《中华印刷通史》第二十二章- 模纹蚀刻的日志- 网易博客

《中华印刷通史》第二十二章

2010-07-22 12:29:13 阅读3 评论0 字号:

在科学技术蓬勃发展的二十世纪,严格地讲,科学技术的应用领域是没有边界的。十九世纪 发明 的照相术,应用于印刷工业,产生了照相制版术;应用于电影拍片,就是电影摄影术。印刷 术不仅可以用于书报刊的图文印刷,用于有价证券印刷,广而 言之,凡是需要完成图文转印复制的地方,都有印刷术的用武之地。

本章的"工业印刷",是指在其他某些工业产品的生产中,应用了印 刷术的图文转印复制技术。这些工业一般说不属于印刷工业,它们生产出的的产品也不是印 刷产品, 但是它让人们看到,在更广阔的工业生产领域li1,印刷术一次又一次显示了它的勃勃生机。

在电子产品中,早期的印刷线路板的制作,七十年代以来的集成电路板的生产,都用到了印 刷术中照相图文复制和晒版腐蚀技术。应该说,这是印刷术对现代文明的又一贡献。

早期的收音机、电视机中各种元器件,如电阻、电容器、电子管等,都是先安装在基板或底 座上,再用导线焊接联接而成。这种生产加工方式不但生产效率低,产品性能差,产品体积 也大。为了提高电子产品的可靠性,缩小体积,从五十年xx始,人们把事先设计好的线路 图 ,用照相制版的方式做成照相原版,再用晒版的方式,把线路图晒制到覆有铜箔的绝缘板上 ,然后用化学腐蚀的方法,使需要有导线联接的地方,铜箔层被保留下来,不需要导电的部 位铜箔层被腐蚀掉,成为绝缘层。{zh1}经过打孔、电镀、整饰加工,就成为印刷电路板。它 除了形成一定的导电线路外,还具有一定的厚度和强度,实际上起着两个作用:一是作为相 关的一些电子元器件的承载体;二是联接这些元器件的导电体。把它安装在电子产品中, 它只是整体电子产品的一个部件。

由于印刷电路板的制作方法同印刷工业中的铜锌版制做方法基本相似,所以自六十年代以来 , 北京、天津、沈阳、上海、广州等城市一些印刷厂或铜锌版制版厂除为印刷业制做铜锌版以 外,也承揽一些印刷电路板的加工制做任务。也有的是在生产电子产品的工厂设印刷电路板 制作车间。名字虽然叫"印刷电路板",但它不是用印刷印出来的,而是用印刷术中照相制 版术的方法制作的,也可以说是印刷术同电子技术相结合的结果。

1.印刷电路的基板

印刷电路的基板主要由两部分组成:绝缘层和导电层。绝缘层是将增强材料如布、纸、石棉 、尼龙纤维布或玻璃纤维布经过在粘结材料树脂溶液中浸渍烘干后层压而成。导电层则是将 铜箔压制在树脂层上而成。

(1)增强材料。它是印刷电路板的骨架,一般用布、纸、石棉、尼龙纤维布或玻璃纤维布。初期用过棉布。但由于棉布的吸湿性强,机械强度不高,后来被其他纤维材料取代,用的比较多的有绝缘纸 和玻璃纤维布。

(2)粘结材料。纤维增强材料经过浸渍粘结剂溶液以后,粘结剂的树脂高分子充满了纤维之间的空隙,经烘 干压制以后,就成为绝缘板,不仅增强了纤维的绝缘性能,也把纤维层粘结成为一个整体。早期的粘结材料一般用酚醛树脂。这种材料来源方便,价钱便宜,还具有较好的绝缘性能和 机械强度。进入八十年代以后,随着电子技术的发展,人们对印刷电路板的性能要求也日 益 提高。又开发出性能更好的环氧树脂作粘结材料。环氧树脂在电绝缘性、热稳定性、防潮防 渗性等方面均优于酚醛树脂,只是价格比前者要贵一些。

(3)导电材料。印刷电路板的导电材料主要是用电镀方法生产的铜箔。从导电性要求,铜箔的纯度当然是越 纯越好,至少不低于99.5%。铜箔的厚度可根据印刷电路板的设计要求来选择。国内采用的 铜箔厚度一般为35~50微米,也有比这薄的如10微米、18微米;和比这厚的如70微米。

(4)覆铜箔层压板。将增强纤维材料浸渍在粘结树脂材料溶液中,烘干后层叠,同导电铜箔一起在加热条件下经 一定时间压制即成为制做印刷电路(基)板的覆铜箔层压板。覆铜箔层压板有单面、双面覆铜箔之分,可根据电子产品的需要选用。

2.照相底片

设计人员按照电子线路的要求设计出图纸。以图纸作原稿,在制版照相机上进行拍照,作出 照相底片。由于下一步蚀刻晒版感光胶性质的不同,照相底片可以是阳片,也可以是阴片。如果蚀刻晒版感光胶是负性的,像重铬酸盐明胶感光胶,照相底版用阴片;如果晒版感 光胶是正性的,则照相底版用阴片考贝阳片的方法,制做出阳片。印刷电路的设计图上一 般都是线条、符号、文字和实地块,没有连续阶调的变化。拍出的阴片和考贝出的阳片应该 是黑白分明,线条边缘整齐光滑,有足够的密度反差。这是制作印刷电路板品质好坏的关 键。

3.印刷电路板的制作

制作印刷电路板有多种工艺方法,有腐蚀法,也有电镀法,自五十年代以来用的比较多的是 腐 蚀法。但自从八十年代以后,随着网版印刷技术的日益完善和在电子工业中的广泛应用,用 网版印刷绝缘层然后电镀的方法制作印刷电路板也很普遍。后者在下文另行叙述。这li1主要 讲腐蚀法。这是传统的印刷电路板制作方法,工艺过程大致如下:

(1)在基板上涂布感光胶。早期晒制印刷电路板常用蛋白、明胶或虫胶加重铬酸盐配制成感光胶。七十年代以后 ,由于国产聚乙烯醇大量面市,遂改进应用聚乙烯醇重铬酸盐感光胶。首先在铜箔表面用木炭磨光,用稀盐酸清洗,涂布感光胶,烘干。

(2)曝光、显影、修整、烘烤。这步操作同铜锌版制做方法基本像似。

(3)腐蚀。制作印刷电路板应用比较多的是化学腐蚀法。七十年代以前主要用三氯化铁溶液在专用腐蚀 机 中进行腐蚀。由于三氯化铁腐蚀溶液回收比较困难,又污染环境,七十年代以后,有不少工 厂 逐渐改用酸性氯化铜溶液进行腐蚀。酸性氯化铜溶液是在CuCl◆2溶液中加进盐酸,在腐蚀 溶液与铜进行化学反应时,铜被腐蚀,生成氯化亚铜CuCl。当腐蚀溶液中CuCl◆2的含量降 低到一定程度时,溶液就失去了对铜的腐蚀能力。这时可往腐蚀溶液中通入具有强氧化能力 的氯气Cl◆2,把腐蚀溶液中大量积存的氯化亚铜再氧化成氯化铜,重新恢复溶液的腐蚀能 力。

腐蚀完成以后的电路板,还不是成品。只是采用照相蚀刻法制做印刷电路板的印刷工艺加工 到此告一段落,后面还要经过机械加工,电镀加工等一系列加工完成后,才成为正式电子产 品。

本世纪后半世纪以来,是电子技术突飞猛进的年代,随着电子技术由晶体管时代进入集成电 路时代,印刷电路板的制作也更加精密化,从而产生了集成电路的光刻技术。它也是从印刷 技术中照相制版技术演变过来的。如果说它同前面叙述的印刷电路的制作有什么不同的话, 这就是光刻技术加工制作的是电子元器件尺寸更加小型化,线路排布更加密集化,加工设备 更加精密化了的集成电路制作技术。

1.液体光刻胶

印刷技术与其他工业技术互相渗透、互相影响的实例莫过于电子工业的光刻技术了。集成电 路制作的光刻技术,是从照相制版的铜锌版制作技术演进而成的。而印刷技术中照相制版术 应用的合成感光树脂,则是在光刻技术的推动下,蓬勃发展起来的。

由于重铬酸盐感光胶的感光性能和分辨力都不能满足光刻技术的要求,六十年代初国际上出 现了 人工合成的肉桂酸聚乙烯醇酯的感光树脂,并率先把它用在电子工业的光刻技术上。六十年 代 中期,本文作者当时在中国人民银行印制技术研究所工作,曾合成出肉桂酸聚乙烯醇酯感光 树脂,后因"文化大革命"的动乱,研究所被解散,致使这一成果不了了之。六十年代末中 国 科学院化学研究所终于也合成出这一感光树脂,从七十年xx始,在集成电路的制作上得到 应用。

肉桂酸聚乙烯醇酯感光胶是负性感光胶,即感光部位的感光胶进一步交联成更高级的网状高 分子,因而失去水溶性;未感光部位的感光胶中因为含有聚乙烯醇分子,可以用水显影去 掉。曝光用的底片,在电子行业称掩模。因为感光树脂是负性,所以得用阴片掩模进行曝光 。经曝光、显影冲洗以后,设计的集成电路的图样就被复制到半导体器件上,

2.干膜感光胶

肉桂酸聚乙烯醇感光胶,虽然其感光性等各方面都比传统的重铬酸盐感光胶优越,但它仍是 液体的,保存和使用多有不便。从七十年代末开始,一种更方便的感光物质在电子行业得到 应用,这就是干膜感光胶。

利用聚脂薄膜片基作载体,在其上面涂布含有丙烯 基的聚合物。这层聚合物就是一种负性 感光胶膜。待胶膜干燥后,再覆盖聚乙烯薄膜作为保护层,使感光胶免受污染。称它为干膜 感光胶,是因为干膜感光胶可以预先加工制作,长期保存备用,用时只要将聚乙烯薄膜揭去 ,将感光胶膜面对向线路板基铜箔,在加热、加压条件下,使感光膜层粘贴附于铜箔上。国 产G11,G21,G31,G41,SXM干膜的贴膜温度大约在90~100℃

干膜的曝光同前述的肉桂酸酯感光胶差不多,有效的波长范围在320~400纳米。

曝光完成后,用1~2%的无水碳酸钠水溶液显影。

为了使未曝光部位的感光胶彻底显影xx干净,显影硷水的温度以40℃为宜。显影完成 后的修整、腐蚀等加工方法同前述的肉桂酸酯感光胶差不多,不再赘述。

随着网版印刷技术日益精密化的发展,也由于网版印刷承印物多样化的特点,人们发现网版 印刷在印刷电路的制作中是可以大显身手的。自八十年代以来,在电子工业中用网版印刷的 方 法制作印刷电路板,成为一个重要的发展势头。归纳起来,网版印刷技术在电子产品生产中 ,有以下几方面应用:

不过应用最多的还是用网版印刷形成抗蚀膜层,xx取代了感光胶的涂布、曝光、显影等操 作,从而简化了印刷电路的制作工艺,降低了成本。不过网版印刷的线条分辨力比起精密的 集 成电路来说,还显粗糙,所以网版印刷技术的应用主要限于一般的印刷电路。需要指出的是 ,这里的网版印刷技术,同一般的网版印刷原理上是相同的。设备主要是针对承印件尺寸的 大小有所不同。重要的区别是网版印刷的印墨。根据网版印刷在电子器件制做过程中的功能 来分,印墨有二种类型:

1.耐腐蚀印墨 印刷到铜箔上以后,能很好地粘附在铜箔表面上,在化学腐蚀过程中,能经受酸性腐蚀溶液 的冲击,保护铜箔层不被腐蚀。

耐腐蚀印墨一般由沥青漆、胶印树脂油墨,酚醛清漆或醇酸清漆加一些填料组成。常用的填 料有锌钡白漆、滑石粉等。

2.耐电镀印墨 如果丝网印刷是为了使电子器件的印刷部位在电镀过程中成为绝缘层,不被镀上金属,那么 印刷 的图象对电镀形成的电路图来说,应是负性图象。即在非导线部位有印墨层覆盖。由于网版 印刷墨层能达到20~30微米的厚度,在电镀线条的两边形成两道凸起的高墙,可以有效防止 电镀过程电镀层的扩展增宽。

耐电镀印墨一般由树脂油墨,沥青漆和滑石粉组成,除了上述两种印墨以外,为了防止焊接 ,印刷标记等,往往也需要应用网版印刷。显然,不同的印刷目的,选用不同的印墨,从而 显示出不同的网版印刷功能。

铭牌的范围很广,像机器上的标牌,仪器仪表上的刻度盘,公司的招牌,店堂的匾牌以及家 用电器上的商标、面板、使用标志等。由于铭牌既具文字、图案的标示作用,又有艺术造型 的装饰效果,因此铭牌的制作在一定程度上反映着时代的气息和工艺技术水平。

铭牌的制作要用到图文的照相腐蚀技术,喷漆、染色装饰技术以及八十年代以后又采用网版 印 刷、间接平印等印刷技术。一个小小的铭牌,实际上也是展示印刷技术的一个窗口。铭牌制 作工艺的进步,也反映了印刷技术的进步。

1.照相蚀刻铭牌

六十年代以前,铭牌的应用范围还不十分广泛,制作铭牌的材料大多以铜、铝金属材料为主 , 铭牌制作工艺以采用照相蚀刻方法为多。这是一种传统的铭牌加工方法,与凸版制版的铜 锌版制作比较接近。

(1)图文照相。由于铭牌的使用场合和用途不同,有的铭牌的图文是凸起的(称阳文),有的图文是凹下的( 称阴文)。凸起的图文晒制时要用阴片;凹下的图文晒制时要用阳片。所以图文照相是 制作阴片还是阳片,要由铭牌的制作工艺而定。

(2)晒制感光板。金属板面经去污、除油、砂面清洗干净凉干以后,涂布感光胶(即成为感光板)。五十年代感 光 胶用明胶、重铬酸铵配制。六十年代改用聚乙烯醇取代明胶。八十年代以后各种合成树脂感 光胶 大量应市,除了用聚乙烯醇重铬酸铵感光胶以外,光交联型的聚乙烯醇肉桂酸酯感光树脂、 叠氮化合物酚醛树脂都已用作感光胶。只不过由于重铬酸盐感光胶价格便宜,所以一直在应 用着。

前面已经说到,对于凸起的阳文铭牌,要用阴片晒制;对于凹下的阴文铭牌,则要使用阳片 晒制。这是对像重铬酸盐一类负性感光胶来说的,如果使用光分解或溶解型正性感光胶,则 图片的阴阳性正好与此相反。

晒制后立即显影,使未感光部位的感光胶彻底被水溶解除去干净。然后在200℃左右高温中 烘烤使感光胶分子进一步脱水交联,形成网状结构,使其覆盖部位的金属在腐蚀过程中不被 腐蚀。

(3)腐蚀。铜质铭牌的腐蚀与凸版制铜版腐蚀法相同,用三氯化铁溶液腐蚀。铝质铭牌的腐蚀方法有用 硫酸、硝酸腐蚀液,有用硫酸铜、三氯化铁腐蚀液,也有用硷性腐蚀液。

(4)涂漆。阳文铭牌凸起的是图文,腐蚀凹下的是底面;阴文铭牌凹下的是腐蚀出来的图文,凸出的是 金属底面,涂漆就是要在腐蚀过的金属部位涂上一层漆膜,以形成图文与底色的强烈反差。

2.电解氧化染色铝质铭牌

铜质铭牌以它特有的铜质本色,给人一种古朴庄重的视觉感。像公司商行的招牌、荣誉奖状 等一些大型的铭牌,多以铜质制作。自六十年代以后,铝质铭牌的用量和使用范围越来越多 。这不仅因为铝材价格便宜,还因为铝材的加工适应性能要比铜材好得多。例如利用铝板的电 解染色,可以把铝质铭牌装扮得熠熠生辉,光彩夺目。

不能拿金属铝直接染色。染色前必须先对铝板进行阳极氧化处理,在铝板表面生成一层致密 、多孔、耐腐蚀和具有很强吸附能力的氧化膜层。有了这层多孔氧化膜后,染料分子就能牢 固地附着在上面,把铝板表面染上颜色。

铝板阳极氧化处理的实质就在于,在酸性电解质溶液中,在正负两极电压作用下,铝板作阳 极,在被电解的同时,又被氧化,生成一层多孔的氧化膜。

阳极氧化膜有很强的吸附活性,可在多种染料溶液中染上颜色,如表22-1。

3.印刷铭牌

前述铭牌上的图文都是先在金属板上涂布感光胶,经过照相阴片或阳片晒制腐蚀、染色加工 而成的。这是传统的铭牌制作方法。自八十年代以来,铭牌的应用范围越来越广泛了,这就 要 求铭牌的制作方法也要多样化,以满足各种不同场合对铭牌的要求。印刷铭牌的制作与前述 不同,它的图文不是晒制上去的,而是印刷上去的。

表22-1 阳极氧化染色表

 从印刷方式来区分,有用网版印刷的,也有用平版间接印刷的;有直接在铝板上进行印刷的 ,也有用分散染料墨先把图文印在纸上,然后将印有图文的纸贴附在阳极氧化的铝板上通过 加热,染料升华后直接附着在铝板,使图文转印到铝板上,制作成铭牌。

印刷铭牌适合大批量生产,不仅生产成本低,产量高,而且可以印制出各式各样的图案文字 ,五彩缤纷,形态各异,把科技与艺术xx地结合在一起。

4.触摸式开关面板

八十年代后期,在一些家用电器像洗衣机上出现了触摸式开关面板。这是面板同触摸式开关 相结合的产物。它体现了家用电器上鲜明的时代气息。

触摸式面板一般采用聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC)等透明薄膜作承印物,通过网版印刷或 平印将面板上的图文印到薄膜上。不过,图文不是印到薄膜的上面,而是反印在薄膜的里面 ,通过透明薄膜从正面观看,图文就是正的了。

随着科学技术的进步和商品经济的发展,各种产品上的铭牌就像商标一样,它几乎是无处不 在,同人们的工作、生活已经是息息相关,因此铭牌的制作技术将是印刷技术在工业生产应 用中一个非常活跃的领域。

 

 

彩釉印刷包括陶瓷贴花纸印刷、搪瓷印刷及玻璃彩釉印刷。其中以陶瓷贴花纸印刷用量最多 也最为重要。

图文的转印术和陶瓷制作术在中国有着悠久的历史,早在千年之前就已应用于生活和生产之 中,但是把印刷术用之于陶瓷彩色图文的转印,却是本世纪二十年代才开始的,这就是陶瓷 贴花纸印刷。

二十年代末,曾留学日本学习美术和印刷术的原商务印书馆绘图部主任顾德润与他人合资创 办 了上海锦华贴花印刷公司,专印贴花纸,用之于搪瓷、陶瓷、玻璃、五金、木器上的贴花。三十年代上海的搪瓷工业蓬勃兴起,对贴花纸的需求量极大,这样的形势有力地带动国产贴 花 纸印刷工业的发展。锦华贴花印刷公司恰逢其时,生意如日中天。可是好景不长,1932年日 本帝国主义在上海发动"一·二八"淞沪战争,锦华贴花印刷厂被毁于日本的战火之中。19 33年顾德润在康元制罐厂设瓷花部,除继续印制搪瓷贴花纸外,还印刷陶瓷贴花纸,行销江 西景德镇等地。在这之前,由于中国不能自产陶瓷贴花纸,国产瓷器所需的贴花纸要花高价 向日、德等国订购。当时康元厂印制的贴花纸以价廉物美的{jd1}优势,有力地xx了日、 德 洋货的倾销。1937年日本帝国主义的侵略战火再次烧毁了康元制罐厂。日本的侵略不仅摧残 了中国的陶瓷工业,也殃及了陶瓷贴花纸印刷业。

五十年代初,随着陶瓷工业的复兴,陶瓷贴花纸印刷业才开始发展。上海的贴花 纸印刷厂迁往瓷都景德镇。在一些较着名的陶瓷产地相继建设陶瓷贴花纸印刷厂。不过,五 十年代也只有三家陶瓷贴花纸厂,年产量不过亿张,除供应国内主要陶瓷生产基地外,还有 少 量出口。六十年代以后陶瓷贴花印刷进一步有所发展,较重要的陶瓷贴花纸厂有:江西景德 镇、山东济南、湖南长沙、江苏无锡、福建厦 门、广东汕头、河北邯郸、唐山和辽宁辽阳等。八十年代以来,网版印刷广泛用于陶瓷贴花 。

由于网版印刷上马容易,更加带动了陶瓷贴花印刷工业的发展,据不xx统计,九十年代以 来,全国大小陶瓷贴花印刷厂家已超过一百家。

1.陶瓷贴花纸印刷的特殊性

陶瓷贴花纸印刷属于特种印刷,说它特殊,是因为:1陶瓷贴花纸印刷使用的油墨不 同于一般 印刷用油墨。2陶瓷贴花纸印刷使用的承印物也不同于一般的印刷用纸。3陶瓷贴花 纸印刷的显色原理不同于印刷黄、品红、青三基色叠印显色原理。

2.陶瓷贴花纸印刷油墨

陶瓷贴花纸印刷油墨是由彩釉粉料加连结料和辅料组成,它同普通印刷油墨不同的是,这里的彩釉粉料不是普通油墨中的有机颜料,而是由着色料和釉料组成。着色料主要是元素周 期 表中一些过渡元素、硷土元素、稀土元素如铁、钴、铬、锰、钛、钒、铍、锆等氧化物;釉 料是无色的高岭土、石英、长石等粉料,把它们混炼、研磨成粉末即成釉料粉。

用于陶瓷贴花纸印刷的油墨,除个别特殊用途外,大体分平印墨和网印墨两大类。平印墨是 油性的;网印墨是水性的。

(1)平印墨。

五十年代之前,贴花纸印刷用石印。五十年代以后,随着平印的普及,逐渐用平印取代石印 。不 管是石印还是平印,那时贴花纸印刷是先在纸上印刷油墨的连结料,俗称凡立水,就是不加 色料的油性连结料。然后再趁连结料未干在上面揩上彩釉色粉,俗称揩粉。为什么要把彩釉 粉同连结料分别施印? 因为这些金属氧化物颗粒较粗、硬度较高、比重又大、又多呈硷性, 油性连结料对它们的润湿性也较差。相反,石印和平印在印刷过程中要不断用水润湿版面。由于这些彩釉色料对油性连结料润湿性较差,遇水又很容易水化,所以不宜把彩釉色料粉调 配在连结料中一次施印,只能采用先印连结料,后揩彩釉粉的办法。

直到七十年代,国内开发出了用于陶瓷贴花纸平印油墨的合成树脂连结料以后,才改变了连 结料 与彩釉粉分别施印的办法。用合成树脂取代植物油炼制的连结料加彩釉粉调制的陶瓷贴花平 印油墨,印刷适性有明显改进,才能适应平印水墨平衡的要求。山东济南陶瓷贴花纸厂研究 所研制的"陶瓷贴花树脂油墨及应用技术研究",获轻工业部1988年科学技术进步二等奖。

尽管平印墨连结料有了改进,可以省掉揩粉的麻烦,但平印墨层薄,彩釉颜色不够鲜艳厚实 ,还不能令人满意。七十年代以后,随着网版印刷技术的推广,贴花纸印刷又由平印逐渐转 向网版印刷。

(2)网版印墨。

网版印墨大多是水性墨。彩釉粉料如前所述,连结料是水溶性胶料,为了改善它的印刷适性 ,往往加进一些辅料如甘油等。

3.陶瓷印刷的显色特点

陶瓷大多是工艺品,上面绘画的花卉鱼虫、碧水蓝天,红花绿叶,五光十色。但陶瓷彩釉的 显色原理同普通彩色印刷的黄、洋红、青三基色叠印的显色原理xx不同。

在普通的彩色印刷中,用的是黄、洋红、青三基色油墨加一个黑墨。这三基色颜料都是经过 长期研究,不断改进开发出来的,具有三基色要求的光谱特徵。黄与洋红能叠印出鲜艳的大 红,黄与青能叠印出美丽的翠绿色。但是陶瓷彩釉色料中任何一种金属氧化物,都不具备颜 料三基色的光谱特徵,因此是不可能在陶瓷彩釉色料中找出三个基本色料来,像普通印刷那 样,叠印出明亮鲜艳的色彩来。铁色料经烤烧以后显暖红色;金色料经烤烧以后显紫红色, 它们都不是黄同洋红叠印出来的。同样,铜和铬经烤烧以后都呈绿色,这样的绿色也不是黄 和青叠印出来的。

由于陶瓷彩釉色料显色的特殊性,所以陶瓷贴花纸印刷制版时,采用专色、专版、专印的多 色块拼接的方式,而不是采用色料叠印的方式。一幅五彩缤纷的画面,要用到五色、六色甚 至十多色套印。例如一朵红花,为了表现花瓣上不同明暗层次,要用到三种不同的釉彩色料 ,而不是用红和黑叠印出来。

常用作陶瓷贴花纸印刷的着色料有金红、锰红和铁红、钛黄、铬绿、钴蓝、钒黑和锆白。这 些金属氧化物有些是含在xx矿石中,更多的则是人工合成的。自然景物的色彩变化是无穷 无尽的,仅靠这几种色相远不能表现出画面的真实色彩。因此,在实用中更多的是将几种不 同色料相互调配,才显示xx变万化明暗各异的色调来。五十年代以前大多只能调配出几十 种 色调,经过几十年的努力,特别是随着更多人工合成色料的出现,现在已经能够调配出一二 百种色调来。

4.陶瓷贴花印刷的承印物

人们称陶瓷贴花纸印刷,说明最初的承印物是纸。因为千百年来大量印刷实践证明,纸的确 是廉价、适用的承印物。但是陶瓷贴花纸不仅仅是承受来自印版的印墨,更为重要的是还要 把印刷图文转贴到瓷坯上,经窑中高温烤烧后,印墨中的颜料转化成彩釉,而承印物——纸 ,要xx燃烧变成气体逸出,不留下灰份,不影响彩釉的颜色效果。所以说贴花纸只是一个 承受印墨,再把印墨转印到瓷坯上的中转媒介。

早期的凹印贴花纸使用薄棉纸,后来石印平印贴花纸用厚纸基上裱薄纸印刷。在克重180~2 00克 平方米的厚纸上裱糊一层薄纸,再在薄纸上涂布一层水溶性胶水,晾干、分切、包装 备用。八十年代以后,对承印媒介作进一步改进。先在厚纸上热压复合一层聚乙烯薄膜,然 后 在这层薄膜上涂布一层薄聚乙烯醇缩丁醛面膜,用这层面膜代替纸,在上面印刷图文。印好 以后从厚纸上揭下面膜,就是陶瓷贴花纸,厚纸基还可以继续使用。使用聚乙烯醇缩丁醛面 膜不仅节约纸张,降低生产成本,改善劳动条件,而且烤烧后基本上不留灰份,釉彩质量好 。

由于陶瓷彩釉料烤烧时显色不同于普通彩色印刷三基色叠印那样,一种印墨只能印出一种色 相,所以陶瓷上的风景花卉、人物字款等图文的原稿很少采用xx色连续调照片,而是画师 手工绘制原稿,其图案大多是线条和色块,轮廓、边缘有明显的"刹口"。由于线条和色块 没有色彩和阶调的连续变化,所以在制版过程中一般不用过网。遇到个别地方需要表现出颜 色的深浅变化时,采用手工点绘的办法,深色部位点绘密集些,浅色部位点绘稀疏些。这也 是陶瓷贴花印刷同普通彩色印刷的不同之处。

1.凹印贴花纸 凹印是比石印还古老的一门印刷技术,早期的釉下彩就是采用凹印贴花纸。釉下彩的着色料 品种较少,主要是钴矿土的氧化钴,再适当调配其它色料,呈蓝色调,多为单色印刷。

将颜料同连结料调制成水性墨,用凹版印在薄棉纸上,将棉纸的印刷墨面贴在未上釉的瓷坯 上,从棉纸的背面润水,让印墨转移吸附在瓷坯上,然后上釉入窑烤烧,经过1250~1300℃ 的烧制,棉纸xx碳化燃烧,变成气体逸出,颜料则同陶瓷融为一体,显示出青蓝色的图纹 ,这就是釉下彩青花瓷。这种凹印贴花纸虽然颜色单调些,但颜料中不含铅的成份,而且在 釉下,对人体无害。所以釉下青花瓷一直受到人们喜爱。

2.石印贴花纸 在六十年代以前中国的平印机还很少,在平印中石印还占有一定份量,所以贴花纸印刷一直 是 以石印为主。为什么多用石印? 因为石印同凹印相比,有以下两个优势:一是在石版上用手 工描绘制多色版套印,比凹版制多色版套印要方便容易;二是石印制版、印刷的成本比凹印 低。

先把石版版面磨平,清洗干净,根据陶瓷颜料烤烧后显色的特点,用手工在石版上绘制分色 版图纹。承印物是在180克 平方米的厚纸基上裱一层30克 平方米的薄纸。在薄纸上先 涂一层胶水,待胶水干固之后,在薄纸上印刷图纹。由于陶瓷颜料颗料粗、比重大,很难轧 制 成适合石印的油墨,所以石印的油墨实际上是不含陶瓷颜料的连结料,亦即调墨油,俗称凡 立水。印完凡立水以后,不等印迹干固,立即在印迹上撒颜料粉,让颜料粉颗粒粘着在图 纹印迹上,俗称揩粉。待{dy}色印刷墨迹xx干固后,再进行第二色印刷,以次类推,直至 多色套印xx为止。

石印虽然比凹印有所进步,但终究石印机械操作笨重,劳动强度大,生产效率低,一台石印 机日产一千张左右,还不如平印机一个小时的产量。从六十年xx始,随着平印的发展,贴 花纸印刷逐渐由石印过渡到平印。

3.间接平印贴花纸 石印同平印都属平版,印刷原理相同,但石印是半手工半机械,直接印刷;平印则是机械化 的间接印刷。

石印改平印的初期,仍旧采用先印凡立水,后揩粉的生产工艺。印后揩粉不仅生产效率低 ,更为严重的是有碍工人的健康。从七十年xx始,为减少揩粉,采取深色揩粉,淡色轧墨 印 刷。前已说过,陶瓷颜料都是金属氧化物,颗粒较粗,质地较硬,比重又大。平印印刷是利 用油、水互不相溶的原理,而这些金属氧化物虽然以颜料方式混合在油墨中,然而印刷适性 较差,一旦遇到水以后,颜料很容易水化,破坏了印刷过程中的油、水平衡。所以陶瓷颜料 在平印中,无论是先印凡立水后揩粉也好,还是把颜料同凡立水混合轧制平印油墨也好,都 不是理想的解决办法。

针对平印贴花油墨的问题,在连结料上求得改进。早期平印油墨的连结料一直是植物油( 即亚麻油)炼制的。随着油墨工业的发展,用合成树脂取代植物油的合成树脂连结料的用量 越 来越多。七十年代末开发出了用陶瓷颜料和树脂轧制的平印贴花树脂油墨。这种油墨连结料 对 颜料粘着性能有明显改进,烤烧过程中灰份残留少,彩烧性能稳定,釉彩鲜艳,进一步提高 陶瓷的装饰效果。更重要的是树脂墨印刷时不用添加燥油,降低了油墨中铅含量,有利于人 身健康。

由于广泛采用平印陶瓷颜料树脂油墨,平印陶瓷贴花印刷逐渐淘汰了揩粉的落后工艺,既提 高了生产效率,也改善了工人的劳动条件。

4.网印贴花纸 国外在五六十年代已有用网版印刷贴花纸,当时景德镇陶瓷贴花纸印刷厂也曾试制过网印 贴花纸,但因为那时网版印刷技术水平还较低,印出的图纹还嫌粗糙,所以网版印刷一直未 普遍采用。

但是网版印刷相比平印和凹印确实也有它一定优势:一是网版印刷对印墨的印刷适性要求较 低 ,不用担心印刷过程中油墨水化问题;二是网版印刷墨层较厚,有利于提高釉彩的装饰效 果。

自七十年代以后,随着网版印刷技术的进步,网版印刷器材供应情况的改善,陶瓷贴花纸 网版 印刷产量的比率逐渐提高,而相比之下平印产量的比率则逐渐下降。进入九十年代以后,国 内各大陶瓷贴花纸印刷厂也已逐渐转到以网版印刷为主的方面来。

决定网版印刷产品精细程度的关键因素是丝网目数的高低。过去人们认为网版印刷产品粗糙 ,主要是因为网版目数较低(100~200目 英寸)。自八十年代以来,全自动式的滚筒网版印 刷 机,250~400目 英寸的丝网器材的面市较好地改善了网版印刷的物质条件。普通产品用25 0~350目 英寸的丝网,精细产品可以用到300~400目 英寸的细网。过去贴花纸印刷一般 多是线条、文字或色块,很少应用过网技术,有了精细丝网网材以后,100线 英寸的网点 印刷也能在丝网上制版,只要满足加网线数与丝网目数的比值为1:3就行。也就是说,当丝 网的目数为300目 英寸时,用这种丝网制网点版,过网的线数可以是100线/英寸。

自五十年代以来,陶瓷贴花纸印刷技术取得了明显的进步,这主要表现在以下几方面:

1.由手工点绘发展到照相制版 五十年代以前贴花纸印刷以石印为主,直接在石版上手工点绘制版,五十年代以后,随着平 印取代石印,制版方式也逐渐由手工点绘进步到照相制版。

2.由手工裱纸发展到机械涂膜 早期贴花纸印刷是在厚纸基上手工裱一层薄纸作承印物,自七十年代以后,改进在厚纸基上 用 机械涂布聚乙烯醇缩丁醛薄膜作承印物。机械涂布薄膜,不仅节约纸张,提高了生产效率, 还改善了工人的劳动条件。

3.由手工揩粉发展到机器轧墨 早期石印贴花纸时期,采取先印凡立水,后手工揩颜料粉粒的办法。这样做,不仅生产效率 低,有碍工人健康,还难以产生良好的叠色效果。自平印取代石印以后,特别是采用平印树 脂连结料同陶瓷颜料机器轧墨的方法,使用平印树脂陶瓷油墨直接印刷,xx淘汰了手工揩 粉的落后工艺。

4.由色块到网点 由于陶瓷颜料显色的特殊性,长期以来,陶瓷上的画面虽然五颜六色,异彩纷呈,但细观察 ,都是色块的拼接,缺乏颜色深浅明暗的变化。随着照相过网技术的普及,自八十年代以后 ,在网版印刷贴花纸的工艺中,也采用了过网方式,更好地表达出画面的立体感和质感,贴 花纸印刷品质有明显提高,使中国陶瓷艺术品又上升一个档次。

早期贴花纸印刷刚刚开始流行时,也曾将贴花纸贴在玻璃上,回炉烤结,使花纸上的彩釉附 着在玻璃上,但效果并不理想。由于玻璃的软化温度较陶瓷烧结温度要低得多,当贴花纸上 的彩釉粉远未达到熔融温度时,玻璃体已开始软化,很难达到预期效果。

七十年代以后,随着网版印刷技术的发展,用网版在玻璃上直接印刷彩釉的方法,得到广 泛的应用。

1.玻璃印刷的印墨 用网版在玻璃上进行印刷,其制版与印刷同一般的网版印刷别无二致。玻璃印刷的特点就在 它的印墨上。玻璃印刷的印墨主要由三种成份构成:

(1)易熔玻璃料。用于制作玻璃印墨的玻璃料一般由二氧化硅、三氧化硼、氧化铅与三氧化二铝等组成。

(2)玻璃颜料。玻璃印刷必须经高温烧结才能将颜料固着在玻璃上,因此印墨的颜料不能用有机颜料,只能 用无机金属氧化物。一旦经高温烧结,这些金属氧化物与玻璃融为一体,玻璃也就着上了颜 色。常用作玻璃印墨的无机颜料有如下一些:

画面上颜色的变化是无穷无尽的,为了显示各种不同的过渡色相和明暗不同的亮度,常常 是将多种色料适当调配使用。

将易熔玻璃同玻璃颜料混合并研磨成细粉才能用作制墨,也有称这种粉末为玻璃彩釉粉。

(3)调墨油。调墨油也就是玻璃印墨的连结料。它由松油醇、松节油,加进适量醇酸树脂配成。调墨油一 方面要有一定的流动性,使玻璃彩釉粉能很好地分散其中,具有较好的印刷适性;另一方面 在烧结时,在玻璃彩釉熔融之前,就要先xx化燃烧干净,尽量对彩釉的形成不产生不良影 响。

2.玻璃印刷 采用网版印刷的方法在玻璃上直接印刷彩釉油墨,可根据玻璃承印物的形状,选择不同的网 印机。像玻璃杯、玻璃瓶一类圆形玻璃体,采用承印物体旋转括印的方式;对于平面玻 璃体,则采用平面括印的方式。有关网印的制版、印刷工艺,在本书第二十三章第七节 "孔版印刷的发展里已有叙述,故此从略。

3.玻璃彩釉的烧结 玻璃彩釉的烧结也称烤花,一般在烤花炉中进行。玻璃彩釉的烧结,关键是控制好烧结温 度 。彩釉印墨是用油性溶剂和醇酸树脂调配而成,在炉中的烧制大约要经过以下几个阶段: {dy}阶段:从室温到120℃,预热,印墨无变化; 第二阶段:从120°到250℃,轻质油蒸发气化; 第三阶段:从250°到500℃,重质油及树脂燃烧气化; 第四阶段:从500°到580℃,彩釉中玻璃粉开始熔化,同时承印体玻璃的表面也稍稍软化; 第五阶段:从580°到620℃,玻璃釉粉完化熔化,并将颜料粉也熔入其中,这时玻璃体表面 也xx软化,彩釉与玻璃结合为一体,完成釉彩的转印和烧结,然后徐徐降至室温。

 

 

在印刷技术高度发展的二十世纪,有人这样赞誉印刷技术:除了空气和水以外,什么表面都 能 印刷。意思是说,只要是有一定形状的物体,都可以做为承印物,在其上面进行图文转印。

本章工业印刷的内容恰好也说明了这一点。像电子线路板、陶瓷玻璃和纺织品等物品,这些 物体形状不同,性质迥异,但他们都是印刷的对象,通过印刷而成为有一定使用价值的工业 产 品。本节的建材印刷,也向人们展示了印刷术的无所不能。把木材加工中的下脚料和废料像 刨花和木屑加工成刨花板和纤维板,再用印刷的方式使之呈现出珍贵的木纹和美丽的大理石 纹,使它成为xx的建筑装饰材料,不仅充分利用自然资源,变废为宝,而且还装潢了居室 、空间,美化了人们的生活。

木材和钢材、水泥并列为建筑的三大材,随着社会文明的进步和经济建设的发展,木材 越来越成为建筑、车船制造、家具生产的重要消耗材料。然而,中国是一个森林面积覆盖率 偏低,木材资源紧缺的国家。所以,如何节约木材,综合利用,以其他材料代用木材,一直 是大家所关心的问题,而木纹印刷就是充分利用木材资源,提高木材使用价值,以印代木的 有效办法。从五十年xx始,在建材行业就开始研究木纹印刷。

1.印刷木纹贴面板 珍贵木材颜色匀称,纹理美观,但数量有限,价钱昂贵;而像山毛榉、桦木等普通木料价格 虽然低廉,但木纹平淡不太明显。有些人造板像刨花板、胶合板、纤维板等表面粗糙又欠美 观。用珍贵木材的木纹图样作原稿,再经照相分色制作成凹版,将图案印刷在贴面纸上,然 后将印有木纹的贴面纸贴到人造板、普通木板的基材板上,就成为具有珍贵木材纹理建筑装 饰木料,这就是印刷木纹贴面板。

(1)印刷贴面材料。木纹印刷是从五十年代后期才开始发展起来的。最初采用照相凹版印刷的方法,首先将珍贵 木 纹花纹制作在凹版滚筒上。不过,同一般凹版滚筒不同的是,制版时滚筒上的木纹图案需进 行 无端化处理。也就是说整个滚筒上的木纹既没有头,也没有尾,纹理圆周相接。承印物是用 5~10%钛白作填料的钛白纸。画面采用凹版印刷,层次丰富,色调柔和,纹理逼真有质感。

(2)浸渍树脂 为了使贴面纸具有更好的耐油、耐水、耐酸、耐硷及耐磨擦性能,需将印刷完毕后的贴面纸 放入树脂浸渍液中进行浸渍处理。早期应用 素甲醛树脂,但产品耐热性、耐水性较差,后 来改用三聚氰胺树脂、聚酯树脂或邻苯二甲酸二丙烯酯 等处理,使贴面纸纤维的所有空隙都浸满树脂,从而提高了贴面纸的各种抗性。浸渍树脂以 后,应立即送入干燥机中干燥。

(3)贴面纸坯的热压成型。装饰贴面纸是由多层浸渍纸经热压而成的。热压成型后的贴面纸坯不仅外形美观,还具有一 定的厚度和机械强度,便于后序加工使用,也便于保管和运输。

(4)基材。凡是表面需要装饰的板材都可以作基材。对基材的主要要求是:板面要平整,内部结构均匀 ,具有一定的机械强度和厚度,含水率适宜。常用的基材有刨花板、胶合板、纤维板等。

(5)贴面纸坯与基材的贴合。贴面纸坯热压成型后即可与基材贴合。选用胶合板作基材,其厚度应大于7毫米以上;细木 工板厚度应大于15毫米;刨花板的厚度应大于19毫米。如果需要使用薄的人造板作基材 ,必 需采用双面贴面法处理,在基材的背面可以单贴浸胶纸,不仅基材两面受力平衡,也进一步 改善基材的外观形象。

2.人造板凹版平印印刷

贴面板木纹印刷是建材木纹印刷中传统的加工方法,几十年来一直在使用着。随着人造板工 业的发展,一种更加方便的木纹印刷方法,即在人造板上直接进行凹版平印印刷的表面装饰 技术获得了迅速的发展(图22-1)。

图22-1 凹版平印印刷人造木板

木纹直接印刷与贴面板印刷相比,有着明显的优点。首先在基材上直接进行印刷,节省了木 纹印刷贴面纸、塑料薄膜等材料;其次工艺过程短,不需要大型热压设备,因而设备投资少 ;再次是辅助材料消耗少,生产效率高,因而产品成本也低。

(1)基材的表面整饰。木纹直接印刷的基材如刨花板等板材的表面比较粗糙,必须经过表面砂磨、打腻子、涂底漆 及砂光等整饰处理才能在其上面进行印刷。

(2)凹版平印印刷。贴面纸凹版印刷其承印物是纸,而在人造板上直接进行凹版印刷,其承印物是没有柔韧性的 人造木板。为了使凹版网坑内的印墨能转印到木板上,采用凹版平印印刷的方法,与人造板 直接接触压印的不是金属凹版滚筒,而是具有弹性的橡皮滚筒。

这是木板印刷的专用凹版平印印刷机。凹版滚筒上的印墨首先转印到橡皮滚筒上,再经橡皮 滚筒把印墨转到木板表面。

每一印色有一套滚筒组合,常用的凹版平印机由三套色组合串联而成,机器同步运转,印刷 效果较好。

(3)表面涂饰。印刷完毕的木板,还需进行表面涂饰处理。常用的表面涂饰油漆有:硝基清漆、醇酸清漆、 聚氨酯清漆及聚酯漆等。

(4)凸版压纹。经过三色凹版印刷和表面涂饰以后,木板的色泽虽然柔和但印刷表面光滑,缺乏木纹的纹理 手感。为了增强印刷木纹的真实感,在表面再进行凸版压纹处理。压纹机的结构比较简单。用机械雕刻的方法,制做成无端化的凸版压纹滚筒,木板经过压纹滚筒压印以后,木板表面 不仅显示木纹的纹样,而且还有纹理的手感。

3.木纹印刷用的水性墨 木纹印刷与其他印刷另一不同之处,木纹凹印使用的是水性印墨。由于用水作稀释剂,所以 配制方便,无火灾危险,对人身也无危害。另外由于水性墨粘度低,流动性好,所以印刷机 器的输墨系统相对比较简单。

木纹印刷常用的颜色为红、黄、黑三个色。颜料为氧化铁。经过铁红、铁黄和铁黑三者不同 比例之调配,即可调制出从红到黄,从棕到黑一系列不同的颜色。铁红颜料化学稳定性好 ,又耐洗耐光,颜色经久不变。

塑料薄膜作为现代工业产品,在工业、农业以及人们日常生活等各个方面无不显示它的存在 。常用的塑料薄膜有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚 胺等。其中以聚氯 乙烯薄膜印刷贴面作为装饰材料应用量{zd0},已有二三十年的历史。

1.塑料薄膜印刷前的放电处理 塑料属于高分子聚合物,因为分子结构中缺少强极性基团,所以它的化学稳定性很高,能耐 酸、耐硷、抗油、抗水。在常温下,既不被一般溶剂溶解,对印刷油墨也缺乏必要的亲和力 。所以塑料薄膜表面,如不经特殊加工处理,印在其表面上的油墨很不牢固,一擦就会脱落 。

为了增强塑料薄膜表面与印刷油墨的亲和力,常采用放电处理。利用高频振荡脉冲高电压, 使空气中气体分子电离,发生放电现象,当塑料薄膜通过放电间隙时,在脉冲电弧的作用下 ,光滑的塑料薄膜表面,会产生肉眼看不见的毛刺,从而增强了薄膜对印刷油墨的结合力。

2.塑料薄膜印刷与压花 能够对塑料薄膜进行印刷的,有凸版印刷、凹版印刷、网版印刷和柔性版印刷,但更多的是 凹版印刷。四色卫星式凹版轮转印刷机由放卷、印刷和复卷三大部分组成。印刷的花纹可以 是珍贵的木纹,也可以是美观的大理石纹,或其他装饰图案。

为了增强印刷图案的立体感和质感,印完以后还要在薄膜表面进行压花处理。塑料薄膜属于 热塑性物质,利用它的这个特性,把薄膜加热到120~160℃,然后用刻有花纹的压印辊在薄 膜上压印出花纹。与压花过程同步进行的是冷却处理。当薄膜冷却至室温以后,薄膜表面上 压印的花纹就固定成形了。

3.塑料薄膜贴面工艺 经过印刷和压花处理的塑料薄膜,已经显示出美丽的木纹或其他花样纹理,将这样的薄膜贴 合在人造板的表面上,就成为美观、坚固、耐用的建筑装饰材料。

塑料薄膜贴面工艺同印刷木纹贴面板加工工艺差不多,也是通过压制复合,将贴面粘附在基 板上。

(1)贴面用胶粘剂。关键是选择适用的胶粘剂。常用的胶粘剂有聚醋酸乙烯酯与丙烯酸树脂混合物,醋酸乙烯与 氯乙烯共聚物以及氯丁橡胶、丁胜橡胶等。

(2)基板。胶合板、纤维板以及刨花板等都可以作基板。胶合板、纤维板的表面比较平滑,不用打腻子 ,只要磨光去毛刺就行。刨花板表面比较粗糙,在贴塑料薄膜之前必须先磨光、刷净、打腻 子等表面整饰处理。

(3)辊压复合。将处理好的基板送入辊压机中,连续进行涂胶、预干、辊压,在3 ~5公斤 平方厘米的压力 下和70~80℃温度中将塑料薄膜压合到基板上。

壁纸属于xx建筑室内装饰材料。虽然用印刷的方式为壁纸印刷各式图案,压制浮雕花纹在 外国已有几十年的历史了,但是在中国大量生产壁纸却是八十年代以后的事。

为使用方便考虑,壁纸多为卷 筒纸轮转印刷。原则上讲,几种印刷方式都可以,实际上大多 使用轮转凹版印刷。如北京人民机器厂生产的适用于壁纸和木纹等贴面装饰印刷的AJ401型 卷筒纸单面四色凹印机,就是这种机型。

作为壁纸印刷的承印物,一般用钛白纸,表面复合塑料薄膜,也有xx采用塑料薄膜的,其 印刷方式同木纹印刷相似,故不赘述。

 

 

通过型版、花筒或筛网等印版把色浆转印到纺织物上,形成各色式样的花纹图案,人们称它 为印染,但就其实质来讲,印染技术xx是印刷技术在印染行业的具体应用,所以称它为织 物印刷也是可以的。

织物印刷在中国有着悠久的历史,早在公元2000多年以前的西汉时期,人们已经掌握了在织 物上印刷花纹的技术。这可以从中国长沙马王堆西汉墓出土的三色套印"金银色印花纱"得 到证明。2000多年来,古老的木刻版印花、镂空版印花、型纸版印花等传统手工印花技术在 华夏土地上一直绵延不绝。

40多年来,中国的织物印刷技术也发生了很大的变化。五十至七十年代以铜滚筒印花为主, 七十年代 以后,由于网版印刷技术的迅速发展,网版印花得到广泛应用,同时又出现了转移印花新 技术。各种不同的印刷技术在印染行业竞放异彩,印染出美丽的丝绸花布,把人们和人们生 活的空间装扮得绚丽多彩。

中国是一个地域辽阔的国家,不少地方还一直保持着祖先相传的颇具特色的服饰文化和手工 印染花布的传统印染技艺。像西南地区流行的腊染和有些地方采用的型版印花就是这样。

型版印花是古老的孔版印刷的原型。型版是用桐油或生漆对纸进行防水处理,制成纸板,然 后在纸板上进行镂刻制成的。凡是花纹处刻成空透。为了使版面保持一体完整,在刻空时适 当保留一些联筋。一幅花样需要几个颜色,就刻制几块印版。一种颜色调制一种色浆。印染 时手持印版对准承印物定位,用刷帚将色浆涂刷到承印物上。这种印染方式,从绘制图稿, 到刻版、涂刷色浆都是手工操作,由于制做便当,应用灵活,它虽说比不上后来的滚筒印花 那样高度工业化,却适合小城镇甚至农村作坊式生产,所以至今在一些地区仍有应用,生产 诸如毛巾、门帘、头巾、床单之类农村喜闻乐见的印染织物。

滚筒印花应用的是凹版印刷原理。早在二十世纪初,随着近代纺织印染工业在中国兴起,滚 筒 印花技术也在上海等沿海工业城市发展起来。一直到六十年代,滚筒印花始终在印染行业中 占据着重要地位。

1.印花滚筒的准备 印花滚筒也称花筒,又因为它是空心铜质的,所以又称铜滚筒。它由铜锌合金组成,硬度为 HB78~84°。新滚筒的长度由32英寸(813毫米)至50英寸(1276毫米),周长402~446 毫米,( 直径128~142毫米)。为便于装卸,滚筒内经呈空心锥形,锥度约为1 288,并有凸出键以 便 当滚筒装入钢轴时,与钢轴上键槽配合销定滚筒。雕刻滚筒前先在车床上将旧花纹车去。滚 筒每用过一次,周长约减少1.5~2.5毫米,当滚筒周长少于350毫米(直经约112毫米)时,便 不能再用。滚筒车好后,还要在磨光机上进行磨光,使滚筒表面光滑如镜。磨好后用纸包好 待用。滚筒的周长随使用次数的增加而逐渐减少,但一组花样的数只滚筒的周长必须相等。

2.滚筒的雕刻 滚筒的刻制有缩小雕刻法、照相腐蚀法和钢芯雕刻法。不过使用较多的还是缩小雕刻法和照 相腐蚀法。

(1)缩小雕刻法。将设计的花样用放大机投影到锌板上进行放大,并把花样描绘在锌板上,用手工雕刻或化学 腐蚀的方法,在锌板上刻制出放大了的花样。

在雕刻前先在滚筒表面涂布一层用沥青、松香、蜂蜡、松节油等调制的干蜡。滚筒的雕刻是 在 专用的缩小机上进行的。用手工操作缩小机,当工作台上划线钢针在锌板上按照花纹移动时 ,机架滚筒上的金刚石针即在铜滚筒表面刻破蜡层,刻制出缩小了的花纹。花样设计几个颜 色,就要雕刻几只滚筒。

印染滚筒上的花样在圆周方向是首尾相接的,这一点从花样设计到锌板放样,再缩小到铜滚 筒上时,都要经过周密计算。

缩小雕刻属于机械雕刻,工艺设备比较简单,容易掌握,但这种雕刻法做出的花样大多限于 线条、点划一类表现形式,缺乏层次和空间变化。

(2)照相雕刻法。这是自三十年代以来一直应用比较成熟的工艺方法。

首先将设计好的花样原稿通过制版照相机拍出负片。对于彩色原稿,一般用人工做出分色片 ,具有连续调变化的也有用滤色片分色和过网。织物上图案印染的网点比纸上印刷网线要粗 一些,加网线数在每厘米20至40线之间,一般以30线/厘米较常用。

织物印染图案往往是周期性重复出现,所以制版照相机拍出单元负片后,还需在连晒机上按 照铜滚筒表面花样分布的要求连晒曝光作出正片来。

首先在车磨好清洁光亮的铜滚筒表面涂布感光胶。六十年代以前多用明胶与重铬酸铵配制感 光胶,六十年代以后国产聚乙烯醇开始大量供应,逐渐改用聚乙烯醇配制。其成分如下:

感光胶配好后一般在暗室用上胶机喷枪涂布法涂布。待感光胶干燥后将铜滚筒从上胶机取下 装在曝光机上,再把连晒制做的阳片包覆在铜滚筒上,用透明软片压紧,检查一下不要曝 光的区域是否遮挡好,然后进行曝光。

显影是在30~40℃温水中进行,经过显影,凡是花样上线条、网点、色块部位的感光胶都被 温水溶解除去。然后用冷水冲洗,浸入染色液使感光胶膜染上颜色,观察显影效果。显影完 毕后还要将已感光的胶膜进行焙烘。焙烘的目的是使感光胶膜中聚乙烯醇高分子进一步脱水 交联,生成更高级的网状结构,彻底失去水溶性,以便下工序腐蚀过程中能保护滚筒表面非 印刷区域不被腐蚀。

(3)腐蚀和镀铬。铜滚筒经过缩小雕刻或照相法曝光后,滚筒表面上呈现出花纹图样。在花纹区域金属铜裸露 出来,而非花纹区域还被蜡或硬化的胶膜所覆盖。腐蚀的目的就是在裸露出金属铜的部位, 用腐蚀的办法,使其呈现凹陷状态以便在印染时盛存色浆。

滚筒的腐蚀有用化学腐蚀,也有电解腐蚀。化学腐蚀常用硝酸或三氯化铁在腐蚀槽中进行。电解腐蚀在电解液中通过6~12伏直流电进 行。电解液用氯化钾和氯化铵加水配制而成。电解液温度以30℃为宜,电压6伏,电流从30 安逐渐升高至150安,滚筒在电解槽中以40转 分速度一边旋转,一边进行电解。

铜滚筒在印染机上要经受钢刮刀在其表面刮除色浆时的刮磨作用。为了增强滚筒表面硬度和 光滑度,提高滚筒的使用寿命,在腐蚀完了以后,还需在铜质表面镀上一层硬铬。

滚筒镀铬是在镀铬槽中进行的。镀铬液是用铬酐加硫酸加水配制而成。以铅板作阳极,以铜 滚筒作阴极,在45±1℃温度下通过直流电(电流密度以15~17安 厘米◆2)以后,在铜滚筒 表面便呈现一层致密光亮的铬镀层。

网版印花在印染行业又称筛网印花。

从印刷技术角度看,筛网印花同型版印花其原理是同出一辙,不同的是型版印花一直停留在 手工作业的水平上,而网版印花自六十年代以来一直在不断地发展和提高,从开始的手工刮 印 发展到八十年代的自动平网印花机,并且逐渐取代滚筒印花,成为七十年代以来织物印花的 主要方式,网版印花按其版型又可分为平网印花和圆网印花。

1.平网印花 平网印花印版的制做同下面第二十三章第七节"孔版印刷的发展"中的网版制版方法xx相 同。实际上,网版印刷在工业上的应用,重要的一个方面就是织物印染。

从印花机的类型来分,平网印花有框动式平网印花机和布动式平网印花机两大类。

(1)框动式平网印花。这是平网印花较早的一种方式,有手工操作,也有机械操作。印花机台板上面覆盖有绒布或 呢毯,毯子上面是人造革,以增加台面的弹性。织物贴在印花机台板上,台板长达数十米以 至100多米。台板固定不动,而网框沿台板轨道移动,每移动一定距离,用橡皮刮刀在网框 上刮印,将色浆刮到织物上。每一个颜色,用一只网框,网框的个数不受限制。每一色网框 在制版时,都有花样定位的对花钉,网框移动时,根据对花钉将网框定位,以确保花样各色 套印准确。

(2)布动式平网印花。这是一种比框动式自动化程度较高的网印方式。布动式印花的特点是,印花时网框固定不动 ,而织物在橡胶履带上同履带一起移动。网框根据对花要求,定位好以后,只能作升降运动 ,不能作前后移动。织物在印花机上每前进一个距离,网框便自动落下,橡胶刮刀便在网 框上刮印,将色浆刮印到织物上。刮印完一色后,网框升起,织物随橡胶履带继续前进到下 一个定位,直到全部色版印完为止。橡胶履带移动到端头以后,再转到机器下面,用水清洗 履带上的贴布浆糊和剩余色浆,使履带保持清洁。

2.圆网印花 圆网印花,顾名思义网版是做成圆筒式的。由于印刷时圆网不停地转动,在旋转中进行刮印 ,所以它的印刷速度比平网要快得多,每分钟可达到70~100米。又由于圆网的制版工艺 较 滚筒为简便,所以圆网印花发展很快,自八十年代以来,逐步取代老旧的滚筒印花,而成为 织物印染的主要方式。实际上圆网印花兼具了滚筒印花和网版印花两方面的优点。

(1)电铸圆镍网。圆网的网版是一个圆筒形整体,没有接缝,因而不能用通常的编织网制作,而普遍采用的是 电铸成型的办法,制成圆筒状镍网。

首先制作胎模。选用直径为194毫米,壁厚12毫米,长度为1600毫米的无缝钢管,经车削加 工 到直径190~191毫米,清洗后先镀一层0.01~0.03毫米厚度的薄镍层,然后镀铜,使之成为 外层为厚铜层的管状。再经车床上车磨加工。为方便镍网脱模,要求两端略呈锥形,胎模表 面不允许有任何凸凹不平,要光亮如镜。

在钢芯机床上用钢芯阳模在胎模筒表面压制网坑。网坑的形状为等边六角形,象蜂房一样 排列。常用的圆网的目数有每厘米26、34、40等不同,圆网目数的高低就由钢芯阳模压制的 网 坑的目数来决定。镀铜胎模经钢芯压制网坑后,表面光洁度要差一些,还须再次磨光。

胎模镀镍前需要先镀一层铬。镀铬的目的有二,一是提高胎模表面硬度;二是铬层与镍层结 合力较差,先镀一层铬再镀镍,便于镍网脱模。镀铬之后,镀镍之前,要用漆或感光胶将胎 模表面压制的网点凹坑填满,使网坑部位变成绝缘体。这样在胎模表面上网坑处为非导体; 网坑与相邻网坑之间空白处则是金属导体。

在专用电铸设备中以硫酸镍和氯化镍为电解质,硫酸镍310克,氯化镍40~50克,硼酸35~4 0克加水至1000毫升。以胎模作阴极,以镍板作阳极,在胎模表面进行电铸。电铸工艺条件 是 :电压10~12伏,电流密度25~30安 分米◆2,温度75~80℃,时间50~60分钟,镀层厚 度达0.1毫米。电镀后,在车床上对镀层进行挤压,镍网便从胎模上脱落下来。

(2)圆网感光制版。圆网制版,类似于滚筒的感光制版。感光胶的成份有聚乙烯醇、重铬酸铵还要加入环氧树 脂及双氰胺等固化剂。首先在成型的圆网上涂布感光胶,然后用照相分色阳片包覆在圆 网上进行曝光、显影、冲洗等操作。印刷花纹区域的感光胶未感光,显影后网孔通透;非花 纹的空白区域的感光胶经曝光后感光硬化,网孔被感光硬化的胶堵死。为了使感光胶层xx 固化,增加圆网的耐印力,还需将圆网放在焙烘箱内,在180~200℃恒温下焙烘2小时,使 感光胶层进一步脱水交联成网状高分子,彻底失去水溶性。焙烘的时间和温度,以胶层呈黄 棕色为宜。如果颜色过深,呈深栗色,则说明温度过高或时间过长,应适当降低温度或减少 焙烘时间。

织物印刷转印的主要媒质就是色浆,通过型版、铜滚筒或筛网版,把色浆转印到织物上,印 出五颜六色美丽的花纹。由于织物有丝、麻、棉、毛及合成纤维等之分,染料分类名目繁多 ,针对不同织物,不同染物,就有不同的色浆配制。但不管什么样的色浆,其主要成分原糊 和染料(有时也用颜料)则是不可缺少的。

除了原糊和染料以外,还要往色浆中加一些其他成分。

1.印花原糊

原糊在色浆中的作用,类似印刷油墨中的连结料,也类似墨汁中的明胶,它既是染料的分散 体,也是染料的载体。在印染行业较早使用的原糊主要是淀粉糊。后来又有羧甲基纤维素(C MC)糊和海藻酸钠糊等。

(1)淀粉糊。淀粉是由粮食加工制成的。淀粉先用水调成稀浆,然后通入蒸汽加热成熟糊。为防止浆糊发 霉,还要往浆糊中加入少量甲醛水。淀粉糊的优点是价格便宜,原料来源广,给色量高,印 花时轮廓清晰,对金属离子影响小等;缺点是消耗粮食,渗透性差,洗涤性差,印花后织物 手感差等。

(2)羧甲基纤维素。这是淀粉的代用品,水溶性比淀粉好。由于分子中含有羧基,故在酸性溶液中溶解性较差。

(3)海藻酸钠。这是从海产品海带和马尾藻中提取的胶质。为防止变质,夏天时要加入少量防腐剂如苯酚等 。海藻酸钠印花时给色量高,轮廓清晰,渗透性良好。因为它可溶于水,印后洗涤性也好, 手感柔软,是淀粉的代用品。

可作为印染色浆原糊的,还有皂荚胶、xx龙胶等。除下面讲的涂料色浆以外,染料色浆中 的原糊,在印染完成以后还要很容易洗去。

2.染料

在印染行业使用最多的是染料,它是织物着色的主要物质。染料的种类很多,色谱也十分丰 富,不同的染料对色浆的配制和印染的工艺都有不同要求。

不过,印染的颜色形成同彩色印刷相比显得非常不同。彩色印刷是通过黄、洋红、青三个基 本色合成出原稿上五彩缤纷的色相;通过黑版表现颜色的明暗。而印染的色浆大多是专色 专用,原稿上设计的花样用几种颜色,就用染料配制出几种色浆,作几块印版,分几次印染 。一幅花样少则要配制二三种色浆,多则七八种甚至更多。

3.涂料色浆

长期以来,在印染行业都是用染料色浆在织物上印染花样。可是自八十年代以来,用颜料调 制 色浆,照样也能在织物上进行印染,这就是涂料印花。其实,要说涂料印花,在中国已有20 00多年的历史。自近代以来,随着染料工业的发展,染料印花才逐渐盛行起来。

涂料印花的显色物质是颜料,为了让颜料颗粒能牢固地附着在织物上,在涂料色浆中必须加 入粘合剂,待色浆印到织物上以后,经过加热粘合剂便会形成薄膜,把颜料颗粒固着在织物 上。

(1)涂料。涂料是由颜料、粘合剂和润湿剂等组成的浆状物。涂料印花使用的颜料有无机颜料、有机颜 料、荧光颜料等。颜料视其体质轻重,含量在15~40%。润滑剂大多是非离子型表面活性剂 或阴离子型表面活性剂,例如月桂醇硫酸酯的钠盐等。

(2)粘合剂。涂料印花印染完以后,粘合剂同颜料都要固着在织物上,因此印花织物颜色的牢固性、鲜艳 度、织物的手感等,都与粘合剂的品质有关。在印染行业使用较多的粘合剂是由丙烯酸一 类的单体组成的乳液。待涂料色浆印到织物上以后,经过加热,粘合剂分子便进一步交联生 成巨型高分子的薄膜,牢固地附着在织物上。

除上述成分以外,涂料色浆中往往还要加入交联剂、增稠剂等物质,以满足涂料色浆印染工 艺性能的要求。

转移印花是七十年代以后新兴的一种印染方法,除在商标、玻璃、陶瓷上应用以外,也用在 织 物印染上,这就是转移印花。应用常规的平、凸、凹、孔印刷方式,将花样先印在转印纸上 。转移印花的油墨不是一般的油墨,这里面的色料是热升华染料。把印有热升华染料油墨的 花纹纸贴在织物上,从纸的背面加热升到190~210℃时,花纸上的染料便直接气化升华转移 到织物上,并使织物着色。这样一来,原来印在纸上的花样,便转印到织物上。

转移印花工艺示意如下:                

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