Горячее тиснение: как это делается

Горячее тиснение фольгой — процесс переноса красящего пигмента с плёночной подложки на материал под воздействием температуры и давления.

Декельная плита или печатный вал (для ротационного тиснения). Как правило, их поверхность — из твёрдой резины, текстолита или полиуретана. Должна быть достаточно прочной (не прогибаться под давлением штампа), но относительно мягкой (компенсировать неровно-сти материала) и упругой (выдерживать постоянные нагрузки).

Структура фольги для горячего тиснения

Материал. Горячее тиснение фольгой подходит для многих материалов. Решающую роль, как и при печати, играет поверхностное натяжение, а скорость тиснения определяется, в основном, пористостью поверхности. На очень пористом материале адгезив фольги остынет раньше, чем успеет закрепиться, и тиснение будет неравномерным (печатная краска ведёт себя аналогично). Основной принцип: чем лучше материал подходит для печати, тем качественнее будет на нём тиснение.

Рулонная фольга. В тиснении выполняет функции краски. Состоит из несущей основы и нескольких переносимых на материал слоёв. Основа — полиэфирная плёнка толщиной 0,013—0,038 мм. Чем тоньше основа, тем быстрее переносится фольга (при прочих одинаковых компонентах).

Основные компоненты процесса горячего тиснения (на примере плоского тиснения)

Первый слой на основе-носителе — разделительный. Он определяет назначение фольги (для работ с мелкими деталями или плашечных покрытий) и чистоту её отделения. Второй слой (лаковый или красочный) выполняет две функции: отвечает за стойкость фольги к истиранию (при толщине 1,2-1,5 мкм на него приходится 30 % от толщины нанесённого изображения); и, поскольку металлизированный слой всегда алюминиевый, определяет цвет фольги — золотой или иной оттенок. Следующий слой — напылённый в вакууме алюминий, который, несмотря на толщину всего 0,02-0,05 мкм, отличается высоким уровнем непрозрачности. Последний слой — адгезионный (1,5-3 мкм) под воздействием температуры прикрепляет фольгу к материалу. На него приходится 50-70 % толщины нанесённой фольги. Тонкий адгезионный слой оптимален для получения чёткого чистого оттиска, такая фольга отлично подойдёт для плёнок и глянцевых материалов. Для пористых поверхностей рекомендуется использовать фольгу с более толстым слоем адгезива.

Штамп для горячего тиснения

Травлёные или гравированные пластины (валы) с заглублёнными пробельными элементами. Поскольку поверхность штампа должна удерживать как можно больше тепловой энергии, в ротационных устрой-ствах с малой длительностью контакта преимущественно используется латунь. Штампы изготавливаются двумя способами.

Чёткая линия отделения

Традиционный — фотохимическое травление. Засветка изображения через плёночный негатив, лишний металл вытравляется сильной кислотой. Технология напоминает производство печатных плат, её преимущество в том, что с увеличением сложности и размеров изображения стоимость штампа почти не меняется. Но это и главный недостаток — цена будет той же для элементарного макета. Потому способ оптимален для сложных дизайнов.

Более современный — гравирование на станках с ЧПУ: специальное ПО, ориентируясь на электронный макет, просчитывает места удаления лишнего материала. Метод эффективен для простых изображений — увеличение количества и сложности макетов соответственно сказывается на цене.

Температура, давление, время, перенос

В процессе переноса нагретый штамп прижимает фольгу к обрабатываемому материалу. Если его температура достаточна, на обратной стороне фольги плавится сухой клей, скрепляющий её с поверхно-стью материала. У штампа есть ещё одна важная функция — обеспечить чистое и чёткое отделение фольги по краю нанесённого изображения, иначе между мелкими элементами выворотки останутся перемычки.

Зона контакта фольги и штампа

Ротационное горячее тиснение. Пока речь шла об общих моментах, относящихся и к ротационному, и к плоскому тиснению. Для первого время контакта обратно пропорционально скорости машины. Поскольку, теоретически, зона касания двух валов — прямая линия, время соприкосновения стремится к крайне малой величине. Для сравнения: при скорости 35 м/мин, 0,5 мм материала проходит зону контакта за 1 мс (глазу, чтобы моргнуть, требуется 75-100 мс).

Столь малый интервал объясняет, почему для пористых материалов (таких как текстурированная бумага) проблематична ротационная технология. Верхние волокна материала охлаждают адгезионный состав, и фольга закрепляется только на поверхности, не успевая проникнуть внутрь. При тиснении на плоскости клише за время контакта успевает не только прижать фольгу к материалу, но и равномерно прогреть его по всей площади. Фольга «расплывается», образуя перемычки между мелкими деталями выворотки. Поэтому самые лучшие системы плоского тиснения уступают ротационным в детализации изображений.

Оборудование для ротационного горячего тиснения. Для эффективной работы должно выполнять две основные функции: поддерживать нужную температуру штампа и чётко фиксировать его положение для равномерного натиска на уча-стках с большой и малой зонами покрытия.

Контроль температуры

Нагрев клише. При ротационном тиснении производится двумя способами. Более популярный — с помощью электронагрева, с системой охлаждения или без неё. Нагрев с помощью масла точнее, но потенциально опаснее.

Контроль давления. Вторая задача ротационного тиснения — поддерживать равномерное давление натиска. Основная проблема — отвод горячего клише от полотна при остановке машины. Сначала желаемого результата добивались с помощью пневматически управляемого прижимного моста, но технология оказалась неэффективной. Во-первых, размер зазора ограничивался зубчатой передачей, особенно для шестерён с малым шагом, когда мелкие зубья ограничивали ход расстоянием чуть больше 0,76 мм. Во-вторых, сила натиска менялась при колебаниях давления в контактной паре.

Следующим шагом стал кулачковый механизм: штамп неподвижен, печатный вал поднимается навстречу. Натиск и разрыв контакта контролируются пневмосистемой, но натиск стабилен независимо от давления в ней. Технология стала совершеннее, но по-прежнему ограничена шириной полотна в 254 мм.

Контроль натиска

Переход на более широкие модели сложен: жёсткий печатный вал, давящий не столько на опоры подшипников, сколько на рабочую часть штампа, — причина деформации осей узла тиснения, слишком значительных для высоких скоростей и широких машин.

Нужна работа по принципу высекального штампа (при высечке давление не передаётся напрямую на рабочую поверхность). В новых устройствах горячего тиснения с проблемой пытаются бороться с помощью стальных опорных колец для ротационного клише. Вместе с валом противодавления оно находится между нижним опорным и вспомогательным валами с возможностью настройки и контроля давления. Клише надёжно фиксируется в секции, а вал противодавления регулируется независимо от него.

Дэвид Полкингхорн, работает в компании DMS, специализирующейся на выпуске инструментов, оборудования и аксессуаров для горячего ротационного тиснения.

Наши

Поскольку статья написана поставщиком ротационных машин, не стоит удивляться доводам автора, доказывающим преимущества подобной техники. По моему мнению, ротационное тиснение оправдано лишь при очень больших тиражах. Но и тогда имеет существенный минус — скорость флексомашины снижается, ибо обычно реализуется на базе встроенных в неё модулей. Технология горячего тиснения не подразумевает высоких скоростей!

«Переходные» процессы при тиснении (разрушение первого разделительного слоя фольги, разогрев четвёртого адгезионного и его приклеивание к запечатываемому материалу) требуют времени и тормозят дело. И секцию ротационного тиснения часто не ставят на флексомашину, а докупают одно-два автономных устройства для рулонного плоского тиснения, снимающих ограничения скорости печатной машины.

Отмечу недостатки ротационного способа:

• более высокая стоимость штампов (в разы);
• дороговизна секции ротационного тиснения;
• чувствительность к типу фольги (не всякая выдержит высокие скорость тиснения и температуру);
• дороговизна оборудования для изготовления ротационных клише: цена гравёра для изготовления плоского латунного штампа формата А4 — 3500 долл., минимальная стоимость ротационного станка — 10 000 долл.

Достоинства встроенных модулей ротационного тиснения:

• делают флексографскую машину универсальной;
• компактность.

Плоское тиснение проще и предоставляет больше возможностей по настройке и достижению требуемого качества. Неудивительно, что многие флексографские типографии не торопятся переходить на ротационные технологии.

Константин Медведев (konstant@bronko.ru), менеджер по продажам компании «Бронко»

Типы материалов для горячего тиснения