文/劉永慶

石材著色與絲網(wǎng)印刷

文/劉永慶

石材著色技術(shù)的發(fā)展史，大約已有近40余年，國外起步相對較早，石材著色用的材料大多數(shù)以紡織服裝業(yè)所用的有機(jī)染料為主要研究對象，這些染料大都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的合成有機(jī)化合物，因此，普遍存在著色牢度不均、耐水性及抗紫外線性能差等缺陷。石材染色技術(shù)無論是國內(nèi)還是國外，已經(jīng)發(fā)展成為石材化學(xué)的一個重要組成部分。但必竟石材染色技術(shù)還是一門發(fā)展之中的新型技術(shù)，正在開拓研究發(fā)展之中，在發(fā)展的道路上，存在某些不盡人意的地方也是難免的。石材的人造色彩很難達(dá)到天然石材的風(fēng)格和色彩。有些專家、學(xué)者不贊成石材染色，其原因不外乎以下幾點(diǎn)原因：

①被染了色的石材看上去有些呆板，失去了石材原有的天然色彩的魅力。

②石材染色后會帶來一些麻煩，如色彩不耐久，原因是有些有機(jī)染料染色后在陽光和氣候的作用下，容易發(fā)生氧化、分解和變質(zhì)等作用，失去原有色彩的鮮艷度。

③采用無機(jī)染料雖然可以避免褪色（但不會永久不褪色，褪色比較緩慢而已），但又需要將石材經(jīng)過高溫處理，又會損害石材原有的機(jī)械強(qiáng)度。

石材之所以能用來做建筑裝飾材料，在很大程度上是利用了它優(yōu)異的物理性能。飾面石材的優(yōu)劣貴賤、價(jià)格高低，可以說是色彩起著決定性的作用，特別是色彩在裝飾石材評價(jià)中的重要地位和珍貴色彩在當(dāng)前石材中日趨減少。為了提高裝飾石材的檔次，必須關(guān)注石材著色技術(shù)。

石材是天然礦物，雖然外表堅(jiān)硬，殊不知天然石材是一種天生的多孔材料，當(dāng)人們切割石材時(shí)，會發(fā)現(xiàn)裂紋、孔隙等缺陷，這種多孔性的特征決定它可進(jìn)行著色的可行性。天然石材著色技術(shù)的研發(fā)，可使低檔石材變?yōu)楦邫n石材，可使石材的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益倍增。

天然石材色彩的由來

石材是由各種礦物質(zhì)組成的，為此研究石材的顏色，必須先研究礦物的顏色及其發(fā)色機(jī)理。石材的顏色成因很復(fù)雜，有造巖礦物引起的，有滲入染色元素所致的，但主要還是由自身礦物中的金屬離子引起的。同一種金屬離子在不同石材中的含量大小不同，所形成的顏色也不同。同一種金屬離子的價(jià)態(tài)不同，其顏色也不一樣；不同帶色離子的混合物，同樣會形成不同的顏色。此外，石材的干濕程度不同也會引起顏色的變化。就是因?yàn)槿绱?，才形成石材顏色的千差萬別，裝點(diǎn)多色的世界。

大理石中的主要化學(xué)成分是碳酸鹽類，礦物是方解石及白云石，較為單純的大理石應(yīng)為白色或灰白色，但因?yàn)槿菀资艿狡渌伾幕祀s，從而出現(xiàn)不同的顏色系列，主要有白色、黑色、紅色、綠色、黃色、灰色及其他具有花斑紋路的花色。白色的含碳酸鈣、碳酸鎂。黑色的含有機(jī)質(zhì)（碳質(zhì)、瀝青質(zhì)等）及通常與其伴生的細(xì)分散的重金屬（多數(shù)為鐵，其次是銅、鋁等）的硫化物，如江蘇的蘇州黑、河北獲鹿的墨玉、遼寧大連黑等都富含碳質(zhì)或?yàn)r青質(zhì)；紅色、紅褐色、棕黃色通常由含有氧化鐵的水化物如水赤鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等，如安徽靈壁的紅皖螺。

花崗石的顏色多數(shù)由造巖礦物的顏色引起的?；◢徥幕窘M成礦物是石英、長石、角閃石、輝石、橄欖石和黑云母，前兩者稱為淺色礦物，后四種稱為暗色礦物。石英和長石為淺色礦物，含量多時(shí)則石材的顏色淺，當(dāng)暗色礦物含量小于1%時(shí)，就形成白色花崗石，石英含量高，則呈現(xiàn)無色。此外，巖石的干濕程度不同也會引起顏色的變化，濕者色深，干者色淺。石材打磨也會影響石材顏色，光澤度越高則顏色越深，反之則色淺。

石材著色劑的選擇

根據(jù)當(dāng)前石材著色所選用的著色劑大體分為兩大類：一類是有機(jī)染料或顏料；另一類是無機(jī)金屬氧化物，這是國內(nèi)外多數(shù)石材著色所用的著色劑。

就顏料而言，總體分為兩大類：即無機(jī)顏料是無機(jī)物的一類，又叫礦物顏料，屬于無機(jī)性質(zhì)的有色物質(zhì)，它來源于兩種：一種是天然礦石經(jīng)過選礦、粉碎、研磨、分級精制而成。無機(jī)顏料的另一種來源是由天然礦產(chǎn)品經(jīng)過一系列化學(xué)處理加工而制成的化工合成顏料，主要有以下三種：

①金屬顏料如金、銀粉、銅金粉、鋁銀粉等。

②金屬氧化物和硫化物顏料是用金屬直接與氧氣或硫磺化合而成或用金屬鹽經(jīng)過一系列化學(xué)處理而得，如各種氧化鐵、紅丹、黃丹和銀朱、鎘紅、氧化鈦白等，盡管這些金屬氧化物的顏色不夠豐富和鮮艷，但它與天然彩色石材的顏色相近，成分相似，具有很好的耐候性，可以在室外長期使用；

③金屬鹽的顏料是用兩種金屬鹽共同反應(yīng)而成。如鉛鉻黃、鋅鉻黃等。

有機(jī)染料來源：有機(jī)染料的組成比較復(fù)雜，它們共同之處是染料分子結(jié)構(gòu)中都含有四價(jià)鍵的碳原子，都是化工產(chǎn)品，根據(jù)其組成可分為偶氮染料、色淀染料、酞青染料等。有機(jī)染料一般都屬于化學(xué)染料，比礦物顏料易于變化，多來源于動物、植物和人工合成的，容易變質(zhì)、變性，在陽光照射下更易發(fā)生褪色現(xiàn)象，而礦物顏料直接采自于自然環(huán)境下已經(jīng)過風(fēng)化的礦物原石，其分子結(jié)構(gòu)已相當(dāng)穩(wěn)定，不會輕易改變。而有機(jī)染料一般都屬于非礦物質(zhì)，具有溶于水的性質(zhì)，在自然環(huán)境下，隨著水的蒸發(fā)，顏色也會隨之失去。

而礦物顏料它不會隨著陽光和空氣輕易跑掉，天然礦物顏料是所有顏料中最不容易變色的顏料，尤其是純天然礦物色以天然石青、石綠、朱砂等為代表。

把礦石粉碎，研磨精制而加工成有色礦物粉末，再用磁選機(jī)把含有鐵的成份分離去除，以防顏料遇水生銹，去除雜質(zhì)以保留最純凈的色相，由于天然礦物色的色相與原石的化學(xué)成分和生成原理基本相似，用天然礦物色顏料對石材染（著）色應(yīng)該說是一種源于自然、回歸自然的做法，所以不會產(chǎn)生其他著色劑那種因成分未含有天然礦物中的不純物質(zhì)而過于純凈，使其發(fā)色不如天然色的沉穩(wěn)、高雅、自然，過強(qiáng)的玻璃光澤、過多使用會產(chǎn)生艷俗輕飄感，缺乏沉著穩(wěn)定感，像工藝美術(shù)品不像自然界中的石材。

石材著色機(jī)理

從上所述可知石材具有天然縫隙、孔隙、微小孔洞等，很容易吸收外界的浸濕。故此，利用這一原理，將滲透劑加所需要的礦物色顏料進(jìn)行配置，調(diào)制成與石材顏色一致著色劑，進(jìn)行石材表面的染色處理（染色方法后述）。即可使無花色條紋的石材，變?yōu)橛谢y的石材，使普通石材的身價(jià)倍增。

石材彩色階調(diào)印刷的成色原理

當(dāng)我們用高倍率放大鏡觀察具有彩色條紋石材時(shí)，就會發(fā)現(xiàn)石材中彩色條紋是由無數(shù)個色點(diǎn)組成的。如下圖所示：

如品紅、青兩種色點(diǎn)疊合在一起，反射出的第三種顏色即為藍(lán)紫色，這是減色法混合的結(jié)果。還會發(fā)現(xiàn)在紫色區(qū)域中有部分色點(diǎn)單獨(dú)存在和并列。由于這些色點(diǎn)較小、視距較遠(yuǎn)，很難區(qū)分單獨(dú)色點(diǎn)，所以，在人的視覺上就只能顯現(xiàn)出藍(lán)紫色，而看不出品紅和青色小點(diǎn)點(diǎn)，這就是加色混合的原理。為此彩色階調(diào)絲網(wǎng)印刷的條紋都是由此所謂的網(wǎng)點(diǎn)組合而成的各種色彩。

由于階調(diào)圖像由大量不同密度級的網(wǎng)點(diǎn)所構(gòu)成，因此階調(diào)圖像有明顯的明暗層次。為了有助于對階調(diào)圖像的理解，可以將石材中有色彩條紋的部分中里邊是無數(shù)細(xì)小彩色石頭鑲嵌拼花藝術(shù)作比喻，由許多單個的色彩石頭鑲嵌拼成的條紋圖案好比是一個階調(diào)圖像，而各種顏色的小石頭則好似網(wǎng)點(diǎn)，用各種顏色的石頭相互拼合產(chǎn)生的畫面效果即與彩色階調(diào)印刷的道理相類似。

彩色半色調(diào)絲網(wǎng)印刷工藝

上面對天然石材的條紋色彩都是以濃淡不同的各種顏色來表現(xiàn)畫面層次的，要想把這些彩色層次利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)忠實(shí)地復(fù)制出來，就要先制作出黃、品紅、青、黑四種色調(diào)底版，一

般采用電子分色機(jī)或彩色桌面出版系統(tǒng)對原稿進(jìn)行分色。將光分為黃、品紅、青、黑四個通道光和電子加網(wǎng)使底片感光，最后曬制彩色網(wǎng)目調(diào)絲網(wǎng)印版。再用黃、品紅、青、黑四種原色顏料調(diào)制成印花漿，將各單色圖像套印在一起，彩色石材的原稿就再現(xiàn)于承印的無色彩的石材表面上。

1．絲網(wǎng)目數(shù)的選擇

彩色階調(diào)絲網(wǎng)制版，除在原稿和感光底片制作上與普通絲印制版方法有所不同外，在網(wǎng)絲的選用和線/網(wǎng)匹配、感光材料的選擇以及制版操作工藝也有獨(dú)特之處。絲網(wǎng)印花中，絲網(wǎng)目數(shù)根據(jù)花型來選擇一般用75~100目/英寸為多。

彩色階調(diào)絲網(wǎng)印花是通過網(wǎng)點(diǎn)的疏密來表現(xiàn)圖紋層次變化的，其中有網(wǎng)點(diǎn)的重疊、混合和并列。為此，能夠印出來的網(wǎng)屏線數(shù)受最小的高光點(diǎn)和暗調(diào)點(diǎn)的限制。假如最小的網(wǎng)點(diǎn)直徑等于或小于最小的絲網(wǎng)孔，那么，網(wǎng)點(diǎn)就會從絲網(wǎng)孔中漏掉。采用絲網(wǎng)印刷的方法來復(fù)制無論是黑白照片原稿，還是彩色照相原稿，依靠照相底片來直接感光制版是行不通的，因?yàn)榻z網(wǎng)版是利用絲網(wǎng)網(wǎng)孔的通墨與不通墨來區(qū)別圖案部分和空白部分的。所以用照相底片進(jìn)行感光制版是不能反映出圖案的層次變化的。

為了使石材的條紋圖案的層次變化能完整的反映在絲網(wǎng)印版上，就必須利用制成網(wǎng)點(diǎn)底片的方法，即為單色加網(wǎng)制片和四色加網(wǎng)分色制片的方法。該法是選用合適形狀網(wǎng)線的網(wǎng)屏，將原稿上的層次變化，用大小不同、有疏有密有規(guī)律的網(wǎng)點(diǎn)來表示，并且按一定角度掛網(wǎng)拍攝成片。

對彩色連續(xù)調(diào)原稿的照相制版有間接加網(wǎng)分色和直接加網(wǎng)分色兩種工藝。

（1）間接加網(wǎng)分色：該工藝是指分色和加網(wǎng)分別進(jìn)行制版，間接加網(wǎng)分色陽圖的照相制版工藝首先在照相機(jī)鏡頭前加濾色片，用全色感光片照相分色，制成分色陰片，制成的分色陰片，經(jīng)過修正后，安裝在照相機(jī)的原稿架上，再在照相機(jī)的網(wǎng)屏架上裝上玻璃網(wǎng)屏，用硬性感光片照相制成加網(wǎng)正片。此法操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，當(dāng)前很少使用。

（2）直接加網(wǎng)分色：是一種在分色的同時(shí)完成加網(wǎng)照相制版的方法。此法工序簡單、制版時(shí)間短、復(fù)制圖像清晰。但制得的只是網(wǎng)目調(diào)的負(fù)片，還需拷貝制作網(wǎng)點(diǎn)陽片才能用在絲網(wǎng)制版上。

（3）電子分色制版：電子分色制版是采用掃描光點(diǎn)拼合成像的方法進(jìn)行的。通過電子分色機(jī)，以一個細(xì)小的掃描光點(diǎn)，對原稿進(jìn)行逐點(diǎn)逐行掃描，把原稿的圖像分割成許多微小的像素，經(jīng)過一系列光—電和電—光轉(zhuǎn)換，制成整幅分色底片。

（4）計(jì)算機(jī)桌面系統(tǒng)制片工藝：絲網(wǎng)印刷彩色桌面系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對圖文信息進(jìn)行加工處理。具體的制片工藝過程請參考有關(guān)資料，這里不再贅述。

彩色階調(diào)絲網(wǎng)印版的制作

彩色階調(diào)絲網(wǎng)印版，除在原稿制作和感光底片制作上與普通制版方法有所不同外，在網(wǎng)絲的選用和線/網(wǎng)匹配上、感光材料的選用上以及制版操作上也有獨(dú)特之處。

1．網(wǎng)絲的選用和線/網(wǎng)的匹配

前邊已經(jīng)討論過網(wǎng)點(diǎn)直徑等于或小于最小的絲網(wǎng)孔寬，網(wǎng)點(diǎn)圖案將無法復(fù)制出來。這里出現(xiàn)的是線/網(wǎng)的匹配關(guān)系問題，網(wǎng)線（感光片上的加網(wǎng)線數(shù)）與網(wǎng)目匹配不當(dāng)時(shí)，不但影響復(fù)制網(wǎng)點(diǎn)的形狀和大小，甚至造成階調(diào)層次的丟失，或者改變了色調(diào)層次的關(guān)系，還影響花紋色漿層厚度和套印的精細(xì)程度。網(wǎng)點(diǎn)密度范圍與色漿的細(xì)度也應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。

2．感光材料的選擇

網(wǎng)版感光膠是直接法制版必不可少的材料。在制版過程中選擇使用的感光材料和感光膠涂層厚薄不當(dāng)也會影響階調(diào)網(wǎng)版的制作。在階調(diào)印版制作時(shí)，盡力選用架橋性好、靈敏度高、曝光寬容度大的重氮感光膠，有利于制作出上乘的網(wǎng)點(diǎn)階調(diào)印花版。選擇進(jìn)口的如：日本的、或可與日本相媲美的國產(chǎn)SF、JS型重氮感光膠。

3．制版操作要領(lǐng)

（1）網(wǎng)框的選擇與預(yù)烘

階調(diào)網(wǎng)版與常規(guī)的色塊印版制作是不同的，階調(diào)絲印版必須顯示出由疏密網(wǎng)點(diǎn)組成的“孔漏”套色圖案，在制版操作中應(yīng)注意如下一些要領(lǐng)：①網(wǎng)點(diǎn)印版不可使用木質(zhì)網(wǎng)框，因?yàn)橐自斐勺冃?，?yīng)以鋁合金網(wǎng)框?yàn)榧?。因?yàn)樗纳子?，繃網(wǎng)時(shí)每塊網(wǎng)版的張力必須均勻一致，絲網(wǎng)的經(jīng)緯絲線盡可能與網(wǎng)框邊呈垂直水平，不要急用現(xiàn)繃，繃后應(yīng)放置3~5天使張力逐于穩(wěn)定，方可制版。

網(wǎng)框經(jīng)過幾天放置，雖然各點(diǎn)張力基本處于平衡，但經(jīng)過感光時(shí)移動、溫度、濕度的作用，很有可能制版張力再次發(fā)生變化，雖然不明顯，但對于精細(xì)印刷，為了減少感光制作過程對印版的影響，應(yīng)當(dāng)增設(shè)感光預(yù)烘工序，即將繃網(wǎng)穩(wěn)定后的印版，在上感光膠之前在60～70℃烘箱里預(yù)烘30min，以此減輕花版的內(nèi)應(yīng)力。保證花版穩(wěn)定性，提高印刷精度。

（2）曝光燈距與光照度的選擇

四版分色印刷不同于獨(dú)版印刷，它是連續(xù)印刷，各顏色色層次保持一致，要求制版感光的光照度必須均勻一致。在使用單光源感光機(jī)時(shí)，若是曝光距離太近，光源與印版四周的角度增大，會發(fā)生光的衍射，使感光后花版上四周的網(wǎng)點(diǎn)大小不一。一般光源與印版的距離不應(yīng)低于2m。經(jīng)測定，當(dāng)印版四周的光照度下小于中間光照度的1/2時(shí)，基本能保持感光的均勻性。

印刷工藝

四張完好的印版制作完成后，產(chǎn)品的質(zhì)量就會取決于印刷工藝，對以下各點(diǎn)要引起足夠重視。

1．印前的準(zhǔn)備

印前要嚴(yán)格檢查生產(chǎn)工藝、標(biāo)準(zhǔn)樣本及其套印排序，核對印漿、印版、承印物及其裝版情況。

2．印花漿選擇與調(diào)配

彩色階調(diào)絲網(wǎng)印刷是將原稿進(jìn)行分色制成黃、品紅、青、黑四色版。并通過黃、品紅、青、黑四色印花漿再現(xiàn)原稿的色彩和層次。所以，印花漿是彩色階調(diào)印刷成功與否的關(guān)鍵。

為此，印花色漿應(yīng)滿足以下要求：

①色漿色相要準(zhǔn)確，否則難以再現(xiàn)原稿色彩。

②因?yàn)橛』ㄉ珴{的粘稠度對印刷網(wǎng)點(diǎn)的清晰度有很大影響。如粘稠度低了，印漿延展性變大，網(wǎng)點(diǎn)會出現(xiàn)變大或網(wǎng)點(diǎn)界線不清；粘度高了，會出現(xiàn)漏印困難而使網(wǎng)點(diǎn)丟失，嚴(yán)重影響再現(xiàn)效果。

③干燥速度對網(wǎng)點(diǎn)清晰度影響很大，因?yàn)槊恳簧姹仨氁壬弦挥“嫱耆稍锖笤龠M(jìn)行。如果未干就印下一版，勢必影響網(wǎng)點(diǎn)清晰度和呈色效果。

④印刷色漿必須是透明的。普通涂料色漿是不適用的，因?yàn)椴噬A調(diào)是通過網(wǎng)點(diǎn)的排列與疊合實(shí)現(xiàn)的，所以，色漿的透明度對網(wǎng)點(diǎn)疊合再現(xiàn)有直接的影響。透明度弱呈色效果就差，為此，印漿一定要透明，現(xiàn)在開發(fā)出的三原色熒光印花漿就是一種透明的。有了標(biāo)準(zhǔn)的三原色透明色漿，還需要好的粘合劑和相應(yīng)的助劑。按照不同網(wǎng)目、承印物進(jìn)行定色標(biāo)進(jìn)行調(diào)配色。

3．印刷色序

一般是先印黃色版，因?yàn)辄S色版透明最差，品紅、青透明度都較高，上述三色版疊印后，即可出現(xiàn)多種彩色復(fù)合的階調(diào)，再加印黑版，是為了補(bǔ)充暗調(diào)的不足，以提高色彩的明暗度層次，又能起到顯露輪廓線的作用。

4．印刷壓力與供墨量

由于色調(diào)的再現(xiàn)是由網(wǎng)點(diǎn)墨層厚度和網(wǎng)點(diǎn)面積來決定的。但在印刷過程中，印刷壓力和給墨量，往往會改變網(wǎng)點(diǎn)的大小。印壓過大，使受壓后的網(wǎng)點(diǎn)增大，印在承印物上網(wǎng)點(diǎn)比印版上的網(wǎng)點(diǎn)要大，其增大的程度，又因給墨量的不同而不同，為此必須嚴(yán)格控制墨量和刮印壓力。壓力過大，網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)搭角嚴(yán)重，網(wǎng)點(diǎn)會糊死變成實(shí)地；若壓力過小，高調(diào)部分的細(xì)小網(wǎng)點(diǎn)會丟失，或者印不出來。所以，印壓適中非常重要。網(wǎng)印過墨量大小，還決定于印墨粘度、流動性和漏印性能，還有回刮復(fù)墨層厚度宜薄不宜厚。最好開印前，通過試印，確定刮印壓力和墨量的特定條件。

5．印后處理

三原色印刷后的產(chǎn)品需要進(jìn)行一次焙烘（溫度在130～150℃，時(shí)間一般3～5分鐘），以增強(qiáng)耐水沖洗牢度。如果有些石材不易進(jìn)行高溫處理，也可在印漿中加入1～3%的固色劑，可不必再作熱處理。

參考資料：

①《絲網(wǎng)印刷工藝》 鄭德海 鄭軍明 沈青 編著印刷工業(yè)出版社 1996年2月

②《現(xiàn)代絲網(wǎng)印刷技術(shù)問答》 曹振英 主編印刷工業(yè)出版社 1999年11月