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. 8.1. Фрагмент изображения, воспроизведенного с эллиптическим растром: а - относительная площадь 45%; б - относительная площадь 55% Рис. 8.2. Фрагмент изображения, воспроизведенного точечным растром: а - 45%; б - 55% Рис. 8.3. Схема истечения краски через ячейку трафаретной сетки в момент печатного контакта: 1 - нити сетки, 2 - краска, 3 - запечатываемая поверхность Рис. 8.4. Фрагмент печатной формы с относительной площадью точек: а - 5%; б - 10% Рис. 8.5. Фрагмент растровой трафаретной печатной формы Рис. 8.6. Рекомендуемый диаметр нити сетки и основы в зависимости от линиатуры воспроизводимого изображения Рис. 8.7. Фрагмент печатной формы с относительной площадью точек: а - 95%; б - 85% Рис. 8.8. Изменение относительной площади растровой точки в высоких светах и глубоких тенях Рис. 8.9. Градационная передача трафаретного печатного процесса при различной вязкости печатной краски: 1 - при вязкости печатной краски 2 Па х с; 2 - при вязкости печатной краски 6 Па х с; 3 - при вязкости краски 13 Па х с; 4 - идеальная градационная передача

Как известно, в трафаретной печати полутоновое изображение воспроизводят путем трансформации его в микроштриховое, тональность воспроизводимого изображения пропорциональна площади, занятой печатающими элементами. Это достигается с помощью процесса растрирования, для которого, в принципе, можно использовать один из следующих видов растра: зернистый (с нерегулярной структурой), эллиптический и точечный.

При использовании эллиптического растра на фотоформе и на оттиске участки с относительной площадью, близкой к 50% и выше, приобретают эффект, когда изображение воспроизводится как бы жемчужными нитями (рис. 8.1 Рис. 8.1. Фрагмент изображения, воспроизведенного с эллиптическим растром: а - относительная площадь 45%; б - относительная площадь 55%). С помощью этого растра при воспроизведении можно получить мягкие оттенки, что хорошо воспринимается, при воспроизведении, например, портретов.

При использовании точечного растра на фотоформе и на оттиске участки с относительной площадью около 50% и выше приобретают квадратную форму, а при меньшей относительной площади - круглую форму (рис. 8.2 Рис. 8.2. Фрагмент изображения, воспроизведенного точечным растром: а - 45%; б - 55%). Точечный растр применяется наиболее часто как при одноцветной, так и при многоцветной печати.

Растр характеризуется линиатурой - количеством линий на см и в трафаретной печати может составлять до 60 лин/см.

Печатающий элемент трафаретной формы поделен нитями сетки на более мелкие элементы - ячейки. В процессе печатания краска заполняет печатающий элемент и через ячейки сетки переносится на запечатываемый материал.

Процесс прохождения краски сквозь ячейку сетки можно рассматривать как процесс капиллярного истечения жидкости, так как сила гидродинамического давления при растровой печати минимизируется с целью получения наименьшей толщины красочного слоя. При течении жидкости по капилляру образуется выпуклый или вогнутый мениск, в зависимости от степени смачивания жидкостью его стенок. При истечении краски сквозь ячейку сетки мениск будет выпуклым, так как поверхность сетки не должна хорошо смачиваться краской - иначе перенос краски на запечатываемый материал ухудшится, а краска будет забивать ячейки. Выпуклая форма мениска препятствует затеканию краски под нити сетки в момент ее прохождения через печатающий элемент формы. Поэтому при печати тиксотропной высоковязкой краской, не растекающейся по поверхности запечатываемого материала, растровые элементы могут быть разбиты на микроточки, размер которых определяется величиной ячеек сетки. При уменьшении вязкости краски растекание краски будет увеличиваться, вследствие чего микроточки будут смыкаться, однако при достаточно высоком значении вязкости красочный слой может иметь неравномерную толщину. Если вязкость краски является низкой, то она легко растекается по оттиску, образуя слой равномерной толщины и при этом затекает не только за нити сетки, но и за границы печатающего элемента, что искажает его размеры.

Растекание краски происходит под воздействием силы тяжести и адгезии к запечатываемому материалу после отрыва печатной формы от запечатываемого материала, а не под воздействием силы гидродинамического давления в момент продавливания краски сквозь печатающие элементы формы (рис. 8.3 Рис. 8.3. Схема истечения краски через ячейку трафаретной сетки в момент печатного контакта: 1 - нити сетки, 2 - краска, 3 - запечатываемая поверхность).

При растровой трафаретной печати наибольшие трудности связаны с решением трех главных проблем:

  • невысокая разрешающая способность способа, ограничивающая линиатуру воспроизводимого растра;
  • муарообразование;
  • непредсказуемые градационные искажения.

Невысокая разрешающая способность трафаретной печати обусловлена тем, что минимально допустимый размер растровых элементов ограничен диаметром нитей и размером ячеек трафаретной сетки, служащей основой печатной формы. Считается, что печатающий и пробельный элементы трафаретной формы должны быть минимум в два-три раза больше диаметра нити сетки или размера ее ячейки. В противном случае при печати возможны потери градаций: в светах изображения краска не попадет на запечатываемый материал, а в тенях пробельные элементы провалятся сквозь ячейки из-за недостаточно надежного закрепления на нитях сетки.

Еще одним ограничением является вид используемых красок. Для печати высоколиниатурных (по меркам трафаретной печати) изображений не рекомендуется использовать краски на основе летучих растворителей, поскольку такие краски часто высыхают на форме, забивая мелкие печатающие элементы, что снижает линиатуру воспроизводимого растра до 50 лин/см (при плотности сетки 150-165 нит/см). Однако данного недостатка лишены краски УФ-отверждения, использование которых позволяет работать с высоколиниатурными сетками плотностью 180-200 нит./см и печатать растровые изображения с линиатурой до 60 лин/см. При этом удастся воспроизвести интервал относительных площадей растровых элементов 10-90%.

При выборе линиатуры растра для воспроизведения конкретного изображения следует учитывать следующие факторы:

  • размеры воспроизводимого изображения;
  • расстояние, с которого будет рассматриваться изображение.

Кроме этого, линиатура применяемого растра должна сочетаться с линиатурой сетки - основы печатной формы.

На улицах городов мы часто видим рекламные плакаты и различные изображения размером до 4x6 м, отпечатанные в одну или несколько красок. При рассматривании этих изображений с земли они выглядят четкими и хорошо воспринимаются. Однако при рассмотрении их с близкого расстояния можно заметить, что они выполнены с линиатурой растра в 6 - 8 лин/см. Это обстоятельство указывает, что при воспроизведении изображения следует выбирать растр с минимально необходимой линиатурой.

В таблице 8.1 приведены рекомендации по выбору линиатуры растра и ситовой ткани для печатания различных изображений.

Необходимо всегда учитывать, что выбор ситовой ткани для растровой печати связан минимальным диаметром растровой точки воспроизводимого изображения. Нити ситовой ткани занимают определенное пространство в площади точки и могут препятствовать прохождению краски при печати. На рис. 8.4 Рис. 8.4. Фрагмент печатной формы с относительной площадью точек: а - 5%; б - 10% показан фрагмент печатной формы с относительной площадью точек 5% и 10%. В таблице 8.2 показана зависимость диаметра растровой точки от линиатуры растра при относительной площади 10%.

Таблица 8

Таблица 8.1
Рекомендации по выбору линиатуры растра и ситовой ткани
Размер изображения, см Линиатура растра, лин/см Линиатура ситовой ткани, нит/см
21x30 42-48 180-200
  34-40 165-180
  24-32 140-170
30x42 18-24 120-140
42x60 15-24 110-140
60x84 12-18 110-120
84x120 12-15 90-110

Для печатания точки диаметром 70 мкм необходимо использовать ситовую ткань с диаметром нити меньше 70 мкм, что позволяет пройти краске через отверстия на печатной форме. Под давлением ракеля в процессе печатания краска теряет вязкость и таким образом продавливается через ячейки ситовой ткани, ограниченными пробельными элементами печатной формы.

Таблица 8

Таблица 8.2
Зависимость диаметра растровой точки от линиатуры растра на печатной форме
Линиатура растра, лин/см Относительная площадь точки, % Диаметр растровой точки, мм
5 10 0,89
10 10 0,45
20 10 0,22
30 10 0,15
40 10 0,11
50 10 0,09
60 10 0,07

В таблице 8.3 приведены соотношения площадь растровой точки - площадь, занятая нитями в зависимости от толщины нити.

Толщина нити

Таблица 8.3
Соотношение растровой точки с площадью, занятой нитями
Толщина нити, мкм Площадь, занятая нитью, мкм2 Площадь 10% точки, мкм2 Соотношение площадь точки - площадь нити, %
40 4,29 4,29 0
31 3,60 4,29 + 19,4
27 3,24 4,29 + 32,6
18 2,34 4,29 + 83,7

Из таблицы 8.2 видно, что невозможно воспроизвести точку с относительной площадью 10% при линиатуре 60 лин/см, используя сетку основу с диаметром нити 40 мкм. При печатании этой продукции с форм, изготовленных на ситовой ткани с диаметром нити 31 мкм, точка получается неполной. Поэтому для воспроизведения точки с относительной площадью 10% при линиатуре 60 лин/см оптимальным будет использование ситовой ткани с диаметром нити 27 мкм (рис. 8.5 Рис. 8.5. Фрагмент растровой трафаретной печатной формы).

Если принимать во внимание, что нить имеет круглое сечение и это облегчает проникновение краски, то вышеприведенный вывод позволяет правильно выбирать сочетание линиатура изображения - линиатура сетки (с учетом диаметра нитей).

На рис. 8.6 Рис. 8.6. Рекомендуемый диаметр нити сетки и основы в зависимости от линиатуры воспроизводимого изображения приведена рекомендуемая зависимость линиатуры воспроизводимого изображения и диаметра нити ситовой ткани, применяемой для изготовления печатной формы.

Выше рассмотрены проблемы воспроизведения в трафаретной печати высоких светов, вместе с тем возникают и определенные трудности воспроизведения глубоких теней. На рис. 8.7 Рис. 8.7. Фрагмент печатной формы с относительной площадью точек: а - 95%; б - 85% показан фрагмент печатной формы, содержащей печатающие элементы с относительной площадью 85% и 95%. Здесь достаточно сложным является удержание на печатной форме малых по размерам пробельных элементов. Копировальный слой должен располагаться на нескольких нитях, в противном случае невозможно получить устойчивых пробельных элементов.

Следует помнить, что в трафаретной печати краска не переносится, а продавливается на запечатываемую поверхность и имеет достаточно большую толщину слоя на оттиске. При растровой печати это вызывает определенные трудности. Для получения четкого изображения в высоких светах краска должна быть жидкой, чтобы проходить сквозь отдельные мелкие точки. С другой стороны при запечатке глубоких теней слишком жидкая краска может привести к растеканию и забиванию мелких пробельных элементов. Исходя из изложенного выше следует, что в трафаретной печати возможно воспроизведение изображений (особенно при высоких линиатурах) с относительной площадью точки в высоких светах от 7% до 12% и в глубоких тенях до 87-92%. При печатании растрового изображения в высоких светах происходит потеря относительной площади точки, а в глубоких тенях наоборот увеличение.

При печати высоколиниатурных изображений особенно остро встает проблема муарообразования. Муар в виде регулярных структур различной конфигурации может образовываться на оттиске в результате наложения друг на друга двух периодических структур - растра и сетки. Взаимодействие сетки и растровой структуры обусловлено перекрыванием печатающих элементов формы нитями сетки. Таким образом, в зависимости от положения печатающего элемента на сетке он может иметь различную эффективную площадь.

Существует несколько путей уменьшения вероятности муарообразования: поворот растровой структуры относительно нитей сетки на определенный угол, увеличение соотношения плотности сетки и линиатуры растра и применение нерегулярного (стохастического) растрирования. Поворот растровой структуры относительно нитей сетки - самый распространенный способ борьбы с муаром. При однокрасочной печати рекомендуется поворачивать растровую структуру на угол 45°, хотя, как показывает опыт, даже при таком угле поворота не всегда гарантируется отсутствие муара. При выборе угла поворота растра необходимо принимать во внимание и другие параметры растрирования, в частности линиатуру и форму точки. При многокрасочной печати задача еще более усложняется, так как для разных красок необходимо задавать разные углы поворота растра. Оптимальная величина угла поворота растра, как правило, подбирается в производственных условиях опытным путем.

Увеличение соотношения плотности сетки и линиатуры растра позволяет уменьшить разброс величин эффективной площади растровых элементов одинакового размера, то есть уменьшить влияние положения печатающего элемента на сетке на величину его эффективной площади. Правда, для успешного применения этого способа необходимо, чтобы величина соотношения плотности сетки и линиатуры растра была не ниже 6, что приводит к ограничению максимальной линиатуры до 35 лин/см. Данное значение может оказаться слишком низким для некоторых видов малоформатной продукции, хотя оно вполне приемлемо для изготовления крупноформатной рекламной продукции и печати на упаковке.

При использовании для борьбы с муаром стохастического растрирования следует правильно определить размер растрового элемента, а иначе возможно появление значительных градационных искажений изображения на оттиске. Несмотря на недостаточную разработку проблемы использования стохастического растрирования в трафаретной печати, эта технология представляет большой интерес с точки зрения повышения качества растровой печати.

При растровой печати особенно большое значение приобретает проблема тонопередачи. В принципе, искажения тонопередачи (градационные искажения) свойственны всем способам печати, но если, например, в офсете их удается компенсировать на стадии допечатной подготовки, то причины и характер отклонений тонопередачи при трафаретной печати изучены мало, что затрудняет их прогнозирование и коррекцию. Тем не менее, не нужно полагаться только на искусство печатника, поскольку некоторые факторы можно учесть заранее и соответственно оптимизировать их значения.

В частности, исследования показали, что значительное влияние на величину градационных искажений оказывает вязкость печатной краски. Установлено, что использование вязкой тиксотропной краски ведет к уменьшению относительной площади растровых элементов, в то время как при печати краской низкой вязкости плошали растровых элементов увеличиваются за счет ее растекания по оттиску.

В таблице 8.4 и на рис. 8.8 Рис. 8.8. Изменение относительной площади растровой точки в высоких светах и глубоких тенях показаны изменения относительной площади растровой точки на оттиске по сравнению с относительной площадью на фотоформе.

На рисунке 8.9 Рис. 8.9. Градационная передача трафаретного печатного процесса при различной вязкости печатной краски: 1 - при вязкости печатной краски 2 Па х с; 2 - при вязкости печатной краски 6 Па х с; 3 - при вязкости краски 13 Па х с; 4 - идеальная градационная передача представлены экспериментально полученные градационные кривые трафаретного печатного процесса. При постановке эксперимента использовались формы, изготовленные на основе сетки № 150.31 (плотность - 150 нит./см, диаметр нити - 31 мкм) с линиатурой растра 30 лин./см. Печать производилась красками вязкостей 2, 6, и 13 <?xml version="1.0"?>
на самоклеящейся ПВХ-пленке.

Как показано на графике, значения градационных искажений при печати различными по вязкости красками существенно различаются. Наиболее точной тонопередачи удалось добиться с использованием высоковязкой краски (кривая 3). Однако, по сравнению с графиком идеальной тонопередачи, в светах изображения наблюдается некоторое уменьшение, а в тенях - повышение относительных площадей растровых элементов оттиска. При печати красками низкой и средней вязкости (кривые 1, 2) тонопередача значительно отличается от идеальной, причем на всем интервале - от светов до теней - наблюдается увеличение относительных площадей растровых элементов.

Интересно отметить, что на оттисках, отпечатанных низковязкой краской (кривая 1), в тенях изображения относительная площадь оттиска превышает 100%. Этот феномен, характерный только для трафаретной печати, объясняется большей толщиной красочного слоя на растровых элементах по сравнению с плашками. Увеличение толщины красочного слоя на растровых элементах обусловлено большей толщиной печатной формы за счет копировального слоя под нитями сетки, отсутствующего на плашке.

Таблица 8

Таблица 8.4
Изменение относительной площади растровой точки
Относительная площадь точки на диапозитиве, % Относительная площадь точки на оттиске, % Изменение относительной точки, %
6 2 - 4
11 7 - 4
17 15 - 2
22 22 0
28 28 0
32 35 +3
40 44 + 4
47 53 + 6
53 59 + 6
63 76 + 13
69 84 + 15
76 89 + 13
83 94 + 11
91 98 + 7

Следовательно, в целях минимизации градационных искажений необходимо обеспечить минимальное растекание краски на оттиске. Для этого при печатании красками на основе растворителей необходимо использовать краску высокой вязкости, отказавшись от ее разбавления. При печатании УФ-красками необходимо обеспечить условия, при которых краска отверждается максимально быстро после окончания печатания. УФ-краски обычно имеют относительно низкую вязкость, поэтому при работе с ними идут не по пути увеличения вязкости, а по пути уменьшения времени, в течение которого краска имеет возможность растекаться на оттиске, то есть времени от момента печатания до момента отверждения краски. Для исключения эффекта "разбитой" растровой точки необходимо несколько увеличить силу гидродинамического давления в полосе печатного контакта для того, чтобы на оттиск переходило большее количество краски и чтобы ее хватало на заполнение пробелов, образовавшихся под нитями сетки. Сила гидродинамического давления зависит от угла наклона ракеля к печатной форме. Уменьшение угла наклона ракеля приводит к увеличению силы гидродинамического давления и соответственно к увеличению количества проходящей сквозь сетку краски.

Хотя полностью исключить градационные искажения невозможно, их надо учитывать на стадии изготовления фотоформ при подготовке изображения к репродуцированию. Кроме того, не рекомендуется использовать алгоритмы градационной коррекции предназначенные для компенсации искажений в офсетном печатном процессе. Наилучшие результаты будут получены в том случае, если провести тесты при установленных режимах печатного процесса в условиях конкретного производства, построив градационные кривые и определить параметры градационной коррекции.

Для изготовления растровых печатных форм прямым способом целесообразно использовать ситовую ткань, окрашенную в оранжевый или золотисто-желтый цвет, что уменьшает влияние светорассеивания при экспонировании.

Воспроизведение многокрасочной продукции в трафаретной печати имеет свои значительные особенности. Для воспроизведения такой продукции могут быть использованы два метода. Первый метод предусматривает использование смесевых по цвету красок. Второй метод получения многокрасочного изображения предусматривает последовательное наложение красок по системе CMYK (по названию цветов красок, применяемых для печатания): циан - голубая, мажента - пурпурная и т.д.

При использовании первого метода для печатания выбирают краски по специальным каталогам цветов, например, по пантону (Pantone), где приведены цвета и оттенки красок и дан их состав для смешения из исходных по цвету красок. Этим методом пользуются в ряде случаев, когда требуется точное воспроизведение отдельных цветов, чаще при штриховом изображении.

При воспроизведении многоцветного изображения методом наложения красок используют четыре стандартные цвета: голубой, пурпурный, желтый и черный. Под эти цвета и изготавливают цветоделенные диапозитивы в подавляющем большинстве растровые.

При изготовлении цветоделенных фотоформ и выборе красок для печатания необходимо руководствоваться одной цветовой шкалой, например, европейской. Для исключения явления муара рекомендуются следующие углы наклона растра: для желтой краски - 0, для черной - 45°, для голубой - 15°, для пурпурной - 75°. В процессе изготовления фотоформ при воспроизведении глубоких теней целесообразно применять метод вычитания из-под черного, чтобы уменьшить общую толщину красочного слоя.

Для контроля последующего процесса многокрасочной печати вместе с воспроизводимым изображением устанавливают и воспроизводят шкалу, включающую как минимум плашки четырех цветов, бинарное наложение всех цветов, поля с относительной площадью растровой точки 10%, 45% и 75%, а также серую шкалу.

Следует отметить, что все сказанное выше, применительно к растровой печати, почти в полной мере относится к многокрасочной печати.

Для изготовления печатных форм следует применять для всех красок формные рамы одинакового размера и изготовленные из одинакового материала, желательно металлические, на все рамы должна быть натянута одна и та же ситовая ткань с одинаковым растяжением.

При установке печатных форм в машину необходимо обеспечивать одинаковый технологический зазор. Ракель должен быть хорошо заточен, иметь твердость около 70 ед. по Шору и должен располагаться под углом 70 - 75°. Ракель должен быть установлен в жесткий металлический ракеледержатель, а при большом формате печатания должен иметь механизм компенсации прогиба. Контр-ракель (ороситель) должен быть тонким, не должен оказывать сильного давления на печатную форму, после его прохода на поверхности формы должен оставаться тонкий красочный слой. Слишком сильное давление контр-ракеля приводит к снижению вязкости печатной краски.

Для контроля процесса печатания желательно иметь цветопробу с комплектом оттисков последовательного наложения красок, в крайнем случае, следует применять шкалы ранее отпечатанных оттисков. В процессе печатания рекомендуется с помощью денситометра определить относительные площади точек по соответствующим элементам шкал, а также определить оптические плотности плашек и сравнить полученные значения с рекомендуемыми: желтая - 1,4; голубая - 1,4; пурпурная - 1,35; черная - 1,6.

Краски для растровой многокрасочной печати обычно имеют высокую интенсивность. Поэтому интенсивность красок следует снизить (без снижения вязкости) специальной пастой. Для печатания обычно используют высоковязкие краски.

© Центр дистанционного образования МГУП