玻璃制品的曲面印刷與轉移印刷
2007-04-12 00:00 來源:網絡 責編:中華印刷包裝網
摘要:玻璃制品造型各異,可采用曲面網印機和水轉印工藝進行印刷。介紹了曲面網印機的工作原理、印前準備與具體的操作步驟,并針對水轉印工藝及操作中應注意的問題進行了說明。
在大干世界里,我們隨處可以看到形形色色、造型各異的曲面玻璃制品。它們之中有與我們日常生活密切相聯的必用品(水杯、煙缸等),有生產廠家進行產品推銷的宣傳品(啤酒杯),有進行化學、醫學試驗用的試管、量具,更有許多風格獨特、美觀實用的工藝品。如果我們仔細觀看,這些玻璃制品上面都印有精美的圖文與線條,其作用概括起來有三點:裝飾;產品宣傳;科學量程。這些玻璃制品裝點著人們的生活,也給我們的工作帶來許多方便。
曲面玻璃制品主要包括三種:圓柱形、圓錐形、圓錐球面形,前兩種適宜用曲面印刷機印刷,后一種則必須采用水轉印工藝。
一、 曲面網印機的工作原理
如圖1所示:圓柱形承印物被放置在曲面印刷機工作平臺的軸承架上,尖狀刮刀向下施壓,此時網版做勻速水平運動,帶動承印物轉動,網版鏤空處的油墨就被轉移到承印物上,從而完成整個印刷過程。在印刷過程中,刮板只做行程很小的上下垂直運動,網版則進行較大行程的水平運動,而印壓線始終與承印物的回轉中心線相切。
二、 印前的準備工作
1.制版采用鋁合金網框,絲網選用300目黃色滌綸網。如用光固化油墨印刷,絲網以350目為宜,由于曲面印刷對網版膠膜磨損大,應選用耐磨損、分辨率高的感光乳液。如日本村上公司生產的SBQ單液感光膠。制版時膠膜涂布得盡量厚一些,一般在網版正反兩面各涂布兩遍即可。
2.異形承印物需定做異形網框。如:凰形承印物是在圓柱形基礎上加上一個穩定底座,這就需要制作如圖2所示的網框,印刷時將底座藏于角鐵邊的下面,才能正常印刷。
3.由于玻璃器物都是經過高溫燒制而成,燒制過程中會產生自然形變,形變造成了同一型號的產品尺寸的不一致性,所以,印刷之前必須用卡尺將其分成大中小三個型號分別印刷,否則,就會出現玻璃器物受壓破碎、網版撕裂等故障。
4.對于印刷車間及場地面積較小的印刷廠,可采用UV玻璃墨印刷。UV油墨有兩個最顯著的特點:(1)牢度特佳,印壞待返工的印件,必須用刮刀才能將圖案文字處的墨層刮除干凈;(2)瞬間干燥,只需3~6s墨層就可完全干固,可以省去許多晾架、晾具,極大地提高了生產效率。由于玻璃制品具有透明性,因此墨層的固化不需要大功率的光固機,一般UV燈功率控制在2~3 kW即可。超過圓周長2/5的圖文,需進行二次固化,超過圓周長3/5的圖文,需制作專用托架,光固時將承印物架空,以免光固機傳送帶觸及墨層造成廢品。
5.由于玻璃油墨中的溶劑不能對玻璃表面產生微溶作用,完全是靠樹脂將顏料貼附在玻璃表面,因此玻璃表面的清潔度將直接影響印刷油墨的牢度。可用稀鹽酸擦去表面的塵土、污漬,較清潔的玻璃器物可用工業酒精擦洗。印刷工放件取件時必須戴防塵手套,以確保印刷前圖文之處的潔凈度。
6.套色印刷時,應在第一色網版上的適當位置做出定位十字線,印刷時將圖文與十字線一起印在玻璃器物上,以后若干色印刷均以十字線為基準,待印刷完畢,將十字線用刀刮除。當使用齒輪與齒條作為定位行程標準時,需用油墨或即時貼在承印物適當位置上做一橫線標記,印刷時,定位擋片與承印物上的橫線齊平,以保證套印的準確性。
7.油墨的選擇應根據具體印件而定,不能加熱的中空注水或注溶劑的玻璃工藝品只能用普通油墨印刷;要求耐磨耐溶劑性較高的印件,應選用UV或高溫燒結墨。常用的玻璃油墨如表1所示。
8.氣動曲面印刷機一般都不配備軸承架,可參考手動曲面印刷機,自己制作一個軸承架,架盒可用5~8 mm厚的有機玻璃做成u形半開放式盒子,盒子兩側各打兩個Ø10 mm的孔,然后將四個小軸承分別套入兩根Ø10 mm的鐵管中,將其安插在架盒兩側的孔中。再根據承印物直徑的大小制作兩個定位擋片,一個是側擋片,一個是中間套色定位擋片。制作好的軸承架用螺絲與工作平臺緊固好,不可松動。
三、曲面網印機的操作步驟
用于曲面印刷的機械設備很多,其傳動方式有手動、電動、氣動。手動印刷機因印刷速度較慢只能用于小批量印刷,電動曲面印刷機體積精巧,印刷時噪音低,很受網印廠家的歡迎。但大多數廠家使用的還是氣動曲面印刷機,下面就以恒暉S—250M曲面網印機為例,談一談印前網版調試與印刷時的操作步驟。
確定刮印行程距離
將曬制好的網版裝入網架后,應把滑行架上的左右兩個定位擋塊擰松,向左移動網版架,刮刀架下面的回墨刀與印刷圖文的距離為10~20 mm,然后鎖緊左邊的定位擋塊,再把網版架向右移動,刮刀架下面的尖狀刮刀應超出印刷圖文10~20 mm,隨后鎖緊右邊的定位擋塊。當接通電路和氣路后,手按操作面板“網框試位”鍵,觀察網框運行是否平穩(不抖動),與刮刀和回墨刀的距離是否合理、準確。
接通電路與氣路
首先接通電源開關,然后把氣路通止閥向后拉動,氣路便成通暢狀態。在印刷過程中,重復使用操作面板上的“單循環”鍵很不方便,印刷工人經常利用腳踏開關來進行單循環的工作,這樣,可以人為控制承印物放入及取出時間,所以還必須把腳踏開關與電路連接牢固(機座上有預留的專用插座),最后將空氣壓縮機電源接通。
網距的調試
氣動曲面印刷機與平面網印機的不同之處是它的印刷平臺可以上下升降,當印刷平臺下降時,我們可以把承印物放入軸承架中等待印刷,工作平臺升起時,就可以進行刮印。網距的調試一定要謹慎小心,不可操之過急,否則承印物與網版相撞,會造成機器部件的損壞。首先,手按操作面板上的“升降”鍵,此時,工作平臺升起與印刷網版之間有一定距離,用卡尺測出軸承頂部與網版之間的距離。如測出的數值大于或等于承印物的直徑,就可把承印物放在軸承架上進行第二次調試。如兩次調試承印物與網版之間的距離仍大于我們所需的網距值,可順時針轉動機座上的平臺升起輪將工作臺向上頂起,直到滿意為止(承印物與網版之間的距離應控制在1~1.5mm為宜)。
刮刀、回墨刀與承印物回轉中心線的調整
將工作平臺升起,使承印物與網版之間的距離為1~1.5mm,然后松開刮刀架上架桿與架托之間的螺絲,使架托下落,待架托中的刮刀與網版之間的距離為1mm時,鎖緊螺絲。手按操作面板上“刮刀調整”鍵,此時氣路接通,刮刀下落壓入網版,觀察刮刀是否與承印物相接觸(用手轉動承印物,承印物轉動且與網版之間有一定摩擦力),如距離有偏差,可調節刮刀氣缸上的調程螺絲,使之達到最佳接觸。回墨刀的調整,也與刮刀的調整原理一樣,只是回墨刀不能切入網版中;應與網版面保持平行,最佳位置是與網版之間有0.2~0.4mm的間隙。
刮刀下落的高度是以承印物的回轉中心線為參照系,當刮刀通過網版與承印物相接觸時,刮刀線與回轉中心線是同一條線,在印刷過程中,要不斷校正刮刀線與承印物回轉中心線是否重合在一起,這樣,才能保證印品質量,提高生產效率。
錐形體印刷
由于錐形體承印物的開口面與底面不等圓,所以必須把工作平臺傾斜,使承印物與網版平行才能印刷。工作平臺前底部有一錐度調節螺桿,調整此螺桿的高度,可把工作平臺傾斜成我們所需要的角度。
另外,錐形體承印物的圖文在網版上呈扇形排列,用電腦設計圖文時,必須準確繪制扇形輪廓線,在此輪廓線內填充圖文。
上墨試印
在網版圖文起點空白處,用刮墨鏟涂少許油墨,手按操作面板上“單循環”鍵(或者使用腳踏開關),此時刮刀下落與承印物接觸,固定在滑行架上的網版架向左行駛進行刮印,當超出圖文后被定位擋塊攔截,刮刀提起,回墨刀下落,繼續向右行駛,完成回墨任務后網版架在起始點停止。當我們取出印件后,應仔細檢驗圖文處油墨是否均勻光亮、色澤準確,如果發現問題,應及時查找原因,常出現的印刷問題見表2。
四、水轉印工藝
由于玻璃材料是易碎品,這就給制作模具及夾具帶來困難,而玻璃制品又不同于用注塑工藝生產出的塑料制品,注塑時已有定位靠點,而玻璃制品本身在燒制過程中又有尺寸的偏差,這就給套色印刷增加了很大難度,不容易套印得十分準確。
對于不規則的曲面印刷品,用曲面印刷機根本就無法印刷。一般采用水轉印方式來印制。日本田中化學株式會社生產的陶瓷及玻璃水轉印油墨,質量穩定、墨層光亮、牢固度好,手工印刷、機械印刷均可,其印刷工藝流程為:水轉印紙→印低溫膠水→印文字圖案→印光油→印封面油→轉貼到承印物上。
五、操作中應注意的幾個問題
1.根據承印物的圖案大小,選取不同克重的進口或國產水轉印紙,轉印紙要提前晾曬(陽光不可直射)使紙張的吸濕率與印刷車間的溫濕度同步,以確保套印時的準確度。
2.膠水、圖案、光油三塊網版的絲網目數不能低于250目/英寸(1英寸=2.54 cm)。否則印刷出的墨層過厚,墨層上有網紋痕跡,影響印品的外觀質量。封面油一般用100目/英寸絲網進行印刷。如果圖案面積較大,可印刷兩次,這樣當進行滑動轉貼的時候封面層不容易破裂,能保證轉貼質量。
3.轉貼完畢,一定要把承印物與貼紙之間的水分排除干凈,可用軟質刮板,乳膠海綿塊進行刮推,局部凸起的小水泡,可采用針刺的方法排凈水分。刮除水分這道工藝直接關系到水轉印產品圖案的完整性,不可輕視。
4.刮干凈水分的水轉印產品,在車間里自然晾干10h就可以送入50~60℃烤箱中,烘烤20~30 min后取出,待溫度下降后立即撕去封面層,然后重新放入烤箱中(180~200℃),保持30~40 min,墨層就可完全干固,并且光亮結實,耐溶劑耐摩擦。
5.高溫燒結墨(玻璃釉料)在燒制后,能與玻璃表面熔合在一起,因此,它的耐溶劑、耐化學藥品、耐劃傷性能較高,常用來印制高檔次的日常生活飲用器物及特殊場合所需要的玻璃制品。
燒結墨可直接印刷在玻璃制品上,但需購置一臺烤爐,當爐溫升到550℃的時候,釉料可完全熔化與玻璃熔合在一起,因此,它的黏結牢度在所有的玻璃油墨中為最好。高溫燒結墨水轉印工藝流程為:水轉印紙→印圖文→印封面油→轉貼到承印物上。封面油干燥后所形成的脫離層可隨爐溫升高而揮發(200℃左右),不用人為撕掉。
曲面玻璃制品印刷工藝比較復雜,針對不同形狀的器物采用相對應的印刷方法,同時還需制作許多夾具、模具,玻璃制品的印刷還可以采用移印工藝,但國內生產移印玻璃墨的廠家很少,民間還有許多能工巧匠自制的手動曲面網印機,使用起來也十分方便快捷。總之,只要我們掌握曲面印刷的工藝原理,在實踐中不斷摸索、積累經驗,就一定能印刷出色彩亮麗的精美圖像。
在大干世界里,我們隨處可以看到形形色色、造型各異的曲面玻璃制品。它們之中有與我們日常生活密切相聯的必用品(水杯、煙缸等),有生產廠家進行產品推銷的宣傳品(啤酒杯),有進行化學、醫學試驗用的試管、量具,更有許多風格獨特、美觀實用的工藝品。如果我們仔細觀看,這些玻璃制品上面都印有精美的圖文與線條,其作用概括起來有三點:裝飾;產品宣傳;科學量程。這些玻璃制品裝點著人們的生活,也給我們的工作帶來許多方便。
曲面玻璃制品主要包括三種:圓柱形、圓錐形、圓錐球面形,前兩種適宜用曲面印刷機印刷,后一種則必須采用水轉印工藝。
一、 曲面網印機的工作原理
如圖1所示:圓柱形承印物被放置在曲面印刷機工作平臺的軸承架上,尖狀刮刀向下施壓,此時網版做勻速水平運動,帶動承印物轉動,網版鏤空處的油墨就被轉移到承印物上,從而完成整個印刷過程。在印刷過程中,刮板只做行程很小的上下垂直運動,網版則進行較大行程的水平運動,而印壓線始終與承印物的回轉中心線相切。
二、 印前的準備工作
1.制版采用鋁合金網框,絲網選用300目黃色滌綸網。如用光固化油墨印刷,絲網以350目為宜,由于曲面印刷對網版膠膜磨損大,應選用耐磨損、分辨率高的感光乳液。如日本村上公司生產的SBQ單液感光膠。制版時膠膜涂布得盡量厚一些,一般在網版正反兩面各涂布兩遍即可。
2.異形承印物需定做異形網框。如:凰形承印物是在圓柱形基礎上加上一個穩定底座,這就需要制作如圖2所示的網框,印刷時將底座藏于角鐵邊的下面,才能正常印刷。
3.由于玻璃器物都是經過高溫燒制而成,燒制過程中會產生自然形變,形變造成了同一型號的產品尺寸的不一致性,所以,印刷之前必須用卡尺將其分成大中小三個型號分別印刷,否則,就會出現玻璃器物受壓破碎、網版撕裂等故障。
4.對于印刷車間及場地面積較小的印刷廠,可采用UV玻璃墨印刷。UV油墨有兩個最顯著的特點:(1)牢度特佳,印壞待返工的印件,必須用刮刀才能將圖案文字處的墨層刮除干凈;(2)瞬間干燥,只需3~6s墨層就可完全干固,可以省去許多晾架、晾具,極大地提高了生產效率。由于玻璃制品具有透明性,因此墨層的固化不需要大功率的光固機,一般UV燈功率控制在2~3 kW即可。超過圓周長2/5的圖文,需進行二次固化,超過圓周長3/5的圖文,需制作專用托架,光固時將承印物架空,以免光固機傳送帶觸及墨層造成廢品。
5.由于玻璃油墨中的溶劑不能對玻璃表面產生微溶作用,完全是靠樹脂將顏料貼附在玻璃表面,因此玻璃表面的清潔度將直接影響印刷油墨的牢度。可用稀鹽酸擦去表面的塵土、污漬,較清潔的玻璃器物可用工業酒精擦洗。印刷工放件取件時必須戴防塵手套,以確保印刷前圖文之處的潔凈度。
6.套色印刷時,應在第一色網版上的適當位置做出定位十字線,印刷時將圖文與十字線一起印在玻璃器物上,以后若干色印刷均以十字線為基準,待印刷完畢,將十字線用刀刮除。當使用齒輪與齒條作為定位行程標準時,需用油墨或即時貼在承印物適當位置上做一橫線標記,印刷時,定位擋片與承印物上的橫線齊平,以保證套印的準確性。
7.油墨的選擇應根據具體印件而定,不能加熱的中空注水或注溶劑的玻璃工藝品只能用普通油墨印刷;要求耐磨耐溶劑性較高的印件,應選用UV或高溫燒結墨。常用的玻璃油墨如表1所示。
8.氣動曲面印刷機一般都不配備軸承架,可參考手動曲面印刷機,自己制作一個軸承架,架盒可用5~8 mm厚的有機玻璃做成u形半開放式盒子,盒子兩側各打兩個Ø10 mm的孔,然后將四個小軸承分別套入兩根Ø10 mm的鐵管中,將其安插在架盒兩側的孔中。再根據承印物直徑的大小制作兩個定位擋片,一個是側擋片,一個是中間套色定位擋片。制作好的軸承架用螺絲與工作平臺緊固好,不可松動。
三、曲面網印機的操作步驟
用于曲面印刷的機械設備很多,其傳動方式有手動、電動、氣動。手動印刷機因印刷速度較慢只能用于小批量印刷,電動曲面印刷機體積精巧,印刷時噪音低,很受網印廠家的歡迎。但大多數廠家使用的還是氣動曲面印刷機,下面就以恒暉S—250M曲面網印機為例,談一談印前網版調試與印刷時的操作步驟。
確定刮印行程距離
將曬制好的網版裝入網架后,應把滑行架上的左右兩個定位擋塊擰松,向左移動網版架,刮刀架下面的回墨刀與印刷圖文的距離為10~20 mm,然后鎖緊左邊的定位擋塊,再把網版架向右移動,刮刀架下面的尖狀刮刀應超出印刷圖文10~20 mm,隨后鎖緊右邊的定位擋塊。當接通電路和氣路后,手按操作面板“網框試位”鍵,觀察網框運行是否平穩(不抖動),與刮刀和回墨刀的距離是否合理、準確。
接通電路與氣路
首先接通電源開關,然后把氣路通止閥向后拉動,氣路便成通暢狀態。在印刷過程中,重復使用操作面板上的“單循環”鍵很不方便,印刷工人經常利用腳踏開關來進行單循環的工作,這樣,可以人為控制承印物放入及取出時間,所以還必須把腳踏開關與電路連接牢固(機座上有預留的專用插座),最后將空氣壓縮機電源接通。
網距的調試
氣動曲面印刷機與平面網印機的不同之處是它的印刷平臺可以上下升降,當印刷平臺下降時,我們可以把承印物放入軸承架中等待印刷,工作平臺升起時,就可以進行刮印。網距的調試一定要謹慎小心,不可操之過急,否則承印物與網版相撞,會造成機器部件的損壞。首先,手按操作面板上的“升降”鍵,此時,工作平臺升起與印刷網版之間有一定距離,用卡尺測出軸承頂部與網版之間的距離。如測出的數值大于或等于承印物的直徑,就可把承印物放在軸承架上進行第二次調試。如兩次調試承印物與網版之間的距離仍大于我們所需的網距值,可順時針轉動機座上的平臺升起輪將工作臺向上頂起,直到滿意為止(承印物與網版之間的距離應控制在1~1.5mm為宜)。
刮刀、回墨刀與承印物回轉中心線的調整
將工作平臺升起,使承印物與網版之間的距離為1~1.5mm,然后松開刮刀架上架桿與架托之間的螺絲,使架托下落,待架托中的刮刀與網版之間的距離為1mm時,鎖緊螺絲。手按操作面板上“刮刀調整”鍵,此時氣路接通,刮刀下落壓入網版,觀察刮刀是否與承印物相接觸(用手轉動承印物,承印物轉動且與網版之間有一定摩擦力),如距離有偏差,可調節刮刀氣缸上的調程螺絲,使之達到最佳接觸。回墨刀的調整,也與刮刀的調整原理一樣,只是回墨刀不能切入網版中;應與網版面保持平行,最佳位置是與網版之間有0.2~0.4mm的間隙。
刮刀下落的高度是以承印物的回轉中心線為參照系,當刮刀通過網版與承印物相接觸時,刮刀線與回轉中心線是同一條線,在印刷過程中,要不斷校正刮刀線與承印物回轉中心線是否重合在一起,這樣,才能保證印品質量,提高生產效率。
錐形體印刷
由于錐形體承印物的開口面與底面不等圓,所以必須把工作平臺傾斜,使承印物與網版平行才能印刷。工作平臺前底部有一錐度調節螺桿,調整此螺桿的高度,可把工作平臺傾斜成我們所需要的角度。
另外,錐形體承印物的圖文在網版上呈扇形排列,用電腦設計圖文時,必須準確繪制扇形輪廓線,在此輪廓線內填充圖文。
上墨試印
在網版圖文起點空白處,用刮墨鏟涂少許油墨,手按操作面板上“單循環”鍵(或者使用腳踏開關),此時刮刀下落與承印物接觸,固定在滑行架上的網版架向左行駛進行刮印,當超出圖文后被定位擋塊攔截,刮刀提起,回墨刀下落,繼續向右行駛,完成回墨任務后網版架在起始點停止。當我們取出印件后,應仔細檢驗圖文處油墨是否均勻光亮、色澤準確,如果發現問題,應及時查找原因,常出現的印刷問題見表2。
四、水轉印工藝
由于玻璃材料是易碎品,這就給制作模具及夾具帶來困難,而玻璃制品又不同于用注塑工藝生產出的塑料制品,注塑時已有定位靠點,而玻璃制品本身在燒制過程中又有尺寸的偏差,這就給套色印刷增加了很大難度,不容易套印得十分準確。
對于不規則的曲面印刷品,用曲面印刷機根本就無法印刷。一般采用水轉印方式來印制。日本田中化學株式會社生產的陶瓷及玻璃水轉印油墨,質量穩定、墨層光亮、牢固度好,手工印刷、機械印刷均可,其印刷工藝流程為:水轉印紙→印低溫膠水→印文字圖案→印光油→印封面油→轉貼到承印物上。
五、操作中應注意的幾個問題
1.根據承印物的圖案大小,選取不同克重的進口或國產水轉印紙,轉印紙要提前晾曬(陽光不可直射)使紙張的吸濕率與印刷車間的溫濕度同步,以確保套印時的準確度。
2.膠水、圖案、光油三塊網版的絲網目數不能低于250目/英寸(1英寸=2.54 cm)。否則印刷出的墨層過厚,墨層上有網紋痕跡,影響印品的外觀質量。封面油一般用100目/英寸絲網進行印刷。如果圖案面積較大,可印刷兩次,這樣當進行滑動轉貼的時候封面層不容易破裂,能保證轉貼質量。
3.轉貼完畢,一定要把承印物與貼紙之間的水分排除干凈,可用軟質刮板,乳膠海綿塊進行刮推,局部凸起的小水泡,可采用針刺的方法排凈水分。刮除水分這道工藝直接關系到水轉印產品圖案的完整性,不可輕視。
4.刮干凈水分的水轉印產品,在車間里自然晾干10h就可以送入50~60℃烤箱中,烘烤20~30 min后取出,待溫度下降后立即撕去封面層,然后重新放入烤箱中(180~200℃),保持30~40 min,墨層就可完全干固,并且光亮結實,耐溶劑耐摩擦。
5.高溫燒結墨(玻璃釉料)在燒制后,能與玻璃表面熔合在一起,因此,它的耐溶劑、耐化學藥品、耐劃傷性能較高,常用來印制高檔次的日常生活飲用器物及特殊場合所需要的玻璃制品。
燒結墨可直接印刷在玻璃制品上,但需購置一臺烤爐,當爐溫升到550℃的時候,釉料可完全熔化與玻璃熔合在一起,因此,它的黏結牢度在所有的玻璃油墨中為最好。高溫燒結墨水轉印工藝流程為:水轉印紙→印圖文→印封面油→轉貼到承印物上。封面油干燥后所形成的脫離層可隨爐溫升高而揮發(200℃左右),不用人為撕掉。
曲面玻璃制品印刷工藝比較復雜,針對不同形狀的器物采用相對應的印刷方法,同時還需制作許多夾具、模具,玻璃制品的印刷還可以采用移印工藝,但國內生產移印玻璃墨的廠家很少,民間還有許多能工巧匠自制的手動曲面網印機,使用起來也十分方便快捷。總之,只要我們掌握曲面印刷的工藝原理,在實踐中不斷摸索、積累經驗,就一定能印刷出色彩亮麗的精美圖像。
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