Výroba ražebních štočků

1390

Slovem štoček je v tiskovém průmyslu označován druh tiskové formy. Jedná se o tiskovou desku s vystupujícími, vyvýšenými tiskovými prvky. Zhotovena může být z různých materiálů, například z kovu nebo plastu, ale také ze dřeva nebo linolea, a tiskový obraz je do ní vyleptán, vyryt, vyfrézován nebo nejnověji také vypálen laserovým paprskem.

V knihtiskové technologii tisku z výšky byly štočky jedinou možností reprodukce grafických motivů, ať už pérovek, nebo autotypií. Používány byly leptané nebo ryté zinkové štočky. Výrobou štočků ze zinkového plechu se v tiskárnách zabývala specializovaná pracoviště nazývaná chemigrafie či zinkografie. Tiskové štočky byly charakteristické nejenom pro knihtisk, ale využíval je a doposud využívá také flexotisk, kde se původně jednalo o štočky gumové a v současnosti plastové, a v podstatě rovněž tampónový tisk, u kterého ovšem nejsou tiskové formy označovány slovem štoček, ale termínem klišé, pocházejícím z francouzštiny. Tolik tedy krátký exkurz do historie, protože v současné době, kdy knihtisk z našich tiskáren už v podstatě vymizel, už mnozí mladší pracovníci ani nevědí, k čemu štočky původně sloužily.

Společně s knihtiskem, který byl z tiskáren vytlačen ofsetovou technologií, zanikla také naprostá většina chemigrafií. Úplně z nich ale nevymizely štočky, které jsou v současnosti používány pro fóliovou i bezfóliovou ražbu a slepotisk. Už se však nejedná o zinkové štočky, ale o štočky vyleptané do hořčíkových desek, kterých se vyrábí nejvíce. Pro specifické použití jsou ale vyráběny také štočky mosazné a silikonové. O výrobě ražebních štočků jsme si zajeli popovídat do firmy Václav Rak Rpress, sídlící v Kralupech nad Vltavou, která je největším výrobcem všech těchto uvedených druhů štočků v České republice a dodává je více než dvěma stovkám zákazníků.

Při výrobě ražebních štočků byl zinek nahrazen hořčíkem především z ekologických důvodů. Likvidace odpadu po leptání zinku byla totiž velice složitá a nákladná. Odpadní leptací roztok musel být nejprve zpracován na sušinu, která byla následně spalována ve fluidních pecích, což byl velice nákladný proces. S leptáním hořčíku začala firma Rpress počátkem devadesátých let minulého století jako první u nás. Na základě předběžných neoficiálních rozborů, ze kterých vyplývalo, že odpad vznikající při leptání tohoto kovu je v podstatě kvalitní hnojivo, dovezla potřebnou technologii z Německa. Když pak byly na pražské VŠCHT provedeny oficiální testy a rozbory, bylo potvrzeno, že po neutralizaci tento odpad představuje vhodnou přísadu do kompostů.

 


Příklady silikonových ražebních štočků vyrobených ze silikonových směsí s různou tvrdostí po vulkanizaci

 

Výroba hořčíkových štočků

Jak už bylo zmíněno, nejčastěji jsou pro ražbu a slepotisk využívány hořčíkové štočky. Jejich výroba je poměrně složitý analogový proces, zahrnující převedení grafických předloh na filmy, jejich kontaktní překopírování na hořčíkové desky a následné vyleptání. O složitosti a náročnosti této výroby svědčí i případ, kdy se před časem jednomu bývalému spolupracovníkovi firmy Rpress podařilo „okoukat“ výrobní postupy a odcizit adresář jejích zákazníků, jimž nabídl dodávky hořčíkových štočků z vlastní produkce. Velmi brzy s tím ale musel skončit, protože se mu nepodařilo dosahovat potřebné kvality štočků a rovněž neměl potřebná povolení z hlediska ochrany životního prostředí, odpadních vod, hygieny práce atd. Všechna tato povolení vyžadují používání dokonalé technologie včetně periferních zařízení a perfektní znalost výroby.

Existují čtyři základní tloušťky hořčíkových desek, do kterých jsou ražební štočky leptány. Desky s tloušťkou 1 mm jsou používány pouze na výrobu štočků pro rotační ražbu, které musí být při montáži na válec ohnuty podle zakřivení jeho povrchu. Leptání těchto štočků je zákazníky vyžadováno do různých hloubek v desetinách milimetru dle typu stroje, takže vyleptání musí být naprosto přesné.

Další tloušťka hořčíkových desek je 1,75 mm, což byla klasická tloušťka knihtiskových štočků. Pro klasický knihtisk jsou tyto štočky dnes používány už minimálně, ale využívají se pro horkou fóliovou ražbu a slepotisk na různé navštívenky, pozvánky, gratulace a podobné tiskové aplikace z oblasti drobného merkantilu, což se většinou provádí na malých ručních strojích, u kterých je dostatečný prostor pro nastavení výšky ražby.

Potom ještě existují hořčíkové desky s tloušťkou 3 mm, které jsou používány k výrobě ražebních štočků, u nichž je požadována větší hloubka reliéfu než u štočků s tloušťkou 1,75 mm. U těch je prováděno leptání s hloubkou 1–1,2 mm s tím, že použití je prakticky stejné jako u štočků s tloušťkou 1,75 mm. Ovšem prakticky ve všech velkých strojích určených pro horkou fóliovou ražbu jsou používány ražební štočky s tloušťkou 7 mm.

Předlohy pro výrobu ražebních štočků jsou z 95–98 % pérové, pouze ve velmi malé míře se jedná o autotypie. V naprosté většině totiž jde o ražební štočky na knižní desky, přebaly, obálky, obaly na DVD a také skládačkovou kartonáž, tedy převážně obaly pro kosmetický průmysl. Firma Rpress je ale díky svému technologickému vybavení a dlouholetým zkušenostem schopna vyleptat i 70% autotypický rastr. Tato technika je využívána při výrobě tzv. nadstandardních štočků, které jsou využívané pro fóliovou ražbu na různé druhy cenin. Jedná se o jakési pseudohologramy, kombinace různých vzorů rastrů, které mohou sloužit jako ochranný prvek, nebo mohou mít pouze dekorativní funkci.

Předlohy jsou většinou dodávány v elektronické podobě, Corelu, AI nebo PDF, a měly by být v poměru 1:1, výrobce štočků si však poradí i s jejich zvětšováním či zmenšováním. Obraz grafického motivu z dodané předlohy musí být nejprve převeden na film, ze kterého je následně kontaktním způsobem překopírován na světlocitlivou vrstvu hořčíkové desky. Filmy pro osvitové jednotky, na které jsou grafické motivy převáděny, v současnosti už vyrábí a dodává pouze společnost Agfa. Ostatní výrobci, například společnost Fujifilm, už tuto produkci ukončili. Zařízení, které by bylo schopné převádět obraz grafického motivu přímo na fotocitlivou vrstvu hořčíkové desky podobným způsobem jako CtP, zatím neexistuje.

Hořčíkové desky jsou opatřeny fotocitlivou vrstvou a většinou jsou dodávány ve formátu 500 x 650 mm, takže před kopírováním musí být desky napřed rozřezány na potřebný formát, ve kterém bude probíhat osvit. Z desky je nejprve sejmuta krycí fólie, potom je přiložen film a deska s filmem je vložena do kopírovacího rámu, ze kterého je následně odsát vzduch, a ve vzniklém vakuu je proveden osvit. Toto vše musí být provedeno velice rychle vzhledem k citlivosti fotovrstvy, takže velice záleží na zručnosti obsluhy. Následuje zpracování osvícené desky ve vývojce a její omytí. Osvícená místa fotovrstvy při vyvolávání ztvrdnou a zabraňují tak odleptání materiálu pod sebou, zatímco neosvícené zbytky fotocitlivé vrstvy jsou ve vývojce odplaveny a na desce zůstává pouze překopírovaný grafický motiv. Potom se tento obraz musí vyretušovat a vypálit v peci a teprve potom je možné přistoupit k leptání. Leptací lázeň obsahuje kyselinu dusičnou (HNO3) a další chemické přísady, kterými jsou průmyslová smáčedla. Tyto přísady zajišťují, aby nemohlo dojít k podleptání reliéfu grafického motivu ražebního štočku a aby leptání bylo kontinuální, rovnoměrné, tedy aby probíhalo ve stejné intenzitě po celé ploše štočku. Po ukončení leptání už následuje pouze finální omytí hotového štočku, jeho opracování a nařezání na požadovaný rozměr.

 


Ukázky mosazných ražebních štočků vyfrézovaných na CNC obráběcím centru

 

Výroba mosazných štočků

Dříve se ražebním štočkům z mosazi říkalo rytiny, protože původně byly zhotovovány ručním rytím. V současné době jsou tyto mosazné štočky vyráběny na obráběcích CNC centrech, tedy nikoliv leptány. Při ručním rytí by zhotovení matrice v závislosti na složitosti grafického motivu trvalo týden i více. Při výrobě matrice na CNC centru je to otázkou několika minut, ale také hodin, záleží na složitosti frézované grafiky. Přesto čas na zhotovení mosazného štočku je podstatně delší než doba výroby leptaného hořčíkového štočku. V provedení 2D se mosazné štočky používají pro ražbu velkých nákladů produktů. Výdržnost hořčíkových štočků je až 250 000 tlaků, kdežto mosazný štoček má výdržnost ještě větší. Proto jsou pro ražbu velkých nákladů nebo pro mnohonásobně opakovanou ražbu používány štočky mosazné. Mosazný štoček je ovšem 2–3x dražší, a proto se v provedení 2D na ražbu 20 000–30 000 tlaků nevyplatí. Velkou výhodou frézovaných štočků je však skutečnost, že mohou být vyrobeny ve víceúrovňovém provedení, tedy ve více úrovních výšky tlakových míst, takže jsou prakticky všechny vyráběny v provedení 3D. Jejich výroba probíhá tak, že datové soubory grafických motivů předloh jsou předány do řídicího počítače CNC centra, které na základě těchto dodaných dat automaticky provádí obrábění mosazné desky se standardní tloušťkou 7 mm.

 


Hotový hořčíkový ražební štoček. Osvětlená, vyvoláním a vypálením vytvrzená fotocitlivá vrstva na povrchu hořčíkové desky, jež zabraňuje odleptání materiálu, má tmavočervenou barvu

 

Výroba silikonových štočků

Silikonové štočky jsou používány pro ražbu na plastové materiály. Kovové ražební štočky jsou pro tento účel nevhodné, protože při jejich použití dochází zejména vlivem teploty, jakož i tlaku při ražbě k vytlačení určitého množství raženého plastového materiálu do okrajů grafického motivu, takže kolem kontury tohoto motivu vzniká jakási hmatem rozeznatelná „ohrádka“. Když je při stejné, nebo dokonce i vyšší teplotě ražby plastového materiálu použit silikonový štoček, k tomuto jevu nedochází a kontury grafického motivu jsou hladké.

Výroba silikonových ražebních štočků probíhá tím způsobem, že je třeba nejprve zhotovit formu, tedy matrici, která se naplní silikonovou směsí, a poté dochází ke slisování a vulkanizaci této směsi. Existují dvě možnosti zhotovení této základní formové matrice. První řešení, které je rychlejší, jednodušší a levnější, spočívá v tom, že se nejprve požadovaný grafický motiv vyleptá na hořčíkový štoček. Tento štoček se následně obtiskne do speciální formovací hmoty, čímž vznikne formová matrice. Do té se natlačí silikonová směs, která je v dalším kroku výrobního postupu zvulkanizována. Nevýhodou tohoto postupu je malá výška reliéfu plochy ražebního štočku, která může dosáhnout maximálně 1 mm, což je však pro ražbu naprosté většiny aplikací dostačující. Naopak výhodou je krátká doba potřebná na zhotovení silikonového ražebního štočku a především nízká cena jeho výroby.

Druhý způsob výroby silikonových ražebních štočků spočívá v tom, že grafický motiv je nejprve vyfrézován do mosazného štočku. Jedná se ovšem o jeho negativní obraz vyfrézovaný do hloubky mosazné desky. Tím vznikne formová matrice, která se pod tlakem naplní silikonovou směsí a opět následuje vulkanizace. Jedná se tedy o podobný postup jako u prvního uvedeného způsobu, odlišný je pouze způsob vyrobení formové matrice. Forma vyfrézovaná do mosazné desky je několikanásobně dražší než hořčíkový štoček, ale například písmo na výsledném silikonovém štočku může při použití tohoto způsobu dosahovat výšky 1,5–2 mm.

Silikonové štočky jsou používány k ražbě grafických motivů výhradně pérovkového charakteru. Silikon používaný k jejich výrobě je speciální směs namíchaná pro tento účel. Dokonce existuje několik druhů této směsi, které se odlišují tvrdostí po vulkanizaci. Nejběžněji používaná směs má výslednou tvrdost 85 Shore. Když však předloha pro ražbu obsahuje velmi malé stupně písma, což není žádná výjimka, protože například na plastových tubách s kosmetickými přípravky musí být uvedeno poměrně velké množství informací, je třeba, aby tvrdost silikonového štočku byla ještě větší. Může dosahovat až 90 Shore, ale to už se jedná o určitý extrém. Naopak u větších ražených ploch zcela postačuje tvrdost pouze 80 Shore. Jak z uvedeného vyplývá, běžně jsou používány tři hlavní druhy speciálně namíchaných silikonových směsí. Silikonové štočky musejí při provádění ražby snášet poměrně vysoké teploty, a protože silikon jako takový se nevyznačuje příliš velkou tepelnou vodivostí, je do směsí přidáván jakýsi měděný „pudr“, aby se tepelná vodivost silikonových štočků zvýšila. Ražba musí probíhat při dané, poměrně vysoké teplotě, aby mohla dosahovat požadované kvality.

A jaké chyby se při zadávání výroby ražebních štočků vyskytuji nejčastěji? Václav Rak k tomu uvádí: „Někteří zadavatelé, ale především výtvarníci, kteří pro ně návrhy ražby vytvářejí, vůbec neberou v úvahu, že ražba probíhá za působení tepla, ražební štoček je zhotoven z kovové desky a kov se teplem roztahuje. Pracovní teplota při provádění horké fóliové ražby dosahuje přibližně 130–150 °C, takže dojde k protažení rozměrů štočku zpravidla jen o několik desetin milimetru, v některých případech až o 1 mm. S tím je nutné počítat zejména v případech, kdy je požadováno spasování ražby do tisku. Týká se to zejména grafiků, kteří při přípravě předlohy nastaví na obrazovce počítače naprosto přesný soutisk, ovšem toho potom není možné při provádění ražby dosáhnout. Je třeba počítat s určitou tolerancí, protože se neroztahuje pouze kov štočku, ale působením teploty a vzdušné vlhkosti dochází i k rozměrovým pohybům archů papíru. Dále je třeba, aby zadavatelé byli seznámeni se všemi možnostmi technologie horké fóliové ražby, kterým musí být přizpůsobeny předlohy pro její provádění, aby nedocházelo například k „zalévání“ negativních štočků. A také aby si ujasnili rozdíly mezi ražbou bez fólie a slepotiskem, což je velmi často zaměňováno.“

 

Pro Svět tisku připravil Ivan Doležal