Цифровая печать на плитке: как наносят рисунок и считают его варианты

Кратко. Цифровая печать - это струйное (inkjet) бесконтактное нанесение керамических чернил пьезоэлектрическими головками на плитку перед обжигом. Головки перекрывают всю ширину плитки и печатают фотореалистичный декор даже по рельефу, без печатных форм. «Количество вариантов рисунка» - число неповторяющихся вариантов рисунка лицевой поверхности в коллекции: чем их больше, тем естественнее выглядит пол без видимых повторов.

Что такое цифровая печать плитки

Цифровая печать - это технология нанесения декоративного рисунка на плитку струйным (inkjet) способом, аналогичным принципу офисного струйного принтера, но керамическими чернилами и в промышленном масштабе. Она пришла на смену старым контактным методам (шелкография, ротоколор) и сегодня используется для большинства артикулов глазурованной плитки и керамогранита.

В рассматриваемом маршруте глазурованной плитки рисунок наносят на подготовленный глазурный слой перед обжигом, закрепляющим декор. Основа на этом этапе бывает необожжённой или уже прошедшей первый обжиг - это зависит от технологии. В печи чернила и глазурь сплавляются, и рисунок становится частью стекловидного покрытия. Поэтому цифровая печать - это не плёнка и не наклейка сверху: декор впекается в поверхность и защищён обжигом.

Ключевые преимущества метода перед старой контактной печатью: фотореалистичное качество (воспроизведение природных фактур камня и дерева), отсутствие печатных форм (не нужно изготавливать трафареты под каждый цвет), быстрая смена рисунка, экономия пигмента и стабильность изображения от плитки к плитке.

В описываемом маршруте производства глазурованной плитки чернила наносят на подготовленную поверхность с глазурным слоем, а не непосредственно на голую керамическую основу. При монокоттуре глазурование и печать выполняют на высушенной необожжённой заготовке, затем изделие обжигают один раз. При бикоттуре сначала обжигают основу, затем наносят глазурь и рисунок и закрепляют их вторым обжигом. Сверху рисунка может быть дополнительный защитный глазурный слой. Дополнительное декорирование может потребовать ещё одного обжига.

Наличие цифрового декора само по себе не означает глазурованную поверхность. Цифровое декорирование применяют и к неглазурованному керамограниту. Поэтому ниже объяснение сплавления чернил с глазурью относится к GL-маршруту. Износ оценивают по виду поверхности: для GL - поверхностное истирание по ISO 10545-7, для UGL - глубокое истирание по ISO 10545-6.

Как это работает: пьезоголовки и бесконтактный принцип

В основе печати - пьезоэлектрические печатающие головки. Под действием электрического импульса пьезоэлемент деформируется и «выстреливает» каплю чернил управляемого объёма в нужную точку поверхности. Печатающие головки в машине размещают по рабочей ширине конвейера, под которой проходит плитка (принцип single-pass - за один проход). Объём капли не обязательно одинаков: например, Xaar 2002 поддерживает переменный размер капли для передачи градаций тона.

Из этого вытекают два важных свойства:

Бесконтактность. Головка не касается плитки - между соплом и поверхностью есть зазор. Поэтому печатать можно даже по структурированной, рельефной поверхности: капля долетает и в углубления рельефа, чего не мог обеспечить контактный вал. Это позволяет совмещать рельеф и рисунок - например, текстуру дерева с прорисованными порами точно по углублениям.
Послойность. Итоговое изображение получается наложением нескольких цветов чернил друг на друга. Печатная машина обычно оснащена несколькими цветовыми каналами (планками) с керамическими пигментами; их сочетание даёт всю палитру рисунка.

Печатающая головка не касается плитки, и из этого следует всё остальное. Электрический импульс деформирует пьезоэлемент, тот выстреливает из сопла каплю чернил управляемого объёма; переменный размер капли передаёт градации тона. Между соплом и поверхностью остаётся зазор, поэтому капля долетает и на дно рельефа - рисунок можно совместить с фактурой, например напечатать поры дерева точно по углублениям, чего контактный вал не мог. Планки размещены по рабочей ширине конвейера, плитка проходит под ними за один проход, а итоговое изображение складывается наложением нескольких цветов. Печатают по подготовленной поверхности: у глазурованной плитки по глазури, у неглазурованного керамогранита прямо по телу.

Керамические чернила - это суспензии тонкоизмельчённого керамического пигмента в жидкой основе. В отличие от обычных красок, они рассчитаны на обжиг: пигмент устойчив к температуре печи (порядка 1100-1200 °C) и после обжига формирует стойкий декор; в GL-маршруте он связан с глазурным покрытием.

Количество вариантов рисунка: что это и зачем

Вариант рисунка (фейс) - отдельное изображение лицевой поверхности, предусмотренное для конкретного артикула плитки. Например, заявленные 48 вариантов означают 48 разных изображений, а не 48 физических граней одной плитки. Сколько таких вариантов попадёт в покупку, зависит от упаковки и партии; число в каталоге не гарантирует отсутствие соседних повторов.

Смысл параметра - в естественности. Природный камень и дерево не бывают одинаковыми: каждая доска и каждый слэб имеют свой узор. Если у плитки мало вариантов рисунка, на полу быстро замечаешь повторы - две одинаковые «доски» рядом сразу выдают имитацию. Чем больше вариантов рисунка, тем натуральнее выглядит покрытие: повторы либо не встречаются в пределах помещения, либо разнесены так, что глаз их не ловит.

Цифровая печать сделала большое количество вариантов рисунка возможным и дешёвым: раз печатных форм нет, добавить ещё один вариант рисунка почти ничего не стоит - это просто другой файл. У старой контактной печати каждый рисунок требовал своего вала, поэтому вариантов рисунка было мало.

Количество вариантов рисунка и степень различия их внешнего вида - разные показатели. Шкала V0-V4 по ANSI A137.1:2022 описывает внешний вид: от предельно однородного V0 до сильно различающихся изображений V4. По классу V нельзя вычислить число рисунков, а по числу рисунков - присвоить класс V. Подробнее про разброс рисунка и его сортировку - в статье про калибр и тон.

Важная оговорка: единого стандарта на подсчёт «числа вариантов рисунка» нет - это маркетинговый и технологический ориентир, а не нормируемая характеристика. Производители считают варианты рисунка по-своему, поэтому сравнивать коллекции по этому числу стоит с осторожностью.

Класс (ANSI A137.1:2022)	Вариативность рисунка	Типичный декор
V0	Предельно однородный вид	Однотонные технические коллекции
V1	Низкая (плитки почти одинаковы)	Спокойные фоны, моноколор
V2	Умеренная	Бетон, лёгкий камень
V3	Высокая	Мрамор, выразительный камень
V4	Очень высокая (плитки заметно разные)	Дерево, брекчия, природная имитация

Источник: шкала вариативности внешнего вида ANSI A137.1:2022 (классы V0-V4). Классы V описывают различия внешнего вида; количество вариантов рисунка - отдельный параметр.

Что цифровая печать умеет и чего не может

Умеет:

Воспроизводить природные фактуры (мрамор с прожилками, дерево с текстурой, бетон, металл) в фотографическом качестве - основа современных имитаций мрамора и дерева.
Печатать по рельефу, совмещая структуру поверхности с рисунком.
Давать большое число неповторяющихся вариантов рисунка при малых затратах.

Не может и не отменяет:

Поверхностный рисунок не доказывает окраску по всей толщине. Цвет и рисунок бисквита проверяют отдельно от печатного декора. Глубокий скол может обнажить основу, отличающуюся от лицевой поверхности; маркировка GL или UGL сама по себе не обещает однородного рисунка по толщине.
Не определяет износостойкость. В рассматриваемом глазурованном маршруте рисунок связан с глазурью, и износ GL оценивают по ISO 10545-7. У неглазурованного декорированного материала применяют оценку UGL. Ни наличие печати, ни слово «качественная» не означают отсутствия износа при любых условиях.
Обычная цветная печать и формирование рельефа - разные операции. Рельеф может задаваться штампом, но существуют и системы цифрового нанесения структурных глазурей: например, Durst Gamma DG формирует структуру в согласовании с рисунком. Поэтому сводить любой рельеф только к прессованию неверно.

Частые ошибки

Миф: «Цифровая печать - это плёнка или наклейка, она сотрётся». На самом деле: в рассматриваемом GL-маршруте декор закрепляется обжигом в глазурном покрытии. Он не является наклейкой, но поверхность всё равно имеет определённую стойкость к износу. У декорированной UGL-плитки проверяют характеристики неглазурованной поверхности.
Миф: «Чем больше вариантов рисунка, тем прочнее или качественнее плитка». На самом деле: число вариантов рисунка - это про естественность рисунка и отсутствие видимых повторов, а не про прочность, износ или водопоглощение. Технические свойства задаёт группа плитки, а не количество вариантов декора.
Миф: «Цифровая печать красит плитку насквозь». На самом деле: поверхностный печатный рисунок не подтверждает одинаковый цвет и рисунок по всей толщине бисквита. Эти свойства проверяют отдельно; цифровой декор встречается и на глазурованном, и на неглазурованном материале.
Миф: «Число вариантов рисунка - это стандартизированная характеристика, по ней можно точно сравнивать коллекции». На самом деле: единого стандарта на подсчёт вариантов рисунка нет, производители считают их по-разному. Это полезный ориентир естественности рисунка, но не нормируемый показатель; сравнивать коллекции только по нему некорректно.

Связанные термины

Цифровая печать - бесконтактное нанесение керамических чернил струйными головками на подготовленную поверхность перед обжигом, закрепляющим декор. В рассматриваемом маршруте глазурованной плитки печать идёт по глазурному слою: на необожжённой основе при монокоттуре или после первого обжига основы при бикоттуре. Поверх рисунка возможен защитный слой глазури.
Количество вариантов рисунка - число различных изображений (фейсов), предусмотренных изготовителем для одного артикула плитки. Фактическое распределение вариантов зависит от комплектации коробок, поэтому соседство одинаковых рисунков проверяют на сухой раскладке. Число изображений не обозначает физические грани плитки и не равно классу вариативности V: класс описывает различия внешнего вида, а не количество файлов печати.
Керамические чернила - суспензии тонкоизмельчённого керамического пигмента в жидкой основе, рассчитанные на обжиг. В отличие от обычных красок, пигмент устойчив к температуре печи (порядка 1100-1200 °C) и после обжига формирует стойкий декор; в GL-маршруте он связан с глазурным покрытием. Сочетание нескольких цветовых каналов даёт всю палитру рисунка.

FAQ

Как наносят рисунок на плитку?

Цифровой струйной (inkjet) печатью: пьезоэлектрические головки без контакта с поверхностью выстреливают капли керамических чернил на плитку перед обжигом. Головки перекрывают всю ширину плитки, изображение получается наложением нескольких цветов. В глазурованном маршруте чернила закрепляются при обжиге в глазурном покрытии; цифровое декорирование возможно также у UGL-изделий.

Что такое количество вариантов рисунка у плитки?

Это число неповторяющихся вариантов рисунка лицевой поверхности в коллекции. Например, «48 вариантов рисунка» - 48 разных изображений для конкретного артикула; попадание всех вариантов в одну покупку не гарантировано. Чем больше вариантов рисунка, тем натуральнее выглядит пол: повторы одинаковых «досок» или «слэбов» не бросаются в глаза. Единого стандарта на подсчёт вариантов рисунка нет.

Цифровая печать стирается со временем?

Обжиг закрепляет декор, но не делает поверхность неограниченно износостойкой. Для глазурованной плитки проверяют класс поверхностного истирания по ISO 10545-7, для неглазурованной - результат глубокого истирания по ISO 10545-6. Срок сохранения вида зависит от выбранной поверхности и условий эксплуатации.

Печатает ли цифровая машина по рельефной поверхности?

Да. Печать бесконтактная - между соплом и плиткой есть зазор, поэтому капля долетает и в углубления рельефа. Это позволяет совмещать структуру поверхности с рисунком, например прорисовывать поры дерева точно по текстуре штампа. Контактные методы печати так не могли.

Чем цифровая печать лучше старой шелкографии?

Она даёт фотореалистичное качество, не требует печатных форм под каждый цвет, позволяет быстро менять рисунок и печатать много неповторяющихся вариантов рисунка, экономит пигмент и печатает по рельефу. Поэтому большинство современных артикулов декорируют именно цифровой печатью.

Красит ли печать плитку насквозь?

Поверхностная цифровая печать не означает окраску всей толщины. Цвет бисквита и его рисунок проверяют отдельно от лицевого декора. Печать встречается на GL- и UGL-изделиях, а обозначение неглазурованной поверхности само по себе не гарантирует однородного рисунка по толщине.

Источники и стандарты

ГОСТ 13996-2019 - Плитки керамические. Общие технические условия (декорирование, внешний вид). Стандартинформ, Москва.
ISO 10545-7:1996 - Ceramic tiles - Part 7: Determination of resistance to surface abrasion for glazed tiles (износ печатного рисунка = износ глазури). iso.org/standard/18621.html
ANSI A137.1:2022 - American National Standard Specifications for Ceramic Tile. Шкала вариативности внешнего вида V0-V4; число вариантов рисунка этой шкалой не задаётся.
ISO 10545-2:2018 - Ceramic tiles - Part 2: Determination of dimensions and surface quality (контроль внешнего вида и рисунка). iso.org/standard/72246.html
Xaar - Advanced inkjet solutions resonate at Uniceramics Expo in China, 21.07.2023. Xaar 2002: градации тона и переменный объём капли. Материал изготовителя головок.
Durst - Durst at TECNA 2022. Gamma DG: цифровое нанесение структурных керамических глазурей. Материал изготовителя оборудования.
ISO 10545-6:2010 - Ceramic tiles - Part 6: Determination of resistance to deep abrasion for unglazed tiles. Метод для неглазурованной поверхности.

Что почитать дальше

Как делают плитку: технология производства - где цифровая печать стоит в общей цепочке от сырья до упаковки.
Калибр и тон плитки - вариативность рисунка V0-V4 и как её сортируют на производстве.
Имитация мрамора в керамограните - что цифровая печать позволяет и как отличить качественную имитацию.
Имитация дерева в керамограните - роль числа вариантов рисунка в естественности «деревянного» пола.
Глазурь: виды, свойства и дефекты - как рисунок работает в связке с глазурью и обжигом.