Печать методом шелкография или трафаретная печать (шелкография) — метод воспроизведения как текстов и надписей, так и изображений (монохромных или цветных) при помощи трафаретной печатной формы, сквозь которую краска проникает на запечатываемый материал.
История печати методом шелкография
Своё название «шелкография» этот способ получил из-за патента процесса трафаретной печати, выданного в 1907 году под названием англ. Silk screen printing — «печать шёлковым ситом». Считается, что этот способ печати возник в глубокой древности, но современный вид трафаретная печать приобрела в середине 19-го века.
Шелкографией называют разновидность трафаретной печати, в которой в качестве формного материала используются специальные моноволоконные полиэфирные, полиамидные (нейлоновые) или металлические сетки частотой 4—400 нитей/см и толщиной примерно 40—500 мкм. Обычно пробельные элементы формируют непосредственно на сетке фотолитографическим способом. Для изготовления трафарета на сетку наносится слой фоторезиста, при этом может быть использован как сухой плёночный фоторезист (капиллярная плёнка), так и жидкий фоторезист, который высушивают на сетке после нанесения, а также комбинирование этих двух способов. После нанесения фоторезиста все ячейки сетки оказываются закрытыми плёнкой фоторезиста. Затем трафарет облучается УФ-излучением с длиной волны 360—420 нм, обычно от ртутной кварцевой лампы через маску. В подавляющем большинстве случаев экспонирование проводится контактным способом. Через прозрачные участки маски фоторезист на трафарете засвечивается УФ-излучением и при этом полимеризуется, становясь нерастворимым в воде за исключением участков, не подвергшихся облучению (закрытые зачернёнными участками фотошаблона). Незакрытые от света участки неэкспонированного фоторезиста после экспозиции смывается водой. Участки со смытым фоторезистом являются печатными элементами, так как ячейки сетки на этих участках не закрыты плёнкой несмытого фоторезиста.
Технология печати методом шелкография
Непосредственно само нанесение краски производят специальным инструментом, называемым ракель, при этом ракель проводят по верхней (ракельной) стороне сетки (трафарета), протягивая валик густой краски вдоль всего трафарета. Таким образом, краска дозированно проходит через ячеи сетки в тех местах, где смыт фоторезист.
Как правило, трафаретные сетки после отпечатывания тиража поступают на регенерацию — смывку полимеризованного фотополимерного слоя и применяются повторно.
Печать подходящими красками может проводиться практически по всем материалам — по бумаге, пластмассам, шёлку, стеклу, керамике, металлам, тканям, коже, резине и т. д. Краски могут различаться по типу связующего (водные, сольвентные (на основе органических растворителей), пластизоли, краски для стекла и деколей на основе стеклянного наполнителя (фритты[en]), содержащие металлический пигмент и связующее), способу отверждения (ультрафиолетового отверждения (водные и традиционные УФ-краски), температурной фиксации (пластизоли, водные), воздушной сушки (сольвентные, водные), термополимеризуемые краски.
Благодаря особенностям технологии шелкография позволяет печатать как на плоских, так и на других поверхностях. Сейчас трафаретная печать применяется не только в полиграфии, но и в текстильной, электронной, автомобильной, стекольной, керамической и других отраслях промышленности.
Одной из особенностей шелкографии является возможность получать толстый слой краски толщиной от 8—10 мкм до 1000 мкм и более (для офсетной печати толщина красочного слоя составляет 1—2 мкм) с высокой укрывистостью и насыщенностью цвета. Также можно использовать спецэффекты — глиттеры (блёстки), объёмную печать, имитацию при печати бархата или резины. Возможна как прямая печать непосредственно на запечатываемую поверхность, так и переводная (трансферная) на промежуточный носитель (например на трансферную бумагу) с последующим переносом изображения на изделие.
Область применения печати методом шелкографии
Трафаретная печать является одним из наиболее технологичных способов печати. Она охватывает самые различные области применения: от ручных работ до высокотехнологичных промышленных решений, от самых малых форматов при изготовлении микросхем до самых крупных плакатов вплоть до 3×6 м и от единичных экземпляров до больших, измеряющихся десятками тысяч, тиражей. Способом трафаретной печати запечатываются бумага, текстиль, керамика и синтетические материалы в виде полотна, отдельных листов, а также такие изделия различного предназначения и формы, как стеклянные и керамические банки, бокалы, бутылки, приборные панели, латексные воздушные шары.
Шелкография также используется для печати деколей (переводных картинок на стекло или керамику трансферным способом) с последующим обжигом или без него, для нанесения стираемого («скретч») слоя для лотерейных билетов и разовых карточек оплаты.
Трафаретная печать применяется при печати электронных печатных плат, нанесения токопроводящих дорожек на стёкла автомобилей и многого другого.
Краски характеризуются большим разнообразием. Применяются специальные краски для самых разнообразных областей. В трафаретном способе для печати иллюстраций широко примененяется четырёхкрасочная (полноцветная) печать.
Применяемые для трафаретной печати аппараты, машины и устройства включают как обычные приспособления и установки, используемые в кустарном производстве, так и большие машины для массового производства.
Для шелкографии практически нет ограничений по габаритам изделия, и используется там, где размеры изображения измеряются метрами. Способ трафаретной печати также применяется для печати на больших поверхностях, например, на фюзеляжах самолётов и других транспортных средств.
Предельное разрешение при шелкографии менее 0,1 мм, например, рисунок печатной платы для микроэлектронных устройств требует высокого разрешения.
Трафаретная печать имеет и другие специфические области применения. Например, нанесение клея или паяльной пасты через специальный трафарет на контактные площадки печатных плат для последующего крепления и пайки радиокомпонентов, печать электропроводящими и люминофорными пастами для получения светящихся панелей в технических применениях и рекламе, нанесение изображений на пищевые изделия, например, на плитки шоколада и многие другие области применения.