Potiskování textilií Doc. Ing. Michal Vik, Ph.D., Ing. Martina Viková, Ph.D.
Tisk I místní barvení založené na přechodu barviva, či pigmentu z tiskací pasty do vláken, resp. na vlákna.
Převzato z: http://www.screenprintingvideotutorials.com/textile_printing/textile-printing-and-development-of-this-technology-2.html
Rozdíly mezi barvením a tiskem I Chemická aplikace tisku je ve své podstatě stejná jako aplikace barvení textilií. Rozdíl je pouze v několika základních skutečnostech, a to zejména: • pro přenos barviva na textilii používáme při tisku obdobu klasické barvící lázně, která je ale silně zahuštěna tzv. záhustkou. Takto získáme tiskací pastu, která musí zajistit stálou viskozitu všech přísad v ní obsažených, nesmí se na zboží rozpíjet a musí být v závěru dobře vypratelná
Rozdíly mezi barvením a tiskem II • tiskací pasta obsahuje několikrát více barviva než příslušná barvící lázeň • proces tisku probíhá několik desetin vteřiny a většinou za studena, proto musí být textilie kvalitně připraveny pro příjem barviva v místě vzoru • po tisku je žádoucí dokonalé upevnění barviva např. pařením a závěrečné kvalitní vyprání všech neupevněných částeček barviva a všech dalších pomocných přísad
Tisk II Při nanášení barviva jde téměř vždy o opakování určité vzorové jednotky, která se rozloží po celé délce i šířce plošné potiskované textilie. Tato vzorová jednotka se nazývá střída vzoru.
Tisk III
Vzor je nutno rozložit na jednotlivé barvy (výjimku tvoří přenosový a InkJet tisk, kde se tisknou všechny barvy najednou). Základní motiv lze tisknout v různých barevných variacích.
ZPŮSOBY TISKU I podle mechanického provedení vzorové jednotky: • • • • •
Tisk reliéfní Tisk z hloubky Tisk filmový Ink-Jet tisk Speciální techniky – tisk postřikem, přenosem, potiskování česanců, koberců atd.
Tisk reliéfní tisk z vyvýšených míst (tisk reliéfní), kde se barva nanáší na vyvýšená místa, plošky tiskacího válce či formy a odtud se tlakem přenese na textilii,
1834 zkonstruoval Perrot z Rouenu první mechanický tiskařský stroj Šablony pro ruční tisk
Tisk z hloubky I tisk, při kterém si potiskovaná textilie vysává barvu ze vzorových plošek vyhloubených v tiskacím válci. První patent obdržel Thomas Bell roku 1783 na šestibarvý tiskací stroj. Obecně se pro tuto technologii vžil název potiskování kartounů. Na obrázcích je možno vidět ruční rytí měděných válců a pohled do textilní tiskárny okolo roku 1860.
Tisk z hloubky II
Zařízení pro strojní válcový tisk:
A – centrální válec, B- tkanina, C – tiskací deka, D – běhoun, E – nepotištěná tkanina, F – tiskací hlubotiskový válec, G – nanášecí válec, H – korýtko s tiskací pastou, J,K - stěrky
Tisk z hloubky III
Typický 8-válcový tiskací stroj s centrálním válcem
Válcový tiskací stroj (Brückner)
Velkým problémem bylo u vícebarevných tisků vpíjení vzoru a soutisk.
Filmový tisk plochými šablonami Tisk u kterého se barva nanáší na potiskovanou textilii přes sítovou šablonu, která je opatřena vzorem. Plochá šablona je základním výrobním prostředkem filmového tisku. Je tvořena těmito částmi: rámem – má za úkol především vytvořit nosnou konstrukci, vyztužit celou šablonu, pomáhat udržet její správný tvar i po jejím delším používání, umožnit dobré vypnutí síta. sítem – má za úkol vytvořit podklad pro nános krycí vrstvy laku v místech, která nemají být potištěna, mezi nejpoužívanější materiál síta patří hlavně syntetické materiály – polyesterová a polyamidová vlákna.
Ruční filmový (sítový) tisk
raportním zařízením – umožňuje plynulou návaznost jednotlivých tisků na sebe a při několikabarevném tisku též umožňuje správné umístění jednotlivých barev podle návrhu.
Strojní filmový tisk I
V případě strojního filmového tisku byl pohyb šablony vůči pevnému stolu nahrazen pohybem dopravníku a šablony zůstávají na místě, respektive vykonávají pouze zdvih. Se stěrkou pohybují buď řetězy, nebo se používají tzv. magnetické stěrky.
Strojní filmový tisk II
Jak bylo řečeno na rozdíl od ručního tisku musí být o strojního filmového tisku zajištěn mechanicky. Na počátku byly používány dvoj stěrky (STORK, Buser…), následně přišla firma Zimmer s magnetickými stěrkami.
Strojní filmový tisk III Strojní zařízení pro tisk plochými šablonami je poměrně dlouhé – okolo 50-60 m v závislosti na počtu tištěných barev a použité sušárně. V blízkosti je obvykle „várna barev“, kde jsou jednotlivé TP připravovány.
Karuselový tisk
Tyto stroje jsou používány typicky na potiskování kusového zboží, kdy se například triko natáhne na plochou podložku. Obvykle se otáčí karusel s navléknutými triky a tiskem jednotlivými šablonami postupně vzniká mohobarevný vzor.
Strojní filmový tisk rotačními šablonami I
Myšlenka stočit plochou šablonu do válcového tvaru rotační šablony je poměrně stará. Rotační šablony jsou tenkostěnné, bezešvé trubky, jejichž konce jsou zesíleny kovovými prstenci a jsou nasazeny do otočných hlav po obou stranách stroje. Jejich pohon je synchronizován s pohonem tiskací podložky.
Strojní filmový tisk rotačními Hlavní výhodou je tak vyšší produktivita oproti tisku plochými šablonami, kde pohyb zboží je z principu tisku přetržitý. Běžná produkční rychlost u tisku rotačními šablonami se pohybuje v rozmezí 25–50 m/min, zatímco v případě plochých šablon se dosahuje max. 10 m/min.
Rotační šablony I Základním parametrem rotační šablony je číslo mesh (počet otvorů na anglický palec 2,54 cm). Čím vyšší je číslo mesh, tím jsou ostřejší kontury. Průměr otvorů se při narůstajícím čísle mesh snižuje, počet otvorů vzrůstá. MESH
Průměr otvorů (µm)
Počet otvorů na 1 cm2
40 M 100 M 185 M
320 80 50
286 1708 5126
Rotační šablony II
Porovnání PentaScreen® a NovaScreen®
ZPŮSOBY TISKU II podle chemického hlediska: tisk přímý, při kterém se tiskne zahuštěný roztok barviva na bílou textilii, tisk leptový, při kterém se natiskují na obarvenou textilii leptací barvy, které v potištěných místech rozruší barvivo, tisk rezervový, který je opakem leptání. Na bílou textilii se natiskují v místě vzoru tzv. chránidla (rezervy), které mohou být bílé nebo barevné. Takto potištěná a usušená textilie se pak vhodným způsobem obarví a nakonec se rezerva odstraní. Pod rezervou se objeví buď bílá nebo rezervou obarvená textilie.
Leptový tisk – bílý lept
tisk leptový, při kterém se natiskují na obarvenou textilii leptací pasty (typicky redukční činidla), které v potištěných místech rozruší barvivo.
Rezerva
tisk rezervový je opakem leptání. Na bílou textilii se natiskují v místě vzoru tzv. chránidla (rezervy), které mohou být bílé nebo barevné. Takto potištěná a usušená textilie se pak vhodným způsobem obarví a nakonec se rezerva odstraní. Pod rezervou se objeví buď bílá nebo rezervou obarvená textilie
TISKACÍ PASTA obsahuje: • barvivo nebo pigment • zahušťovadlo (dosažení požadované viskozity) • přísady (např. fixační látky) Nosičem barviva se při tisku stává záhustka. Jde o podobné přípravky, které se používají při šlichtování osnovy před tkaním. K záhustkám patří škrob a jeho deriváty (dextriny), různé výrony stromů a akácií (tragant, arabská a britská guma), islandský mech, algináty, polyvinylalkohol a různé typy emulzních a poloemulzních záhustek. K ideálním vlastnostem záhustky patří snadná příprava, dobrá stabilita a účinnost, snadná vypratelnost a cenová dostupnost.
TEXTILNÍ ZAHUŠŤOVADLA rozdělení přírodní – (škrobové látky, mořské řasy) syntetické - chemická příprava (akrylová, maleinová kyselina a jejich deriváty) emulzní – skládají se z olejové fáze + vody – např. lakový benzín + voda H2O
TYPY ZAHUŠŤOVADEL 1. Škrob a jeho deriváty 2. Jádrové moučky (galaktomanay) 3. Alginátová zahušťovadla (z mořských řas) 4. emulzní záhustky 5 syntetická zahušťovadla ad 1. vzorec škrobu, polysacharid, deriváty škrobu – např. SOLVITOSE C5 (výrobce AVEBE STARCHES, Holland) používá se např. pro kypová barviva, disperzní
TYPY ZAHUŠŤOVADEL II ad.2. guarová zahušťovadla – polysacharidy (galaktomanany), melou se semena guarových bobů, produkce Indie, Pákistán, Sudán, USA původní zahušťovadlo, používají se pro barviva kypová, kyselá, disperzní, pro všechna barviva kromě reaktivních INDALCA PA/3 POLYPRINT S 82C polygal - Švýcarsko PRISULON DCA 90
TYPY ZAHUŠŤOVADEL III ad 3. Alginátová výroba z mořských řas, pod vodou se řežou a chemicky zpracovávají, sodná sůl alginové kyseliny typické produkty: MANUTEX F, MANUTEX RS (Kelco), LAMITEX L 10 (Protan Ltd., Norway) použití hlavně pro reaktivní barviva, ostatní zahušťovadla s nimi reagují (hlavně přírodní), dochází ke změně odstínu → nevhodná. V ČR se nevyrábí, dovoz z Norska, Anglie, největší oblast výroby je moře u Norska, J,S Amerika, Dálný Východ
TYPY ZAHUŠŤOVADEL IV ad.4. emulzní záhustky- z. TCH – skládají se z lakového benzínu + H2O + TPP, aby byla emulze, musíme přidat povrchově aktivní látku → viskozní kapalina, slouží k zahušťování nevyhovují ekologicky, lakový benzín uniká do atmosféry → nepoužívá se
TYPY ZAHUŠŤOVADEL V ad. 5. syntetická zahušťovadla hlavně pro pigmentový tisk, pro zahušťování pigmentů – deriváty kyseliny akrylové, v H2O disociuje, tím dochází ke zvýšení viskozity, přídavkem alkálie se viskozita ještě zvýší ALCOPRINT (Ciba) LUTEXAL (BASF) ACRACONZ Lambicol LAN
KUPÍROVÁNÍ TP • PUR – tiskací pasta, která obsahuje maximální množství barviva doporučené výrobcem • KUPÍR – TP vzniklá ředěním • příprava kupíru - navážením menšího množství barviva (pigmentu) než je PURová koncentrace • příprava pomocí ředění PURU pomocí kupírovací záhustky • pasta nejde ředit H2O, ale kupírovací zákustkou ( je bez barviva) protože musíme zachovat viskozitu. • KUPÍROVÁNÍ TP – příklady jednoduchých výpočtů – připravte 25 g TP 1:4 (5 g PUR + 20g záhustky)
Reologické chování I O chování tiskací pasty při její přípravě a zejména v průběhu tisku, tedy o jejích tiskařských vlastnostech a tím do značné míry také o konečném výsledku tisku, rozhoduje především použitá záhustka a její reologické / tokové / vlastnosti.
Reologické chování II
Tiskací pasta musí být tixotropní
? Pokud je TP řídká dochází k rozpíjení.
Reologické chování III Kapaliny jsou látky, které se účinkem i malé vnější síly trvale deformují – tečou. Rychlost toku kapaliny je tím větší, čím větší je vnější síla a čím menší jsou vnitřní síly, které působí proti toku. Vnitřní síly (vnitřní tření) vznikají v kapalině jako důsledek tepelného pohybu a mezimolekulárních přitažlivých sil. Při malých rychlostech proudění (laminární proudění) se tok kapalin uskutečňuje jako smyková deformace, která charakterizuje změnu materiálu při smykovém (tečném) napětí.
Reologické chování IV Při laminárním proudění reálné tekutiny vzniká v důsledku mezimolekulárních sil ve stykové ploše dvou vrstev pohybujících se různou rychlostí v tečné napětí τ, jímž se snaží rychlejší vrstva urychlovat vrstvu pomalejší a ta naopak zpomalovat vrstvu rychlejší. Podle Newtona je toto tečné napětí přímo úměrné gradientu rychlosti, tj. přírůstku rychlosti dv mezi dvěma přiléhajícími vrstvami dělenému vzdáleností vrstev dy. Platí:
kde konstanta úměrnosti η se nazývá dynamická viskozita.
Reologické chování V Tokové chování záhustek lze sledovat pomocí grafů, kde na osu x se nanášejí hodnoty D a na osu y hodnoty τ. Spojnice bodů pak vytváří tzv. tokovou křivku a graf se nazývá tokový diagram.
Většina záhustek vykazuje tok pseudoplastický, kdy se viskozita mechanickým namáháním snižuje.
Ink-Jet tisk I – bez šablon, pomocí trysek Vzor se vytváří přímo na textilii mícháním barev, minimálně 4 inkousty, v současnosti se používá 8 a více inkoustů. Jednotlivé základní inkousty (cartridge) CMYK systému jsou: (cyan – azurová, magenta – purpurová, yellow – žlutá, black – černá) problém s tiskemm bílé, musí se použít bílý pigment ale
Ink-Jet tisk II V případě inkoustových tiskáren pro textilní aplikace se používá v případě kontinuálních systémů tří metod řízení směru kapek.
Binární deflexe
Násobná deflexe
Hertzova metoda
Ink-Jet tisk III
SPECIÁLNÍ TECHNIKY TISKU 1/ - PŘENOSOVÝ TISK 2/ - TISK KOBERCŮ 3/ - VLOČKOVÝ TISK
Přenosový tisk I Přenosový tisk (původně též zvaný termotisk) byl patentován v roce 1958, ale teprve až po osmi letech byla tato metoda uvedena do výroby. V současné době se uplatňuje zejména v pletařském průmyslu. Tzv. přenosový papír, který je potištěn vybranými disperzními barvivy, se vystaví v přímém kontaktu s textilií teplotě 180 až 220(C. Vlivem této vysoké teploty dochází k sublimaci disperzního barviva, které pak ve formě páry okamžitě difunduje do textilie.
Přenosový tisk II Mezi hlavní výhody tohoto tisku patří zejména: • naprostá přesnost, ostrost tisku a opakovatelnost, • dokonalá stálost potištěného zboží, • odpadá klasický mokrý způsob následné úpravy potištěného zboží, změnu vzoru lze provést během několika minut, • zaškolení personálu v krátké době, • malá zastavěnost podlahové plochy, • ekonomická výhodnost.
Přenosový tisk III
Tisk vločkový I
textilním tiskem (většinou filmovým) se na textilii vytvoří vzor. Místo klasické TP se však použije pryskyřičné pojivo, do něhož se pomocí elektrostatického pole kolmo a hustě vedle sebe nanesou krátká vlákna a na podkladové textilii vzniká po vytvrzení pryskyřice vlasový efekt, připomínající vlasovou tkaninu.
Tisk vločkový II
47
Potiskování koberců
Zimmer TDA
Při potiskování koberců je nutno vyřešit dostatečné probarvení vlasu. Dříve se používal systém dvoustěrkový např. TDA od firmy Zimmer
Dnes se používají speciální tryskové systémy např. ChromoJet.
Paření po tisku I Paření po tisku je velmi důležitým úsekem zušlechťování potištěných textilií, protože teprve během paření proběhnou nutné reakce mezi jednotlivými složkami tiskařské pasty a textilním materiálem. Podmínky při paření jsou dány především druhem použitého barviva, typem záhustky, dalších TPP apod. Při paření probíhají tyto základní operace: většina vláken pařením bobtná, stávají se schopnými přijímat barvivo, záhustka ztrácí teplem lepivost i některé další fyzikálně-chemické vlastnosti, v prostředí horké páry může dojít ke vzájemné reakci mezi barvivem, chemikáliemi a vláknem, dochází k žádoucí fixaci barviva na vlákno.
Paření po tisku II Paření může být: beztlakové kontinuální nebo tlakové diskontinuální. Paření kontinuální je používanější. Potištěné zasušené zboží vbíhá potištěnou stranou nahoře do tělesa pařáku délky cca 10 m, šířky 2,5 m a výšky cca 3 m. Vnitřní prostor je vybaven vodícími válečky tvořící různou sestavu. Navedené zboží pak vytváří svislé smyčky nebo spirálu apod. Zboží setrvá v pařáku dle potřeby 5 až 40 minut a poté vychází ven a je navedeno k pracím strojům.
Dokončovací operace po tisku Mezi základní operace po tisku patří: sušení, paření, praní, sušení po tisku. Převážná část tiskacích technik, jakož i většina technologických procesů textilního tisku vyžaduje, aby se textilie ihned po tisku sušila. Moderní způsoby tisku využívají při tisku vyhřívaný stůl, takže potištěné zboží je v zápětí usušeno a nehrozí jakékoliv poškození tisku rozpíjením apod. U dlouhých tiskacích stolů se k sušení používá pojízdný sušící vozík, který jezdí po kolejničkách umístěných v okraji stolu. Často i teplotou ovzduší tiskárny dochází v poměrně přijatelné době k usušení potištěného zboží.
