Московский государственный университет печати

Б.А.Сорокин


         

ТРАФАРЕТНАЯ ПЕЧАТЬ

Учебное пособие для специальности 281400 "Технология полиграфического производства"


Б.А.Сорокин
ТРАФАРЕТНАЯ ПЕЧАТЬ
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление
1.

ПРЕДИСЛОВИЕ

2.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

3.

СИТОВЫЕ ТКАНИ

4.

ПОДГОТОВКА РАМ И НАТЯЖЕНИЕ СЕТОК

4.1.

Рамы для трафаретных форм

4.2.

Натягивание ситовой ткани на формную раму

4.3.

Крепление ситовой ткани к формной раме

5.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ

5.1.

Оригиналы и фотоформы

5.2.

Подготовка поверхности сеток для изготовления печатных форм

5.3.

Прямой способ

5.4.

Косвенный способ

5.5.

Комбинированный способ

6.

ПОЛУЧЕНИЕ ОТТИСКОВ

6.1.

Механизм печатного процесса

6.2.

Подготовка печатного оборудования к работе

6.3.

Печатное оборудование

6.4.

Печатные краски

6.5.

Растровая и многокрасочная печать

7.

ОРГАНИЗАЦИЯ УЧАСТКА ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

Указатели
54   указатель иллюстраций
Рис. 4.1. Светочувствительность копировального слоя в зависимости от содержания бихромата аммония Рис. 4.2. Схема набухания копировального слоя Рис. 4.3. Тонкий копировальный слой в ячейках сетки, однократное нанесение (микрофотография) Рис. 4.4. Толстый копировальный слой в ячейках и на поверхности сетки, трехкратное нанесение (микрофтография) Рис. 4.5. Копировальный слой на краю печатающего элементиа Рис. 4.6. Кювета для нанесения копировального слоя Рис. 4.7. Воспроизведение изображения в различных условиях: а) тонкий копировальный слой и неокращенная сетка; б) толстый копировальный слой и окрашенная сетка Рис. 4.8. Схема печатной формы, изготовленной косвенным способом: 1 - сетка; 2 - копировальный слой Рис. 4.9. Нанесение копировального слоя для изготовления форм комбинированным способом Рис. 4.10. Сетки, покрытые копировальным слоем: а) прямым способом; б) косвенным способом; в) комбинированным способом Рис. 4.11. Установка для нанесения копировального раствора Emulsionatrice Automatica (Argon Италия) Рис. 4.12. Установка, включающая сушильный шкаф, источник света и копировальную раму Trittico (Argon, Италия)

Печатная форма в значительной степени определяет технологические свойства и качество трафаретной печати. Печатная форма должна отвечать следующим требованиям:

- обеспечивать воспроизведение изображения с необходимой точностью;

- обладать достаточной тиражестойкостью;

- быть устойчивой к действию печатных красок и их растворителей;

- по возможности иметь простую и нетрудоемкую технологию изготовления;

- иметь возможность регенерации для повторного использования сетки.

В зависимости от применяемой технологии изготовления печатные формы можно разделить на две группы:

- печатные формы, изготовленные вручную;

- печатные формы, изготовленные фотомеханическим способом.

Печатные формы, изготовленные вручную, имеют весьма малое применение, так как их изобразительные возможности ограничены, и поэтому их изготовление дальнейшего раскрытия в настоящей книге не предусматривает.

Фотомеханические печатные формы, в свою очередь, могут быть изготовлены прямым способом, косвенным способом и комбинированным способом.

При разработке оригиналов для последующего воспроизведения способом трафаретной печати необходимо учитывать ее уникальные художественно-изобразительные возможности: высокую яркость и насыщенность оттисков ввиду большой толщины красочного слоя, а также следует учитывать несколько ограниченные изобразительные возможности: минимальная толщина линий - 60-80 мкм и наличие деталей изображения в высоких светах и глубоких тенях.

В качестве фотоформ в трафаретной печати применяется диапозитив, имеющий по отношению к оригиналу прямое (читаемое) изображение. Оптическая плотность изображения должна быть не менее 1,8-2,0; а пробельных элементов - 0,2. Для изготовления диапозитивов следует использовать высококонтрастные светочувствительные пленки.

Для воспроизведения тоновых изображений следует использовать растровые диапозитивы, помня об ограничивающем влиянии сетки-основы на воспроизводимое изображение. С одной стороны, сетка-основа ограничивает линиатуру воспроизводимого изображения, с другой стороны, регулярная структура ситовой ткани в сочетании с регулярной структурой растрового изображения может вызвать муар. Поэтому на практике следует придерживаться следующих рекомендаций:

- линиатура воспроизводимого изображения должна быть по отношению к числу нитей на сетке-основе в интервале от 1:4 до 1:6;

- для уменьшения или исключения возникающего муара необходимо применять соответствующие углы поворота растра, что подробно будет рассмотрено в разделе "Растровая и многокрасочная печать".

Особенности градационной передачи при воспроизведении полутоновых изображений требуют, чтобы диапозитивы имели пониженный контраст в светах и средних полутонах и повышенный в тенях. Полутоновое изображение должно передаваться 8-10 полями. Растровая плотность соседних полей должна отличаться на 8-12%. В глубоких тенях и высоких светах диапозитива возможно полное отсутствие растровых точек.

При изготовлении трафаретных печатных форм большое значение имеет подготовка поверхности ситовой ткани, которая загрязняется и зажиривается во время транспортировки, резки и натягивания на раму. Даже небольшое количество жира или грязи приведет к дефекту печатной формы. Поэтому обезжиривание и очистку поверхности сетки следует проводить непосредственно перед нанесением копировального слоя.

Для обезжиривания ситовых тканей можно применять 10-20% раствор едкого натра или каустической соды. Сетки из большинства волокон обладают достаточной устойчивостью к действию щелочи и не обнаруживают следов повреждения или потери прочности при действии в течение 15 минут. Надежность удаления жировых пятен щелочью обеспечивается благодаря разложению жира на водорастворимые вещества. Некоторые источники указывают на возможность применения для обезжиривания и очистки сеток бытовых моющих средств. На наш взгляд это не дает хороших результатов. После обезжиривания сетку промывают водой и проводят нейтрализацию 5% раствором уксусной кислоты, а затем еще раз тщательно промывают водой.

Для улучшения адгезии копировального слоя и повышения тиражестойкости печатных форм, изготовленных косвенным способом, применяют механическую и химическую обработку поверхности волокон ситовой ткани. Механическую обработку проводят мелкодисперсными абразивными порошками или пастами. Фирма Argon (Италия) поставляет для этих целей специальный абразив Skrin Sand. Химическую обработку проводят раствором ортокрезола в этиловом спирте или водным раствором хлористого цинка.

Для очистки и обезжиривания сеток ряд фирм поставляют различные виды специальных препаратов в виде растворов, гелей и паст, которые по сравнению со щелочью упрощают проведение процесса, улучшают условия туда и экологию.

Изготовление качественных трафаретных форм требует не только высокого качества ситовых тканей и копировальных растворов, но и отработанной технологии, а также знания свойств копировальных слоев и действия на них света.

Сущность прямого способа может быть сведена к следующему. Копировальный раствор наносят на сетку, предварительно натянутую на формную раму, высушивают, экспонируют изображение с диапозитива, при этом происходит задубливание пробельных участков, а далее водой вымывают незадубленные (печатающие) элементы изображения.

Копировальные растворы представляют собой коллоидные растворы различных полимеров, а порой это тонкие дисперсии твердых веществ в жидкости. В качестве очувствляющих компонентов в копировальные растворы вводят бихромат аммония или диазосоединения.

Копировальные растворы могут быть приготовлены непосредственно у изготовителя трафаретных форм или на специализированном предприятии. Растворы могут поставляться либо в полностью готовом виде, либо перед их использованием необходимо введение очувствляющего компонента.

Физические и химические свойства копировальных растворов, способы их нанесения и последующей обработки оказывают существенное влияние на технологические возможности и качество трафаретных печатных форм.

После нанесения и высушивания копировального раствора на сетке образуется копировальный слой. Его наиболее важные свойства:

- светочувствительность;

- способность к задубливанию;

- растворимость;

- толщина.

Светочувствительность копировальных слоев зависит от вида используемого полимера, вида и концентрации очувствляющего компонента. Кривая на рис. 4.1 Рис. 4.1. Светочувствительность копировального слоя
в зависимости от содержания бихромата аммония показывает увеличение светочувствительности копировального слоя на основе ПВА при увеличении концентрации бихромата аммония до 8%. В связи с этим, а также с тем, что бихромат аммония начинает выкристаллизовываться из копировального раствора при концентрации около 30%, его реальная концентрация в растворе составляет 10-15 %.

При введении очувствляющего компонента в неочувствленный копировальный раствор следует учитывать, что бихромат аммония растворяется довольно медленно. Рекомендуется раствор приготовить за сутки до использования и периодически перемешивать в первые несколько часов. При использовании свежеприготовленного копировального раствора из-за неравномерности состава может произойти неравномерное задубливание пробельных элементов.

Максимальную светочувствительность копировального слоя получить нельзя, пока копировальный слой не будет абсолютно сухим. Копировальные слои гигроскопичны, они способны поглощать влагу из окружающего воздуха. Поэтому в помещении, где изготавливают печатную форму, желательно поддерживать постоянные климатические условия, а высушенный в сушильном шкафу копировальный слой должен быть подвергнут акклиматизации, то есть выдерживанию в течение некоторого времени в помещении цеха.

Способность копировального слоя к задубливанию и характер его задубливания зависят от состава копировального слоя и времени экспонирования. Следует учесть, что качество и тиражестойкость трафаретных печатных форм зависят от степени задубливания.

Способность копировальных слоев к восприятию влаги и их растворимость зависят от степени задубливания, полученной во время экспонирования. Основной причиной набухания копировального слоя при обработке копии является недостаточная экспозиция. На рис. 4.2 Рис. 4.2. Схема набухания копировального слоя приведена схема процесса набухания. Под влиянием влаги недостаточно задубленный копировальный слой увеличивает объем. Поэтому для получения хорошего качества и устойчивости трафаретных форм копировальный слой должен быть задублен на всю толщину.

Свойство копировальных слоев задубливаться без действия света называется темновым дублением, которое зависит от состава копировального раствора и, в первую очередь, от вида очувствляющего компонента. Обычно очувствляющий компонент на основе бихромата аммония характеризуется значительным темновым дублением.

Очувствляющий компонент на основе диазосоединений напротив, практически не придает свойств темнового дубления. Степень темнового дубления зависит от рН копировального раствора: кислотная реакция его увеличивает, а щелочная - снижает.

С другой стороны, степень темнового дубления зависит от светочувствительности копировального слоя. Это означает, что с уменьшением темнового дубления уменьшается и светочувствительность. Поэтому рН копировального раствора должен быть оптимальным.

Преждевременное задубливание может быть вызвано и воздействием тепла. Темновое дубление и дубление за счет тепла находятся в тесной взаимосвязи. Темновое дубление значительно ускоряется за счет теплоты. На практике следует учитывать, что копировальные слои с бихроматом аммония следует высушивать при температуре не выше 30С и подвергать экспонированию и последующей обработке почти сразу после высыхания.

Способность неэкспонированных и незадубленных участков копировального слоя растворяться зависит от его структуры (размера частиц), толщины и влияния отраженных и рассеянных лучей во время экспонирования.

Толщина копировального слоя зависит от трех факторов: толщины сетки, вязкости копировального раствора и метода его нанесения. Толщина копировального слоя оказывает большое влияние на способность воспроизведения деталей изображения. Естественно, чем толще копировальный слой, тем длительнее должно быть время экспонирования.

Время вымывания печатаюших элементов тонкого копировального слоя меньше. Однако, при нанесении тонкого слоя копировальный раствор при высыхании остается только в ячейках сетки (рис. 4.3) Рис. 4.3. Тонкий копировальный слой в ячейках сетки, однократное
нанесение (микрофотография). Полые пространства между нитями не обеспечивают полного контакта формы с запечатываемой поверхностью. В эти пространства попадает печатная краска и сильно искажает край контура изображения.

Толстый копировальный слой (рис. 4.4) Рис. 4.4. Толстый копировальный слой в ячейках и на поверхности
сетки, трехкратное нанесение (микрофтография) обеспечивает более полный контакт формы с запечатываемой поверхностью, что, в конечном счете, меньше искажает края контуров изображений при печатании. Толстый копировальный слой получают многократным нанесением копировального раствора с промежуточной сушкой. Толстый копировальный слой по сравнению с тонким дает лучшее формирование края печатающего элемента (рис. 4.5) Рис. 4.5. Копировальный слой на краю 
печатающего элементиа и позволяет получить на оттиске даже рельефные изображения.

Эти важные преимущества толстого копировального слоя, наносимого в несколько приемов с помощью кюветы (рис. 4.6) Рис. 4.6. Кювета для нанесения копировального слоя, находятся в противоречии со временем вымывания печатающих элементов. Эти противоречия возникают, в основном, из-за значительного светорассеяния. Лучи света, попадая на ситовую ткань, рассеиваются и вызывают некоторое дубление копировального слоя на печатающих элементах. Использование окрашенных в золотисто-желтый или оранжевый цвет сеток устраняет светорассеивание и обеспечивает получение высококачественного изображения на печатающих элементах. На рис. 4.7 Рис. 4.7. Воспроизведение изображения в различных
условиях:
а) тонкий копировальный слой и неокращенная сетка;
б) толстый копировальный слой и окрашенная сетка показано воспроизведение изображения в различных условиях.

Факторами, которые определяют время экспозиции, необходимое для полного задубливания копировального слоя, являются:

- светочувствительность копировального слоя;

- толщина копировального слоя;

- спектральная чувствительность копировального слоя;

- спектральный состав излучения источника света;

- мощность источника света;

- расстояние от источника света до стекла копировальной рамы;

- характер диапозитива (фотоформы).

Копировальные слои, как правило, имеют светочувствительность в области 300-460 нм. При выборе источника света, помимо мощности, следует учитывать спектральный состав излучения. Необходимо, чтобы максимум излучения по длине волны совпадал с максимальной областью светочувствительности копировального слоя.

В настоящее время на предприятиях трафаретной печати копировальные растворы не приготавливают, а используют готовые, поставляемые специализированными фирмами-изготовителями. Изготовители копировальных растворов предлагают растворы с достаточно широким спектром свойств. В частности фирма Argon (Италия) предлагает копировальные растворы - эмульсии Diasol (для печати красками на растворителях и на водной основе) и Diaplus (для печати красками на растворителях). Оба копировальных раствора поставляются в комплекте с сенсибилизатором на основе диазосоединений.

Копировальный раствор перемешивают с сенсибилизатором и выдерживают в течение нескольких часов для деаэрации. Срок годности очувствленной эмульсии до 3 месяцев. Нанесенная на сетку эмульсия Universal дает копировальный слой, обладающий высокой стойкостью при печатании красками на органических растворителях, на воде, УФ-отверждения, а также пластизольными и сублимационными, механической стойкостью и образует печатающие элементы высокой четкости с резким краем, позволяет проводить регенерацию печатных форм. Нанесенный копировальный слой высушивают при 30-35(С в течение 1 часа. Раму с нанесенным копировальным слоем можно хранить до использования в защищенном от света и тепла месте в течение 20 дней. Время экспонирования в зависимости от климатических условий в цехе и вида применяемой сетки составляет от 100 до 120 секунд. Время проявления водой комнатной температуры составляет до 5 минут.

Фирма Argon, (Италия) поставляет специальное оборудование для обработки печатных форм.

Фирма Manoukian (Италия) предлагает копировальные растворы - эмульсии специального назначения, например, для печатания только красками на органических растворителях и УФ-отверждения и для печатания красками на водной основе и многие другие. Естественно стоимость таких эмульсий несколько ниже стоимости универсальной эмульсии.

Суть его сводится к следующему. Изображение с диапозитива копируется на специальный материал, копию обрабатывают, удаляя незадубленные печатающие элементы, а затем переносят на подготовленную сетку, натянутую на раму. Перенесенную копию высушивают, а временную подложку удаляют. Схема печатной формы, изготовленной косвенным способом, показана на рис. 4.8 Рис. 4.8. Схема печатной формы,
изготовленной косвенным способом:
1 - сетка;
2 - копировальный слой.

Процесс изготовления трафаретной формы косвенным способом включает следующие операции:

1. Очувствление копировального материала (если используют неочувствленный);

2. Экспонирование диапозитива;

3. Проявление копии;

4. Прикатка копии к обезжиренной сетке, натянутой на раму;

5. Закрытие свободного пространства сетки вокруг копировального материала;

6. Сушка;

7. Снятие временной подложки;

8. Корректура формы;

9. Сушка.

Копировальные материалы для изготовления трафаретных форм косвенным способом имеют бумажную или чаще пленочную основу, на которую нанесен копировальный слой. Этот материал может быть как очувствленным, так и неочувствленным.

Копировальный слой обычно содержит желатин с мелкоизмельченным пигментом и может иметь различную толщину. Копировальные слои могут различаться по светочувствительности, сроку службы и способности прилипать к сетке трафаретной формы.

Способность прилипать задубленного на пробельных элементах копировального слоя к сетке является решающим фактором для обеспечения тиражестойкости печатной формы, которая, как правило, не превышает 5 тыс. экз.

Свойства печатной формы, ее технологические возможности определяются, в основном, следующими свойствами копировального материала:

- тип и толщина;

- светочувствительность;

- растворимость;

- адгезия к сетке.

Очувствление копировального материала обычно проводят раствором бихромата аммония. Оно может быть выполнено как мокрым, так и сухим способом.

При мокром способе очувствление проводят в водном или спиртовом растворе бихромата аммония в течение 1-3 минут, а затем экспонируют диапозитив без высушивания копировального материала.

При сухом способе очувствления на копировальный материал наливают водноспиртовой раствор бихромата аммония, выдерживают 2-3 минуты, а затем высушивают воздухом с температурой не выше 30С. Экспонируют диапозитив на высушенный копировальный материал.

При любом способе очувствления копировального материала более высокая концентрация раствора бихромата аммония или более продолжительное время очувствления обеспечивают более короткую экспозицию. Водные растворы бихромата аммония дают меньшую светочувствительность, чем спиртовые.

Температура очувствляющего раствора также оказывает значительное влияние на светочувствительность, очувствление обычно проводят при температуре 18-20С.

Светочувствительность копировального материала при изготовлении трафаретных форм косвенным способом зависит от климатических условий в помещении копировального отделения. Эти условия желательно поддерживать постоянными: температура 18-22С, относительная влажность воздуха 60-6 5 %. Следует знать, что слишком низкая влажность в рабочем помещении вызывает хрупкость копировального материала и плохое прилипание копии к сетке.

Экспонирование копировального материала при косвенном способе, по сравнению с прямым, имеет важную особенность. Время экспонирования должно быть выбрано таким, чтобы оно обеспечивало задубливание копировального слоя примерно на 2/3 его толщины. Это обеспечивает хорошее закрепление копии на сетке.

Следует особо тщательно выполнять прикатку копии и сушку. При прикатке копии следует применять небольшое давление для удаления излишков воды. Переведенная копия должна высыхать медленно, вначале на ровной поверхности (обычно на стекле или пластиковой пластине), а затем на воздухе при температуре не выше 25С.

Косвенный способ изготовления печатных форм в общем-то при незначительном улучшении качества по сравнению с прямым способом является более сложным в процессе изготовления, более дорогим, а тиражестойкость печатных форм значительно меньше.

Печатные формы, изготовленные комбинированным способом, сочетают в себе достоинства прямого и косвенного. Для этого способа изготавливается специальный комплект материалов, включающий копировальный материал и копировальный раствор. Они приготовлены из одного вида полимера, причем копировальный материал изготавливается без очувствляющего компонента. Специфика этого способа, по сравнению с прямым, состоит лишь в способе покрытия сетки копировальным слоем. На ровную поверхность укладывают копировальный материал основой вниз, сверху укладывают сетку, натянутую на раму и обезжиренную, а затем ракелем наносят копировальный раствор (рис. 4.9) Рис. 4.9. Нанесение копировального слоя 
для изготовления форм комбинированным способом. Копировальный раствор покрывает сетку, проходит сквозь нее и частично впитывается в сухой копировальный материал, расположенный внизу, и очувствляет его. При этом копировальный раствор и копировальный слой копировального материала образуют гомогенную систему единого копировального слоя.

Далее копировальный слой высушивают, отделяют временную подложку от копировального материала, и далее форму изготавливают как при прямом способе. Такие формы имеют высокую адгезию копировального слоя к сетке, что обеспечивает большую тиражестойкость и четкий край печатающих элементов.

На рис. 4.10 Рис. 4.10. Сетки, покрытые
копировальным слоем:
а) прямым способом;
б) косвенным способом;
в) комбинированным способом схематически показан копировальный слой на сетках форм, изготовленных прямым, косвенным и комбинированным способами.

В процессе изготовления печатных форм любым способом, а также во время печатания возможно возникновение на пробельных элементах различных дефектов в виде прострелов, раковин, точек и других, которые необходимо заретушировать. Эту операцию можно выполнить, нанося кисточкой копировальный раствор, который следует высушить, а затем проэкспонировать. Для этой же цели можно использовать более дешевые специальные составы, например, фирма Argon, (Италия) предлагает состав Screen Filler 442.016 для красок на основе растворителей и состав WP 442.018 для водорастворимых красок.

Для нанесения копировального раствора на сетки, натянутые на формные рамы, может быть использовано специальное оборудование. Фирма Argon (Италия) предлагает пять моделей установок, обеспечивающих нанесение копировального раствора на рамы формата от 100120 см до 200300 см (рис. 4.11)Рис. 4.11. Установка для нанесения
копировального раствора Emulsionatrice
Automatica (Argon Италия).

Эти установки рекомендуются в основном при изготовлении печатных форм большого формата, когда вручную трудно достичь равномерного копировального слоя.

Для сушки копировального слоя выпускаются специальные сушильные шкафы, однако, для изготовления форм более целесообразно использовать так называемые установки "три в одном", включающие сушильный шкаф, источник света и копировальную раму (рис. 4.12) Рис. 4.12. Установка, включающая
сушильный шкаф, источник света
и копировальную раму Trittico
(Argon, Италия), что значительно уменьшает потребность в производственных площадях.

При изготовлении печатных форм большого формата может применяться проекционный способ экспонирования, когда изображение диапозитива экспонируется на сетку с нанесенным копировальным слоем с увеличением в 6-12 раз.

По окончании печатания тиража печатные формы можно регенерировать для повторного использования сеток, натянутые на формные рамы. Удаление отработанного копировального слоя на основе желатина можно производить раствором щелочи, а копировального слоя на основе поливинилового спирта - хлорсодержащим составом. Для этой цели фирма Argon, (Италия) предлагает порошок Sale Strip, пасту Strip Paste 442.045 и жидкость для удаления остатков Solvent Strip 90.945.

© Центр дистанционного образования МГУП