Drukowanie cyfrowe, z roku na rok, zyskuje na popularności. Wiąże się to przede wszystkim ze spadkiem wielkości nakładów, których realizacja za pomocą analogowych technik drukowania, jest nieopłacalna. Obecnie dotyczy to również branży opakowaniowej – powstają bowiem produkty wykonywane z okazji różnych świąt, lub przeznaczane jedynie na lokalne rynki, a także takie, które dedykowane są konkretnej grupie odbiorców, co wymaga personalizacji. Przy tego typu zleceniach
sprawdza się technika drukowania cyfrowego, w tym natryskowego, zwanego popularnie ink-jetem.
W ostatnich latach jedynie 5% wszystkich druków wykonanych metodą cyfrową stanowiły opakowania. Rynek jednak cały czas zmienia się, dlatego należy się spodziewać, że udział opakowań wydrukowanych za pomocą maszyn cyfrowych będzie się zwiększał. Przewiduje się, że w 2025 roku ogół druków cyfrowych stanowić będzie 26% wszystkich druków [1].
Drukowanie natryskowe nie stanowi obecnie najpopularniejszej techniki cyfrowej wykorzystywanej do drukowania opakowań. Więcej tego typu zleceń realizuje się przy wykorzystaniu maszyn typu Indigo oraz urządzeń elektrofotograficznych. Wią-że się to między innymi z jakością drukowania, na którą mają wpływ głowice natryskowe. Producenci głowic udoskonalają jednak ich budowę tak, aby drukowanie typu inkjet mogło konkurować z innymi technikami [2].
Modyfikacje głowic
W celu poprawy rozdzielczości drukowania najnowsze głowice wytwarzają coraz to mniejsze krople, które pozwalają drukować z większą precyzją. Poprawie rozdzielczości towarzyszy zwiększenie prędkości drukowania, co zwiększa wydajność maszyny.
Jeden z czołowych producentów głowic pracujących w systemach z farbami fotoutwardzalnymi oraz wodorozcieńczalnymi, firma Kyocera, ma w swojej ofercie najnowszy model KJ4B-Z (rys. 1), z podwójną liczbą dysz (do 5312). Pracuje on z rozdzielczością 1200 dpi, przy maksymalnej prędkości 80 m/minutę. Producent wytwarza 1000 głowic na miesiąc, ale już teraz planuje zwiększenie produkcji [2,3].
Nowe głowice zaprezentowała również Konica Minolta. Model KM 1024i (rys. 2) zawiera 4 rzędy dysz. Każdy kanał farbowy jest dobrze odizolowany, dzięki czemu można kontrolować je w sposób niezależny. Głowica umożliwia drukowanie z prędkością 80 m/min przy maksymalnej rozdzielczości 720x360 dpi [2,4].
Na modyfikację swoich głowic zdecydowało się również Fujifilm w modelu Dimatix Samba. Zawiera on 2048 dysz umieszczonych blisko siebie, w rombie o 20 mm szerokości. Głowica umożliwia drukowanie z rozdzielczością 1200 dpi [6].
Rozwój systemów towarzyszących
Rozwojowi systemów drukujących towarzyszy udoskonalanie systemów wykańczających, a także software’u i hardware’u do głowic, kontrolujących proces generowania kropli z poszczególnych dysz. Umożliwiana jest także realizacja nietypowych zleceń, np. z wykorzystaniem farby białej czy też metalicznej, a także lakierowania. Istotna jest również możliwość drukowania na podłożach o nieregularnych kształtach poprzez kontrolowanie zmiany odległości, na jaką wyrzucana jest kropla farby [2].
Farby do drukowania natryskowego
W drukowaniu ink-jet wykorzystywane są farby wodorozcieńczalne, rozpuszczalnikowe i ekorozpuszczalnikowe, lateksowe oraz fotoutwardzalne. Natomiast w produkcji opakowań najczęściej wykorzystuje się maszyny wyposażone w farby fotoutwardzalne, potocznie zwane farbami UV. Producenci tych farb muszą wówczas uwzględnić, że ich produkt powinien mieć odpowiednie atesty dopuszczające go do kontaktu z żywnością. Do opakowanego towaru nie powinny bowiem migrować żadne szkodliwe substancje.
Farby fotoutwardzalne są utrwalane za pomocą promieniowania ultrafioletowego. Powstały one w latach 90. XX w., a wykorzystuje się je głównie do zadrukowywania tworzyw sztucznych, szkła, metalu, ceramiki i wielu innych podłoży. Obecnie farby fotoutwardzalne wykonywane są również w barwie białej, co umożliwia zadruk „nie białych”, a także transparentnych powierzchni [5].
Jednym z problemów związanych ze stosowaniem farby fotoutwardzalnej jest jej dość gruba oraz połyskliwa warstwa na wykonanej odbitce. Niektórym klientom przeszkadza taki wygląd nadruku. Producenci znaleźli jednak rozwiązanie, gdyż najnowsze farby mają odpowiednią lepkość i nie wnikają w podłoże. Stosowane są również lakiery, które obniżają nadmierny połysk farby. Firma Fujifilm w swojej maszynie Jet Press F zastosowała farbę, której rozpuszczalnikiem jest woda. Dzięki temu nadrukowana warstwa farby jest cieńsza i bardziej zbliżona do tej stosowanej w offsecie [6].
Rewolucyjne rozwiązanie technologiczne stanowi nanografia, której twórcą jest Benny Landa. Stosuje on nanofarby wodorozcieńczalne, z których woda odparowywana jest na podgrzewanym pasie transferowym. Dzięki temu nie wnika ona w podłoże, a nadrukowana warstwa ma grubość wynoszącą jedynie 500 nm. Punkt rastrowy uzyskany za pomocą nanofarby ma regularny kształt i jest mniejszy od punktu uzyskanego przy zastosowaniu techniki offsetowej. Wygląd punktów przedstawiono na rysunku 3.
Nanofarba nie zawiera metali ciężkich, toteż jest ona przystosowana do kontaktu z żywnością [7].
Technologia Landy została zaprezentowana na targach drupa 2012, jednak producent wciąż prowadzi nad nią badania i na razie nie udostępnia jej dla przemysłu poligraficznego. Można się jednak spodziewać, że nanografia będzie doskonałym rozwiązaniem, nie tylko w branży opakowaniowej.
Podłoża do cyfrowego drukowania natryskowego
Teoretycznie do drukowania natryskowego można stosować każdy typ podłoża. Jednak większość rodzajów farb penetruje zadrukowywany materiał, co powoduje pojawienie się ograniczeń dotyczących jego wykorzystywania. Jakość odbitki uzależniona jest przede wszystkim od sposobu przenoszenia kropli, który jest kontrolowany poprzez napięcie powierzchniowe i lepkość farby. Jakość w dużym stopniu zależy również od absorpcji zadrukowywanego podłoża, a konkretnie od napięcia powierzchniowego, szorstkości oraz porowatości [5].
W przypadku drukowania opakowań wymienione wymagania dotyczące właściwości przetwarzanego materiału nie są istotne, gdyż wykorzystywane są tu maszyny wyposażone w farby fotoutwardzalne. Jak już wcześniej wspomniano, przy zastosowaniu tej techniki możliwe jest zadrukowywanie dowolnego rodzaju podłoża. Jest to bardzo istotna zaleta farb fotoutwardzalnych, ponieważ opakowania wykonywane są nie tylko z tektury falistej bądź tzw. kartonów pudełkowych, ale również z tworzywa sztucznego i szkła.
Podsumowanie
Reasumując, drukowanie opakowań za pomocą cyfrowej techniki natryskowej to odpowiedź na obecne zapotrzebowanie rynku. Wykorzystując tę technikę, można zapewnić klientowi 48-godzinny czas realizacji zlecenia, a także umożliwić mu zamówienie chociażby jednego opakowania. Drukowanie na żądanie zapewnia również mniejsze koszty magazynowania oraz mniejsze straty, gdyż wykonywana jest jedynie niezbędna liczba opakowań, którą w każdej chwili można zwiększyć w bardzo krótkim czasie.
Jak dowiedziono, dzięki polepszeniu się jakości odbitek uzyskiwanych za pomocą techniki natryskowej, konkuruje ona obecnie nie tylko z innymi technikami cyfrowymi, ale również z offsetem. Zapewne pojawienie się na rynku maszyn pracujących w technologii nanograficznej spowoduje zdecydowaną dominację techniki natryskowej w przemyśle poligraficznym.
Bibliografia
1. Romano F.: Digital printing – materiały z Rochester Institute of Technology, 2008
2. Smyth S.: Inkjet technologies for packaging – are we there yet. Digital technology and business opportunities. Labels & Packaging, Issue 9, kwiecień 2013, s. 22-23
3. Global Kyocera [Online] Kyocera Corporation, 2013. [Zacytowano: 12 czerwca 2013] www.global.kyocera.com
4. Konica Minolta [Online] Konica Minolta Corporation, 2013. [Zacytowano: 12 czerwca 2013] www.konicaminolta.com
5. Svanholm E.: Printability and ink-coating interactions in inkjet printing, rozprawa doktorska, Uniwersytet w Karlstad, 2007, s. 10
6. Fujifilm [Online] Fujifilm Corporation, 2013. [Zacytowano: 12 czerwca 2013] www.fujifilmusa.com
7. Landa B. landanano.com. [Online] Landa Corporation, 2012. [Zacytowano: 27 czerwca 2012.] www.landano.com
