Simon Eccles zkoumá příležitosti, které se objevily v souvislosti s přechodem od sítotisku k digitálnímu tisku keramických dlaždic.

V posledních pěti letech se v celosvětovém odvětví tisku na dlaždice výrazně rozšířily inkoustové tiskárny, takže prodej nových sítotiskových strojů téměř vymizel. „Digitální tisk obkladů již není nabízen jako volitelný doplněk: digitální schopnosti jsou očekávány a digitální inkoustový tisk je jedinou schůdnou možností,“ říká Gillian Ewersová, specialistka na keramiku u britského výrobce tiskových hlav Xaar.

Po překonání některých technických problémů využívá tisk na dlaždice mnoha předností digitálního tisku. První specializovaný inkoustový tisk na dlaždice představila společnost KERAjet v roce 1999, ale teprve v polovině roku 2000 umožnil vývoj inkoustových hlav úspěšně zpracovávat vyšší viskozity potřebné pro keramiku.

Celosvětový hospodářský pokles zasáhl stavebnictví obzvláště tvrdě, což vedlo k menším zakázkám na „architektonické“ obklady, takže krátké série s okamžitou obměnou, které digitální tisk nabízí, se staly pro tiskárny obkladů pozitivní výhodou.

Podle španělského výrobce inkoustových tiskáren EFI Cretaprint je na světě asi 10 000 výrobců dlaždic, kteří jsou však obvykle rozmístěni nerovnoměrně, obvykle v zemích, které mají přírodní zdroje vhodných jílů. Hlavními oblastmi výroby v Evropě jsou Itálie a Španělsko, ale v posledních 15 letech došlo k růstu i jinde, včetně Turecka, Egypta, Číny, Vietnamu, Brazílie a Mexika. Velkým trhem je Čína. Celková celosvětová produkce dlaždic byla v roce 2012 odhadována na 11 miliard m2 , z čehož Čína vyrobila o něco méně než polovinu.

Podle Ewerse zavedení inkoustového tisku znamená, že „všichni tito výrobci snížili výrobní náklady, snížili množství odpadu, rozpracované výroby a zásob hotových výrobků a zlepšili schopnost reagovat na změny designu a poptávku zákazníků.

„Vyrábějí také kvalitnější dlaždice, které nabízejí realističtější reprodukci mramoru a dalších přírodních materiálů. A dělají to v krátkých sériích, které kupující požadují. Namísto cenové konkurence mohou tito výrobci soutěžit kreativitou a inovacemi, a to v oblasti nových materiálů.“

Výhody oproti obrazovce

Sítotisk byl původně hlavním postupem používaným pro potisk keramických dlaždic. Tento proces vyniká schopností tisknout barvy s vysokou viskozitou a velkými částicemi pigmentu, ale je to dlouhodobý proces, kdy každý obrázek musí být stejný a výměna trvá dlouho.

Inkoustové tiskárny se původně potýkaly s vysokou viskozitou a velkou velikostí částic keramických inkoustů, ale v polovině roku 2000 byly tyto problémy díky novým typům tiskových hlav překonány.

V současné době má inkoustový tisk ještě více než v oblasti nápisů a displejů nebo textilních prací zvláštní výhody pro výrobu dlaždic. Válečkové sítotiskové tiskárny přicházejí do styku s nevypálenými „piškotovými“ dlaždicemi, které jsou křehké a snadno se lámou. Inkoustový tisk je bezkontaktní, takže lze vyrábět tenčí dlaždice, protože v místě tisku nemusí být silné (pevnost vzniká pozdějším vypálením při teplotě kolem 1 200 °C). Speciální inkousty však musí odolat i těmto teplotám, aby se spojily v odolnou glazuru s trvalým obrazem.

Inkoustové tiskárny mohou svůj obraz průběžně měnit za chodu, takže na rozdíl od běžných rotačních nebo plošných metod není třeba obraz opakovat. Něco jako podlaha s mramorovým efektem může běžet přes několik dlaždic s žilkami, které se propojují napříč dlaždicemi, aniž by se obraz opakoval nebo aniž by dvě dlaždice byly stejné. Naopak složitý dekorativní vzor nebo nástěnnou malbu lze vytisknout do libovolné velikosti bez nutnosti složité předtiskové přípravy a několika obrazovek.

Méně zřejmé je, že inkoustové tiskárny mohou na rozdíl od rotačního síta tisknout na dlaždice s texturovaným povrchem, který lze vytvořit lisováním, ale stále častěji také tiskem. Společnost Durst nabízí u některých svých keramických inkoustových tiskáren Gamma 75 a 120 modul FX, který dokáže vytvořit textury, jako je například struktura dřeva. V loňském roce představila společnost Xaar tiskovou hlavu 001 pro velmi velké kapky až do 200 nanolitrů (1 nl = 1 000 pikolitrů), pro pokrytí až 700 g/m2. Tuto hlavu již použila společnost Colorobbia pro tisk textur na tiskárně Sacmi HW.

Společnost Durst představila svou první specializovanou tiskárnu na dlaždice v roce 2005. Jedná se o model Gamma XD

Pece jsou nejdražší částí výrobního procesu a obvykle jsou v provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a vede do nich několik nepřetržitých přívodních linek nevypálených dlaždic. Pro zpracování nepřetržitého proudu nově vylisovaných dlaždic jsou zapotřebí jednoprůchodové inkoustové tiskárny s rychlým pásovým podavačem napojeným na dopravní linku, která nepřetržitě vede z lisovacího prostoru a poté z tiskárny do pece. Prostředí je pro tiskárny a podavače náročné: sušenkové dlaždice jsou horké a zapařené a je zde velké množství abrazivního prachu.

Výrobci inkoustových tiskáren

Výrobců inkoustových tiskáren na dlaždice je přibližně 20, většina z nich v Číně, ale dva ve Španělsku a pět v Itálii. Společnost Xennia vyrábí také inkoustové tiskárny dlaždic na vývoz, protože v zemi neexistuje žádný místní průmysl na výrobu dlaždic. Vyrábí také vlastní řadu keramických barev Zircon s širokým gamutem. Tiskárny na dlaždice však již neprodává pod svým jménem, ale prostřednictvím OEM dohod. Jednou z nich je společnost Hope Ceramics v Číně, která je prodává pod názvem Digital hope jet series v šířkách od 350 do 1 050 mm.

Společnost Cretaprint, kterou v roce 2012 koupila společnost EFI, původně vyráběla rotační sítotiskové stroje, ale nyní od nich upustila a stala se téměř výhradně digitálním výrobcem. „Myslím, že dnes už nikdo nekupuje sítotiskové tiskárny,“ říká manažer pro rozvoj obchodu Guillermo Garcia-Arregui Ferrando. „Můžeme je vyrábět, ale všechny keramické firmy dávají přednost digitálnímu inkoustovému tisku. Stále prodáváme některé náhradní díly.“

Inkoustová tiskárna EFI Cretaprint C3, zobrazená jako součást kontinuální výrobní linky na dlaždice.

Tiskárna EFI Cretaprint C3 dokáže tisknout s rozlišením 360 x 575 dpi při rychlosti 15 m/min nebo 360 x 260 dpi při rychlosti 35 m/min na šířku až 700 mm. Model C4, který byl oznámen na veletrhu keramického a cihlářského průmyslu Tecnargilla v září loňského roku, je kompaktnější a o 30 % lehčí, má vylepšený vakuový pás a zvládne šířku až 745 mm s až osmi barevnými tiskovými pruhy.

Společnost také vyvinula software Cretavision, který pomocí kamerového vidění rozpoznává reliéfní vzory na povrchu dlaždice (vtlačené do ní tvářecí deskou) a vyvolává příslušné vzory z výtvarného díla, na které se tiskne.

Společnost Durst vyrábí tiskárny keramických obkladů v Itálii od roku 2005 a dnes nabízí širokou škálu jednoprůchodových strojů řady Gamma s různými šířkami a rychlostmi, včetně modelů, které tisknou dva obklady vedle sebe. Její nejrychlejší modely tisknou rychlostí až 90 m/minutu, přičemž šedé hlavy generují 28-90 pikolitrových kapek.

Tento návrh dlaždic vyrobený společností Colorobbia zvítězil v soutěži Tecnargilla Design Awards 2014. Texturované dlaždice byly vyrobeny kombinací černé glazury a stříbrných detailů vytištěných na tiskárně Sacmi HW pomocí tiskových hlav Xaar 001 s velkou kapkovou velikostí a digitálními tekutinami společnosti Colorobbia.

Většina inkoustových tiskáren na dlaždice je jednoprůchodových, což je nutné pro udržení kroku s celoplošnými výrobními linkami, kde jsou tiskárny umístěny na pásových linkách mezi tvářecími lisy a pecí.

Existují také víceprůchodové keramické ploché tiskárny. Mají některé prvky společné s plochými UV tiskárnami používanými pro nápisy, ale jsou speciálně konstruovány pro práci s keramickými barvami a těžkými dlaždicemi. Používají se především pro zkušební tisky a velmi krátké série specializovaných nebo uměleckých dlaždic.

Hlavy a inkousty

Společnost Xaar vyvinula zejména hlavy pro výrobce tiskáren OEM, které jsou velmi dobře přizpůsobeny vlastnostem keramických inkoustů. V letech 2012 a 2013 její tržby natolik těžily z rostoucího čínského trhu s potiskem dlaždic, že se cena jejích akcií během jednoho roku zečtyřnásobila, ačkoli v roce 2014 došlo k propadu zpět na předchozí úroveň před rokem 2012, protože čínská ekonomika oslabila.

Tisková hlava 1001 společnosti Xaar, představená v roce 2007, jako první úspěšně umožnila tryskání velkých pigmentových barev s vysokou viskozitou pro keramiku. Její technologie TF (Through Flow) je ze své podstaty odolná proti ucpání částicemi nebo bublinkami a umožňuje také nepřetržitou recirkulaci inkoustu kolem zadní části hlavy, což zabraňuje usazování částic.

Původní model 1001 GS6 nabízel kapky o velikosti 6-42 pikolitrů pro jemné tóny, ale v roce 2012 k němu přibyla verze GS12 s 12-48 pikolitry pro sytější barvy. V roce 2014 byla představena hlava 1002 s vylepšenou přesností umístění kapek. Opět existovaly verze GS6 a GS12, ale také GS40 pro 40-160 pikolitrů.

Na veletrhu Tecnargilla 2014 představily tiskárny na bázi GS40 společnosti EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T a TecnoFerrari. Několik čínských výrobců OEM uvedlo, že pracují na modelech GS40. Patří mezi ně Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co a New King Time.

Další výrobci následně vyvinuli inkoustové tiskárny s recirkulací, která je vhodná pro keramické inkousty. Patří mezi ně Toshiba TEC a Seiko.

„Možnost recirkulace v hlavě a kolem ní byla klíčová pro zprovoznění digitálních keramických tiskáren a jejich převedení do výrobní reality před čtyřmi až pěti lety,“ říká Philips ze společnosti Xennia. Nicméně říká, že nyní, když existují alternativy, používá společnost Xennia řadu hlav od různých výrobců.

Keramické inkousty se od běžných grafických inkoustů velmi liší. Za prvé, jejich pigmenty během vypalování mění barvu, někdy i radikálně, což činí správu barev náročnou. Používají viskóznější kapalinu, než jaká se používá v inkoustových tiskárnách pro značení, a pigmentové částice jsou větší a abrazivnější. Pro některé efekty lze tisknout také rozpustné soli a lepidla.

Zajímavým prvkem byl vznik otevřeného trhu s inkousty, takže uživatelé nejsou vázáni na vlastní značku tiskárny. Ewers ze společnosti Xaar říká: „Otevřený trh s inkousty vytvořil dostatečný konkurenční tlak na snížení ceny digitálních inkoustů na trhu s keramikou a významně přispěl k rozšíření digitálního tisku při výrobě keramických dlaždic.“

Podlahové a nástěnné dlaždice s efektem dřeva vytištěné na tiskárně KERAjet s použitím hlav Xaar 1001

Možnosti přestupu

Kromě přímého digitálního tisku dlaždic je možné použít speciální keramické tonery s upravenými digitálními laserovými tiskárnami k výrobě plnobarevných vodotiskových obtisků.

Ty jsou určeny především pro pamětní desky, plakety a podobně. Tiskárny mohou být levné modifikované stolní modely, takže jsou vhodné pro hobbyisty nebo malé výrobce, ale tonery jsou pravé keramické pigmenty, takže je lze vypálit a trvale zatavit do glazury. To zajišťuje vysokou odolnost, kterou lze na rozdíl od UV inkoustového přetisku mýt v myčce nádobí.

Závěr

Tiskařský průmysl již 20 a více let sleduje relativně pomalý rozvoj digitálního tisku v oblasti nápisů a displejů, grafiky a dokumentace, knih a oděvů. Téměř úplné přijetí a osvojení digitálního tisku pro dekoraci dlaždic během necelých deseti let však zůstalo mimo samotné odvětví v podstatě bez povšimnutí.

Výroba staveb z pálené hlíny a jejich zdobení je jednou z nejstarších výrobních činností člověka, ale nyní se ukazuje, že toto odvětví je jedním z nejpružnějších v přijímání nových tiskových technologií.