变性要求的UV网印油墨，要用触变剂气相二氧化硅。
UV网印油墨制造一般都是将低聚物、活性稀释剂、光引发剂和颜料及填料等用捏合机或高速搅拌机混合后，再用三辊机研磨至所需要的细度，助剂按使用要求在生产过程中加入，混合均匀，就制得成品。
UV网印油墨的理化性能见表3-18。
表3-18 UV网印油墨的理化性能
UV网印油墨的工艺条件及使用注意事项：
①UV油墨印刷用的丝网一般选用高张力、低延伸率的S级黄色丝网或UV专用丝网，丝网目数分别为120T/cm、140T/cm、150T/cm、165T/cm、180T/cm，结构为1∶1的平纹织网，网框选用高强度不变形网框。
②网点或多色套印的几块网版张力需一致。张力不一致，油墨层会不均匀而变色调。一般张力误差小于2N/cm，普通印刷张力在20～25N/cm，四色印刷张力在23～27N/cm。
③印刷时，刮板在60°～90°之间选用，一般手工用70°，机印用80°。
④油墨在使用前要充分搅拌，特别是加入添加剂后，一定要搅拌均匀，否则就会使有的油墨固化后附着力强，有的油墨没有固化或未充分固化，造成附着力差，印件还会发生粘连。
⑤UV灯的功率一定要满足所用UV油墨的要求，并调整好固化速度。
⑥固化后冷却至室温，用3M-600胶带进行划格胶带测试。一般固化后24h，附着力和耐溶剂性达到最佳。
⑦用普通洗网水洗网，但不能用酒精。
⑧在批量生产前，任何UV油墨都要用实际印刷及UV光固化设备进行严格测试，UV油墨生产商所提供的技术资料仅供参考。因为墨层厚度、颜色、UV固化机中UV光源功率、UV固化机传送带速度及承印物的种类和表面状态等因素均会影响光固化效果。
3.2.4 UV网印油墨参考配方
（1）UV红色网印油墨参考配方2
EA 25
PEA 5
HDDA 25
TPGDA 5
CTX 4
DEAP 4
EDAB 3
红颜料 10
CaCO3 15
聚乙烯蜡 3
表面活性剂 1
（2）UV绿色软管网印油墨参考配方
EA 35
氯化PEA 20
TMPTA 6
TPGDA 10
184 2
369 1
酞菁绿 20
助剂 1
混合溶剂 5
（3）UV黄色软管网印油墨参考配方
EA 40
氯化PEA 15
TMPTA 6
TPGDA 10
907 2
369 1
联苯胺黄 2
巴斯夫371 18
助剂 1
混合溶剂 5
（4）UV白色软管网印油墨参考配方
EA 8
PUA 12
氯化PEA 10
TMPTA 8
TPGDA 20
819 2
184 1
TiO2 28
助剂 1
混合溶剂 10
（5）UV-PE网印油墨参考配方
胺改性EA 60.0
TPGDA 20.0
LA 6.0
ITX 1.5
184 1.5
TPO 1.0
颜料 7.0
SiO2 1.5
硅流平消泡剂 1.5
（6）UV黑色PE网印油墨参考配方
脂肪族PUA（CN966，含10%EOEOEA） 31.0
DPEPA（SR399） 22.0
低黏度双丙烯酸酯（CN132） 31.8
光引发剂（SR1111） 4.0
ITX 0.5
907 4.5
炭黑 6.0
润湿剂（SR022） 0.2
（7）UV黑色PC网印油墨参考配方
脂肪族PUA（CN961E80） 26.8
TPGDA 20.0
EO-TMPTA 28.0
DPEPA 10.0
光引发剂（SR1111） 4.0
907 4.5
ITX 0.5
炭黑 6.0
润湿剂（SR022） 0.2
（8）UV白色PC网印油墨参考配方
脂肪族PUA（CN961E80） 20.0
TPGDA 20.0
EO-TMPTA 20.8
DPEPA 8.0
光引发剂（SR1113） 8.0
TiO2 23.0
润湿剂（SR022） 0.2
（9）UV蓝色网印油墨参考配方
EA 35.0
PEA 20.0
DDA 10.0
BP 5.0
CTX 3.0
EDAB 5.0
酞菁蓝 15.0
炭黑 5.0
石蜡 1.9
稳定剂 0.1
（10）UV蓝色网印油墨参考配方
Heliogenblue D7092 5.0
颜料分散树脂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
助引发剂Laromer LR8956 40
助剂CAB551-001（含20% TPGDA） 4.5
BYK164 1.0
PA57 0.8
Tego Rad2100 0.2
Aerosil200 2.5