Печать по текстилю: введение

Publish — самый известный профильный журнал для полиграфистов и рекламщиков. Вдвойне приятно, что уважаемое издание уделяет внимание достаточно новому направлению печати — цифровой печати по различным видам текстильных материалов. Так появилась колонка, которую я буду вести.

Позвольте представиться: Юрий Ефремов, директор компании «Текстиль и Технологии». Впервые с цифровой печатью познакомился благодаря Владимиру Кирюхину в 1996 г. в качестве оператора первой в России ЦПМ Indigo 1000+. Этот производитель, основанный Бенни Ландой, был одним из первопроходцев профессиональной цифровой печати, а в 2002 г. его перспективы оценила и приобрела HP. Именно работа на первых Indigo дала бесценный опыт и практические знания: как формируется изображение, что влияет на цветопередачу, как влияют материал, краски и их состав на качество и скорость печати. Чуть позже, благодаря Андрею Васильеву, основателю компании «Крымский Вал», удалось детально познакомиться с технологией трафаретной печати по ткани. Работа по продаже и обслуживанию широкоформатных принтеров EFI Vutek дала знания об общем устройстве струйных принтеров, конструкции печатающих головок, систем управления печатью. За плечами — более 25 лет работы в цифровой печати и более 20 лет — в печати по текстилю.

Россия по уровню компетенций и уже установленному оборудованию всё ближе к рынкам Европы, где цифровая печать по текстилю (в отличие от традиционного полиграфического и рекламного рынков) демонстрирует уверенный рост. Возможно, владельцы полиграфических предприятий имеют намерения инвестировать в новое прибыльное направление. Для лучшего понимания, как появилась и развивается цифровая печать по текстилю, будет полезен небольшой экскурс в историю технологий доцифровой эпохи.

Современную промышленную печать по текстилю делят на три вида:

• ротационная глубокая печать с использованием гравированных валов;
• ротационная трафаретная с использованием цилиндрических сетчатых шаблонов;
• цифровая печать (прямая и непрямая).

Начнём со старейшего и наиболее производительного способа — ротационной глубокой печати гравированными валами.

Зарождение ротационной печати

Началом промышленной печати по текстилю стало использование технологии глубокой печати Френсисом Никсоном в 1752 г. в Дублине (глубокая печать в полиграфии активно использовалась начиная с XV века). В качестве матрицы использовали листы мягких металлов, наиболее распространена была медь. В 1755 г. Никсон привёз это способ печати по тканям в Лондон, где работало большое количество красилен и выполнялась блочная печать.

Мастерская печати по ткани. Гравюра, середина XVIII века Иллюстрации для статьи подготовил Максим Ефремов

Глубокая печать быстро завоевала популярность, позволяя получать отпечатки высокого качества с возможностью недорогого и быстрого тиражирования. К 1761 г. Англия стала законодателем текстильной моды в Европе.

Одноцветная печать на хлопке, конец XVIII века	Двухцветная печать на хлопке, начало XIX века. Глубокая печать, штамп изготовлен методом гравирования медной плаcтины

Плоскопечатные текстильные машины производились более 150 лет, с середины XIX века такое оборудование активно использовалось текстильными мастерскими по всему миру, в том числе и в России.

Плоскопечатная машина для печати по ситцу. 1847 г.

Несмотря на явный прогресс, печать с помощью медных гравированных пластин не вытеснила блочную — она требовала больше навыков, были сложности с позиционированием ткани при совмещении цветов многокрасочных отпечатков. Но уже в то время навыки отдельных печатников были весьма высоки, что позволяло получать выдающиеся результаты методом ручной блочной печати.

Ручная блочная печать на хлопке, XIX век

Идеальным ответом на проблему с совмещением было превращение медной пластины в цилиндр, что обеспечило бы действительно непрерывное производство на высокой скорости. К 1783 г. шотландец Томас Белл разработал и запатентовал основные принципы печатной машины с красочным аппаратом на основе медного цилиндра. В 1785 г. Ливси, Харгривз и компания ввели в эксплуатацию первую машину, использующую эту технику, в Уолтон-ле-Дейл (графство Ланкашир, Англия).

Печатная машина Ливси по патенту Томаса Белла. 1785 г. Гравюра

Варианты конструкции печатных машин того времени поначалу были очень похожи.

Однокрасочная печатная машина, около 1795 г. Гравюра

К 1840 г. только в Англии насчитывалось более 400 печатных машин, построенных по патентам Белла. Важнейшей конструктивной особенностью машины Белла стало использование абдуктора (abductor — похититель) — тонкого стального лезвия, которое убирало излишки краски с не гравированных участков барабана. Печать по ткани на машинах Белла при изготовлении аналогичных по сложности и цвету дизайнов превосходила по скорости ручную блочную в десятки раз. Вслед за однокрасочными стали появляться многокрасочные, а максимальное количество цветов, отпечатанных за один прогон, могло достигать двадцати.

Трёхкрасочная печатная машина, начало XIX века. Гравюра

Пятикрасочная печатная машина, около 1830 г. Гравюра

Восемнадцатикрасочная печатная машина, середина XIX века. Гравюра

В 1796 г. в Англии было отпечатано чуть менее 1 миллиона погонных метров ткани, к 1821 г. — 6,5 млн м, а к 1851 — 18 млн!

Текстильные печатные производства, середина XIX века. Гравюра

Технология печати гравированными валами совершенствовалась, ко второй половине XIX века текстильные фабрики производили весьма качественную печать по тканям.

Триумф английских печатников пришелся на 1911 г.: из 1300 млн погонных метров ткани 90% было отправлено на экспорт.

Печатные машины на гравированных медных валах активно использовались и в царской России с середины XIX века. После революции 1917 г. текстильные фабрики были национализированы, а валы печатных машин получили «идеологически правильную» гравировку.

Печать по хлопку с мелкой деталировкой. 1878 г.	Печать по хлопку с мелкой деталировкой. 1924 г.

Печать с помощью гравированных валов

Способ печати по тканям с помощью гравированных валов — самый старый из ныне используемых и наиболее производительный. Он позволяет передавать тонкие линии, полутоновые и растровые изображения. Производство гравировальных валов довольно сложное и занимает продолжительное время. При изготовлении валов необходимо знать, для каких тканей будут использоваться валы и для каких дизайнов. Указанный способ печати позволяет передавать мелкие детали в виде линий и точек. Технология глубокой печати позволяет использовать дизайн в виде любых вертикальных линий и ограниченных по размеру плашек, но использование непрерывных горизонтальных линий не допускается. Гравировку выполняют на поверхности вала, для увеличения тиражестойкости поверхность вала хромируют.

Гравированные медные валы, конец XIX века	Гравированный медный вал с хромированным покрытием, конец 1878 г.

Часто используют гравировку в виде наклонных линий на малом расстоянии друг от друга. Нанесенные с определённой шириной и на корректную глубину линии (бороздки) позволяют получить на ткани ровный тон краски. Для каждого вида ткани выбирается своя ширина и глубина гравирования линий и точек. Ширина зависит от количества нитей ткани на единицу площади, глубина — от плотности ткани. Ошибки в определении ширины и глубины линий (точек) драматически сказываются на качестве печати. Неверно подобранная ширина линии может привести к появлению муара. Для печати по лёгким тканям используют неглубокие линии 0,1–0,2 мм. Если линия (выёмка на цилиндре) глубже, чем надо, в неё попадает больше краски, но ткань не в состоянии принять большое количество краски, что приводит к браку печати. И наоборот, для печати по плотным тканям необходима линия (выемка) глубиной 0,5–0,9 мм, так как плотная ткань требует намного большего количества краски, чем лёгкая. Недостаточное количество краски приведёт к непрокрасу отдельных элементов рисунка и, соответственно, браку.

Схема печатной машины

Гравированные печатные валы располагают вокруг гладкого цилиндра (вала), называемого «грузовик». Конструктивно диаметр грузовика больше, чем у печатных гравированных валов. Для хорошей передачи краски с печатных валов на ткань поверхность грузовика должна иметь упругие свойства.

Краска определённого цвета подается из красочного ящика и наносится на печатный вал щёткой. Краска заполняет все углубления печатного вала, излишки краски удаляются ракелем, представляющим собой тонкую стальную пластину. Ракель прижат к печатному валу и совершает плавное движение вдоль оси вала, убирая краску в поверхности и оставляя её в бороздках и точках гравированных элементов. Поступательное движение ракеля необходимо для обеспечения его равномерной выработки, во время работы части ракеля, контактирующие с не гравированными элементами, изнашиваются сильнее.

Ткань для печати подаётся между печатным валом и грузовиком. Печатный вал с краской в гравированных элементах соприкасается с тканью. Так как печатный вал находится под давлением, краска из гравированных элементов переходит на ткань. Для обеспечения более полного перехода краски из гравюры на ткань используют мягкую тканевую прослойку — металлическую поверхность грузовика обматывают 50–60 слоями суровой ткани.

В описанной схеме допущено некоторое упрощение, но принцип способа печати по ткани с помощью гравированных валов она передаёт.

В зависимости от требуемой цветности использую необходимое количество печатных валов. Могут быть использованы печатные валы разного диаметра, от которого меняется и длина раппорта. Чем больше диаметр, тем больше по длине неповторяющееся изображение может быть напечатано. При печати по ткани сначала печатают светлые краски, потом более тёмные. Как и в полиграфии, каждый вал (красочная секция) печатает одну краску. Чтобы получить на выходе качественный рисунок на ткани, необходимо добиться корректного взаимного расположение печатных валов. Давление печатного вала на грузовик должно быть достаточным для частичного проникновения краски на изнаночную сторону ткани. Печатники условно делят все дизайны по степени запечатывания ткани. Если запечатывается менее 50% от общей площади ткани, такой рисунок называют белоземельным, если более 50% — грунтовым. Рабочая скорость печати белоземельных рисунков составляет 40–60 погонных метров, грунтовых — 20–30.

Преимущества ротационной печати:

• высокая тиражестойкость — возможность печати большого количества ткани одним комплектом валов;
• печать с высоким физическим разрешением;
• способность передавать как растровые и штриховые изображения, так и печать фонов и заливок;
• высокая скорость печати.

Недостатки:

• высокая стоимость изготовления гравировальных валов;
• сложность изготовления валов, необходимо дополнительное оборудование;
• временны,е затраты на изготовление валов;
• высокая стоимость печатного оборудования;
• невозможно печатать по тянущимся (трикотажным) материалам;
• требуется много времени на замену гравированных валов и приладку при смене дизайна печати.

Выводы

Ротационные машины с гравированными валами идеально подходили для печати крупносерийной и недорогой печати на тканых хлопчатобумажных материалах. Затраты на изготовление гравированных валов и настройку печатной машины составляют большую часть в себестоимости продукции, поэтому принципиально важным является большой и повторяющийся тираж, комплекта барабанов хватает для печати десятков миллионов метров. Но рынок небольших или индивидуальных тиражей всегда существовал, особенно на шёлке и шерсти. Для таких задач ротационная печать совершенно не подходит. А какие способы подходят, мы обсудим в следующий раз…

Об авторе: Юрий Ефремов (y.efremov@t-textile.com) — директор технического бюро в области цифровой печати по тканям «Текстиль и Технологии».