Чернила для печати по текстилю

Любого директора печатного производства интересуют два момента:

• как построить (настроить) максимально эффективное производство;
• как получать стабильное (воспроизводимое) качество каждого тиража.

Мы начнём со второй части.

От чего зависит качество? Ответ прост — качество зависит от всего что связано с производством. А именно:

• бумага (обсудили в февральском выпуске Publish);
• чернила;
• текстиль;
• оборудование (принтер, термопресс);
• настройка принтера и управление цветом (цветовое профилирование, плотность цвета);
• настройка параметров термопереноса (температура — время — давление);
• климат в помещении (20–25 °C, 45–55% отн. влажность).

Цифровая печать при кажущейся простоте требует внимательного отношения к деталям всех процессов, строгого соблюдения норм и требований. Многих пугает аналоговая (традиционная) печать по текстилю (трафаретная плоскопечатная и/или трафаретная ротационная) большим количеством оборудования, технологическими сложностями многостадийных процессов. Но при внимательном рассмотрении цифровая печать ненамного проще аналоговой. Многие компании, раздумывая о покупке оборудования для цифровой печати, впоследствии сталкиваются с неготовностью персонала к возникающим трудностям, отсутствием теоретических знаний и недостаточным практическим опытом, непониманием особенностей технологических процессов.

Всё, что вы не спрашиваете о чернилах для печати по текстилю, потому что не знаете, о чём спрашивать.

Что такое чернила для печати по ткани?

Чернила — это важнейший и один из самых сложных компонентов цифровой печати. Расставим акценты в терминологии, разные специалисты называют разные виды красителей для печати по ткани по-разному. Предлагаю внести ясность.

Краска — как правило, это готовый к использованию краситель для плоскопечатных карусельных трафаретных ручных и полуавтоматических машин.

Паста — краситель для использования в аналоговых ротационных автоматических машинах (ротация на сетчатых цилиндрах).

Чернила — красители для цифровых печатных устройств (принтеров).

В соответствии с экологическими нормами все современные чернила для цифровой печати по текстилю сделаны на водной основе с включением разных присадок.

Чернила для цифровой печати по ткани делятся на 4 вида:

Реактивные (активные) — для натуральных тканей растительного происхождения. Хлопок, лён, вискоза, ткани из конопли и крапивы и т. п.

Кислотные — для натуральных тканей животного происхождения. Шёлк и шерсть. Также кислотные чернила используются для печати по полиамиду.

Дисперсные — для прямой печати по полиэстеру и дисперсные сублимационные — для непрямой печати по полиэстеру.

Пигментные* — могут применяться для всех видов тканей, фактически используются для печати по натуральным и смесевым тканям.

Кроме этого, все чернила делятся на два типа: растворимые в воде и нерастворимые.

Растворимые — реактивные и кислотные.

Нерастворимые — дисперсные, сублимационные и пигментные.

Рассмотрим традиционные мифы российского рынка чернил на примере сублимационной печати как самого массового вида цифровой печати в России. (Сублимационная печать в России составляет достаточно стабильные 87–90% от объёма всей цифровой печати по тканям по итогам последних 3 лет.)

МИФ 1

Надо покупать китайские чернила! Потому что они в 2–3 раза дешевле

Китайские товары давно перестали быть дешёвыми. Если мы сравним себестоимость производства в Китае и в Европе, то цифры будут весьма близки. И тут нет никакого волшебства. Почему? Себестоимость состоит из:

• стоимость сырья;
• аренда;
• фонд оплаты труда;
• цена энергоносителей;
• интеллектуальная собственность и разработки.

Стоимость сырья для производства чернил приблизительно одинаковая, большинство производителей чернил закупают первичные красители у одних и тех же поставщиков. Аренда производственных помещений отличается, но вступает фактор технологических компетенций. Так как финальная стадия производства чернил не требует больших площадей, более опытные производители чернил имеют отработанное до мелочей и максимально эффективное автоматическое (полуавтоматическое) производство (фото 1 и 2).

Фото 1. Мельницы для измельчения первичных красителей

Фото 2. Ёмкости для смешивания красителей с жидкостью

ФОТ европейских компаний в целом выше, но китайские работники давно живут достаточно хорошо, привыкли и хотят получать высокую зарплату (мы говорим не о низкоквалифицированном наемном персонале, а о высококвалифицированных сотрудниках). И так далее.

Если рассмотреть вопрос стоимости товаров из разных стран глобально, то мы получим приблизительно ОДИНАКОВЫЕ цены за товары СРАВНИМОГО качества. В текущих экономических условиях себестоимость зависит не столько от страны производства, а от того, КАК и ИЗ ЧЕГО сделана та или иная вещь. История о том, что в Китае всегда всё дешевле, осталась в прошлом. В Китае такой же капитализм, как и везде, китайские компании ориентируют свою деятельность на максимальное получение прибыли, никакого альтруизма, только деньги. Мы видим на примере поставляемой в РФ китайской сублимационной бумаги порой сильно разные цены у разных поставщиков, но при этом это бумаги сильно разного качества (мы делали тесты и проверяли).

Дёшево не бывает хорошо. Если чернила стоят дёшево, значит, производитель сэкономил на составе, положил поменьше исходного красителя, этиленгликоль подешевле/поменьше и совсем мало присадок. Первичный краситель может иметь оттенки, его стоимость зависит от чистоты цвета и его яркости. На складах производителей чернил может находиться насколько сотен вариантов первичных красителей (фото 3).

Фото 3. Склад хранения первичных красителей

Качественные чернила уже сейчас производят на китайских заводах, но их цена ниже европейских всего на 10-15%. Разница в себестоимости во многом объясняется значительными инвестициями европейских компаний в научные исследования и разработки новых рецептур. Все крупные европейские производители имеют собственные лаборатории по разработке перспективных рецептур (фото 4).

Фото 4. Лаборатория по приготовлению чернил для текстильных принтеров

Для оценки качества печати по ткани используют специализированное лабораторное оборудование (фото 5). Азиатские коллеги часто прибегают к копированию чужих составов, такая позиция позволяет экономить, но обрекает на постоянную гонку за лидером.

Фото 5. Лабораторный зрельник для проверки реактивных чернил

Логистические затраты по доставке жидкостей на водной основе в европейскую часть РФ заметно увеличивают цену, доставлять чернила из европейских стран существенно быстрее и проще, вполне подходит автотранспорт. Из Китая практически всегда чернила в Россию летят самолётом.

Ещё раз. В Китае можно купить качественные чернила. Эти чернила стоят на 10–15% дешевле, чем чернила европейского производства. Если чернила дешевле брендовых в 2 раза — их свойства ощутимо хуже. Потому что в этих чернилах чего-то нужного меньше, чем надо для качественной печати. Насколько хуже? Купите и пробуйте на себе, потом расскажете, чем кончилось.

МИФ 2

Надо покупать дешёвые чернила! Если цена ниже в два раза, то и себестоимость ниже в два раза!

Прямая себестоимость печати.

Зависит и от цены чернил, и от их расхода. Расход чернил зависит от концентрации красящего вещества в единице объёма. Для корректного воспроизведения цветов проводят калибровку, целью которой является построение цветовых профилей. Для окрашивания ткани дешёвыми азиатскими чернилами средний расход больше, чем при использовании чернил известных производителей. Чем более насыщенный цвет необходимо получить, тем большая разница в расходе чернил.

Есть ли экономическая целесообразность при использовании дешёвых чернил? Давайте считать.

Азиатские чернила можно купить за 2400 руб за литр, расход 8 г/м². 19,2 руб/м².**

Брендовые итальянские чернила стоят 4200 руб за литр, расход 6 г/м². 25,2 руб/м².

Непрямая себестоимость печати.

Концентрация красящего вещества в чернилах влияет на расход, это очевидно. Но концентрация влияет и на требуемую плотность используемой сублимационной бумаги. Чем выше концентрация, тем меньше расход чернил, тем меньшее количество воды попадает на сублимационную бумагу.

Из примера выше видно, что 6 г/м² и 8 г/м² отличаются на 35%. И это весьма существенная разница. Для 6 г/м² вполне достаточно сублимационной бумаги 45 г/м² европейского производства или китайской 50–55 г/м². Расход чернил в 8 г/м² требует сублимационной бумаги 60–68 г/м² европейского производства или 80–95 г/м² китайской.

Сравним цены на китайскую бумагу одного из поставщиков расходных материалов (цены взяты с официального сайта): рулон 50 г/м² — 10 700 за 300 метров, 22 руб/м², рулон 70 г/м² — 9350 за 200 метров, 28,85 руб/м².

Нетрудно сложить два числа, таблица ниже.

Из таблицы следует, что получить ощутимую экономию при использовании дешёвых чернил не получится, менее концентрированные чернила требуют использовать более плотную бумагу.

Аналогичная ситуация и с чернилами для прямой печати по текстилю, дешёвые чернила имеют больший расход по сравнению с брендовыми.

МИФ 3

Все чернила имеют одинаковые свойства, зачем платить больше за итальянские? Купите наши китайские чернила, очень дёшево, вам точно подойдёт!!!

Все чернила для цифровой печати должны обладать рядом свойств, а именно:

• Иметь длительный срок хранения (12–18 месяцев)

Гарантийный срок хранения — чернила сохраняют все свои свойства в полном объёме и соответствуют всем характеристикам (чернила не меняют оттенок, не теряют яркость, не выпадают в осадок, не расслаиваются и т. д.).

Итальянские сублимационные чернила имеют гарантированный срок хранения 18 месяцев, при соблюдении условий хранения чернила сохраняют свои свойства до двух лет. Ряд китайских производителей могут обеспечить рабочие свойства чернил в пределах 6 месяцев. (Точнее, они заявляют, что срок хранения 12 месяцев, но по факту заметно меньше.) Чем более длинный срок хранения, тем легче и дешевле поставщику с доставкой. Короткий срок хранения обязывает поставщика доставлять чернила самолётом, потому что морем или по ж/д можно не успеть. Во Владивостоке, например, всегда очередь на разгрузку контейнеров в порту, или в Красноярске вагон с вашим грузом застрял на сортировке. Если поставщик купил у производителя чернила в октябре, которые были сделаны в июле, контейнер 2 месяца ехал до СВХ в РФ, случился праздник и на таможне очередь, то на реализацию чернил у продавца есть 2 месяца. Это значит, что у конечного клиента есть от силы 1,5 месяца на то, чтобы израсходовать весь купленный объём.

Клиент не может покупать чернила впрок и делать свои локальные запасы. И продавец всегда должен отдавать чернила «с колёс» и снова везти свежие, это не позволяет оптимизировать логистику и заказывать партию раз в два-три месяца, тем самым сократив издержки. Доставить сразу 10 тонн чернил всегда дешевле и удобнее, чем 10 раз по две палеты.

• Иметь широкий диапазон температур хранения и эксплуатации

Температура хранения и транспортировки чернил указывается производителем, как правило, +5 до +35 °C. Чем шире разрешённый диапазон, тем проще и дешевле доставка. Некоторые европейские производители допускают кратковременное снижение температуры чернил до –5 градусов. Такая ситуация может произойти, когда чернила перегружают в аэропорту из грузовика на борт самолёта зимой при морозах. Для того чтобы чернила могли сохранить свойства при отрицательных температурах и не замёрзнуть, производитель использует в составе водной основы специальные присадки, схожие по составу с антифризом систем охлаждения двигателей автомобилей. Высокий верхний порог позволяет сократить использование рефрижераторов летом. В ряде как европейских, так и азиатских стран в летние месяцы бывает очень жарко, температура в верхней части тентованной фуры запросто может превышать 60 °C.

Не менее важным является рабочий диапазон температур. Как правило, производитель рекомендует использовать чернила в принтерах при температуре в цеху от +20 до +25 градусов и влажности 45–55%. Именно при этих условиях чернила будут сохранять необходимую вязкость (текучесть). Это важно, потому что вязкость чернил определяет количество чернил, которое прольётся через головку. Чем более густые чернила — тем меньше, чем более жидкие — тем больше. С повышением температуры в цеху выше критических значений (34–36 градусов) чернила не создают мениск правильной формы на выходе из дюзы, что приводит к некорректному вылету капли, принтер печатает брак.

Крупные производители чернил для разных стран изготавливают чернила с учётом климатических условий. Если в Бразилии влажность в среднем выше, чем в Германии, то для южно-американского рынка в чернила надо добавлять меньше этиленгликоля, чем для европейских клиентов. Для проверки работоспособности чернил используют те же принтеры, что и клиенты (фото 6), тесты печати проводят в климатических камерах, повторяющих температуру и влажность того или иного региона (фото 7).

Фото 6. Влияние чернил на работу печатных головок проверяют на принтерах, для которых разрабатывают новые составы чернил

Фото 7. Пульт управления климатической камерой. В камере установлены принтеры, есть возможность задать рабочую температуру от +10 до +45 °C, влажность от 15% до 90%

• Не должны засыхать в дюзах, но должны быстро сохнуть на материале (бумаге или ткани)

• Чернила не должны повреждать элементы чернильного тракта и печатную головку

Это, казалось бы, очевидно, но не все владельцы текстильных принтеров понимают, насколько важно использовать чернила с правильными свойствами. Ресурс печатной головки напрямую зависит от используемых чернил. Производитель той или иной печатной головки декларирует нужные для корректной работы свойства чернил (вязкость, концентрация красителя, размер частичек красителя). Несоответствие свойств чернил заданным требованиям приводит к браку печати, так как головка не формирует каплю нужного размера и не обеспечивает вылет капли с нужной скоростью в прямолинейном направлении. Чернила с меньшей концентрацией красящего вещества значительно сокращают ресурс печатной головки. Если на чернилах правильной концентрации печатная головка Epson пройдёт без проблем порядка 200 000 кв метров, то на разбавленных около 120 000.

При печати важно получить заданный цвет, чем меньше концентрация, тем большее количество чернил требуется. Значит, головка всегда будет работать с большей нагрузкой. Через какое-то время пьезоэлементы «устают» и далее выгорают, образуя линии в 5–10 неработающих дюз. Если чернила засохнут в дюзах, печатная головка теряет производительность. Тираж, который вы ранее печатали в режиме на 2 прохода, придётся печать в 4 или даже в 6 проходов. Или поменять головку. Головка Epson серии Micro Piezo TFP для принтеров Epson или Mimaki в марте 2023 года стоила 200–250 тыс. руб. На качественных чернилах головки ходят 4–5 лет. На не особо качественных чернилах головка может перестать работать и через два года, и через год.

Ситуация с печатными головками Kyocera для профессиональных принтеров в текущих реалиях ещё более рисковая, одноканальная головка может стоить от 400 до 600 тыс. рублей в зависимости от степени уплаты налогов при завозе в РФ. Чем более дешёвые чернила вы используете, тем больше риск преждевременной замены печатной головки. Стоит ли использовать чернила сомнительного качества? Решать вам, это ваше производство и ваш выбор.

Страшная история, реальная. В 2018 году один из наших клиентов, у которого на тот момент было установлено 8 сублимационных принтеров Epson серии SureColor, решил перейти на китайские чернила. Купил чипы, чернила и работал, и всё было хорошо. Ровно до тех пор, пока в очередной поставке не пришла бракованная партия Yellow. И за неделю все 8 принтеров легли. В новой партии бракованные чернила на палете располагались не рядом, а в хаотическом порядке, и персонал не увидел связи. А когда увидел, то было поздно. Принтеры не работают, тиражи не отпечатаны. Под замену 16 печатных головок, прямые потери 3200$ × 16 = 51 200$. Но это не идёт ни в какое сравнение с потерями при простое оборудования, подмоченной репутацией, упущенными возможностям. Когда не работает принтер, то у вас не работает всё производство, и не важно, что на каландре всё хорошо и швеи вышли на смену в полном составе. Несколько ключевых клиентов ушли к конкурентам и не вернулись. Потому что низкие цены — это, конечно, хорошо, но стабильное выполнение заказов в срок имеет решающее значение. Особенно при выполнении заказов для федеральных сетей.

Если чернила имеют несоответствующие свойства, могут пострадать элементы чернильного тракта: фильтры, насосы подачи чернил, дамперы. Это не так больно, как замена печатной головки, но всё равно это неприятно.

• Чернила должны быть абсолютно безопасны для человека при печати и гарантировать отсутствие вредных (опасных) элементов в отпечатанной ткани

Любой европейский (или американский) производитель чернил обязан пройти сертификацию на безопасность своей продукции. Более именитые получают отдельные сертификаты от крупнейших производителей спортивной одежды. Например, сертификаты соответствия стандартам Nike и Reebok есть у итальянских компаний KIIAN и Isocarbo. Сколько вы знаете китайских производителей чернил, которые имеют европейские сертификаты безопасности? Не знаете? Потому что клиенты в принципе не знают, что за чернила они покупают.

Среди российских поставщиков китайских чернил принято тщательно скрывать название компании-производителя, где и у кого они покупают чернила, чтобы не дай бог конечный клиент не узнал и не начал покупать напрямую, минуя продавца. Если вы являетесь производителем одежды, особенно детской, и используете какой угодно вид печати, вы обязаны использовать качественные красители. Если из-за плохой краски изготовленная вами одежда нанесёт вред человеку, это может повлечь за собой крайне неприятные последствия.

МИФ 4

Существуют универсальные чернила. Купите наши чернила и будете их использовать ДЛЯ ВСЕХ задач на всех принтерах.

Как писал выше, чернила делятся на виды и по типам печатных головок. Универсальных сублимационных чернил не бывает, каждый производитель печатных головок выпускает требования к чернилам. Более того, даже в рамках одного бренда и одной серии требования к чернилам разные.

Для головок Epson для принтеров SC-F6300/9400 и головок Epson i3200 есть свои наиболее подходящие чернила. Чернила похожи по свойствам, но имеют отличия. Это при том, что обе головки сделаны одним производителем и по одной технологии Micro Piezo. И уж тем более не стоит пробовать использовать для головок Epson чернила, предназначенные для промышленных головок Kyocera. Но если залить, что будет? Минут через 10 более густые и более концентрированные чернила забьют дюзы и дамперы, не факт, что даже глубокая промывка всего чернильного тракта спасёт вас от замены весьма недешёвых деталей, особенно в текущей ситуации с ограниченным доступом к запасным частям. Замена в обратную сторону (использовать чернила для непромышленных головок для промышленных головок) тоже не принесёт ничего хорошего, но хотя бы не убьёт ваши головки. Весной прошлого года в ситуации с ограничением поставки чернил некоторые пользователи промышленных принтеров использовали чернила Epson для головок Kyocera. Продержаться до прихода основной партии пару дней вполне возможно, но не более. Даже чернила от одного производителя могут иметь отличия в составе. Например, чернила J-Nexter (завод J-Teck) и чернила Digistar Hi-Pro (завод KIIAN) являются сублимационными, предназначены для головок Epson, но имеют разные оттенки, особенно в синей гамме, по-разному сохнут на бумаге и более, подходят под принтеры разных брендов, J-Nexter — для Epson, а HI-PRO — для Mimaki. Это при том, что оба завода являются частью компании JK Group, расположены рядом, содержат одни и те же красители и согласно Data Sheet должны быть полностью одинаковыми. Но нет, всё дело в мелочах, о которых производитель не расскажет даже дилеру.

На свойства чернил влияют:

• концентрация красящего вещества;
• состав красящего вещества;
• размер и форма частичек красителя;
• состав жидкости на водной основе (количество и виды присадок);
• количество и вид этиленгликоля.

Сочетание указанных выше параметров определяет рабочие свойства чернил. Если совсем кратко — под каждую головку есть свои чернила. Использовать чернила для головок другого типа/производителя крайне не рекомендуется.

Существуют важные, но неизвестные массовому потребителю свойства сублимационных чернил. Например, температура начала возгонки чернил и температура оптимального процесса, количество энергии, которое требуется в ходе возгонки чернил. Знание этих значений позволяет более правильно использовать ткани и добиваться лучших результатов цифровой печати при меньших затратах.

Выводы:

Как вы видите, вопрос, кажущийся простым, на самом деле значительно глубже. Как говорится — дьявол кроется в деталях. Выбирая чернила под свои принтеры, опирайтесь на реальные данные, опыт пользователей чернил и помните, что задача любого продавца продать вам чернила, а не сказать всю правду. Ибо большинство продавцов не знают, где правда, а где ложь. Потому что большинство продавцов никогда не были на заводах по производству чернил, не представляют процесс, не знают базовый состав и так далее. Продавцы знают волшебное заклинание — покупайте у нас, у нас дешевле!

И да, в Китае есть качественные чернила, но они стоят ненамного дешевле итальянских.

Автор — Юрий Ефремов (y.efremov@t-textile.com), директор компании «Текстиль и Технологии», занимающейся поставками оборудования и расходных материалов для цифровой печати по текстилю.

* Пигментные чернила тоже являются дисперсией с физической точки зрения, но среди пользователей пигментные чернила не называют пигментными-дисперсными, просто пигментными.

** Данные взяты по результатам печати клиентов, использующих чернила разных производителей. Цены на март 2023.