Sítotisk a jeho využití

1415

Sítotisk je mnohdy opomíjenou tiskovou technikou, o níž mnozí tvrdí, že jde o techniku, která bude nejdříve vytlačena digitálním tiskem. Na jednu stranu je toto tvrzení pravdivé, skutečně existují oblasti, kde digitální tisk převzal dominantní postavení a sítotisk se dnes využívá jen ojediněle, na druhou stranu je stále celá řada segmentů a jednotlivých aplikací, které si bez této techniky neumíme představit.

Pro snazší pochopení využití sítotisku bychom měli rozlišovat grafický a technický sítotisk. V první zmiňované kategorii skutečně došlo k dramatickému posunu. Zatímco v minulosti byl sítotisk využíván často jako grafická tisková technika aplikovaná zvláště ve velkoformátovém reklamním tisku, dnes jeho pozici převzal digitální tisk, který nabízí celou řadu výhod, jako je například tisk v nákladech od jednoho kusu, možnost tisku na široké spektrum médií a formátů a v neposlední řadě také rychlost, kde první tisky je možné získat již za několik minut. Nesmíme zapomenout ani na kvalitu tisku, kde digitální technologie jasně dominují nad sítotiskem. Z těchto důvodů zde sítotisk jako samostatná technologie vyklidil do značné míry své pozice, dnes se s ním můžeme setkat pouze v oblasti kombinace s jinými tiskovými technikami (zejména flexotiskem a ofsetem), kde samotný tisk je prováděn některou z těchto technik a sítotisku se využívá především kvůli jeho nesporné výhodě, kterou je možnost přenést na potiskované médium i barvy a materiály, které by nebylo možné jinou technikou přenést. S nasazením sítotisku se tak můžeme v tomto segmentu setkat při aplikaci laků, barev s velkými částečkami pigmentu či s barvami, které by nebylo možné přenášet kvůli konzistenci. Nasazení sítotisku v tomto směru je tak poměrně omezené, nicméně platí, že v těchto oblastech má sítotisk nezastupitelné místo. Samozřejmě že se sítotisku využívá i u některých dalších grafických aplikací, jde však o ojedinělé aplikace, a často je této techniky využíváno zejména proto, že je možné přenést na potiskovaný substrát větší vrstvu tiskového média, popřípadě lze přenést tiskové médium, jehož větší částice by nebylo možné na potiskovaný substrát přenášet pomocí jiné tiskové techniky.

Pokud jsme se zmiňovali o tom, že v grafickém segmentu sítotisk do značné míry vyklidil své pozice, u technického či průmyslového sítotisku je situace zcela opačná. Zde totiž jde o techniku jasně dominantní a lze předpokládat, že tomu tak bude i v budoucnu a nebude docházet k snižování tržního podílu této tiskové techniky. Podívejme se proto na následujících řádcích na některé průmyslové aplikace, kde je sítotisk plně využíván. Ve všech případech je třeba říci, že zde má sítotisk své nezastupitelné místo.

 


Systém pro potisk tištěných spojů

 

Technický sítotisk

Sítotisk dnes expanduje do mnoha technických aplikací, a v mnoha případech ani nevnímáme, že povrch materiálu je zušlechtěn či upraven právě pomocí sítotisku. Širokou skupinu zahrnovanou do technického sítotisku tvoří potisk skla, který je dnes v celé řadě aplikací zajišťován právě pomocí sítotisku. Typickým příkladem je potisk stavebních skel. S trochou nadsázky je možné říci, že si bez sítotisku nelze představit opláštění moderních budov. Při potisku stavebních fasádních skel sítotiskem se jedná převážně o velkoformátové aplikace. Fasádní sklo dodávají sklárny ve velkých tabulích, například o rozměru 3 x 6 m. Sklo se distribuuje v různých tloušťkách a provedeních. Před potiskem se provádějí operace řezání, broušení, fazetování, eventuálně i gravírování. Následuje mytí, čištění a příprava skla k potisku. Tiskne se vypalovanými sítotiskovými barvami. Potisk probíhá na sítotiskových linkách. Nejčastěji se používá sklo o síle od 4 do 19 mm. Na 10 m² skla se spotřebuje asi 1 kg barvy. Součástí kontinuální výrobní linky je sušicí pec. Pro venkovní obklady je nezbytné, aby sklo prošlo kalicí linkou. Sklo musí být kalené, aby na fasádách dostatečně absorbovalo sluneční záření. U tmavých odstínů se skleněné venkovní pláště zahřívají i na 70 °C. Nekalené sklo by za takových podmínek popraskalo, a došlo by tak k nevratnému poškození opláštění. Sklo se během technologické operace zahřeje na teplotu až 750 °C a poté se prudce ochladí na teplotu okolí. Zchlazení proudem vzduchu zajišťuje sestava mohutných ventilátorů. Operace trvá podle tloušťky skla od 10 do 20 minut. Při kalení se sklo v kalicí lince pohybuje na keramických válcích. V procesu kalení dojde k dokonalému spojení barvy se sklem.

Další aplikací, kde se k potisku skla využívá sítotisku, je výroba autoskel. Zde se sítotisku využívá především k potištění okrajových ploch, čímž dochází k estetickému zakrytí okrajových ploch, kde je zakončení čalounění. Potisk má však i další funkci, kterou je zabránění prostupování UV paprsků. V současné době jsou totiž tato skla přilepena přímo ke konstrukci vozu pomocí speciálních lepidel, která však nejsou odolná vůči UV záření. Barva tak má eliminovat kontakt těchto lepidel s UV paprsky. Podobně jako v ostatních segmentech tisku, kde dochází k potisku skla, je i zde nutné použít speciální tiskové barvy. Nejlépe se osvědčily sklářské barvy na bázi UV. U barev tohoto typu jsou v nosném médiu rozptýleny kromě pigmentů i jemné částečky rozemletého skla. Tyto barvy jsou naneseny na povrch skla, kde jsou fixovány pomocí vytvrzení UV zářením. Tím však práce s barvou zdaleka nekončí. V následujícím kroku je totiž nutné tyto barvy vypálit v pecích, v nichž je zároveň prováděno i konečné tvarování skla při vypalovací teplotě, pohybující se řádově okolo 600 °C. Při této teplotě je teprve provedeno konečné spojení barvy se sklem. U čelních skel se používá technologie lepení dvou skel, mezi nimiž je umístěna speciální PVB fólie. Potiskem je pak opatřována interiérová strana vnitřního skla. K tisku se pak používají výkonné sítotiskové linky, skládající se z automatického transportního systému, jenž dopravuje jednotlivá skla na pracovní stůl, dále z vlastního tiskového stroje a vytvrzovacího tunelu. Ten může být uzpůsoben buď pro UV vytvrzování, či kombinovaný s IR sušením. V takovém případě je pak možné jednu linku využít jak při tisku UV barvami, tak případně pro aplikaci barev určených k IR sušení. Kromě okrajového zabarvení autoskel se pomocí sítotisku tiskne také vyhřívání na sklech. Technologie je pak obdobná té, o níž jsme psali výše v případě potisku okrajových částí skel.

 


Typickou aplikací v průmyslovém sítotisku je potisk skla

 

Typickou oblastí zahrnující potisk skla sítotiskem může být i potisk lahví či nápojového skla. I když je typickým způsobem reklamního značení použití nejrůznějších druhů etiket, přímý potisk lahví stále nachází své uplatnění. U nápojového skla se přitom nesetkáváme pouze u cejchování skla, ale může docházet i k jeho dekorování, i když se v této oblasti využívá i pískování, je sítotisk stále často využívanou technikou. Zatímco dříve se k dekorování nápojového skla využívalo ručních strojů, dnes je většinou potisk zajišťován prostřednictvím sítotiskových automatů, které nabízejí pochopitelně podstatně větší efektivitu a produktivitu. Přesto se však i s ručními sítotiskovými stroji stále můžeme setkat. U potisku nápojového skla se přitom můžeme setkat s celou řadou odlišností, které jsou dány především tím, že potiskovaný materiál není rovinný, jako je tomu u většiny sítotiskových aplikací, ale naopak je zakřivený a také křehký. Proto i tlaky používané při samotném tisku musí být této skutečnosti přizpůsobeny. Automatické sítotiskové stroje na potisk nápojového skla vycházejí ze dvou základních principů. Může se jednat o princip horizontální, u něhož jsou síta v průběhu potisku ve vodorovné poloze a potiskované předměty pod nimi projíždějí takzvaně „naležato“. Dekorování lze provádět v jednom stroji i více barvami. Druhý princip je horizontální, stroje jsou karuselové a stojící dekorované předměty se v průběhu potisku točí dokola v kruhu. Výhoda využití tohoto principu spočívá zejména v tom, že může být potiskována větší plocha na povrchu nápojových sklenic. Tiskové šablony pro použití ať už v ručních, nebo automatických strojích na potisk nápojového skla se prakticky neliší od běžných sítotiskových šablon, ani co se týká sítoviny, ani jejich zpracování. Využívána je nylonová i kovová sítovina s hustotou od 70 do 350 vláken na cm.

Nejjednodušeji se samozřejmě provádí potisk sklenic, protože obvykle nemají na svém povrchu vylisovaný žádný dekor a zároveň tvarově nemají žádné výraznější kónusy. Nejsložitější je naopak potisk džbánků, kde zásadní omezení představuje už jejich ucho a svou roli potom hraje i jejich hmotnost. Na automatických sítotiskových strojích jsou proto dekorovány jednak především jednodušší tvary nápojového skla, dalším důležitým parametrem je množství potiskovaných kusů, které většinou musí přesáhnout 3 000. Pro dekorování složitějších tvarů a menších sérií je výhodnější využití potisku na ručních sítotiskových strojích. Pro dekorování nápojového skla sítotiskem jsou používány tři základní druhy tiskových barev. Jsou to jednak takzvané termoplastické barvy, které obsahují voskové médium, takže do kapalné podoby se dostávají až při teplotě kolem 70 °C. Jejich použití tedy vyžaduje, aby tiskové šablony i těrky byly vyhřívané. Na šablonu musí proto být použita nerezová sítovina, která je schopna vytvořit topný odpor. Po protlačení šablonou tuhnou tyto barvy v okamžiku, kdy se dotknou studeného povrchu potiskovaného předmětu, takže bez jakéhokoliv sušení mohou být na dalších tiskových stanicích plynule přitiskovány další barvy. Termoplastické barvy vyžadují finální vypálení v pásové peci při teplotách 500 až 600 °C. Dalším druhem jsou dvousložkové tiskové barvy, kterými je možné provádět potisk po přidání tužidla bez nutnosti vyhřívání tiskové formy a těrky. U vícebarevných dekorů, kde jsou jednotlivé barvy nanášeny postupně za sebou, musí být každá natištěná barva před nanesením další suchá. Tyto barvy není nutné vypalovat v peci, ovšem bez vypálení je možné je snáze mechanicky poškodit, takže při zvýšených požadavcích na otěruvzdornost natištěného dekoru je možné je po vytištění ještě zasušit v peci při teplotě okolo 200 °C. Do třetí skupiny tiskových barev určených k potisku nápojového skla potom patří vypalovací barvy na sklo a keramiku, které je nutné po vytištění vypálit v peci, jak už sám jejich název napovídá.

 


Nápojové sklo je často kromě pískování také potiskováno prostřednictvím sítotisku

 

Podobnou oblastí je i potisk lahví, ať už skleněných, nebo vyrobených z různých druhů plastů. K jejich značení je sice nejčastěji používáno etiket, existují však oblasti, kde z nejrůznějších důvodů nejsou etikety vhodné, a proto se zde využívá přímého značení pomocí sítotisku, v některých případech pak prostřednictvím tamponového tisku.

Skleněné láhve nevyžadují před potiskem žádnou úpravu svého povrchu, dokonce není nutné ani odmašťování, protože jejich znečištění z výroby je minimální nebo nulové. Jiná situace je ale u plastových láhví, jejichž povrch je třeba před potiskem upravit. U skupiny plastů, takzvaných polyolefinů, do které patří polyetylen nebo polypropylen, je třeba upravit, respektive zvýšit jejich povrchové napětí, aby lépe přijímaly tiskové barvy. To je možné provádět dvěma způsoby, a to buď ožehnutím povrchu láhve plamenem, nebo koronováním.

Rozdíl mezi potiskem skleněných a plastových láhví spočívá prakticky pouze v použitých tiskových barvách, z hlediska výrobního postupu žádné rozdíly mezi nimi nejsou. Na každý z těchto potiskovaných materiálů se používá přesně určená barva, třeba od stejného výrobce, ale s trochu odlišnou formulací. Formulace těchto tiskových barev musí být přizpůsobena tomu, aby se barvy udržely na povrchu potiskovaného materiálu a odolávaly oděru a dalším vlivům. Při potisku skla jsou používány barvy jednosložkové, ale i dvousložkové, do kterých se před zahájením tisku přidává tužidlo jako aktivátor jejich schnutí. Z hlediska druhů se jedná o ředidlové a UV sítotiskové barvy. Na potisk skleněných kojeneckých láhví jsou používány solventní barvy, ale mohou být používány i UV barvy nebo vypalovací barvy křemíkové, na potisk plastových láhví pro sportovní účely slouží buď UV barvy, nebo také barvy ředidlové. Využití toho kterého druhu je závislé na použitých tiskových strojích. Zakázky s menším počtem kusů, které jsou potiskovány na strojích s manuálním nakládáním, ovládáním a odebíráním, jsou potiskovány solventními barvami, u velkosériových zakázek, jejichž potisk probíhá na sítotiskových poloautomatech, jsou využívány UV barvy, protože tyto tiskové stroje jsou vybaveny modulem na jejich vytvrzování UV paprsky. Od klasického sítotiskového workflow, při kterém nedochází k pohybu potiskované plochy, se potisk válcových předmětů sítotiskem odlišuje tím, že v jeho průběhu dochází k pohybu potiskovaného předmětu, tedy otáčení potiskované plochy, a ve směru otáčení láhve se pohybuje také tisková forma, tedy síto, což je podmínkou pro přenos tiskového obrazu. K tisku jsou používány dva typy speciálních jednobarvových sítotiskových strojů, které jsou zkonstruovány pro potisk předmětů válcovitého tvaru. Jednak jsou to jednoduché stroje s manuálním nakládáním a odebíráním láhví po provedení potisku, spouštěné nožním spínačem, jednak poloautomatické stroje, v nichž je pohyb potiskovaných médií zajišťován řetězovým dopravníkem a jednotlivé synchronizované výrobní operace probíhají automaticky.

 


Zatímco grafický sítotisk ustupuje digitálním technologiím, v průmyslových aplikacích je situace odlišná

 

Velmi významnou roli však hraje sítotisk také například v oblasti výroby desek plošných spojů. Základní princip výroby desky plošných spojů (DPS) je poměrně jednoduchý. Na sklolaminátovou desku s předem vytvořenými strukturami vodičů a pájecích ploch se sítotiskem nanese pájecí pasta s lepicími vlastnostmi. Deska se poté osadí elektronickými součástkami a po zatavení v peci může být DPS zamontována do výrobku, pro který byla zkonstruována. Od principu k hromadné výrobní technologii však bývá dlouhá cesta. Na rozdíl od sítotiskové barvy se při potisku desek plošných spojů (DPS) nanáší sítotiskem pájecí pasta, která je daleko složitějším materiálem, než by se na první pohled mohlo zdát. Jedná se o nesourodé médium, které obsahuje přesné sférické kuličky odlévané ve vakuu. Kuličky jsou obalené organickou směsí pryskyřic a aktivátorů, jež zajišťují, že kuličky ve směsi během skladování a nanášení nezoxidují. Směs rovněž zabezpečuje optimální míru lepivosti, protože pasta plní po určitou dobu úlohu lepidla. Po osazení součástek na DPS je umístění elektronických elementů pomocí pasty zafixováno a poté deska prochází pecí, v níž se produkt zataví. Pokud se jedná o velikost DPS, existují normalizované formáty, ale také spousta aplikací s individuálními rozměry. Nejčastější je tzv. eurokarta ve formátu 110 x 160 mm. Používá se také dvojitá eurokarta, ale výrobce sítotiskových strojů pro tisk na DPS musí počítat s daleko větší variabilitou než např. v polygrafii. Formát DPS určuje konstruktér elektronických obvodů. Existují i prostorově tvarované DPS. Např. ve fotoaparátech se používá DPS ve tvaru několikrát přehnuté fólie. I desky ve formátu 3D se nejprve v ploše potisknou sítotiskem a osadí elektronickými součástkami, až potom se vytvarují do podoby výsledného výrobku. Největší rozdíl mezi klasickým sítotiskem a sítotiskem používaným při výrobě DPS tkví v poslední fázi tisku. Tradiční síto přesahuje, a někdy i podstatně, skutečnou tiskovou plochu. Šablona v sítotisku pro potisk DPS je v podstatě rovna tiskové ploše. Sítotiskový stroj je vybaven stolem s vertikálním pohybem, s jehož pomocí dochází k oddělení šablony od DPS v jednom kroku, nikoli k pozvolnému odtrhu. Separace šablony směrem nahoru probíhá řízenou rychlostí. Čím menší plocha, tím je odtrh pomalejší. Pasta musí mít určitý čas, aby mohla využít tixotropní charakter a aby mohla na hranách přejít do tekuté fáze.

Kromě již výše popsaných průmyslových oblastí se můžeme setkat s nasazením sítotisku také v dalších oblastech. Namátkou bychom mohli jmenovat například automobilový průmysl, kde se sítotisku využívá například k potisku stínítek tachometrů. Zde stojí za zmínku především to, že tisk je prováděn ve více vrstvách, kde je kladen vysoký důraz na velmi přesný soutisk. Vzhledem k tomu, že dochází k prosvětlování těchto stínítek, byla by každá nedokonalost velmi dobře viditelná.

 


Skleněné pláště budov jsou také potiskovány sítotiskem

 

Závěr

Z výše napsaného je patrné, že sítotisk je stále velmi zajímavou technologií, která nachází své uplatnění v oblasti tisku. V posledních letech sice došlo k jistému posunu této technologie z oblasti grafického tisku do segmentu průmyslové výroby, nicméně lze předpokládat, že se s touto technikou budeme v širokém měřítku setkávat i v následujících letech, a to i přesto, že některé dříve dominantní oblasti sítotisku postupně převzal tisk digitální.

 

Pro Svět tisku připravil Patrik Thoma