Цифрой по стеклу

О развитии технологии и перспективах рынка

М.Э. Фарбер, канд. техн. наук printonglass@mail.ru http://coloredglassprinting.viviti.com/

Рынок печати на стекле

Особенности стекла как печатного материала

Печать керамическими красками

Печать красками ультрафиолетового отверждения

Печать красками на растворителях при изготовлении ламинированного стекла (триплекса)

Рынок печати на стекле

Современные технологии цифровой печати давно вышли за рамки традиционной полиграфии. Цифровая печать сегодня используется при изготовлении электронных схем, банковских карточек, керамических изделий и другой продукции. Одной из бурно развивающихся областей применения цифровой печати является печать на стекле.

В первую очередь однокрасочная цифровая печать на стекле пришла на смену трафаретной печати при индивидуальной замене лобовых стекол в автомобилях. Всё чаще с использованием цифрового метода выполняется индивидуальное остекленение яхт.

Постепенно технология цветной печати внедряется и в архитектурных проектах. Следует отметить, что стекло как строительный материал является одним из самых дешевых. Сегодня оно значительно потеснило традиционные кирпич и мрамор. Даже в условиях кризиса объем мирового производства стекла увеличивается. И одновременно растет потребность разнообразить и украсить здания из стекла и бетона — в противном случае возведенные архитектурные гиганты не украшают, а портят облик городов своим мрачным силуэтом.

Не только фасады или балконы, но и внутренние элементы зданий сегодня выполняются из стекла. Это могут быть перегородки офисов, стены, двери, лифтовые кабины и шахты. Полы с подсветкой, защитные панели лестниц и даже их ступени — всё это прочные стеклянные конструкции, одним из элементов оформления которых является цветная печать.

Еще одна область использования цветной печати  — изготовление элементов мебели. Стол с цветным изображением может стать украшением любого офиса. Дверцы кухонных или мебельных шкафов приобретают совершенно особый вид, если на их прозрачную поверхность нанесен цветной рисунок. Отпечатанное на стекле изображение может с успехом заменить натуральный мрамор или гранит, придавая объекту благородный и одновременно современный облик.

Особенности стекла как печатного материала

Для того чтобы получить качественное цветное изображение на стекле, надо учитывать особенности этого материала при цветоделении, выборе разрешения печати, разбивке оригинала на отдельные панели и т.п.

В первую очередь стекло — это прозрачная подложка, в отличие от привычных бумаги, картона и баннеров. В зависимости от того, с какой стороны потребитель будет смотреть на изображение, надо либо усилить его, если мы рассматриваем изображение снаружи, в отраженном свете, либо ослабить, если мы смотрим в проходящем свете и хотим видеть происходящее снаружи. Заказчик также может попросить выполнить изображение полностью непрозрачным или прозрачным.

Специфическим средством обеспечения красочности при печати на стекле является использование в изображении белой краски. С помощью белой краски можно создавать сплошной фон под изображением или добавлять ее к отдельным деталям, оттеняя и выделяя их. Подсветка изображения изнутри тоже призвана усилить насыщенность цветного изображения на стекле.

Выбор разрешения печати также связан с особенностями применения стекла, например, в архитектурных проектах. Если это фасад здания, то наблюдатель будет смотреть на изображение с расстояния десятков, а то и сотен метров. Использовать в этих условиях самую высокую резолюцию печати вроде бы нет необходимости. Однако повышение резолюции печати увеличивает толщину красочного слоя при одинаковом проценте запечатанной площади, а значит, и оптическую плотность изображения.

Если речь идет об архитектурных проектах, то изображение распределяется между многими панелями. Точность стыка элементов и печати здесь приобретает исключительное значение. В процессе работы важно не только разбить цельное изображение на отдельные участки, но и учесть, что элементы картинки не всегда находятся на панелях, установленных встык. Панели могут иметь зазоры, металлические рамки, отверстия для крепежа — всё это должно быть удалено из файла перед печатью.

Большой объем информации для печати крупных изображений приводит к необходимости архивирования файлов высокой резолюции для последующей повторной печати или замены отдельных элементов в течение длительного срока службы стекла. Обязательно сохранять и точные данные всего технологического процесса, чтобы добиться его безусловной повторяемости.

Существует три основных вида технологии для печати на стекле. Это печать керамическими красками, печать красками ультрафиолетового закрепления и печать красками на растворителях при изготовлении ламинированного стекла­триплекса.

Рассмотрим подробнее особенности каждой из названных технологий цифровой печати.

Печать керамическими красками

Основным элементом керамических красок является мелко измельченная стеклянная пудра, называемая фритом. Эта мелкодисперсная керамика спекается со стеклом при нагреве до температуры его размягчения в закалочных печах. Там она становится неотделимой частью стекла, что обеспечивает исключительные прочностные качества изображения, полученного керамическими красками.

Внешняя стена здания из стекла

 Окрашивающим элементом красок является неорганический пигмент. В качестве пигментов используют неорганические кристаллические соединения соответствующих цветов. Надо учесть, что нет пигментов пурпурных цветов, выдерживающих процесс закалки и спекания. Поэтому при использовании керамических красок невозможно применение обычной технологии триадной печати. Они требуют специальных, более сложных цветоделительных процессов и комбинации цветов для достижения реалистического цветового охвата. Зато малые размеры керамических пигментов позволяют получать тонкий красочный слой с большой оптической плотностью.

Кабинет в офисе

Керамические краски содержат растворители, что обеспечивает текучесть, лучшее поведение в машине и последующую быструю сушку. Для лучшего смачивания стекла в состав краски включают соответствующие добавки. Растворители и эти добавки должны быть удалены из изображения до того, как стекло попадет в закалочную печь. Поэтому дополнительной операцией технологии после печати и перед закалкой является сушка изображения в системах нагрева горячим воздухом.

Балкон со стеклянной запечатанной перегородкой

Технологический процесс печати керамическими красками позволяет получать насыщенные светопрочные изображения. Но для его реализации требуются значительные капитальные вложения, которые под силу только крупным предприятиям, имеющим в своем распоряжении закалочные печи и сушильные установки. Капитальные вложения в цифровые принтеры, печатающие керамическими красками, становятся эффективными и прибыльными только при выполнении крупномасштабных строительных проектов. Это может быть изготовление стеклянных фасадов зданий, внутренние стеклянные интерьеры гостиниц и общественных зданий, другие аналогичные работы.

Лестничная панель с имитацией каменной кладки

Печать красками ультрафиолетового отверждения

По сравнению с керамическими красками состав красок, отверждаемых под действием ультрафиолетового излучения, базируется на наличии в них жидких мономеров и олигомеров, переходящих в твердое состояние под действием излучения. Цветовым компонентом таких красок также являются пигменты.

Концентрация пигментов здесь ниже, и, чтобы достичь нужной насыщенности изображения, толщина слоя печатной краски должна быть больше. Слой не является плоским, а остается немного шероховатым, передающим структуру упавших при печати капель. Этот эффект несколько снижает блеск, а значит, ухудшает качество изображений, выполненных ультрафиолетовыми красками.

Зато после печати и одновременного закрепления краски изделие уже готово к использованию. Не нужны никакие дополнительные обрабатывающие процессы. Прочность такого изображения будет определяться прочностью полимерного слоя и его адгезией к стеклу. И хотя эти показатели у красок ультрафиолетового отверждения ниже, чем у спеченных керамических, они вполне подходят для применения в быту.

Обычно принтеры, печатающие ультрафиолетовыми красками, универсальны, то есть предназначены для печати на любых плоских материалах. Они в два­три раза дешевле, чем специализированные машины для керамических красок. Но при эксплуатации требуют постоянного контроля за интенсивностью источников ультрафиолетового излучения и их регулярной заменой после снижения рабочих свойств. А это дополнительная и существенная статья расходов в добавление к дорогим печатным краскам и смывочным материалам. Необходимы и дополнительные меры охраны безопасности труда при работе с источниками УФ­излучения.

Исходя из этого, можно рекомендовать данную технологию для изготовления различных предметов искусства, витражей внутренних интерьеров. Печатные бюро с ультрафиолетовыми принтерами могут расширить круг своих клиентов за счет освоения нового печатного материала.

Сравнение характеристик способов печати на стекле цифровым методом различными красками

Печать красками на растворителях при изготовлении ламинированного стекла (триплекса)

В данном случае речь идет о печати не на стекле, а на материалах, используемых для изготовления ламинированного стекла — триплекса. Это многостадийный процесс, в результате которого получается ударопрочное стекло с отпечатанным изображением внутри.

Существуют пять вариантов такого стекла с различной структурой (см. схему). Оно может состоять из двух (а и г) или одного стекла с внешней стороны изделия и защитного материала с внутренней стороны изделия (б, в и д). В качестве печатного материала могут применяться ламинат (а и б), предварительно отпечатанная бумага, ткань или пластик (г и д) и собственно пластиковое защитное покрытие (в).

Печать выполняется на адаптированном к проводке и печати на данных материалах цифровом принтере. Используются краски, содержащие пигменты и сложные органические и неорганические растворители. Наличие пигментов обеспечивает устойчивость цвета к солнечному излучению. Растворители должны быть совместимы с типом применяемого печатного материала. Поскольку напечатанное изображение находится внутри сэндвича, ему не грозят механические и химические воздействия. Устойчивость красок, защищенных стеклом от воздействия ультрафиолетового излучения, обеспечивает сохранение насыщенного изображения на долгие годы.

Варианты структуры ламинированного стекла

После печати на выбранном материале будущее изделие (дверь, перегородка, витрина) собирается в виде сэндвича и отправляется в вакуумную печь. Там под нагревом ламинирующий материал склеивает стекло, носитель изображения и защитный материал, превращая их в единое целое. Полученное таким образом стекло­триплекс не рассыпается на осколки даже при сильном, разрушающем стекольную основу ударе.

Если сравнивать капитальные вложения в технологию печати красками на растворителях, то они оказываются сопоставимыми с затратами на ультрафиолетовый принтер, но таким способом можно выпускать гораздо больший ассортимент продукции на стекле. Качество изображения, обеспечиваемое этой технологией, самое высокое, так как используется самая высокая резолюция печати. Данная технология отвечает всем требованиям безопасности для изделий из стекла, поэтому она подходит для производства элементов мебели, дверей помещений, витрин и панелей внутренних помещений.

Так же как и печать с применением ультрафиолетовых красок, этот метод подходит для небольших предприятий, ищущих новые рынки для своей продукции. Детальное сравнение трех технологий цифровой печати на стекле сделано в таблице.

Как видно из сравнения представленных в таблице данных, каждый способ печати на стекле обладает своими достоинствами и недостатками, областью применения и экономическими характеристиками. Каждый из них имеет потенциал для развития, своих пользователей и клиентов. Можно с уверенностью прогнозировать, что все они будут развиваться, захватывая всё большую долю потребительского рынка.

КомпьюАрт 12'2009