Отдельные главы истории печати по текстилю: ротационная печать

Позвольте представиться, Ефремов Юрий, директор компании  «Текстиль и Технологии». 

Впервые с цифровой печатью познакомился благодаря Владимиру Кирюхину в 1996 году в качестве оператора первой в России ЦПМ “Indigo 1000+”. Позже оборудование этого бренда получит известность и в 2002 год Hewlett-Packard купит перспективный стартап Бени Ланда. Именно работа на первых цифровых печатных машинах «Индиго» дала бесценный опыт и практические знания: как формируется изображение, что влияет на цветопередачу, как влияет материал на качество и скорость печати, какое влияние оказывают краски и их состав. 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 печатных головок, систем управления печатью. В активе более 25 лет работы в цифровой печати и более двадцати - в печати по ткани.

Россия по уровню компетенций и уже установленному оборудованию все ближе к рынкам Европы, где цифровая печать по тканям (в отличие от традиционного полиграфического и рекламного рынков) демонстрирует уверенный рост.

Возможно, владельцы полиграфических предприятий имеют намерения инвестировать в новое прибыльное направление. Небольшой экскурс по истории технологий печати по ткани может быть полезен.

Современную промышленную печать по ткани делят на три вида:

• Ротационная печать с использованием гравированных валов
• Ротационная трафаретная (с использованием цилиндрических сетчатых шаблонов)
• Цифровая печать (прямая и непрямая)

В этом номере рассмотрим старейший и наиболее производительный способ печати по ткани - ротационная печать гравированными валами.

Зарождение ротационной печати

Началом промышленной печати по ткани стало использование технологии глубокой печати Френсисом Никсоном в 1752 году в Дублине. (глубокая печать в полиграфии активно использовалась начиная с 15 века). В качестве матрицы использовали листы мягких металлов, наиболее распространена была медь. В 1755 году Никсон привез это способ печати по ткани в Лондон, где работало большое количество красилен и производилась блочная печать.

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

Плоско печатные текстильные машины производились более 150 лет, с середины 19 века такое оборудование активно использовалось текстильными мастерскими по всему миру, в том числе и в России.

Несмотря на явный прогресс, печать с помощью медных гравированных пластин не вытеснила блочную печать, так как требовала больше навыков, были сложности с позиционированием ткани при совмещении цветов многоцветных отпечатков. В то время навыки отдельный печатников были весьма высоки, что позволяло получать выдающиеся отпечатки методом ручной блочной печати.

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

Варианты конструкции печатных машин того времени поначалу были очень похожи

К 1840 году 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 ткани на машинах Белла превосходила по скорости ручную блочную печать в десятки раз при изготовлении аналогичных по сложности и цвету дизайнов. Вслед за однокрасочными стали появляться многокрасочные, максимальное количество цветов, отпечатанных за один прогон, могло достигать двадцати.

В 1796 году в Англии было отпечатано чуть менее 1 миллиона погонных метров ткани, к 1821 - 6,5 млн метров, к 1851 - 18 млн.

Технология печати гравированными валами совершенствовалась, ко второй половине 19 века текстильные фабрики производили весьма качественную печать по ткани.

Триумф английских печатников пришелся на 1911 год, из 1,300 млн погонных метров ткани 90% было отправлено на экспорт.

Печатные машины на гравированных медных валах активно использовались и в царской России с середины 19 века. После революции 1917 года текстильные фабрики были национализированы, валы печатных машин получили «идеологически правильную» гравировку.

Печать с помощью гравированных валов

Способ печати по ткани с помощью гравированных валов является самым старым из ныне используемых и наиболее производительным, позволяет передавать тонкие линии, полутоновые и растровые изображения. Производство гравировальных валов представляет достаточную сложность, занимает продолжительное время. При изготовлении валов необходимо знать для какой ткани 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.

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, глубина зависит от плотности ткани. Для печати по легким тканям используют неглубокие линии 0,1-0,2 мм. Если линия (выемка на цилиндре) глубже чем надо, в нее попадает больше краски, но ткань не в состоянии принять большое количество краски, что приводит к барку 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 легкая. Недостаточное количество краски приведет к непрокрасу отдельных элементов рисунка, и соответственно браку.

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

Краска определённого цвета подается из красочного ящика и наносится на печатный вал щеткой. 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 ее 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 подается 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 передает полностью.

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. Как и в печати по бумаге офсетным способом, при печати по ткани сначала печатают светлые краски, потом более темные. Как и 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% - грунтовой. Рабочая скорость печати белоземельных рисунков составляет 40-60 погонных метров, грунтовых 20-30 соответственно.

Плюсы 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

Минусы:

• Высокая стоимость изготовления гравировальных валов
• Сложность изготовления валов, необходимо дополнительное оборудование
• Временные затраты на изготовление валов
• Высокая стоимость печатного оборудования
• Требуется высококвалифицированный персонал
• Невозможно печатать по тянущимся (трикотажным) материалам

Выводы

Ротационные машины с гравированными валами идеально подходили для печати крупносерийной и недорогой печати на тканых хлопчатобумажных тканях. 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 шелке и шерсти. Для таких задач ротационная печать совершенно не подходит.

Данный материал был подготовлен для и опубликован в журнале “Publish” в номере 1 за 2022 год. Оригинал статьи читайте у нас в  блоге.