Методы изготовления клише

Главная Методы изготовления клише

Как изготавливают клише, методы

Самих методов изготовления клише не много, в зависимости от типа самих клише, то беж материала из которого они изготовлены

Самые дешевые - фотополимерные клише, делаются из твердого фотополимера, мы не изготавливаем такие клише, и не рекомендуем их в работу, но о их технологии и применении расскажем ниже.

Второй вид - металлические клише (магниевые, латунные, стальные, медные, цинковые), самые распростаненные магниевые, обусловлено ценой и простотой технологии. Тиражестойкость магниевых клише около 50 тыс отпечатков, но все это зависит от условий эксплуатации.

Технологически металлические клише изготавливают фрезерованием или травлением. О чем мы и расскажем.

 

 

ФОТОПОЛИМЕРНЫЕ КЛИШЕ.

Фотополимерные клише для горячего тиснения изготавливаются обычно на специализированном оборудовании, включающем в себя засветочное, вымывное и сушильное устройства.

Фотополимерные пластины – заготовки представляют из себя фотополимер, нанесенный на металлическую подложку и защищенный от воздействия света защитной пленкой.                                                  

 

 

 

 

Технология изготовления фотополимерных клише

Технология изготовления фотополимерных клише для горячего тиснения следующая:

  1. Подготовка заготовки. Из исходной фотополимерной пластины вырезается заготовка размером с будущее клише.

  2. Засветка заготовки. Заготовка засвечивается через пленку-оригинал на специальном засветочном устройстве. Засветка обеспечивает полимеризацию полимера в местах засветки и, следовательно, его закрепление (затвердивание). Засветочное устройство фотополимерных форм состоит из вакуумного стола, накрытого сверху  матовой вакуумной пленкой. Над вакуумным столом размещен ряд ламп «дневного света» УФ диапазона мощностью 40-80 Вт каждая.

  3. Вымывание незасвеченного фотополимера из заготовки. Пластину закрепляют на рабочем столе вымывного устройства и производят вымывание незасвеченного фотополимера в слабощелочном растворе. Вымывное устройство состоит из рабочего стола с листом магнитной резины на нем и металлической ванны с закрепленными на ее дне вымывными щетками. Рабочий стол с примагниченной к нему (или закрепленной на двухстороннем скотче) фотополимерной заготовкой производит медленные вращательные движения по щеткам. Щетки скользят по поверхности полимера и удаляют из пластины незасвеченные частицы фотополимера. По окончании процесса вымывания мы получаем на пластине необходимый нам рельеф клише.

  4. Сушка. В результате процесса вымывания мы получили из фотополимерной пластины клише для горячего тиснения, но пластина впитала в себя вымывные растворы. Чтобы высушить пластину (удалить излишки влаги из полимера) нам необходима операция сушки. Сушку производят на специальных сушильных лотках в сушильной установке. В процессе сушки из пластины удаляются остатки вымывающего раствора, и фотополимерное клише приобретает свои реальные размеры.

  5. Окончательная засветка. В процессе засветки заготовки клише времени экспонирования фотополимера недостаточно для полной его полимеризации. Он лишь частично полимеризуется для возможности вымывки незасвеченного фотополимера. Это связано с тем фактом, что для             полной полимеризации требуется много времени, что может привести к перезасветке. Поэтому время засветки фотополимера строго регламентировано. Окончательную полимеризацию пластины проводят в засветочном модуле без использования пленки-оригинала. Пластину засвечивают до полного окончания процесса полимеризации фотополимера (затвердения). После окончательной засветки фотополимерное клише готово к работе.

 

Оборудование для изготовления фотополимерных клише

Оборудование для изготовления фотополимерных клише для горячего тиснения обычно различают по максимальному формату производимых форм и количеству функций, совмещенных в одном конструктивном модуле.

Наиболее распростронены моноблочные конструкции (все функции в одном корпусе) и двухблочные (вымывная машина + засветочно-сушильная машина).

Моноблочные конструкции – наиболее простые в эксплуатации и дешевые устройства форматом от 15*20 см и до 68*86 см (бывают размеры до 70*100 см, но это скорее исключение из правил). Все операции в моноблоках управляются независимо друг от друга: вы можете параллельно изготавливать до 3-х пластин, находящихся в разных частях моноблока на различных стадиях технологического процесса.

 

Основными преимуществами моноблоков являются их компактность, простота работы с ними и невысокая стоимость.

 

Основным недостатком моноблочных конструкций является взаимное воздействие блоков друг на друга. Работающие лампы засветочного модуля выделяют озон, блок вымывки выделяет вредные испарения растворов, сушильное устройство нагревает все элементы машины – все эти процессы медленно разрушают детали машины.

Большинство моноблоков позволяют получать фотополимерные клише для горячего тиснения и блинтования хорошего качества.

Однооперационные и двухоперационные блоки изготовления фотополимерных клише позволяют избавиться от основного недостатка моноблочных машин – взаимного разрушающего воздействия секций друг на друга. Но при этом они требуют больше места для своей установки и дороже стоят.

 

Обычно раздельные блоки для изготовления фотополимерных форм – это высококачественное дорогое оборудование форматом до 130*100 см и больше. На таком оборудовании можно изготавливать как клише для горячего и блинтового тиснения, так и растровые формы высокой печати самого высокого качества.

 

 

 

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КЛИШЕ

 

Основными металлами для изготовления клише являются магний, цинк, медь и латунь. Иногда используются сталь.

Для изготовления металлических клише используются два основных метода: химический (травление) и механический (ручное или станочное фрезирование). Большую часть клише для горячего тиснения делают химическим методом - травлением металлических пластин.

 

Химический способ изготовления металлических клише (травление клише).

Этот метод наиболее популярен при изготовлении клише из магния, цинка и меди. Возможно также травление латуни и стали, но используется оно только при травлении на небольшую глубину (примерно 0.3 мм), т.к. эти химические процессы еще не до конца изучены и качество травления этих металлов оставляет желать лучшего.

Основные принципы метода беспорошкового травления

Основной задачей в процессе изготовления металлического клише методом травления является прогнозирование формы рельефа его печатных элементов, т.е. задача пространственной направленности процесса растворения металла.

Для объяснения эффекта пространственно-направленного травления печатных форм был выдвинут целый ряд гипотез: “ударная”, “тепловая”, “миграционная”, гипотезы “смачивания” и “натекания”, “электрохимическая” и др.

Наиболее простой для понимания, на мой взгляд, является “миграционная” теория. Ее  и выбрал институт PERI для описания и использования технологии травлении форм для высокой и глубокой печати, а также клише для горячего тиснения.

В технологии PERIetch растворение (вытравливание) металла в травящем растворе происходит в два этапа. В течение первого этапа металл превращается в ионы, которые оседают в виде тонкой пленки на его поверхности.

Присутствующее в растворе ПАВ (поверхностно-активное вещество), являющееся пленкообразующей добавкой, вступает в реакцию с ионами металла и образует защитную пленку («корку») на его поверхности, которая затем разрушается струей раствора, смывается в сторону (мигрирует) и оседает на боковых стенках области изображения.

Так как на боковые стенки элементов изображения струя раствора попадает под скользящим углом, то сила ударного воздействия на осажденный слой оказывается недостаточной для отщепления пленки. Поэтому на боковых стенках постоянно присутствует изолирующий слой смеси ПАВ с солями металла, которая защищает область изображения от травления в боковых направлениях.

Путем тонкого регулирования ударной отщепляющей силы травящего раствора, которая зависит от относительной угловой скорости раствора и пластины, и скорости формирования пленки, зависящей от концентрации в растворе пленкообразующей добавки и температуры раствора, можно контролировать угол наклона боковых стенок.

При травлении клише для тиснения возможность достижения за один прием растровых (полутоновых) и штриховых элементов ограничена. В течение первых 2 – 4 минут травления полутоновые структуры наполняются «корковым» агентом и процесс прямого травления на этих участках пластин останавливается. Требуются дополнительные 8 – 12 минут для вытравливания до необходимой глубины участков, содержащих штриховые и плашечные элементы. В течение этого времени травильный раствор проникает через закрывающую полутоновые участки «корку», в результате чего происходит травление тонких линий в поперечном направлении.

Данная технология допускает изготовление за один прием комбинированных клише с растровыми участками с разрешением (для медных пластин) до 85 – 100 линий на дюйм (33 – 40 линий на 1см). Для получения более тонких структур необходимо предпринимать дополнительные меры защиты от травления полутоновых участков в те промежутки времени, когда производится травление линейчатых участков и наоборот.

 

Пластины для изготовления клише методом травления поставляются со светочувствительным слоем (с фоторезистом).

Пластина состоит из следующих слоев:

 

 

1.    слой черной защитной пленки

2.    слой фоторезиста

3.    металл

4.    слой защитной краски

 

 

Слои светочуствленной металлической пластины для изготовления клише для горячего тиснения методом травления:

 

1.      Слой черной непрозрачной полиэтиленовой пленки, для защиты слоя фоторезиста (слой 2) от воздействия света и от механических воздействий.

2.      Слой фоторезиста – слой непрозрачного фотополимера, полимеризующегося под действием УФ-света и устойчивый после полимеризации к воздействию слабых кислот. Фоторезист используется в качестве матрицы при травлении металла (слой 3).

3.      Слой металла – собственно и есть заготовка для изготовления клише.

4.      Слой защитной краски – слой кислотостойкой краски (обычно темно-зеленого цвета), предназначенный для защиты основания пластины от подтравливания в процессе травления клише.

 

Поставляются также пластины без очуствления. В них отсутствует слой фоторезиста. Из таких пластин можно делать клише методом травления (нанося фоторезист самостоятельно) или методом гравировки.

 

  Травление магниевых и цинковых пластин

Методы травления магниевых и цинковых пластин очень похожи: используется одно и тоже оборудование и травильный раствор (азотной кислоты). Разница в технологиях состоит лишь в разнице добавок в кислоту. В последнее время травление цинка уже почти ушло в прошлое. Факт ухода от работы с цинковыми клише связан с их маленькой тиражестойкостью (до 10 тыс. оттисков в сравнении с 50 тыс. оттисками у магниевых клише) и с большой вредностью работы с цинком для человеческого организма (тяжелый металл).

 

Оборудование для изготовления магниевых и цинковых клише.

Как уже сказано выше, для травления магния и цинка используется одно и тоже оборудование. Эти травильные машины изготовлены из нержавеющей стали и пластиков и состоят из травильной ванны и пульта управления. В травильной ванне происходит набрасывание рабочего раствора на обрабатываемую пластину.

По способу набрасывания раствора на пластину все травильные машины делятся на лопаточные и форсуночные.

В ванне травильной машины лопаточного типа расположены валы с лопатками. Лопатки погружены в рабочий (травящий) раствор на несколько сантиметров. В рабочем режиме валы вращаются и лопатками набрасывают раствор на обрабатываемую пластину. В травильной ванне установлены также устройства для поддержания рабочей температуры травящего раствора: датчик температуры, ТЭН и охлаждающий змеевик. В некоторых моделях травильных машин на дно травильной ванны устанавливают циркулирующий  насос для перемешивания рабочего раствора, но есть ли в нем необходимость – вопрос спорный, т.к. на качестве магниевого клише он отражается лишь косвенно и не значительно (за счет циркуляции раствора возможна его фильтрация от возможных загрязнений).

К лопаточным травильным машинам относятся машины STOMA (Германия), Ultramatic и MAG (итальянских производителей), а также несколько машин американского и английского производства. По параметру цена/качество наиболее интересными машинами являются итальянские машины серии Ultramatic (цена машины от 11 тыс. $ при формате машины 40*50 см), т.к. немецкая машина Stoma значительно дороже (несмотря на одинаковое качество получаемых клише). Машины серии MAG немного уступают по конструкции машинам Stoma иUltramatic, но при высоком профессионализме травильщика и на этих машинах можно получать клише хорошего качкства. Машины для травления магниевых клише американских и английских производителей в российских типографиях встречаются редко. По ценовой категории эти травильные машины близки к немецким машинам Stoma.

Основным плюсом лопаточных травильных машин является простота работы на них и простота их чистки и ремонта. Минусом лопаточных машин является большой объем травильного раствора, обязательно заливаемого в ванну.

В ванне травильной машины форсуночного типа под обрабатываемой пластиной находится набор трубопроводов с форсунками, расположенными в одной плоскости. Эта система трубопроводов с форсунками должна обеспечивать равномерное опрыскивание всей поверхности обрабатываемых пластин. Это означает, что число патрубков, расположенных вне рабочего участка должно быть больше, чем по центру вращающегося держателя обрабатываемых пластин. Под травильной ванной размещен бак с рабочим раствором. В этом баке поддерживается необходимая температура раствора с помощью тех же элементов, которые используются в лопаточной машине (ТЭН + змеевик + термодатчик). Рабочий раствор с помощью компрессора качается из бака и, посредством системы форсунок, набрасывается на пластину. Далее раствор собирается на дне ванны (под форсуночной системой) и поступает обратно в бак. Так он и циркулирует по кругу.

К травильным машинам форсуночного типа относятся некоторые машины американского производства и старые цинкографские машины одесского производства, использующиеся в СССР для изготовления клише для высокой печати. В последнее время травильные машины форсуночного типа при травлении магния почти не используются. Этот факт связан с более сложной конструкцией форсуночных систем, в сравнении с лопаточными машинами, и, соответственно, с большими сложностями в профилактических и других ремонтных работах. Но в некоторых российских типографиях перенастроили старые одесские цинкотравильные машины на работу с магниевыми пластинами и при высоком профессионализме травильщиков получают магниевые клише отличного качества.

Основным плюсом форсуночных машин является более экономное использование раствора: мы можем заливать не весь бак. Основным минусом форсуночных машин является сложность их чистки в случае засорения: тяжело найти какая форсунка засорилась, сложно чистить трубы подачи раствора к форсункам.

Согласно утверждениям западных специалистов, на лопаточных машинах лучше получаются штриховые клише и плашки, а на форсуночных – растровые клише. Т.к. на магнии редко делают растровые клише (это больше прерогатива медных клише), то и использование форсуночных машин для травления магния не целесообразно. Зато для травления медных растровых клише форсуночные машины вполне подходят.

 

Магниевые клише применяются в следующих технологических процессах:

1.    Клише для горячего тиснения, конгревного и блинтового тиснения.

2.   Матрицы для изготовления резиновых флексоформ.

3.   Рельефное тиснение (подошвы для обуви).

4.   Термические штампы для изготовления нашивок на спецодежду (шевроны).

5.   Температурная высечка (высечка пластиков магниевыми нагретыми острыми клише).

6.   Объемные таблички и награды.

7.   Матрицы для изготовления резиновых штампов.

8.   Высокая печать и простые виды глубокой печати.