До теми 9. Термографія, сутність і класифікація

Мабуть, жоден з існуючих способів друку не має стількох різних назв, як способів, заснованих на перенесенні барвистого зображення під впливом високої температури. У різних джерелах можна зустріти назви "термодрук", "термодрук (прямий і непрямий)", "друк сублімації", "перевідний термодрук сублімації", "непряма термографія", "трансферний друк", "термотрансферний друк" або просто "термотрансфер" і так далі По суті, це назви одного і того ж способу.

Певну ясність в це питання вносить класифікація, запропонована провідними фахівцями фірми Heidelberg і Московського державного університету друку (МГУП). Відповідно до запропонованої класифікації безконтактна технологія друку, звана термографією, підрозділена на пряму термографію і термографію перенесення. Термографія перенесення підрозділяється у свою чергу на термоперенос і термосублимацию.

У прямій термографії запечатуваний матеріал має спеціальне покриття, яке під впливом тепла міняє свій колір. В процесі термодруку зображення виникає внаслідок хімічної реакції, яка протікає в термочутливому шарі паперу, в результаті теплової дії на неї з боку термоголовки друкуючого пристрою принтера. Спеціальний папір такого виду застосовується, наприклад, у факсимільних апаратах, для друку штрихових кодів і так далі. Відповідні установки з термічними системами запису (термодрукарські пристрої) використовуються для друку етикеток і квитанцій.

Термоголовка принтера складається з безлічі точкових нагрівальних елементів, передавальних теплову енергію термопаперу. Нагрівальні елементи розташовуються в лінію уздовж термоголовки з кроком, що визначає роздільну здатність друку. В процесі друку електроніка принтера вмикає і вимикає кожен з нагрівальних елементів, які, впливаючи на термопапір, переміщуваний відносно термоголовки з постійною швидкістю, створюють кінцеве зображення - текст, графіку, штрихкоди і ін.

Важливу роль в процесі також грає опорний вал, який забезпечує контакт термопаперу з нагрівальними елементами голівки і їх переміщення один відносно одного.

Переваги термодруку в порівнянні з іншими існуючими технологіями:

висока швидкість друку (до 400 мм/сік);

мінімальний рівень шуму, наприклад, в порівнянні з матричними пристроями;

відсутність додаткових витратних матеріалів, наприклад, чорнила, фарбувальної стрічки, тонерів, і тому подібне;

високе розділення друку (до 400 dpi);

висока надійність через малу кількість рухливих частин;

низька вартість експлуатації.

Термографія перенесення.

На відміну від прямої термографії, в термографії перенесення (Termotransfer) фарба знаходиться на матеріалі-носієві (лист або рулон) і під впливом тепла велика її частина переноситься на запечатуваний матеріал. Основою фарби на матеріалі-носієві може бути віск або спеціальний полімер. Тому термоперенос нерідко називають також "термічний масоперенос" (Thermal Mass Transfer), іноді - термотрансферной друком.

Залежно від системи фарба може переноситися безпосередньо на запечатуваний матеріал або на проміжний носій для наступного перенесення.

При термопереносе під впливом тепла відбувається плавлення фарби на ділянках основи-носія. Під невеликим тиском вона переноситься на запечатуваний матеріал. Якість відбитку залежать від параметрів фарби і товщини (концентрації) барвистого шару на проміжному носієві.

Оптична щільність растру регулюється за рахунок зміни площі растрових точок (Variable Thermal Transfer). Основою фарби може бути віск або термочутливий полімер.

Перенесення фарби не відбувається за відсутності теплових імпульсів. Використовуючи сучасні системи джерел тепла і його регулювання, можна управляти кількістю переносимої фарби. При цьому склад фарби забезпечує постійність її концентрації, величину растрової точки можна змінювати. Цей варіант термопереноса називається також "термічним перенесенням точок різної величини" (VDT - Variable Dot Thermal Transfer).

Інша реалізація технології термопереносу на тканині припускає використання як проміжного носія спеціального термотрансферной паперу. Такий папір сприймає фарбу при друці, а потім віддає її в термопрессе предмету, що декорується. Термоперенос зображення з паперу на тканину відбувається за допомогою термопрессов при температурі від 180 до 2400° С. Температура залежить від товщини і структури тканини, товщини паперу термосублимационной, а також від фізико-хімічних особливостей і колориметричних характеристик чорнила. Промислові термопрессы діляться на дві категорії: планшетні (площинні) і ротаційні (каландрові); останні працюють з рулонним матеріалом.

Термоперенос з термотрансферного паперу дозволяє відтворювати на тканинах тонові багатоколірні зображення. За наявності струминного принтера, термотрансферной паперу і праски отримати практично будь-яке зображення на футболці або майці можна і в домашніх умовах. Проте експлуатаційні властивості отримуваного виробу виявляються гірше, ніж при використанні плівки, - виріб необхідно стирати вручну, заздалегідь вивернувши навиворіт.

Для отримання на тканинних матеріалах ефектів люмінесценції, светоотражения, бархатистості (флока) розроблена технологія термотрансфера плівок - термоаппликация. При термоаппликации зображення вирізується по контуру із спеціальної плівки, накладається на тканину і поміщається в термопресс. Кількість кольорів обмежена - не більше 12. Нанесена на одяг плівка не вицвітає, добре переносить жару і холод, не мне. Вироби з нанесеним зображенням придатні для машинного прання.

При термодруку як проміжний носій використовується папір для струминного друку. Різні його сорти забезпечують різні співвідношення рівня поглинання чорнила під час друку і їх виходу на тканину при перенесенні сублімації. Необхідно підкреслити, що правильний вибір проміжного носія забезпечує найвищу яскравість і насиченість зображень, а також мінімізує можливий брак і витрату чорнив. Особливості паперу сублімації знаходяться в його структурі - їй властива певна рихлість, а унікальна хімічна обробка при виготовленні дозволяє просочувати такий матеріал достатньою кількістю чорнила.

Отже, як вже відзначалося вище, якість друку в основному визначається структурою паперу-підкладки, оскільки деяка кількість барвників при контактному термопереносе з виробом дифундує безпосередньо в неї. Структура паперу має бути досить щільною, щоб це проникаюча кількість була мінімальною. Менш щільні папери при друці фарбами на водній основі можуть бути піддані усадці, що погіршує поєднання фарб, а також можуть роздуватися при великих заливках, що робить процес друку неможливим при невеликих відстанях між друкарською голівкою і матеріалом.

При термосублімації під час подачі теплового імпульсу відбувається локальна сублімація фарби (сублімація). Залежно від величини теплової енергії, що подається на елемент зображення, на запечатуваний матеріал переноситься різна кількість фарбувальної речовини. Запечатуваний матеріал повинен мати спеціальне покриття, в шар якого за допомогою дифузії потрапляє фарба. Кількість переносимої фарби, відповідно і оптична щільність зображення, регулюються температурою (тривалістю імпульсу теплової енергії). На відміну від термопереноса із змінною величиною точок в цій технології діаметр елементу зображення залишається приблизно однаковим, а щільність змінюється.

При термосублімації перенесення фарби на запечатуваний матеріал пов'язане з явищем дифузії при її нагріванні і оплавленні (сублімація - процес переходу речовини з твердого агрегатного стану в газоподібний, минувши рідку фазу; відбувається, як правило, при нагріванні). Для сприйняття дифундуючих барвників потрібно спеціальне покриття запечатуваного матеріалу. З фізико-хімічної точки зору термосублімація точніше називається "Дифузія барвника/термоперенос", або "термодифузія барвника" (Dye Diffusion Thermal Transfer), скорочено D2T2.

При термосублимации потрібне узгодження покриття запечатуваного матеріалу і барвистого шару матеріалу-носія. В той час, як в термопереносе у будь-якому випадку носій фарби знаходиться у контакті із запечатуваним матеріалом, при термосублимации між приймальним шаром і шаром фарби може існувати невеликий проміжок. У нім можуть знаходитися частки, які включаються або в приймальний шар, або в носій фарби (частки, які створюють спеціальну структуру поверхні).

Питання для самоперевірки до теми.