如何避免针孔现象的出现？

问：用丝网印刷的方法在织构化的材料表面进行印刷时，如何避免针孔现象的出现？
答：在织构化的材料表面进行丝网印刷时，为了避免针孔现象和其它一些暇渍的出现，重要的是要找到问题的根本原因，而不能仅仅看到问题的表面现象。有两个因素直接导致针孔现象的发生：首先是材料自身的网状结构中残留着空气；其次在印刷的过程中，墨膜和网版间出现网纹的“搭桥”造成的。

　　当网版的刮板与材料表面接触的不紧密或材料表面的网状结构中的空气没有排挤干净时，都会在材料的表面残留有空气。残留的空气使材料表面不能很好地着墨，阻止油墨在网格间粘连。只要好好地观察一下织构化材料本身，就可以预测到出现这种问题的严重程度如何。网格的结构可以有如下两种情况：网纹的结构高出材料的平面（正网格），或在材料平面上由一些凹进去的网纹结构组成（负网格）。在一定的距离处观察，两者的表面看起来是相同的。只有距离很近的时候，才会看出它们的不同。

　　正网格不能捕获住空气，因为围绕在各种特性的蚀刻图像周围的空气都会逃逸掉。在这种结构的材料表面上印刷与在平面上印刷没有什么不同。相反，在负网格结构的材料上印刷会有一点困难，因为当通过刮板在材料上施加压力的时候，网格的上端会被封住，空气无法逃出。在有空气的网格内，油墨无法接触到材料的表面，这样就产生了针孔现象。

　　唯一的补救方法是使用一种硬的、侧边较陡的刮板。较硬的刮板可以压入凹进的网格结构内，而较陡的刮板壁可以在施压的过程中使空气逃出。关键是在空气的出路被封住之前，将空气排挤干净。

　　刮板与图像的相对位置也是很重要的。刮板是施压点必须位于图像区域的外部，否则网格内残留空气的可能性就大大提高了。可以通过实验找到适当的刮板施压位置和大小以满足印刷图像。

　　还可以考虑延长刮板在材料表面的施压的时间，使空气有足够的时间从凹进处逃出，油墨也有足够的时间流进凹陷的网格内。然而，一旦仍残存有空气，它就没有机会逃出了。多次击打网版与事无补，因为每一次空气都被挤在相位的位置。还有，丝网印刷油墨是不流动的，它只是简单地通过网版的“滑动”使油墨进入网格内，这降低了印刷的精确度和清晰度。

　　丝网印刷是以转移一种较粘的油墨为基础。当刮板将油墨从网版中挤出之后，油墨就变成了半干状态，其中没有能够使它流动的任何添加剂。使材料充分着墨的唯一方法是使油墨与材料表面完全接触，只有使用较硬的刮板才能保证它们的密切接触。

　　对于部分设计者来说，最终的解决办法是在指定网版的结构之前，首先要考虑待印刷的材料。如果要在织构化材料表面进行印刷，设计者可以选择正网格结构，即使对于负网格结构的材料表面，印刷的效果也是相同的，而且不会产生印刷问题。

　　答：网格状材料表面的网格深度，网格侧壁的倾斜角度，以及在给定的表面区域内，凸起和凹陷的频率大小都是各不相同的。通常，网格越深，允许从模版中获得图像的侧壁角度就必须越大。由于依赖着这些变量，使得一些织构结构的材料更难以印刷，还有一些几乎就不可能完全着墨。

　　为了找出这些变量和材料的可印刷性间的相互关系，我采用多种纺织品印刷了大约60个样品，所有这些均使用ABS塑料模版进行印制。使用的是标准的、由两种组分组成的白色油墨；钢与铅的合成板蚀刻深度为0.001英寸；还有一个60丢洛硬度的刮板。每一个样品的一端印刷一次，在另一端印刷两次；然后烘干油墨。之后用肉眼观察每一个印品的油墨覆盖程度。由视觉检测来判断哪些印品是可接受的，哪些是不能接受的，并观察由于油墨覆盖的不充分造成的针孔现象。

　　经实验发现网格的凸起和凹陷的频率对于得到可接受的印品起这着非常重要的作用，而网格的深度、侧壁的角度起的作用则较小。将参数设置成蚀刻深度为0.0055英寸，侧壁角度为8°（凸起、凹陷的频率较小），这时无论一次和两次印刷都能达到较好的效果；如果将参数设置成蚀刻深度为0.0015英寸，侧壁角度为2.5°（但凸起、凹陷的频率较大），两种印刷均不能成功实现。结论是：网格的凸起和凹陷的频率越高，油墨覆盖的程度就越低。

　　需加以说明的是，此项实验所取得的数据只是从几百万种材料中选取的有限几种材料中获得的。除非您使用的材料与这里实验中的材料相同，否则这些结果是没有用处的。您必须根据您所使用的材料，进行相同的实验来决定它们的可印刷性。

　　在进行实验时，保证使用的刮板压力、铅版、油墨以及网版上图像的大小和深度与生产中所使用的相似。刮板的形状和硬度要与生产中所使用的完全相同。将机器运转的速度与生产中的运行速度设置为相同，并设置施加到铅版上和将图像转移到材料上所需的最小压力。

　　如果使用常用的数据和工具，不能得到理想的印品，试着改变一些变量。最简单的方法是改变一下刮板的硬度，在释放压力之前，较硬的刮板会使油墨更好地渗透进织状结构之中。

　　如果改变了刮板的硬度仍不起作用，可以试着换成一个侧壁有陡峭角度的刮板，这也可以增加与凹进部分接触的机会。还可以减慢刮板在材料上施压的速度，它可以较容易地排挤出造成针孔的空气。

　　延长刮板在材料表面逗留的时间可以得到相同的结果，不同的机器需计算出不同的逗留时间。但要注意，施加压力的时间过长会导致图像变形，甚至更糟的会使机器、刮板及印品遭受不恰当的磨损。

　　对于比较精细的纺织品，如果一次印刷不能达到预期的效果，那么通过第二次印刷的效果也不一定会很好。这是因为墨层厚度使得凹陷部分（这是造成针孔的原因）比开始时更加深了。当这种情况发生的时候，可以考虑网格的“搭桥”，而不是试图将它再一次填充。

　　可以在密集、高频率的网状结构中采用搭桥，它改变了墨膜脱离刮板的方式。如果幸运的话，可以通过使用较薄的墨层厚度或较慢的机器速度使较多的溶剂从墨层中挥发掉，以达到理想的目的。当刮板接触到油墨之后，对刮板表面的低速空气进行定向是加速溶剂挥发的另一种方法。允许更多的溶剂挥发可以提高油墨的粘性，使油墨很快离开刮板进入材料之中。如果油墨的粘性适度，即使刮板只和网格的凸起部分接触，全部油墨也会完整地转移到材料中。

　　然而，值得注意的是，即使墨膜的转移没有生成针孔现象，但当墨层干燥后，它的抗力要比完全接触的印品要低，尤其对于那些较深的网格尤其如此。由于油墨只粘附在网格的凸起部位，在墨膜上可以看到极细小的空白。这些空白上的油墨非常容易被擦掉，所以在决定是否使用搭桥技术的时候，必须考虑到产品的最终用途。

　　最后，一些纺织品是不能完全被油墨覆盖的，这些材料必须要经过处理以使其具有可印性。但通常丝网印刷机不具备这种功能，所以它是一种不太可行的选择。如果在生产之前事先完成了这些实验，就可以很容易地与客户沟通，并向他们解释为什么材料不可印的原因。您会发现这对于决定应该使用什么样的材料极有价值。