Текстильная цифровая печать по ткани 

          В настоящее время классические отделочные текстильные предприятия не просто потеряли свою эксклюзивность в печати по ткани, в Европе их попросту не осталось. На смену им пришли цифровые печатные производства, а некоторыми ее видами занимаются сегодня даже рекламные агентства.

Способствовало этому с одной стороны появление оборудования для единичного и малосерийного производства, а с другой — относительно недорогие и продолжающие дешеветь красители (чернила) для цифровой струйной печати. Технологии цифровой печати по ткани в целом стали многократно доступнее, чем классические промышленные, стоимость вхождения в бизнес снизилась на несколько порядков.

Как начиналась цифровая печать по ткани в России

          Технология цифровой печати по ткани первоначально разрабатывались для индустрии моды. И в Европе, где расположены основные центры моды, они прижились довольно быстро именно в легкой промышленности. В России дома моды никогда не обладали тем потенциалом, что на Западе, а текстильная промышленность, отставшая от мирового уровня на десятилетия, до цифровой печати просто не доросла. Только сейчас, спустя десятилетие с начала развития технологий цифровой печати па ткани, самые продвинутые оптовые продавцы тканей и швейники подошли к необходимости их приобретения.

          Другое дело российский сектор рекламы — он очень динамичен. Да и сами рекламисты, особенно не задумываясь о точном соблюдении устаревших стандартов, неизменно зарабатывали свой хлеб свежими дизайнерскими идеями и использованием новейших технологий. И когда на рубеже веков они увидели новые возможности цифровой печати на ткани, то наиболее продвинутые из них сразу внедрили у себя даже еще не полностью отработанные в то время решения. Риск оказался оправданным — лишь единицы из многих десятков, начавших тогда бизнес цифровой печати по ткани, отказались от него. Причин для такого рискованного шага было достаточно много:

1. Визуальные достоинства рекламы на ткани по сравнению с традиционной:

2. Очень широк ассортимент продукции, выполняемой на одном и том же оборудовании:

3. Высока стойкость отпечатков на ткани:

Сублимация - самая распространенная технология

          Начало ее распространению положило появление сублимационных бумаг и сублимационных чернил фабричного производства для струйных плоттеров: появление достойного предложения от крупных западных химических концернов как всегда привело к появлению спроса.

Выставки и статьи в журналах быстро сделали свое дело. И вот уже в конце 2001 года первые полноцветные перетяжки из ткани появляются на улицах Москвы. Бум спроса в первый же год потребовал кардинального расширения производства в сторону цифровой печати. Вслед за первыми рекламистами потянулись первые флажники. А потом — диверсифицировать рекламное производство в сторону цифровой печати по ткани стали все.

Физические основы процесса сублимационного колорирования

          Это такой технологический процесс, при котором происходит нанесение изображения  на носители из полиэфира (полиэстера, лавсана).

          При этом дисперсные (сублимационные) красители первоначально наносятся на промежуточный носитель (сублимационную бумагу). Затем в термопрессе под действием высокой температуры происходит их перенос в газовой фазе на плотно прижатую к промежуточному носителю полиэфирную ткань.

          Цифровая сублимационная печать отличается от классической лишь способом формирования изображений на промежуточном носителе. Их печать производится цифровыми струйными принтерами. Под управлением компьютера изображения печатаются на бумаге сублимационными чернилами нескольких базовых цветов.

Технологические особенности цифровой сублимационной печати

          Промежуточный носитель - сублимационная бумага очень сильно отличается от чертежно-графических и фотобумаг. Ее покрытие не впитывает чернила, а наоборот, удерживает их на поверхности, предотвращая их впитывание бумажной основой. Одновременно при печати покрытие позволяет чернилам смачивать поверхность, но предотвращает их растекание. При термопереносе чернила почти целиком покидают поверхность сублимационной бумаги, покрытие сублимационной бумаги не удерживает их на ее поверхности. Чем больше сублимационная бумага может принять чернил без потери четкости изображения и промокания, и чем она затем лучше отдает чернила при термопереносе, тем бумага лучше.

          Лучшие образцы сублимационных бумаг могут принять до 50 миллилитров чернил на один квадратный метр. При содержании красителя в чернилах до 12 % это соответствует 6 граммам сухого красителя на один квадратный метр. При этом отдача красителя при сублимационном переносе превышает 95 %.

          Условия печати соответствуют средним офисным, а современные европейские чернила, практически лишенные запаха, не выделяют каких–либо вредных веществ.

          Условия сублимационного переноса соответствую средним промышленным. К особенностям можно отнести необходимость установки локальной вытяжной вентиляции, которая удаляет пары масла, обычно выделяемые тканью при нагреве. Дело в том, что в ткацком производстве полиэфирной ткани применяется технологическое «замасливание» нитей.

Самая "пробивная" печать дисперсными чернилами - прямая

          В производстве флажной продукции очень важным параметром является качество сквозного «пробива»: чем меньше отличаются по цвету лицевая и изнаночная стороны флага, тем лучше. В классической трафаретной технологии это достигается применение спотовых (заранее смешанных) красок при избыточном их нанесении. В цифровой печати нужный цвет достигается смешиванием от четырех до шести базовых красителей на поверхности носителя непосредственно при печати.

          Сублимация не обеспечивает полного «пробива», поэтому для этого процесса были разработаны специальные методы его улучшения. Например, использование термопресса с вакуумным отсосом или технологии «двойного жима», которые немного улучшают сквозное просачивание сублимирующих чернил сквозь ткань. Однако и эти достаточно дорогостоящие решения не стали панацеей.

          В последние годы существенное улучшение сквозной пробивки было достигнуто опять же благодаря промышленности. Появились полиэфирные ткани с фабрично нанесенным покрытием для прямой печати дисперсными красителями на водной основе. Специальные виды плетения в изготовлении флажных сеток для струйной цифровой печати обеспечивают хорошее смачивание чернилами нитей ткани. При этом покрытие, обеспечивая равномерное смачивание в поперечном направлении, не дает чернилам растекаться вдоль нитей.

          Одновременно производителями струйных плоттеров и их продавцами был выпущен ряд струйных текстильных плоттеров, предназначенных для прямой печати по ткани. В свою очередь и химические концерны также поддержали эту технологию и выпустили чернила для прямой печати по полиэфирным тканям, а затем и универсальные чернила для прямой и косвенной цифровой сублимации.

          Для пользователей сольвентных и масляных струйных плоттеров в настоящее время также выпускаются чернила для прямой сублимационной печати. Однако пока автору этой статьи не довелось увидеть ни одного высококачественного отпечатками подобными чернилами.

Экстенсивное и интенсивное расширение бизнеса

          Обычно через некоторое время после запуска технологии печати по ткани наступает полная загрузка производственных мощностей. При этом оказывается, что при полной загрузке плоттера каландровый термопресс или устройство ИК-фиксации загружены совсем мало. То есть производительность разных компонентов комплекса печати по ткани различна.

          Приблизительное соотношение количества единиц оборудования в сбалансированном комплексе косвенной или прямой сублимации таково: один каландровый термопресс или устройство ИК–фиксации могут обслуживать четыре-пять струйных плоттеров или два высокопроизводительных струйных плоттера. Поэтому экстенсивное расширение бизнеса на начальном этапе потребует приобретения лишь одного–двух струйных плоттеров для сублимационной или прямой печати.

          Интенсивных путь развития текстильно-печатного бизнеса — это освоение других технологий цифровой печати по ткани.

Цифровая печать текстильными пигментными чернилами

          Наиболее простой в освоении является технология печати текстильными пигментами по смесовым тканям. Схема процесса представлена на том же рисунке, что и схема прямой печати дисперсными чернилами. Отличие процесса заключается в том, что после печати частички пигментных красителей закрепляются на поверхности волокон ткани посредством биндера — полимеризующегося клеевого компонента чернил. Его полимеризация происходит после высыхания красителей при последующем нагреве до температуры от 140 до 160 градусов в течение примерно 3 минут.

          Печать пигментами  весьма привлекательна для изготовления таких типов изделий, как постельное белье, скатерти и салфетки, портьеры, декорации, сценическая и специальная одежда, канва для вышивания. Диверсификация бизнеса в ее направлении потребует всего лишь приобретения дополнительного текстильного струйного плоттера, поскольку для фиксации красителей можно будет использовать тот же самый каландр или устройство ИК-фиксации.

Цифровая печать активными и кислотными красителями

          И, наконец, для печати по таким престижным материалам, как полотно для эксклюзивного белья из тонкорунного хлопка или натурального льна, шелк или шерсть, потребуется специализированный комплекс прямой печати, включающий в себя помимо текстильного струйного плоттера специальные виды оборудования:

         

          Прямую цифровую струйную печать активными и кислотными красителями относительно легко встроить в технологический процесс классического текстильного производства. Для этого в отделочном производстве достаточно включить подготовку ткани для цифровой печати — и вместо красочной набивки с помощью чистых шаблонов наносить на белую ткань одни лишь ТВВ без красителей. А затем, запечатанную цифровыми плоттерами ткань необходимо зафиксировать в том же зрельнике, что и запечатанную классическим способом.

          Вступив на этот путь модернизации производства, западные текстильные предприятия в конечном итоге ликвидировали классическую текстильную печать, полностью заменив ее цифровой. И сейчас уже десятки высокопроизводительных цифровых печатных машин на Западе производят миллионы квадратных метров тканей в год.

Цветовой охват цифровой печати по ткани

          Цифровая текстильная печать высокого класса производится в шесть красок - CMYK+Orange+Blue или более, печать бюджетного класса — в четыре (CMYK). И для этого есть весьма веские причины.

          Самая большая проблема в цифровой печати по тканям — воспроизведение насыщенных синих тонов. Они получаются или серо-голубыми или фиолетовыми, только не синими. Причина в том, что у текстильных пурпурных красителей (magenta) синяя составляющая всегда выражена слабее, чем у полиграфических красителей.

          И текстильщики нашли выход в применении пятой краски — синей. При этом по сравнению с CMYK–набором, существенно расширился цветовой охват в синей области. Ясно, что, решившись на использование дополнительных чернил синего цвета, можно выбрать пурпурные чернила с хорошей красной границей или даже просто применить красные чернила. Именно по этому пути пошли изготовители текстильных чернил. Обязательный набор их включает в себя черный и цветную тетраду – зелено-голубой или голубой (Turquoise или Cyan), желтый или зелено-желтый (Yellow или greenish Yellow), красно-пурпурный (bluish Red) и синий (Blue). В качестве шестого цвета используется красно-оранжевый (reddish Orange) или наоборот ярко-красный (bright Red). То есть в зависимости от положения спектральной границы основного красно-пурпурного цвета выбирается такой шестой цвет, который позволяет варьировать цветовые координаты суммарного красного цвета в наиболее широких пределах.

          На диаграммах красным цветом представлен цветовой охват струйной сублимационной печати на ткани с плотностью 120 гр./кв.м. цветовым набором Cyan+bluish_Red+Yellow+Black+Blue+reddish_Orange. Серым цветом представлен цветовой охват стандартной офсетной печати на мелованной бумаге — Europe_ISO_Coated_FOGRA27.
           В зелено-голубой и зелено-желтой областях шестицветная печать на ткани имеет сопоставимый с типографским цветовой охват, а в синей и красной областях значительно превосходят его при L>40. Лишь при самых высоких и низких значениях (L>93 и L<30) типографская печать на мелованной бумаге имеет преимущества в цветовом охвате. Это и понятно — бумага имеет большие белизну и поверхностную плотность, чем ткань. Ясно, что дальнейшего расширения цветового охвата можно достичь добавлением еще одного или двух базовых цветов. Цветовой охват расширяется также при использовании более плотной ткани из наиболее тонких нитей, образующих более плотную поверхность с повышенной белизной.

          Из всех технологий цифровой печати на ткани самый узкий цветовой охват имеет пигментная печать. Происходит это потому, что пигментные красители имеют самые пологие спектральные границы («тупые» краски, как говорят текстильщики). И для этого типа красителей печать в шесть и более базовых цветов является просто жизненно необходимой.

ПО для цифровой печати по ткани

          Понятно, что использование цветового пространства, нестандартного для полиграфии и обычной широкоформатной печати, требует настолько же нестандартного подхода к контролю цвета. И для цифровой печати по текстилю следует применять текстильные растровые процессоры (RIP – Raster Image Processor).

Основные отличительные особенности текстильного RIP:

          Для точной цветопередачи и попадания в Lab–цвета с точностью ΔE<3 многоканальные цветовые ICC–профили печати необходимо создавать профессиональными программами цветового профилирования. Правильно построенные профили печати и использование потенциала текстильной цифровой печати позволяют создавать такие изображения, которые не под силу воспроизвести никаким системам классической печати.

Экономические показатели

          Как уже отмечалось в начале статьи, начальные инвестиции в эти технологии — в десятки и сотни раз меньше, чем в промышленные. Судите сами, вот типовой состав комплекта широкоформатной цифровой сублимационной печати начального уровня:

Стоимость его лежит в пределах от 38 до 49 тысяч Евро и включает в себя:

Расходные материалы

        

          Расходы на чернила обычно не превышают 1,3 Евро на каждый квадратный метр насыщенного цветного изображения.

          Так, на чернила для печати: фотографии популярного артиста, спортсмена или политика формата А4 (200 х 300 мм) потребуется не более 8 евроцентов (3 рубля); оттиска клубного галстука (0,3 кв. метра) – 40 Евроцентов (15 рублей); оттиска головного платка (0,6 кв. метра) – 80 Евроцентов (30 рублей); цветной этикетки размером 50 х 80 мм – 0,5 Евроцента (18 копеек).
           Расходы на термотрансферную бумагу для струйной печати составят от 0,8 до 1 Евро за квадратный метр. Непропитанная ткань стоит обычно от 0,6 до 1 Евро за квадратный метр, а пропитанная - от 1,5 до 2 Евро за квадратный метр.

          На расходные запчасти, включая печатные головки, затраты не превысят 4 % от стоимости израсходованных чернил, бумаги и пропитанной ткани. Расходы на все виды ремонта в постгарантийный период обычно не превышают 7,5 % стоимости израсходованных чернил и бумаги.

Главные итоги

          Основные показатели технологий цифровой печати на ткани: