© F5 2018

PIGMENTY / BARWNIKI SUBLIMACYJNE - CO TO JEST ?

Jak sama nazwa tej techniki druku wskazuje, zjawisko sublimacji gra tu zasadniczą rolę. Każdy pamięta ze szkoły co to jest zjawisko sublimacji, ale dla przypomnienia napiszę - to zmiana stanu skupienia materii z ciała stałego w gaz bezpośrednio, bez fazy ciekłej. Substancje, używane do barwienia poliestru tak się właśnie zachowują w temperaturze od stukilkudziesięciu stopni celsjusza. W tym miejscu trzeba by wyjaśnić użycie terminów pigmenty/barwniki. -Pigment to sproszkowana substancja nadająca kolor, nierozpuszczalna w bazie farby. Zmieszany proszek o jakimś kolorze z bezbarwną bazą zawierającą substancje wiążące i klejące to farba. Farba pokrywa powierzchnię i przykleja drobiny pigmentu do tej powierzchni - te drobiny pigmentu jako sproszkowane ciało stałe w farbie - nadają kolor. -Barwnik natomiast to substancja rozpuszczona w bezbarwnej bazie farby (jak cukier w wodzie) i w ten sposób nadająca kolor - baza farby wraz z rozpuszczonym barwnikiem pokrywa powierzchnię przedmiotu i nadaje jej kolor. Pigmenty/barwniki sublimacyjne mają obydwie te cechy - są pigmentami w farbie/atramencie/tonerze używanym do druku przez drukarki, ale po utrwaleniu w poliestrze w wysokiej temperaturze są już w zasadzie barwnikami ponieważ będąc w fazie gazowej wniknęły do wnętrza poliestru (rozpuściły się w nim). Tak więc substancja nadająca kolor poliestrowi jest wstępnie pigmentem, a w procesie termotransferu staje się barwnikiem.

PROCES DRUKU TERMOSUBLIMACYJNEGO - TRANSFEROWEGO

Jak to wszystko działa - w skrócie. Druk termosublimacyjny transferowy polega na nadrukowaniu obrazu najpierw na papier, a potem przeniesieniu go z papieru do poliestrowego podłoża - transferu - w wysokiej temperaturze w prasie. Podsumowując - do druku używa się specjalnego atramentu pigmentowego, w którym drobiny pigmentu są zbudowane z substancji, która w wysokiej temperaturze (optymalnie 200 - 205ºC) sublimuje, czyli zamienia się w gaz, który dyfunduje w tej wysokiej temperaturze w głąb poliestru. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej cząsteczki substancji barwiącej które wniknęły w poliester, zostają w nim uwięzione. W ten sposób uzyskuje się bardzo trwały kolor a zarazem brak powłoki - nie ma przecież bazy farby, bo bazą jest samo poliestrowe podłoże. Te same substancje mogą wnikać również do niektórych innych tworzyw sztucznych (polimerów), ale niewiele z nich ma temperaturę topnienia / mięknięcia znacząco wyższą od wymaganych 200 stopni. Jedynie niektóre gatunki poliamidu jeszcze się do tego nadają. Co ciekawe w niektórych polimerach cząsteczki barwników potrafią się przemieszczać wskutek dyfuzji nawet w temperaturze pokojowej - jednak ta właściwość jest przeszkodą w zabarwianiu takich tworzyw bo drukowane obrazy po krótkim czasie straciłyby ostrość, a po dłuższym byłyby całkowicie rozmyte.

JAKIE PODŁOŻA MOŻNA DRUKOWAĆ

Od początku metodą termosublimacji drukuje się tkaniny poliestrowe. Od niedawna zaczęto pokrywać warstwą poliestru różne przedmioty aby można było użyć je do druku tą techniką - głównie ceramikę, jak kubki, talerze, kafelki i mnóstwo innych wyrobów ceramicznych, blachy, drewno, szkło i różne przedmioty z nich wykonane. W zasadzie można pokryć dowolny materiał poliestrem, ale żeby dało się na niego przetransferować wydruk, musi on wytrzymać temperaturę ponad 180ºC, a najlepiej ponad 200ºC. SPRZĘT -DRUKARKA najtańsza w eksploatacji będzie drukarka atramentowa - koniecznie z głowicą piezoelektryczną. Można użyć w zasadzie dowolnego modelu, ale ze względów praktycznych i konstrukcyjnych niektóre modele nadają się lepiej a inne gorzej. Większość drukarek domowych jest zbudowana „oszczędnościowo”. Jak najprostszy mechanizm, słabej jakości materiały, rezygnacja z dobrych rozwiązań, które kiedyś były standardem, na rzecz tanich i mniej trwałych. Znacznie solidniejsze mechanicznie są drukarki przeznaczone do biura. Tam muszą drukować więcej, więc muszą być znacznie wytrzymalsze mechanicznie, aby przetrwać okres gwarancji bezawaryjnie. Jak każdy się domyśla, producentów bardzo interesuje to, aby drukarka nie psuła się w okresie gwarancji. Po gwarancji - wręcz odwrotnie ;) Na szczęście są na tyle tanie, że można założyć i wkalkulować koszt eksploatacji drukarki na 2 - 3 lata intensywnego druku i potem wymienić na nową bez większego żalu. Wadą drukarek biurkowych jest to, że nie obsługują papieru z rolki, ale wszystkie - nawet najmniejsze drukarki Epson-a drukują arkusze na długość maksymalną około 112 cm. Więc korzystnie jest kupić papier w rolce (tańszy niż w arkuszach) pociąć na odpowiedniej długości arkusze i w ten sposób zwiększyć możliwości druku i zaoszczędzić. W zasadzie każdą z drukarek Epson-a można użyć do druku atramentami sublimacyjnymi. Drukarki biurkowe zwykle drukują 4-ema (CMYK) lub 6-cioma (CMYK lc lm) kolorami. Obydwa rodzaje dają taki sam zakres kolorów (gamut). Druk różni się jedynie tym, że z maszyn 4 kolorowych wydruki są nieco ziarniste, a z 6-kolorych gładkie. Gładkość zapewniają dodatkowe jasne wersje kolorów Cyan-light i Magenta-light. Obecnie odbiorcy kładą dużo większy nacisk na jakość druku, więc do druku na ceramikę, blachy i inne gładkie powierzchnie jednak lepiej będą się sprawdzały drukarki 6-cio kolorowe, z atramentami “light”. Transfer na tkniny / dzianiny i tak zniweluje ziarnistość druku, więc w tym przypadku ilość kolorów używanych przez drukarkę nie ma znaczenia. -TERMOPRASA Na co należy zwrócić uwagę kupując prasę ? Przede wszystkim na element grzejny. W prasie płaskiej należy sprawdzić jak jest zbudowana płyta grzejna. Aluminium dość mocno się odkształca przy rozgrzewaniu i jeśli płyta jest dość cienka, to nawet jeśli na zimno jest prosta to po rozgrzaniu z pewnością będzie już ... mniej prosta. Wystarczy wziąć stalowy przymiar, przyłożyć boczną krawędzią do rozgrzanej płyty grzejnej i zobaczyć czy przylega bez szpar. Co prawda gąbka silikonowa na dolnej płycie powinna kompensować takie krzywizny, ale zbyt duże spowodują nierównomierny rozkład nacisku i przy transferowaniu na wymagające materiały jak np. flock, czy blachy, mogą być kłopoty. Równomierność rozkładu temperatury to drugi newralgiczny parametr prasy. Niestety tanie prasy chińskie najczęściej mają jedną małą grzałkę zwiniętą w jeden zwój, lub w kształt litery W i w połączeniu z cienką, odlewaną ze stopu aluminium płytą dają bardzo nierównomierny rozkład temperatur i spore odkształcenia. Prasy do kubków miewają grzałki również „niesamowitej jakości”. Grzeją często nierównomiernie, czujniki temperatury mają powklejane w różne miejsca, niekalibrowane, przez to pomiary są obarczone sporymi błędami sięgające nieraz i po 25 stopni. Jakość materiałów też bywa różna. Nie należy ściskać kubków z dużą siłą, bo można w ten sposób pozrywać część elementów grzejnych, powodując niedogrzewanie w jednym i przegrzewanie w innym miejscu. Tu raczej nie ma w czym wybierać a sprawdzić przed zakupem też nie bardzo się da, więc to w zasadzie loteria jakiej jakości grzałka się trafi. MEDIA - PAPIER TRANSFEROWY Do przeniesienia obrazu na materiał docelowy używa się papieru transferowego - specjalnego rodzaju papieru stworzonego specjalnie do tego celu. Dlaczego ? Dlatego, żeby uzyskać jak najlepszy, najintensywniejszy druk przy jak najmniejszym zużyciu atramentów. Zwykły papier pochłonie dużo sublimującego barwnika zamiast przekazać go podłożu. Papier transferowy jest gazoszczelny, nie przepuszcza barwnika w tył, przez to jego większość trafia do docelowego podłoża. Dobry papier transferowy ma przynajmniej 3 warstwy - 1. podkład papierowy, 2. warstwa gazoszczelna, 3. warstwa wiążąca atrament. Czasem jest jeszcze czwarta warstwa pochłaniająca szybko wilgoć. Taki papier bardzo dobrze nadaje się do małych drukarek, gdzie błyskawiczne wsiąkanie atramentu ma duże znaczenie. A to dlatego, że już w odległości 1, 2 cm za głowicą papier jest od góry dociskany rzędem, lub kilkoma rzędami drobnych zębatych kółeczek i jeśli wydruk w tym momencie jest jeszcze mokry, te kółeczka mogą zostawiać ślady w postaci serii drobniutkich kropeczek. Papier, który błyskawicznie wchłania atrament zanim dotrze do tych kółek, jest już - no może nie suchy, ale nie ma mokrej powierzchni. Ogranicza to znacznie występowanie tego efektu. Hybrid! jest właśnie papierem 4-warstwowym. Jednak przy dużej ilości atramentu i szybkiej drukarce nawet najlepszy papier transferowy nie zagwarantuje wydruku bez skaz. - ATRAMENT Atramenty bywają bardzo różnej jakości, dlatego lepiej jest użyć konkretnej, sprawdzonej marki, niż producenta „NO NAME”. Jak mówi stare przysłowie „chytry dwa razy traci” i kupując najtańsze narażamy się na kłopoty, straty czasu, awaryjność, co w efekcie dużo więcej kosztuje niż droższe, ale lepsze media. Atramenty sublimacyjne są w większości projektowane do zastosowania w przemyśle w ploterach o dużych zużyciach, więc mogą się zachowywać gorzej w drukarkach małych, gdzie przepływ, zużycie - jest o rzędy wielkości mniejsze. Najbardziej kłopotliwą właściwością atramentów sublimacyjnych „ploterowych” jest zjawisko sedymentacji, czyli rozwarstwiania się składników. Dodatki, które są zastosowane w tych atramentach, albo po prostu zbyt mała ilość substancji dyspergujących (ograniczanie kosztów produkcji) powodują, że dyspersja pigmentu nie jest tak dobra jak powinna. Skutkuje to osiadaniem pigmentu. Już po kilkudziesięciu godzinach można zauważyć, jak w powierzchniowej warstwie płynu zaczyna brakować pigmentu, który gęstnieje przy dnie. Szczególnie dobrze widać to w kolorze żółtym, ale zjawisko zachodzi we wszystkich kolorach w podobnym tempie. Jeśli więc zostawimy sprzęt bezczynnie na wiele dni, to gęstość atramentu będzie dużo większa przy dnie. Trzeba pamiętać, że osiadanie zachodzi we wszystkich elementach, które zawierają atrament, czyli od pojemników zewnętrznych, przez rurki, komory kartridża, filtry aż do głowicy włącznie. Skutek kilkutygodniowego postoju to najczęściej zmiana intensywności koloru. Ogólnie kolory druku robią się ciemniejsze, bo druk odbywa się zagęszczonym przez osiadanie pigmentu atramentem. Jeśli postój drukarki jest dłuższy, np. kilkumiesięczny, może dojść do przytkania dysz i komór głowicy, filtrów itp. Z reguły kilkukrotne czyszczenie programowe przywraca drożność głowicy, ale powrót do stabilnego koloru zajmuje sporo czasu i sporo przedrukowanego papieru. Przy długich postojach może być potrzebne czyszczenie całego układu specjalnym płynem i nalanie świeżego atramentu. Są również atramenty, które mają dobrą i trwałą dyspersję pigmentów. Do takich własnie należy sprzedawany u nas LOLIGO. Nie należą one do tych najtańszych, ale za to nie powodują tych wszystkich negatywnych skutków wymienionych powyżej.Takie atramenty powinni wybrać ci, którzy drukują niewiele i z dłuższymi przerwami np. po tydzień i więcej. Ale nie tylko. Użytkownicy ploterów unikną kosztownych przerw związanych z okresowym czyszczeniem generalnym całego układu atramentowego plotera, które jest wymagane często przez dostawców tanich atramentów, a czasem i droższych markowych, ale nie pozbawionych szybkiej sedymentacji. Dla przykładu - po 3 latach pracy plotera Epson Pro 9800 na atramentach LOLIGO w naszej firmie, po skontrolowaniu stanu filtrów głowicy i damperów, nie zostały stwierdzone żadne osady pigmentowe. Filtry były czyste a przepływ atramentu niezakłucony. Oczywiście można wybrać tańsze “ploterowe” atramenty z efektem sedymentacji, ale trzeba pamiętać o kilku zasadach postępowania - o tym poniżej. EKSPLOATACJA Kilka zasad, które pozwolą eksploatować małe drukarki biurkowe przerobione do druku atramentem sublimacyjnym w miarę bez problemów. Dlaczego „w miarę” bez problemów ? Dlatego, że zawsze należy pamiętać, że jest to przeróbka i użytkowanie drukarki do innych celów i przy pomocy innych materiałów eksploatacyjnych niż fabryczne. Producent gwarantuje bezproblemową eksploatację drukarki jedynie w przypadku używania oryginalnych materiałów eksploatacyjnych i przypuszczenie, że drukarka będzie działać idealnie również w przypadku innych mediów i atramentów jest błędem. Jednak postępując zgodnie z poradami i zasadami, które zostały wypracowane w ciągu wieloletniej praktyki przeze mnie i innych użytkowników drukarek przerobionych na „sublimację”, można zminimalizować niedogodności i uniknąć wielu błędów popełnianych przez nowych użytkowników. Najważniejsze, to zapewnić drukarce pracę. Jesli drukarka wydrukuje co dzień kilka kartek, to już wystarczy, żeby zapewnić stabilny kolor i brak kłopotów związanych z osiadaniem. Należy wyrobić sobie odruch mieszania atramentu w zewnętrznych pojemnikach. Jak akurat jesteśmy przy drukarce i zauważymy pojemniki zewnętrzne CISS-a, powinniśmy odruchowo zamieszać atrament. (Zamieszać, a nie wstrząsać - aby nie spowodować niepotrzebnego spienienia i napowietrzania atramentu). ODPOWIETRZANE UKŁADU CISS. W każdej cieczy rozpuszczają się gazy. W atramentach również. W oryginalnych, firmowych kartridżach drukarek atrament jest pozbawiony rozpuszczonych gazów, bo w czasie produkcji używa się odgazowanej wody i innych płynów, a napełniony kartridż jest jednorazowy. Układy CISS są otwarte więc w atramencie bez przeszkód rozpuszcza się powietrze. Jak wiadomo, możliwa ilość rozpuszczonego gazu w cieczy zależy od temperatury. Wyższa temperatura - mniej gazu możliwa do rozpuszczenia. Niższa - więcej. Kiedy nasycona gazem ciecz się ogrzewa, wytrącają się bąbelki gazu. Poza tym, przy mieszaniu zawsze powstają mikrobąbelki w cieczy, które zasysane są wraz z atramentem rurkami do kartridży. Po dłuższym czasie powietrze kumuluje się w kartridżach, a poziom atramentu w nich maleje. W końcu powietrza jest na tyle dużo, że zasysane jest do głowicy. Wtedy albo zbbraknie jakiegoś koloru na wydruku, albo mocno „pskuje”. Zapowietrzenie głowicy najczęściej jest mylone z zatkaniem. Myślę, że więcej niż 95% przypadków kłopotów z drukiem to zapowietrzenia. Co jakiś czas, profilaktycznie (co kilka miesięcy) dobrze jest odpowietrzyć kartridże. Robi się to bardzo prosto. Potrzebne będą: strzykawka z apteki oraz mała latarka. Na kartridżach, zwykle nad wlotem rurek z atramentem są okrągłe silikonowe koreczki. Służą właśnie do odpowietrzania. Procedura wygląda następująco: 1.Wyjąć silikonowy koreczek z kartridża. 2.Wyjąć filtr powietrza z pojemnika zewnętrznego (z tego samego koloru co kartridż). 3.W strzykawce odciągnąć tłoczek, żeby w strzykawce było powietrze. 4.Włożyć ciasno dziubek strzykawki do otworu, z którego wcześniej został wyjęty filtr powietrza na pojemniku zewnętrznym. 5.Jedną ręką trzymać latarkę i świecić do odkorkowanego otworu w kartridżu. 6.Drugą ręką nacisnąć lekko tłoczek strzykawki, zwiększając nieco ciśnienie powietrza w pojemniku zewnętrznym (na początek wystarczy ruch tłoczka o 3 - 4 ml na skali strzykawki). Cały czas trzymać strzykawkę w pogotowiu do szybkiego wyjęcia z otworu. 7.Obserwować uważnie podnoszący się poziom atramentu w kartridżu. Kiedy poziom będzie zbliżał się do wylotu, natychmiast wyjąć strzykawkę z otworu pojemnika zewnętrznego oraz zakorkować otwór kartridża silikonowym koreczkiem. Do otworu w pojemniku zewnętrzym włożyć z powrotem filtr powietrza. Tak należy postąpić z każdym kolorem. W ten sposób pozbędziemy się powietrza z kartridży i kłopotów z zapowietrzaniem na kilka miesięcy. CZYSZCZENIE GŁOWICY. Raz na jakiś czas warto przeczyścić głowicę. Właśnie ze względu na osiadający pigment i znacznie mniejsze przepływy atramentu niż w ploterach, w głowicy po dłuższym czasie eksploatacji zawsze trochę pigmentu osadzi się w wewnętrznych zakamarkach, a w wytrawionej w krzemowym krysztale głowicy jest ich sporo. Najlepiej zaopatrzyć się w drugi zestaw kartridży takich jak w CISS-sie. Taki zestaw kartridży należy zalać płynem do czyszczenia specjalnie przeznaczonym do atramentów sublimacyjnych. Wyjąć CISS z atramentami z drukarki i włożyć zestaw z płynem czyszczącym. Potem przeprowadzić 2 x programowe czyszczenie głowicy. Zostawić drukarkę na 15 minut. Ponownie uruchomić programowe czyszczenie głowicy. Kilka razy powtórzyć cykl 15 minutowej przerwy i programowego czyszczenia głowicy. Następnie przedrukować kilka kartek płynem czyszczącym. Cała procedura zajmie kilka godzin, ale po takiej „sesji” głowica będzie jak nowa. UWAGA! Proszę unikać zostawiania płynu czyszczącego w głowicy na dłużej niż kilka godzin. Płyny mają silne własciwości rozpuszczające, więc nie są obojętne dla samej głowicy, a konkretnie dla kleju spajającego czoło głowicy z krzemowym korpusem. Przy bardzo długim prztrzymywaniu płynów czyszczących w głowicy, może dojść do rozklejenia. A to oznacza już tylko wymianę głowicy na nową.
POLIGRAFIA
SUBLIMACJA
PORADY