Simon Eccles skúma možnosti, ktoré sa vytvorili prechodom od sieťotlače keramických obkladačiek k digitálnej tlači.

Za posledných päť rokov sa v celosvetovom odvetví tlače na obkladačky výrazne rozšírili atramentové tlačiarne, takže predaj nových sieťotlačových strojov takmer vymizol. „Digitálne obkladačky sa už neponúkajú ako voliteľné príslušenstvo: digitálne možnosti sa očakávajú a digitálny atramentový tlač je jedinou reálnou možnosťou,“ hovorí Gillian Ewersová, špecialistka na keramiku u britského výrobcu tlačových hláv Xaar.

Tlač obkladačiek využíva mnohé silné stránky digitálnej tlače po prekonaní niektorých technických problémov. Prvú špecializovanú atramentovú tlač na obkladačky predstavila spoločnosť KERAjet v roku 1999, ale až v polovici roku 2000 umožnil vývoj atramentových hláv úspešné spracovanie vyšších viskozít potrebných pre keramiku.

Celosvetový hospodársky pokles zasiahol stavebný priemysel obzvlášť tvrdo, čo malo za následok menšie objednávky „architektonických“ obkladov a dlažieb, takže krátke série s okamžitou výmenou, ktoré ponúka digitálna tlač, sa stali pozitívnou výhodou pre tlačiarne obkladov a dlažieb.

Podľa španielskeho výrobcu atramentových tlačiarní EFI Cretaprint je na celom svete približne 10 000 výrobcov dlaždíc, ktorí sú však väčšinou nerovnomerne rozmiestnení, zvyčajne v krajinách, ktoré majú prírodné zdroje vhodných ílov. Hlavnými oblasťami výroby v Európe sú Taliansko a Španielsko, ale za posledných 15 rokov bol zaznamenaný rast aj inde, vrátane Turecka, Egypta, Číny, Vietnamu, Brazílie a Mexika. Čína predstavuje obrovský trh. Celková celosvetová produkcia obkladačiek sa v roku 2012 odhadovala na 11 miliárd m2 , z čoho Čína vyrobila o niečo menej ako polovicu.

Podľa Ewersa zavedenie atramentového tlače znamenalo, že „všetci títo výrobcovia znížili výrobné náklady, znížili množstvo odpadu, rozpracovanej výroby a zásob hotových výrobkov a zlepšili schopnosť reagovať na zmeny dizajnu a dopyt zákazníkov.

„Vyrábajú tiež kvalitnejšie obklady, ktoré ponúkajú realistickejšiu reprodukciu mramoru a iných prírodných materiálov. A robia to v krátkych sériách, ktoré kupujúci požadujú. Namiesto toho, aby títo výrobcovia súťažili cenou, môžu súťažiť kreativitou a inováciami, a to v oblasti nových materiálov.“

Výhody oproti obrazovke

Sieťotlač bola pôvodne hlavným procesom, ktorý sa používal na potlač keramických obkladačiek. Tento proces je pozoruhodný svojou schopnosťou tlačiť farby s vysokou viskozitou a veľkými časticami pigmentu, ale je to dlhodobý proces, pri ktorom musí byť každý obrázok rovnaký a výmena trvá dlho.

Atramentové tlačiarne pôvodne zápasili s vysokou viskozitou a veľkou veľkosťou častíc keramických atramentov, ale v polovici roku 2000 sa tieto problémy podarilo prekonať vďaka novým typom tlačových hláv.

V súčasnosti má atramentový tlač ešte väčšie výhody ako pri výrobe nápisov a displejov alebo textilu, a to najmä pri výrobe obkladačiek. Valcové sieťotlače prichádzajú do kontaktu s nevypálenými „sušienkovými“ dlaždicami, ktoré sú krehké a ľahko sa rozbijú. Atramentové tlačiarne sú bezkontaktné, takže sa môžu vyrábať tenšie dlaždice, pretože nemusia byť silné v mieste tlače (pevnosť pochádza z neskoršieho vypálenia pri teplote približne 1 200 °C). Špeciálne farby však musia odolať aj týmto teplotám, aby sa spojili do odolnej glazúry s trvalým obrazom.

Atramentové tlačiarne dokážu obraz počas prevádzky neustále meniť, takže na rozdiel od bežných rotačných alebo plošných metód nie je potrebné obraz opakovať. Niečo ako podlaha s mramorovým efektom môže prebiehať cez viacero dlaždíc so žilkami, ktoré sa spájajú naprieč dlaždicami, a to bez toho, aby sa obraz opakoval alebo aby boli dve dlaždice rovnaké. Naopak, zložitý dekoratívny vzor alebo nástennú maľbu možno vytlačiť do ľubovoľnej veľkosti bez potreby zložitej predtlače a viacerých obrazoviek.

Menej zrejmé je, že atramentové tlačiarne môžu na rozdiel od rotačných obrazoviek tlačiť na dlaždice s textúrovaným povrchom, ktorý sa dá vytvoriť lisovaním, ale čoraz častejšie sa dá aj tlačiť. Spoločnosť Durst ponúka na niektorých svojich keramických atramentových tlačiarňach Gamma 75 a 120 modul FX, ktorý dokáže vytvárať textúry, ako je napríklad štruktúra dreva. Spoločnosť Xaar vlani predstavila tlačovú hlavu 001 na veľmi veľké kvapky do 200 nanolitrov (1 nl = 1 000 pikolitrov), na pokrytie až do 700 g/m2. Túto hlavu už spoločnosť Colorobbia použila na tlač textúr na tlačiarni Sacmi HW.

Spoločnosť Durst predstavila svoju prvú špecializovanú tlačiareň na dlaždice v roku 2005. Ide o model Gamma XD

Pece sú najdrahšou časťou výrobného procesu a zvyčajne sú v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni a vedie do nich niekoľko nepretržitých prívodných liniek nevypálených obkladačiek. Na spracovanie nepretržitého prúdu čerstvo vylisovaných dlaždíc sú potrebné jednopriechodové atramentové tlačiarne s rýchlym pásovým podávačom spojeným s dopravníkovou linkou, ktorá nepretržite vedie z lisovacieho priestoru a potom z tlačiarne do pece. Prostredie je pre tlačiarne a podávače náročné: sušienkové obkladačky sú horúce a parné a je tu veľa abrazívneho prachu.

Výrobcovia atramentových tlačiarní

Približne 20 výrobcov atramentových tlačiarní na dlaždice, väčšina z nich v Číne, ale dvaja v Španielsku a päť v Taliansku. Spoločnosť Xennia tiež vyrába atramentové tlačiarne obkladačiek na vývoz, keďže v krajine neexistuje žiadny miestny priemysel na výrobu obkladačiek. Vyrába aj vlastný rad keramických farieb Zircon so širokým gamutom. Tlačiarne na dlaždice však už nepredáva pod svojím vlastným menom, ale prostredníctvom dohôd OEM. Jednou z nich je spoločnosť Hope Ceramics v Číne, ktorá ich predáva ako sériu Digital hope jet v šírkach od 350 do 1 050 mm.

Spoločnosť Cretaprint, ktorú v roku 2012 kúpila spoločnosť EFI, pôvodne vyrábala rotačné sieťotlače, ale teraz od nich upustila a stala sa takmer úplne digitálnym výrobcom. „Myslím, že dnes už nikto nekupuje sieťotlače,“ hovorí manažér pre rozvoj obchodu Guillermo Garcia-Arregui Ferrando. „Môžeme ich vyrábať, ale všetky keramické spoločnosti uprednostňujú digitálny atramentový tlač. Stále predávame nejaké náhradné diely.“

Atramentová tlačiareň EFI Cretaprint C3, zobrazená ako súčasť kontinuálnej výrobnej linky na dlaždice

EFI Cretaprint C3 dokáže tlačiť s rozlíšením 360 x 575 dpi pri rýchlosti 15 m/min alebo 360 x 260 dpi pri rýchlosti 35 m/min na šírku až 700 mm. Model C4, ktorý bol ohlásený na výstave keramického a tehliarskeho priemyslu Tecnargilla v septembri minulého roka, je kompaktnejší a o 30 % ľahší, má vylepšený vákuový pás a dokáže tlačiť na šírku až 745 mm s až ôsmimi farebnými tlačovými lištami.

Spoločnosť vyvinula aj softvér Cretavision, ktorý využíva kamerové videnie na detekciu reliéfnych vzorov na povrchu dlaždice (vtlačených do nej tvarovacou doskou) a na vyvolanie príslušných vzorov z umeleckého diela, ktoré sa na ne vytlačia.

Spoločnosť Durst vyrába tlačiarne keramických obkladačiek v Taliansku od roku 2005 a dnes má v ponuke širokú škálu jednoprechodových strojov série Gamma s rôznymi šírkami a rýchlosťami, vrátane modelov, ktoré tlačia dve obkladačky vedľa seba. Jej najrýchlejšie modely tlačia rýchlosťou až 90 m/minútu, pričom šedé hlavy generujú 28 až 90 pikolitrových kvapiek.

Tento dizajn dlaždíc vyrobený spoločnosťou Colorobbia zvíťazil v súťaži Tecnargilla Design Awards 2014. Textúrované dlaždice boli vyrobené kombináciou čiernej glazúry a strieborných detailov vytlačených na tlačiarni Sacmi HW pomocou tlačových hláv Xaar 001 s veľkou veľkosťou kvapky s digitálnymi tekutinami spoločnosti Colorobbia.

Väčšina atramentových tlačiarní na obkladačky je jednopriechodových, čo je potrebné na udržanie kroku s celoplošnými výrobnými linkami, kde sú tlačiarne umiestnené na pásových linkách medzi tvárniacimi lismi a pecou.

Existujú aj viacprechodové keramické ploché tlačiarne. Majú niektoré spoločné prvky s plochými UV tlačiarňami používanými na nápisy, ale sú špeciálne konštruované na prácu s keramickými farbami a ťažkými dlaždicami. Používajú sa najmä na skúšobné výtlačky a veľmi krátke série špecializovaných alebo umeleckých dlaždíc.

Hlavy a atramenty

Spoločnosť Xaar vyvinula najmä hlavy pre výrobcov tlačiarní OEM, ktoré sú veľmi dobre prispôsobené vlastnostiam keramických atramentov. V rokoch 2012 a 2013 jej tržby tak veľmi profitovali z rozrastajúceho sa čínskeho trhu s potlačou dlaždíc, že cena jej akcií sa v priebehu roka štvornásobne zvýšila, hoci v roku 2014 došlo k prepadu na predchádzajúce úrovne spred roka 2012, keď čínska ekonomika oslabila.

Tlačová hlava 1001 spoločnosti Xaar, uvedená na trh v roku 2007, ako prvá úspešne umožnila tryskanie veľkoobjemových pigmentových atramentov s vysokou viskozitou pre keramiku. Jej technológia TF (Through Flow) je zo svojej podstaty odolná voči zablokovaniu časticami alebo bublinkami a umožňuje aj nepretržitú recirkuláciu atramentu za zadnou časťou hlavy, čo zabraňuje usadzovaniu častíc.

Pôvodný model 1001 GS6 ponúkal 6-42 pikolitrových kvapiek pre jemné tóny, ale v roku 2012 k nemu pribudla verzia GS12 s 12-48 pikolitrami pre sýtejšie farby. V roku 2014 bola predstavená hlava 1002 s vylepšenou presnosťou umiestnenia kvapiek. Opäť existovali verzie GS6 a GS12, ale aj GS40 pre 40-160 pikolitrov.

Na veľtrhu Tecnargilla 2014 predstavili tlačiarne na báze GS40 spoločnosti EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T a TecnoFerrari. Niekoľko čínskych výrobcov OEM uviedlo, že pracujú na modeloch GS40. Patria medzi ne Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co a New King Time.

Ostatní výrobcovia následne vyvinuli atramentové tlačiarne s recirkuláciou, ktoré sú vhodné pre keramické atramenty. Patrí medzi nich Toshiba TEC a Seiko.

„Možnosť recirkulácie v hlave a okolo nej bola kľúčová pre fungovanie digitálnych keramických tlačiarní a ich premenu na výrobnú realitu pred štyrmi alebo piatimi rokmi,“ hovorí Philips zo spoločnosti Xennia. Hovorí však, že teraz, keď existujú alternatívy, spoločnosť Xennia používa celý rad hláv od rôznych výrobcov.

Keramické atramenty sa veľmi líšia od bežných grafických atramentov. Po prvé, ich pigmenty počas vypaľovania menia farbu, niekedy radikálne, čo spôsobuje, že správa farieb je náročná. Používajú viskóznejšiu kvapalinu, než aká sa používa v atramentových tlačiarňach, pričom pigmentové častice sú väčšie a abrazívnejšie. Na dosiahnutie niektorých efektov sa môžu tlačiť aj rozpustné soli a lepidlá.

Zaujímavým vývojom na začiatku bol vznik otvoreného trhu s atramentmi, takže používatelia nie sú viazaní na vlastnú značku tlačiarne. Ewers zo spoločnosti Xaar hovorí: „Otvorený trh s atramentmi zabezpečil dostatočný konkurenčný tlak na zníženie cien digitálnych atramentov na keramickom trhu a významne prispel k rozšíreniu digitálnej tlače pri výrobe keramických dlaždíc.“

Podlahové a stenové dlaždice s efektom dreva vytlačené na tlačiarni KERAjet s použitím hláv Xaar 1001

Možnosti transferu

Okrem priamej digitálnej tlače obkladačiek je možné použiť aj špeciálne keramické tonery s upravenými digitálnymi laserovými tlačiarňami na výrobu plnofarebných vodolepiek.

Tie sú určené najmä na pamätné tabule, plakety a podobne. Tlačiarne môžu byť nízkonákladové modifikované stolové modely, takže sú vhodné pre hobbystov alebo malých výrobcov, ale tonery sú pravé keramické pigmenty, takže sa môžu vypáliť a natrvalo sa spojiť s glazúrou. Tým sa dosiahne vysoká odolnosť, ktorá je na rozdiel od potlače UV atramentom vhodná na umývanie v umývačke riadu.

Záver

Tlačiarenský priemysel už 20 alebo viac rokov sleduje relatívne pomalý postup digitálnej tlače do oblasti nápisov a displejov, grafiky a dokumentácie, kníh a odevov. Avšak takmer úplné prijatie a adaptácia digitálnej tlače na dekoráciu dlaždíc za menej ako desať rokov zostala mimo tohto odvetvia takmer nepovšimnutá.

Výroba konštrukcií z pálenej hliny a ich zdobenie je jednou z najstarších výrobných činností človeka, ale v súčasnosti sa toto odvetvie ukazuje ako jedno z najflexibilnejších v zavádzaní nových technológií tlače.