Отделка упаковочной продукции

Ацетилцеллюлозные пленки имеют относительно высокие прочность, прозрачность, термо- и морозостойкость. К недостаткам пленки следует отнести ее хрупкость.

С течением времени под действием повышенной температуры пластификаторы из пленки улетучиваются, что приводит к некоторому изменению качественных показателей пленки. Изменение физико-химических и механических свойств пленки с течением времени называют «старением».

Ацетилцеллюлозные пленки отличаются сравнительно большой влагопроницаемостью и пониженными деформационными свойствами. Триацетатные пленки по сравнению с диацетатными имеют меньшую гигроскопичность и более высокие физико-механические показатели. Для припрессовки используются отечественные слабо пластифицированные триацетатные пленки марки ТА, а также диацетатные пленки Кларифойл (Англия) и Родофан (Франция).

Вначале продукция с припрессованной пленкой имеет высокие прочностные и качественные показатели, но с течением времени эти свойства изменяются -- появляется заметная деформация и скручиваемость оттисков, наблюдаются краевые надрывы пленки.

Требования, предъявляемые к используемым для припрессовки пленкам:

Полимерные пленки, используемые для припрессовки, должны иметь стабильную толщину, хорошую термостойкость, влагопрочность, высокие физико-механические свойства и прозрачность.

Ширина рулона пленки должна быть на 10 мм меньше ширины обрабатываемой продукции. Кромки пленок, особенно триацетатных, не должны иметь замятин и надрывов. Места обрывов пленки должны быть склеены.

12. Клеи, применяемые для припрессовки

Для припрессовки пленки к полиграфической продукции используются: клеи (лаки) -- растворы полимеров в органических растворителях, а также латексы -- водные дисперсии полимеров. В состав клеев могут входить поливиниловый спирт, эмульсии поливинилацетата, поливинилхлорида, полиакрилового эфира, латексы натурального и синтетического каучука с такими добавками, как глицерин, дибутилфталат и др. Вид клея и его состав в каждом реальном варианте устанавливается в соответствии с видом бумаги и пленки.

Требования к клеям для припрессовки пленки

Клей, используемый для припрессовки пленки, должен быть прозрачным, бесцветным, хорошо взаимодействовать с растворителем, бумагой и пленкой и , не изменять своих свойств в процессе припрессовки. Он должен обеспечивать прочное соединение бумаги с пленкой в процессе ее припрессовки. Рабочий раствор клея должен иметь определенную вязкость.

Используемые для корректировки раствора растворители должны растворять все нелетучие составные части клея, испаряться без сохранения запаха, быть малотоксичными, нейтральными по отношению к краске и стабильными во времени.

Рабочая вязкость клея должна соответствовать условию его равномерного нанесения на пленку для получения прочного адгезионного контакта между оттиском и пленкой. Из практики работы на машине типа Дуофан установлено, что вязкость клеев на спиртовой основе варьируется в пределах 35…50 с, а при использовании клеев на летучих растворителях, таких как этилацетат, бутилацетат, толуол и др. -- в пределах 20…30 с по вискозиметру ВЗ-4. Водные растворы клеев должны иметь вязкость не более 25…30 с.

Клей, применяемый для припрессовки триацетатных пленок

Для припрессовки триацетатной пленки используют клей на основе лака ВА-558 марки С-8 и поливинилацетатную дисперсию. В качестве пластификатора добавляют дибутилфталат. Растворителем обычно является этиловый технический спирт или формальгликоль. Используется также клей БАВ-4М с (модифицирующими добавками. В качестве растворителя применяют этилацетат с толуолом.

Клей, применяемый для припрессовки полиэтилентерефталатной (лавсановой) пленки

Для припрессовки полиэтилентерефталатной пленки используют терефталатный клей ТФ-84, представляющий собой раствор полиэфирной смолы в формальгликоле.

Клей, применяемый для припрессовки полипропиленовой пленки

Для припрессовки отечественной полипропиленовой пленки применяют клей БАВ-4М с модифицирующими добавками. Растворителем является этилацетат с толуолом.

В настоящее время разработан способ припрессовки полипропиленовой пленки водно-дисперсионным клеем -- дисперсией бутилкаучука, который исключает применение органических растворителей.

Проверка вязкости рабочего раствора клея

Вязкость рабочего раствора клея определяется при помощи вискозиметра ВЗ-4, представляющего собой воронкообразный сосуд строго определенных формы и размеров с отверстием диаметром 4 мм. Для определения вязкости воронку ВЗ-4 заполняют клеем, предварительно закрыв отверстие пальцем левой руки в правой руке держат секундомер. Затем одновременно открывают отверстие и пускают секундомер. Время полного истечения клея из воронки, измеряемое в секундах, и есть условная вязкость. Перед измерением вязкости раствор клея необходимо перемешать и профильтровать.

Хранение клеев, растворителей и рабочих растворов клеев до их применения

Клеи, растворители и рабочие растворы клеев должны храниться в специально отведенном помещении, отвечающем нормам пожарной безопасности. В помещении должна быть приточно-вытяжная вентиляция. Клеи и растворители хранить разрешается только в посуде с плотно закрывающейся крышкой (пробкой) и с надписью о содержимом.

Количество растворителя и клея в цехе не должно превышать нормы суточного расхода.

13. Требования к бумаге, к качеству печати на листах для припрессовки, к листам-оттискам

Требования, предъявляемые к бумаге

В процессе припрессовки пленки к бумагам, различающимся пористостью и капиллярностью, степенью проклейки, упругопластическими свойствами, гладкостью и прочностью поверхности предъявляются общие требования. Они должны хорошо воспринимать печатную краску, иметь ровную поверхность, однородный, без разнооттеночности цвет, иметь достаточную механическую прочность и легко деформироваться под давлением без заметных остаточных деформаций, быть химически инертными, иметь чистую поверхность с минимальной сорностью, без складок и других дефектов.

Неоднородность структуры бумаги и преимущественная ориентация волокон в направлении отлива обусловливают неоднородность механических свойств листа бумаги в различных направлениях.

Раскрой бумаги должен быть таким, чтобы в процессе припрессовки долевое направление пленки совпадало с долевым направлением бумаги.

Требования, предъявляемые к качеству печати на листах для припрессовки

Качество печати на листах, предназначенных для припрессовки к ним пленки, должно удовлетворять техническим требованиям на печать. Краска на оттисках должна полностью закрепляться и не отмарывать. Поверхность листов должна быть чистой, без пыли и противоотмарочных порошков.

Во избежание оборотного рельефа при печати оттисков допускается минимальный натиск, печать с оборотом не рекомендуется.

На качество припрессовки оказывает большое влияние толщина красочного слоя и насыщенность оттиска.

Многокрасочные оттиски должны иметь красочные слои минимальной толщины.

Рекомендуется применять печатные краски, стойкие к повышенным температурам, спиртам.

Требования, предъявляемые к листам-оттискам

Все оттиски одного тиража должны иметь одинаковый размер (допуск ±2 мм). В связи с технологическими особенностями работы машины (подача листов «внахлест») поля верных сторон отпечатанных листов должны быть не менее 15 мм, поля противоположных сторон не менее 7 мм. Края листов не должны иметь замятин и надрывов.

Все листы-оттиски должны быть хорошо просушены и отсортированы.

14. Припрессовка плёнки бесклеевым способом

Припрессовка пленки бесклеевым способом -- это соединение полиграфической продукции с термопластичными полимерами или пленками с заранее нанесенным клеевым слоем. Основное назначение припрессовки пленки -- увеличение механической прочности, повышение блеска и яркости полиграфической продукции.

Припрессовка пленки бесклеевым способом применяется для отделки проспектов, календарей, буклетов, а также обложек для переплетов типа 5, 7, 8, 9 и для отделки малоформатной продукции особого назначения.

Припрессовка пленки бесклеевым способом осуществляется на машинах типа Дуофан и УП-1. Припрессовка пленки ведется при высоких температуре и давлении, под влиянием которых происходит расплавление термопластичного слоя полимера и соединеиие его с бумагой и оттиском.

Припрессовка пленки бесклеевым способом может производиться также полумеханизированным или ручным способом. В этом случае предусматривается применение комбинированных пленок, включающих основу с адгезионным слоем и прокладочный материал, легко отделяемый от основы. Бесклеевая припрессовка в зависимости от характера исходных материалов может выполняться с нагревом или без нагрева.

Способ бесклеевой припрессовки имеет ряд преимуществ по сравнению с клеевым способом: сокращение технологических операций, улучшение условий труда, повышение прочности и качественных показателей готовой продукции.

15. Оборудование для ламинирования, припрессовки, каширования

Оборудование участка для припрессовки пленки

Припрессовка пленки к печатной продукции должна выполняться в отдельном помещении, где размещаются машины для припрессовки, станок для перемотки пленки, автомат для разрезки рулонной продукции, рабочие столы и приспособления. Помещение должно быть оборудовано общей вытяжной вентиляцией; температура воздуха -- не ниже 16° С; относительная влажность -- в пределах 50…65%; освещенность -- не менее 75 лк.

Оборудование в цехе должно быть размещено удобно для работы основных рабочих и для обслуживания рабочих мест вспомогательными рабочими; подъезды к оборудованию и рабочим местам для загрузки сырьем, полуфабрикатами и материалами должны быть свободными и безопасными, при необходимости около рабочих мест следует оставлять площадки для складирования.

Рабочие места, проходы, проезды и выходы должны быть свободными и чистыми. Расстояние от стен и колонн в нерабочей зоне машины должно быть 0,8…1 м, в рабочей зоне -- 1,5…1,7 м. Ширина проходов -- 1,3 м, центральный проход -- 2,5 м, а проезд -- 3 м.

Высота стеллажей готовой продукции и полуфабрикатов не должна превышать 1,6 м

Клеевая припрессовка пленки на машине для ламинирования

Устройство машины

Машина для припрессовки пленки включает устройства: клеенаносящее 1, каландрирующее 2, сушильное 3, листоподающее, а также два рулонных -- одно для разматывания пленки и другое для сматывания в рулон продукции с припрессованной пленкой (рис. 1).

Рис. 1. Основные устройства машины для припрессовки пленки:

1 -- клеенаносящее устройство; 2 -- каландрирующее устройство; 3 -- сушильная камера; 4 -- ведущие валики

В машину (рис. 2) для припрессовки устанавливается рулон пленки 1. Пленочная лента протягивается через основные устройства машины и наматывается на втулку приемного устройства 2. Для равномерного прохождения пленки в машине, устранения возможных дефектов намотки или вытягивания ее кромок натяжение пленки регулируется.

Рнс. 2. Схема припрессовки пленки клеевым способом

Пленка, сматываясь с рулона, попадает в клеенаносящее устройство. Рабочий раствор клея из клеевого бака 2 поступает в клеевую ванну 3, откуда клеевыми валиками 4 и 5 наносится равномерным слоем на пленку. Затем пленка с клеевым слоем попадает в сушильное устройство 6 с регулируемым режимом сушки при помощи инфракрасных излучателей 7.

Листы отпечатанной продукции пневматическим самонакладом 8 каскадно подаются на непрерывно движущееся транспортное полотно 9 так, чтобы последующий лист перекрывал предыдущий. Транспортное полотно подает листы в каландрирующее устройство, куда поступает пленка с клеевым слоем. Припрессовка пленки к печатной продукции происходит в условиях высоких температуры и давления при прохождении между двумя цилиндрами 10 и 11 каландрирующего устройства.

Готовая продукция с припрессованной пленкой выходит из машины в виде непрерывного полотна и сматывается в рулон при помощи рулонного устройства 12 либо разрезается механизированным или ручным способом.

Оборудование для бесклеевой припрессовки

Припрессовка пленки на машине для ламинирования

В процессе припрессовки бесклеевым способом на машине выполняются следующие технологические операции: подача пленки и листов-оттисков в машину, каландрирование и сматывание в рулон готовой продукции. .

В процессе припрессовки бесклеевым способом в работу включаются следующие основные устройства машины: рулонные устройства для разматывания пленки и сматывания готовой продукции, листоподающее устройство и каландрирующее устройство, а клеенаносящее и сушильное устройства отключаются.

Процесс припрессовки пленки на машине

Припрессовка пленки на машине выполняется следующим образом. Рулон пленки устанавливается в машине (рис. 12), проходит между прессовым цилиндром 2 и обрезиненным валом 7 и наматывается на втулку 6 приемного устройства. На подъемный стол самонаклада укладывается стопа листов.

Рис. 12. Схема припрессовки пленки бесклеевым способом на машине

Механизмом присосов 5 листы бумаги подаются под вталкивающие ролики 4, которые проводят их на ленту вакуумного транспортера 3, подающего листы в прессовую часть установки. На вакуумном транспортере листы идут с нахлестом в 10…15 мм; нахлест регулируется при помощи цепного вариатора. Включается давление, и лист бумаги с пленкой прижимается обрезиненным валом 7 к цилиндру 2. Происходит процесс припрессовки.

На машине возможна работа и с рулона бумаги. Для этого рулон бумаги устанавливается на шпиндель размоточного устройства тележки 8, которая по направляющим 9 вкатывается внутрь машины, где закрепляется в строго определенном положении. Конец полотна бумаги проводится между припрессовочным цилиндром и прижимным обрезиненным валом, а затем наматывается на втулку приемного устройства 6. При этом вакуумный транспортер и самонаклад отключаются. Процесс припрессовки происходит так же, как и при работе с листами бумаги.

16. Способы тиснения

Тиснением называется процесс получения изображения путем деформирования материала, в результате которого изменяются форма и гладкость поверхности, а также процесс изготовления полых изделий из плоского материала. Иногда в процессе тиснения изменяется цвет поверхности материала, если одновременно приклеивается пигментированная пленка.

Классификация способов тиснения

По характеру формы поверхности материала:

*плоское;

*объемное.

По числу поверхностей материала, обрабатываемых тиснением:

*одностороннее;

*двустороннее.

По виду тисненой поверхности:

*блинтовое плоское;

*рельефное;

*конгревное;

*гренирование;

*гофрирование;

*текстурирование.

По нанесению покрытия:

*бескрасочное;

*красочное;

*тиснение фольгой;

*тиснение с инкрустацией;

*тиснение с наклейкой иллюстрации.

Тиснение фольгой может быть плоское, рельефное и конгревное.

Рис. 1.1. Принцип блинтового плоского тиснения:

а -- блинтовое тиснение плоским штампом; 6 -- блинтовое тиснение плоским двусторонним штампом; в -- блинтовое тиснение ротационным штампом;

1 -- материал; 2 -- жесткое основание; 3 -- плоский штамп;

4 -- ротационный штамп; 5 -- опорный вал

По виду инструмента (штампа):

тиснение плоским штампом;

тиснение цилиндрическим штампом. По нагреву инструмента:

холодное;

горячее.

По типу используемого оборудования:

тиснение на тигельных прессах;

тиснение на плоскопечатных прессах;

тиснение на ротационных прессах. По виду материала:

тиснение по бумаге;

тиснение по картону;

тиснение по пластику;

тиснение по ткани;

тиснение на коже. По виду изделия:

тиснение на обрезах книжного блока;

тиснение на переплетных крышках;

тиснение на обложках;

тиснение на открытках;

тиснение на этикетках;

тиснение на пластиковых карточках;

тиснение на упаковках;

тиснение на канцелярских изделиях;

тиснение кредитных карточек, лотерейных билетов, банковских документов;

тиснение оптических защитных элементов.

Описание способов тиснения

Блинтовое плоское тиснение - наиболее простой способ тиснения, при котором все элементы изображения получаются углубленными и лежат в одной плоскости (рис. 1.1). Материал помещается между опорной поверхностью и штампом. При блинтовом плоском тиснении изображение несколько углублено относительно поверхности. Штамп для плоского тиснения подобен форме высокой печати с оли паковым ростом всех печатных элементов.

Блинтовое плоское тиснение применяется для отделки поверхности материала (например, переплетной бумаги под шагрень) или для обработки переплетных крышек из картона и пластмассы. Плоское тиснение характеризуется частичным уплотнением материала.

Блинтовым плоским тиснением оформляют марку и название издательства, рамки, орнаменты, схематичные рисунки и др. Нередко оно играет вспомогательную роль: тиснение плашки (значительной по площади сплошной поверхности) выполняют для сглаживания грубой фактуры некоторых видов покровных материалов, чтобы повысить качество последующего тиснения полиграфической фольгой и печати переплетными красками, сделать защитное углубление и обозначить место для наклейки иллюстрации.

Блинтовое плоское тиснение не следует делать на переплетных крышках, собранных из тонкого (менее 1,25 мм) картона, и при любой толщине картона, если в качестве покровного материала использованы бумага (оттиск) с лакировкой или припрессованной пленкой, коленкоры марки КМК (типа «модерн») и с лаковым покрытием, ткань, дублированная с бумагой. На переплетных крышках с грубой ткацкой фактурой покровного материала, с текстурной печатью этот способ не рекомендуется применять как самостоятельный вид оформления.

Рельефное тиснение характеризуется тем, что элементы изображения лежат в разных плоскостях (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Принцип одностороннего рельефного тиснения:

а -- рельефное тиснение плоским штампом; б -- одностороннее

рельефное тиснение ротационным штампом; в -- гренирование;

1 -- материал; 2 -- жесткое основание; 3 -- плоский штамп;

4 -- ротационный штамп; 5 -- опорный вал

Конгревное тиснение является двусторонним рельефным тиснением (рис. 1.3) с получением на оборотной стороне материала рельефного изображения, повторяющего изображение на лицевой стороне. Для рельефного (конгревного) тиснения применяется прессовая пара: штамп с углубленным изображением и контрштамп -- матрица с выпуклым изображением, в точности повторяющим штамп, но в обратном рельефном виде. В этом случае полученное изображение возвышается над поверхностью материала.

Изготовление конгревных штампов требует весьма высокой квалификации гравера, что обусловливает их сравнительно высокую стоимость, поэтому конгревным тиснением обычно оформляют переплетные крышки изданий подарочного типа, обложки популярных серий, рекламных и отраслевых журналов, открытки, этикетки.

Рис. 1.3. Принцип двустороннего рельефного (конгревного) тиснения и гофрирования:

а -- рельефное тиснение плоским штампом; 6 -- рельефное тиснение ротационным штампом (гофрирование); в -- рельефное тиснение; 1 -- материал; 2 -- жесткое основание; 3 -- плоский штамп; 4 -- ротационный штамп

Разновидностями рельефного тиснения являются операции отделки рулонных и листовых материалов -- гренирование и гофрирование.

Гренирование -- это вид одностороннего рельефного тиснения, в результате которого изменяется фактура или создается однородный рельеф у тонкого рулонного или листового материала (рис. 1.2). Величина рельефа лицевой поверхности материала невелика и обычно меньше его толщины.

Гофрирование -- это вид конгревного тиснения с получением однородного рельефаутонкого рулонного илилистового материала (рис. 1.3,6).

Текстурирование -- способ тиснения, в результате которого получается текстура. Текстура -- это мелкий одноуровневый рельеф с малым рисунком, повторенным до бесконечности, который воспроизводит вид определенного материала, например кожи.

Комбинированные способы тиснения. Для получения глубокого или тонкого детального рельефа используется блинтовое плоское и конгревное тиснение. Сначала материал подвергается тиснению блин-товым штампом, а затем штампом для конгревного тиснения при втором проходе через машину.

Тиснение фольгой -- самый распространенный способ полиграфического оформления изданий благодаря своим богатым изобразительным возможностям.

Тиснение полиграфической фольгой, как и блинтовое плоское тиснение, выполняется нагретым плоскорельефным штампом, давящие элементы которого возвышаются над пробельными и лежат в одной плоскости. Существенным отличием этого способа является то, что в процессе тиснения между штампом и материалом помещается полиграфическая фольга, имеющая красочный слой, который нанесен на эластичную подложку и содержит адгезив, легко отделяется от подложки под действием горячего штампа и закрепляется на деформированной поверхности материала с помощью адгезива.

Технология тиснения полиграфической фольгой во многом сходна с технологией блинтового плоского тиснения, но при этом добавляются операции раскроя фольги, подготовки фольгоподающего механизма, изменяются режимы тиснения.

Перенос всех слоев фольги (лака, металлического слоя, цветных пигментов) на субстрат под воздействием температуры и давления за одну рабочую операцию и есть процесс горячего тиснения.

Тиснение с высокой печатью (красочное) выполняется на переплетных крышках специальными переплетными красками на пента-фталевом связующем. Они отличаются от обычных красок для высокой печати повышенной вязкостью и липкостью, высокой кроющей способностью и скоростью закрепления. Печать переплетными красками расширяет возможности внешнего художественного оформления книг, позволяет снизить себестоимость полиграфического оформления крышек вследствие меньшего расхода относительно дешевого материала.

Этот способ рекомендуется применять для оформления переплетных крышек из материалов с крахмально-каолиновым и нитрополиамидным покрытием или без покрытия -- коленкоров марок КОК, КМК, КВК, тканей, склеенных с бумагой, допускается для оформления крышек, покрытых бумагой, в том числе лакированной и с припрессованной пленкой. Для оформления переплетных крышек из материалов с нитроцеллюлозным и поливинилхлоридным покрытиями этот способ применять не следует, так как оттиски удовлетворительного качества получить не удается вследствие плохой смачиваемости покрытий переплетными красками.

Тиснение с инкрустацией. Инкрустация -- это приклеивание на материал крышки другого по цвету материала по всей площади рисунка или какой-либо его части.

Переплетный покровный материал с предварительно нанесенным на изнаночную сторону и высушенным слоем термоплавкого клея (ПВАД, костного и др.) выкраивается так, чтобы размер заготовки был больше размера изображения на 5 мм со всех сторон. Материал приклеивают в позолотном прессе штампом для блинтового плоского или конгревного тиснения, имеющим по контуру рисунка режущие кромки высотой чуть больше толщины приклеиваемого материала. Тиснение с одновременной приклейкой и высечкой производят при температуре штампа 110-120°С. После тиснения излишки материала снимают вручную.

Из-за сложности изготовления штампа и дополнительных операций по нанесению и сушке клея и раскрою заготовок этот способ, дающий высокий художественный эффект, применяется весьма редко, в основном при оформлении переплетных крышек изданий подарочного типа с ледериновым покровным материалом, с гладким или гренированным бумажным покрытием, на которое инкрустируют рельефное изображение многоцветного оттиска.

Тиснение с наклейкой иллюстрации. Предварительно на переплетной крышке выполняется блинтовое плоское тиснение штампом-плашкой соответствующего размера, которое позволяет точно в нужном месте наклеивать иллюстрацию, обеспечивает полный контакт клеевого слоя с материалом крышки, предохраняет иллюстрацию от повреждений при транспортировке и пользовании книгой. Глубина тиснения должна быть несколько больше толщины бумаги, на которой выполнена иллюстрация, чтобы плоскость приклеенной иллюстрации располагалась ниже лицевой поверхности крышки. Вокруг плашки иногда предусматривают тиснение окаймляющей рамки или орнамента.

Наклейка иллюстраций применяется при изготовлении изданий подарочного типа, изданий по искусству при оформлении переплетных крышек типов 7 и 8.

Тиснение на обрезах книжных блоков является самым старым и представительным видом отделки поверхностей обрезов. Оно производится обычно вручную, но может выполняться и на полуавтоматических и автоматических машинах. Тисненые позолоченные обрезы более всего соответствуют требованиям эстетического оформления. Для качественного нанесения листового (сусального) золота требуется специальная подготовка оператора.

Позолоченный обрез применяется для редких переплетов ручного изготовления, библий, сборников церковных песнопений и дорогостоящих изданий, которые рассматриваются не как предметы пользования, а скорее как предметы коллекционирования.

Холодное тиснение ненагретым штампом мало распространено. Оно может быть двух видов: бескрасочное тиснение с прессованием материала и тиснение фольгой без прессования.

Холодное тиснение первого вида выполняется обычно полимерными штампами на материалах малой плотности и толщины.

Холодное тиснение второго вида представляет процесс нанесения фольги на запечатываемый материал с помощью специальных полимеризирующихся лаков (клеев). Это сравнительно недавно разработанный технологический процесс; рекомендуется для изготовления самоклеящихся этикеток.

На материал с фотополимерной формы наносится лак (клей), после чего производится припрессовка и закрепление клея УФ-излучением, а затем деламинация фольги, т.е. отделение отработанной основы фольги от запечатанного материала посредством отделительного вала. За счет высокой адгезионной способности клея происходит перенос частиц мелкодисперсного металла или цветных пигментов с основы фольги на запечатываемый материал.

Главное достоинство холодного тиснения фольгой без прессования материала по сравнению с горячим -- отсутствие дорогостоящих штампов, использование которых приводит к значительному повышению себестоимости продукции при малых тиражах. Основные недостатки -- сложность технологии, высокие требования к качеству поверхности запечатываемого материала, низкая износостойкость оттисков, невозможность получения рельефного оттиска с фольгой. Хотя холодное тиснение и делает технологический процесс более гибким и снижает затраты на производство, оно ни в коем случае не заменяет горячее тиснение, а лишь позволяет расширить область применения фольги. Холодное тиснение фольгой без прессования материала может производиться с использованием флексографских и офсетных машин.

17. Штампы для тиснения. Виды штампов и их геометрические характеристики

Процесс тиснения заключается в давлении нагретого или ненагретого штампа на материал. Оно выполняется при помощи металлического или полимерного штампа. Штампы служат для воспроизведения текста или изображения в рельефе. Они позволяют делать многократные копии.

Классификация штампов

Штампы можно классифицировать по следующим признакам. По назначению:

для блинтового плоского тиснения;

для рельефного тиснения;

для конгревного тиснения;

для гофрирования;

для тренирования;

для текстурирования.

По виду инструмента (штампа):

плоский;

ротационный. По виду материала:

стальной;

медный;

латунный;

магниевый;

цинковый;

пластмассовый;

фотополимерный. По оригинальности:

оригинальный;

дубликат.

В основном используются штампы для блинтового плоского, рельефного и конгревного тиснения (рис. 2.1).



Рис, 2.1. Штампы для тиснения:

а -- конгревного; б-- блинтового плоского; в-рельефного

отделка лак декоративная оформительская печать

Для надежного крепления штампа крепежными крючками его наружные ребра должны иметь четкий профиль. Изготовители могут поставлять штампы с определенными размерами сечения, задаваемыми заказчиком. Толщина и углы сечения выбираются главным образом согласно оборудованию для тиснения.

Требования к геометрии штампа

На рис. 2.2 показаны размеры штампов для листовых тигельных прессов ВоВsТ АuТорlаТеn, оборудованных сотовыми рамами.

Рис. 2.2. Размеры штампа для тиснения

Толщина штампа имеет следующие значения: (европейские стандарты -- 7 мм; стандарты США -- 6,35 мм). Допуски толщины ± 0,05 мм в различных точках штампа и ± 0,1 мм между двумя штампами.

К параметрам рельефа штампа могут предъявляться следующие требования:

Разность по высоте между двумя рельефами не должна быть слиш ком большой, чтобы избежать изнашивания картона (рис. 2.3, а).

Как правило, высота рельефа не должна превышать двойную тол щину картона.

Малые детали изображения не устанавливают слишком близко друг к другу, иначе не будет оставаться достаточно места для правиль ного формообразования на картоне.

Элементы изображения должны быть разнесены более широко, чем для печати, чтобы гарантировать получение достаточной глуби ны рельефа.

*Линии малой ширины и детали изображения также не должны быть слишком глубокими. Глубина линии должна быть равна толщине (до0,35мм) (рис. 2.3, б).

Рис. 2.3. Требования к рельефу: а -- к высоте рельефа; б -- к высоте и толщине линии; в -- к углу рельефа

Чем меньше угол рельефа, тем ниже вероятность образования разрывов (задирания, износа) картона (рис. 2.3, в). Однако угол не должен быть слишком мал, поскольку он влияет на отделение фольги.

Максимальная глубина (высота), получаемая при рельефном тиснении, 0,6 мм. Очень острых угловых рельефов избегают, поскольку они часто содержат области, в которых фольга подвергается сдвигу и резке.

Для текстурного тиснения высота рельефа составляет 0,07-0,1 мм (рис. 2.4).



Рис. 2.4. Штамп для текстурного тиснения

18. Технология изготовления штампов

При заказе штампов предварительно определяют характеристики гравирования, задают точные параметры деталей и прилагают описание конструкции, которая будет воспроизведена. Указывают особенности рельефа (скошены грани или округлены). Отмечают внутренние и внешние уклоны. Если возможно, изготовителю передается негативная пленка для преобладающего цвета. Рисунок и фотография объекта помогают правильно изготовить рельеф. Там, где образец имеет более чем один уровень рельефа, различные глубины (высоты) можно показывать на рисунке цветными линиями. Глубина (высота) рельефа при конгревном тиснении составляет не более 0,5 мм.

Как уже отмечалось, штампы изготавливают из стали, латуни, меди, магния, цинка, фотополимера и бакелита. Оригинальные металлические штампы производят кислотным травлением, ручным гравированием, гравированием с помощью пантографа.

Поверхности штампов, работающих с фольгой, зачищаются и полируются, поскольку любые отметины или пятна могут быть воспроизведены при работе. Зачисткой удаляются любые остатки, что продлевает срок службы штампа.

Для зачистки применяется специальная оснастка. Для тонкого шлифования штампов из твердого сплава используется латунная щетка. Такая щетка не пригодна для обработки более мягких металлов типа магния, поскольку она может повредить оттиск.

Штампы для тиснения обычно покрывают пленкой масла для сохранения их в хорошем состоянии. Затем масло удаляют, и штамп чистят щеткой перед многократным использованием. Металлические штампы не должны храниться рядом, поскольку это может вызывать электролиз; хранят их отдельно в полиэтиленовых пакетах.

В процессе изготовления штампа для блинтового плоского тиснения могут быть получены заплечики (рис. 2.5), перпендикулярные к поверхности штампа. Преимуществом такой технологии является то, что после износа мелкие рисунки и символы остаются той же первоначальной ширины. Перпендикулярные профили создаются протравливанием меди кислотой или с использованием станка с числовым программным управлением.

Первым этапом в производстве штампов для конгревного тиснения является гравирование. На этом этапе изготавливается матрица, после чего рельеф обрабатывается фрезой, т.е. крутые гребни сглаживаются мелкой наждачной бумагой, чтобы предотвратить резку фольги.

Получение рисунка на заготовке штампа до гравирования. В обычных гравировальных процессах, т.е. при травлении кислотой, ручном гравировании или гравировании с помощью пантографа, сначала на заготовке штампа получают рисунок.

Размеры рисунка уменьшают на 0,2-0,3%, чтобы учесть тепловое расширение в штампе для тиснения. Точный коэффициент уменьшения определяется заказчиком или изготовителем в зависимости от типа материала, размера и четкости рисунка.

Рисунок может быть выфрезерован или выгравирован, чтобы дать позитивный или негативный рельеф.

Изготовление пленки. Перед печатанием рисунка на заготовке штампа изготавливается негативная или позитивная пленка изображения. Она служит шаблоном для рисунка, который будет напечатан на штампе для тиснения. Линейные размеры пленки не должны превышать 500х600 мм.

Нанесение фоторезисторного покрытия. Металлическое основание штампа нагревают и всю поверхность покрывают фоторезис-18

том (светочувствительным слоем) (рис. 2.7), который придает латунным, стальным и медным штампам коричневый цвет. Магниевые штампы обычно уже имеют красное покрытие фоторезиста. Нижняя (нерабочая) часть штампа при этом должна быть защищена при травлении. На магниевых матрицах эта сторона зеленая.

Инсоляция. В течение процедуры инсоляции (рис. 2.8) стороны фоторезиста облучается ультрафиолетовыми лучами, проецируемыми сквозь пленку, несущую изображение. Лучи проходят через прозрачные области, делая облученные части штампа стойкими к вымыванию.

Проявление. После инсоляции изображения проявляют, и подвергнутые воздействию лучей стойкие области предстают светлыми (рис. 2.9). Не стойкие к вымыванию части заготовки штампа затем разрушают путем набрызгивания на них «слабой кислоты». При других методах гравирования границы проявленного рисунка служат в качестве направляющих для обработки резанием (рис. 2.10).

Рис. 2.8. Процесс УФ-облучения

Кислотное травление. При кислотном травлении заготовка штампа устанавливается на вращающуюся подставку в машине, содержащей кислотную ванну. Кислота распыляется на заготовку во время ее вращения, воздействуя равномерно на не подвергнутые облучению поверхности материала; эти поверхности затем протравливаются, чтобы проявить изображение.

Обычно (при работе на меди) в качестве кислоты используется железный перхлорат. Магний и цинк разрушаются азотной кислотой. Количество металла, перешедшего к кислоте, устанавливает равновесие и эффективность раствора; оно измеряется взвешиванием раствора.

На участках заготовки, которые содержат позитивные рельефы, поверхности, окружающие изображение, затем фрезеруются на глубину от 1 до 1,5 мм.

Латунные штампы для тиснения изготавливаются путем погружения их в ванну (раствор) грунтовки (операция затравки), которая протравливает штамп для тиснения на глубину 0,015 мм. Затем, используя гладкий кожаный ролик, наносят слой краски на поверхности, которые не были протравлены. После этого на штамп для тиснения напыляют слой порошкового асфальта. Покрытый штамп нагревают, чтобы сплавился асфальт, который предохраняет непротравленные области, помещают в машину, которая снова распыляет кислоту.

Процедура повторяется до тех пор, пока не будет достигнута заданная глубина (высота) рельефа. Как только травление закончено, асфальт удаляется с использованием специальных продуктов.

Металлы взаимодействуют с кислотой с различными скоростями. Травление кислотой наиболее эффективно для создания штампов, изготовленных из металлов с высокой химической активностью, и наоборот, если металл имеет слабую химическую активность, процесс травления может оказаться медленным и дорогостоящим. Таблица 2.1 показывает химическую активность к кислоте различных металлов. По химической активности металлы разделены на четыре ряда. Металлы в первом ряду наиболее химически активны. Чем выше число ряда, тем меньше металлы будут реагировать на кислоту.

В пределах каждого ряда металлы перечислены по мере снижения химической активности и скорости взаимодействия с кислотой. Металлы, стоящие выше, более подвержены окислению, чем те, которые расположены ниже в списке.

Ряд!	Химически очень активные	Магний Алюминий Цинк
Ряд 2	Химически активные	Хром Железо Кобальт Олово Свинец
РядЗ	Химически слабоактивные	Латунь Медь Ртуть Серебро
Ряд 4	Химически очень слабоактивные	Золото Платина

Особенности обработки штампов кислотным травлением. Можно выделить следующие особенности:

Все металлы, используемые для создания штампов, могут быть протравлены. Это сталь, медь, латунь, магний и цинк.

Кислота воздействует на штамп, протравливая под углом между 15 и 30°. Чем выше скорость кислотной струи, тем более острый угол разрушения. Точно так же, чем дольше процедура распыления кисло ты, тем больше металла вступает во взаимодействие и больший угол Подчеркивается.

Глубина (высота) рельефа находится в диапазоне от 0,25 до 0,3 мм. Допуски на глубину (высоту) -- приблизительно 0,05 мм.

Кислотное травление может использоваться для создания высо кокачественных (мелких, тонких) изображений в твердых материа лах. Однако трудно протравить линии малой ширины в более мягких материалах.

Травление может быть произведено быстро в магнии (от 5 до 10 мин); при травлении других металлов требуется больше времени. Продолжительность травления зависит от твердости материала и сте пени насыщения кислотной ванны. В отличие от других методов гра вирования на время изготовления не влияют размеры изображения.

Области применения кислотного травления. Кислота воздействует на металлический штамп равномерно, обеспечивая хорошее протравливание одноуровневых изображений. Травление широко используется для получения текста, особенно при блинтовом плоском тиснении. Путем повторения процедуры экспонирования (инсоляции) можно провести корректурное травление того же штампа и создать многоуровневые текстуры. Этот способ также позволяет получить основное изображение с целью последующей доработки его вручную.

Гравирование с использованием машины с пантографом. Гравер использует пантограф для копирования контуров шаблона, таким образом воспроизводя его в желаемом масштабе на плоской или вогнутой матрице. Изображение увеличивается на масштабный коэффициент, равный двум или более. Шаблон изготавливается на цинковой матрице кислотным травлением. Для этого типа гравирования обычно используется латунь.

Особенности обработки штампов с использованием машины с пантографом. Гравер может точно определить угол образца в пределах 50°, нить глубину (высоту) рельефа обычно в области 0,25 мм, с допуском 0,08мм.

Время гравирования возрастает при обработке более жестких металлов. Например, изготовление того же образца при гравировании на стали занимает вдвое больше времени, чем на латуни.

Область применения. Машины с пантографом могут использоваться для создания гравюр с одним или несколькими уровнями рельефа. Данный способ имеет преимущество в формировании символов и форм с четкими углами. Шаблон может использоваться для копирования нескольких подобных оригиналов.

Ручное гравирование. При ручном гравировании гравер вырезает непосредственно на подвергнутом воздействию лучей штампе, несущем изображение. Металл вырезается постепенно, гравер обращается всякий раз к пленке, чтобы точно воспроизвести границы изображения. При гравировании тонких деталей используется лупа. Путем припрессовывания модельной глины на гравюру можно проверить полученный рельеф.

Особенности ручного гравирования. Наиболее часто используемый для ручного гравирования металл -- латунь. Гравированные рельефы могут иметь глубину до 0,6 мм.

Цена штампов, выполненных вручную, высокая. Но этот тип гравирования позволяет воспроизводить тончайшие детали.

Область применения. Ручное многоуровневое гравирование рекомендуется для выполнения фигурных рельефов. Особенно широко используется для гравюр, изображающих людей и естественные объекты.

Гравирование на машинах с числовым программным управлением (ЧПУ). Для автоматического управления процессом изготовления штампа в машине с ЧПУ используется программа. Она пишется с оригинала, показывающего изображение в черно-белом цвете. Изображение может быть сканировано или создано на компьютере.

Программа включает данные по точным границам и глубинам (высотам) рельефа. Гравировальные резцы выбираются так, чтобы точно сформировать углы и рельефы.

Особенности гравирования на машинах с ЧПУ. Гравирование на машинах с ЧПУ используется на жестких материалах типа латуни и стали. Размеры получаются точные, а углы -- относительно острые. Глубина гравированных рельефов достигает 0,60 мм. На нижней поверхности некоторых штампов делаются канавки (рифления), предотвращающие деформирование заготовок в течение процедуры обработки.

Область применения. Машины с ЧПУ могут использоваться для гравирования штампов, применяемых для всех типов работ по тиснению, а также для одноуровневого гравирования и создания ряда совершенно идентичных копий с оригинала.

Однако распространенные машины с ЧПУ не способны к воспроизведению такой же степени точности при гравировании многоуровневого рельефа, как ручные методы.

19. Дубликаты штампов

Оригинальные штампы слишком дороги, поэтому для выполнения многотиражных работ используют более дешевые дубликаты (копии) оригинальных штампов.

Латунный оригинал Бакелит

Негативная копия оригинала

Негативная копия Оригинала

Бакелит Адгезив

Латунь

Рис. 2.11. Процесс изготовления бакелитового дубликата:

а -- процесс изготовления негативной копии оригинала;

б -- процесс изготовления дубликата штампа

Пластмассовые дубликаты (копии). Эти штампы для тиснения изготавливаются путем введения пластмассы в пресс-форму, воспроизводящую оригинальное клише.

Бакелитовые дубликаты. Бакелитовая копия используется как оригинал для создания дубликатов штампа (рис. 2.11,6). Они делаются более прочными путем добавления латунной матрицы под матрицу бакелита. Процесс изготовления дубликата складывается из следующих операций.

Латунный оригинал копируется в бакелите при большом усилии прессования и температуре (от 50 до 150 тс при 140°С) для получения негативной копии оригинала (рис. 2.11, а). Тепловым расширением бакелита при высокой температуре можно объяснить увеличение размера оригинала на 0,3%.

После прессования дубликаты охлаждаются и слегка сжимаются в процессе отвердения.

Полученные дубликаты имеют такие же размеры, углы и глубины (высоты) рельефа, как у оригинала. Таким образом можно изготовить несколько идентичных копий вручную гравированных оригиналов.

Следует отметить, что при одноуровневом конгревном тиснении предпочтительнее (требуется меньше времени) гравировать штампы станком с ЧПУ, чем изготавливать бакелитовые штампы-дубликаты для тиснения.

Область применения. Дубликатные штампы используются только для холодного тиснения. Оригиналы и дубликатные штампы ни при каких обстоятельствах не могут использоваться в машине одновременно.

Фотополимерные штампы. Фотополимерные штампы для тисне-_ия и их матрицы изготавливаются с использованием фотографического процесса и точно соответствуют друг другу.

Вначале производится позитивная пленка с размещенными на ней зображениями. С этой пленки получают негативную пленку оригинала Основа для штампа подвергается экспонированию с негатива оригинала, затем вымывается и высушивается.

Матрица должна быть более узкой, чем оригинал. По этой причине позитивная пленка оригинала с размещенными на ней изображениями не может использоваться при изготовлении матриц. Для этого процесса применяется негативная пленка матрицы, произведенная с негатива оригинала.

В том случае, если негативная пленка матрицы содержит линии малой ширины, которые могут исчезнуть в течение процедуры инсоляции (экспонирования), делают более широкий негатив по сравнению с оригиналом.

Оригинал штампа с несколькими изображениями может иметь формат, равный формату листового тигельного пресса. Альтернативно работа может быть выполнена с использованием нескольких оригиналов, каждый из которых несет одно изображение меньших размеров. Такие оригиналы применяются совместно с режущими линейками для высечки.

Область применения. Фотополимерный штамп имеет одноуровневый рельеф и используется для конгревного тиснения или выполнения комбинированных операций тиснения и высечки.

20. Материалы штампов

Наиболее важная характеристика материала -- его твердость. Это свойство имеет большое влияние на выбор процесса гравирования и диктует срок службы штампа. Чем выше твердость штампа, тем более он подходит для периодически повторяющихся крупносерийных производств. Однако срок службы штампа зависит также от используемой машины и типа работы, которая будет выполнена (сплошные области, мелкие детали и т.д.). Например, штампы со многими резкими остроконечными кромками будут изнашиваться быстрее, чем состоящие из больших плоских поверхностей.

При выборе материала следует учитывать и другие факторы, которые представлены в табл. 2.2,2.3.

Таблица 2.2

Качественные и количественные характеристики материалов по факторам

Материал	Факторы
	Твердость	Цена	Объем работы, тыс. оттисков	Трудоемкость изготовления штампа	Допуск на толщину штампа, мм	Максимальное давление, тс /см2
Сталь	+++++	$$$$$$	1 1 000	+++	0,07	4,5
Латунь	++++	$$$$	500	++	0,08	3
Медь	+++	$$$	'500	++	0,07	4,5
Магний	++	$$	От 25 до 30	+	0,08	0,8
Цинк	++	$$	От 25 до 30	+	0,08	0,8
Бакелит	++	$$	500	+	0.1	2
Фотопшшмер	+	$	500	+	0,08	2

¹ Хромированные штампы служат вдвое дольше.

Таблица 2.3

Область применения и способы гравирования материалов

Материал	Область применения	Способы гравирования
Сталь	Плоское тиснение на твердых материалах	С использованием пантографа Травление
Латунь	Многоуровневое конгревное рельефное тиснение Рельефное тиснение	С использованием пантографа Машина с ЧПУ Ручной Травление
Медь	Плоское тиснение	Травление
Магний	Одноуровневое конгревное рельефное тиснение Плоское тиснение	»
Цинк
Бакелит	Холодное конгревное рельефное тиснение	Прессование дубликата
Фотополимер	Одноуровневое холодное конгревное рельефное тиснение	Фотографический процесс

Сталь имеет достаточно высокую твердость. Изготовленные из нее штампы используются для печатания больших тиражей в полиграфиской промышленности. Могут выдержать износ, производимый вторичной бумагой.

Латунь тяжелее протравить, так как она представляет сплав меди пинка а эти два элемента взаимодействуют с различными кислотами Она остается чистой и гладкой дольше, чем медь. Латунь можно полировать для уменьшения поверхностного повреждения (износа). Медь -- лучший проводник тепла. В некоторых странах из нее изготавливается около 80% штампов.

Магний легко повреждается, и символы увеличиваются по ширине из-за износа штампа. Он летучий и огнеопасный, плохой проводник тепла. Подвержен коррозии после 4-5 месяцев хранения. Может многократно использоваться, если хорошо упакован и защищен. Цинк имеет такие же характеристики тиснения, как и магний, но они менее резко определены. Область применения ограничена.

Бакелит -- плохой проводник тепла и используется при низких температурах. Большие штампы могут деформироваться. Фотополимер плохо проводит тепло, может применяться только при низких температурах. Большие штампы имеют тенденцию деформироваться.

21. Матрицы. Классификация матриц

Матрица представляет негативную форму штампа (рис. 3.1). Штамп соединяется с матрицей и переносит деталь выделенного изображения на лист. Матрица помещается на опорной плите листового тигельного пресса, иногда монтируется на матричном основании (декеле), помещенном на опорной плите машины. Исходным материалом матричного основания является или плоская матрица, или специальный картон, используемый для печатания в рельефе.



Рис. 3.1. Штампы и матрицы для конгревного (а), блинтового плоского (б) и рельефного (в) тиснения

Матрицы классифицируются по следующим признакам: типу работы, жесткости, месту изготовления, виду материала, способу изготовления и оригинальности.

По типу работы, которая будет выполнена, они подразделяются на виды для конгревного, плоского и рельефного тиснения, а также для горячего тиснения фольгой на картоне.

По жесткости: жесткие, полужесткие и гибкие.

По месту изготовления: матрицы предварительно изготавливаемые вне пресса и на прессе.

По оригинальности: оригинальные и дубликаты (копии).

При выборе матрицы для плоского тиснения часто используют следующее эмпирическое правило:

Малые области тиснения => Жесткая матрица Большие области тиснения =$ Гибкая матрица

Геометрические параметры матриц и требуемые свойства

Толщина матриц должна оставаться постоянной, чтобы сила прессования была равномерно распределена по изображению. Толщина может меняться от задания к заданию. Рекомендуются следующие значения:

для плоского тиснения -- от 0,8 до 1 мм;

для конгревного или рельефного тиснения с предварительно изготовленной матрицей -- до 0,7 мм. Матрица закрепляется на основании толщиной 0,3 мм.

Для матрицы, изготовленной на прессе, основание должно быть толщиной от 0,8 до 1 мм.

Требуемые свойства матриц. Матрицы должны удовлетворять следующим критериям:

воспроизводить все подробности границ и рельефов;

легко устанавливаться;

выдерживать изменения применяемой силы прессования;

обеспечивать высокую эффективность в течение всего времени изготовления тиража;

выдерживать нагрев, используемый при тиснении.

22. Материалы для матриц (декелей) плоской штамповки

Материалы для декелей

Подбор декеля осуществляется в зависимости от вида материала, на котором выполняется тиснение. Применяют три типа декелей:

*жесткий -- при тиснении картона с поверхностной плотностью от 180 г/м2. Картон такой плотности имеет свой собственный объем и поэтому требует большего давления;

*полужесткий -- при тиснении бумаг с поверхностной плотностью до 180 г/м2;

* мягкий -- при тиснении полимерных пленок и этикеточных бумаг. В качестве декельных материалов используют пертинакс, прессшпан, полиштамп, калиброванные, приправочные бумаги, резинотканевое полотно, самоклеящиеся пленки, полиуретан.

Пертинакс -- пластина коричневого цвета, состоящая из эпоксидных смол. Применяется как жесткий декель и как основа для полужесткого декеля. Рекомендуется использовать в качестве постоянного декеля на машинах большого формата типа ВоЪкС ВМА или СИеГг Р8А. При тиснении обеспечивает четкость границ, точную проработку всех графических элементов. Выпускается толщиной 0,5 и 1,0 мм.