Тамподруку
1. Особливості тамподруку.
2. Переваги, недоліки, застосування.
3. Матеріали, що задруковуються способом тамподруку.
4. Класифікація форм.
5. Схема виготовлення форми з металевої пластини.
6. Схема виготовлення форми з фотополімерної пластини.
Процес тампонного друку застосовується для одержання відбитків на виробах з будь-якого матеріалу шляхом перенесення фарби з форми на виріб, що задруковується, за допомогою високоеластичного тампона. Це дає змогу задруковувати будь-які поверхні — опуклі, ввігнуті та зі складним рельєфом. Тому тамподрук є незамінним для маркування деталей електроніки, радіотехніки, машинобудування; в легкій, фармацевтичній, меблевій промисловостях. А також в рекламній індустрії (оздоблення ручок, брелоків, запальничок, калькуляторів, годинників та інших сувенірів), друкування тари та упаковки, дитячих іграшок.
Переваги тамподруку:
– можливість задруковування об’єктів різних форм, а також всередині їх;
– добре відтворення малих елементів зображення (при застосуванні відповідного растра, форми і тампона);
– низькі витрати фарби;
– проста будова і легке обслуговування друкарських машин;
– легке пристосування машин до вже існуючих виробничих ліній;
– широка гама пристроїв для друкування.
Недоліки і обмеження:
– тонкий шар фарби, який може перенести тампон;
– обмежена величина відбитка, який можна отримати (максимально 250 × 250 мм або діаметром біля 300 мм).
Особливістю тамподруку є застосування форм глибокого друку, тому його деколи називають глибоким офсетним.
При виготовленні друкарських форм для тамподруку до діапозитива висувають жорсткі вимоги. Він повинен відповідати наступним вимогам:
· оптична щільність друкуючих елементів не нижче 3,0;
· щільність вуалі на пробільних елементах не повинна перевищувати 0,06;
· зображення на діапозитиві повинно бути дзеркально-перевернутим (не читабельним з боку емульсії);
· розмір діапозитива повинен бути приблизно рівний формату пластини;
· діапозитив повинен бути виготовлений на фотоплівці з матовим емульсійним шаром.
У тампонному друці застосовують друкарські форми, виготовлені на сталі та на фотополімеризаційноздатних пластинах. Вибір виду друкарських форм залежить від необхідної точності, тиражостійкості та вартості.
Технічні вимоги до друкарської форми:
· друкарська форма повинна бути виготовлена на пластині, яка відповідає по формату зображенню з врахуванням полів15-30 мм;
· формна пластина з сталі повинна мати твердість 40-70 од. по Роквеллу, а фотополімеризаційноздатна — 20-35 од. по Роквеллу;
· поверхня формної пластини повинна мати чистоту 10-12 класу;
· глибина друкуючих елементів повинна знаходитись у межах 15-40 мкм.
Для виготовлення форм використовують як металеві пластини, так і ФДФ.
Форми класифікують за тиражостійкістю:
– сталеві друкарські форми товщиною 1 см — від 1 млн. відбитків;
– сталеві форми товщиною 0,5-1 см — від 200-300 тис. відбитків;
– ФДФ — 3-20 тис. відбитків.
Металеві друкарські форми
Друкарські форми на сталевих пластинах застосовують перш за все там, де потрібна висока точність (наприклад, шкали, масштабні лінійки та ін.) та високі наклади (до 2-3 млн). Сталеві пластини виготовляють із загартованої інструментальної сталі з малим вмістом хрому, яка має твердість 40-70 од. по Роквеллу. Робоча поверхня пластин шліфується і доводиться до 10-12-го класу чистоти.
Виготовлення такої пластини-заготовки доступне лише підприємствам, які мають інструментальне виробництво. В якості матеріалу для заготовок використовують леговані сталі. Для зниження вартості форми використовують більш дешеві марки сталі, які нікелюють або хромують для збільшення твердості поверхні.
| Схема виготовлення форми | ||
| з фотополімерної пластини | з металевої пластини | |
| â | â | |
| Експонування черездіапозитив | Експонування через діапозитив | |
| â | â | |
| Експонування через растр | Експонування через растр | |
| â | â | |
| Проявлення пластини | Проявлення пластини | |
| â | â | |
| Сушіння форми | Промивання водою | |
| â | â | |
| Додаткове експонування | Термообробка | |
| â | â | |
| Контроль якості форми | Травлення в розчині HNO3 або FeCl3 | |
| â | ||
| Промивання водою | ||
| â | ||
| Видалення копіювального шару | ||
| â | ||
| Контроль якості форми |
Підготовка друкарських форм включає хімічне обезжирювання поверхні пластини, нанесення та сушіння копіювального шару, а, якщо ці пластини мають попередньо нанесений світлочутливий шар, то відразу експонування фотоформи, проявлення та обробку копії, травлення.
Форми з стрічкової сталі досить поширені, вони отримали своє застосування навзаєм дорогих сталевих пластин. На цих пластинах можна пробивати отвори та використовувати штифтовий метод приводки. Поверхню стрічкової сталі також доводять до 10-12-го класу чистоти, твердість її становить біля 50 од. по Роквеллу, а тиражостійкість друкарських форм, виготовлених на стрічці, становить 200-300 тис. відбитків. Процес виготовлення друкарських форм на стрічковій сталі аналогічний до процесу виготовлення форм на сталевих пластинах. Ця технологія використовується порівняно рідко.
Друкарські форми
з фотополімеризаційноздатних матеріалів
Друкарські форми на фотополімеризаційноздатних пластинах можуть використовуватись як для відтворення штрихового, так і растрового зображення накладами від декількох сотень до декількох десятків тисяч. Фотополімерні друкарські форми — це форми, у яких пробільні елементи сформовані з фотополімерів —високомолекулярних сполук, одержаних в результаті полімеризації під дією УФ-випромінювання.
Фотополімеризаційноздатні пластини складаються з основи, фотополімеризаційноздатного шару та захисної плівки.
В якості основи фотополімеризаційноздатні пластини можуть мати поліефірну плівку, алюмінієву або стальну підкладку. Використання сталевої підкладки дозволяє в подальшому кріпити друкарські форми магнітним способом.
В якості фотополімеризаційноздатного шару використовують фотополімеризаційноздатні матеріали, до складу яких зазвичай входять плівкоутворюючі полімери, зшиваючі агенти, фотоініціатори та цільові домішки.
Для виготовлення фотополімеризаційноздатних пластин широко використовуються поліаміди, які мають добрі фізико-механічні властивості та, зокрема, стійкість до стирання. Зшиваючі агенти у фотополімеризаційноздатних композиціях утворюють нерозчинну тривимірну структуру. Компоненти, які входять до складу фотополімеризаційноздатної композиції, —фотоініціатори, наповнювачі, барвники, термоінгібітори та інші, гарантують отримання та збереження необхідних властивостей.
Товщина фотополімеризаційноздатного шару може становити від 25 до 200 мкм.
Захисна плівка, яку перед виготовленням друкарської форми знімають, дозволяє уникати пошкоджень фотополімеризаційноздатного шару.
Найбільш розповсюдженими (90 %) є ФДФ.
Переваги:
· низька вартість;
· час виготовлення — 20-30 хвилин;
· простий і доступний спосіб;
· менш шкідливий, більш екологічний;
· забезпечує високу якість.
Виготовлення ФДФ:
1. Знімання з пластини захисної плівки.
2. Накладання діапозитива на пластину.
3. Експонування пластини через діапозитив (УФ-променями).
4. Знімання діапозитива і накладання растрової плівки (R = 80-120 лін./см), чорного 85 %.
5. Експонування пластини через растрову плівку.
6. Вимивання пластини у вимивному розчині механічним шляхом (щіткою 1-2 хвилини).
7. Промивання водою.
8. Висушування пластини потоком теплого повітря.
9. Додаткове експонування 8-10 хвилин.
10. Термообробка в термошафі 20-30 хвилин (для водовимивних — 800С, спиртовимивних — 1200С) для підвищення тиражостійкості.
Література:[1]-[14].
Запитання для самоконтролю
1. В чому полягає суть тамподруку? Різновидом якого друку він є?
2. Порівняти тамподрук з іншими способами друку?
3. Де застосовують тамподрук? Яку продукцію ним друкують?
4. Пояснити переваги та недоліки тамподруку.
5. Які форми використовують у тамподруці?
6. Назвати послідовність операцій при виготовленні форм на ФП-пластинах.
7. Порівняти технологічний процес виготовлення форм на металевих та ФП-пластинах.
Тема 2.2. Тампони. Фарби. Підготовка ЗМ
1. Різновиди тампонів.
2. Вимоги до тампону.
3. Вибір форми і твердості тампона.
4. Види фарб та їх характеристика.
5. Підготовка задруковуваного матеріалу.
Важливим елементом процесу отримання відбитка є тампон— пружно-еластична ланка, яка передає зображення з друкарської форми на задруковуваний матеріал.
Якість відбитків та техніко-економічні показники процесу друкування залежать в значній мірі від властивостей тампона, тобто його еластичності, твердості, міцності та стабільності його механічних характеристик в часі, ступеня обробки робочої поверхні, сприймання та віддачі фарби, стійкості до тертя та розчинників фарби і т.д. Висока зносостійкість тампона збільшує його тиражостійкість та покращує техніко-економічні показники тампонного друку, особливо при роботі на автоматичних машинах.
Залежно від поверхні, розміру та характеру зображення застосовують тампони різної конфігурації: двоскладові, V-подібні (гостроверхі), округлі, змішані.
Гостроверхі служать для друку довгих, вузьких зображень на плоских поверхнях, округлі — на різноманітних.
Тампони раніше виготовляли з желатиново-гліцеринової маси (вони витримують тираж не більше 1500 відбитків), а тепер із силіконової композиції. Їх тиражостійкість 20-500 тис. відбитків.
Силіконові композиції складаються в основному з трьох компонентів — каучуку, пластифікатора та затверджувача. Співвідношення компонентів композиції визначає жорсткість та еластичність тампона. Зниження жорсткості тампона пов’язане зі збільшенням долі пластифікатора в складі композиції.
Вимогидо тампону:
– висока механічна міцність;
– стабільний поверхневий натяг;
– добре відведення статичного заряду;
– здатність добре сприймати і віддавати фарбу;
– стійкість до стирання;
– стійкість до дії компонентів фарби і розчинників;
– еластичність і відповідна твердість;
– матеріал тампону повинен бути однорідним, без будь-яких сторонніх включень;
– гладка робоча поверхня та правильну задана форма;
– твердість його повинна знаходитись в межах 20-40 од. за Шором;
– міцність на розрив не менше 0,15 МПа;
– розривне видовження не менше 100 %;
– набухання — не більше 40 % по масі;
– час відновлення 90 % початкової висоти — 1 с.
Виробники розробили каталоги тампонів, де, як правило, міститься широкий асортимент тампонів, що відрізняються розмірами, формою, жорсткістю. Кожному тампону присвоюється індекс, за яким користувач тампонного друку замовляє відповідні тампони.
Вибір форми і твердості тампона визначається розміром і типом зображення, що друкується, а також формою ЗМ.
Вимірювання твердості тампона визначається за Шором або за шкалою ОО, А, D.
| OO — м’які | 20 од. за Шором |
| А — середні | 30 од. за Шором |
| D — тверді | 40 од. за Шором |
При друкуванні на випуклих поверхнях (кухлі, попільнички) застосовують м’які тампони; на плоских поверхнях —середньої твердості; на м’яких пористих поверхнях (шкіра) —тверді тампони.
При глибоких друкуючих елементах тампон гострий та м’який, а при мілких — плоский та твердий.
Твердий тампон є найтривкішим і найкраще віддає фарбу.
М’який тампон використовують для друку великих відбитків або при друкуванні рельєфних поверхонь або при малій силі притиску на машині.
Новий тампон протирають розчинником фарби, після роботи — етиловим спиртом, при зберіганні силіконовим маслом. Не можна сушити, торкатися рукою або сухою тканиною. Зберігати при кімнатній температурі в темному приміщенні, далеко від теплових та світлових джерел.
Фарби
В практиці тампонного друку застосовують офсетні та типографські фарби з додаванням сикативу, а також трафаретні фарби. Ці фарби забезпечують достатню чіткість та оптичну щільність зображень. Однак їх застосування обмежене через тривале висихання та абразивність пігмента. Тільки при друкуванні на ручних, напівавтоматичних машинах ці фарби в деякій мірі можуть задовольнити потреби виробництва.
Разом з тим у всіх випадках найкращі результати забезпечують фарби тампонного друку, які на відміну від трафаретних повинні мати дрібніші пігменти та повинні бути більш насиченими, щоб мати високу інтенсивність для забезпечення достатньої криючої здатності.
Класифікація фарб для тамподруку.
За складом:
- однокомпонентні,
- двокомпонентні,
- трикомпонентні.
За способом закріплення:
- випаровування розчинника,
- окислювальна полімеризація,
- фотохімічна полімеризація,
- комбіноване закріплення.
За типом друкарського обладнання:
- для ручних верстатів і пристроїв,
- для напівавтоматичних і автоматичних верстатів та машин.
За видом матеріалу:
- АБС-пластики, поліетилен, поліолефіни,
- папір, картон,
- метали,
- дерево, лаковані поверхні,
- скло, кераміка і інше.
За видом друкованих робіт:
- рекламні товари (ручки, олівці і ін.),
- корпуси електроприладів,
- посуд,
- медикаменти, ампули,
- меблева фурнітура,
- вироби легкої промисловості і інше.
Крім того, фарби повинні бути липкими, текучими та мати відповідні друкарсько-технічні властивості.
Фарби для тампонного друку включають наступні компоненти: фарбуючу речовину, в’яжуче, допоміжні речовини та розчинники. В якості фарбуючих речовин можуть використовуватись барвники та пігменти. Барвники є розчинними, у фарбах знаходяться у вигляді молекул і не розсіюють світло, завдяки чому фарби на барвниках є прозорими. Однак найширше використовуються пігменти, фарби з якими можуть бути як покривними, так і прозорими.
Найважливішою складовою частиною фарби є в’яжуче, задача якого зв’язати фарбуючу речовину з поверхнею, що задруковується. В’яжуче разом з допоміжними речовинами визначає фізико-механічні та фізико-хімічні властивості фарбової плівки. В’яжуче закріплюється на поверхні, яка задруковується, за рахунок наступних механізмів:
- електричних або молекулярних сил;
- дифузії в’яжучого друкарської фарби за допомогою розчинника в набухлу або розчинену поверхню виробу, який задруковується;
- механічного закріплення на шорохуватій поверхні виробу;
- хімічної реакції між в’яжучим друкарської фарби та поверхнею, яка задруковується.
Вибір друкарських фарб
При виборі фарб необхідно враховувати, що кожному виду матеріалу виробу, який задруковується, та кожним конкретним умовам експлуатації цього виробу відповідає певна серія фарб. Для цього потрібно точно знати вид матеріалу, з якого виготовлено виріб.
При використанні для друкування виробів з нових невідомих матеріалів необхідно провести випробовування змочуваності їх поверхні.
Для перевірки змочуваності поверхні виробу, який задруковується, та підбору відповідної фарби використовують універсальний розчинник та тест-олівець, який постачається фірмою «Тампо Механіка». При проведенні досліджень на поверхню виробів наносять краплю будь-якого розчинника, і по поверхні проводять тест-олівцем. Якщо крапля розчинника розчинила поверхню виробу і від краплі залишився слід, а тест-олівець також залишив чіткий слід, то рекомендується використовувати однокомпонентну фарбу. Якщо розчинник не залишив на поверхні виробу ніякого сліду, а тест-олівець залишив чіткий слід, то рекомендується використовувати двокомпонентну фарбу. Якщо на поверхні виробу не залишилось сліду від розчинника, а слід, який залишився від тест-олівця, збирається у крапельки (тобто не змочує поверхню), то для забезпечення нормальної адгезії фарби перед друкуванням поверхню виробу необхідно активізувати. Для остаточного підбору фарби необхідно провести пробне друкування та випробовування експлуатаційних властивостей нанесеного фарбового зображення.
Підготовка друкарських фарб до друкування
Як правило, виробники постачають фарби готовими для друкування. При підготовці коригують в’язкість фарб, яка повинна становити близько 8 с. Для вимірювання в’язкості фарб в тампонному друці використовують так званий «в’язкошпатель».
Перед вимірюванням в’язкості фарбу слід ретельно перемішати і, при необхідності, ввести розчинник та знову ретельно перемішати. Для визначення в’язкості в ємність з фарбою опускають в’язкошпатель, щоб він заповнився фарбою до певного рівня. Потім в’язкошпатель виймають з фарби, і вона починає витікати. Необхідно засікти час витікання фарби від першого до п’ятого отвору за допомогою секундоміра. В’язкість фарби характеризується часом її витікання.
При використанні двокомпонентних фарб їх спочатку змішують із затверджувачем в необхідній пропорції, а потім вводять розчинник для досягнення заданої в’язкості.
Фарби для друкування повинні бути гомогенними та ретельно перемішаними. Розведення фарби повинно здійснюватись акуратно, оскільки введення відносно великої кількості розчинника може викликати відмивання пігмента від в’яжучого і випадання останнього в осад.
Підготовка задруковуваного матеріалу
Завдяки своїй універсальності, технологія тамподруку використовується для задруковування виробів, що створюються з найрізноманітніших матеріалів.
Матеріали, що задруковуються способом тамподруку
Невсотуючі: Всотуючі:
метали та сплави; папір;
пластмаси; картон;
скло; деревина;
фарфор; шкіра;
фаянс; тканини.
гума.
Синтетичні матеріали стабільні, водостійкі, гнучкі та можуть бути дуже твердими. Однак, деякі властивості утруднюють їх застосування для друкування: статична електрика, міграція пластифікатора, погане фарбосприйняття, висока еластичність та інші, що вимагає відповідних вибору фарби та процесу підготовки до друку поверхні цих матеріалів.
Цілком очевидно, що поверхня виробу, на якому здійснюється друкування, не повинна містити жиру, мастила та інших забруднень та повинна бути чистою. Друкування повинно здійснюватись в приміщенні з нормальною кімнатною температурою, а всі матеріали, які використовуються в процесі друкування, та вироби повинні бути акліматизовані.
Електростатичні заряди обумовлені нерівноважним електричним станом в глибині та на поверхні виробу. Вони виникають перш за все за рахунок тертя на швидкісних машинах або за рахунок тертя, викликаного рухом обслуговуючого персоналу.
Для усунення проблем, пов’язаних зі статичною електрикою, можна застосувати один з наступних методів:
- використання антистатиків для синтетичних матеріалів та фарби;
- використання установок іонізованої обробки.
Антистатичні засоби можна вводити в матеріал виробу та у фарбу. Для двокомпонентних фарб не можна застосовувати антистатик, оскільки він впливає на їх якість. Захистом від статичної електрики може бути тільки обробка тампона відповідним антистатиком.
Установка іонізованої обробки складається з іонізуючого електрода та пристосування для подачі потоку повітря, який подається з установки. Він електрично-заряджений і може зняти (нейтралізувати) електричний заряд. Для зняття заряду з тампона використовується іонізаційний стержень, який встановлюють між прийманням фарби та її віддачею. Крім того, бажано, щоб повітря, яке подається, проходило через очищуючий фільтр.
Для зняття заряду з поверхні виробу, який задруковується, застосовуються іонізаційний генератор з подачею повітря під тиском. Сильний струмінь повітря знімає електричний заряд з поверхні виробу. Необхідно слідкувати за тим, щоб напрям обдування не торкався друкарської форми, що привело б до швидкого висихання фарби.
Для зменшення інертності поверхні виробу, який задруковується, її активують в процесі попередньої обробки. Такі матеріали, як поліетилен та поліпропілен, є неполярними та їх поверхня може змочуватись тільки полярними рідинами. У цих матеріалів поверхневий натяг досить низький і становить біля 35,5 дін/см. Практика показує, що для забезпечення змочування та закріплення фарби поверхневий натяг повинен бути в інтервалі 38-40 дін/см.
Найчастіше поверхневі властивості матеріалу оцінюють з допомогою спеціальних фломастерів, заповнених випробовувальною рідиною. Для вимірювання поверхневого натягу з допомогою такого фломастера на пробну поверхню наноситься плівка випробовувальної рідини. Поверхневий натяг нормальний, якщо плівка збирається в краплю за 2 с.
Суть активації поверхні виробу полягає в обробці, яка підвищує поверхневий натяг до 38 дін/см, необхідних для доброго змочування та закріплення фарби на даній поверхні. Попередня обробка передбачає фізико-хімічні зміни властивостей поверхні.
На практиці можуть використовуватись три види попередньої обробки:
– хімічна;
– відкритим газовим полум’ям;
– коронним розрядом.
Хімічна обробка здійснюється речовиною, яка підвищує адгезію. Остання наноситься марлевим тампоном на місце, яке потребує обробки. Хімічний процес викликає підвищення поверхневого натягу. Цей спосіб є рентабельним лише для малих накладів та вимагає обов’язково доброї місцевої вентиляції.
Попередня обробка відкритим газовим полум’ям виробів з синтетичних матеріалів є ефективним та універсальним способом, який створює можливість отримання відбитків з доброю адгезією фарбового шару на поверхні виробів з поліетилену та поліпропілену.
При обробці коронним розрядом відбувається бомбардування поверхні виробу електронами та іонами, які утворюються. При цьому відбувається зміна фізико-хімічних властивостей поверхні. Завдяки оксидації переважна більшість неполярних молекул поверхні переходить в полярні групи. В результаті цього процесу підвищується поверхневий натяг і тим самим адгезія фарби.
Література:[1]-[14].
Запитання для самоконтролю
1. Які вимоги ставлять до тампона?
2. Як класифікують тампони по формі?
3. Як здійснюють вибір твердості тампона відносно характеру ЗМ?
4. Які використовують види фарб для тамподруку?
5. Як здійснюють вибір друкарської фарби та її підготовку до друку?
6. Які способи підготовки ЗМ Вам відомі?