Фольга для горячего тиснения (Гилязетдинов Л.П.) - часть 4

4. ТЕХНОЛОГИЯ ГОРЯЧЕГО ТИСНЕНИЯ
4.1. Виды горячего тиснения

Сущностью процесса декорирования изделий фольгой горячего тиснения является перенос и закрепление слоев фольги с основы на поверхность обрабатываемого изделия за счет адгезионного слоя фольги, создаваемого давления и температуры. Нагретый (металлический или резиновый) штамп во время контакта с подложкой-основой размягчает промежуточный слой, создает условия легкого отрыва красочного или лакового и металлических слоев от основы. Дальнейшее проникновение тепла в адгезионный слой размягчает связующее или поверхностный слой материала изделия и, благодаря создаваемому давлению и температуре, фольга припрессовывается к обрабатываемым материалам.

С помощью процесса тиснения фольгой можно воспроизвести мелкие и крупные графические элементы, рисунки, плашки, выворотные рисунки и шрифты, имитировать почти любую отделку металла, дерева, кожи, мрамора, начиная от одноцветных простых и кончая многоцветными сложными рисунками.

Большой ассортимент видов фольги для горячего тиснения, простота применяемого оборудования и самого метода тиснения дает возможность использовать его в широких пределах.

Декорирование, различное оформление методом горячего тиснения фольгой имеет ряд преимуществ перед декорированием изделий красками. Прежде всего, это сухой процесс —использование фольги для тиснения исключает применение жидких красок, а это означает:

— изделия не требуют никакой предварительной обработки;

— возможность остановки процессов без опасения высыхания краски в красочном аппарате и на печатной форме;

— возможность дальнейшего использования или складирования изделий — отсутствие сушки;

— возможность многократной обработки изделий без технологических пауз;

— быструю подготовку оборудования к процессу тиснения;

— быструю замену цвета и декоративного сюжета фольги;

— безвредность процесса, в связи с чем отпадает не-

обходимость в установке дорогостоящих механизмов по защите и очистке окружающей среды и фильтров для сточных вод;

—широкий диапазон получения поверхностных эффектов: имитация благородных и других металлов и сплавов (золото, серебро, хром, алюминий, бронза), лакированных и матовых красок, а так же дерева и камня;

— исключительно прочное закрепление декорирующих слоев с изделием — высокая стойкость к истиранию;

— возможность применения разнообразных материалов, на которые можно наносить тиснение фольгой: переплетные ткани с нитроцеллюлозным и винилхлорид-ным покрытием, бумага, картон, различные синтетические материалы, пластические массы, лакированное дерево и др.;

— высокую кроющую способность светлых тонов фольги, возможность использования для тиснения на темных цветах материалов.

Применение фольги горячего тиснения дает возможность создать различные виды тиснения [20, 47, 57].

Позитивное тиснение — наиболее распространенный способ тиснения, производится обычно гравированным штампом с поднятыми печатными элементами. Печатные элементы штампа имеют зеркальное изображение. Этот способ используется для тиснения мелких шрифтов, тонких линий и штриховых рисунков.

Негативное тиснение — применяется при запечатке больших площадей, в которых выгравированы шрифт или рисунок. Этот способ тиснения наиболее трудоемкий.

Оба вида тиснения могут быть использованы вместе, в одном оформлении. В этом случае степень трудности исполнения увеличивается из-за наличия в одном рисунке позитивного тиснения с мелким шрифтом и негативного тиснения с относительно большой площадью.

Конгревное тиснение — изображение конструируется за счет предварительной или последующей деформации материала изделия.

Данный вид тиснения производится на легко деформирующихся материалах (бумага, картон, пластинчатые пленки, переплетные ткани). Возможны варианты тиснения фольгой с последующей деформацией запечатанной поверхности за счет штампа, в котором изображение находится ниже печатной площади. Изображение

создается благодаря натиску, создаваемому выпуклым декелем и углубленным изображением штампа.

Вариант конгревного тиснения возможен и штампом с одновременным тиснением фольгой и конструированием поднятого изображения. Конгревное тиснение нашло широкое применение в промышленности пластмасс.

Конгревно-рельефное изображение на пластмассовых изделиях, изготовленное при формировании изделия — шрифт, рисунок или линия, — декорируется с помощью резиновых штампов.

Выворотно-оборотное тиснение применяется на прозрачных материалах с оборотной стороны. При этом могут быть использованы как позитивное, так и негативное тиснение, которое производится со штампов с прямой гравировкой.

Оборотное тиснение характеризуется тем, что изображение имеет защиту от истирания и внешних воздействий, благодаря прозрачности изделия. Дополнительное тиснение с оборота цветной фольгой по ранее оттиснутому позитивному тиснению создает эффект металлизации с последующей окраской.

Тиснение больших поверхностей используется при декорировании пластмассовых изделий и при изготовлении «золотого» обреза книжных блоков. В этом случае применяется метод «накатки» — тиснение горячим силиконовым валиком. При способе «накатки» в результате проката фольги удается устранить пузырьки воздуха из-под фольги. При небольших поверхностях можно использовать метод ударного тиснения, при этом штамп должен вначале «садиться» в середине площади (за счет шаровой или цилиндрической поверхности). Таким образом удается вытеснить воздух из-под фольги.

4.2. Общие сведения о полиграфических переплетных материалах и пластмассах для тиснения фольгой

К переплетным материалам относятся переплетные ткани и их заменители, применяемые в полиграфичеокой промышленности для изготовления переплетов.

Учитывая адгезионные и когезионные свойства переплетных материалов, их можно разделить на следующие группы:

I. Материалы с нитропокрытием, нитрополиамидным и крахмальнокаолиновым покрытиями, пременяемые для изготовления переплетов, папок и др.:

—Ледерин — хлопчатобумажная ткань (миткаль) с эластичной, нитроцеллюлозной пленкой, пластификатором, пигментом и наполнителем;

— ледерин на бумажной основе — специальный сорт бумаги с эластичной нитроцеллюлозной пленкой и тонким слоем нитроцеллюлозного или полиамидного лака;

— коленкор КП — хлопчатобумажная ткань (миткаль) с тончайшей крахмально-казеиновой пленкой с наполнителем — каолином;

—»коленкор-модерн — хлопчатобумажная ткань (миткаль) с прозрачным, бесцветным крахмальным грунтом, иногда с нитроцеллюлозным лаком;

— лакированный коленкор — хлопчатобумажная ткань, покрытая нитроцеллюлозным лаком.

Все эти материалы имеют в своих покрытиях адгезивы, -которые под действием температуры штампа размягчаются и приобретают адгезионные свойства.

II. Ацетатные ткани — материалы из искусственных волокон. К ним относятся:

— штапель с открытой ткацкой фактурой с дополнительной обработкой антисептиком для использования их в тропических условиях;

— склеенные материалы (разреженная ткань и бумага)— синтетические ткани, покрытые грунтом на основе синтетических латексов;

— нетканые материалы, покрытые синтетическим бу-тадиеннитрильным латексом;

— переплетные материалы на хлопчатобумажной и бумажной основе с латексным покрытием СВХ-1 —пленки сополимера хлорвинила с виниденхлоридом, крахмалом, пигментом и наполнителем.

III. Переплетные поливинилхлоридные материалы:

— балакрон — на бумажной основе пленка пластифицированного поливинилхлорида с различными рисунком и фактурой поверхности;

— «Балакрон» — импортный материал фирмы «Бала-мунди» (производство Голландии);

— переплетный материал типа «Невский» и «Невский-2» — на бумажной основе пленка поливинилхлорида с различной фактурой шоверхности (выпускается фабрикой «Пролетарский труд», Ленинград);

— «Бумвинил» — переплетный материал на бумажной основе с пленкой поливинилхлорида и покрытием рисунка. Различные рисунок и фактура поверхности, многокрасочный ассортимент дают этому материалу

предпосылки к широкому внедрению (выпускается заводом искусственных кож в г. Иваново).

Отделка переплетных крышек и изделий из материалов с поливинилхлоридным покрытием фольгой горячего тиснения требует особого внимания по следующим причинам:

1. Низкая температура плавления пленки поливинилхлорида.

2. Отсутствие остаточной деформации.

3. Значительное количество пластификатора.

4. Отсутствие в поверхностном слое поливинилхлорида адгезива.

В соответствии с этим тиснение проводят фольгой с низкой температурой размягчения воскового слоя, фольгой с большим пигментированным, металлическим или металлизированным слоем для покрытия фактуры поверхности поливинилхлоридной пленки, фольгой с низкоплавким и «сильным» адгезивом и соответственно с большим удельным давлением.

Переплетный материал «Бумвинил» имеет поверхностное отделочное покрытие, которое по своим химическим данным близко к адгезивам фольги, что дает возможность использовать для тиснения по этому материалу большой ассортимент фольги, выпускаемой для полиграфической промышленности.

IV. Бумага и картон — материалы, применяемые в различных областях народного хозяйства (полиграфическая промышленность — основной их потребитель при изготовлении высокохудожественных изделий: открыток, обложек, этикеток для кондитерской промышленности с применением горячего тиснения фольгой; производство часов и приборов и т. д.).

Для производства открыток используют мелованные, картографические, картонные бумаги, астролюкс, люксо-принт, полукартоны с покрытием массой 140—240 г/м2.

Изготовление «золотого» обреза книг проводится как на мелованных, так и офсетных бумагах массой 120 г/м2. Использование рулонной фольги дает возможность механизировать этот процесс.

Технологический процесс изготовления «золотого» обреза книжных блоков проводится по следующей схеме:

1. Шлифовка обрезов книжных блоков.

2. Грунтовка обреза.

3. Тиснение.

Различное оборудование предусматривает различную технологическую схему. Фирма «Л. Курц» (ФРГ) предусматривает тиснение на комплектах оборудования «Дукат» и «Карат» по следующей схеме [47, 56J:

1. Установка группы блоков в тиски.

2. Шлифовка группы блоков лентой «150».

3. Шлифовка группы блоков лентой «280» или «320».

4. Очистка группы блоков от пыли.

5. Перенос тисков на позолотный пресс.

6. Грунтовка шлифованного обреза блоков 5%-ным раствором шеллака.

7. Сушка грунтовки.

8. Тиснение фольгой при помощи резинового вала при температуре 200—220°

Австрийская фирма «Ochsner, Kellerd Со» предусматривает процесс тиснения на специальном агрегате, с циклом последовательных операций [53]:

1. Поперечное шлифование лентой с зерном № 100.

2. Продольное шлифование лентой с зерном К? 180.

3. Продольное шлифование лентой с зерном № 240.

4. Продольное шлифование лентой с зерном № 320.

5. Пылеулавливание агрегатом, имеющим сопла для сжатого воздуха; вентиляционные сопла; воздушную продувку; щетки для вытяжки пыли.

6. Грунтование — двойной накат грунта двумя валиками.

7. Золочение — два валика, покрытых силиконовой резиной, — двойной прикат фольги валиками под действием сжатого воздуха.

V. Пластические массы — это поликонденсационные и полимеризационные пластмассы, характеризующиеся набором специфических особенностей поверхностных и термомеханических свойств. Многие из них обладают необходимыми адгезионными свойствами. Поэтому для тиснения на таких материалах применяют специальные виды фольги и иногда производят предварительное облагораживание их поверхности. Особенности горячего тиснения на синтетических материалах сводятся к следующему [57]:

Для тиснения на полистироле, сополимерах стирола с акрилонитрилом и другими мономерами на тройном сополимере стиролбутаднен-акрилонитрил, поливинилхлориде, ацетате целлюлозы и ацетобутирате целлюлозы применяют фольгу с клейким адгезионным слоем. Тиснение производится при относительно низкой температуре. Соответственно этому температура поверхностного размягчения адгезионного слоя должна быть низкой (55—65°).

Тиснение на поликарбонате, полиакриловой смоле, полиметилметакрилате и полиуретане производят при высоких температурах (150—170°). Поэтому температура размягчения адгезионного слоя фольги должна быть относительно высокой (80—90°). Температуру размягчения разделительного слоя также необходимо увеличить до 90—100°

Полиэтилен, полипропилен, сополимер этилена с пропиленом и сополимеры бутадиена характеризуются низкой энергией поверхности, что обусловливает низкую прочность адгезионного соединения с фольгой и невысокую стойкость оттиска к истиранию и царапанию. Адгезионный слой фольги для этих материалов состоит из специальных сополимеров этилена.

Вспененные полимерные материалы, такие как: пено-пласты и пенополиуретаны перед тиснением предварительно обрабатываются для сглаживания поверхности. После чего они приобретают хорошие печатно-технические свойства. Тиснение на этих материалах пигментированными фольгами с относительно большой толщиной можно производить и без предварительной подготовки поверхности.

Фенолформальдегидные, меламиноформальдегидные смолы, полиэфиры и лаковые покрытия на их основе обладают хорошими адгезионными свойствами по отношению к фольге. Однако и здесь требуется привести в соответствие температуры поверхностного размягчения этих материалов и адгезионного слоя фольги.

VI. Кожа натуральная и искусственная — материалы, применяемые в обувной промышленности. Ассортимент этих материалов очень широк: 'подкладочные покровного крашения,, искусственные подкладочные, стельки, натуральные кожи барабанного крашения налицо и бахторму, лакированные кожи и т. д.

Метод тиснения фольгой в обувной промышленности применяется при маркировке реквизитов, нанесении фирменных знаков на стельках, декоративной отделки подошвы модельной обуви и для отделки верха обуви.

Специально для обувной промышленности выпускается фольга на бумажной и пленочной основе, пигментированная для тиснения реквизитов, подошвы и верха обуви.

Широкое применение в обувной промышленности нашли полиграфические бронзовые фольги на бумажной и пленочной основе и металлизированная, имитирующая золото для тиснения фирменных знаков.

VII. Лакированное дерево — основной материал, применяемый для изготовления карандашей. Отделка карандашей, покрытых нитролаками, производится фольгой на тонкой бумажной или пленочной основе для тиснения мелких графических элементов и мелкого шрифта.

Тиснение на автоматических высокоскоростных прессах фольгой на тонкой основе и с тонкими слоями дает предельно четкий и прочный оттиск.

4.3. Рекомендации по применению фольги горячего тиснения

Получение оттиска высокого качества обусловлено правильным подбором фольги к материалу изделия и соответствующим режимом тиснения. Учитывая химический состав материалов каждой группы и свойства фольги, рекомендации по их применению сводятся к следующему:

1-я группа материалов: ледерин, коленкор КП, коленкор-модерн, лакированный коленкор, ледерин на бумажной основе и бумвинил — используют фольгу бронзовой серии 111-01, 112-01, алюминиевой серии 211-01, цветной матовой на бумажной основе серии 4НС и В при температуре 110°—130°, фольгу цветную матовую на пленочной основе серии 413 и цветную глянцевую на пленочной основе серии 513 при температуре 120—140°, а также фольгу металлизированную, «Юбилейную» серии 313 при температуре 100—120°

2-я группа: штапель с открытой ткацкой фактурой, дублированные материалы из разреженных тканей, нетканые материалы СВХ-1 рекомендуется тиснить фольгой бронзовой серии 111 -01 Б, цветной матовой на пленочной основе серии 413 и металлизированной серии 383.

3-я группа: материалы с ПВХ покрытием, склеенные с бумагой — «Балакрон», «Невский», «Скавертекс» и другие материалы с ПВХ покрытием рекомендуется тиснить фольгой бронзовой серии 111-01Б, 181-01, цветной матовой серии 413 на пленочной основе и металлизированной серии 383.

4-я группа: пластические массы — полистирол, сополимеры стирола, полиметклметакрилат и др.; применяют фольгу серии 463, 473, 573 цветную на пленочной основе, цветную на пленочной основе с рисунком, фольгу металлизированную серии 373 при температурах тиснения 150—170° —с металлических и 180—240° —с резиновых штампов.

Для тиснения больших поверхностей материала, декорирования применяют фольгу на основе полиэтнленте-рефталатной пленки.

5-я группа: материалы для маркировки деталей и реквизитов обуви на машинах горячего тиснения. Используют фольгу, пигментированную на пленочной основе серии 443 (температура 110—120°) для подкладок териалов, а также фольгу восковую серии 741 для натуральных кож барабанного крашения налицо и бахторму при температуре тиснения 90—110°

Для тиснения подошвы модельной обуви применяют фольгу серии 543 — глянцевую пигментированную на пленочной основе, температура тиснения 120—140°

6-я группа: лакированное дерево. Применяют фольгу на конденсаторной бумаге (температура тиснения 90— 110°) и фольгу металлизированную серии 333 на пленочной основе (температура тиснения 100—110°).

Наличие в ассортименте видов фольги с различным наложением красочных, лаковых или металлических слоев, при правильном подборе фольги для соответствующего оформления дает возможность получить качественные оттиски.

Фольга марки «А» —тонкие слои, для мелкого шрифта, тонкого графического рисунка. Эта фольга требует низких температур тиснения. Фольга марки «Б»—для крупных рисунков, плашек, крупных шрифтов. Фольга марок «А» и «Б» выпускается всех серий.

Совместимость различных видов фольги. Особое внимание следует уделить совместимости видов фольги между собой и фольги с ранее отпечатанной краской.

Фольга на спирторастворимом связующем применяется для тиснения по ранее отпечатанным краскам, за исключением припудренных противоотмарывающим порошком.

По фольге с индексом «С» фольга с индексом «В» не дает оттиска, и наоборот, фольга с индексом «С» печатается по фольге с индексом «В». Металлизированная фольга дает оттиск только по фольге с индексом «В».

По бронзовой и алюминиевой фольге никакая фольга не дает оттиска; бронзовая и алюминиевая фольга совместима с фольгой всех видов.

Для тиснения по штапелю в тропическом исполнении разработана фольга серии 413—59 Т. Фольга испытана по всем показателям на тропикоустойчивость.

4.4. Технологические схемы горячего тиснения
Для отделки переплетных крышек в полиграфической промышленности наибольшее распространение получили позолотные прессы с горизонтальным, возвратно-поступательным движением стола, с автоматической или ручной подачей крышек.

Распространение получили прессы тигельного типа, технологическая схема работы которых показана на рис. 13 [1, 8, 57]. Схемы механизмов давления, механизма подачи фольги и устройств для транспортировки крышек в них могут быть различными [1, 8]. Некоторые варианты комплексной схемы тиснения реализованы в отечественных позолотных прессах. В последнее время для тиснения на переплетных материалах применяют ротационные прессы. Здесь тиснение производится при прохождении переплетных крышек между двумя вращающимися цилиндрами — формным и опорным [37). Разновидностью ротационных прессов являются прессы для тиснения прокатного действия, схема работы которых приведена па рис. 14. По этой схеме производят тиснение как на переплетных крышках, так и на плоских пластмассовых изделиях.

Общее направление развития технологии горячего тиснения состоит в автоматизации процесса тиснения, в повышении производительности оборудования и улучшении качества оттисков. Ананьина, Коцарь и Мордовии [1] правильно указывают, что одним из кратчайших путей к автоматизации процесса тиснения является специализация прессов с целью упрощения их конструкции и повышения надежности. Этот путь широко применяется

в зарубежной практике, особенно при тиснении по пластмассам.

На рис. 15—20 приведены технологические схемы горячего тиснения на изделиях, имеющих различную геометрическую форму [57]: цилиндрическую и коническую, цифровую роликовую, мелкие и полные детали и т. д. Эти схемы разработаны применительно к конкретным видам изделий и являются достаточно простыми для практической реализации, а также для последующей автоматизации технологического процесса.

4.5. Технологические параметры тиснения

Рассматривая процесс тиснения фольгой, необходимо обратить внимание на те факторы, которые влияют на качество оттиска. К ним относятся:

1. Толщина и теплопроводность основы фольги;

2. Температура штампа.

3. Скорость тиснения.

4. Время контакта штампа с фольгой.

5. Площадь печатных элементов штампа.

6. Конфигурация штампа.

7 Толщина штампа.

8. Толщина прокладки между горячей плитой пресса и штампом.

9. Соответствие адгезионного слоя фольги поверхности запечатываемого изделия.

10. Создаваемое давление.

Основным фактором, влияющим на качество тиснения, является температурный режим, на который влияют семь из десяти факторов.

Различные виды фольги, рекомендуемые для соответствующих материалов, требуют различных температурных режимов. Это обусловлено как температурой размягчения адгезионного слоя, так и температурой размягчения поверхностного слоя материала изделия. Но в каждом из этих случаев температура штампа во время работы должна быть постоянная. Допустимые отклонения 5—7%.

При автоматическом режиме работы определенное количество тепла во время контакта через фольгу переходит на изделие.

Чем больше скорость тиснения и площадь печатных элементов штампа, тем больше тепла уходит с поверхности штампа. Таким образом, для нормальной работы штамп должен постоянно получать от плиты пресса то же количество тепла.

Баланс температур можно регулировать различной толщиной подложки под штамп, толщиной штампа и скоростью тиснения.

Оснащение позолотных прессов терморегуляторами предназначено для регулирования и 'поддержания определенных температур головки пресса; однако показание термопар не указывает на фактическую температуру плиты или штампа.

% Качество тиснения зависит от температуры поверхности штампа. Температура измеряется термометром, вмонтированным в головку пресса. Фактическая степень нагрева поверхности штампа измеряется с помощью термопары или контактного термометра. Разница показаний термометра пресса и контактного термометра зависит от конструкции нагревательной головки пресса, размера и вида штампа. При воздействии внешней среды (температура окружающего воздуха, приток свежего воздуха из открытых окон, сквозняк и т. д.) отклонения в показаниях могут быть еще больше. К сожалению, для большого числа материалов точные температурные нормы установить невозможно, поэтому приходится постоянно проводить технологическую пробу на применяемом материале.

Закрепление слоев фольги на материалах обеспечивается создаваемым давлением и температурой. Давление выравнивает макронеровности материала и создает необходимый контакт его поверхности с печатной формой. При недостаточном давлении наблюдается непропечатка оттиска, при чрезмерном давлении — деформация изделия, образование оборотного рельефа.

содержание .. 2 3 4 5 ..