Струйная печать на меловке: будет ли новая революция?

Некоторое время назад, рассуждая о перспективах российской полиграфии и в особенности печатного оборудования, мы говорили о том, что в ближайшие годы отечественный рынок ждут постепенные трансформации. Поскольку привычное ранее оборудование (в первую очередь, офсетная печатная техника и цифровая печать) в России по-прежнему недоступно, по крайней мере официально, развитие типографий будет происходить по азиатской (конкретно — китайской) модели бизнеса. Сейчас в Китае активно развивается флексографская печать, готовая занять все ниши в области печати упаковки, включая картонную упаковку и этикетки. В области коммерческой печати там активно развивается рулонная цифровая печать, способная существенно потеснить привычный офсет. Собственная офсетная печатная техника в Китае хоть и производится, но ее там очень много. А та, что есть, весьма специфична. Например, часто встречаются машины тандемного построения с красочностью 1+1 или 2+2. Судя по всему, на привычную нам офсетную технику там ставку не делают. Во время прошедшей в конце февраля официальной подготовительной пресс-конференции выставки ChinaPrint 2025 было озвучено, что приоритетом развития полиграфии Китая являются различные аспекты цифровой печати — как самого перспективного, современного и экологически чистого способа печати.

Сейчас уже достаточно большие сегменты полиграфии Китая постепенно переходят на различные виды цифровой печати. И речь уже давно не идет о простых видах коммерческой печати. Цифрой уже печатают и премиальные этикетки, и гофротару, и газеты, и книги, и др. Также начинают печатать картонную упаковку, высококачественные книги и глянцевую периодику. И используются для этого различные виды цифрового струйного оборудования. И если несколько лет назад главными движущими силами развития цифровой печати были компании из США, Японии и Европы, то в последние 3-5 лет к ним присоединились китайские компании, предлагая более простые, дешевые и эффективные решения.

Отдельно имеет смысл рассмотреть сегмент, который пока наименее сильно вовлечен в процесс «цифровизации». Речь идет о промышленной цифровой печати на полиграфических мелованных бумагах и мелованном картоне. Этот сегмент до недавнего времени практически на 100% был занят офсетом. При этом сегмент этот огромен: цветная периодика (как «глянцевая», так и более простая на легкомелованных бумагах), высококачественные цветные книги, каталоги товаров и услуг и т.д. Сюда же можно отнести и картонную упаковку. До недавнего времени на рынке было только два работающих решения по печати на мелованных бумагах: электрография и технология ElectroInk, используемая в машинах HP Indigo. Но они занимали относительно небольшую долю всей печати на мелованных бумагах. По большей части это младший сегмент коммерческой печати — преимущественно рекламная продукция и малотиражные книги. Периодика или упаковка такими технологиями печаталась лишь эпизодически. Совсем недавно на рынке стали появляться серьезные альтернативы.

Еще совсем недавно, рассуждая о перспективах тех или иных способов печати, мы отмечали, что широко распространенная малоформатная электрографическая печать — один из наиболее стабильных сегментов полиграфии, поскольку реальных технологий, способных ее заменить на рынке, не наблюдается. Сейчас же следует признать это мнение ошибочным.

Год назад, в день открытия выставки drupa 2024, всех рыночных экспертов взволновала необычная новость: компания Heidelberg объявила о подписании партнерского соглашения с компаний Canon в области листовой малоформатной цифровой печати. И это при том условии, что у Heidelberg уже довольно давно действует аналогичный контракт с компанией Ricoh. То есть Heidelberg подписывает контракт с прямым конкурентом Ricoh. Одно из объяснений — наличие у Canon цифровой машины формата B2, но это сомнительно. Во-первых, этой машины до сих пор нет в свободной продаже (она не готова), во-вторых: машина формата B2 есть и у Ricoh (впрочем, на момент открытия выставки вроде как тоже была до конца не готова). Нам кажется, что причиной было другое: у компании Canon на тот момент было рабочее решение в области малофороматной струйной печати на мелованных бумагах. Цифровые печатные машины формата B2, печатающие на меловке, были и до этого (например, у Konica Minolta или у того же HP), а вот струйного решения в области малоформатной цифровой печати почти ни у кого не было, если не считать не очень успешное решение от Xerox, которое не имело возможности печатать на офсетных мелованных бумагах. Хотя были и есть машины компании Kyocera, занимающие как раз часть этого сегмента и делающие это достаточно успешно.

Рынку стало понятно, что доминирующее положение электрографии в области малоформатной цифровой печати уже не столь очевидно. По всей видимости, электрография достигла определенного предела своего развития. Радикального повышения производительности достичь уже практически не возможно, качество вплотную приближено к лучшим образцам офсета, отработана возможность печати на сложных материалах типа фактурных и дизайнерских бумаг. Возможности существенно снизить себестоимость печати тоже нет. Конечно, использование неоригинального тонера позволяет снизить себестоимость печати, но все равно несущественно. И самими производителями оборудования такой подход не поощряется — можно и гарантии лишиться.

Струйная печать по мелованным бумагам способна радикально изменить ситуацию, причем и в области малоформатной цифровой печати, и в области промышленной рулонной цифровой печати. Пока цифровая печать по мелованным бумагам находится в начальной стадии своего развития (подходящие для этого головки и чернила стали доступны только в 2023-2024 гг.) и существенные средства идут на исследования и разработки. Но в обозримой перспективе стоимость чернил для струйной печати по мелованным бумагам позволит заметно (по разным источникам, чуть ли не вдвое и больше) снизить затраты на цветную цифровую печать. А вот это уже рынку очень интересно.

Снизить стоимость тонера, по крайней мере того, который дает высококачественный результат, наверное, уже невозможно. Его производство очень сложно, и технологией обладают лишь самые передовые компании. Чернила для печати по мелованным бумагам тоже сложнее обычных водных чернил, но все же не так. Собственно главное достижение разработчиков последнего времени — чернила для мелованной бумаги.

Все дело в том, что мелованные бумаги очень специфические. И они очень плохо подходят для печати цифровым способом, особенно струйным. Струйные чернила используют в качестве основного компонента воду или сочетание воды и водорастворимой органики. И это является главной сложностью при печати по мелованным бумагам. Дело в том, что их целенаправленно делают гидрофобными, чтобы обеспечить хорошую адгезию масляных красок. Бумаги без покрытия (офсетные) имеют довольно пористую поверхность (так устроены волокна целлюлозы, из которой она состоит), и вода из состава водных чернил быстро впитывается в эти поры, оставляя на поверхности частицы пигмента. В результате на офсетной бумаге струйная печать возможна, но из-за впитывания и растекания ее в слое бумаги качество трудно назвать очень хорошим, только среднестатистическим.

Особенности чернил

Общий принцип работы чернил для мелованных бумаг содержит несколько базовых особенностей, которые отличают их от чернил для офсетных бумаг.

• Чернила на мелованных бумагах должны закрепляться методом полимеризации связующего (как в офсетной краске). Связующее обеспечит хорошую адгезию к мелованному слою, а также будет прочно удерживать частицы пигмента на поверхности.
• Печать следует проводить очень мелкими каплями, чтобы избежать избытка воды, наносимого на бумагу. При этом концентрация пигмента в чернилах должна быть заметно выше, чем в обычных чернилах, чтобы существенно более тонким слоем обеспечить нужный цвет. Это была сложная задача, которую удалось решить использованием «выращенных» частиц пигмента — в отличие от «размолотых», используемых ранее. Методом «выращивания» удалось получить частицы пигмента размером 100-200 нанометров, что в два-три раза меньше размера пигмента в обычных чернилах (400-500 нанометров). При этом в офсетной краске размер частиц пигмента еще больше — 800-1000 нм.
• Чем меньше размер частиц пигмента, тем сложнее обеспечить гомогенную взвесь пигмента в связующем и растворителе. Нужны специальные агенты «смачиватели», которые это обеспечивают. Потребовалась большая работа химиков для решения этой задачи.
• Также чернила должны обеспечивать хорошую смачиваемость поверхности мелованной бумаги. Для этого в их состав вводят все больше органических компонентов. Смачиваемость нужна для того, чтобы мелкая капля, попав на бумагу, сразу растеклась по ней тонким слоем (а не оставалась шаровидной). Такой тонкий слой чернил легко быстро высушить (убрать растворитель, которым является вода). Связующее, из которого убрали растворитель, полимеризуется и прочно прилипает к бумаге. При этом слой связующего работает еще и как поверхностное лакирование, защищая пигмент от повреждения.
• Быстрое высыхание чернил и наличие полимеризующегося компонента в их составе предъявляют специальные требования к струйным головкам. В частности, необходима система рециркуляции чернил, причем непосредственно в зоне сопел. Это позволяет решить сразу две проблемы: не позволять связующему в области сопел полимеризоваться при контакте с воздухом и поддерживать гомогенную взвесь частиц пигмента в слое чернил за счет перемешивания.
• Более мелкие частицы пигмента могут обеспечить более насыщенный цвет при очень тонком слое чернил на бумаге. Это дает возможность получить более широкий цветовой охват без использования дополнительных цветов. В свою очередь, мелованная бумага с оптическими отбеливателями еще больше расширяет цветовой охват в области светлых тонов.

Разработки

Подходящие чернила и специально разработанные печатные головки появились как раз в конце 2023 г., что дало возможность подготовить к выставке drupa 2024 новое понимание перспектив цифровой печати. Скорее всего, в ближайшее время на рынок выйдет целая серия новых устройств от разных производителей. Известно, что свои чернила для работы с мелованными бумагами разработала компания Epson, есть информация и о разработке компании Ricoh (но, судя по всему, для рулонной печати). Есть решения в области печати по меловке у FujiFilm, причем компания предлагает ассортимент струйных головок и различных чернил, в том числе для печати по меловке и даже по полимерам. Они могут встраиваться в самые разные печатные устройства разных производителей. В частности, большой интерес к этому у китайских производителей, которые, используя печатные головы известных производителей, готовы изготавливать различные печатные машины. Есть ощущение, что в ближайшее время их будет довольно много от самых разных китайских производителей. Еще большую уверенность в этом дает информация, что ряд китайских химических компаний начала производить чернила для струйной печати, успешно работающие по мелованным бумагам и даже по невпитывающим полимерам. Эти производители отмечают, что производят чернила «по лицензии», но чья она и на какие продукты четкого ответа нет. Но факт наличия таких чернил есть.

Так что решение Heidelberg срочно найти себе партнера в области цифровой струйной печати по мелованным бумагам вполне объяснимо. Нужно успеть «застолбить» место на этом кусочке печатного рынка, пока не началась жесткая конкуренция, причем с агрессивными китайскими игроками. В свою очередь, все это в совокупности может привести к постепенному вытеснению традиционной электрографии как более сложного и дорогого процесса печати. Так что наше, еще недавнее предположение о стабильности электрографии в мире и в России, видимо, было не совсем верным. Недавно нам удалось получить тесты со струйной цифровой печатной машины, отпечатанной на мелованной бумаге (см. «Курсив» №2-25). И качество очень близко к хорошему офсету. Подавляющее большинство полиграфической продукции, которую традиционно печатали на мелованных и легкомелованных бумагах, можно смело переводить на эту технологию.

Данная статья написана накануне крупной полиграфической выставки China Print 2025. Возможно, увиденное на выставке подтвердит наши предположения, а может, и опровергнет.