«Сублимационная печать: сферы использования, достоинства и недостатки» МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ЗАПОРОЖСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра КСиС на тему: «Сублимационная печать: сферы использования, достоинства и недостатки» Выполнил: ст. гр. ИВТ-515 Тимченко А. Принял: Рыбин В. О. Запорожье 2007 Этот вид непрямой трафаретной печати все шире применяется для декорирования различных изделий …Сублимацией называется процесс перехода вещества из твердого агрегатного состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Сублимация, как правило, происходит при нагревании. Температура, при которой твердое вещество превращается в газ, называется температурой сублимации… Сублимационная печать была впервые применена фирмой Tektronix в принтерах Phaser. При печати используется специальная бумага, верхние слои которой восприимчивы к «пропитке» чернилами. Сам процесс в упрошённой форме выглядит следующим образом: Внутри принтера находиться рулон прозрачной плёнки, в которой заключены слои твёрдого красителя трёх цветов: бирюзового, малинового и жёлтого. Процесс печати начинается с нагрева головки, проходя вдоль плёнки. Далее испарившись, краситель переходит из твёрдого состояния в газообразное (что собственно и называется процессом сублимации). Под воздействием высоких температур происходит открытие пор на покрытии бумаги, позволяя проникать красителю под поверхность. Работая принтер, наносит слой краски одного цвета, прокатывая лист вперёд- назад, нанося послойно краску. И, как правило, существует «последний проход», когда наноситься защитный слой, для защиты от износа и небольших микроповреждений. Одно из основных преимуществ сублимационной печати является качество изображения, получаемое методом вышеописанным методом. При просмотре даже под микроскопом еле видны границы пикселей, т.к. каждый пиксель имеет плавный переход при печати. Поэтому принтер, на основе сублимационного метода имея разрешение ниже чем, струйный, не уступает, а даже превосходит по качеству своих «жидко-чернильных братьев». Стойкость к выцветанию, т.к. краситель проникает под слои бумаги, обеспечивая тем самым долгий период жизни чернил - вот ещё один плюс в копилку твёрдо-чернильных принтеров. Глубина цвета- этот фактор обуславливается разницей температур нагрева чернил, каким образом и получается множество цветов и оттенков. Ниже описание 2-х принтеров произведённых компанией Canon, и являющиеся одними из лучших представителей данного направления печати. Оба компактных фотопринтера Canon CP-200 и CP-300 работают по сублимационному методу. Каждый из них может печатать «в край» (без полей) на бумаге формата открытки, и на получение отпечатка уходит примерно 85 секунд. Благодаря миниатюризации технологий сублимационной печати обе модели настолько малы, что легко помещаются в «бардачок» автомобиля, причём CP-200 весит всего 820 г. CP-300 поставляется с аккумулятором, который превращает его в один из немногих по-настоящему мобильных принтеров. Оба устройства совместимы с не зависящим от производителя стандартом PictBridge, который позволяет подключать совместимую цифровую фото- или видеокамеру любой марки. При таком подключении ЖК-монитор камеры становится панелью управления принтера. Так получилось, что бренды фотовидеотехники, такие, как Kodak, Canon, Olympus, Sony, JVC, предпочитают иметь в своем арсенале термосублимационные фотопринтеры. Особенность сублимационной печати состоит в том, что на бумагу наносится не раствор прозрачных чернил, а непрозрачные светостойкие пигменты, навечно «приваренные» к бумаге. В конце цикла печати, состоящего из последовательного нанесения голубого, пурпурного и желтого пигмента, отпечаток ламинируется, т.е. покрывается защитной пленкой. Цикл печати занимает 45—90 с, что сравнимо со струйными принтерами. Завершающая операция — отрывание зарядных полосок бумаги (купонов) с обоих концов фотографии. Даже без учета стоимости самого термосублимационного принтера такая фотография обойдется примерно в два раза дороже, чем полученная на струйном фотопринтере, и в четыре раза дороже, чем в минилабе. В высокой стоимости расходных материалов есть определенная доля вины потребителей, довольно робко приобретающих термосублимационные принтеры (т.к. цена всегда снижается при увеличении объема выпуска). И все же требовательные фотографы предпочитают мириться с высокой ценой отпечатка ради высокого качества фотографий. Термосублимационные принтеры способны работать напрямую с цифровой камерой, минуя компьютер. Таким образом, фотографу не нужно переквалифицироваться в компьютерного специалиста для того, чтобы напечатать пару (или пару сотен) фотографий. Все, что ему для этого нужно, это усвоить несколько приведенных ниже английских аббревиатур и искать их в технических характеристиках своей цифровой камеры. Каждое найденное название расширяет возможности прямой печати фотографий и значительно упрощает сам процесс. Рассмотрим указанные термины в хронологическом порядке их появления в практике цифровой печати. JPEG, JPG (Joint Picture Expert Group) — стандарт файловой системы, утвержденный Объединенной экспертной группой по изображению и обеспечивающий сжатие (до 20 раз) и распаковку графических файлов. TIFF (Target Image Format File) — стандарт графического файла без сжатия. Обеспечивает высокое качество изображения даже при изменении разрешения и наложении различных спецэффектов. RAW (необработанный файл) — представляет собой записанную пиксель за пикселем последовательность оцифрованного изображения, как оно было считано с выхода АЦП. Не стандартизован и поэтому не всегда может считываться графическим редактором. К камерам, имеющим данный формат, обычно придается программа, раскодирующая файл в видимое изображение. Exiff Print (Exchangeable Image File Format) — взаимозаменяемый формат изображений для цифровых камер, позволяет сохранять в файле информацию для получения оптимальной цветопередачи на Exiff-совместимых принтерах. DPOF (Digital Print Order Format) — формат записи заказа на цифровую печать — усовершенствованный формат фотофайлов JPG, в заголовок которого вносятся данные о необходимости печати с данного кадра одной или нескольких копий. Этот формат позволяет, вставив карту памяти в принтер и нажав на нем кнопку «печатать все», автоматически распечатать маркированные кадры в заданном количестве копий. При этом непомеченные кадры (с числом копий равных нулю) будут пропущены. PIM (Print Image Matching) — идентификация цифрового файла — технология, предложенная корпорацией Seiko-Epson для оптимизации кадра в соответствии с характеристиками камеры, в которой он был снят и записан. Теперь помимо числа печатаемых копий в фотофайл записываются модель камеры и все режимы съемки. В принтерах они считываются из файла, и на основании этих данных оптимизируются характеристики печати применительно к характеристикам камеры и условиям съемки. Первоначально поддержка функции PIM была принята далеко не самыми сильными производителями цифровой фототехники (их очень устраивало, что принтер сможет исправить часть недостатков изображения), но в настоящее время технология PIM воспринята всеми ведущими производителями фотокамер и принтеров (ну хотя бы для того, чтобы принтер не пытался исправлять кадры, снятые их камерами). DCF (Design rule for Camera File) — правила записи несжатых файлов RAW и TIFF формат, совместимый с форматом DPOF прямой печати, т.е. позволяющий распечатывать на принтере фотофайлы иных, чем JPG, форматов. Direct Print — первый из методов, позволяющий вести прямую печать не с карты памяти, а непосредственно из цифровой камеры, соединив ее с принтером стандартным USB-кабелем. Рассчитан только на формат файлов JPG. PictBridge (Фотомост) — более современный набор аппаратных и программных средств, позволяющий вести прямую печать непосредственно из цифровой камеры, соединив ее с принтером стандартным USB-кабелем. Эту самую свежую торговую марку (TM) вполне можно сравнить с фотосистемой Polaroid. Соединив камеру и принтер кабелем, можно получать моментальные фотографии, но, в отличие от Поляроида, большего формата и более высокого качества. Рассчитан на форматы файлов JPG, TIFF, а в некоторых моделях принтеров — на печать стоп-кадров из видеофайла. Следует отметить, что все перечисленные выше данные сохраняются только в оригинальном файле, записанном непосредственно в фотокамере. Как только кадр подвергся обработке в графическом редакторе, данные стираются из заголовка. Поэтому после правки желательно сохранять изображение под новым именем, оставляя себе возможности к отступлению. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ В качестве подтверждения высоких свойств принтеров приведем графики их градационных характеристик и цветового охвата. Следует обратить внимание на отличную сбалансированность всех кривых воспроизведения серой шкалы, несмотря на использование, только цветных пигментов, и более широкий, чем у струйных принтеров, диапазон воспроизведения цветных шкал. У принтеров Dell Photo Printer 450 и Olympus P10 заметно «сползание» голубых (cyan) цветов в синюю область, сужающее цветовой охват процесса печати. Это означает, что ярко насыщенные голубые цвета на фотографии будут передаваться несколько более синими, чем в объекте съемки. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Термосублимационные принтеры, компактные и мобильные (некоторые из них работают от встроенного аккумулятора), заполняют нишу оперативной цифровой фотопечати для потребителей, обладающих минимумом технических навыков. При непрерывной многократной печати термосублимационные принтеры нагреваются и могут блокировать печать до момента их остывания, поэтому, располагая их на столе, необходимо позаботиться о наличии свободного пространства для нормальной вентиляции принтера. Следует сделать и второе замечание относительно принципа прямой печати из цифровой фотокамеры. Он сам не вызывает сомнений, но его современная реализация оставляет желать много лучшего. Внутри камеры во время просмотра кадры маркируются для печати, могут предварительно «обрезаться» (кадрироваться) для удаления ненужных деталей, менять насыщенность цвета , подвергаться наложению разных графических фильтров и виньеток. Однако для того, чтобы напрямую распечатать кадр, хранящийся в камере, нужно выполнить несколько операций с помощью меню и кнопок настройки. А именно: в одном подменю переключить режим передачи «PC/принтер», в другом подменю задать число копий, в третьем — тип печати «фото/индексная печать», в четвертом — еще раз подтвердить, что вы действительно хотите распечатать данный кадр. В компьютере все эти операции заменяет одна кнопка «Print». Таким образом, прямую печать из камеры можно рекомендовать только для тех случаев, когда нет другого способа распечатать фотографию, например, если принтер не оборудован слотами для карт памяти или под рукой нет компьютера. В настоящее время различные методы так называемой непрямой или переводной (ее еще называют трансферной) печати находят все более широкое применение. В общем виде технологический процесс непрямой трафаретной печати состоит из двух основных этапов: I. Формирование красочного изображения на определенном материале, который является для него промежуточной основой. В большинстве случаев роль такого материала выполняет специальная бумага, реже — полимерная пленка или пластик. II. Перенос изображения с промежуточной подложки на поверхность какого-либо готового изделия или полуфабриката. Разделение производственного процесса влечет за собой повышенные расходы на декорирование изделия по сравнению с прямой печатью. Однако непрямые методы имеют ряд преимуществ, которые перекрывают недостатки. Во многих случаях прямое нанесение изображения на готовые изделия затруднено или просто невозможно. Прямой печатью без промежуточной подложки можно наносить изображение на плоские поверхности или предметы простой геометрической формы: цилиндрические, конические и т. д. На изделиях более сложной конфигурации напечатать изображение крайне затруднительно. Примером может служить фарфоровая или стеклянная посуда. При ее декорировании обычно применяется метод горячей декалькомании. Для печати на неплоских предметах необходимо специальное оборудование, переводная же печать позволяет использовать имеющееся в распоряжении почти всех трафаретных предприятий плоскопечатное оборудование для запечатывания бумаги, полимерной пленки и пластиков. Требуется лишь дополнительное оборудование для переноса и (иногда) для специальных операций закрепления изображения на поверхности изделия (например, печи для обжига при горячей декалькомании). Зачастую предприятия различных отраслей промышленности, производящие продукцию, на которую необходимо наносить какие-либо изображения, не располагают всем комплексом печатного и формного оборудования. В этом случае они заказывают бумажные листы с запечатанным переводным изображением на трафаретных предприятиях и выполняют лишь второй этап технологического процесса — перевод изображения. Бумажные листы с изображением при соблюдении определенных норм и условий удобны для транспортировки и хранения. По сравнению с прямой печатью, например, на текстиле, печатать на бумаге, можно с более высокой разрешающей способностью и воспроизводить полутоновые изображения с максимально высокой (для трафаретного способа) линиатурой растра и более точной приводкой красок на оттиске. Одним из распространенных непрямых методов является сублимационная печать. Для нее используются специальные красители, которые после отверждения на бумаге (оно происходит за счет испарения растворителя) представляют собой вещество, способное к сублимации. Этими красителями изображение печатается на плотной бумаге (130–150 г/м2) без покрытия. Для его переноса необходимо, во-первых, создать плотный контакт между бумажными листами и декорируемой поверхностью посредством давления и, во-вторых, по всей площади изображения создать температуру сублимации. На диаграммах (рис. 2) приведены параметры, влияющие на перенос. Из приведенных диаграмм следует, что применяемое давление PTr и температура TTr в течение времени контакта tk (tk = tx — t0) постоянны. Для переноса могут использоваться либо ротационные каландры, либо плоские прессы. Основным недостатком сублимационной печати является то, что красители закрепляются только на полимерном материале. Ткань, например, должна иметь в своем составе не менее 65% синтетического (преимущественно полиэфирного) волокна. В случае же переноса на изделия из дерева, металла, стекла, керамики и т. п. поверхность изделий должна быть предварительно покрыта специальным грунтовочным лаком Sublicoat. Это двухкомпонентный лак на основе акрилполиуретановых композиций. Он может наноситься как трафаретным способом, так и распылением. Еще один недостаток — возможность окрашивания только светлых тканей. Эта особенность обусловлена тем, что в процессе переноса на поверхности текстиля не образуется слой краски, а краситель проникает между волокнами, при этом образующийся на волокнах слой красителя настолько тонок, что не может создать значительного кроющего эффекта. Однако этот недостаток оборачивается достоинством: окрашенная ткань не теряет своей эластичности, при ее растягивании не происходит разрыва красочного слоя. Сублимационная трансферная печать на тканях Сублимация - прямой переход вещества из твердого в газообразное состояние без промежуточного перехода в жидкое состояние. Этот вид печати используется, когда необходимо получить на синтетической или смесовой ткани рисунок, устойчивый к воздействию света, высоких и низких температур, пота, стирок и т. д. Этот метод нашел широкое применение в производстве трикотажных изделий, флагов, вымпелов, купальников и спортивной одежды. Основные требования к ткани - она должна быть белой и содержать не менее 65% синтетического волокна. Изображение на ткани получается в два этапа: первый - печать на бумаге, второй - термоперенос на ткань. Бумага Без специальной обработки используется матовая бумага плотностью 130-150 г/м2. Менее плотные бумаги при печати красками на водной основе могут усаживаться, что ухудшает совмещение красок. Краски Краски, применяемые при сублимационной печати, получают, как правило, путем добавления в базовую эмульсию концентрированных пигментных паст. Базовая эмульсия может быть или на основе растворителей или на основе воды, причем последняя благодаря экологической чистоте находит более широкое применение. При приготовлении краски следует помнить, что для получения высококачественной печати вес пигментной пасты должен быть в пределах от 3 до 25% от веса базовой эмульсии. Подготовка печатных форм Для подготовки печатных форм используются фотоэмульсии, устойчивые к воде, например Diacure W, сетка - 140-150 ячеек/см. Этот процесс осуществляют на обычном оборудовании, состоящем из копировальной рамы, Уф-лампы и сушки для матриц. Важно подчеркнуть следующее: те, кто хочет заниматься изготовлением сублимационных трансферов, должны быть готовы к тому, что придется иметь дело с оборудованием больших форматов - и формным, и печатным, и для термопереноса. Понятно, что это потребует значительных капиталовложений и производственных площадей. Кроме того, для крупноформатного изображения довольно сложно получить качественные фотоформы. В России есть лишь несколько предприятий, изготавливающих крупноформатные фотоформы для внешней рекламы. Печатные формы здесь получают проекционным способом, который из-за низкой разрешающей способности абсолютно неприемлем для изготовления флагов и спортивной одежды. В Италии изготовлением качественных фотоформ большого формата по заказам трафаретных предприятий занимаются специализированные предприятия. Российские же изготовители сублимационных трансферов вынуждены либо монтировать изображение из нескольких фотоформ, что отрицательно сказывается на качестве, либо ограничиваться изготовлением только малоформатных изделий. Печатное оборудование Оборудование для печати сублимационными красками должно быть полуавтоматическим или автоматическим и, как мы уже отмечали выше, крупноформатным. Использовать для этой цели ручные станки не рекомендуется, так как на них даже при простых фоновых работах сложно обеспечить равномерное распределение краски по поверхности листа большого формата. Сублимационные краски полностью высыхают при комнатной температуре за 3 мин. При сушке в печах с принудительной циркуляцией воздуха - в течение нескольких секунд. В помещении, где печатаются или хранятся сублимационные трансферы, обязательно должна поддерживаться постоянная влажность и температура (чем ниже влажность, тем выше качество печати, температура-не менее 18 °С). Точное соблюдение этих параметров особенно важно при печати больших форматов. Иногда изготовители сублимационных трансферов сталкиваются со следующим явлением, также связанным с влажностью: со временем на бумаге контур рисунка становится нечетким и вокруг него появляется ореол. Это происходит из-за того, что в помещениях с повышенной влажностью на готовых отпечатках происходит миграция красителя. Такие трансферы непригодны для термопереноса. Термоперенос Перенос изображения на ткань производят либо на каландрах, либо на плоских прессах. В Италии отдается предпочтение плоским термопрессам с одной или двумя плитами, оснащенными устройством для крепления рулона ткани. Температура нагрева плиты - 200-220 °С, время переноса - 30-40 с. Эти параметры должны строго соблюдаться, так как от них в значительной степени зависит интенсивность цвета и оттенок. Кроме того, термоперенос на эталонных образцах осуществляется именно при этих параметрах. В связи с тем, что некоторые виды ткани под воздействием высоких температур дают усадку, приводящую к искажению или снижению четкости изображения, рекомендуется до термопереноса произвести "холостое" прессование ткани при температуре термопереноса, но без бумаги. При изготовлении спортивной одежды на одном листе, как правило, размещается полный крой футболки или брюк. Высокие температуры термопереноса и особенности химического взаимодействия красителей с волокном обуславливают очень высокую стойкость изображения ко всем видам внешних воздействий. Такой стойкости невозможно достигнуть при прямой печати. Однако только этим не исчерпываются преимущества сублимационной трансферной печати. К ним следует добавить: - высокое качество цветного изображения при больших форматах; - экологическая чистота и высокое качество красок на водной основе; - в случае брака испорченной оказывается только бумага, а не ткань. Сублимационная трансферная печать продолжает совершенствоваться. Недавно разработан грунтовочный лак. Он позволяет переносить изображения, отпечатанные сублимационными трафаретными красками на: алюминий, сталь, дерево, керамику, стекло и т. д. Это - двухкомпонентный лак на основе акрилополиуретановых композиций. Он может наноситься на изделие, как распылением, так и трафаретным способом. После нанесения - сушка при комнатной температуре или в сушильной камере при температуре 60-70 °С в течение 30 мин. Термоперенос осуществляется при температуре 190-210 °С, продолжительность от 40 с до 5 мин в зависимости от типа подложки. Лак уже поступил в продажу. Для изготовления сублимационных трансферов иногда применяют и другие способы печати, например, офсетную или струйную. Однако ни одним из них невозможно добиться ярких и насыщенных цветов. Кроме того, они более дорогостоящие по сравнению с трафаретом. К сожалению, в России производство сублимационных трансферов пока развито недостаточно, и предприятия, изготавливающие купальники, спортивную одежду, вынуждены закупать трансферы за рубежом, в основном в Италии. Однако чувствительные к воздействию температуры и влажности отпечатки во время транспортировки могут быть испорчены, да и экономически это невыгодно. Поэтому производство сублимационных трансферов нужно развивать в России. К тому же трафаретное оборудование универсально. Его без каких-либо дополнительных затрат можно использовать для печати на любых плоских материалах - бумаге, пленке, пластике.