陶瓷的丝网印刷-5

    在国外,喷花装饰工艺早已淘汰,普遍采用丝网印刷工艺来装饰搪瓷制品。如餐具、厨房用具、家用电器等各种搪瓷制品,甚至信箱之类的搪瓷杂件都用网印搪瓷花纸来装饰。

国内曾在70年代采用过平版印刷搪瓷贴花纸,但因其色釉中基釉所占比例较少,色素含量高,使高温烧成后的图案表面色彩不艳,光泽度差,达不到装饰的效果,终于在80年代开始逐渐被丝网印刷搪瓷贴花纸所取代。

1.丝印搪瓷贴花纸工艺。丝印搪瓷花纸装饰,是通过丝网印刷把多色的搪瓷釉套印在预先涂有水溶性胶水的纸基上,通过有机高聚物薄膜把图案转移到搪瓷制品上,然后在800?840℃高温中快速烧成,而取得搪瓷装饰效果的。这种装饰工艺的效果,具有色彩鲜艳,光泽度好,图案清晰细腻,真实感强等优点。丝印搪瓷贴花纸和喷花工艺下比较,前者采用机械印刷,原材料利用率高,劳动生产率高,劳动强度却大大降低,环境污染明显减少。因此丝网印刷工艺应用在搪瓷制品的装饰上具有很强的生命力,它的发展前途广阔,今后除特殊造型外将会逐渐取代喷花工艺。其工艺流程如下:

阳图底版制作(设计、分色、加网、修版)→制作丝网印版→色釉制备→丝印→薄膜制备→上膜→揭膜贴花→干燥→产品烧成。

丝印搪瓷贴花纸的工艺过程与其他丝印产品生产基本相同,而不同的主要是油墨及印刷用纸等专用材料。

2.印刷用纸

国内生产丝印搪瓷贴花用纸多采用自行车、缝纫机商标贴花印刷用纸。其结构由四层三部分组成,规格为四开(约540′390毫米)。这种贴花印刷用纸,以130克胶版纸为纸基,纸基上涂有一层水溶胶,同时压滚上一层拷贝纸为衬纸,然后再在衬纸上涂一层水溶性胶。这种贴花印刷用纸是一次性的,不能反复使用。印刷好花纹图案后涂上一层薄膜,贴花时将每个图案切下或剪下,浸在水中,纸基脱落粘于瓷面。

国外生产丝印搪瓷贴花纸,广泛采用贴花印刷专用的具有相当好的吸水性纸基。在纸基上涂上一层极容易溶解的水溶性胶,即可用于印刷。此纸具有吸水快、脱膜快、容易印刷等特点。目前,国内已经开始用涂一遍水溶性胶的纸张印刷,但纸基的吸水性还没有完全过关。

3.印料。搪瓷贴花的印料也称釉浆、色釉浆。搪瓷贴花印料由连结料(调墨油)和着色料(基釉、搪瓷色素等)组成。

调墨油(连结料)。丝印搪瓷贴花纸用的调墨油,是把搪瓷色釉调合成丝网印刷油墨(印料)的主要原料,它由有机高聚物粘结剂、稀释剂、增塑剂及其它助剂所组成。它不仅直接影响丝网印刷性能及花纸质量,更与花纸在产品上烧成后的质量,尤其是与爆花缺陷有直接关系。丝印搪瓷贴花纸的调墨油就符合以下要求:所选择的有机高聚物与色釉混凝土合时不能发生凝聚作用,具有较强的结性能,以使花纸图案转移到产品上后与产品表面有较强的粘着力。在受热烧成过程中,不会使图案发生卷曲、收缩和爆花;与色釉不发生化学反应,保证烧成后具有应有的色彩和光泽;调墨油干燥后,其分解气化温度,要高于贴花转移载体上的有机高聚物薄膜的分解温度,否则在受热烧制过程中,调墨油先分解气化,会把表面薄膜顶起而造成缺陷;调墨油长期贮存应不变质,用它调合成的印料应具有良好的丝印性能,并能适应气温变化;印成的图案不发脆,并且有适当长的贮存期;尽量采用毒性小的或无毒的原材料,性能要稳定,货源要保证,价格有低廉。

下面简单介绍组成调墨油(连结料的)各种原料。

a.粘结剂:丝印搪瓷贴花纸调墨油中的粘结剂,一般为丙烯酸丁酯与甲酯的共聚物及甲基丙烯酸丁酯的聚合物,二者混合使用较理想。其中丙烯酸酯共聚物的用量应控制在12?20%之间;甲基丙烯酸丁酯聚合物的用量应控制在9?12%之间。因所用的丙烯酸酯共聚物是不成膜的粘贴剂,印成的图案表面易吸尘土,印后涂薄膜时,溶剂易溶化图案层,故加入甲基丙烯酸丁酯聚合物以促使图案表面结膜,但用量切忌过大,否则印刷时易粘网版,甚至引起爆花。

b.增塑剂:为了防止印成的花纸(图案)老化,需要加入适量的增塑剂。增塑剂可增加花纸图案的韧性和稳定性,使印成的花纸贮存期延长。众所周知,一般有机高聚物使用的增塑剂多为邻苯二甲酸二丁酯(C16H22O4)但在丝印搪瓷贴花纸印料内仅使用这一种增塑剂还不够,对稳定花纸质量尚不能保证,还应加用其它增塑剂,如邻苯二甲二乙酯(C12H14O4)及癸二酸二异辛酯(C34H66O4)进行调节。只有三种增塑剂同时使用,才难使印成的花纸图案层不受气温变化影响,贮存一段时间后不老化保证丝印的花纸质量稳定,克服因增塑剂不当所引起的爆花缺陷。增塑剂的总用量一般控制在9?12%之间,用量过少会降低图案的韧性,贮存久了发脆,或者在贴花涂薄膜后使薄膜层内的增塑剂向下扩张,产生爆花缺陷;如果使用过多,会使印成的花纸图案层不易干燥,或在贴花涂薄膜后多余的增塑剂会向膜层扩散渗透,造成膜层过软,甚至发粘,给转贴带来困难。亦可用环氧硬脂酸丁酯来代替上述三种增塑剂,但是性能不及三种增塑剂混合使用稳定。

c.稀释剂:据国外有关资料介绍,稀释剂氢化石脑油。它的优点是价格低廉,溶解性强,但有较大气味和毒性。因此国内多选用松油醇(萜品醇)作稀释剂,由于它的沸点高,在214?224℃之间,且挥发度低,所以不会在丝印过程中造成油墨迅速变稠,对印料的丝印适性有调节作用。

为了防止调墨油在气温过低时,挥发过慢造成印后贴花不易干燥的现象,需要同时加入丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸酯聚合物后,能产生较佳的粘结性能,并使表面结膜牢固,但它们是高聚合物粘结剂,用量不宜过多,否则就会造成粘网故障而不能印刷。为保证图案转贴后,能与制品表面粘结牢固,应尽可能提高粘结效果,减少因粘结不牢可能造成的缺陷。但以不多用上述粘结为佳,可在调墨油组分中加入一种助剂,以提高粘结效果,同时又克服粘网现象。据国外资料介绍,大豆长油型醇酸树脂具有这种特性,此种醇酸树脂作为丝印搪瓷贴花纸印料的助剂,不仅能提高网印质量,更能使花纸图案在加热时软化,防止图案层从制品表面拱起。国内多选用389―9型醇酸树脂作为助剂,它的主要成分为双漂豆油、漂梓油、季戊四醇、苯甲酸、邻苯二甲酸酐等。因这种稀释剂在受热时分解挥发慢,故其用量也不宜加入过多,否则烧成时间到了,但气体仍未挥发尽,花色不艳,其加入量一般为8?9%.

e.还原剂:为防止因薄膜及调墨油中的某些组分在受热时与色素起化学反应,使色彩变淡,尤其是含有硫硒化镉的调墨油,需加入一定量的还原剂苯甲醛,以保证红色、桔红、桔黄、肉色等色彩稳定性。

色釉(着色料)。色釉是丝印搪瓷贴花印料中的最主要的原料,一张花纸从美术设计到印成花纸,直至图案在制品上烧成,最后显示出鲜艳的搪瓷花饰,主要是搪瓷色釉的作用。搪瓷色釉是由玻璃、搪瓷基釉与各种搪瓷色素组合而成的,基釉的成分主要为硼硅铅类物质。为了保证丝印搪瓷花印的装饰效果,其基釉成分设计及各种基釉的拼用应满足以下条件:基釉与色素不发生化学反应,产生良好的呈色效果和光泽,以保证图案色彩鲜艳;基釉对搪瓷面浸润要好,膨胀系数要相匹配;基釉本身的化学稳定性要好,在制品上装饰后不产生或尽量少产生析碱现象;拼成的基釉(在制品上)烧成温度幅度要大;基釉粉料的熔制工艺要易于控制。

下面简要介绍组成色釉的各种原料及其配制方法。

a.基釉:基釉多以长石、石英、纯碱、硼砂等为原料。制作时先将原料在1250?1350℃下熔融并制成熔块,然后再将熔块破碎、球磨,制成基釉粉料。基釉熔块球磨时,需加适量乙醇,使烘干后的细粉较为疏松,易于边筛。基釉粉料细度应为260目,越细越好。

b.色素:由化工厂提供的色素,一般仍含有一定量的杂质、硫分及其它盐类,尤其是镉黄、大红及铬绿色素,必须进行3?4次蒸馏水漂洗,然后再在120℃条件下烘干。必要时还需经过煅烧、球磨,并经260?300目筛子滤过后再使用。

c.色釉配制:大多数色釉需根据各自的产品烧成温度及花样色彩自行配制,配制原理与常用色釉相同。但对大红色釉则需另作对待。众所周知,硫硒化镉红色素的分解温度较其它色素低,热稳定性差,而且在制造过程中又混入了硫等杂质漂洗不尽,更增加了红色色釉的不稳定性,尤其是爆花缺陷不易克服。为了能获得呈色稳定又不易爆花的红色色釉,需对红色色釉进行预烧结,然后再球磨成粉应用。预烧结处理的条件为:基釉14份,红色素1.5?2.2;黄色素0.15?0.2份;玻璃红色釉10?15份,混和均匀后,温度800?830℃烧1?1.5分钟,呈熔化状态即可,烧结成的熔块经球磨,过260目尼龙筛后即可使用。

黄色色釉也可用上述温度预烧结,以消除硫分等杂质的影响,保证黄色、桔黄、桔红等图案色泽的质量稳定。

烧结可在耐热不锈钢皿中进行,铺约2?4毫米厚的一层色釉,在搪瓷窑中烧洁。

4.有机高聚物薄膜。有机高聚物薄膜,作为贴花纸的转移载体,是丝印搪瓷贴花纸整个工艺过程中需要认真选择的主要原料之一。已印好的花纸,因为薄膜材料不相适应,就会产生爆花现象,甚至报废。故作为薄膜材料,需符合以下要求:薄膜分解温度要低于调墨油的分解温度;与色釉不发生化学反应,以保证色釉(图案)在烧成后具有应有的色彩格光泽;成膜性能要佳,薄膜具有一定的强度与韧性,以适应花纸的转贴要求。原料质量要稳定,具有适当长的贮存期。

由于搪瓷制品的烧成工艺是高温快烧,因此,陶瓷玻璃贴花纸上使用的薄膜材料PVB(聚乙烯醇缩丁醛)就不能使用,否则会因快速受热出现严重收缩,使图案破坏。

根据试验并结合对国外样品剖析,采用甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的二元共聚物较为适宜。二者的比例是甲酯2?4份,丁酯6?8份,在醋酸丁酯、醋酸乙酯中聚合,也可用甲基丙烯酸乙酯代替部分丁酯单体共聚,以降低薄膜成本。由于甲基丙烯酸丁酯的单体聚合工艺易于控制,因此也可采用丁酯单体聚合物作为薄膜材料,但强度不及二元共聚物。聚合成的材料是含溶剂的胶液。无论是单体或是二元聚合物,凡是聚合完全的,则未反应单体气味(类似大蒜头气味)就很少,否则就不完全,说明未聚合好,得料率低。

邻苯二甲酸二丁酯2?5ml(根据气温适量加入)

5.丝印。丝印搪瓷贴花纸的工艺与其他一般丝印产品工艺不同,它是在水溶性胶面上印刷,所以要严格控制印刷场地的干湿度。湿度过高会使胶面溶解,难以印刷,更严重的是产品烧制时容易爆花。因此控制室内干湿度是保证套印精确的一种有效手段。

6.涂膜及贴花。印好的花纸上要涂布一层有机高聚物薄膜,作为贴花的转移载体。涂膜要轻刷轻涂,力求膜厚均匀。涂膜可使用排笔或涂布机,亦可采用丝印方式涂膜。大面积涂膜的缺点是:花纸堆放存储易粘连,且浪费原料,克服的方法是推广发展小膜生产。干燥后的薄膜膜层厚度就在20?30?,以薄为佳,过厚在烧制时易于爆花或使图案发糊,光泽下降。薄膜干燥后,花纸即可转入下一工序―贴花。

贴花时,将花纸在水中浸泡1?2分钟,花纹图案即粘附于高聚物薄膜上,并与纸基脱离,形成载花体,然后再将其转贴至搪瓷素坯上,完成贴花转移。

贴好花纸的搪瓷素坯干燥后,即可送入窑内烧制窑浇温度一般在800℃左右。

7.丝印搪瓷贴花纸注意事项

配墨(印料)时,调墨油与色釉的比例为0.6?0.8ml调墨油配lg色釉粉,具体用量视色釉的比重及图案层厚度而定。图案印刷干燥后,其厚度应在15?30?。

调墨之前,色釉必须在120?140℃下干燥,以去除吸附的水,调合时要力求浸润研匀或密闭陈化,如能采用轧墨机更为理想。

用手工印刷时左右用力要均匀一致,以免厚薄不一,中间不能停顿,否则会有断痕。

印刷环境的湿度要控制在80%以下,空白纸张需贮存在干燥处,不能受潮。

丝印后的图案需在40℃左右、80%以下湿度条件下干燥。在一般室温下干燥需12小时以上。最后一色必须干燥完全方可涂薄膜。应竖立存放,切不可叠放,否则易使图案受损。

印刷时网版与纸张表面之间距离控制在3?5毫米。印刷顺序为黄色、小版面、大块面、边框茎叶,印叠色时下层基釉熔化温度需略高于上层,否则下层熔化的色釉会使上层色釉拉开。

印完后必须及时把丝网版揩擦清洁,否则有机物堵塞网眼不易揩擦清洗。

印刷间及除膜间需清洁无灰尘,否则在产品烧成后,图案外圈就会有细黑点或影印。

 

 


 

吴江金鹰铜字标牌厂


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