Sítotisk: Historie, principy a technologie

Sítotisk: Historie, Principy a Technologie – Kompletní Průvodce pro Studenty

TL;DR / Rychlý přehled Sítotisk je tisková technika, kde tisková forma, tvořená sítovinou s průchozími tisknoucími a neprůchozími netisknoucími prvky, umožňuje protlačení barvy na podklad. Jeho historie sahá do starověké Číny a dnes se dělí na umělecký (serigrafie), grafický, technický a textilní sítotisk. Technologie zahrnuje pevné nebo samonapínací rámy, různé typy sítovin (polyesterové, polyamidové, kovové), precizní přípravu šablon (ruční, fotomechanické, CTS) a použití těrek. Moderní sítotiskové stroje (ploché, rotační, karuselové) a sušicí zařízení (tunely, UV vytvrzování) umožňují potisk široké škály materiálů s rozmanitými typy barev, jako jsou ředidlové, plastizolové, UV a vodou ředitelné barvy. Je nepostradatelný v polygrafii i průmyslu.

Co je to sítotisk? Základní principy a definice

Sítotisk je tisková technika, při které je tisková forma (TF) konstruována tak, že tiskové prvky jsou průchozí a umožňují protlačení tiskové barvy. Naopak netisknoucí prvky jsou neprůchozí a barva jimi nemůže procházet.

TF má charakter negativní šablony s volnými tisknoucími místy. Je fixována na nosiči, obvykle řídké tkanině nebo netkané textilii nazývané síto, odtud název sítotisk nebo serigrafie.

• Sítotisk se primárně využívá průmyslově.
• Serigrafie je umělecká technika, kde TF vytváří umělec a ve spolupráci s tiskařem vyhotovuje tisky.

Historie sítotisku: Od starověku po moderní rozmach

Historie šablonového nanášení barev sahá hluboko do minulosti. Už ve staré Číně, Japonsku a Koreji se pomocí šablon nanášely barvy.

• Ve středověku se šablonami kolorovaly hrací karty.
• V 17. století se v Japonsku objevily tzv. vlasové šablony, které se dostaly do Evropy v druhé polovině 19. století.
• V Americe se tato technika začala využívat koncem 19. století.
• Největší rozmach sítotisku nastává po druhé světové válce s rozvojem nových materiálů a technologií.

Členění sítotisku: Druhy a využití v praxi

Sítotisk můžeme dělit podle jeho využití a podle tvaru tiskové formy.

Dělení podle využití:

• Umělecký sítotisk (Serigrafie): Zaměřený na grafické autorizované tisky.
• Grafický sítotisk: Tisk na papír, karton, lepenku (např. plakáty, obaly, etikety).
• Technický (Průmyslový) sítotisk: Využíván pro obaly, lahve, CD, keramiku, a speciálně pro výrobu plošných spojů a integrovaných obvodů.
• Textilní sítotisk: Tisk na různé druhy textilií.

Dělení podle tvaru tiskové formy:

• Plochý sítotisk: TF tvoří sítotiskový rám, tkanina a šablona. Potiskovaný materiál může být ve formě archů, nekonečného pásu nebo prostorových těles.
• Rotační sítotisk: TF je válcová. Uvnitř sítového válce nesoucího šablonu je sítotisková těrka s automatickým přívodem barvy. Tlakovým tělesem bývá tlakový válec.

Klíčové komponenty sítotisku: Rámy a Sítoviny

Základem každé sítotiskové formy jsou rámy a sítoviny, které musí splňovat specifické požadavky pro kvalitní tisk.

Sítotiskové rámy: Pevnost a stabilita

Rámy musí být dostatečně pevné a odolné proti zkroucení a prohnutí. Dělí se na pevné a samonapínací.

• Pevné rámy: Nejčastěji z hliníkového profilu čtvercového nebo obdélníkového průřezu. Sítovina se na ně napíná pomocí speciálního zařízení a po napnutí se přilepí.
• Samonapínací rámy: Vyrobené ze speciálních trubek s rohovými spoji. Jsou dražší a mají nižší rozměrovou stálost. Umožňují napínat tkaninu na požadované napětí bez nutnosti lepení, ale neumožňují napínání pod úhlem.

Pro dosažení přesnosti soutisku barev u náročných prací se používá konkávní prohnutí rámu před fixací sítoviny. Ideální je bikonkávní prohnutí, které zvyšuje pevnost rámu a odolnost vůči prohýbání.

Typy sítoviny: Materiály a vlastnosti pro každý účel

Sítovina je tkaná síť ze syntetických nebo kovových vláken. Nejčastěji se používá polyester (PET) nebo polyamid (PA).

• Polyesterové sítoviny (PET): Nejuniverzálnější, pevné, chemicky a mechanicky odolné, rozměrově stálé a s dlouhou životností. Ideální pro keramiku, elektroniku, sklo, grafický sítotisk, plasty a obaly, textil.
• Polyamidové sítoviny (PA): Pružnější a roztažnější, vhodné pro potisk nerovných povrchů (dlaždice, plastové/skleněné nádoby). Polyamid je hydrofilní, a proto nejsou vhodné pro vodní média, protože bobtná.
• Pokovené sítoviny: Polyesterové sítoviny s vrstvou niklu, slouží jako odporové pro vyhřívání sít při tisku termoplastických barev.
• Kovové sítoviny: Z ocelových drátů, používají se pro speciální tisky na velmi abrazivní materiály nebo s abrazivními tiskovými médii, a pro jemné tisky v elektrotechnice.

Vazba a barva sítoviny

Sítoviny se dělí podle způsobu tkaní na plátnovou a keprovou vazbu. Barva sítoviny (žlutá, oranžová) se používá k absorpci záření a zabránění rozptylu světla ve vláknech, což eliminuje podsvícení okraje při expozici.

Napínání sítoviny na rám a měření napnutí

Napínání se provádí mechanicky nebo pneumaticky. Sítovina se obvykle napíná tak, aby vlákna byla rovnoběžná s rámem, ale pro čistší tisk čar nebo zamezení moaré při tónovém tisku se používá úhlové napínání.

• Měření napnutí síta: Provádí se tenzometrem (N/cm), manometrem (měří tlak vzduchu u pneumatických svorek) nebo měřením prodloužení sítotiskové tkaniny (starší metoda).

Po napnutí se sítovina k rámu přilepí a po vytvrzení lepidla se rám odřízne a začistí. Nové síto se doporučuje použít až po ustálení napětí ve vláknech po několika dnech.

Příprava sítotiskové šablony: Od ruční práce po digitální procesy

Příprava šablony je klíčová pro kvalitu tisku. Šablony se dělí podle způsobu přípravy na přímé a nepřímé, a dále na ručně zhotovené a fotomechanické.

Přímé a nepřímé šablony

1. Přímá šablona: Tvoří se přímo na sítovině vypnuté v rámu, nejčastěji kopírováním na fotocitlivou vrstvu.
2. Nepřímá šablona: Zhotoví se z vykrývacího materiálu (řezacího filmu) mimo rám a na sítovinu se přenese přilepením nebo vtlačením.

Ruční a fotomechanický způsob přípravy

• Ruční způsob: Motiv se vyřeže do šablonového filmu, který se skládá z polyesterové podložky a vrstvy tvořící motiv. Vrstva se smočí vodou/rozpouštědlem, nabobtná a vtlačí do odmaštěného síta. Po uschnutí se podložka stáhne. Jedná se o nepřímou šablonu.
• Fotomechanický způsob: Je založen na osvitu světlocitlivé vrstvy přes pozitivní fotografický film s tiskovým motivem. Osvícená místa se vytvrdí a tvoří netisknoucí prvky, nevytvrzený materiál v tisknoucích místech se vymyje vodou. Může být přímá (světlocitlivý materiál přímo na sítu) nebo nepřímá (používá se šablonový film, který se exponuje a poté vtlačí do síta).

Moderní systémy CTS (Computer to Screen)

Systémy Computer to Screen digitalizují přípravu šablon, i když kvůli vyšší ceně a malým nákladům jsou zatím méně rozšířené. Existují tři hlavní systémy:

1. Inkjetem se vytvoří maska na světlocitlivé vrstvě na sítu.
2. Systém přímého osvitu ovrstveného síta laserovým paprskem.
3. K expozici UV zářením se používá systém mikrozrcadel, jejichž poloha je digitálně řízena.

Těrka: Nepostradatelný nástroj pro tisk

Těrka je klíčová pro nanášení a protlačování barvy přes šablonu. Skládá se z držáku a listu, který je vyroben z elastomeru, někdy v kombinaci s tvrdšími materiály.

• Při ručním tisku těrka slouží k zaplnění šablony barvou i k samotnému tisku.
• U strojního tisku se pro tisk používá těrka, zatímco k zaplnění barvou slouží předtěrka.
• Listy těrek jsou odstupňovány podle tvrdosti: tvrdé těrky pro tisk tónových obrazů, měkké pro přenos většího množství barvy.

Vliv těrky a nastavení stroje na kvalitu tisku

Množství barvy protlačené přes síto ovlivňuje nejen kvalita těrky, ale i nastavení stroje:

• Přítlak těrky
• Úhel těrky
• Míra odtrhu: Vzdálenost mezi tiskovou formou a potiskovaným materiálem.

Další vlastnosti ovlivňující kvalitu tisku jsou typ sítoviny a stupeň jejího napnutí, přizpůsobivost šablony potiskovanému materiálu a typ a vlastnosti tiskové barvy.

Sítotiskové stroje: Typy a konstrukce pro různé aplikace

Sítotiskové stroje se dělí podle stupně automatizace a podle konstrukce, což umožňuje jejich široké využití.

Dělení podle stupně automatizace:

• Ruční stroje: Zcela manuální provoz.
• Poloautomaty: Tisk probíhá automaticky, nakládání a vykládání materiálu je ruční.
• Třičtvrtěautomaty: Ruční je pouze nakládání materiálu.
• Automaty: Zcela automatický provoz.

Dělení podle konstrukce:

• Ploché stroje
• Cylindrové stroje
• Rotační stroje
• Stroje pro potisk 3D předmětů

Karuselové stroje

Karuselové stroje jsou primárně určeny pro potisk textilu, který se navléká na otočné stoly. Tyto stoly nemají přisávání; předmět se na stůl upevňuje pomocí samolepící fólie nebo nevysychajícího lepidla.

Sušicí zařízení v sítotisku: Efektivní vytvrzování barev

Po tisku je nutné barvy usušit nebo vytvrdit. K tomu slouží různá zařízení:

• Sušicí regál: Nejjednodušší, sušení probíhá na sklopných roštech. Nevýhodou je odpařování rozpouštědel do prostoru místnosti.
• Sušicí tunel: Sušení probíhá na transportním pásu, proudem horkého vzduchu, infračerveným zářením, nebo kombinací obou systémů. Používá se pro sušení textilu, papíru, kartonu, lepenky, fólií z plastů.
• Tunel pro vytvrzování UV zářením: Kombinovaný sušicí tunel speciálně pro UV barvy. Obsahuje jeden nebo více UV výbojek, které se zapínají podle požadavků na rychlost vytvrzování. Tyto tunely často disponují i IR zářiči a přívodem horkého vzduchu, což je činí vhodnými i pro sušení rozpouštědlových barev.

Sítotiskové barvy: Složení, vlastnosti a druhy

Sítotiskové barvy jsou rozmanité a uzpůsobené pro potisk nejrůznějších materiálů, jako jsou papír, textil, plasty, kovy, sklo nebo dřevo. Stále více se prosazují UV barvy, které umožňují potiskovat prakticky jakékoliv netradiční materiály (polyetylén, polypropylén, sklo, keramiku, kovy).

Zasychání barev

Zasychání barev může probíhat různými způsoby:

• Fyzikální: Odpařením rozpouštědla.
• Chemickým způsobem:
• Polymerací pojidla vzdušným kyslíkem (jednosložkové barvy).
• Reakcí reaktivní složky barvy (dvousložkové barvy).
• Polymerací pomocí UV záření (UV barvy).

Základní druhy barev: Přehled

• Ředidlové barvy: Nejpoužívanější na trhu, pokrývají širokou škálu savých i nesavých materiálů. Mohou být jednosložkové nebo dvousložkové a před tiskem se ředí na požadovanou hustotu.
• Plastizolové barvy: Speciální barvy na textil s vynikající kryvostí. Nezasychají v sítu během tisku, ale hotové tisky vyžadují tepelné želatinování a fixaci při vyšší teplotě. Nejsou odolné proti horké žehličce. Lze je použít pro transferní tisk.
• UV barvy: Stále populárnější, při tisku nezasychají a rychle se vytvrzují pod UV lampou. Jsou vhodné zejména na nesavé materiály (plasty, sklo). K dispozici jsou v základních odstínech, rastrových (CMYK), krycích, fluorescentních a dalších.
• Vodou ředitelné barvy: Neobsahují ředidla, nepáchnou a usnadňují práci v prostorách bez odsávání. Vyžadují dostatečnou vlhkost vzduchu na pracovišti a mohou být fixovány teplem nebo tužidlem. Jejich použití je omezeno na některé druhy textilu.

Využití sítotisku v polygrafické praxi

Sítotisk je extrémně univerzální tisková technika s širokým spektrem využití v moderní polygrafické praxi. Díky své flexibilitě umožňuje potisk téměř jakéhokoli materiálu, tvaru a velikosti.

Od potisku textilu pro módu a firemní oblečení, přes výrobu plakátů, etiket a obalů v grafickém průmyslu, až po specializované aplikace v technickém sítotisku, jako je výroba plošných spojů, potisk keramiky, skla, plastových lahví a dalších 3D předmětů. Sítotisk je tak nezastupitelnou technologií, která se neustále vyvíjí a nachází nové uplatnění.

FAQ – Často kladené otázky k sítotisku

Jaký je rozdíl mezi sítotiskem a serigrafií?

Sítotisk je průmyslově využívaná tisková technika, zatímco serigrafie je umělecká technika. Při serigrafii si tiskovou formu (šablonu) často vytváří sám umělec a ve spolupráci s tiskařem vyhotovuje autorizované tisky.

Jaké materiály lze potiskovat sítotiskem?

Sítotiskem lze potiskovat extrémně širokou škálu materiálů. Patří sem savé materiály jako papír, karton, lepenka, dřevo a textil, ale také nesavé materiály jako plasty, sklo, keramika, kovy, CD a lahve. Díky UV barvám lze potisknout i problematické materiály jako polyetylén a polypropylén.

Proč se některé sítoviny barví do žluta nebo oranžova?

Barevné (žluté, oranžové) sítoviny se používají k tomu, aby zabránily rozptylu světla ve vláknech sítoviny. Tím se předejde podsvícení okraje šablony během expozice, což zajišťuje ostřejší a přesnější tisk tiskových prvků.

Jaké jsou hlavní typy sítotiskových barev a jejich specifika?

Hlavní typy jsou ředidlové (všestranné, zasychají odpařením rozpouštědla), plastizolové (na textil, vysoká kryvost, nezasychají v sítu, fixace teplem), UV barvy (rychlé vytvrzení UV zářením, ideální na nesavé materiály) a vodou ředitelné barvy (bez ředidel, ekologičtější, vyžadují vlhkost, fixace teplem nebo tužidlem).

Co je to "odtrh" v sítotisku a proč je důležitý?

Odtrh je vzdálenost mezi tiskovou formou (sítovinou se šablonou) a potiskovaným materiálem. Jeho správné nastavení je klíčové pro kvalitu tisku, protože ovlivňuje množství protlačené barvy, ostrost detailů a celkové pokrytí materiálu. Optimální odtrh zajišťuje čistý tisk bez rozmazání.