20 - GRAFI ČAR V prispevku je poudarek predvsem na premazih in ve čplastnih slojih, ki ne izboljšujejo le kakovos ti od ti sa, temve č tudi celotno strukturo papirja. Današnji brizgalni ti skalniki so precej zmogljivi, brizgajo kapljice z ve č šobami naenkrat in vsaka šoba lahko izstreli ve č kapljic. Če so te kapljice velikos ti do 1 pl, ni to- liko težav s kakovostjo od ti sa, kot če so volumsko ve čje. Glavna naloga površine papirja je namre č uje ti kapljico v celo ti , ne da bi se preve č razpršila na površini. Vendar pa samo brezhibno sprejetje oziroma vpojnost kapljice na površini ni dovolj. Pomembne so še interakcije na površini, predvsem ko se za čne proces absorpcije, penetracije in sušenja oziro- ma fi ksiranja črnila v strukturo papirja. Ko danes nabavljamo papir za kaplji č- ne ti skalnike, lahko pogosto opazimo na embalažnem ovoju zavitka, poleg drugih podatkov seveda, tudi opis izdelka, na primer: glossy paper, photo-quality pa- per, photo paper, coated paper, ma tt e paper, plain paper, non-coated paper itn. To se dogaja zato, ker proizvajalci uporabljajo za izdelke iz iste kategorije razli čne opise. Groba razvrs ti tev papirjev glede na plast premaza Groba razvrs ti tev je odvisna od plas ti receptorja za sprejemanje črnila (IRL) na površini papirja. Papirji brez plas ti receptorja so navadni (ang. Plain paper) ali nepremazani, ti s ti s plastjo receptorja pa premazani papirji (ang. InkJet paper). Premazan papir s tako plastjo receptor- ja črnila daje zelo dobro kakovost izpisa in obarvanje slike, ker so to plast razvili upoštevajo č tudi razvoj barv in črnil. Premazani papirji s posebnimi premazi – fotopapirji/fotografski papirji Premazani papirji s posebnimi premazi so namenjeni za uporabo na kaplji čnih ti skalnikih za najboljšo kakovost slike. Te vrste papirjev so najbolj priljubljene na trgu, čeprav je njihova cena kar viso- ka. Med komercialno dostopnimi papirji so fotopapirji najdražji. Imajo poseben premaz na površini, ki se imenuje IRL- plast za sprejemanje črnila (Ink Receptor Layer) ter ima funkcijo pravilno spreje ti kapljico črnila in jo absorbira ti . Kakovost od ti sa na teh papirjih je primerljiva s ka- kovostjo slik pri obi čajnih fotografi jah. Materiali za izdelavo plas ti receptorja črnila Za plast, ki sprejema črnilo, se upora- bljajo razli čni materiali. Plas ti receptorja črnila za papir fotokakovos ti /fotopapir lahko v grobem razdelimo na dve skupi- ni: polimerni ti p in koloidni ti p. Obe vrs ti imata svoje prednos ti in slabos ti v zvezi z metodo pridelave, stroškov, kakovos ti in u činkovitos ti in težko je re či, kateri je bolj- ši. Vendar pa se zdi, da se je trg polariziral v dva tabora: v cenovno usmerjen poli- merni ti p in na drugi strani na kakovostno zmogljivost usmerjenih koloidnih delcev. Polimerni ti p Ta plast receptorja črnila je sestavljena iz vodotopnih makromolekul. To je zmes, ki ima velike molekule, topne v vodi. Vo- dotopne makromolekule se pogosto upo- rabljajo za plast črnila receptorjev, kot so celuloza, žela ti na, polivinilalkohol itn. Dobre zna čilnos ti te vrste so lahka pro- izvodnja, sijajna površina in stabilnost pri shranjevanju, slabe pa slaba vpojnost čr- nila, daljši čas sušenja in nizka odpornost pro ti vodi. Črnilo se fi ksira na bazi absorpcije ka ti - onov in anionov (slika 2). Kaplji čni od ti si potrebujejo trdno fi ksiranje barvila, da se zagotovi njihova obstojnost pri shranje- vanju. Barvilo, ki se obi čajno uporablja na brizgalnih ti skalnikih, nosi nega ti vni naboj, zato se uporablja ka ti onske snovi za njegovo fi ksiranje. Papirje za kaplji čni Posnetek površine z elektronskim mikroskopom – mikroporoznost premaza s hibridno mešanimi organsko-anorgansko fi nimi delci. Površina je prekrita s kation- skimi polimeri, ki absorbirajo barvilo z anion- skim nabojem. Zato so odtisi bolj vodoodporni in manj nagnjeni k poškodbam za- radi vlažnosti pri shranjevanju. Kation polimer Absorpcija Absorpcija kationov in anionov. 20 - GRAFI ČAR GRAFIČAR - 21 MATERIALI Leopold SCHEICHER, graf. inž. Inš ti tut za celulozo in papir Ljubljana T: +386 (0)1 200 28 49 F: +386 (0)1 426 56 39 E: leopold.scheicher@icp-lj.si S: www.icp-lj.si ti sk, ki vsebujejo zelo prilagodljive ka ti on- ske polimere in so sposobni kakovostno veza ti razli čna barvila, je možno upora- blja ti na ve čini brizgalnih ti skalnikov. Koloidni ti p Ta sloj za sprejemanje črnila je sestavljen iz majhnih nevidnih delcev. Imenujejo jih tudi koloidni delci. Kot taki se uporabljajo za plast sprejemanja črnila in so po kemijski sestavi predvsem anorganske spojine, kot so ti tanov, silicijev in aluminijev dioksid. Lastnos ti tega ti pa sloja so visokokako- vostna reprodukcija, ne zahteva daljšega časa sušenja in hitro navzema vodo, nje- gove slabos ti pa težka proizvodnja, hitre fi zi čne poškodbe in razbarvanje površine. Silicijev, ti tanov ali aluminijev dioksid Pri kaplji čnem ti sku je zelo pomembno, da se črnilo absorbira in fi ksira čim hitreje, kar je odvisno od mikro- in makroporozno- s ti površine. Tehnologija je zasnovana na bazi silike, pri kateri se uporabljajo mikro- skopski delci silicijevega dioksida (že sko- raj na ravni nanoobmo čja), ki omogo čajo izdelavo visokosijajne površine, ki hkra ti dobro absorbira. Ta tehnologija omogo ča tudi uporabo pigmentnih ti skarskih črnil. Nanopremazi za papir obi čajno vsebujejo nanodelce silicijevega, ti tanovega ali alumini- jevega dioksida, ki naredijo površino hidrofi l- no. Njegove najpomembnejše prednos ti so, da daje premazu, v katere je vgrajen, boljše ti skovne lastnos ti in ohranja zunanji videz. Aluminijev dioksid tvori fi no parcialno strukturo na površini papirja in zagota- vlja ve čjo intenziteto barv ter izboljša- nje sijaja od ti sa. Bolj ko je fi na parcialna struktura, hitrejša bo absorpcija črnila. Tanka in gladka površina iz aluminijeva dioksida omogo ča ostrejše slike in dobro reprodukcijo z enakomerno gradacijo. Eno od prvih komercialno uspešnih na- notehnoloških podro čij so nanopremazi, ki vsebujejo nanodelce ali pa tvorijo po- vršino, ki je nanostrukturirana (urejena na nanometrskem nivoju). Konvencionalno Aluminijev dioksid Primerjava med konvencionalnim premazom (levo) in premazovanjem z aluminijevim dioksidom, ki je fi no parcialno nanesen samo na zgornji plasti (desno). Princip absorpcije črnila v kaplji čnem tisku ob prisotnosti koloidnega in polimernega tipa premaznega sloja. Leva slika prikazuje stanje, v katerem se bo kapljica črnila dotaknila površine koloidnega in polimernega sloja. 1) Slika v sredini prikazuje trenutek, ko kapljica črnila doseže površino papirja. Dva papirja lahko popolnoma razli čno absorbira- 2) ta črnilo. Črnilo je penetriralo v prostore med koloidne delce plasti (zgoraj), medtem ko se pri polimernem tipu črnilo absorbira v nabreklo plast polimera (spodaj). Desna slika prikazuje stanje površine po tisku. Površina koloidnega tipa je suha, ker se črnilo infi ltrira v prostore med delci. 3) Površina polimernega tipa pa je mokra, ker se je črnilo absorbiralo v strukture nabreklih polimerov. Črnilo, ki se je absorbiralo v polimerih, se skoraj nikoli ne osuši popolnoma. Premazni sloj Premazna plast nabreka Mokra površina Osnova Polimerni tip sloja Koloidni tip sloja Premazni sloj Osnova Črnilo pronica v premaz Proces sušenja Absorpcija črnila. Po tisku GRAFIČAR - 21 22 - GRAFI ČAR MATERIALI Princip absorpcije črnila pri koloidnem in polimernem premazu Princip absorpcije črnil pri polimernem in koloidnem ti pu je mogo če pojasni ti z znanimi primeri. Absorpcija polimernega ti pa se lahko primerja z absorpcijo papir- ja za plenice, koloidni ti p pa s principom delovanja sušila iz silikagela. Pri principu absorpcije papirja za plenice se vlaga ab- sorbira in nabrekne v polnilu, v primeru principa delovanja sušenja silikagela pa v fi nih prostorih v polnilu. Kako se papirji polimernega in koloidnega ti pa razlikujejo pri nakupu komercialno dostopnih papirjev? Žal komercialno dostopnih papirjev za kaplji čni ti sk niso uvrs ti li v polimerni ali ko- loidni ti p glede na plast receptorjev črnila. Zato jih je težko lo čeva ti samo po videzu. Če je pri navodilih za uporabo navedeno: koloidna tehnologija, mikrotehnologija, hitro sušenje, gre navadno za zavitek pa- pirja s koloidnimi delci. Če s prs ti o ti pamo površino papirja polimernega ti pa, ob ču- ti mo pod prs ti nekaj lepljivos ti . Konstrukcija ve čplastnih papirjev (multi layer paper) za kaplji čni ti sk Fotopapir za kaplji čni ti sk lahko poleg enega sloja vsebuje ve č razli čnih slojev z razli čnimi lastnostmi. Srebrovi halogenidi se uporabljajo v fo- tografskih fi lmih in fotografskih papirjih skupaj z grafi čnimi fi lmi in papirji, kjer srebrove halid kristale v žela ti ni prevle- čejo na osnovo fi lma, stekla ali površino papirja. Na teh papirjih dobimo najbolj kakovostno tako imenovano fotografsko sliko (Silver halide print). Za primerjavo poglejmo barvne obsege pri fotografski sliki (levo) in kaplji čnem od ti su na ve č- slojnem fotopapirju (desno). Pre čni prerez fotopapirja za kaplji čni ti sk z ve č sloji za najbolj kakovostne od ti se Zgornja plast absorbira črnilo z veli- ko op ti čno jakostjo in tako doseže viso- ko stopnjo obarvanja ter s tem bogato reprodukcijo barv. Globina fi ksiranega barvila vpliva na obarvanost od ti sa. Za pridobitev visoke obarvanos ti in pono- vljivos ti je najbolje, če se barvilo fi ksira predvsem na površini papirja. Primer Konica Minolta V ta namen je Konica Minolta uporabila ve čplastnost kaplji čnega papirja QP, ki je sestavljena iz treh absorbirajo čih plas ti , od katerih ima vsaka razli čno sposobnost fi ksiranja. Prav tako se lahko s pomo čjo tehnologije ve čkratnega premazovanja, ki izkoriš ča tehniko izdelave fotografsko ob čutljivih ti skovnih materialov in zago- tavlja do mikrona natan čno defi nirano debelino sloja, pridobiva izredno zane- sljive in stabilne proizvode oziroma ve č- slojne ti skovne substrate. Papir na osnovi vlaken ali FB-papir (Fiber Based Paper) z emulzijo Baryta Ta fotopapir je namenjen kaplji čnemu ti sku in je primeren za reprodukcijo slik z najvišjimi lo čljivostmi in širokim barv- nim obsegom. Papir je poleg osnovnega sloja vlaken (FB-sloj) sestavljen še iz ve č- plastne mikroporozne formacije slojev, ki poskrbijo za reprodukcijo fotografske slike najvišje kakovos ti . Razvili so ga za ti - skanje na kaplji čnih ti skalnikih s pigmen- tnimi črnili. Povzetek Digitalni ti sk je hitro pove čal svojo pri- ljubljenost v zadnjem desetletju. Pred- vsem barvni kaplji čni ti sk je našel velik trg v doma čem okolju in malih pisarnah. Papirji za kaplji čne ti skalnike so pogo- sto prevle čeni s plastjo receptorjev za sprejem črnila s kra ti co IRL (Ink Receptor Layer), ki vsebuje pigment, kot je silicijev dioksid. Silika zagotavlja hitro sušenje v ti sku, vendar pa kaže slabo afi niteto do barvil, ki jih vsebujejo črnila za kaplji čni ti sk. Da bi odpravili to pomanjkljivost, so majhno koli čino ka ti onskega polimera ti pi čno vklju čili v IRL-formulacijo. Novi nanostrukturirani pigmen ti morda ponu- jajo prednos ti pred obi čajnimi pigmen ti iz kremena, ki se uporabljajo v IRL-for- mulaciji. Njihov odpr ti okvir strukture povzro ča v posameznih delcih veliko pro- stornino por, ki so potrebne za ustrezno absorpcijo črnila pri ti sku. Literatura: Nanostructured Materials and Their Use in 1. Ink Receptor Layers - Neumann, D1; Raver- ty, WD2; Vanderhoek, N3 Inkjet prin ti ng of nanosized silver colloids - 2. Hsien-Hsueh Lee, Kan-Sen Chou1 and Kuo- Cheng Huang Ink-paper interac ti ons and e ff ect on print 3. quality in inkjet prin ti ng - Anna Lundberg, ITM ÖVIK Miran Gracer Shemati čni prikaz pre čnega prereza in struktura ve č slojev (multi layer paper). Shemati čni prikaz pre čnega prereza in struktura ve č slojev (Multi Layer Paper). Baryta je sloj emulzije, ob čutljive na rde čo, zeleno in modro barvo. Papir Polietilen Plast za oblikovanje slike Plast za utrjevanje črnila Plast za preverjanje beline Ultra fi ni delci Mikro pore Ultra sijajni sloj Sloj za absorpcijo črnila Sloj Baryta emulzije Plast papirnih vlaken Podplastni sloj 22 - GRAFI ČAR