Московский государственный университет печати

Сорокин Б.А.


         

Трафаретная печать

Учебное пособие


Сорокин Б.А.
Трафаретная печать
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ

1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

2.

СЕТКА - ОСНОВА ПЕЧАТНОЙ ФОРМЫ

3.

ПОДГОТОВКА РАМ И НАТЯЖЕНИЕ СЕТОК

3.1.

Рамы для трафаретных форм

3.2.

Натягивание ситовой ткани на формную раму

3.3.

Крепление ситовой ткани к формной раме

4.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ

4.1.

Оригиналы и фотоформы

4.2.

Подготовка поверхности сеток для изготовления печатных форм

4.3.

Прямой способ

4.4.

Косвенный способ

4.5.

Комбинированный способ

4.6.

Выбор технологии изготовления форм

4.7.

Изготовление цилиндрических печатных форм

5.

ПОЛУЧЕНИЕ ОТТИСКОВ

5.1.

Основы печатного процесса

5.2.

Подготовка печатного оборудования к работе

6.

ПЕЧАТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

7.

ПЕЧАТНЫЕ КРАСКИ

8.

РАСТРОВАЯ И МНОГОКРАСОЧНАЯ ПЕЧАТЬ

9.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ПРОДУКЦИИ И СПЕЦЭФФЕКТЫ

9.1.

Лакирование печатной продукции

9.2.

Изготовление переводного изображения

9.2.1.

Декалькомания

9.2.2.

Сублимационные термопереводные изображения

9.3.

Получение специальных эффектов

10.

ОРГАНИЗАЦИЯ УЧАСТКА ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

11.

ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

11.1.

Изготовление печатных форм

11.2.

Печатный процесс

12.

ЛИТЕРАТУРА

Указатели
97   указатель иллюстраций
Рис. 5.1. Схема получения красочного изображения на оттиске трафаретной печати: 1 - ракель; 2 - печатная форма; 3 - запечатываемый материал; 4 - краска; 5 - поперечные нити сетки; h1 - высота подъема ракеля под действием ГДД; h2 - толщина сетки; h3 - копировальный слой под сеткой; h4 - зазор; h5 - усредненная глубина микронеровностей поверхности; а - изображение на оттиске; б - печатающий элемент; в - пробельный элемент Рис. 5.2. Схема растяжения сетки-основы формы под действием ракеля Рис. 5.3. Установка печатной формы: а - в контакте с запечатываемой поверхностью; b - с зазором по отношению к запечатываемой поверхности Рис. 5.4. Ракель в трафаретной печати Рис. 5.5. Профили сечения ракельных полотен Рис. 5.6. Изменение угла наклона кромки и давления ракельного полотна из-за изменения его величины выхода Рис. 5.7. Зависимость количества перенесенной краски от угла наклона ракеля Рис. 5.8. Оптимальные параметры ракеля

Оттиск в трафаретной печати получают путем продавливания краски сквозь незакрытые печатающие элементы формы на ситовой ткани. Необходимый контакт между формой и запечатываемой поверхностью, а также перенос краски достигается давлением упруго-эластичного ракеля.

Особенности трафаретной печати обеспечивают получение отпечатков со специфическим визуальным эффектом за счет толстых красочных слоев, а также дают возможность запечатывания материалов и объемных изделий, для которых другие способы вообще непригодны. Эти особенности связаны со строением печатной формы, ее печатающими и пробельными элементами. Можно выделить некоторые из них:

  • печатающие элементы в виде отверстий в объеме ситовой ткани изменяют характер обычных печатных процессов. Специфика в том, что запечатываемая поверхность располагается со стороны формы, противоположной той, с которой подается краска;
  • перенос краски на запечатываемую поверхность сквозь печатающие элементы позволяет получать оттиски с красочным слоем толщиной от 6 до 100 мкм, обеспечивая сочность, высокую насыщенность, большую оптическую плотность, рельефность и выразительность изображения;
  • применение упруго-эластичного ракеля для продавливания краски позволяет регулировать давление в зоне контакта и существенно снизить его величину по сравнению с традиционными способами печати;
  • гибкость печатных форм позволяет придавать им конфигурацию поверхности объемных изделий, подлежащих запечатыванию;
  • в пределах одного цикла с одной печатной формы возможно получение многокрасочных отпечатков в виде раздельно расположенных изображений.

Основной задачей трафаретного печатного процесса является получение оттиска с заданной толщиной красочного слоя, а также обеспечение необходимой графической точности изображения. Факторами, влияющими на формирование красочного слоя на оттиске, являются:

  • характеристика применяемой сетки-основы формы;
  • способ изготовления печатной формы;
  • характер запечатываемой поверхности;
  • свойства краски;
  • твердость ракеля и профиль его кромки;
  • режимы печатного процесса;
  • расстояние между формой и запечатываемой поверхностью;
  • угол наклона и давления ракеля;
  • количество краски, оставшейся на сетке после отвода печатной формы.

При прижиме ракелем печатной формы к материалу каждый печатающий элемент образует пространство, ограниченное снизу самой запечатываемой поверхностью, а с боков - пробельными элементами формы (рис. 5.1 Рис. 5.1. Схема получения красочного изображения на оттиске трафаретной печати: 1 - ракель; 2 - печатная форма; 3 - запечатываемый материал; 4 - краска; 5 - поперечные нити сетки; h1 - высота подъема ракеля под действием ГДД; h2 - толщина сетки; h3 - копировальный слой под сеткой; h4 - зазор; h5 - усредненная глубина микронеровностей поверхности; а - изображение на оттиске; б - печатающий элемент; в - пробельный элемент). Краска, перемещаемая ракелем по форме, заполняет пространство печатающего элемента, формируя изображение на запечатываемой поверхности. В процессе прохождения ракеля над печатающим элементом краска сверху срезается его рабочей кромкой. При отводе печатной формы нити сетки извлекаются из краски, прилипшей к запечатываемой поверхности.

В процессе формирования красочного изображения на оттиске можно выделить четыре стадии:

  • создание пространства печатающего элемента;
  • за заполнение его краской;
  • отвод печатной формы от запечатываемой поверхности;
  • закрепление красочного изображения на оттиске.

Характер сформированного таким образом красочного изображения зависит от размеров пространства печатающего элемента, степени заполнения его краской, условий взаимодействия краски с печатной формой и запечатываемой поверхностью, а также от структурно-механических свойств краски.

В трафаретной печати форма печатающего элемента зависит от четкости краев его контура, микрогеометрии соприкасающихся поверхностей печатной формы и запечатываемого материала, а также от плотности их взаимного контакта в момент формирования красочного изображения на оттиске. Количество краски, продавливаемой через ячейки сетки, определяется размером пространства печатающего элемента, вязкостью краски, давлением, действующим на нее и временем действия давления.

Требуемое качество изображения на оттиске может быть достигнуто в том случае, если количество краски, прошедшей через печатающие элементы формы за печатный цикл, будет строго соответствовать объему пространства. Этот объем можно рассчитать. Если при печатании ракель плотно прижимает форму к запечатываемому материалу и сверху скользит по ней, объем пространства печатающего элемента <?xml version="1.0"?>
будет равен:

<?xml version="1.0"?>

где S - площадь печатающего элемента; <?xml version="1.0"?>
- соответственно толщина сетки, толщина копировального слоя над сеткой, усредненная высота микронеровностей запечатываемого материала; <?xml version="1.0"?>
- объем, занятый нитями сетки внутри печатающего элемента.

При заполнении краской всего объема пространства печатающего элемента толщина (определенная, например, весовым методом) сформированного на оттиске красочного слоя не всегда соответствует расчетному объему, т.е. часть краски остается на сетке после отвода формы. Количество краски, перешедшее на оттиск, зависит от вязкости краски и угла наклона ракеля.

В реальных условиях возможны варианты, когда гидродинамическое давление, возникающее в краске при малых углах наклона ракеля, становится больше усилия прижима ракеля из эластичного материала, изгибает его кромку и поднимает ракель над формой. В этом случае фактическая толщина (объем) сформированного красочного слоя будет больше объема пространства печатающего элемента.

На основании изложенного можно утверждать, что объем краски <?xml version="1.0"?>
, перешедшей на оттиск будет отличаться от объема пространства печатающего элемента и составит:

<?xml version="1.0"?>

где S - площадь печатающего элемента; <?xml version="1.0"?>
- соответственно толщина сетки, толщина копировального слоя над сеткой, усредненная высота микронеровностей запечатываемого материала, высота подъема ракеля под действием гидродинамического давления, зазор между формой и поверхностью запечатываемого материала; <?xml version="1.0"?>
- объем, занятый нитями сетки внутри печатающего элемента; <?xml version="1.0"?>
- объемное количество краски, оставшееся на сетке после отвода формы.

Все это дает основание полагать, что понятие переноса краски на запечатываемую поверхность в трафаретном способе печати приобретает иной смысл, чем в высокой и плоской печати. Коэффициент переноса <?xml version="1.0"?>
, рассчитанный как отношение объемного количества краски на оттиске <?xml version="1.0"?>
к первоначальному ее количеству, определяемому из расчета объема пространства печатающего элемента формы <?xml version="1.0"?>
, может оказаться меньше, равным и больше единицы:

<?xml version="1.0"?>

В процессе печатания ракель давит на форму и за счет этого происходит продавливание краски и растяжение сетки-основы формы (рис. 5.2 Рис. 5.2. Схема растяжения сетки-основы формы под действием ракеля). Можно предположить, что сила сопротивления сетки продавливанию краски на запечатываемую поверхность обратно пропорциональна площади ячейки <?xml version="1.0"?>
Величина растяжения ячейки зависит от величины давления ракеля на форму и сил трения, которые в свою очередь зависят от скорости движения ракеля и технологического зазора а. Продавливание сквозь ячейки и переход краски зависят как от вида сетки-основы формы, так и от вязкости и реологических свойств печатной краски. Поэтому, чтобы продавить краску через ячейки сетки, необходимо вполне определенное количество энергии для преодоления гидравлического сопротивления ячеек сетки и протекания краски. Эта энергия складывается из запасенной статической энергии от натяжения сетки на раму и кинетической энергии, передаваемой ракелем в зону печатания. Краска не будет проходить, пока кинетическая энергия не позволит преодолеть запирающую силу ячеек сетки.

Процесс получения оттисков включает следующие операции:

  • подачу, правильную ориентацию и закрепление запечатываемого материала или изделия на опорной поверхности;
  • подачу печатной краски;
  • создание давления и получение оттиска;
  • съем запечатываемого материала или изделия;
  • закрепление краски на оттиске.

Подготовку печатного станка или машины начинают с установки печатной формы и приводки. Печатную форму устанавливают в формодержатель, обеспечивая зазор между ней и запечатываемой поверхностью (рис. 5.3 Рис. 5.3. Установка печатной формы: а - в контакте с запечатываемой поверхностью; b - с зазором по отношению к запечатываемой поверхности). Величина этого зазора зависит от упругоэластичных свойств сетки-основы и размеров печатной формы, и по возможности должна быть минимальной, чтобы свести к минимуму искажения изображения. Наилучший вариант - создание таких условий, когда форма отделяется от оттиска одновременно с перемещением полосы контакта. При многокрасочной печати очень важно, чтобы величина зазора была одинаковой при печатании всех краскопрогонов. При форматах печати до АЗ величина зазора должна составлять от 1 до 3 мм, при формате А1 и более - от 3 до 5 мм. Важно также, чтобы зазор между печатной формой и запечатываемой поверхностью во всех ее частях был одинаковым.

Приводка, выполняемая в процессе подготовки к работе трафаретного станка или машины, обеспечивает заданное расположение изображения на оттиске и совмещение красок. Положение запечатываемой поверхности определяется упорами, по которым устанавливается каждый лист или изделие. При работе на станках такие упоры закрепляют на опорной поверхности, а при работе на машине лист выравнивается автоматически на переднем столе и транспортером передается в зону печатания. Важно в процессе изготовления печатной формы обеспечить правильное расположение диапозитива относительно формной рамы. Непосредственно приводка осуществляется путем перемещения и фиксации положения печатной формы относительно предварительно сориентированной запечатываемой поверхности или запечатываемой поверхности относительно неподвижной печатной формы. На печатных машинах, например, фирмы Argon предусмотрены специальные регулировочные винты и зажимы для фиксирования положения формы.

Существенным моментом, обеспечивающим высокое качество оттиска в трафаретной печати, является прочная фиксация запечатываемой поверхности в горизонтальной плоскости. Чаще всего это обеспечивается вакуумом, однако, возможно использование двусторонней липкой ленты и в случае печати на ткани жидкого клея в аэрозольной упаковке, например специальные клей АМ-9 и Ficsol. При печатании на готовых изделиях ориентация изделия и фиксация приводки выполняются специальными механизмами или оснасткой.

В трафаретной печати оттиск получают путем создания узкой полосы контакта за счет прогиба печатной формы на величину зазора между формой и запечатываемой поверхностью при движении ракеля по форме. Ракели в трафаретной печати изготавливают из маслобензостойкой резины или, чаще, из полиэфируретана. Ракели из резины изнашиваются быстрее, но зато создают меньший электростатический заряд при печати. Ракели из полиэфируретана более износоустойчивы, но имеют и большую склонность к зарядке статическим электричеством. Ракель представляет собой ракельное полотно, которое зажимают в ракеледержатель (рис. 5.4 Рис. 5.4. Ракель в трафаретной печати).

Ракеледержатели могут быть деревянными и алюминиевыми. Деревянные ракеледержатели применяют на ручных станках, а алюминиевые (они несколько дороже) на полуавтоматах и автоматических машинах.

Кромки и боковые поверхности ракеля не должны иметь дефектов, которые обычно приводят к возникновению полос на оттисках. Твердость ракеля определяет полноту контакта и переход краски на оттиск и составляет обычно 50-90° по Шору. Более твердые ракели используют при крупноформатной и растровой печати. Мягкие ракели используют для печати плашек, при работе на материалах с неровной поверхностью и тканях.

Ракельное полотно может быть однослойным и трехслойным. Однослойное ракельное полотно должно иметь толщину в пределах 6-10 мм и высоту до 50 мм. трехслойное ракельное полотно обычно состоит из слоев с твердостью 65-95-65 или 75-95-75° по Шору, имеет толщину до 10 мм и высоту до 50 мм.

Ракельное полотно должно выступать из ракеледержателя на 15-35 мм, а также иметь определенный профиль сечения, зависящий от заточки (рис. 5.5 Рис. 5.5. Профили сечения ракельных полотен).

Обычно при печатании растровых работ, рисунков с мелкими элементами, печатных плат ракель затачивают под утлом 45, для печатания по тканям используют ракель со скругленными кромками (радиус закругления 1-3 мм). Наиболее универсальным является угол заточки 90°: заточенная кромка точно дозирует количество краски, проходящей через печатную форму, что является важным фактором при печатании рисунков с мелкими деталями. Если ракельное полотно затупилось и его кромка имеет закругления, то сквозь форму будет подаваться большее количество краски, что приведет к потере деталей изображения. В некоторых случаях требуется нанесение краски в больших количествах, тогда кромку ракельного полотна специально закругляют. Плохо заточенный ракель может вызывать полошение на оттисках.

Важным параметром является величина выхода ракельного полотна из ракеледержателя, т.к. она определяет, какая часть ракеля сгибается под давлением. Величина изгибания ракеля пропорциональна кубу свободной высоты, т.е. если величина выхода ракельного полотна увеличивается в два раза, то изгибание возрастает до 8 раз. Когда кромка ракеля изгибается, происходят две вещи. Во-первых, изменяется угол между ракелем и печатной формой, во-вторых, уменьшается давление ракеля на форму (рис. 5.6 Рис. 5.6. Изменение угла наклона кромки и давления ракельного полотна из-за изменения его величины выхода).

Изменение угла наклона ракеля приводит к изменению количества переносимой краски на оттиск (рис. 5.7 Рис. 5.7. Зависимость количества перенесенной краски от угла наклона ракеля).

Оптимальный угол наклона ракеля - 75°. При большем наклоне упругость ракеля уменьшается, что приводит к сильному трению по форме и вызывает ухудшение приводки и нанесение краски. При малом угле наклона ракеля его упругость возрастает, что приводит к ухудшению контакта с сеткой и вызывает нанесение слишком большого слоя краски. Оптимальные параметры ракеля показаны на рис. 5.8 Рис. 5.8. Оптимальные параметры ракеля.

Ороситель (разравнивающий ракель) при подготовке машины к печати устанавливается в положение, параллельное основному ракелю, но имеет меньшее давление на печатную форму. Он разравнивает краску на печатной форме при обратном ходе основного ракеля, что препятствует высыханию краски на форме. Рабочая кромка оросителя должна равномерно покрывать печатающие элементы формы тонким слоем краски.

© Центр дистанционного образования МГУП