Изготовление трафаретных форм *

Точное соблюдение технологических требований к изготовлению трафаретной формы — ключевое условие высокого качества, максимальной производительности и экономической эффективности работы печатника.

Как ясно из раздела «Прямые трафаретные эмульсии» и последующих, трафаретные фотомеханические формы на основе прямых эмульсий изготавливаются путём нанесения фотоэмульсии непосредственно на сетку. Поэтому и применяется термин «прямая технология».

В случае т. н. косвенной технологии печатаемое изображение формируется отдельно от сетки. Предварительно сенсибилизированная «косвенная» трафаретная плёнка переводится на сетку после экспонирования, химического отверждения и промывания.

Разработки таких плёнок начались в 30-х годах, когда желатиновая бумага сенсибилизировалась дихроматом калия перед нанесением на вощёную прозрачную промежуточную плёнку-основу из полиэфира для последующего экспонирования и переноса на шёлковую трафаретную ткань. В 50-х годах появились более совершенные, предварительно сенсибилизированные, очень стабильные трафаретные плёнки. Поскольку первые жидкие фотоэмульсии тогда не отличались высоким качеством, трафаретные косвенные плёнки пользовались огромной популярностью более двух десятилетий.

Хотя и требуя осторожного обращения, косвенные плёнки позволяют быстро создавать трафаретные изображения высочайшего качества. Их главный минус — недостаточная стойкость к краскам на основе воды и растворителей, к агрессивным растворителям, что ограничивает их область применения небольшими тиражами. Они не годятся для работы с грубыми тканями и не позволяют регулировать толщину трафаретного слоя.

Типичная косвенная трафаретная плёнка представляет собой органическую эмульсию (желатин животного происхождения) с обильными добавками пластификаторов для устранения её хрупкости в сухом состоянии. Наличие играющей роль сенсибилизатора соли окиси железа требует её химического отверждения перекисью водорода для завершения реакции светового отверждения, запущенной во время экспонирования.

Эмульсия ещё на фабрике наносится на прозрачную гладкую основу из полиэфира. Это удерживает желатин при создании трафаретной формы и предотвращает искажение её поверхности во время сушки — эта особенность косвенных технологий позволяет изготавливать формы с чрезвычайно высоким уровнем сцепления эмульсии с сеткой. Есть много косвенных плёнок, обеспечивающих различные величины разрешения и широту экспозиции.

Подготовка к созданию трафаретов косвенным способом (экспонирование и проявка)

Подобные формы можно изготавливать на базе тканей из волокон всех типов. Так как плёнка экспонируется отдельно, цвет ткани значения не имеет. Поскольку при закреплении на ткани плёнка проникает в неё незначительно (не более 4-5 мкм), важно тщательно выполнять инструкции по обработке сетки.

Не менее важен уровень натяжения ткани. Все эмульсии на основе желатина хрупкие, трафарет со слабой сеткой требует большого печатного зазора, в результате чего форма сильно растягивается. Итог — преждевременный выход из строя трафаретной формы.

Экспонирование

Ввиду особенностей построения трафаретных косвенных плёнок экспонироваться они должны со стороны полиэфирной подложки. Потому плёночный позитив располагается эмульсией к подложке (глянцевой стороне) плёнки (рис. 1) и наилучшее разрешение достигается только при точечном источнике света (рис. 1b).

Многоточечные источники (рис. 1а) — флуоресцентные трубки или набор ламп с небольшим выходом ультрафиолета — способствуют потере мелких деталей позитива. Косвенные желатиновые плёнки нельзя хранить после экспонирования, т. к. качество непроявленного изображения со временем ухудшается. Все технологические операции — от экспонирования до переноса плёнки на сетку — должны выполняться непрерывно, одна за другой.

Проявка трафарета

После экспонирования плёнку следует равномерно погрузить в раствор для химического отверждения (перекись водорода) на одну минуту, после чего разместить на вертикальной поверхности эмульсионным слоем к оператору и промыть струёй воды среднего напора (рис. 2а). Для растворения желатина и удаления незасвеченных участков плёнки вода должна быть тёплой (35–45 °С).

Рис. 2. Обработка косвенных трафаретов: а) промывка;	Рис. 2. Обработка косвенных трафаретов: b) перевод;

Чтобы не было колебаний толщины формы, нужно поддерживать постоянную температуру. Промывку следует вести жёсткими струями с использованием насадки душевого типа, сохраняя неизменной дистанцию между плёнкой и распылителем. Проявление завершается, когда разрешение изображения больше не улучшается. Важно промывать все участки плёнки, даже там, где нет изображения, например углы, которыми часто пренебрегают. Иначе толщина трафарета будет неравномерна, возникнет риск переноса частиц размытого желатина на участки изображения и забивания ячеек сетки.

После промывки плёнку следует быстро ополоснуть водой и немедленно перевести на влажный обезжиренный трафарет (рис. 2b). Между экспонированием и переводом не должно быть значительных перерывов.

Подготовка раствора для химического отверждения

После того как соль окисла железа в желатиновой эмульсии подвергнута воздействию экспонирующего излучения, желатиновый слой останется водорастворимым до прохождения реакции между сенсибилизатором на засвеченных участках и раствором перекиси водорода. Реакция завершает химическое отверждение желатина, превращая его в нерастворимую плёнку. Её части, закрытые от света элементами позитивного изображения, не вступают в реакцию с перекисью и потому вымываются при проявке. В итоге появляются открытые участки формы.

Производители трафаретных фотоэмульсий предлагают химикаты для отверждения в виде порошков, дабы идеально соблюсти концентрацию раствора. Если химикаты отсутствуют, поможет концентрированный раствор перекиси водорода (Н₂О₂). Его следует развести водой для получения рекомендуемой концентрации. Найти оптимальное соотношение воды и перекиси поможет ниже приведённая формула.

Рекомендуемая концентрация: 1,2% Н₂О₂.
Исходная концентрация: 30% Н₂О₂.
(30 – 1,2):1,2=28,8:1,2=24

Отсюда следует, что рабочий раствор должен приготавливаться из одной части 30-процентного раствора перекиси водорода Н₂О₂ и
24 частей воды.

Примечание.

Хотя обычно на 1 м² обрабатываемой сетки уходит 1,5–2 л отверждающего раствора, с течением времени он теряет свои свойства, как в результате использования, так и в процессе хранения. Срок его службы сокращается и под воздействием яркого белого света. Для оптимальной обработки трафаретной формы температура раствора должна составлять 18–21 °С. Чтобы он покрывал плёнку, по меньшей мере, сантиметровым слоем, его следует готовить в достаточном количестве.

Опасно сливать использованный раствор в бутылку в перерывах между работами. Достаточно просто накрыть лоток с ним куском пластика, жёсткого непрозрачного ПВХ или картона, чтобы закрыть доступ света. Ряд дополнительных рекомендаций по экспонированию трафаретных косвенных плёнок будет включён в одну из следующих публикаций, посвящённых технологиям экспонирования трафаретов.

Перевод обработанной плёнки на трафарет

К тому моменту, как плёнка будет проявлена, трафаретная ткань должна быть уже обработана и обезжирена, оставаясь увлажнённой. Перевод плёнки на сетку можно производить, установив раму вертикально с лёгким наклоном вперёд, чтобы плёнка прижималась к ткани под воздействием капиллярного эффекта. Метод годится для крупных плёнок, хотя их иногда бывает трудно точно расположить на сетке (например, при работе на печатных станках с фиксированными штырями приводки).

Альтернативный вариант предполагает расположение плёнки горизонтально, эмульсионной стороной вверх, на приподнятом основании, которое немного меньше внутренних размеров рамы (рис. 2b). После этого рама точно выравнивается и опускается на плёнку.

Рис. 2. Обработка косвенных трафаретов: b) перевод;	Рис. 2. Обработка косвенных трафаретов: с) перевод;

По завершении перевода плёнки следует, намотав на мягкий резиновый или малярный валик (рис. 2c) 3-4 куска промокательной (газетной) бумаги, прокатить его, плотно прижимая, по внутренней (ракельной) стороне трафарета, помогая надёжному проникновению в ткань плёночной эмульсии и удалению избыточной влаги из открытых участков формы. Следует внимательно следить, чтобы рабочие поверхности были ровными, ибо любые неровности легко проявляются в желатиновой эмульсии. Валик должен иметь мягкие края, чтобы не деформировать и не повредить эмульсию, которая на этом этапе ещё мягкая и чувствительна к давлению.

Сушка изготовленных по косвенной технологии трафаретов

Выполняется как в горизонтальном, так и в вертикальном положении при температуре не выше 25 °С. Более сильный нагрев делает эмульсию хрупкой, ухудшая адгезию при печати и снижая размерную стабильность. Участки вокруг плёнки на трафаретах должны заливаться специальным блокирующим раствором. Для уменьшения времени высыхания формы и повышения общей производительности рекомендуется наносить заполнитель сразу после перевода плёнки на сетку (рис. 2d). Он будет высыхать с ней одновременно, а затем с формы можно удалить полиэфирную подложку, чтобы окончательно откорректировать изображение.

Комбинированная формная технология

Впервые представлена в начале 70-х годов, успешно сочетает хорошую резкость изображения, свойственную трафаретным косвенным плёнкам, и характерную для прямых эмульсий стойкость.

Формные материалы продаются в виде набора, включающего плёнку, ламинирующую эмульсию и сенсибилизатор. Плёнка состоит из эмульсии на основе поливинилацетата или поливинилового спирта (они же используются в прямых эмульсиях), с высокой точностью нанесённой на прозрачную ровную полиэфирную основу. Плёнка не чувствительна к свету до тех пор, пока не будет нанесена на ткань с помощью ламинирующей эмульсии. Наличие широкого спектра плёнок разной толщины даёт возможность применять их на сетках всех номеров (для низких — от 90 (230) и более толстые).

На заре развития технологии в качестве сенсибилизатора применялся бихромат аммония, который сегодня заменили диазотипные соединения. Изготовленные по комбинированной технологии трафареты пользовались наибольшим успехом в середине 70-х — начале 80-х годов и были постепенно вытеснены более универсальными капиллярными методами. На рис. 3 показан процесс ручного ламинирования плёнки на сетку. После высыхания подложка удаляется, а трафарет экспонируется, как при работе с прямыми фотоэмульсиями.

Технология капиллярных плёнок

Это последнее поколение прямых трафаретных фотографических плёнок, принцип использования и состав которых базируется 
на комбинированной технологии. Капиллярные плёнки — компромисс косвенных и прямых технологий, сглаживающий ряд недостатков комбинированных методов. Семейство трафаретных капиллярных материалов включает плёнки различной толщины с сенсибилизированной на этапе производства эмульсией, которая нанесена на полиэфирную подложку с высокой точностью. Плёнки готовы к использованию без нанесения жидкой ламинирующей эмульсии.

Многообразие толщин капиллярных плёнок позволяет применять их для любых видов трафаретной печати, включая работу с водорастворимыми, сольвентными и УФ-отверждаемыми красками, сетками всех типов и номеров.

Подготовка к созданию трафарета с помощью капиллярных плёнок

Все капиллярные плёнки сенсибилизированы при производстве и должны храниться в защитной упаковке в сухом прохладном месте с соблюдением необходимых мер предосторожности. Неправильное хранение (излишняя близость к источникам тепла) или использование продукции с истекшим сроком годности сказывается на качестве трафаретной формы. Поскольку успешный перевод капиллярных плёнок на ткань полностью зависит от её чистоты, особое внимание следует уделить обработке сетки (см. публикацию «Подготовка трафаретных тканей», ФСП № 3, 2008, с. 53). Выбор химикатов для работ по переводу капиллярных плёнок велик. Изготовленные на их основе растворы помимо обезжиривания обеспечивают увлажнение сетки, усиливают капиллярные свойства эмульсии плёнки при её переводе на ткань.

Перевод капиллярной плёнки на ткань

Есть два признанных метода: перевод на сухой и влажный трафарет.

«Сухая» технология оптимальна при работе с плёнками размером не более 50×50 см. Ткань обрабатывается специальным раствором, затем сушится. Плёнка располагается эмульсией вверх на приподнятом основании, желательно на предварительно постеленном чистом листе газетной бумаги. До наложения трафаретной рамы на плёнку с помощью антистатической ткани с поверхности плёнки или сетки необходимо удалить пыль.

Для обеспечения адгезии плёнки с тканью на поверхность первой с ракельной стороны рамы (рис. 4) равномерно распыляется (например, с помощью распылителя воды для цветов) холодная вода. Если опрыскивание произведено правильно, плёнка увлажняется равномерно. Причиной пропущенных участков в виде более светлых мест могут быть слишком мелкие капли, небольшой диаметр струи, слабый напор либо сочетание этих факторов. Избыток воды нужно удалить ракелем (55 ед. по Шору для ручной печати) или обычным резиновым скребком для мойки окон, не снимая рамы с приподнятого основания. Сильного нажима следует избегать.

Перевод на влажную ткань

Рекомендуется для плёнок большого размера. Рама с натянутой сеткой размещается вертикально в промывочной кабине и смачивается холодной водой. После обильного нанесения подготовительного капиллярного раствора на сетку его следует равномерно втереть с обеих сторон по всей её площади. После паузы в 30–60 секунд нужно ополоснуть обе стороны сетки холодной водой. В результате на её поверхности должен быть виден ровный слой воды. После этого необходимо:

• отрезать кусок плёнки нужного размера и намотать его эмульсионной стороной наружу на пластиковую гильзу шириной чуть больше ширины плёнки (рис. 5а). Если гильзы нет, смотайте плёнку в трубу, внимательно следя, чтобы она не перегибалась;
• отмотать 2 см плёнки и осторожно прижать к сетке. Убедившись, что начальная полоса приклеилась равномерно, плавно и без остановок размотать остаток плёнки на всю поверхность сетки (рис. 5b);
• с внутренней (ракельной) стороны удалить избыток воды обычным скребком для чистки окон, не нажимая слишком сильно, поскольку на этом этапе эмульсия чувствительна к давлению;
• перед удалением трафарета из промывочной кабины вытереть внешнюю часть рамы и проверить, не осталась ли где-нибудь вода. Случайное попадание на эмульсию её капелек оставит следы на форме и может затруднить печать. Аналогично следует оберегать сухую плёнку от контактов с водой или повышенной влажностью до перевода на ткань.

Рис.5. Обработка капиллярного трафарета: а) наматывание плёнки на пластиковую гильзу для перевода;	Рис.5. Обработка капиллярного трафарета: b) перевод плёнки на влажную обезжиренную сетку;
Рис.5. Обработка капиллярного трафарета: c) аккуратное удаление избытка воды с внутренней стороны трафарета;	Рис.5. Обработка капиллярного трафарета: d) удаление полиэфирной подложки после сушки непосредственно перед экспонированием

Успех перевода капиллярных плёнок зависит от подготовки сетки; её поверхность не должна высохнуть до контакта с плёнкой. Если перевод сделан правильно, участок трафарета с нанесённой плёнкой должен быть равномерно тёмным. Светлые места говорят о неполной адгезии плёнки, что приводит к отслаиванию эмульсии при промывке. Тогда лучше не рисковать, если только дефект не лежит вне зоны изображения.

Сушка капиллярных плёнок перед экспонированием

Следуйте рекомендациям публикации «Изготовление трафаретных форм». Тщательная сушка очень важна для хорошего разрешения формы. Когда есть сомнения в результате, после удаления полиэфирной подложки (рис. 5d) можно подвергнуть трафарет дополнительной сушке (3–5 минут). Следует избегать температуры свыше 40 °С.

Обработка трафаретных капиллярных плёнок (экспонирование и проявка)

При экспонировании, проявке и сушке трафаретов, изготовленных с помощью капиллярных плёнок, следуйте инструкциям по работе с прямыми фотоэмульсиями. Подробные рекомендации по экспонированию — в материале «Экспонирование трафаретов» (будет опубликован в одном из следующих номеров ФСП).

Совместимость номера сетки и капиллярной плёнки

С сеткой 120 (305) можно использовать плёнку толщиной 15–25 мкм. Но при толщине плёнки 15–20 мкм лучшие результаты получаются на сетке 120 (305).34, чем на сетке 120 (305).40.

Резюме 1

• Вырезаемые вручную трафаретные плёнки обычно используются для простых графических работ для разовых повторных тиражей, хотя сегодня, с применением автоматизированного оборудования, с их помощью можно выполнять и более сложные задачи.
• Кроме базирующегося на вырезных плёнках способа создания трафаретов, есть 4 разновидности эмульсий и материалов, обеспечивающих 4 типа фотомеханических технологий создания трафаретных форм: прямая, косвенная, комбинированная и капиллярная. Хотя косвенная и комбинированная технологии внесли весомый вклад в развитие трафаретной печати, прямая и капиллярная технологии лучше отвечают требованиям к разрешению и чёткости формы, механической и химической стойкости.
• Поскольку трафаретная форма определяет качество оттиска, а её порча может причинить большие убытки, следует тщательно выполнять рекомендуемые технологические процедуры.
• Стабильное качество производства трафаретных форм во многом определяется условиями окружающей среды и грамотным использованием оборудования.