Simon Eccles undersøger de muligheder, der er skabt af bevægelsen inden for tryk af keramiske fliser fra skærm til digital.

I de seneste fem år har den globale flisetrykindustri taget inkjetprintere til sig i en sådan grad, at salget af nye silketrykpresser næsten er forsvundet. “Det er ikke længere et spørgsmål om at tilbyde digitale fliser som ekstraudstyr: digital kapacitet forventes, og digital inkjet er den eneste mulige løsning,” siger Gillian Ewers, keramikspecialist hos den britiske printhovedproducent Xaar.

Tryk af fliser udnytter mange af de stærke sider ved digitaltryk, efter at nogle tekniske udfordringer er blevet overvundet. Den første dedikerede inkjet til fliser blev introduceret af KERAjet i 1999, men det var først i midten af 2000’erne, at udviklingen af inkjet-hoveder gjorde det muligt at håndtere de højere viskositeter, der er nødvendige for keramik, med succes.

Den globale økonomiske afmatning ramte især byggebranchen hårdt, hvilket resulterede i mindre ordrer på “arkitektoniske” fliser, så de små oplag med øjeblikkelig omstilling, som det digitale tilbyder, blev en positiv fordel for flisetrykkerierne.

Ifølge den spanske inkjetproducent EFI Cretaprint er der omkring 10.000 fliseproducenter på verdensplan, selv om de har en tendens til at være ujævnt fordelt, typisk i lande, der har naturlige ressourcer af egnet ler. Italien og Spanien er de vigtigste produktionsområder i Europa, men i de seneste 15 år har der været vækst andre steder, bl.a. i Tyrkiet, Egypten, Kina, Vietnam, Brasilien og Mexico. Kina har været et enormt marked. Den samlede verdensproduktion af fliser blev anslået til at være 11 milliarder m2 i 2012, hvoraf Kina producerede lidt under halvdelen.

Ifølge Ewers har indførelsen af inkjet betydet, at “disse producenter alle har reduceret produktionsomkostningerne, reduceret spild, igangværende arbejde og lagre af færdige produkter og forbedret deres evne til at reagere på designændringer og kundernes efterspørgsel.

“De producerer også fliser af højere kvalitet, som giver en mere realistisk gengivelse af marmor og andre naturlige materialer. Og de gør det i de korte oplag, som køberne efterspørger. I stedet for at konkurrere på pris kan disse producenter konkurrere på kreativitet og innovation og gøre det i nye materialer.”

Fordele i forhold til skærm

Serigrafi var oprindeligt den vigtigste proces til trykning af keramiske fliser. Processen er kendt for sin evne til at trykke farver med høj viskositet og store pigmentpartikler, men det er en langvarig proces, hvor hvert billede skal være det samme, og det tager tid at skifte.

Inkjet havde oprindeligt problemer med den høje viskositet og de store partikelstørrelser i keramisk blæk, men i midten af 2000’erne blev disse problemer overvundet takket være nye printhovedtyper.

Endnu mere end inden for skiltning og display eller tekstilarbejde har inkjet særlige fordele, der er relevante for fliseproduktion. Rulleprintere kører i kontakt med de ubrændte “kiks”-fliser, som er skrøbelige og let går i stykker. Inkjet er berøringsfri, så der kan laves tyndere fliser, fordi de ikke behøver at være stærke ved trykningen (styrken kommer fra den senere brænding ved ca. 1.200 grader C). Men de særlige trykfarver skal også kunne modstå disse temperaturer for at blive kombineret til en holdbar glasur med et permanent billede.

Blækpatroner kan variere deres billede løbende, mens de kører, så i modsætning til konventionelle roterende eller fladskærmsmetoder er der ikke behov for at gentage billedet. Noget som et gulv med marmoreffekt kan køre over flere fliser med årer, der forbinder fliserne, uden at billedet nogensinde gentages, eller at to fliser er ens. Omvendt kan et komplekst dekorativt mønster eller vægmaleri trykkes i alle størrelser uden behov for kompliceret prepress og flere skærme.

Mindre indlysende er det, at blækstråler i modsætning til roterende screen kan printe på fliser med en struktureret overflade, som kan laves ved presseprocessen, men som i stigende grad også kan printes. Durst tilbyder et FX-modul på nogle af sine Gamma 75 og 120 keramiske blækstråler, der kan opbygge teksturer som f.eks. trækorn. Sidste år introducerede Xaar sit 001-printhoved til meget store dråber på op til 200 nanoliter (1 nl = 1.000 picoliter) med en dækning på op til 700 g/m². Det er allerede blevet brugt til teksturprint af Colorobbia på en Sacmi HW-printer.

Durst introducerede sin første dedikerede fliseprinter i 2005. Dette er en Gamma XD-model

Ovnene er den dyreste del af produktionsprocessen, og normalt vil de køre 24/7 med flere kontinuerlige tilførselslinjer af ubrændte fliser, der fører ind i dem. Single-pass inkjets er nødvendige for at håndtere den kontinuerlige strøm af nypressede kiksfliser med en hurtig bæltefremføring, der er forbundet med en transportlinje, der kører kontinuerligt fra presseområdet og derefter fra printeren til en ovn. Miljøet er udfordrende for printerne og fremføringerne: Kiksfliserne er varme og dampende, og der er meget slibestøv.

Inkjet-producenter

Der findes ca. 20 producenter af inkjet-fliseprintere, de fleste i Kina, men også to i Spanien og fem i Italien. Xennia bygger også inkjet-fliseprintere til eksport, da der ikke er nogen lokal fliseindustri. Virksomheden fremstiller også sin egen Zircon-serie af keramisk blæk med bred farveskala. De sælger dog ikke længere fliseprinterne under eget navn, men via OEM-aftaler. Hope Ceramics i Kina er en af disse og sælger dem som Digital hope jet-serien i bredder fra 350 til 1.050 mm.

Cretaprint, som blev opkøbt af EFI i 2012, fremstillede oprindeligt roterende serigrafimaskiner, men har nu droppet dem og er blevet en næsten helt digital producent. “Jeg tror ikke, der er nogen, der køber silketrykprintere i dag,” siger forretningsudviklingschef Guillermo Garcia-Arregui Ferrando. “Vi kan producere dem, men alle de keramiske virksomheder foretrækker digital inkjet. Vi sælger stadig nogle reservedele.”

En EFI Cretaprint C3 inkjetprinter, vist som en del af en kontinuerlig fliseproduktionslinje

EFI Cretaprint C3 kan printe med opløsninger på 360 x 575 dpi ved 15 meter pr. minut eller 360 x 260 dpi ved 35 m/min på bredder op til 700 mm. C4-modellen, som blev præsenteret på Tecnargilla-messen for keramik- og murstensindustrien i september, er mere kompakt og 30 % lettere med et forbedret vakuumbælte, som kan håndtere bredder på op til 745 mm med op til otte farveprintbjælker.

Virksomheden har også udviklet Cretavision-software, som bruger kamerasyn til at registrere reliefmønstre på en flises overflade (presset ind i den af formningspladen) og til at hente de passende mønstre fra illustrationer til at printe oven på disse.

Durst har bygget keramiske fliseprintere i Italien siden 2005 og har i dag et stort udvalg af single-pass Gamma-maskiner i forskellige bredder og hastigheder, herunder modeller, der kan printe to fliser side om side. De hurtigste modeller printer med op til 90 m/minut, og gråtonerhovederne genererer dråber på 28-90 picoliter.

Dette flisedesign produceret af Colorobbia vandt ved Tecnargilla Design Awards 2014. De strukturerede fliser blev fremstillet ved hjælp af en kombination af sort glasur og sølvdetaljer, der blev trykt på en Sacmi HW-printer med Xaar 001-printhoveder i stor dråbestørrelse og Colorobbias digitale væsker.

De fleste inkjet-fliseprintere er single-pass-typer, hvilket er nødvendigt for at holde trit med produktionslinjer i fuld skala, hvor printerne er placeret på båndlinjer mellem formpresserne og ovnen.

Der findes også keramiske flatbed-printere med flere gennemløb. De har nogle elementer til fælles med UV-flatbedprintere, der bruges til skiltning, men de er specialbyggede til at håndtere keramisk blæk og tunge fliser. De bruges primært til testprint og meget små oplag af special- eller kunstfliser.

Hoveder og blæk

Xaar har især udviklet hoveder til OEM-printerproducenter, som er meget velegnede til de særlige egenskaber ved keramisk blæk. I 2012 og 2013 nød salget så godt af det voksende kinesiske marked for fliseprint, at aktiekursen blev firedoblet i løbet af et år, men i 2014 faldt den tilbage til niveauet fra før 2012, da den kinesiske økonomi vaklede.

Xaars 1001-printhoved, der blev introduceret i 2007, var det første, der med succes gjorde det muligt at sprøjte store pigmentblæk med høj viskositet til keramik. Dens TF-teknologi (Through Flow) er i sig selv modstandsdygtig over for blokeringer af partikler eller bobler, og den tillader også kontinuerlig recirkulation af blækket forbi bagsiden af hovedet, hvilket forhindrer partikler i at sætte sig fast.

Den oprindelige 1001 GS6-model havde dråber på 6-42 picoliter til bløde toner, men fik i 2012 følgeskab af GS12-versionen med 12-48 picoliter til dybere farver. I 2014 blev 1002-hovedet introduceret med forbedringer af dråbeplaceringens nøjagtighed. Igen var der GS6- og GS12-versioner, men også en GS40 til 40-160 picoliter.

På Tecnargilla 2014 blev GS40-baserede printere lanceret af EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T og TecnoFerrari. Flere kinesiske OEM’er sagde, at de arbejder på GS40-modeller. Disse omfatter Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co og New King Time.

Andre producenter har efterfølgende udviklet blækpatroner med recirkulation, der er velegnet til keramisk blæk. Det gælder blandt andet Toshiba TEC og Seiko.

“Muligheden for at recirkulere i og omkring hovedet var afgørende for at få digitale keramiske printere til at fungere og gøre det til en realitet i produktionen for fire-fem år siden”, siger Philips hos Xennia. Men han siger, at nu, hvor der er alternativer, bruger Xennia en række hoveder fra forskellige producenter.

Keramisk blæk er meget anderledes end konventionel grafisk blæk. For det første ændrer deres pigmenter farve, nogle gange radikalt, under brændingen, hvilket gør farvestyringen til en udfordring. De bruger en mere tyktflydende væske end den, der bruges i blækstråler til skiltning, og pigmentpartiklerne er større og mere slibende. Opløselige salte og lim kan også trykkes for at opnå visse effekter.

En interessant udvikling på et tidligt tidspunkt var fremkomsten af et åbent marked for blæk, så brugerne ikke er låst til printerens eget mærke. Ewers fra Xaar siger: “Det åbne marked for trykfarver har givet et tilstrækkeligt konkurrencepres til at reducere prisen på digitale trykfarver på det keramiske marked og har været en væsentlig bidragyder til indførelsen af digitaltryk i produktionen af keramiske fliser.”

Gulv- og vægfliser med træeffekt trykt på en KERAjet-printer med Xaar 1001-hoveder

Muligheder for overførsel

Ud over direkte digitaltryk af fliser er det også muligt at bruge særlige keramiske tonere med modificerede digitale laserprintere til at producere vandskiftemærkater i fuld farve.

De er primært beregnet til mindeplader, plaketter og lignende. Printerne kan være billige, modificerede skrivebordsmodeller, så de er velegnede til hobbyfolk eller små producenter, men tonerne er ægte keramiske pigmenter og kan derfor brændes, så de smelter permanent ind i en glasur. Det giver en høj holdbarhed, som i modsætning til UV-inkjet-overtryk kan vaskes i opvaskemaskinen.

Konklusion

I mere end 20 år har trykkeribranchen fulgt den relativt langsomme udvikling af digitaltryk inden for skilte og display, grafik og dokumentation, bøger og beklædning. Alligevel er den næsten fuldstændige accept og anvendelse af digitaltryk til flisedekoration på mindre end ti år stort set ikke blevet bemærket uden for branchen selv.

At lave strukturer af brændt ler og dekorere dem er en af de ældste menneskelige produktionsaktiviteter, men nu viser denne industri sig at være en af de mest fleksible, når det gælder om at tage nye printteknologier i brug.