Холодная деколь на стекле, на пластике, на металле

Мы часто пишем о различных способах декорирования сувенирной продукции. Сегодня речь пойдет о технологии способа переводной печати — декалькомании.

Оксана КРИКУНОВА К.т.н., генеральный директор Компании «Эзапринт»

Наталья БЕЛЯЕВА К.Т.Н.,технолог компании «Эзапринт»

Сдвижная декалькомания
Сегодня в понятие “рекламная продукция” входит чрезвычайно широкий ассортимент самых различных видов изделий – от плакатов сити-формата и световых коробов (лайт-боксов) до фарфора, стекла и керамики, а также предметов различного бытового назначения. В производстве большинства из них используется трафаретный способ печати (ТП). Во многих случаях изображение наносится на матери¬ал прямым способом, то есть краска непосредственно печатается на поверхность изделия или листово¬го материала. Главное условие здесь – создать плотный контакт между запечатываемой поверхностью и поверхностью печатной формы, который называют печатным контактом. Для этого необходимо, чтобы поверхность материала была плоской или изделие име¬ло правильную цилиндрическую или коническую форму, так как трафаретная печатаная форма может быть только плоской или цилиндрической. Если же изделие имеет сложную конфигурацию и создание печатного контакта невозможно, используют, так называемые, непрямые (переводные) способы печати, один из которых – декалькомания.

Термин декалькомания не имеет точного перевода, так как скомбинирован из нескольких слов, заимствованных из латинского, французского и греческого языков. Смысловой перевод может быть следующим: способность к точному переводу.

В современной технологии под декалькоманией понимают производство деколей – переводных изображений, представляющих собой оттиски, отпечатанные на специальной бумаге (или пленке) специальными красками. Перевод изображения заключается в отделении красочной пленки от бумаги и переноса на поверхность декорируемого изделия. Перевод осуществляется вручную. Итак, декалькомания предполагает печать изображения на бумаге или пленке, для чего наилучшим образом подходит традиционная технология ТП на листовых материалах, и последующий перенос эластичной красочной плен¬ки на поверхность любой геометрической формы и в любом, даже самом труднодоступном, месте изделия. Типичный образец декалькомании – всем известные детские переводные картинки. Но ее возможности этим не исчерпываются. Она используется в различных отраслях промышленности при производстве керамических, фарфоровых, стеклянных изделий, а также при нанесении изображений на дерево, металл, различные пластики.

Технология декалькомании не нова. Ей уже более ста лет. Изобретена она была в XIX в. в России Теребневым и Семячкиным и впоследствии усовершенствована С.А. Хрулёвым.1 Для производства деколей использовались высокий и плоский офсетный способы печати. ТП выявила свои преимущества и стала активно применяться и вытеснять другие способы при производстве деколей только со второй половины XX в., так как развитие ее современной технологии активно началось лишь после Второй мировой войны. К вышеупомянутым преимуществам ТП относится, прежде всего, возможность получения красочных слоев большей толщины, чем в других способах печати, а также рентабельность печати малых тиражей.

Различают несколько видов декалькомании. Их классификация показана на схеме 1.

В случае сдвижной (прямой) декалькомании порядок наложения красок прямой и изображение выглядит на бумаге, с которой будет перенесе¬но, так как оно должно выглядеть на декорируемом изделии, Сдвижную декалькоманию еще называют “мокрой”, потому, что для переноса красочной пленки оттиск помещают в воду. При переносе изображение сдвигается с бумаги на поверхность изделия.

При печати изображения для сухой (обратной) декалькомании краски наносятся на специальную полимерную пленку в обратном порядке, и изображение печатается в зеркальном отображении. Перенос заключается в переклеивании красочного изображения на поверхность изделия и отделении пленки. Сухая декалькомания в настоящее время используется редко, вследствие дороговизны материалов. Наиболее широкое применение нашла сдвижная декалькомания, как горячая, так и холодная.

Горячая декалькомания используется при декорировании изделий из стекла, керамики, фарфора, фаянса, эмалированного металла. Холодная – при декорировании самых различных изделий из любых материалов, которые не выдерживают обжига – дерева, металла, пластиков и т.д. В промышленности холодная декалькомания используется при нанесении изображений на предметы спортивного инвентаря, мотоциклетные шлемы, мебель. Детские переводные картинки – это образец холодной декалькомании. В производстве рекламной продукции технология холодной декалькомании – кладезь возможностей, ведь она позволяет нанести изображение на изделие любой формы. Эта технология сейчас широко используется для оформления мест продаж.

Расскажем подробнее о технологии изготовления сдвижных горячих деколей. Технологическая схема процесса на схеме 2.

Схема 1.

Бумага для деколей

Изображение печатается на специальной бумаге, покрытой слоем водорастворимого клея. Она должна обладать низкой степенью проклейки, для возможности проникновения воды к клеевому слою при переносе изображения. При этом нужна высокая прочность на разрыв, поэтому в ее составе содержится не более 25 % древесной массы. Бумага не должна содержать солей, вызывающих дубление клеевого слоя. Обычно, предприятия, занимающиеся производством деколей, закупают уже готовую бумагу с нанесенным клеевым слоем.

Краски
Для изготовления деколей применяют специальные керамические, так называемые обжиговые краски. Их особенность, по сравнению с обычными красками для ТП, в том, что пигменты представляют собой неорганические соединения, как правило, окислы различных металлов. В процессе обжига изделия все органические соединения, входящие в состав краски, сгорают, а неорганический пигмент вплавляется в поверхность материала. При производстве деколей используется много видов красок. Их основное отличие – температура обжига, которая определяется материалом декорируемого (и, соответственно, обжигаемого) изделия, а также технологическим этапом изготовления этого изделия. Последнее относится к керамике и фарфору. Технология их изготовления предполагает несколько обжигов при различных температурах (от 1300-1400 °С до 700-800 °С), поэтому выбор определенного вида краски зависит от того, на каком технологическом этапе происходит нанесение деколи – перед вторым или третьим обжигом. В подавляющем большинстве случаев при декорировании сувенирного фарфора или керамики деколи наносят на изделие, покрытое слоем глазури (глазурованное) и уже подвергшееся двум обжигам – утильному и политому. После нанесения деколи поверх глазури (надглазурное декорирование) изделие подвергают третьему обжигу, который называется муфельным или декоративным. Поэтому большинство используемых для декалькомании красок – надглазурные (если это краски для керамики и фарфора) и имеют температуры обжига в интервале от 700 до 900 °С.

Заводами-изготовителями поставляются отдельно пиг¬менты в виде порошков, которые собственно и называют красками, и связующее, называемое трафаретным маслом. Перемешивают их печатник или колорист перед печатью. Заданный цвет краски достигается при перемешивании различных пигментов в определенных пропорциях. При этом не все пигменты можно перемешивать между собой, а именно, нельзя смешивать в составе одной краски пигменты, содержащие кадмий и свинец. Кроме этого, сложность колористики при изготовлении горячих деколей заключается в том, что при печати на бумаге цвета красок выглядят иначе, чем они будут выглядеть на изделии после обжига. Причем на оттенок влияет температура и длительность обжига. Пигменты имеют низкую дисперсность, поэтому при печати растровых изображений или тонких штрихов, когда требуется использование сетки более 100 нит/см, краски необходимо перетирать в краскотерочной машине для повышения дисперсности пигмента. В противном случае крупные его частицы будут фильтроваться сеткой и не смогут попасть на оттиск.

На российском рынке известно несколько марок кра¬сок и материалов для производства горячих деколей. Наша компания поставляет материалы известной итальянской фирмы COLORITALIA. Краски COLORITALIA не так давно были представлены российским потребителям, но уже успешно применяются не только в малых масштабах для декорирования сувенирного фарфора, но и в промышленности при производстве керамической плитки. Интерес к ним вполне закономерен, так как они, при качестве, не уступающем известным немецким маркам, значительно привлекательнее по цене.

Печать
При изготовлении деколей используется обычная техноло¬гия ТП на бумаге. При выборе ситовой ткани (трафаретной сетки) основное внимание уделяется характеру изображения, однако здесь есть одна особенность. В случае если предприятие, изготавливающее деколи, не имеет краскотерочной машины и невозможен перетир краски для достижения более высокой дисперсности пигмента, использование высоколиниатурных сеток тоже невозможно. Приходится ограничиваться сетками с линиатурами до 90-100 нит/см и меньше. При этом уже не характер изображения диктует выбор сетки, а, наобо¬рот, возможность использова¬ния сетки определенного номера диктует характер воспроизводимого изображения (здесь под характером воспроизводимого изображения понимается минимальная ширина воспроизводимого штриха или диаметр минимальной воспроизводимой растровой точки).

Лакирование
После того как изображение отпечатано, оно сверху покрывается толстым слоем специального лака, который служит временной основой красочному слою при перенесении его с бумаги на поверхность фарфора, керамики или стекла. Лаки изготавливают на основе летучих растворителей. При этом растворители, входящие в состав лака не должны растворять красочный слой. Поэтому лак должен быть подобран в соответствие с составом связующего краски. Для того чтобы пленка лака с красочным изображением, отделенная от бумаги, обладала определенной прочностью на разрыв, (во-первых, при перенесении изображения, во-вторых, при размещении его на выпукло-вогнутой поверхности фарфоровых изделий) в со¬став лака входят пластификаторы. Лакирование производится трафаретным способом через крупноячеистую сетку. Обычно используются сетки 20-40 нит/см. Лакирование может быть выборочным (лаком покрывается только участки оттиска с изображением) или сплошным. В случае выборочного лакирования необходимо изготавливать печатную форму с использованием копировального слоя, но при этом экономится большое количество лака. Это целесообразно делать при больших тиражах. При малых тиражах дешевле сплошное лакирование, так как стоимость сэкономленного лака соизмерима со стоимостью фотоэмульсии, а дополнительная операция в изготовлении печатной формы сказывается на производительности.

Схема 2.

Перевод изображения
Для того чтобы перенести изображение на поверхность фарфора, его необходимо отделить от бумаги. Для этого оттиски, предварительно разрезанные на небольшие элементы, погружаются в воду. Клеевой слой растворяется, и изображение вместе с пленкой лака отделяется от бумаги (скользит по поверхности бумаги). Затем его вручную переносят (сдвигают с бумаги) на поверхность фарфора. Остатки клеевого слоя удерживают красочную пленку на изделии. Перевод деколей – работа тонкая и кропотливая, требующая определенного навыка. При переводе необходимо тщательно следить за тем, чтобы красочный слой плотно прилегал к поверхности изделия, и между ними не оставалось мельчайших пузырьков воздуха, наличие которых при обжиге приводит к кратерам на изображении.

Обжиг
Правильный подбор режимов обжига определяет качество готового изделия. Условно его можно разделить на два этапа:

I. Обжиг до температуры 400 °С. На этом этапе сгорают все органические соединения, входящие в состав краски и лака. В процессе первого этапа обжига необходимо создать вентиляцию в печи для отвода продуктов горения от поверхности изделия.

II. Обжиг до оптимальной температуры, которую необходимо подбирать экспериментальным путем. В процессе второго обжига красочный слой приобретает глянец и вплавляется в структуру декорируемого материала. Оптимальная температура подбирается в пределах интервала, который указывают производители красок. При этом краски, содержащие кадмий, должны обжигаться при минимальной температуре, а краски, содержащие свинец – при максимальной температуре.

Технология обжига керамических красок требует более подробного рассмотрения и может быть темой отдельной статьи.

Теперь мы рассмотрим технологию холодной декалькомании, которая применяется при нанесении изображений на самые различные изделия и материалы, не подвергаемые высокотемпературному обжигу.

Сегодня разработаны и применяются два вида холодной декалькомании – сдвижная и сухая. Как уже говорилось (см ч.1) технология сухой декалькомании находит ограниченное применение и имеет некоторые недостатки, по сравнению со сдвижной декалькоманией, используемой значительно чаще. Однако она имеет определённые перспективы развититя и её не стоит совсем обходить вниманием. Поэтому здесь, несмотря на то, что основная тема статьи – сдвижные деколи, мы представим Вашему вниманию обе технологии.

Технология производства сухих деколей.

Краткая технологическая схема процесса производства сухих деколей представлена на схеме 1.

Схема 1.

При перенесении деколи на декорируемую поверхность защитную силиконовую бумагу снимают, деколь приклеивают к поверхности, затем отделяют пластик.

Рассмотрим подробнее каждый технологический этап и используемые материалы:

1. В качестве основы сухой деколи используется пластик TRM 12, производства фирмы CALEDONIA (Италия). Его особенность заключается в том, что краска имеет ограниченную адгезию к его поверхности, меньшую, чем адгезия слоя клея к материалу, на который наносится деколь, что обеспечивает возможность отрыва пластика после перенесения деколи. Печать прозрачного лака производится на глянцевую сторону пластика. В качестве прозрачного лака используется база серии TEXILON 59800 (производство компании LECHLER (ARGON), Италия). Слой лака наносится для того, чтобы обеспечить лёгкий, без потери мелких деталей изображения, съём пластика после перенесения деколи. Для того, чтобы лак выполнял свою функцию, его слой должен быть довольно толстым, поэтому при печатании лака используется сетка 43 нит/см.

2. Для печатания изображения используется краска TEXILON 58000. Это краска на основе летучих растворителей, используемая также для прямой печати на различных пластиках, баннерных тканях, искусственной коже, а также синтетических тканях, из которых шьют куртки, тенты, рабочую одежду, сумки. Печать красочных слоёв производится в обратном порядке, так как после перенесения на изделие изображение будет перевёрнуто. Обратный порядок нанесения красочных слоёв должен быть учтён на стадии допечатной подготовки изображения и при выводе плёнок. Печатные формы для печати рисунка могут быть изготовлены на основе сеток до 150 нит/см.

3. Белая подложка (для печати используется краска TEXILON 58101 или 58024) необходима для того, чтобы после перенесения деколи цвета рисунка выглядели ярко, насыщенно и не искажались цветом поверхности декорируемого изделия. От того через какую сетку будет напечатан слой белой краски зависит его кроющая способность. Обычно на этом этапе используется сетка 62 – 77 нит/см.

4. Затем поверх слоя белой краски наносится специальный клей. Это клей ARGONSTICK 95 860, производства компании LECHLER (ARGON). Для печати клея необходимо использовать сетку 43 нит/см. При использовании более высоколиниатурных сеток, что, соответственно, приведёт к получению более тонких слоёв клея, его адгезия к поверхности декорируемого изделия может быть недостаточной. После печати клеевого слоя очень важно его тщательно просушить до полного удаления растворителей. Убедиться, что клей высох полностью можно на ощупь, проведя пальцем по его поверхности. Если клей высох, будет слышен характерный звук трения.

5. Наклеивание силиконизированной бумаги CS 90 с целью защиты готовых деколей от склеивания при хранении и транспортировке.

Сухие деколи возможно переносить только на изделия несложной геометрической формы, так как их основа (пластик) не обладает эластичностью. Поэтому их использование весьма ограничено. Однако у технологии сухой декалькомании есть и своё достоинство, по сравнению со сдвижной декалькоманией. Производительность технологического цикла при изготовлении сухих деколей можно существенно повысить, используя принудительную сушку красочных слоёв и клея в сушильных устройствах конвекционного типа, используемых для сушки любых красок на основе растворителей и на водной основе. А в перспективе возможна разработка технологии сухой декалькомании на основе красок УФ-отверждения. В технологии сдвижной декалькомании обычные конвекционные сушильные устройства использовать нельзя. Причина описана ниже.

Технология производства сдвижных холодных деколей.

Эта технология близка к описанной в ч.1 технологии горячей декалькомании. Различия – в используемых материалах, необходимости печатания дополнительных слоёв прозрачного лака и белой подложки и последующей обработке изделия для защиты деколи от механических повреждений. На схеме 3 – последовательность технологических процессов изготовления холодных деколей и декорирования изделий:

Схема 3.

Рассмотрим все этапы, приведённые на схеме:

1. Гуммированная бумага используется та же, что и для горячей декалькоманиии. Подложка наносится краской TEXILON 58101 или 58024 с использованием сетки 77 нит/см, аналогично технологии производства сухих деколей.

2. Цвета изображения также печатаются краской серии TEXILON 58000 (производство LECLER (ARGON)). Эта краска после полимеризации обладает высокой эластичностью, что позволяет наносить деколи на изделия самой различной формы. Печать цветов производится в обычной (прямой) последовательности. В отличие от технологии производства горячих деколей цвета красок на бумаге выглядят так же, как они будут выглядеть на изделии, поэтому проблем колористики, присущих горячей декалькомании здесь нет. В случае печатания многокрасочного растрового (полноцветного) изображения возможен денситометрический контроль за цветовыми характеристиками во время печатного процесса. Подготовка краски, как для любых красок на основе растворителей, заключается в регулировке вязкости, тиксотропии, текучести, времени высыхания, а если речь идёт о триадных красках, насыщенности цветов. Таким образом, работа с краской и процесс печатания ничем не отличаются от работы с любыми другими красками на основе растворителей, привычными для любого печатника. Здесь не требуется ни специального оборудования, ни специальных навыков печатника, как в случае горячей декалькомании.

3. Слой прозрачного лака TEXILON 59800 наносится с той же целью, что и в технологии сухой декалькомании. Здесь необходимо обеспечить съём слоя коллоидного лака без потери мелких деталей изображения после перенесения деколи. Сетка для нанесения прозрачного лака – 55 – 77 нит/см. Лак наносится таким образом, чтобы его граница слегка выступала за края изображения. Очень важно тщательно высушить краску и прозрачный лак перед нанесением коллоидного лака, так как даже незначительные остатки растворителя при хранении деколи будут мигрировать в слой коллоидного лака, что приведёт к затруднениям при его съёме. Процесс изготовления холодных деколей требует довольно длительного времени, так как использовать традиционные конвекционные сушильные устройства, как уже говорилось, не представляется возможным. Причина – деформация гуммированной бумаги, на которую производится печать, и разрушение слоя клея даже при незначительном нагревании. Поэтому в технологии сдвижной декалькомании, как холодной, так и горячей, используются особые виды сушильных устройств. Одно из них представлено на рисунке. Конструкция таких сушильных устройств может быть различна, главное – в них соблюдён принцип сушки в условиях комнатной температуры. Такие сушильные устройства довольно дороги и используются на предприятиях, специализирующихся на этой технологии. Оборудоваение для печати – любые плоскопечатные станки и машины. Наиболее производительными являются машины стопцилиндрового типа, но они могу работать только со специальными сушилками. При отсутствии специального сушильного устройства можно использовать обычные полочные сушилки и, соответственно, полуавтоматические станки, но время технологического процесса изготовления деколей в этом случае существенно увеличится. Это основной недостаток сдвижной декалькомании по сравнению с вышеописанной технологией изготовления сухих деколей.

4. Печать отслаивающегося коллоидного лака 95862 (производство LECLER) производится через сетку 24 – 43 нит/см в два слоя для обеспечения толстой прочной плёнки. Лак, как в технологии изготовления горячих деколей, служит основой красочному слою при перенесении деколи на поверхность декорируемого изделия. Плёнка лака эластична и позволяет переносить деколи на изделия сложной геометрической формы. В технологии холодной декалькомании обычно используется неокрашеный прозрачный коллоидный лак. После нанесения слой лака также необходимо тщательно просушить.

5. Процесс перевода деколи на изделие ничем не отличается от описанного в технологии горячей декалькомании. После переноса деколи и перед удалением плёнки коллоидного лака изделие с деколью необходимо тщательно просушить. Для этого обычно используются сушильные камеры с принудительной циркуляцией воздуха и температурой нагрева 50 – 60 0С. При условиях принудительной сушки изделие надо сушить не менее часа. Если такой камеры нет и изделия сохнут в естественных условиях, время сушки должно быть несколько часов, в зависимости от климатических условий в помещении. Операция сушки имеет очень важное значение для обеспечения адгезии деколи к поверхности изделия. В случае недостаточно тщательной сушки возникают проблемы с удалением коллоидного лака – он удаляется вместе с красочным слоем.

6. Съём лака производится вручную. Если в процессе производства деколи были тщательно просушены красочные слои и тщательно просушена деколь после перенесения, плёнка коллоидного лака удаляется легко. Сложности при съёме коллоидного лака считаются типичной проблемой холодной сдвижной декалькомании, однако «не так страшен чёрт, как его малюют» и избежать их довольно легко, соблюдая условие тщательной сушки на всех технологических этапах, где это необходимо.

7. Перенесённая на изделие деколь представляет собой плёнку краски, полимеризованной до нанесения на материал изделия, на котором деколь удерживается за счёт клея с гуммированной бумаги. Поэтому о хорошей адгезии красочного слоя к поверхности изделия говорить не приходится. Значит деколь необходимо как-то закрепить. В случае горячей декалькомании производится обжиг, в процессе которого краска вплавляется в поверхность материла, на который была перенесена деколь. Холодные деколи (отсюда и название) используются для декорирования предметов, которые обжечь невозможно, поэтому для закрепления изображений и защиты их от механических повреждений производится лакировка изделия с деколью. В этом случае выбор лака и способ его нанесения диктуется материалом изделия и технологией его изготовления. Если деколи используются для декорирования мебели – это мебельные лаки, лыжи лакируются специальными лаками, устойчивыми к низким температурам и внешним воздействиям, мотоциклетные шлемы – специальными лаками УФ-отверждения. Таки образом, вопрос выбора лака – это вопрос технологии изготовления изделия, однако при этом необходимо соблюсти условие, чтобы растворители, содержащиеся в лаке не были акрессивны к краске, используемой для изготовления деколей, иначе красочная плёнка может просто раствориться в процессе лакировки.

В заключение хочется сказать, что все технологии декалькомании хоть и требуют специальных навыков и материалов, являются доступными и открытыми. Специалисты нашей фирмы всегда готовы помочь всем, кто захочет взяться за их освоение. А осваивать их нужно, ведь эти технологии дают возможность колоссально расширить возможности производства и привлечь много новых клиентов без вложений в новое оборудование.

1П.А. Попрядухин. Технология пе¬чатных процессов. — Москва-“Книга” -1968 – С. 321