Изготовление трафаретных форм *

Независимо от технологии перед печатником всегда стоит задача перенести на материал изображение, идеально воспроизводящее оригинал. Не учитывая возможной смены размеров, идеальное воспроизведение включает в себя: совпадение цветов, тоновый баланс и резкость деталей. Прежде всего определим условия, при которых будет достигнуто оптимальное качество печати. Главное, понять, что трафаретная печать, в отличие от других технологий, работает в двух плоскостях — вертикальной и горизонтальной (рис. 1). Сначала краска продавливается через сетку и трафаретную форму (вертикальная), после чего распространяется вбок к кромкам трафаретного изображения (горизонтальная).

Для обеспечения наилучшего качества печати необходимы:

• плотный контакт между поверхностью печатной стороны трафаретной формы и запечатываемым материалом;
• ровные, резкие и слегка приподнятые над поверхностью трафаретной сетки края изображения, сформированного в копировальном слое (эмульсии).

Если условия выполнены, интенсивность цвета будет однозначно определяться сочетанием параметров сетки с толщиной трафаретной формы.

Технологии изготовления трафаретных форм

Их две: с помощью вырезных плёнок и фотографические. Первые ещё выпускаются в небольших количествах, но пик их популярности пришёлся на 70-е годы, когда они были востребованы производителями вывесок с несложным дизайном и небольшим тиражом. Вырезаемые вручную трафаретные плёнки сегодня практически исчезли из индустрии трафаретной печати. Развивающаяся технология плоттерной резки с компьютерным управлением дала возможность вырезать изображения из светонепроницаемой маскирующей плёнки (рис. 2), создавая многократно используемый недорогой «плёночный позитив» для изготовления форм фотографическим способом. Хотя решение изначально рассматривалось как технологический прорыв, рынок потребовал более сложных изображений, в результате чего изготавливаемые фотографическим способом трафаретные формы используются только в сочетании с позитивными фототехническими плёнками, которые можно изготавливать самостоятельно, обладая минимумом специальных знаний (рис. 3). 

Вырезные плёнки

Большинство высококачественных вырезных трафаретных плёнок представляют собой синтетическую эмульсию, нанесённую на прозрачную полиэфирную основу. Эмульсии хорошо режутся и снимаются с основы, открывая область изображения. Они могут быть стойкими к растворителям (на основе поливинилового спирта) или воде (на основе нитроцеллюлозы). Первые легко переводятся на ткань при помощи воды, для вторых нужны растворители. Оба типа требуют тщательной подготовки сетки для наилучшей адгезии трафаретной формы (см. предыдущую публикацию в ФСП № 3, с. 53).

Если плёнка вырезается вручную, качество результата определяется опытом оператора. В любом случае нож должен быть острым, ибо сильное давление оставит вмятины на подложке, искажая кромки изображения. Чрезмерное увлажнение приводит к аналогичным проблемам. Стойкие к растворителям плёнки можно снять раствором для очистки трафарета после того, как удалены остатки краски. Водостойкие плёнки удалять труднее, так как они требуют специального растворителя. Производители плёнок предлагают химикаты, специально созданные для их перевода и удаления.

Фотографические технологии

В этом случае формы являются результатом фотомеханического процесса, в основе которого — фотохимическая реакция светочувствительных материалов. Используются для воспроизведения всего спектра графических изображений, от простых до самых сложных. Технология основана на свойствах специальной эмульсии (органической или синтетической) с сенсибилизирующими добавками (солями), которая при воздействии света определённого спектра становится нерастворимой в воде.

Для создания работоспособных трафаретных форм эмульсия должна прочно прикрепляться к трафаретной ткани, особенно если трафарет предназначается для больших тиражей. Поэтому она обязана быть стойкой к механическим и химическим воздействиям.

Есть 4 разновидности эмульсий и материалов, в зависимости от которых фотографические технологии подразделяются на:

• прямые;
• косвенные;
• комбинированные;
• капиллярные.

Для каждой есть набор продуктов, отвечающих требованиям конкретных условий производства, например типу краски и номеру сетки. Специальные разновидности форм, изготовленных с помощью прямых эмульсий и капиллярных плёнок, можно использовать с сольвентными и/или красками на водной основе. Оптимальное отверждение трафаретной эмульсии достигается её экспонированием ультрафиолетовым излучением определённой длины волны. Длительность экспозиции зависит от типа и свойств фотоэмульсии, толщины её слоя и цвета трафаретной ткани.

Прямые трафаретные эмульсии

Жидкие светочувствительные эмульсии синтетического происхождения с заданной вязкостью, наносимые на обе стороны трафарета вручную или с помощью специального оборудования (рис. 4–5). После сушки на печатной стороне эмульсионного слоя в требуемом месте располагается плёночный позитив, после чего сборка помещается в копировальную вакуумную раму (рис. 6) для засвечивания эмульсии в течение определённого времени. После экспонирования трафаретная форма промывается (проявляется) холодной или тёплой водой (рис. 7).

Рис. 4. Нанесение эмульсии на сетку вручную	Рис. 5. Программируемый станок обеспечивает стабильные параметры эмульсионного слоя
Рис. 6. Вакуумная рама должна обеспечивать плотный контакт между плёнкой и эмульсией во время экспозиции	Рис. 7. Трафареты «проявляют» в специальной промывочной кабине с задней подсветкой

Эмульсии обычно поставляются в двухкомпонентном виде (основа и сенсибилизатор), хотя есть и однокомпонентные, сенсибилизированные (очувствлённые) на этапе производства и не требующие каких-либо добавок.

Виды прямых эмульсий

Каждый производитель предлагает широкий спектр эмульсий, удовлетворяющих различным техническим и экономическим требованиям. Более дешёвые выбираются для работ, где стойкость трафарета и разрешение вторичны по отношению к цене. Наилучший в своём классе товар приобретают, когда необходимо добиться превосходной управляемости печатью по резкости и тоновым диапазонам, стойкости трафарета. Вне зависимости от характеристик эмульсии классифицируются:

с точки зрения краски:

• стойкие к краскам на водной основе;
• стойкие к сольвентным краскам;
• универсальные, стойкие к краскам на водной и сольвентной основах;

с точки зрения технических характеристик:

• с диазотипным, диазо-фотополимерным или чистым фотополимерным сенсибилизатором;
• с высоким, средним или низким содержанием твёрдых веществ;
• с разным временем экспозиции;
• с разной степенью разрешения и чёткости.

Свойства прямых эмульсий

Хотя раньше основным материалом для производства трафаретных форм фотографическим способом был желатин, сейчас всё больше используется растущий ассортимент синтетических средств, например поливиниловый спирт и поливинилацетат. При смешивании в правильных пропорциях они дают превосходные результаты и стали основным действующим лицом на этом рынке.

Первоначально эмульсии делали светочувствительными при помощи дихроматов калия или аммония. Теперь, по соображениям защиты окружающей среды, их вытеснили синтетические сенсибилизаторы на базе диазотипных соединений. По сравнению с дихроматами, чьё применение вызывает дискуссии, преимущество диазо-соединений в том, что изготовленные на их основе трафареты дольше хранятся (при соблюдении технологий) без заметного снижения светочувствительности, а также являются биологически разлагаемыми.

Главная ценность прямых эмульсий — большая эластичность, в значительной мере увеличивающая срок службы трафаретной формы.

Диазотипные эмульсии

Эмульсия, сенсибилизированная диазотипными соединениями, самая простая по технологии создания. Именно она постепенно вытеснила дихроматические эмульсии. В её составе — жёлтый краситель фотополимерного происхождения, разлагающийся при воздействии света определённого спектра и вызывающий реакцию между диазо-соединениями и основным компонентом эмульсии (поливиниловым спиртом), которая соединяет их полимерные цепочки, снижая растворимость эмульсионного слоя в воде.

В результате реакции, после проявления на трафаретной ткани появляется изображение — создаётся трафаретная форма. Для придания эмульсии дополнительных свойств производитель может вводить в неё добавки. Одна из них — поливинил-
ацетат, который служит наполнителем, увеличивает содержание твёрдых веществ, улучшает стойкость влажной формы при проявлении, придаёт эмульсии водостойкость при печати красками на водной основе. Диазотипные эмульсии изготавливаются стойкими либо к водным, либо к сольвентным краскам.

Диазо-фотополимерные эмульсии

В большинстве англоговорящих стран называются эмульсиями двойного отверждения, ибо содержат дополнительный элемент полимеризации, наряду с диазотипной солью, добавляемой перед использованием. Его задача — усиление, а иногда и замена поливинилацетатной составляющей (рис. 8). Комбинация двух элементов придаёт продукту свойства, взаимоисключённые при использовании диазотипных эмульсий.

Пользуясь преимуществом технологии, производители предлагают универсальные эмульсии, сочетающие стойкость к воде и растворителям, большое содержание твёрдых веществ, легко удаляемые при регенерации трафарета.

Чистые фотополимерные эмульсии

Производятся из светочувствительного полимера, не требуют смешивания с диазотипным сенсибилизатором. Так как сенсибилизируются на этапе производства и поставляются готовыми к использованию, часто называются однокомпонентными (рис. 9). Чистые фотополимерные эмульсии (SBQ-эмульсии имеют намного больший срок хранения, чем диазотипные, срок использования которых после сенсибилизации — 4-6 недель). Причина — сильное влияние на диазотипные эмульсии температуры и влажности воздуха. Среди удобств работы с однокомпонентными эмульсиями — постоянство свойств в течение года и меньшее время экспонирования по сравнению с диазотипными и двойного отверждения, благодаря высокой светочувствительности. Потому они очень привлекательны при создании трафаретных форм большой толщины, требующих длительной засветки (рис. 10).

По показателям стойкости чистые фотополимерные эмульсии аналогичны диазо-сенсибилизированным, будучи устойчивыми к воздействию воды и растворителей.

Рекомендации по хранению

На свойства фотоэмульсии влияют как чрезмерный нагрев, так и замораживание. Поэтому хранить несенсибилизированные эмульсии (основу и сенсибилизатор) следует при температуре 17–25 °С, не размещать их вблизи источников тепла (радиаторов отопления) и в местах с сильным солнечным освещением. В случае длительного отдельного хранения (от полугода) сенсибилизатор следует выдерживать при пониженной температуре или в холодильнике, т. к. на его свойства не влияют температуры ниже 0 °С.

Сенсибилизированные эмульсии, за исключением чистых фотополимерных, имеют ограниченный срок хранения, поэтому после добавления сенсибилизатора их следует использовать в течение 2-4-х недель. Чем меньше температура окружающей среды (нижний порог 5 °С), тем больше срок хранения сенсибилизированной эмульсии. Неправильные условия хранения фотохимической продукции снижают разрешение и резкость изображения на трафаретной форме.