В трафаретной печати, как известно, печатной формой является сетка, натянутая и закрепленная на раме
Подготовка рам и натяжение сеток в трафаретной печати
В трафаретной печати, как известно, печатной формой является сетка, натянутая и закрепленная на раме. Процесс подготовки рам для изготовления печатных форм оказывает огромное влияние на технологические возможности трафаретной печати и особенно на качество воспроизведения изображения. Качественное воспроизведение изображения, в частности, хорошая приводка и графическая точность, во многом зависят от конструкции трафаретной формы.
Она определяется, в первую очередь, видом и размерами формной рамы. На раму трафаретной формы постоянно оказывают воздействие натяжение сетки и химические реагенты, применяемые как при изготовлении печатной формы, так и в процессе печатания. Данные обстоятельства следует учитывать уже при выборе материала рамы. Рама должна обладать хорошим сопротивлением к изгибающему усилию от натяжения сетки, устойчивостью к влажности и температурным изменениям и при этом сохранять параллельность сторон. При выборе рамы следует учитывать следующие факторы:
- рамы подвергаются постоянному механическому воздействию и агрессии химических веществ, поэтому предпочтительнее рамы из коррозийно-стойкого материала. Образующаяся на поверхности рам коррозия приводит к повреждению ситовой ткани. Рамы, подверженные коррозии, необходимо защищать, нанося гальванопокрытие или стойкий лак.
- стороны рамы, к которым прикрепляется ситовая ткань, должны быть гладкими, без заусениц;, кромки и углы рамы должны быть закруглены, т. к. в противном случае ткань может порваться.
- при правильном натяжении ситовой ткани на раму, в ней создается напряжение. В связи с этим конструкция и размеры рам должны обеспечивать устойчивость к воздействию сжимающих и скручивающих усилий от натянутой ситовой ткани. При больших форматах важную роль играют размеры и сечение рамы.
Типы рам
Хотя ситовая ткань и имеет большое значение для обеспечения стабильности размеров изображения, формную раму не следует рассматривать как нечто само собой разумеющееся и стабильное. Существуют два типа рам: жесткие (в которых ситовая ткань натягивается с помощью натяжного устройства, а затем прикрепляется постоянно по сторонам) и самонатягивающиеся (где рама имеет механизм для натяжения и фиксации ткани). Эти рамы имеют высокую стоимость и применяются в электронной промышленности.
Жесткие рамы могут выполняться из дерева или полых металлических профилей с закругленными краями. Наиболее удобные рамы изготавливаются из сварных полых профилей различной формы с толщиной стенок от 1 до 6 мм и высотой от 20 до 60 мм. Обычно сжимающие и скручивающие усилия растут с увеличением размера рам, поэтому толщину стенок и высоту профиля следует соотносить с размерами рамы.
При выборе размеров рамы, естественно, следует учитывать формат печатаемого изображения. Для обеспечения хорошего качества воспроизведения размер рамы должен быть по всем сторонам на 15 см больше размера изображения, т. е. между рамой и краями изображения должно быть достаточное пространство, гарантирующее свободный контакт и ослабление сетки. Если печать “раздавлена” по краям или имеются нарушения приводки, то причина — слишком малые размеры рамы.
В настоящее время некоторые типографии еще применяют деревянные рамы. Они вполне пригодны для выполнения несложных работ. Наилучшими считаются рамы из твердых пород дерева. Чем выше твердость, тем меньше вероятность впитывания рамой растворов, паров растворителей и химикатов, которые могут провоцировать разбухание дерева и сокращать срок службы рамы. Деревянные рамы менее устойчивы к натяжению сетки, чем металлические, поэтому не рекомендуется использовать их для крупноформатных или требующих высокой точности приводки работ. Деревянные рамы имеют некоторые достоинства (низкую стоимость, малый вес), но их недостатки перевешивают. Деревянные рамы могут разбухать и деформироваться от воздействия водных растворов и химикатов, имеют малый срок службы, не подходят для больших форматов.
Высокие требования к качеству оттисков предполагают использование только металлических рам — стальных или алюминиевых. Сжимающее усилие натянутой на раму ситовой ткани на формах большого формата настолько велико, что рамы из алюминия не всегда могут оказывать достаточное сопротивление. Поэтому толщина стенок и сечение алюминиевых рам должны быть большими для обеспечения такой же жесткости, как у стальных. Для защиты от коррозии стальные рамы покрывают лаком или цинком. Необходимо также принять к сведению, что алюминий устойчив к воздействию щелочей и кислот лишь при определенных условиях. Если сварные швы на алюминиевых рамах хорошо уплотнены и химические реагенты не проникают внутрь, то обработка щелочью или кислотой не причинит вреда, т. к. эти реагенты смываются водой и нейтрализуются.
Стальные рамы отличаются высокой устойчивостью на изгиб при уменьшенном по сравнению с легкими металлами сечением, длительный срок службы при хорошей защите от коррозии, хорошая устойчивость к ударным нагрузкам, относительно невысокая стоимость. Однако при больших форматах стальные рамы неудобны в обращении (громоздки и тяжелы), склонны к коррозии, если не защищены должным образом.
Алюминиевые рамы, напротив, легкие и поэтому удобны в обращении, идеальны для малых и средних форматов, устойчивы к коррозии. Вместе с тем, алюминиевые рамы не всегда устойчивы к воздействию кислот и щелочей, а для устойчивости к натяжению должны иметь большее сечение, чем стальные. К недостаткам алюминиевых рам можно причислить и их относительно высокую стоимость.
При выборе рамы для трафаретной печатной формы следует помнить, что она имеет первостепенное значение для обеспечения градационной передачи, точности приводки и соблюдения прочих параметров процесса печатания. Нет смысла применять для изготовления формы высококачественную ситовую ткань, если рама не выполняет своих функций — обеспечивать соответствующую стабильность печатной формы.
Для качественной приклейки ситовой ткани к формной раме необходимо, чтобы обе прилегающие поверхности были абсолютно чистыми. В зоне соединения должны отсутствовать смазка, частицы грязи и пыли, а также неровности на приклеиваемой поверхности. Поверхность новой рамы необходимо тщательно очистить и обработать таким образом, чтобы на нее можно было приклеить ситовую ткань на длительный срок. Для удаления с поверхности рамы остатков смазки можно использовать ацетон, бутилацетат и другие растворители. Если поверхность рамы не покрыта лаком или краской, необходимо ее подвергнуть механической обработке, т. е. придать ей шероховатость. Это делается с помощью наждачной бумаги или шлифовального круга. В этом случае очистку поверхности рамы следует производить после обработки наждаком. Благодаря такой обработке улучшается сцепление ситовой ткани с рамой. Стальные оцинкованные рамы механической обработке подвергать не следует, т. к. цинковое покрытие само обеспечивает хорошее сцепление ситовой ткани с рамой. Острые кромки и заостренные углы должны быть закруглены, иначе это может привести к разрыву ткани.
Рамы, используемые повторно, должны также иметь ровную и чистую поверхность. Важно, чтобы поверхность такой рамы не имела никаких наростов и выпуклостей, которые могут остаться от старого клея и краски. Такие неровности устраняют наждачной бумагой. Тонкие ровные слои клея обычно не требуют удаления.
Подводя итог вышесказанному, следует отметить следующее:
- рамы оказывают непосредственное влияние на качество и технологические возможности форм трафаретной печати
- изогнутые рамы создают неравномерное усилие прижима ракеля к сетке, что приводит к неравномерному нанесению печатной краски. Стоимость и качество должны соответствовать требованиям к качеству продукции
- сечение и толщина профиля рамы должны соответствовать ее размеру.
Натягивание
Раньше ситовую ткань натягивали на деревянную раму вручную и затем закрепляли с помощью гвоздей или путем блокирования в углубленном пазу. Натягивание ситовой ткани вручную, отнимавшее много времени, не обеспечивало достаточного усилия и одинакового натяжения на нескольких формных рамах. Сегодня, когда потребность в трафаретной высококачественной печати постоянно растет, деревянные рамы все чаще заменяют металлическими. Необходима также более совершенная система натягивания сеток.
В настоящее время существует разнообразное оборудование для натягивания ситовой ткани на рамы. Натяжные устройства подразделяются в соответствии с их назначением и конструкцией на две группы: механические и пневматические. В зависимости от системы зажима сетки натяжные устройства могут быть:
- с жесткой крепежной системой (штифты, зажимные планки и др.)
- с перемещающимися крепежными устройствами (зажимы).
Жесткая система создает излишнее натяжение в углах рамы. Опыт работы показывает, что только правильное натяжение сеток обеспечивает высокое качество воспроизведения изображения и эластичность формы для выборки технологического зазора. Процесс натягивания ситовой ткани на раму является одним из важнейших на этапе изготовления формы и оказывает непосредственное влияние на результат печатания. При выборе оборудования для натягивания сетки на раму следует учитывать его технологические возможности. Знание особенностей процесса натягивания ситовой ткани на раму поможет правильно выбрать соответствующее оборудование.
Вопрос о том, что лучше: натягивать сетку непосредственно на предприятии трафаретной печати или же заказывать на специализированном предприятии – должен решать изготовитель. Решение зависит от того, где находится предприятие, выполняющее такие услуги, а также от того, сколько печатных форм необходимо для работы и как часто приходится натягивать сетку на раму.
Прежде чем приобрести оборудование для натягивания ситовой ткани на раму, необходимо учесть количество и частоту натягивания сеток на рамы, размер рам, наличие места для натягивания сеток на рамы в производственном помещении. Оборудование для натягивания ситовой ткани на рамы должно обеспечивать необходимое усилие, давать одинаковые результаты при повторном натягивании сетки на раму и быть удобным в обслуживании.
Существует множество механических натяжных устройств, начиная с очень простых, управляемых вручную, и кончая технически сложными, управляемыми от электродвигателя. Поскольку при работе с такими типами оборудования формная рама обычно как бы “плавает” в центре между натяжными планками, необходимо обратить внимание на профиль сечения рамы, чтобы обеспечить сопротивление рамы усилию натягивания сетки. Каждое механическое устройство для натягивания ситовой ткани на раму имеет свою систему удерживания сетки, которая состоит либо из штифтов, либо из фиксаторов или зажимов, расположенных по периметру. Некоторые механические устройства для натягивания ситовой ткани на раму имеют зажимы, расположенные с двух сторон, и во время натягивания расходятся в стороны, что снижает усилие натяжения сетки по углам рамы. При приобретении устройства необходимо обратить внимание на следующее:
- натяжное устройство должно иметь регулируемый формат, чтобы избежать больших потерь ситовой ткани
- система фиксирования ситовой ткани с помощью штифтов пригодна только при слабом или среднем натяжении сетки и только для печати с линиатурой до 40 лин./см
- на устройствах большого формата следует контролировать равномерность натяжения сетки по всем сторонам рамы.
Механические устройства для натягивания ситовой ткани на раму имеют ряд достоинств: некоторые из них позволяют одновременно натягивать сетки на несколько рам; имеется возможность натягивания сетки под углом; можно обеспечить высокую величину натяжения. Однако если механическое устройство не предполагает возможность изменения формата, то это приводит к большим потерям ткани. Хорошие механические устройства и стоят дорого. В отличие от пневматических устройств механические не выполняют предварительного изгибания рамы, что требует увеличения сечения профиля рамы для противодействия усилию натяжения.
Пневматические устройства для натягивания ситовой ткани на раму обычно состоят из не зависящих друг от друга зажимов, каждый из которых, в свою очередь, включает цилиндр с поршнем, к которому прикреплены зажимные колодки для удержания сетки. Количество зажимов соответствует периметру рамы. Все зажимы подсоединены к воздухопроводу, связанному с компрессором. Зажимы равномерно распределяются вокруг рамы и во время натягивания сетки прижимаются к ее четырем сторонам. Такая система автоматически приводит к прогибанию сторон рамы внутрь до того, как на ней будет закреплена сетка. Как только ситовая ткань прикрепляется к раме, зажимные колодки снимаются и стороны рамы обычно возвращаются в исходное положение, противодействуя стягивающему усилию сетки. Усилие растяжения ситовой ткани регулируется с помощью манометра пневматической системы. Устройство для натяжения устанавливают на рабочий стол.
Особое внимание при выборе пневматического устройства нужно обратить на следующее:
- зажимы должны захватывать сетку и надежно удерживать ее, не повреждая
- зажимы должны иметь систему регулировки для установки на рамы различного профиля
- при натягивании нейлоновой ткани или при высоком усилии необходимо принять во внимание мощность пневмоцилиндров.
Пневматические натяжные устройства позволяют использовать только необходимое количество зажимов в зависимости от размеров рамы, что сводит к минимуму потери сетки. Они обеспечивают одновременное натягивание сетки по всем четырем сторонам; во время натягивания сетки сначала происходит прогибание рамы. Еще одна из приятных особенностей пневматических натяжных машин ‑ быстрая наладка. Недостатки: можно натягивать сетку только на одну раму; трудно натягивать ткань на углы рамы. Поверхность рамы должна быть абсолютно гладкой, чтобы сетка во время натягивания свободно по ней скользила.
Независимо от применяемого метода, необходимо задать параметры, которые обеспечат оптимальные результаты при подготовке ситовой ткани для изготовления печатной формы:
- натяжение ситовой ткани в пределах всей рамы должно быть равномерным
- нити ситовой ткани должны быть параллельны друг другу, а пересекаться - строго под прямым углом
- натяжение сетки должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить хорошее отделение формы от запечатываемой поверхности после прохождения ракеля
- сетка должна сохранять заданную величину натяжения как можно дольше.
Для обеспечения хорошего качества натягивания ситовую ткань следует аккуратно и тщательно вставить в крепления зажимов натяжного устройства. Зажимы должны быть выровнены и вставлены параллельно. Если расстояние между зажимами неодинаково или зажимы установлены не параллельно, не будет обеспечена равномерность растяжения, что может привести к преждевременному повреждению сетки.
При натягивании ситовой ткани на раму, независимо от используемого типа натяжного устройства, необходимо контролировать величину растяжения сетки. Точность этой величины является решающим фактором приводки изображения в многокрасочной печати.
Существует несколько методов измерения величины растяжения и степени натяжения ситовой ткани. Наиболее простым и доступным является метод расчета растяжения сетки в процентах. Он заключается в следующем. Ситовую ткань размещают в натяжном устройстве и слегка натягивают, чтобы она оказалась в плоскости рамы. Далее отмечают отрезки определенной длины в направлении основы и утка сетки. Затем сетку равномерно и медленно растягивают, периодически измеряя расстояние между метками. Сетку растягивают до тех пор, пока не будет достигнута заданная величина на растяжения. Обычно для полиамидных сеток она составляет 4–6 %, а для полиэфирных - 1–3 %.
Степень растяжения уточных нитей синтетической ткани на 30 % меньше, чем нитей основы. При всей простоте метод имеет два недостатка: не обеспечивает надежного контроля точности растяжения сетки по всей поверхности и исключает возможность проверки растяжения сеток, бывших в употреблении и натянутых на рамы.
Измерение величины натяжения ситовой ткани с помощью манометра обычно используется на пневматических устройствах для натяжения сеток. Каждому показанию манометра соответствует определенная величина натяжения сетки. Рекомендуется составить таблицу отношения показаний манометра и величины натяжения ситовой ткани. Например, давление в 2 бара приблизительно соответствует натяжению 10 Н/см, а давление в 6 бар – 33 Н/см. Другой пример: натяните ситовую ткань в определенном направлении и замерьте удлинение, затем запишите соответствующие показания манометра. Например, 1,5 % растяжения ситовой ткани будет соответствовать давлению в 4 бара.
Точность этого метода зависит от конструкции натяжного устройства. Манометр не контролирует различия в давлении между отдельными зажимами. Этот метод не позволяет контролировать натяжение сеток, уже бывших в употреблении.
Метод измерения натяжения ситовой ткани с помощью специального прибора – тензометра ‑ является наиболее точным и удобным. Его применяют как во время натягивания ситовой ткани на раму, так и при уже натянутой или бывшей в употреблении. Данный прибор имеет щуп, который вдавливается в натянутую сетку. Показания прибора изменяются в зависимости от величины деформации сетки или в соответствии с усилием, которое требуется для того, чтобы измерительный шрифт продавил ткань. Показания прибора для измерения усилия отградуированы в Н/см. Тензометр позволяет замерять натяжение сетки в различных точках, что дает возможность оценить его равномерность. С его помощью можно определить величину натяжения ситовой ткани как в направлении основы, так и по утку. Тензометр также позволяет определять и сравнивать натяжение ситовой ткани на всех имеющихся рамах. В реальных условиях необходимо следовать рекомендациям изготовителей по натяжению ситовой ткани.
Для того чтобы добиться оптимальных и повторяющихся результатов, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- при подготовке рам для многокрасочных работ сетку следует натягивать на одном и том же устройстве
- для получения оптимальных результатов следует использовать для измерения один метод и один прибор
- применять по возможности одинаковые ситовые ткани и одинаковые рамы
- использовать минимальное число различных профилей рам, различных форматов и помнить, что профиль рамы должен соответствовать ее формату.
Рассматривая вопросы натяжения ситовой ткани, необходимо учитывать как экономический аспект, так и устойчивость сетки и сохранение ее параметров при работе. Синтетические сетки имеют достаточно высокую устойчивость. Однако, как показывает практика, при натягивании ситовой ткани на раму необходимо учитывать следующее: если ситовая ткань, независимо от ее типа и числа нитей, натягивается до своего верхнего предела, то она не сохранит своего натяжения в процессе длительного времени печатания.
Считается, что сетка была натянута сверх предела своей эластичности. Если же ситовая ткань будет натянута слишком слабо, то на протяжении срока службы она практически не изменит своего натяжения. Однако для оптимального отхода от запечатываемой поверхности возникает необходимость установки большого технологического зазора со всеми вытекающими отрицательными последствиями.
Даже при оптимальных условиях ситовая ткань, натянутая на раму до определенной величины растяжения, не сохранит ее постоянной, и ее не нужно будет подтягивать дополнительно в процессе печатания.
Рекомендуется проверять величину натяжения ситовой ткани на раме, бывшей в употреблении, перед тем, как ее снова использовать для изготовления печатной формы. Все это нужно для того, чтобы можно было отобрать для многокрасочной работы рамы с примерно одинаковым натяжением сетки.
Крепление ситовой ткани к формной раме
Старые способы крепления сетки к деревянной раме с помощью гвоздей и металлических скоб не отвечают современным требованиям. Синтетические ситовые ткани требуют довольно высокого натяжения, чего нельзя достичь, прибивая их гвоздями и металлическими скобами. Последние, кроме всего прочего, являются причиной разрыва сеток. Таким образом, сетки необходимо приклеивать к раме.
Клей, используемый для приклеивания ситовой ткани к раме, должен обладать быстрым “схватыванием”, сопротивлением к температурным изменениям, устойчивостью к действию воды, растворителей и очищающих веществ, эластичностью.
Каждый применяемый для этих целей клей обладает своими достоинствами и недостатками. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать свойства клеев. Исходя из химического состава, все вещества, используемые для приклеивания сеток к рамам, относятся к группе синтетических смол. Рассмотрим основные типы клеев.
Клеящие лаки состоят из твердой смолы, растворенной в органическом растворителе. Они схватываются за счет испарения растворителя. Клеящий лак наносят на очищенную формную раму и дают ему высохнуть. Растянутую сетку прижимают к раме с нанесенным клеем, размягчая последний путем нанесения растворителя (он проходит через ячейки сетки), и оставляют для высыхания. Это позволяет сетке войти в размягченный клеевой слой. К достоинствам данного способа приклеивания относятся возможность хранения рам с нанесенным клеем, короткое время “схватывания” клея, простота удаления клея перед повторным использованием рам. Недостатком является низкая устойчивость клея к действию растворителей.
Контактные клеи, главным образом, состоят из растворов, содержащих синтетические каучуки. “Схватывание” зависит от химического состава и происходит как за счет испарения растворителя, так и за счет полимеризации. При использовании контактных клеев их предварительно тщательно перемешивают и наносят на раму (грунтуют). Клей наносят на растянутую сетку, прижатую к раме, и он проходит через ячейки и соединяет сетку и раму. В таком положении раму оставляют на 15-60 минут для просушивания. Очень часто на рамы клей не наносят. Однако соединение “клей к клею” обеспечивает более высокую прочность.
Применение контактных клеев имеет следующие достоинства: прочное соединение, небольшое время “схватывания”, возможность разгрузки натягивающего устройства через 20–30 минут, быстрое удаление клея перед повторным использованием рамы. Недостаток — низкая устойчивость к действию растворителей.
Двухкомпонентные клеи состоят из первичных продуктов синтетической смолы (ненасыщенных мономеров): полиуретанов, эпоксидов и др., а так же отвердителей, вводимых в клей перед его использованием. “Схватывание” происходит за счет химической реакции мономеров с отвердителями.
При использовании двухкомпонентных клеев после натягивания ситовой ткани на раму клей перемешивают с отвердителем и наносят на сетку в местах контакта с рамой. Клей проходит через ячейки сетки, и его оставляют на 10–60 минут для высушивания (“схватывания”). “Схватывание” двухкомпонентных клеев происходит за счет химической реакции, которая начинается сразу же после смешивания компонентов. Поэтому следует смешивать такое количество клея, которое будет сразу израсходовано. В зависимости от вида клея, затвердевшая пленка может быть эластичной или твердой. Твердые клеи не следует наносить на внутренние кромки рамы для сохранения эластичности сетки. Достоинством двухкомпонентного клея является его максимальная устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Недостатки — невозможность хранения смешанного клея и трудоемкость его удаления перед повторным использованием рамы.
Качество приклеивания сетки к формной раме зависит, с одной стороны, от прочности “схватывания” клея, с другой — от природы и поверхностной структуры соединяемых материалов (сетки и рамы). Следует иметь в виду, что устойчивость к растворителям выше у двухкомпонентных и контактных клеев, чем у клеящих лаков.
Перед натягиванием ситовой ткани поверхность рамы должна быть специально подготовлена, как описано выше. Расположение рамы, зажимов и ситовой ткани во время и после натяжения должно обеспечивать контакт склеиваемых поверхностей по максимальной площади. Пред использованием компоненты клея должны быть тщательно перемешаны.
Обычно клеи до полного “схватывания” не достигают максимальной прочности. Время “схватывания” даже для одного клея не является постоянным и зависит от толщины клеевой пленки, поверхностной структуры склеиваемых материалов, влажности и температуры воздуха. В зависимости от этих факторов время полного “схватывания” клея может составлять от 30 минут до 12 часов.
ООО "ИПЕКСИ Груп" (Новосибирск) - официальный поставщик оборудования и расходных материалов для трафаретной печати:
- трафаретные рамы
- оборудование для натяжения сетки на трафаретные рамы
- трафаретные сетки
- клеи для закрепления сетки.
Автор: ООО "ИПЕКСИ Груп"
