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丝网印刷方法范文

发布时间:2023-10-08 17:39:56

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丝网印刷方法

篇1

中图分类号:G642.41 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2016)04-0006-02

一、前言

丝网印刷看似比较简单的工艺,使用方法易于掌握,所以距今已经有两千年广泛应用的历史,作为生活中最普通的生活用品的服装印花制作方法之一到目前制作薄膜开关高科技领域的丝网印刷的独立产品之一,丝网印刷的应用越来越广泛,其使用价值也越来越高。

二、丝网印刷在生活中的应用

在我们现代生活中丝网印刷品随处可见,丝网印刷T恤图案;丝网印刷纺织物,如节庆时的国旗;丝网印刷陶瓷玻璃上的图案,如常用的茶杯;丝网印刷塑料件,如使用的塑料盆、手机外壳;丝网印刷电子产品的电路;丝网印刷彩票的遮蔽区;丝网印刷电饰广告版;丝网印刷金属广告版;丝网印刷光反射体,如荧光字体;漆器丝印、丝网印刷香味油墨等。我们丰富多彩的生活已经离不开丝网印刷,丝网印刷成为当今生活不可缺失的一部分。王晋对印刷丝网在生活上的应用进行了有力的总结。

对于丝网印刷在生活上的应用,不少学者和实际应用的工作者对其生产工艺也进行了深刻的研究。冯树枝、杨萍、骆光林、张纪娟和韩丽丽等对丝网印刷在包装盒上的生产工艺和特点进行了介绍,特别是油墨的不同选择和制版的技术,以及不同的工艺对包装图案的影响。张圣明等介绍了丝网印刷在玻璃制品上的应用,特别是在玻璃酒瓶等不规则玻璃制品上的应用。刘永庆介绍了丝网印刷在彩色夹膜玻璃中的应用,特别提到了此种玻璃具有防晒、防水的特殊的用途,对印花本身的质量提出了比较高的要求。张纪娟详细介绍了丝网印刷在液体壁纸、艺术装饰玻璃、纺织品等家居装饰中的应用,对艺术效果的提升,使家居的装饰能够紧跟时尚的潮流,实施的方法比较简单便捷。王婷等介绍了丝网印刷在胶靴商标的应用,在印刷的工艺中要涂抹硬脂酸锌增加商标的稳定性。孟丹介绍了防水尼龙的印刷技术,解决了尼龙因其拒水性而难以印刷的问题。

三、丝网印刷在现代信息科学技术中的应用

信息科学技术以微电子技术和计算机技术作为基础,主要包括信息的采集处理存储和传输技术,传输技术涉及到传感技术、多媒体技术、光导纤维技术、集成电路技术、人工智能技术和网络技术等一系列技术。丝网印刷这种简单方便的技术,能够和现代的信息科学技术相结合,是丝网技术使用的一个飞跃。

熊祥玉主要介绍了键盘电路、薄膜开关、热挠性接线器三项丝网印刷产品在现代信息科学技术中的应用,同时特别对热挠性接线器构造特点、用途、技术、参数及使用方法等作了较为详细的说明,说明了丝网印刷对于精密线路的制造和应用具有一定的可靠性和精密性。王永庆对丝网印刷在电子薄膜中的应用进行了探讨,特别是提到了电子薄膜开关面板的基材:聚碳酸酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯薄膜Autotex PET和Autoflex EB在进行丝网印刷时的特点和优点。张亚寒对部分国产的PCB印料做了比较详细的介绍。认为丝网印刷提高了印制电路板的生产效率,降低了印制电路的生产成本,还提高了印制电路板的加工质量,同时也促进了功能性油墨的开发。冯树枝讨论了丝网印刷在电子产品光盘装饰上的应用。丝网印刷对光盘的印刷效果比较好。印刷墨层厚实,遮盖性和立体感强、光泽度高、耐光性好、经久耐磨、图文清晰、色彩鲜艳亮丽,并且制版、印刷方式简单,投资少、见效快,市场十分看好。

四、丝网印刷在高科技技术上的应用

丝网印刷在生活上和信息科学技术上有着广泛的应用,但是不论在技术上还是助剂上都是朝着高科方向发展的。

谭兴国探讨了丝网印刷中最基本的涂料印花,这种印花主要是应用在纺织品上。文中讲述了纳米级的着色材料,这种纳米级的颜料可以解决纺织品手感粗糙、僵硬,干擦牢度差,湿擦牢度更差,不吸湿、不透气。同时还介绍了会呼吸的树脂,这种会呼吸的树脂是一种水性涂料,乳液的适用粒径范围是200~500nm。由这种乳液形成的涂膜始终存在毛细管,所以这种乳液是合成树脂中会呼吸的树脂。李文芳认为丝网印技术在新型电子元器的制造工艺过程中起着重要的支撑作用,因为新型电子元器件向高密度互连技术发展,网印技术对电子产品中的表面贴装技术(简称SMT)进行了深刻的渗透,在印刷的过程中,将适量的锡焊膏通过网版准确地、适量的漏印到PCB焊盘上,做到精确的印刷。并且网印技术在太用能电池制造技术;触摸屏制造技术,LCD(液晶显示器)制造技术,CD\DVD制造技术上有很多的应用。王新文介绍了电子标签的丝网印刷技术。对电子标签的三种制作工艺进行了比较。印刷工艺比铜导线烧纸工艺和金属泊腐蚀工艺优势多。其成本低、生产过程简洁、对环境几乎没有污染、生产效率高、产品密封性好、基材无制约,是生产电子标签最好的方式。李树坤介绍了一种复合高分子体系的保热膜。这种膜利用丝网印刷的技术做成一定值的电阻并附着在特定的基材上,当连接膜上的电极并通入低电压电流时,热量即刻从膜内部释放出来。这种保热材料电热转换效率高、耗电少、加工方便、无污染、安全性好、节能显著,是一种比较理想的保热材料。

丝网印刷作为一门既古老而又年轻的工艺技术没有因为它的古老而失传消失,而是因为其使用的设备简单、技术易于掌握、操作方便,制版简易、成本低廉,印刷方式适应性强、快捷灵活多样,从而在现代化的科学技术的进步中,不断的产生新的艺术创作,在生活生产使用的范围越来越广。在科学技术、艺术与美学、艺术与设计、材料学等方面的研究是必不可少的。除了本文中介绍的丝网印刷在各个方面的应用,对于丝网印刷本身的印花浆料、印花油墨、印花用的特殊材料,印花丝网的设计和印花技术,都被广泛的研究,并且不断有新的材料出来,所以对于丝网印刷的应用和发展有着美好的前景和意义。

参考文献:

[1]王晋.浅谈丝网印刷在生活中的应用[J].商,2014,(47).

[2]冯树枝.丝网印刷在包装盒上的应用[J].印刷技术,2002,(12).

[3]杨萍.丝网印刷在包装领域的应用[J].印刷质量与标准化,2004,(8).

[4]骆光林.丝网印刷在包装上的应用[J].印刷技术,2004,(17).

[5]张纪娟.丝网印刷在金属包装中的印刷工艺[J].网印工业,2015,(8).

[6]韩丽丽.丝网印刷在玻璃包装中的应用[J].印刷质量与标准,2009,(1).

[7]张圣明等.丝网印刷在玻璃制品当的应用[J].网印工业,2014,(3).

[8]刘永庆.丝网印刷在彩色夹膜玻璃中的应用[J].网印工业,2012,(9).

[9]张纪娟.丝网印刷在家居装饰中的应用[J].网印工业,2015,(7).

[10]王婷.丝网印刷在胶靴商标中的应用[J].化学工程师,2001,(2).

[11]孟丹.丝网印刷在尼龙上的应用[J].网印工业,2013,(8).

[12]熊祥玉.丝网印刷在现代信息科学技术中的应用[J].丝网印刷,2001,(2).

[13]王永秋.丝网印刷在电子薄膜中的应用探讨[J].网印工业,2011,(4).

[14]张亚寒等.丝网印刷技术的发展和在印制电路板中的应用[J].计算机与网络,2008.

[15]冯树枝.浅谈丝网印刷在光盘装饰上的应用[J].印刷技术,2001,(2).

[16]谭荣国.网印工业谱新篇――一项技术革新[J].网印工业,2013,(10).

[17]李文芳.丝网印刷挑战高科技[J].印刷技术,2001,(26).

篇2

丝网印刷与其他印刷形式相比具有独特的特点和优势,在艺术设计中得到了良好的应用。丝网印刷在应用的过程中可以使用多种类型的油墨,如油性、水性、粉体、合成树脂乳剂型等。这些均可以利用,这也决定了其应用范围的广泛。另外丝网印刷的版面比较柔软,其版面比较柔软且具有一定的弹性,适合在布料和纸张等软质物品上进行印刷。另外在玻璃、陶瓷等硬质物品上也可以实现印刷。丝网印刷还具有的一个特点就是墨层厚实,具有较强的覆盖能力。[1]受印刷物表面的形状和面积的影响较小。丝网印刷不仅可以在平面上进行印刷,同时在球面或者在曲面上也可以进行印刷,印刷物品的大小也不会形成障碍。这说明丝网印刷具有较强的灵活性和适用性。此外丝网印刷也具有较强的耐光照性能,丝网印刷可以适用于各种涂料,且不受涂料颗粒粗细的影响,即使颗粒比较粗的涂料同样可以使用,丝网印刷具有的这个特点决定了其具有较强的耐光照性,可以达到耐光性和荧光性的印刷效果。把耐光性涂料在印刷过程中加入,印刷出的印刷品具有较强的耐光性。在一些大型的户外广告中可以加以运用,保证商标长久不褪色。丝网印刷的印刷方式灵活多样,其与平版印刷、凸版印刷、凹版印刷相比具有方便、材料便宜、印刷方式多样的特点,印刷效率高且较为省力,可以进行手工印刷生产,也可以进行机械化生产。

2丝网印刷的原理、工具及制作过程

丝网印刷是孔板印刷中国最常见的一种方式,将丝网紧绷于网框上,在丝网上制成堵塞非图文部分的网孔模板。图文部分的网孔可以透过油墨,利用刮板进行加压,将图文部分的网孔漏印到承印物上。现在制版的方法主要是利用感光胶紫外线固化的化学制版方法,可以根据需要进行多次涂抹,最终形成感光胶膜。之后将图文的地板贴于已经烘干的紫外线胶膜上晒版,再经曝光、冲洗、印版等工序将凝固的感光胶冲洗干净,最终将印刷图案呈现在承印物上。丝网印刷之前对于不同的丝网应该选择与之相适应的印刷品进行印刷。对于漏墨量较多丝网运用其进行印刷时则应该印刷那些表面较为粗糙的承印物。例如,皮革和帆布,这些承印物吸墨量较大,漏墨量多、丝网目数低的丝网更适合印刷这些物品。对于目数高、漏墨量少的丝网更适合印刷材质细腻、光滑,吸墨量少的承印物。这样不仅可以保证最终的印刷质量,也可以避免油墨的浪费。印刷前设计人员应该设计出更适合印刷的作品,待印刷的作品颜色上应该有更强的层次感,不同颜色间有一定的反差,这样的作品用丝网印刷可以有更好的效果。对于线条、网点等紧密、细致的作品则不适合运用丝网印刷,可以选择其他印刷方式。丝网印刷中原稿件的图文线条、网点进度要求等与普通的印刷方法有不同之处,如果丝网印刷的原稿的线条、网点等相当精细,这会增加丝网印刷以及丝网印刷制版的难度。因此,运用丝网印刷时印刷的产品原稿不宜过于精细,过于精细会影响最终的印刷效果,导致原图失真。[2]丝网版制作时所需要的工具有200目以上的丝网、刮板、封网胶、网框、涂料、洗网液等。目前丝网印刷运用最广泛的制版方法是感光制版法。丝网版制作过程大致分为四个步骤:首先需要将设计好的设计图用透明菲林进行分色制版,另外将配制好的感光胶在暗房内用刮槽刮到丝网上,将烘箱烘干,根据印刷需要可重复几遍。然后需要晒版,菲林贴于丝网版上之后在紫外线下进行曝光,曝光之后将多余的感光胶膜用水冲掉,然后晒干、封网。最后把晒干后的网版固定在机械印台或者手工印台上进行印刷。

3丝网印刷艺术在艺术设计中的应用

丝网印刷由于其自身所具有的优势,在诸多领域得打了良好运用,也产生良好的运用效果。其在艺术设计中的运用使艺术设计更加多样化,艺术设计效果也更加新颖、独特。下面对丝网印刷艺术在艺术设计中的应用做具体分析。

3.1丝网印刷艺术在艺术设计中应用的技术要点

丝网印刷同其他印刷一样需要将原稿的图文和色调准确的再现出来。丝网印刷和其他印刷方法在采用原稿的原则上差别不大,但是在具体印刷过程中存在着诸多不同的地方。这主要由丝网印刷的性质所决定的。丝网印刷所具有的特点是印刷墨层厚实、色泽鲜艳,在印刷的过程中需要充分展现丝网印刷的实际效果。丝网印刷制版时需要选择合适的网线,最终达到再现原稿的要求。丝网印刷比较适合表现文字或者线条明快的单色成套色原稿。这样可以表现出清晰的层次感,对于颜色的对比反差等能很好地显现出来。选择这样的原稿进行印刷可以使艺术设计具有更加丰富地表现力,通过厚实的墨层可以将颜色的明暗对比以及立体感充分表现出来,使印刷的原稿更具有质感,艺术表现力更加充分。丝网印刷绷网时多采用正绷网形式,这种绷网形式操作比较方便,能够充分利用丝网,同时可以节省丝网的边角料,减少丝网的浪费。在套色印刷时一般不采用正绷网,因为套色印刷选用正绷网易出现龟纹,影响最终印刷效果。套色印刷可以选用斜交绷网,这样可以更好提高印刷质量,可以有效增加漏墨量,具有的一个弊端是会造成一定的浪费。绷网的角度需要充分把握好,对于印刷精度高的印刷品如果绷网角度把握不当会严重影响印刷品质量,所以应当根据实际印刷要求,准确把握绷网角度。丝网的选择也是丝网印刷过程中需要充分考虑的一个因素。选择丝网时最先需要考虑的是油墨通过丝网的难易程度。中间色调选用油墨时应当选择透明度高且颜料颗粒比较细微的油墨,这样可以充分保证油墨的通过性。各种油墨中塑料油墨的通过性能最优良。

3.2丝网印刷在艺术设计中的未来发展

近年,国内外对于丝网印刷的理论研究正在不断深化,对丝网印刷的研究也更加全面,认识也不断深化。其在未来发展中有更广阔的发展前景。一些新的科学技术会在丝网印刷中加以应用。如CTS技术,这种技术也称为数字化直接制版技术,在丝网制版中无须胶片,只需通过电脑直接在预涂感光胶的印版上喷涂一种阻光油墨即可形成图像。再经过晒版、显影等即可得到印版。此外在未来新的工艺还有直接成像制版发,这种方法不需要涂感光胶,只需涂上一种特殊的化学材料即可。然后利用计算机将图像直接扫描至化学材料上,使其发生反应,再用水进行冲洗,最终形成图文印版。

篇3

丝网印刷逐步从传统的领域进入科技的领域,许多科学技术项目中,开始采用丝网印刷来进行高新技术的研究,如果丝网印刷教学不随着技术的发展及时更新内容,就会造成教学与实际现实应用的脱节,培养的学生无法适应市场的要求,不利于丝网印刷行业的长远发展。从目前的情况来看,丝网印刷在高新技术中具有巨大的利用空间,可以提高印刷的质量,加快印刷的速度,从而有效的带动整个印刷行业的发展。当今,丝网印刷在高新技术的应用主要有下面几种。

1.太阳能电池为主的电器

太阳能电话主要以太阳为能源,在电话的顶端装上接收板,接收板主要接收太阳能,可以不间断的给电池充电,使用者的声音通过无线电波输入附近的电话交换机,然后通过各地电话通信网传播出去。太阳能电话的耗电量与普通的电话相比,耗电量相当低。

太阳能冰箱内部装有温度调节器,可根据需要随时调节箱内的温度。国外研制出一种仓库用的大型太阳能冰箱, 上部装的抛物线镜面将阳光集中在半导体网孔上, 把光转换成电流, 箱内温度保持在一定范围内,达到较好的冷藏效果。

太阳能电池以硫化镉或啼化镉作为半导体材料,在太阳能电池的制造技术中, 丝网印刷作为一种重要的手段,是整个工艺的关键环节。

2.计算机键盘

当前,计算机的使用在我国已达到了普及的程度,键盘是计算机系统中的必要组成部分,具有重要的作用。通过键盘键入,使用者的要求就会通过键盘传入计算机系统内部,计算机执行各种操作。键盘下面的传递操作者命令的电路正是丝网印刷在起着作用。

3.计算机直接成像制版

感光胶片在传统彩色丝网印刷的分色网版制作中具有重要的作用,采用胶片拼版,放大胶片或投晒网版。这些方法对胶片的要求很高,精确度和线数高的胶片是分色网版制作的前提。制作胶片不但花费大量的时间和金钱,而且质量很难保证。

上世纪末,数字处理技术的不断发展和成熟,电脑无胶片直接制版也随之产生,计算机直接制版技术在印刷领域得到了大量的运用,在新技术的推动下,丝网印刷业也得到了长足的发展。首先由计算机进行版面挂网和光栅化处理,然后将版面信息点阵化,通过激光、喷蜡等多种成像技术,直接将点阵复制到丝网版材上。丝网印刷的未来将朝着模版上直接成像的制版方向发展。

4.食物检测

随着经济的发展,人们生活水平的提高,对食物的质量和安全性要求也随之提高。只有在食物加工的时候进行严格的把关控制,才能不断提高食品的质量。因此,采取合适的食物检测方法是一个需要解决的问题。传统的方法有很大的局限性,已不能满足现食物检测的需要,必须采用先进的技术。基于碳基丝网印刷电极的一次性电化学机器是一种新型的技术,它的敏感性很高,响应的速度很快,操作起来简单方便。对于食物结构分析、食品添加剂的测定及食品卫生检测等方面,具有很重要的作用,在食品行业的应用前景广阔。一些食物中含有少量兽药及农药,没有精确的仪器是很难检测出来的,而且,对于保护消费者的身心健康,促进我国食品出口贸易不断增长对国民经济的发展具有重要意义。

它对食物进行检测的时候,需要少量的样品即可,检测的速度比较快,而且结果准确。构建高灵敏、廉价的兽药和农药残留检测传感器,将表达有与味蕾细胞相同甜味受体及甜味信号传导相关因子的细胞培养于丝网印刷电极表面,通过细胞阻抗谱法检测细胞群对味质刺激的信号响应,利用信号处理可实现对单一甜味物质的区分。

5.新型包装

随着包装印刷业的发展,丝网印刷在包装业的重要性日益凸显。丝网印刷的墨层较厚,颜色很鲜艳明亮,印刷的产品立体感较强,在印刷中可以利用特殊效果,使用多种防伪功能。现代企业对包装业的重视加强,许多企业为了达到特殊的印刷效果,组合多种印刷工艺。尤其是印刷精度极高的轮转网印单元配合柔性版印刷机的应用,使印刷品达到完美的效果。这种方式可以在承印物上获得金、银等金属效果和浮凸、磨砂效果。丝网印刷使包装印刷业进入了一个新的领域,它提高了包装的艺术美感,无形之中增加了产品的附加值,增强了促销效果。随着设备、材料的改进以及工艺技术的不断完善,丝网印刷在包装领域将有更大的突破和更好的发展。

6.结语

丝网印刷具有很强的适应性,在高新技术中应用的前景广泛。随着科学技术的发展,丝网印刷将走向一条技术含量高的科学印刷之路。丝网印刷的发展需要印刷行业所有人员的共同努力,不断创新,采用先进的技术,而且,在丝网印刷的教学中要注重高新技术的讲解,这样,才能培养出更多的优秀的丝网印刷人才,为丝网印刷技术的发展提供人力资源的保障。

【参考文献】

篇4

一、公司丝印调研及分析

1.公司技能人才培养现状

鹤山雅图仕印刷有限公司目前主要有六大事业部:综合产品事业部、纸袋事业部、咭书事业部、精品装事业部、贺咭事业部、印后中央加工部,其中有五大事业部设有丝印科组,从事丝网印刷的技术人员和员工有上千人,然而较少员工专门学习过丝网印刷,较少技术人员只是在校学习期间部分课程讲解过丝网印刷。

2.学校人才培养现状

目前,雅图仕职校印刷专业开设有印刷班、计算机制版班、特种印刷班,均以胶印人才培养为主,没有建立丝网印刷实训室,没有健全的丝网印刷实训教学课程体系。

3.调研结论

丝网印刷在公司乃至印刷市场有广泛的应用,同时与胶印实训教学相比,丝印实训成本更低,本学期学校针对11级6个印刷专业班第一次开设了丝印实训课,实训物料花费不足万元。因此,独立开设丝网印刷教学课程、有针对性地开设丝网印刷实训教学很有必要,也有很大的可行性。

二、丝网印刷实训室构建

1.熟悉丝网印刷工艺

丝印实训室的建设必须结合实际生产工艺和学校现有资源进行合理配置,建立丝印实训室前必须熟悉丝网印刷生产工艺流程。

图1是传统丝网印刷工艺,绝大部分工序可在学校进行实训教学,只有印前底片制作需要在制版公司完成,主要是该工序设备投入非常大,在这方面雅图仕职校可以有效利用公司印前资源。

根据丝网印刷工艺流程,中职学校可以针对膜版制作、印版制作、丝网印刷和成品质量检测及控制等工序作为实训教学。

2.丝网印刷实训室建设

结合丝网印刷工艺过程,根据雅图仕职校实际情况,丝网印刷实训室主要建设三个实验室:一个是绷网实验室,主要用于丝网绷网;一个是晒版实验室,即黑房,主要用于膜版制作和印版制作;一个是丝网印刷过程实验室,需要带有水槽且连接公司的工业废水处理中心。

三、丝网印刷实训教学具体实施

中职教学的目标是“培养生产、建设、管理、服务第一线需要的”,让学生重点掌握从事本专业领域实际工作的技能。同时,实训教学也并非是完全抛弃理论教学,真正的实训教学应该是实操与理论教学有机统一,逐步淡化理论教学和实训教学的界限,坚持理论联系实际,实训教学贯穿于整个理论教学。丝网印刷实训教学具体实施主要从以下3个方面做文章:

1.课堂教学少讲、精讲、多练

逐步减少理论讲解时间,在讲解理论过程中注意图标、模型、演示、实验、实物、录像等教学媒体的运用,边学边干,讲练结合。例如,在讲解丝网种类的时候,如何区别尼龙丝网和涤纶丝网,除了从外形和手摸之外,还可以运用燃烧法,因为尼龙和涤纶燃烧现象是不一样的,中职学生对实验是很好奇和感兴趣的。

2.根据上课内容改变理论上课形式

一般理论教学都是老师讲,学生听,时间一长,学生难免会枯燥,有时可以考虑进行“角色换位”,即学生上讲台讲,老师坐在学生的位置上听,进行适当的引导。每次实训结束,都要进行实训作业总结,这时候可以先让学生讲实训过程中出现的问题,对自己实训和别人的实训作业进行“找茬”和“挑刺”,这样活跃了课堂气氛,学生的参与度也很高。

3.“生产式”丝印实训实施

“生产式”实训教学模式是基于“行为导向”的教学理论,运用“项目教学法”的一种新实训教学模式。其主要内容是:构建一个以完成某项实际工作任务的教学情境,使学生小组在教师的引导下进入“生产者”的角色,在完成“工作目标”的前提下,参与设计并了解实际丝印工作的一般步骤和工序,学会运用基本理论知识解决实际问题的方法,在团队合作的学习氛围下掌握必要的操作技能,形成良好的实训习惯,从而出色完成实训任务。下面以丝网手工绷网实训教学过程为例,说明“生产式”教学实训的具体开展和实施。

手工绷网实训课的工作任务是“采用尼龙丝网绷好一个网目线数为70目/in的木质网框,网框大小为30×40cm”。首先,给学生播放在公司自制拍摄的气动绷网过程视频,观看后引导学生总结绷网的一般步骤;其次,让学生以小组的形式去讨论并设计完成手工绷网的步骤和方法;再次,教师检查各组设计完成的绷网步骤;最后,在没有明显大错误的情况下(允许小的错误)让各小组按照自己的计划步骤进行实际操作,完成手工绷网。

通过以上教学过程总结得出教师在设计实训工作任务时需要把握以下4个原则:(1)该工作任务有清晰的说明,学生一看便知。(2)能将具体教学理论和实际技能相结合。(3)学生有自行设计方案的机会。(4)允许学生犯错误,在实训中遇到困难能够运用已学知识克服和解决。

丝网印刷是印刷技术专业的重要内容之一,也是雅图仕职校印刷专业学生就业的重要渠道之一,更是鹤山雅图仕印刷有限公司重要部门之一,故我校应当结合自己的实际情况和市场人才需求,建立健全丝网印刷实训教学课程体系,培养出更加适合公司和印刷市场需求的高技能人才。

篇5

丝网印刷由5大要素构成,即丝网版、橡胶刮板、涂料、印刷机以及被印刷物。丝网印刷基本原理是:利用丝网版上图案部分网孔通透、非图案部分网孔不通透的基本原理进行印刷。印刷时在丝网版上一端加上涂料,用橡胶刮板在丝印版上的涂料部位施加一定压力,同时朝丝网印版另一端刮移。涂料在移动中被刮板从通透的网孔中挤压到被印刷物上。印刷过程中橡胶刮板始终与丝网版和被印刷物呈线接触,接触线随刮板移动而移动。由于丝网版与被印刷物之间保持一定的间隙,使得印刷时的丝网版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力,即回弹力。由于回弹力的作用,使丝网版与被印刷物只呈移动式线接触,而丝网版其他部分与被印刷物为脱离状态,使密封垫上的涂料与丝网分离。当刮板刮过整个版面后抬起,同时丝网印版也抬起,并将涂料轻刮回初始位置,至此完成一个印刷过程。

1 丝网印刷的优点

丝网印刷与其他涂装方法相比有很多优点,它需要的涂料粘度比较高,因此涂料的溶剂比较少,减少了环境污染,同时它的固含量利用率接近100%,而喷涂过程中涂料的利用率最多是30%。这样大大减低了涂料使用成本。而浸涂和滚涂只能对密封垫整个面涂装,不能做到局部涂装。丝网印刷却是很容易做到5 mm以下线宽的涂装,并且涂料的厚度一次性可以达到20 μm以上,其他涂装方式难以做到这一点。

2 丝网的选择

目前市场上的丝网主要有涤纶、尼龙、金属丝网等,尼龙丝网的主要成分是聚酰树脂,聚酰胺树脂具有很高的机械强度,耐磨性、耐化学药品性、耐水性、弹性都比较好,由于W丝均匀、表面光滑,故涂料的漏印性极好。其不足是尼龙丝网的拉伸性较大。这种丝网绷在丝网框上一段时间后,张力有所降低,使网丝失去弹性、精度下降。因此,不适宜用来制作精度要求比较高的密封垫网版。不锈钢丝网是由不锈钢材料制作而成。不锈钢丝网的特点是耐磨性好、强度高、拉伸性小,由于网丝精细,涂料的通过性能稳定、尺寸精度稳定。其不足是弹性不好、价格较贵,而且不易粘结在丝网框上。丝网伸张后,不能恢复原状、不易清洗网版。涤纶丝网的主要成分是聚酯类树脂。聚酯类树脂具有耐溶剂性、耐高温、耐水性、耐化学药品性的优点,涤纶丝网在受外界压力较大时,其物理性能稳定、拉伸性小。其不足之处是与尼龙丝网相比耐磨性较差。综合市场上各种丝网的优缺点,用在密封垫上的丝网选择涤纶网最适宜。

3 丝网版的制作

用在密封垫丝网印刷的工艺流程可按图1表示。

丝网在一定拉力下牢固地粘结在网框上,对丝网框选用的基本要求是能承受绷网的力,坚固、耐用、轻便,在温湿变化较大的情况下,其性能仍保持稳定,具有一定的耐水、耐溶剂、耐化学药品等性能,通常都选用铝合金网框。在丝网上涂布一定厚度的感光胶并干燥,形成感光膜,感光膜的厚度根据涂料要求的厚度和形状而定,如果是印线的图案,宽度在5 mm以内,涂料的厚度与感光膜的厚度成正比;如果是印刷面的图案,不能通过感光膜的厚度调整涂料厚度,只能通过涂料粘度和网丝的直径来调整。将图纸要求的图案制作成阳图底片与涂布好感光膜的丝网贴合放入晒版机曝光。这样丝网上即出现图纸需要的图案,经显影冲洗,未固化感光材料被冲洗掉,使丝网孔为通孔。非图案部分感光材料固化堵住网孔,干燥后检查网版在非图案部位是否漏孔,用感光胶堵住所漏网孔及网框边缘处即封网,再次曝光即可完成丝网版制作。

3.1 丝网印刷刮板的选择

一般印刷密封垫时,可使用软质刮板,这样可通过刮印时施加的压力使版面和密封垫接触充分,以提高印刷效果并能提高涂料厚度。长期使用刮板会发生一定的弯曲,因此,在使用刮板时,要考虑刮板的弯曲疲劳和机械强度,要求刮板具有一定弹性。刮板在刮印的同时会因摩擦而产生热,使其温度升高后硬度发生变化,在选择刮板材料时应该注意选择不易受热变形的材料。刮板与丝网印版由于是直接接触,每次刮印时都有摩擦(在丝网印刷中印数多时可达上万),因此要求刮板耐磨性好,并具有性和一定机械强度,这样刮印时可以尽量减少摩擦,以保证刮板的使用寿命。刮板在使用中要接触各类涂料及溶剂,在选刮板时可考虑在尽量满足印刷要求的前提下,为了使变形降低到最低限度,可选择硬度较高的橡胶刮板。针对这一情况常用聚氨酯类橡胶做成,因为聚氨酯类橡胶是最耐磨的橡胶之一,它还具有强度高、耐溶剂性极佳的特点。通常选用的硬度为60~75,需要涂料的厚度越厚刮板硬度越低反之选用高硬度的刮板,刮板的形状选用直角,因为直角可以充分刮干净涂料。

3.2 涂料的确定

用在密封垫片上的印刷涂料分为3大类型:氟橡胶涂料、硅橡胶涂料、树脂型涂料,其中目前高端产品或者新产品基本上都是采用印刷氟橡胶涂料,氟橡胶涂料所采用的氟橡胶一般都是六氟类,此类橡胶硫化后耐热性极好,在200 ℃下也几乎不发生老化,能长时间使用,添加一定的填料和助剂配合后可在300 ℃高温下连续使用。它的耐油和耐化学品性能也非常好,尤其是对航空燃料油和液压工作油,迄今没有比它抗耐性更强的涂料。缺点是在遇到胺类、低分子酮类、酯类和高浓度碱类及高压水蒸气很快老化。同时氟橡胶涂料只能用于金属垫片的印刷,氟橡胶本身与金属结合力很差,因此对涂料的各种性能要求很严格,在印刷前对基材的表面处理要求很严格,一般采用超声波清洗除油。其次非金属垫片或者一些柴油机垫片选用硅橡胶涂料,硫化硅橡胶可在-65 ℃~250 ℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性, 能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强。

4 涂装与环保

用在丝网印刷中,所产生的残渣很少,一般只是在印刷结束后丝网上有一点残余涂料,此种涂料按一般工业废弃物处理。所产生的废气一般是有机溶剂,会对神经组织产生麻痹作用,对行动和语言功能产生很大的危害。为保证操作者健康,必须定时排气、换气,以确保空气中的溶剂蒸气浓度降低到符合要求的标准,使操作者身体免于溶剂蒸气的损害。同时操作者在生产中必须穿戴好防护用品,如果不慎溅到皮肤或者眼睛中,应立即用清水冲洗15 min以上,如仍有不适,应立即就医。从事此工作的操作者每年最少查体一次,如身体有异样,必须调离岗位。

总之,由于丝网印刷的独特性,它在密封垫上的应用越来越广泛。

篇6

多年来,太阳能丝网印刷设备在精度和自动化方面有了很大进步,具备了在微米级尺寸上重复进行多次印刷的能力。这一发展开创了全新的先进应用,如双重印刷和选择性发射极金属镀膜。Baccini公司在20世纪70年代在微电子领域开发了丝网印刷技术,并在20世纪80年代将这一技术扩展到太阳能金属镀膜领域。今天,Baccini公司已成为应用材料公司Baccini集团,以多项先进技术引领业界的发展。

2基本的太阳能丝网印刷

印刷过程从硅片放置到印刷台上开始。非常精细的印刷丝网固定在网框上,放置在硅片上方;丝网封闭了某些区域而其它区域保持开放,以便导电浆料能够通过。硅片和丝网的距离要严格地控制(称为印刷间隙)。由于正面需要更加纤细的金属线,因此用于正面印刷的丝网其网格通常比用于背面印刷的要细小得多。

把适量的浆料放置于丝网之上,用刮刀涂抹浆料,使其均匀填充于网孔之中。刮刀在移动的过程中把浆料通过丝网网孔挤压到硅片上,见图3。这一过程的温度、压力、速度和其他变量都必须严格控制。

每次印刷步骤后,硅片被放入烘干炉,使导电浆料凝固。接着,硅片被送入另一个不同的印刷机,在其正面或背面印制更多的线路。所有印刷步骤完成后,将硅片放入高温炉里烧结。

3硅片正面和背面的印刷

每块太阳能电池的正面和背面都有通过丝网印刷淀积的导线(见图4),它们的功能是不同的。正面的线路比背面的更细;有些制造商会先印刷背面的导电线,然后将硅片翻过来再印刷正面的线路,从而最大程度地降低在加工过程中可能产生的损坏。在正面(面向太阳的一面),大多数晶体硅太阳能电池的设计都采用非常精细的电路(“手指线”)把有效区域采集到的光生电子传递到更大的采集导线――“母线”上,接着再传递到组件的电路系统中。正面的手指线要比背面的线路细得多(窄到80μm)。正因为如此,正面的印刷步骤需要更高的精度和准确性。

硅片的背面和正面的印刷要求是不同的,技术上也不那么严格。背面印刷的第一步工序是淀积一层以铝为基础的导电材料,而不是非常细的导电栅。同时,能够将没有捕捉到的光反射回电池上。这一层也能“钝化”太阳能电池,封闭多余分子路径,避免流动电子被这些空隙所捕捉。背面印刷的第二步是制造母线,和外部电路系统相连接,见图5。

4新一代丝网印刷的应用

如今晶体硅太阳能电池的平均转化效率是15%,业界的发展目标是将转化效率提高到20%以上,丝网印刷设备能够提供多种方法帮助实现这一目标。实现更高的转化效率可以从以下两个方面入手:电池工艺(创造出能够将光能转化为电能的有效区域)和金属镀膜(形成导电金属线)。

5双重印刷

电池正面导电线路的一个负面效应是阴影:导线阻挡了少量阳光,使其无法进入电池的有效区域,从而降低了转化效率,见图6。为了将这种阴影效应降到最低,导线必须尽可能做到最窄。然而,为了保持足够的导电性,线条的高度必须增加,这样才能保持同样的横截面积。实现更细,更高导线横截面的解决方案就是将多条导线重叠印刷。这就意味着丝网印刷机必须能够高准确度、高重复性地印刷非常细小的线条――当前的标准线条小到80μm――相当于人类一根头发丝的平均厚度。

现在大多数导线烧结后的尺寸是110-120μm宽,12-15μm高。这样尺寸的线条由于阴影效应带来的转化效率损失大约为1.29%。要减少这一损耗,导线宽度必须降低;同时,需要增加导线横截面的高度,以此优化导电性能,见图7。导线横截面尺寸从110μm宽/12μm高转变为80μm宽/30μm高之后,潜在的转化效率绝对增益为0.5%。

应用材料公司Baccini的方法是用两台不同的印刷机将两种材料进行重叠印刷。这一最新的工艺在实际生产环境下实现了80μm宽、平均30μm高的导线横截面尺寸。这种方法减少了大约20%的阴影损失,相应的也降低了电阻系数。通过在现有生产线上增加一台额外的丝网印刷机和烘干炉,就能非常方便地以一种具有成本效益的方式实现多次印刷工艺。

导线双重印刷(和其它的先进印刷应用)最关键的一点在于对准精度,因为第二层印刷物必须非常精准地置于第一层之上。应用材料公司Baccini的最新研发成果使第二层印刷物的对齐精度达到±15μm。这一技术采用了新型的高分辨率照相机和新的软件算法,具有自动调整程序,并可以在印刷初始阶段进行额外控制。此外,浆料配方和丝网设计必须经过仔细的共同优化,从而最大限度地实现丝网印刷的硬件和工艺效能。

6选择性发射极

另外一个新兴的应用是选择性发射极技术――在丝网印刷的金属线下精确地制造一个重度掺杂的n+区域,以便进一步降低接触电阻,从而实现转化效率的提高,见图8。

制作这些发射极区域有好几种技术。每一种都要求高精度和高重复性的多重印刷步骤。此外,发射极区域必须略宽于上方的金属线:对于100μm宽的金属线来说,最优化的发射极区域宽度为150μm左右。很关键的一点是后续的金属线必须非常精确地直接放置在发射极区域之上,否则,就会失去它的效率优势。应用材料公司Baccini的丝网印刷技术在成熟度、对准精度、低成本和高速度方面都具有优势,是实现这种电池工艺的理想选择。

7丝网印刷的生产力

随着太阳能光伏产业的生产规模越来越大、工艺步骤越来越多(以获取更高效率),很多问题――包括高产量和处理更薄硅片的能力等――变得越来越重要。

目前,晶体硅太阳能电池工厂的产量约为1500硅片/小时(每条生产线),业界的目标是在不久的将来实现至少3000硅片/小时。这需要使用非常先进的机械自动化技术以最小的破片率高速处理硅片。

这就意味在丝网印刷工艺中如丝网放置,浆料涂布和刮刀移动都需要以更快的速度进行,同时,线条的宽度和对齐方式必须保持原有精度甚至更加精确。

硅片越来越薄(因此更加易碎)的趋势推动了“软”处理技术的发展,以此保持低破片率和高良率。应用材料公司Baccini以其高速软处理技术和最低破片率成为享誉业界的领导者。拥有数十年经验的工程师团队正致力于开发多项技术创新, 从而保持Baccini丝网印刷设备在超薄硅片处理领域的领导地位。

篇7

中图分类号:TG178 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)12-0029-02

1 背景技术

随着电子信息技术的发展,电子产品朝轻量化、微型化、高速化方向发展,对印制板提出了更高的要求。高密度连接(HDI)技术的时代,线宽和线距等将无可避免地往愈小愈密的趋势发展。为了适应这一发展趋势,印制线路板设计和制造者们也在不断地更新设计理念和工艺的制作方法。随着印制线路板设计密度的增加,对于阻焊油墨层的精度要求也日益提高。对于要求超小防焊间距的印制线路板,传统的丝网印刷技术已经不能解决隔线脱落的

问题。

2 发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足,本发明目的是提供一种超小防焊间距印制线路板的加工方法,解决了传统的丝网印刷技术所不能解决的隔线脱落问题。

为了解决现有技术中所存在的问题,本发明采取的技术方案是:一种超小防焊间距印制线路板的加工方法,包括以下步骤: (1)先对印制线路板进行表面活化处理,时间控制在4小时(表述容易误解为表面活化处理需要持续4小时,建议更改为与步骤3同样的描述),接着对其进行阻焊油墨隔线的丝网印刷;(2)阻焊油墨隔线的丝网印刷后,对其进行曝光显影固化处理,所述曝光使用的胶片中,只设计隔线处的曝光区域,其他区域为黑区,不曝光,且隔线处的SMD焊盘空区年轮设计为1mil,固化温度控制在150℃、固化时间控制在30分钟;(3)对固化后的印制线路板进行表面活化处理,并在处理后4小时内进行阻焊油墨的整板静电喷涂;(4)对印制线路板进行预烘,温度控制在 80℃、时间控制在40~50分钟;(5)对预烘后的印制线路板进行曝光显影固化,固化温度控制在150℃、固化时间控制在60分钟。

所述阻焊油墨厚度是根据客户要求一半的油墨厚度。

所述隔线的印刷长度两端均超出SMD焊盘空区年轮1~1.5mil。

所述步骤5曝光使用的胶片中,隔线处SMD焊盘区域按客户要求设计的年轮尺寸开窗口,所述胶片上的SMD焊盘区域为黑区,不曝光。

本发明有益效果是:一种超小防焊间距印制线路板的加工方法,包括以下步骤: (1)先对印制线路板进行表面活化处理,时间控制在4小时(表述容易误解为表面活化处理需要持续4小时,建议更改为与步骤3同样的描述),接着对其进行阻焊油墨隔线的丝网印刷;(2)阻焊油墨隔线的丝网印刷后,对其进行曝光显影固化处理,所述曝光使用的胶片中,只设计隔线处的曝光区域,其他区域为黑区,不曝光,且隔线处的SMD焊盘空区年轮设计为1mil,固化温度控制在150℃、固化时间控制在30分钟;(3)对固化后的印制线路板进行表面活化处理,并在处理后4小时内进行阻焊油墨的整板静电喷涂;(4)对印制线路板进行预烘,温度控制在 80℃、时间控制在40~50分钟;(5)对预烘后的印制线路板进行曝光显影固化,固化温度控制在150℃、固化时间控制在60分钟。与已有技术相比,本发明所述的加工方法,由于阻焊油墨隔线单独印刷、曝光、固化,彻底解决隔线油墨与印制线路板铜层(隔线是印刷在印制线路板基材上的,故此处应改为“基材”)之间的结合力问题,从而保证在后续加工过程中,杜绝阻焊油墨隔线脱落事情发生。另外,使用独立的胶片对阻焊油墨隔线进行单独曝光,可不考虑印制线路板上其他图形的对位精度问题,这样一来更容易控制隔线的对位精度,避免隔线偏位压盘,提高了产品

品质。

3 具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

先对印制线路板进行表面活化处理,时间控制在4小时(表述容易误解为表面活化处理需要持续4小时,建议更改为与步骤3同样的描述),接着对其进行阻焊油墨隔线的丝网印刷;阻焊油墨隔线的丝网印刷后,对其进行曝光显影固化处理。

篇8

亲眼看过这些玩具的观众无不为之拍手称绝,其逼真的情形与真的动物相比也毫不逊色。可作礼品、装饰品、特色工艺品、旅游纪念品等。如能在当地率先批发加工销售这种产品,您将能赚个盘满钵满。黄金产业:您快乐、我赚钱。热爱大自然,喜爱小动物之心人皆有之,正因瞄准了大人的一颗童心和庞大的青少年消费市场,才使得产品所到之处无不令人驻足观看,纷纷购买。

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柳编工艺

柳编工艺品,是一种用杞柳条编制而成的工艺品。杞柳亦称“红皮柳”,丛生灌木,枝条韧性强,适于编织各种生活用品,如箱、盘、篮、玩具等。主要产地为河北固安及江苏北部、山东鲁南和鲁西南地区。近10年来,由于种粮效益逐年提高,各地加大对耕地耕作、改造力度不断加大,适宜于种植杞柳的盐碱荒地越来越少,杞柳种植面积逐年缩小,杞柳产量严重急剧减少,柳编原材料成本增加,且货源没有保障,柳编工艺品萎缩。

我国是具有悠久历史的文明中国。自从人类开始能够手工生产,就尝试用各种材料手工纺织生产用品和生活用品。随着生产力的不断发展,人类手工艺生产水平的不断提高,手工艺制品的种类更加丰富,并逐渐成为一种环保和时尚。手编材料非常丰富,取之不尽、随处可见。该技术光盘将向着重向您介绍以柳编为原料进行编织的柳编工艺。一、原料和加工。二、浸泡原料。三、选料。四、编织。

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隐形壁画、隐形墙画、夜光画制作光盘

梦幻隐形壁画是娱乐行业目前最新的装潢新艺术。隐形画风靡欧美、日本、韩国等地,在国内市场尚属空白,如此之大的中国娱乐休闲场所和家庭装饰市场,前景万分诱人。

目前,中国大陆的娱乐行业发展迅速,装潢档次不断提高,顾客对营业场所的氛围品位要求也越来越高。梦幻隐形壁画不仅是一项全新的装潢技术,更是装潢艺术的完美体现。

隐形壁画是采用从国外引进的隐形梦幻艺术彩绘,隐形颜料本身几乎透明,绘画时与空间背景色没有什么差异,在一般的灯光下,几乎看不到任何绘画的痕迹。而隐形壁画在光线比较暗的情况及BLB灯照射时才会呈现五彩缤纷的画面。整个隐形墙画立体感强,就像电影画面一样,画面有蔚蓝神秘的海底世界,也有辽源深邃的宇宙太空。也可绘制光怪陆离的史前时代,浪漫温馨的热带风光,五彩缤纷的童话世界,引人入胜的神话传说人物、山水、花草树木、飞禽走兽、凡可入画之物皆能得到细腻逼真的表现,给人呼之欲出,神奇梦幻的效果,达到完美艺术的特殊装饰效果。

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丝网印刷技术

丝网印刷是一种古老的印刷方法。其印刷的基本原理是:丝网印版的部分孔能够透过油墨,漏印至承印物上;印版上其余部分的网孔堵死,不能透过油墨,在承印物上形成空白。传统的制版方法是手工的,现代较普遍使用的是光化学制版法。应用丝网印刷是广泛的是电子工业、陶瓷贴花工业、纺织印染行业。近年来,包装装潢、广告、招贴标牌等也大量采用丝网印刷。丝网印刷大致有以下特点:

1.不受承印物大小和形状的限制。一般印刷只能在平面上进行,而丝印不仅能在平面上印刷,还能在特殊形状的在型物上及凹凸面上进行印刷,而且还可以印刷各种超大型广告画、垂帘、幕布。例如,目前一般胶印、凸印等印刷方法的能印刷的面积尺寸最大为全张,超过全张尺寸,就受到机械设备的限 制。而丝网印刷可以进行大面积印刷,大幅面可达3m×4m,甚至更大。还能在超小型.超高精度的特品上进行印刷,并且可以在曲面或球面上印刷,这种印刷方式有着很大的灵活性和广泛的适用性。所有有形状的东西都可以用丝印刷进行印刷。对于那些特殊的异形面也可以进行丝网印刷。

2.版面柔软印压小。丝网印版柔软而富有弹性,印压小,所以不仅能在纸张、纺织品等柔软的承印物上进行印刷,而且能在加压容易损坏的玻璃.陶瓷器皿上进行印刷。

3.墨层厚覆盖力强。凸版和平版印刷品上的油墨厚度只有几微米,凹版印刷也只有效期12~15μm,而丝网印刷的油墨厚度可达30~100μm,因此,油墨的遮盖力特别强,可在全黑的纸上作纯白印刷。此外,可利用油墨层厚的特点进行诸如电路板及油画的印刷。

4.适用各种类型的油墨。丝网印刷具有可以使用任何一种涂料进行印刷的特点,如油性、水性、合成树脂型、粉体等各种油墨均可使用。丝印油墨,实际上是各种涂料。其他印刷要求各种油墨的颜料粒度要细,而丝网印刷只要能够透过丝网网孔细度的油墨和涂料都可使用。丝网印刷不仅可印单色,还可以套色和加网进行彩色印刷。

丝印所用的油墨之广,已超出了通常油墨的定义范围。实际上有的是浆料、塑料、油漆、胶粘型或固体粉末,因此,有时把丝印油墨统称为“印料”。

5.耐光性能强。由于丝网印刷可印制厚的墨层,可使用各种粘结剂以及各种色料,即使颗粒较粗的颜料了可以使用,因此它可以通过简便的方法把耐光性颜料、荧光颜料放入油墨中,使印刷品的图文永保持光泽不受气温和日光的影响,甚至可在夜间发光。丝印油墨的调配简便,例如,可把耐光颜料直接放入油墨中调配。由于丝印产品的耐光性强,可在室外作广告、标牌之用。

6.印刷方式灵活多样。丝网印刷同平、凹、凸印刷一样,可以进行工业化的大规模生产。同时,它具有平、凹、凸印刷所不可比拟的制版方便、价格便宜,印刷方式多样、灵活,技术易于掌握的特点,所以近几年来发展很快。它不受企业大小的限 制,大工业机械化可以进行生产,乡镇企业、个体手工业也可进行生产。

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活草娃娃制作

瞪着黑眼镜、挺着小红鼻、扎着金丝带的乘巧可爱的小布娃,以假乱真的小动物,只要你每天浇点水,它的头上就奇迹地生出挺拔碧绿的青草。摆在桌子、橱窗、书架上非常别致,无论老人小孩,俊男靓女,家庭主妇,中小学生都愿“领养”一个回家,或作礼物送人。这种新奇独特4-5元钱一个的“活”装饰,其实成本才几角钱,生产原料很好买,不用机器设备,手头有100元就可动手。看似精巧的小草娃(品种有10多种呢)点破奥妙后做起来很简单,一个人每天能做几十只。把它“摆”到商场、小店、学校、批销市场或摆地摊销售都可以。晚上做白天卖,一天赚它几百元不成问题,批量生产销往外地效益更可观!国庆、元旦、春节、情人节等节日都是赚钱“黄金季节”。说不定这俏皮可爱的活草娃娃真能给你带来财运呢。

利用本工艺同时可做成各种各样的动物,如海龟、王八、小白兔、小鸭、小狗之类的等等。真可以假乱真、活蹦乱跳,并且叫它们头上或背上都长草,人见人爱。

不管是家庭装饰还是办公室装饰,不管是富贵之家还是平凡之家,各种装饰用尽,似乎总感觉少了点什么。人要健康成长、轻松工作和学习,总希望与自然和谐相处,“你中有我”,人们为了让家庭带有一点自然色彩,喜欢养殖宠物,然而宠物会不会绽放氧气;喜欢养些花盆,娇贵的东西一来维持难,二来普通人家不易购买,三来要阳光,四来这些花本身绽放的氧气非常有限,并非那种最有生命力的青葱植物。如果能有一种溶装饰与自然、家庭处处可放(床前桌畔),带有浓郁自然气息的装饰品,那么市场空间是非常大的!

一个美丽的娃娃,在她的头部,只需经常浇浇水,便可长出青葱的美人草,青草葱郁,四季如春。这就是传说中的活草娃娃,她能告诉你自然界最简易的密码。小产品,大商机!

活草娃娃产品特征:

1、傻瓜式维护:不用施肥料等,室内室外只需几天浇一回水,让活草娃娃喝足水,就可绽放生命的绚烂,青郁成长。

2、采用意大利美人草、美国黑珍珠优良品种制作的活草娃娃,长草快,寿命长,保持四季如春。

3、把自然溶入家居生活:这是装饰业的革命,人人有意购买。娃娃+宠物+花卉,DIY+观赏+空气清洁齐备。床前放一个,呼吸氧气,睡眠香甜酣畅;桌畔摆一个,工作学习好轻松。疲劳的时候,嗅嗅青草的味道,看看青绿的色彩,那是城市的奢侈品。人与自然亲近相处,给人带来身心的放松、滋养和营养,是任何滋补品和药品所不能及的。

活草娃娃是用方法:

篇9

笔者经过对设备认真检查后发现,导致套印不准的主要原因是金银卡纸本身就较厚,再加上纸张已经发生变形,当其到达前规定位点时,拉规就不能正常将纸张拉到位,即便偶尔拉到位时,纸张定位也不太稳定,极易造成套印不准。

篇10

中图分类号:TS101;TH16

文献标志码:A

Research Progress on Forming Method of Conductive Circuits on Fabric Surface

Abstract: The research progress about the current forming method of conductive circuits is introdnced. The authors point out the problems that exists in the forming methods of conductive circuits, such as sophisticated technic, poor flexibility, high cost, and put forward a new forming method of conductive lines on fabric surface―freeform fabrication with micro-droplet jetting conductive lines technic. In addition, the paper presents applications of conductive lines for smart textiles, information transmission, medical care, and points out the forming methods of conductive lines on fabric surface will be with intelligence, integration, comfort and low cost after analyzing different forming methods.

Key words: smart textiles; conductive line; screen printing; micro-droplet jetting

智能纺织品作为一套完整的电子信息系统,一般由传感器、执行器、数据处理、通信和电源等组成,因传统电路板为一固体结构,无法随织物一起变形,从而影响织物的使用性能,因此实现基于织物的导电线路柔性化制备已成为电子信息系统各元件在织物上有效集成的关键。

目前,国内外研究机构已对织物导电线路的成形方法展开相关研究,为进一步理清其发展方向,本文主要对目前织物表面导电线路的成形方法:植入金属丝或导电纤维、丝网印刷、喷墨打印等方法进行综述,对各种成形方法的特点进行总结。同时分析织物表面导电线路在智能服装、信息传输、医疗保健等领域的应用前景,并对导电线路成形技术的发展趋势进行了展望。

1织物导电线路制备技术

1.1传统成形方法

常见的采用传统工艺在织物上成形导电线路的方法有:刺绣、缝纫、织造、编织等,这些方法主要通过将金属纤维或金属丝掺杂于织物纹理中以成形导电线路织物,完成织物中各电子元件的集成,这种导电织物具有透气性好、耐洗涤、寿命长等特点。

目前,国内外研究机构针对此方法在织物上成形导电线路展开相关研究。瑞士苏黎世联邦理工大学通过在织物内植入铜导线来成形导电线路,测得其电阻在120~320Ω之间,传输频率最高可达6GHz,导线间的信号串扰比由7.2%降低至2.8%;美国北卡罗来纳州立大学通过在织物内植入同轴双绞铜线来成形导电线路,研究发现,该种方式相比于织物内植入的铜导线,可有效地降低电子织物网络导线间的信号串扰比;波兰罗兹工业大学采用编织技术在织物内植入铜导线,并指出,织物基板的湿度对导线信号传输的频率范围有较大影响,图1所示为罗兹工业大学采用铜导线和编织方式制备的织物导电线路。此外,日本三菱公司采用复合纺丝技术在织物上集成导电纤维和铜导线来成形导电线路。国内山东如意毛纺集团丁彩玲、东莞新纶纤维材料科技公司的侯庆华采用织造的方式在织物内植入金属长丝和DDY-2白色芯复合导电纤维来成形导电线路,用它们制成的抗静电服、防电磁波精纺毛织物等具有较好的抗静电和防电磁波等功能。

传统方法成形的织物导电线路在抗静电、防电磁波领域获得较多的应用,但由于其成形的织物对丝线的强度和弹性要求较高且制备工艺较繁琐,不易于大规模生产。

1.2丝网印刷成形法

篇11

中图分类号:TM385

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2009)08-0286-02

1 CQFP外壳陶瓷收缩精度

1.1 影响陶瓷收缩精度的因素

陶瓷外壳是通过瓷料配制、生瓷加工、高温烧结等多道工序后才完成的,烧结时经过一系列的物理过程和化学反映,瓷体随温度上升将逐渐收缩,直至烧结结束,瓷体收缩停止才形成外壳的最终尺寸。由此可知,烧结前和烧结后尺寸是不相同的,两者相差愈大,表明其收缩率愈大。它们不仅要求性能优良、外观整洁,而且尺寸严格,公差范围很小。为此,要严格控制收缩率以保证产品的最终尺寸,并达到保证产品的合格率。

影响瓷体收缩率的变化的因素有许多,包括陶瓷浆料性质变异,球磨方式,有机添加方式及原材料特性,其主要因素如下所列:

(1)氧化铝含量;

(2)粘结剂种类;

(3)粘结剂与塑化剂含量;

(4)粘结剂与塑化剂的比例;

(5)分散剂含量;

(6)溶剂的添加量;

(7)磨球量;

(8)球磨罐的转速。

1.2 保持收缩率的稳定性

设计了两个阶段的试验方案,第一阶段试验主要是找出影响收缩率的最主要因素,进而有效的加以控制。第二阶段试验主要是为针对最主要因素找出其工作区间。第一阶段主要对氧化铝含量、粘结剂种类、粘结剂与塑化剂含量、粘结剂与塑化剂的比例、分散剂含量等因素进行配比试验,通过对十六种配比的试验,测量的收缩率分布在1.2158~1.1776,相差约4%,差异相当大。从试验中得到影响陶瓷收缩率的最主要因素是粘结剂及塑化剂含量,而依次是粘结剂与塑化剂的比例,粘结剂种类与分散剂含量之间的交互作用,粘结剂种类与粘结剂与塑化剂的比例的交互作用,分散剂含量及氧化铝含量。经过第一阶段的试验确定第二阶段试验主要针对粘结剂与塑化剂含量、粘结剂与塑化剂的比例、分散剂的含量进行试验,通过二十七个不同试验测得收缩率在1.1841~1.1862,差距已减至0.2%。综合第一阶段及第二阶段结果,得出如下结论:

(1)氧化铝含置:对收缩率有影响,但其影响未比对翘曲度的影响大。

(2)粘结剂的种类:对翘曲度无明显影响,但对收缩率的影响比其他材料大。

(3)粘结剂与塑化剂的含量:对收缩率有显著的影响。

(4)粘结剂与塑化剂的比例:对收缩率有较大的影响。

(5)分散剂的含量,仅对收缩率有一定影响。

由此可知,要稳定地控制陶瓷收缩率,首先要保证粘结剂种类的稳定,同时要保持合适的粘结剂与塑化剂的含量。当然,层压、烧结工序的各种工艺参数设置对瓷体收缩率也会产生不同程度的影响,因此。在实际生产过程中,必须掌握以下几方面的问题,才能使瓷体的收缩率得到保证。

(1)要严格控制各种料料种类特别是粘接剂种类的稳定;

(2)必须严格按照材料的配比进行配料,对其材料的纯度、颗粒度都应达到规定的要求,并且计量要准确,球磨混合要均匀;

(3)严格按照层压、烧结工序规定的各工艺参数进行层压和烧结,特别是烧结工序,对升温、保温、降温三个环节所规定的温度和时间都要充分保证和控制。

2 窄线条印刷精度

印刷是通过丝网膜把金属化浆料印在陶瓷基片上。得到要求图形的工艺过程。印刷图案要达到完整、清晰、厚度均匀,无短路、开路、网纹等要求,除了要有匹配的金属浆料外,还要求定位准确和较好的印刷工艺和设备。

2.1 影响丝网印刷精度的因素

印制板图形印刷精度包括以下两个方面内容:一是指印刷的图形线条幅向失真度小,线条幅宽精度±0.05mm;二是指印刷图形位置精度要求高,图形长度为500mm内时,位置偏差

主要有以下几方面因索:

(1)丝网制版材料和印料的选择:包括网框材料、丝网材质、目数、颜色及印刷浆料性能;

(2)丝网印刷设备、工装:即丝网印刷机,定位工装等;

(3)生产工艺:包括绷网、丝网制版、印刷工艺等;

(4)工作环境条件:工作场地的温度、湿度、洁净度,尤其是沽净度是影响产品质量的重要因素;

(5)人是影响工程质量的最主要因素。操作者必须有高度的责任心和较高的技术素质。

在此重点讨论前几方面的因素对印制图形印刷精度的影响的原理及提高精度的措施和方法。

2.2 提高丝网模版质量是保证丝网印刷精度的前提

影响丝网模版质量的因素有不锈钢丝网、费林膜、制版的绘制等材料的质量。丝网模版的制作涉及到网框、丝网及绷网,制版及感光材料等若干因素。

2.2.1 网框材料的选择

一般选用LY12、LF2等硬质合金铝方型材。尺寸选用宽20mm,厚20mm,四角用氩弧焊接或铆接加工而成。金属框架精度高,尺寸稳定。

2.2.2 丝网材料的选择

目前用得最多的是尼龙丝网和不锈钢丝网。尼龙丝网耐热性较差,受热后易产生热塑性变形,使张力不均匀,影响网印质量。粘结绷网或丝网模版制作不宜高温烘烤。不锈钢丝网耐热性较好,尺寸稳定,图形不因温度和湿度的变化产生较大的变动。为了保证网印图形精度最好选用不锈钢丝网。同时应选用丝网目数较高,丝径较细,网眼较小的丝网。

2.2.3 绷网

绷网是一不可勿视的环节,要制出高精度的印制图形首先要求绷网符合质量要求,最好采用气动绷网机,绷网的质量要求如下。

①绷网张力合适、均匀。

并非张力愈大愈好,张力过大,超出材料弹性极限,丝网就会丧失弹性,变脆甚至断裂。张力不足丝网松软,缺乏回弹力。应按照额定张力,再根据作业条件给以考虑,使其整个网版面上张力均匀。经工艺试验绷网张力在29N/cm0合适。

②经纬网丝保持垂直。

绷好的丝网的经纬线应尽可能与网框边保持垂直。绷网时一是正拉丝网,即力与丝向保持一致;二是被网夹夹持着的丝网拉伸时能横向移动。

③防止松弛。

为了减小绷好的网随时间的推移,网版会变松或越用越松,产生张力下降,应采取持续拉网和反复拉紧绷网方法,使一部分张力松弛于固网前完成。

2.2.4 丝网模版制版工艺

目前用得最多的是直接法制作丝网模版,在此制作工艺中注意上胶涂层的厚度合适。严格控制干燥、曝光、显影等环节,方能得到高质量的丝网模版。

2.3 控制丝网印刷过程中各影响因素。提高网印精度

在丝网印刷图形加工过程中,首先要求印料性能良好,其次必须严格控制印刷设备、工装、刮板、网距、刮印压力等工艺因素。

2.3.1 金属浆料必须具备以下性能

化学稳定性好;干燥速度适宜;金属浆颗料均匀;粘度合适、触变性好、颜色合适;透印力好;便于干燥。

2.3.2 设备工装

采用印刷精度较高的丝网印刷机可排除许多人为不稳定因素,定位工装可直接利用机台面纵向可调定位销定位(定位孔可由数控钻钻剂)。

篇12

无线射频识别(RFID,RBdio Frequency Identification)技术是一项非接触式自动识别技术,它通过空间耦合(交变磁场或电磁场)自动识别目标对象并获取相关数据,以达到目标识别和数据交换的目的,识别工作无需人工干预。

AFID系统的基本工作原理可以通过图1进行阐述:阅读器将要发送的信号,经编码后加载在某一频率的载波信号上由天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,标签内芯片中的有关电路对此信号进行解调,解码、解密,然后对命令请求,密码,权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码,调制后通过电子标签内天线再发送到阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调,解码,解密后送至中央处理系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPRQM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。

RFID系统的应用范围

国际物联网时代即将到来,据悉,RFID技术已在欧美市场广泛应用,随着中国市场RFID技术的日趋成熟和RFID标签价格的降低,RFID电子标签将替代传统的一维条形码和二维码。如果说二维码是一维码标签的延伸,那RFID的诞生就是标签行业的一场革命。其应用领域主要在以下方面:

1.物流管理

物流是RFID最大的市场应用空间,可以极大地提高物流环节的效率,并为实现零库存提供技术保障。全球零售业巨头沃尔玛以及德国麦德龙极力推广RFID标签的应用,均已实现在超市中利用RFID技术来实现产品识别、反偷窃,实时库存和产品有效期控制。

2.食品安全

食品安全问题是一个国家的民生大事,RFID技术可以通过对食品原来的种植或养殖过程进行全程的管理记录以及对食品流通的环节进行正向跟踪和逆向追溯,全方位保证食品安全。

3.商品防伪一

商品防伪能保障正常的市场秩序与消费信誉,具有巨大的市场空间。采用RFID防伪技术与无线通讯网络可以在任何时间、任何地点实现商品的质量检验,目前已在烟、酒。医药等商品上进行试点。

4.其他领域的应用

RFID具有着非常广泛的应用空间,比如在交通管理,军品管理、安防,动物养殖与宠物管理,图书馆管理等领域,都具有巨大应用前景。

RFID标签天线制备技术

影响RFID推广的核心问题在于芯片技术以及成本。如图2所示,RFID电子标签主要由底材、天线及芯片组成,天线层是主要的功能层,其目的是传输最大的能量进出标签芯片。与传统蚀刻法,绕线法相比,标签天线的直接印制法大大节约了成本。

1.标签天线的传统制造工艺

①采用蚀刻方式加工制备标签天线

天线在蚀刻前应先印刷上抗蚀膜,首先将PET薄膜片材两面覆上金属(如铜、铝等)箔;然后采用印刷法(丝网印刷,凹印等)或光刻法,在基板双面天线图案区域印刷抗蚀油墨,用以保护线路图形在蚀刻中不被溶蚀掉:然后进行蚀刻,即将印刷油墨图案已固化的片材浸入蚀刻液中,溶蚀掉未印刷抗蚀油墨层区域的金属;然后再去除薄膜片材天线图案金属层上的抗蚀刻油墨,这样就得到了标签天线。或者采用光刻法,在覆铜基板表面预先涂布光敏抗蚀膜,并用相应的掩膜覆合曝光,经过显影腐蚀,除去版上残留抗蚀膜,就得到一个完整的天线图形。

②绕线法制备标签天线工艺

目前。铜导线绕制RFID标签天线的制造工艺通常是使用自动绕线机进行,即直接在底基载体薄膜上绕上涂覆了绝缘漆,并使用低熔点烤漆的铜线作为RFID标签天线的基材,最后用黏合剂对导线与基材进行机械固定。其工艺流程如图4所示。该方法可靠性较高,但对于RF19电子标签来说成本太高。

2.标签天线印制工艺

基于传统标签天线制备方法中存在的污染环境、成本较高的弊端,且工艺复杂,成品制作时间长,必将被新的工艺所替代。采用印刷方式直接印制RFID标签天线是一种环保节能、低成本的制造工艺。现有可行的印制RFID标签天线的印刷方式有丝网印刷和喷墨印刷。

①丝网印刷法制备天线

丝网印刷是使用模版直接印刷的过程,即用导电油墨直接印刷在纸基或塑料薄膜卷材上,其一般工艺流程为:

标签天线的丝网印刷就是把导电油墨由网版的另一侧以刮板将油墨扫压过网版,而油墨则穿透过网版上天线图样的网孔间隙,粘印在被印刷的底材上。在进行RFID的标签天线印刷时,由于不同工作频率的RFID标签的天线线圈将对应不同的圈数,线圈厚度和每一圈之间的距离(如HF波段使用13.56MHz的芯片,通常它要求线圈圈数为6,厚度约为20um:UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片,线圈截面厚度约为4um),故所印刷的墨层厚度、每一道线的宽度和干燥后的图形轮廓都有严格的允差范围(如两次重叠套印的误差必须在0.1mm之内)。

网版印刷的墨层厚度最多可以达到100um,是柔印、胶印和凹印的几倍,这对于用导电油墨印刷标签天线是十分有利的。在实际印刷电路生产中,墨层厚度的要求一般在8~12um,其干燥则可以采用UV,IR及热风等方式来完成。

②喷墨印刷法制备天线

丝网印刷在一定程度上节约了成本,但其油墨采用70%左右的高银含量的导电银浆,得到15~20um之间的天线,属于厚膜印刷方式,成本高,且印刷过程中有溶剂排放,墨层柔顺性较差。采用喷墨打印机制备导电线路,只需要根据计算机系统设计的图案,由喷墨打印机的喷头将导电墨水喷涂到基板上而形成导电线路。喷墨印刷方式作为非传统印刷,在天线制作方面由于其制作周期短、无污染、成本低等特性被广泛关注。国内外很多知名院校、研究所长期致力于喷墨导电墨水的研究,取得了显著的成就。北京印刷学院以李露海教授为带头人的科研团队成功研制出导电膜厚度在1um左右,电阻达到1Ω左右的喷墨导电墨水:美国Kovio公司在2008年推出了用喷墨打印纳米硅墨水制备的FFD,成为喷墨打印墨水第一个商业成功的案例;韩国顺天大学2009年研制出基于碳纳米管墨水的全印刷1-bit射频标签。

篇13

1 引 言

镉(Cd)是环境中常见的有毒害重金属,污染主要来源于冶炼、电镀、塑料、印刷等行业排放的废水、废气和废渣。Cd被人体吸收后会在体内蓄积,造成严重的慢性中毒,致畸、致癌、致突变。常见分析Cd的方法有原子吸收光谱法[1,2]、原子荧光光谱法[3]、电感耦合等离子质谱法[4,5]、电化学分析法[6~9]、生物化学传感器检测[10~12]等。其中,电化学分析法具有快速、装置简单、灵敏度高、专属性强、不受样品基体浊度和色泽影响等优点。

阳极溶出伏安(ASV)是检测痕量重金属离子的常用电化学分析法,一般是将三电极置于待测溶液中,在搅拌状态下富集并在静置状态下溶出。因此试液用量较大,不便用于现场实时检测。搅拌状态的多变性也使得富集过程和分析结果的重现性均不理想。

丝网印刷技术可将三电极设计并印制在一张底板上,具有便携性高和分析成本低的优势[13]。流动分析方式样品需求量少,自动化程度高,样品间的交叉污染少,且灵敏度高,重现性好,具有良好的应用前景[14,15]。

本研究将两者有机结合,用3D打印机生成薄层流通池(TLFC),首次将三电极设计成顺应理想流场的形状,构建了痕量Cd2+的电化学检测系统,以流动分析方式,采用同位镀铋膜.方波溶出伏安法对水样中的痕量Cd2+进行测定,取得了令人满意的结果。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

CHI660E电化学工作站(上海辰华仪器公司); BS 124S电子分析天平(德国赛多利斯公司); PHS.3C数字式酸度计(上海雷磁仪器厂); BT100.1L多通道蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公司); DZE.6050真空干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司); PE ICP Optima 8000(美国珀金埃尔默公司); 丝网印刷三电极(自制,其中工作电极和辅助电极为碳浆印制,参比电极为银/氯化银浆印制)

无水乙醇,硝酸铋(西陇化工股份有限公司); Cd标准溶液(1000 μg/mL,美国AccuStandard公司); 0.1 mol/L不同pH的HAc.NaAc 缓冲液;所用试剂均为分析纯;实验用水均为超纯水(电阻率>18.3 MΩ・cm)。 检测水样分别采自973计划项目生物甲烷系统发酵罐(样品1)、长江南京燕子矶段(样品2)、长江南京长江大桥段(样品3)及长江南京江心洲段(样品4)。

2.2 流动式电化学检测系统的构建

传统溶出伏安分析中,溶液中的金属离子在搅拌下与棒状工作电极接触而在其表面还原沉积,从而得到富集。待测溶液须完全浸没电极,待测物质需在搅拌下从溶液本体向电极表面扩散,因而完成测定所需溶液的体积较大,富集量易受电极实物形状及其在烧杯中相对位置的影响。若在平面电极表面构建一个微米级的(< 1 mm)薄层空间,用蠕动泵驱动被测溶液持续地流过电极的表面,则富集量的重现性有望得到显著提高。此外,电极表面源源不断地有未经损耗的新鲜待测溶液流过,相同时间内会有更多的待测物质被还原沉积,可以在减小所需溶液体积的同时提高富集量。若将电极形状设计成顺应流场的方向,则富集效率将进一步改善,提高方法的灵敏度。本研究中所采用的流动式电化学检测系统如图1所示。

2.2.1 薄层流通池(TLFC)的设计制作 用AutoCAD设计的TLFC结构如图2A。两个透明方块形成合叶夹住平面电极,在电极的有效工作区表面留有鞍形的薄层空间及进出口,实物照片如图2B。被测溶液由蠕动泵驱动流经电极表面。

2.2.2 丝网印刷三电极体系的设计制作 经COMSOL Multiphysics软件用有限元方法对薄层鞍形空间内溶液的运动状态进行模拟。基于顺应理想流场形状的设计思路,三电极设计及其印制过程如图3所示。电极触脚与标准USB接口4个触脚中的3个匹配,以便与电化学工作站连接及应用。

2.3 实验方法

用无水乙醇清洗批量的丝网印刷电极表面,再用去离子水洗净晾干后,装入自封袋中备用。移取适量硝酸铋溶液和Cd标准溶液于50 mL容量瓶内,用0.1 mol/L HAc.NaAc缓冲溶液(pH 4.7)定容, 待测。

传统阳极溶出伏安法(ASV):将待测溶液倒入50 mL带搅拌子的烧杯中,将丝网印刷碳工作电极、常规棒状银.氯化银参比电极和铂丝对电极置于烧杯中并与电化学工作站连接。在1.2 V恒电位富集240 s后静置60 s,采用方波溶出伏安法溶出富集在工作电极上的Cd,并记录溶出曲线。参数设置为:扫描范围0.3 V,频率30 Hz;速度6 mV;振幅25 mV。

自制电极.流动ASV:将丝网印刷电极按图2B连接,开启蠕动泵,待溶液充满流通池后启动富集和溶出过程。富集期间待测溶液以1.2 mL/min连续流经流通池,富集及溶出条件与传统ASV一致。

滴液式ASV:吸取适量待测溶液,滴于自制电极三电极区域,并确保完全覆盖,通过USB接口将其与电化学工作站连接(如图4A),进行富集和溶出,富集及溶出条件与传统ASV法一致。

常规电极.流动ASV:将流动ASV中使用的自制丝网印刷三电极替换为常规三电极(如图4B),其它实验过程与传统ASV法相同。

3 结果与讨论

3.1 流动式丝网印刷三电极体系的电化学检测性能评价

利用循环伏安(CV)法表征自制丝网印刷电极的电化学特性,图5为多次扫描所得CV图,该丝网印刷三电极体系上的氧化还原反应为可逆过程,较大的峰电流及重合性良好的伏安曲线说明此电极体系灵敏度较高,且稳定性良好。

3.2 不同形状电极.流动ASV比较

将设计的丝网印刷三电极及常规丝网印刷三电极分别置于流通装置中进行流动状态下Cd2+(60 μg/L)的检测,图6为两者的溶出伏安图。结果表明,本实验设计的流场形丝网印刷三电极能得到峰形较好的溶出峰及较大的峰电流,而常规形状的电极未能出现Cd的溶出峰。这可能是由于常规电极的工作电极面积较小,且经实际测量,该电极的对电极电阻与工作电极相当,不利于在此检测体系中的检测。而流场形电极工作面积较大,对电极电阻较小,且更符合薄层鞍形空间内流体的流场分布,在此流动检测体系中能获得理想的检测效果。

3.3 滴液式ASV与流动ASV比较

图7为相同条件下滴液ASV和流动ASV两次检测60 μg/L Cd2+所得溶出曲线。由图7可见,由于试样体积的差别,流动ASV所得溶出峰远高于滴液法。同时由于滴液法检测时,电极表面的溶液扩散缓慢,导致富集效果不及流动富集方法。

3.4 传统ASV法与流动ASV分析法实验结果的比较

图8为Cd2+浓度为60 μg/L时,传统ASV法与流动ASV法富集时的i.t曲线, 可见流动ASV法的富集曲线显然比传统ASV法平滑得多,表明传统方法中搅拌使得烧杯中溶液的状态极不稳定,电流变化幅度剧烈,富集电流图波动明显,对富集量的重现性有不利影响。而流动分析下的富集过程始终保持试样以恒定的流速平缓流经电极表面,试液与电极的接触状态高度重复,沉积状态基本稳定,因此富集电流相对平滑。

分别采用传统ASV法及流动ASV法在相同实验条件下3次测定60 μg/L的Cd2+标准溶液所得溶出曲线, 流动分析所得3次溶出峰电流基本一致, 且溶出曲线基本重合,表明本方法测定Cd2+具有良好的重现性。而传统分析法的各次溶出峰形及峰电流均存在较大差异。

3.5 流动检测体系条件的优化

3.5.1 流速对溶出峰电流的影响 流动ASV中,新鲜试样不断流经电极表面,及时补充反应消耗的Cd2+,且新鲜试液中的Cd2+尚未经消耗,始终保持了最高浓度的状态,从而提高了检测的灵敏度。实验采用60 μg/L Cd2+标准溶液进行实验,Cd2+考察流速在0.6~1.8 mL/min范围内对溶出峰电流的影响。

由图9可见,随着流速增大,补充的待测离子增多,峰电流逐渐增大,当流速为1.2 mL/min时,峰电流达到最大值,此后便呈现出不断减小的趋势,表明过快的流速可导致还原产生的Cd附着不牢固,甚至部分被液流带走。综合考虑灵敏度及稳定性因素,实验采用1.2 mL/min作为富集时的最佳流速。

3.5.2 不同缓冲体系及pH值对溶出信号的影响

考察了浓度为0.1 mol/L几种常见缓冲液对Cd溶出峰的影响,如图10A,选用0.1 mol/L的醋酸.醋酸钠缓冲体系,溶出峰信号最强。缓冲体系pH对峰电流的影响如图10所示,pH值较低时,还原产生的Cd易酸溶损失;pH值较高时,铋膜易羟基化,形成Bi(OH) 3,从而导致富集效率降低。实验选择最佳pH 4.7。

3.5.3 铋离子浓度对试验的影响 采用0.1 mol/L醋酸缓冲液(pH 4.7)为测量介质,在200~800 μg/L浓度范围内,考察了Bi3+溶液浓度对其溶出峰的影响。由图11可见,当体系Bi3+浓度为零时,工作电极近乎呈现出直线的阻抗谱图,这说明无Bi3+时,几乎没有Cd富集到电极表面,电极表面的电子传递几乎不存在阻碍。随着Bi3+浓度增大,在工作电极表面形成的金属铋齐数量逐渐增多,膜层越厚,则阻抗值逐渐增大,溶出峰电流也逐渐增大。而浓度过大时,阻抗值及峰电流变化不大,甚至有所减小,这是由于此时铋膜的多孔特性变差,且有封闭的倾向,会阻碍富集和溶出过程中电极表面电子及离子的传递,影响电化学反应效果。因此实验选用Bi3+浓度为600 μg/L。

3.5.4 富集电位和富集时间的影响

在1.4 V范围内改变富集电位,研究富集电位对Cd溶出峰的影响。结果表明,富集电位为 1.2 V时,峰电流增至最大且峰形最好,随后降低,且峰电位向负偏移。为确保较好的峰形与较大的峰电流, 避免电位过负时其它离子的溶出产生干扰,选择最佳富集电位为 1.2 V。

随着富集时间延长,被富集的Cd不断增多直至达到饱和状态,随后再增加时间,会导致铋齐中的Cd深入铋膜中难以溶出。在选定 1.2 V富集电位下,考察了富集时间与溶出峰电流之间的关系,当富集时间在100~240 s之间, 随富集时间延长,峰电流显著增大。当富集时间大于240 s时,峰电流逐渐减小。因此选择240 s作为最佳富集时间。

3.6 流动检测体系的分析性能

3.6.1 标准曲线 在最佳操作条件下测定不同浓度的Cd2+标准溶液,溶出曲线见图12A。以溶出峰峰电流ip(μA)为纵坐标,Cd2+浓度c (μg/L)为横坐标,绘制标准曲线(图12B)。在2~100 μg/L浓度范围内, ip与Cd2+浓度呈良好的线性关系,检出限为0.5 μg/L,线性方程为ip=0.091c-0.280,相关系数R=0.997。

3.6.2 重现性、稳定性及抗干扰性 取同一批次印制的电极重复测定60 μg/L Cd2+标液,获得组间RSD为3.6%(n=3),表明此流动检测系统具有较好的重现性。每隔5天测定一次60 μg/L Cd2+标液,3个月内测定结果没有显著性差异,批内RSD为2.7%,批间RSD为3.1%,表明实验电极及检测系统的稳定性良好。

在60 μg/L Cd2+标准溶液中添加不同浓度倍数的各种干扰离子,在相对误差小于±5%的前提下,200倍浓度的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Mn2+、Ba2+、NH+4、Cl 、NO 、SO2 4、PO3 4及100倍浓度的Co2+、Ni2+、Fe3+及Zn2+对Cd2+的测定没有影响。然而,Pb2+、Cu2+和Hg2+的干扰较严重,可向试液中添加掩蔽剂硫脲来消除Cu2+和Hg2+的干扰。

3.7 实际样品分析

在优化的实验条件下,将此检测体系用于环境水样和生物甲烷发酵液中Cd2+的测定,并将测定结果与ICP.AES的测定结果对照,同时做标准加入回收实验,结果见表1。

4 结 论

本研究采用自制流场形电极,结合3D打印薄层流通池检测单元,构建了一种新的流动检测体系,用于测定水样中的痕量Cd。丝网印刷电极及3D打印流通池制作工艺简单,不仅节省了检测空间,而且检测成本低。此检测体系灵敏度高,重现性及稳定性良好。用于检测环境水样及生物甲烷发酵液中的痕量Cd,结果与ICP.AES相符。此检测系统为便携式重金属检测仪器的开发提供了有价值的参考。

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