Цифровая печать прозрачными бесцветными чернилами

Цифровая печать прозрачными бесцветными чернилами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в основном относится к области создаваемых в цифровой форме декоративных поверхностей для строительных панелей, таких как напольные покрытия и стеновые панели. Изобретение относится к способу и установке для нанесения и связывания окрашивающих материалов на порошковой основе таким образом, что на таких поверхностях выполняется цифровая печать. Также описана панель с декоративной поверхностью, включающей изображенные в цифровой форме древесные волокна.

Область применения

Варианты осуществления настоящего изобретения в особенности пригодны для применения в напольных покрытиях, которые сформированы из напольных панелей, включающих основу, или корпус, декоративный слой и предпочтительно прозрачный износоустойчивый структурированный слой поверх декоративного слоя. Предпочтительными вариантами исполнения являются стандартные ламинатные напольные покрытия, напольное покрытие на порошковой основе, деревянные полы, виниловые напольные LVT-плитки на полимерной основе и керамические плитки. Поэтому нижеследующее описание способов, проблем известной технологии, и целей и признаков изобретения будет, в качестве неограничивающего примера, сосредоточено прежде всего на этой области применения, и, в частности, на напольных покрытиях, которые подобны традиционным ламинированным напольным покрытиям или напольным покрытиям с упругим поверхностным слоем.

Следует подчеркнуть, что варианты осуществления изобретения могут быть применены для создания цифрового изображения и/или выполненной в цифровой форме структуры на любой поверхности, но предпочтительными являются плоские панели, например, такие как строительные панели в целом, стеновые панели, потолки, компоненты мебели и подобные изделия, которые, как правило, имеют большие поверхности с современными декоративными рисунками. Базовые принципы изобретения могут быть использованы для нанесения печати на бумагу, пленку, текстильные материалы, металлы, твердую древесину, древесный шпон, листовые материалы на древесной основе, пробку, линолеум, полимерный материал, керамические материалы, обои, и тому подобные поверхности.

Уровень техники

Нижеследующее описание используется для изложения основ и изделий, материалов и способов изготовления, которые могут включать конкретные части предпочтительных вариантов исполнения согласно представлению настоящего изобретения.

а) Ламинатные напольные покрытия.

Большинство всех ламинатных напольных покрытий производится согласно способу изготовления, в общем называемому «Ламинатом Прямого Прессования» (DPL). Такие ламинированные напольные покрытия имеют основу из древесноволокнистой плиты толщиной 6-12 мм, верхний декоративный поверхностный слой ламината толщиной 0,2 мм, и нижний стабилизирующий слой с толщиной 0,1-0,2 мм из ламината, пластика, бумаги или тому подобных материалов.

Поверхностный слой ламинатного напольного покрытия отличается тем, что декоративные свойства и характеристики износостойкости, как правило, получаются посредством двух отдельных слоев из бумаги, один поверх другого. Как правило, декоративный слой представляет собой пропечатанную бумагу, и износостойкий слой представляет собой прозрачный покровный слой (оверлей) из бумаги, который включает мелкие частицы оксида алюминия.

Декоративный слой является наиболее важным из наслоенных бумаг, так как он создает визуальный внешний вид ламината. Удельный вес декоративной бумаги, как правило, варьируют в диапазоне 60-150 г/м².

Покровная бумага, как правило, является более тонкой с удельным весом около 20-50 г/м², и изготовлена из чистой целлюлозы, которая основана на делигнифицированной целлюлозе. Покровная бумага становится почти полностью прозрачной после ламинирования, и становится видимым внешний вид декоративной бумаги. Более толстые покровные бумаги со значительным количеством частиц оксида алюминия могут обусловливать высокую износостойкость. Недостаток состоит в том, что они менее прозрачны, и декоративный рисунок закрыт серым слоем, который искажает напечатанный рисунок.

Печать декоративных бумаг является экономически очень выгодной. Используются ротационные машины глубокой печати с печатными цилиндрами, которые могут иметь ширину 3 метра, и которые могут действовать со скоростью до 600 м/мин. Печатные цилиндры обычно изготавливают традиционным механическим гравированием. Недавно было внедрено цифровое лазерное гравирование, которое позволяет быстрее создавать рисунок декора, и обеспечивает лучшее качество декора. Часто используют бессольвентные чернила с органическими пигментами, и избыточные чернила используют повторно.

Напечатанную декоративную бумагу и покровный слой пропитывают меламино-формальдегидными смолами, обычно называемыми меламиновыми смолами, и наслаивают на основу из древесноволокнистой плиты высокой плотности (HDF) в больших прессах для непрерывного или периодического ламинирования, где смола отверждается при сильном нагревании (около 170°С) и высоком давлении (40-60 бар (4-6 МПа)), и бумаги наслаивают на материал основы. Рельефная печатная пластина или стальная лента формирует поверхностную структуру. Иногда в качестве печатной матрицы используют структурированную бумагу. Тиснение на высококачественных напольных покрытиях выполняют в приводке к рисунку. Глубину тиснения ограничивают до 0,1-0,2 мм (100-200 микрон (мкм)).

Ламинированные напольные покрытия также могут быть изготовлены по технологии прямой печати. Одно преимущество состоит в том, что можно избежать операции прессования, и что не требуются напечатанные бумаги для создания декоративной поверхности. Используют печатные чернила на водной основе для напечатания декора на машине многоцветной печати валиками на предварительно уплотненную основу, и печать покрывают защитным прозрачным износостойким слоем, который может представлять собой покровный слой, пластиковую пленку или слой лака. Процесс изготовления является довольно сложным и рентабелен только при очень больших объемах производства.

Технология прямой печати может быть заменена технологией цифровой печати, которая является гораздо более технологически гибкой, и малые объемы производства могут быть экономически выгодными при изготовлении. Разница между этими двумя способами главным образом заключается в стадии печати, где печатные валики заменены процессом цифровой неконтактной печати.

Цифровая печать также может быть использована для печати на бумажном листе, который применяют в традиционном производстве ламината и наслаивают при нагревании и под давлением. Печать может быть выполнена до или после импрегнирования. Такая печать до импрегнирования является усложненной, поскольку бумага может набухать и сморщиваться во время печати и стадии импрегнирования, и малые количества не являются рентабельными для импрегнирования. Печать после импрегнирования на пропитанной меламином бумаге является очень затруднительной, так как пигменты, нанесенные на поверхность меламина, растекаются во время стадии прессования, когда меламиновая смола находится в жидком состоянии. Такие проблемы могут быть отчасти разрешены способом, где используют бумажную основу, предпочтительно включающую основной цвет, и фиксируют на основе до печати, и импрегнированную бумагу или меламиновый порошок наносят под и/или над бумажной основой так, что смолы из импрегнированных бумаг просачиваются в бумажную основу во время стадии прессования.

Ламинатные напольные покрытия также могут иметь поверхность из бумажных пленок или пластиковых пленок, и такие пленочные материалы также могут быть использованы для цифровой печати. Защитный износостойкий прозрачный слой, который, как правило, представляет собой полиуретановый лак, используют для покрытия напечатанного декора.

b) Напольные покрытия на порошковой основе (WFF)

Недавно были разработаны новые «безбумажные» типы напольных покрытий с твердыми поверхностями, включающими по существу однородную смесь порошкообразных волокон, связующих материалов и износостойких частиц, далее называемые WFF (Wood Fibre Floor - напольное покрытие из древесного волокна).

Смесь порошков может включать частицы оксида алюминия, меламино-формальдегидные смолы и древесные волокна. В большинстве вариантов применения в смесь вводят декоративные частицы, например, такие как цветные пигменты. Как правило, все эти материалы наносят в сухой форме в виде смешанного порошка на несущую HDF-плиту и отверждают при нагревании и под давлением до твердого слоя толщиной 0,1-1,0 мм. Порошок перед прессованием стабилизируют влагой и ИК-лампами так, что он образует верхний покровный слой, подобный бумажному слою, и этим предотвращается сдувание порошка во время прессования. Меламино-формальдегидный порошок и древесные волокна могут быть заменены термопластичными частицами.

Могут быть получены некоторые преимущества сравнительно с известной технологией и, в особенности, перед традиционными ламинатными напольными покрытиями, такие как повышенная устойчивость к износу и ударам, глубокое тиснение, улучшенная технологическая гибкость производства, и сниженные затраты. Может быть легко достигнута глубина тиснения 0,2-0,7 мм.

Порошковая технология весьма пригодна для получения декоративного поверхностного слоя, который имитирует камень и керамику. В прошлом было более затруднительно создавать, например, такие как оформления, как древесные декоры. Однако недавно была разработана цифровая порошковая печать, и стало возможным создавать очень развитые декоры любого типа введением чернил в порошок перед прессованием. Могут быть полностью устранены проблемы, связанные с импрегнированием бумаги, поскольку импрегнирование не требуется. Поверхностная структура выполняется таким же путем, как для ламинатных напольных покрытий, с помощью структурированной печатной пластины, стальной ленты или рельефной бумажной матрицы, которыми спрессовывают порошок. Основное преимущество сравнительно с другими технологиями цифровой печати состоит в том, что порошок создает основной цвет, и не требуется никакой защитный слой поверх печати, поскольку чернила могут просачиваться в порошок. Однако просачивание является довольно ограниченным, поскольку чернильные капли будут связываться с первой частицей, с которой они столкнутся, главным образом с древесными волокнами. Повышенная износоустойчивость может быть достигнута, если несколько слоев печатного порошка наносят один поверх другого, или если в качестве защитного слоя используют порошковый покровный слой, наносимый поверх цифровой печати.

с) Меламино-формальдегидная смола.

Базовым материалом в ламинатных и WFF напольных покрытиях является термореактивная меламино-формальдегидная смола, которая используется в качестве связующего материала. Меламиновая смола или меламино-формальдегидная смола (для обобщения сокращенно называемая «меламином») представляет собой твердый термореактивный пластический материал, получаемый из меламина и формальдегида путем полимеризации. Такая смола, далее называемая меламином, проходит три основных стадии. Эти стадии, А-стадия, В-стадия, С-стадия, описаны в публикации автора George Odian «Principles of Polymerization» («Принципы полимеризации»), 3-е издание, которая включена здесь ссылкой, в том числе в особенности страницы 122-123. Первая неотвержденная А-стадия получается, когда меламин, формальдегид и воду кипятят с образованием жидкого материала с содержанием сухого вещества около 50%. Вторую полуотвержденную В-стадию получают, когда жидкую смолу используют для импрегнирования, например, покровной бумаги, которую после нанесения жидкой смолы высушивают при нагревании. Молекулы начинают сшиваться, но смола все еще может отверждаться в конечной стадии, если высушивание смолы проводят во время довольно короткого времени, например, одной минуты, и с нагреванием при температуре около 90-120°С.

В-Стадия также может быть получена при распылении жидкой смолы горячим воздухом так, что капли высушиваются, и получается сухой полуотвержденный меламино-формальдегидный порошок, который включает мелкие круглые сферические частицы с диаметром около 30-100 микрон (0,03-0,10 мм).

Конечная полностью отвержденная С-стадия получается, когда,

например, импрегнированную меламином бумагу или WFF-порошок нагревают до температуры около 160°С под давлением в течение 10-20 секунд. Сухая меламино-формальдегидная смола становится мягкой, расплавляется и отверждается до фиксированной формы, когда температуру повышают во время прессования. Отверждение зависит от температуры и продолжительности нагревания. Отверждение может быть получено при более низких температурах и более длительном времени, или при более высоких температурах в течение более короткого времени. Полученный распылительной сушкой порошок меламина также может быть отвержден при высокой температуре.

d) Деревянные полы.

Деревянные полы изготавливают многими различными путями. Традиционные сплошные деревянные настилы пола были усовершенствованы до более конструктивно сложных напольных покрытий со слоями из древесины, нанесенными на основу, выполненную из древесных ламелей, древесноволокнистой плиты высокой плотности (HDF) или фанеры. Большинство таких напольных покрытий поставляется в виде подвергнутых черновой обработке напольных покрытий с деревянной поверхностью, которую покрывают несколькими прозрачными слоями на фабрике. Покрытие может быть выполнено из УФ-отверждаемого полиуретана, масла или воска. Недавно деревянные напольные покрытия также начали производить с нанесенным цифровой печатью рисунком, который улучшает конфигурацию структуры древесных волокон в деревянных изделиях, которые имеют поверхность неудовлетворительного качества.

е) Керамические плитки

Керамические плитки представляют собой один из главных материалов, используемых для напольных покрытий и стеновых покрытий. Сырьевые материалы, применяемые для формирования плиток, состоят из глинистых минералов, полевого шпата и химических добавок, необходимых для процесса формования. В одном стандартном способе получения керамических плиток применяют следующие технологические стадии. Сырьевые материалы размалывают в порошок и смешивают. Иногда затем добавляют воду, и ингредиенты размалывают во влажном состоянии. Воду удаляют с использованием фильтрования под давлением, с последующей распылительной сушкой до порошкообразной формы. Затем полученный порошок подвергают полусухому прессованию под очень высоким давлением (около 400 бар (40 МПа)) с образованием корпуса плитки с толщиной 6-8 мм. Корпус плитки дополнительно высушивают для удаления остаточной влаги и для стабилизации плиточной формовки до сплошного однородного материала. Недавно было разработано полусухое прессование крупных и тонких панелей. Сухой гранулированный материал спрессовывают при очень высоком давлении до 400 бар (40 МПа), и могут быть экономичным путем получены панели с размерами 1×2 м и более, и с уменьшенными до нескольких мм толщинами. Такие панели могут быть использованы для стеновых панелей и рабочих поверхностей. Время изготовления изделия было сокращено от нескольких дней до менее чем одного часа. Такие панели могут быть раскроены с приданием нужной формы при допусках на обработку, которые превосходят традиционные способы, и могут быть смонтированы даже в несвязном состоянии с помощью механических крепежных систем. На корпус плитки сухим или мокрым методами наносят один или несколько слоев глазури, которая представляет собой стекловидный материал. Толщина глазури составляет около 0,2-0,5 мм. На плитке могут быть две глазури, сначала непрозрачная глазурь на корпусе плитки, затем прозрачная глазурь на поверхности. Назначение глазурования плитки состоит в защите плитки. Глазурование может быть выполнено с многочисленными различными цветами и конфигурациями. Некоторые глазури могут создавать различные текстуры. После глазурования плитку подвергают обжигу в печи или обжиговой печи при очень высоких температурах (1300°С). Во время обжига частицы глазури спекаются и сплавляются друг с другом, и образуют износостойкий слой. Для создания декоративных рисунков часто используют роликовые формы для трафаретной печати. Контактный характер ротационной трафаретной печати обусловливает многочисленные недостатки, такие как повреждения и длительные периоды времени настройки. Поэтому некоторые производители плиток недавно заменили эту традиционную технологию печати технологией цифровой струйной печати, которая обеспечивает ряд преимуществ. Как правило, используют чернила на масляной основе, и печать наносят на спрессованный корпус плитки или на базовую глазурь, которую наносят во влажной форме и высушивают перед напечатанием. На цифровую печать может быть нанесен слой прозрачной глазури, чтобы улучшить износоустойчивость. Цифровая неконтактная печать означает отсутствие повреждений и возможность использования более тонких корпусов плиток. Другими основными преимуществами являются короткие продолжительности настройки, рандомизированная печать без повторяющихся эффектов и способность выполнения печати на поверхностях с переменными структурами и на плитках со скошенными кромками. Дополнительными обстоятельствами, которые содействовали внедрению технологии цифровой печати в производство плиток, является тот факт, что керамические плитки являются довольно малоразмерными по сравнению, например, с ламинатными напольными покрытиями или напольными покрытиями на порошковой основе, которые производятся в виде крупных спрессованных плит с величиной около 2,1×2,7 м. В промышленности для производства плиток могут быть применены довольно маленькие принтеры с ограниченным числом печатающих головок, и первоначальные капиталовложения являются довольно ограниченными. Чернила на масляной основе имеют очень длительное время высыхания, и можно избежать засорения сопел. Другие преимущества связаны с глазурованием, которое создает основной цвет. Как правило, для формирования рисунка на основном цвете плитки требуются меньшие количества пигментов, чем для создания выразительной конфигурации древесной структуры на HDF или бумажном материале, применяемых в ламинатных напольных покрытиях, где импрегнирование и ламинирование создают дополнительные проблемы.

f) Напольные LVT-покрытия.

Дизайнерские виниловые плитки (Luxury Vinyl Tiles), обычно называемые напольными LVT-покрытиями, разработаны в виде слоистого изделия. Название в некотором роде вводит в заблуждение, поскольку основная часть напольных LVT-покрытий имеет размер широкой пластины с древесным рисунком. Базовый слой главным образом выполнен из нескольких индивидуальных базовых слоев, включающих различные смеси PVC-порошка (поливинилхлоридного) и мела в качестве наполнителя, чтобы снизить стоимость материалов. Индивидуальные базовые слои обычно имеют толщину около 1 мм. Базовый слой на верхней стороне имеет тонкую декоративную PVC-пленку с высококачественной печатью. На декоративную пленку обычно наносят прозрачный износостойкий слой из винила с толщиной 0,1-0,6 мм. Для улучшения теплоустойчивости часто используют стеклянные волокна. Индивидуальные базовые слои, стеклянные волокна, декоративную пленку и прозрачный слой сплавляют между собой при нагревании и под давлением в прессах непрерывного или периодического действия. Прозрачный слой может включать покрытие из полиуретана, которое обеспечивает дополнительную устойчивость к износу и пятнообразованию. Некоторые изготовители заменили прозрачный виниловый слой полиуретановым слоем, который наносят непосредственно на декоративную пленку. Недавно были разработаны новые типы напольных LVT-покрытий с базовым слоем толщиной 3-6 мм и с краями, включающими системы механического фиксирования, которые позволяют выполнять монтаж в несвязном состоянии. Напольные LVT-покрытия обеспечивают некоторые преимущества, например, перед ламинатными напольными покрытиями, такие как глубокое тиснение, гибкость, размерная стабильность, водостойкость и малошумность. Цифровая печать на напольных LVT-покрытиях пока находится в экспериментальной стадии, но, если будет внедрена, создавала бы главные преимущества перед традиционной технологией печати.

В порядке обобщения можно упомянуть, что цифровая печать используется на напольных покрытиях некоторых типов для создания декора. Однако объемы все еще очень малы, в особенности в вариантах применения с деревянными и ламинатными напольными покрытиями, главным образом вследствие высокой стоимости чернил и больших капиталовложений для промышленных принтеров. Технологическая гибкость, которую обеспечивает технология цифровой печати, ограничена тиснением, которое является фиксированным и не может быть приспособлено к вариациям выполненного цифровой печатью декора. Было бы очень полезно, если бы можно было снизить стоимость чернил, если бы могло быть использовано более экономичное оборудование для печати в промышленном масштабе, если бы более высокая износостойкость могла быть достигнута без отдельных защитных слоев, и если бы могли быть сформированы вариации вытисненных структур, которые соответствуют вариациям нанесенного цифровой печатью рисунка.

Определение некоторых терминов

В последующем тексте видимая поверхность смонтированной панели напольного покрытия называется «передней стороной», тогда как противоположная сторона панели напольного покрытия, обращенная к черному полу, называется «задней стороной».

Под термином «вверх» подразумевается направление к передней стороне, и «вниз» направление к задней стороне. «Вертикально» означает ориентацию перпендикулярно к поверхности, и «горизонтально» подразумевает расположение параллельно поверхности.

Термин «пигменты» означает очень тонкий порошок из частиц твердого окрашивающего материала.

Под «пигментными чернилами» подразумеваются чернила, включающие пигменты, которые суспендированы или диспергированы во всем объеме несущей текучей среды.

Термин «связующий материал» означает вещество, которое соединяет или содействует соединению двух частиц или материалов. Связующий материал может быть жидким, порошкообразным, представлять собой термореактивную или термопластичную смолу, и тому подобным. Связующий материал может состоять из двух компонентов, которые реагируют, будучи в контакте между собой. Один из двух компонентов может быть жидкостью, и другой сухим материалом.

Под «матрицей», также называемой «пластиной», подразумевается материал, который формирует рельефную поверхностную структуру, когда материал прижимают к поверхности при прессовании.

Выражение «тиснение в регистр», или EIR, означает, что напечатанный декор выполнен в приводке к вытисненной структуре.

Выражение «цифровая струйная печать» означает регулируемый в цифровой форме выброс капелек текучей среды, включающих окрашивающий материал, из печатающей головки на поверхность.

Выражение «цифровая печать» подразумевает регулируемый в цифровой форме метод размещения окрашивающего материала на поверхности.

Под «окрашивающим материалом» подразумевается любой материал (краситель, органические или неорганические пигменты, мелкие окрашенные частицы любого материала, и т.д.), который может быть использован для создания цвета на поверхности, предпочтительно в результате избирательного поглощения или отражения света с различными длинами волн.

Под «панелью» подразумевается сформированный в виде листа материал с длиной и шириной, которая является большей, чем толщина. Это довольно широкое определение охватывает, например, ламинатные и деревянные напольные покрытия, плитки, LVT, листообразные стеновые покрытия и детали мебели.

Известная технология и ее проблемы

Ниже описаны общеизвестные технологии, которые могут быть использованы для выполнения цифровой печати и тисненой поверхностной структуры. Способы могут быть применены частично или полностью в разнообразных комбинациях с предпочтительными вариантами осуществления изобретения для создания цифровой печати или цифрового тиснения согласно настоящему раскрытому изобретению.

В цифровых струйных принтерах высокого разрешения используют безударный процесс цифровой печати. Принтер имеет печатающие головки, которые «выстреливают» капельки чернил из печатающей головки на поверхность очень точным образом.

Многопроходная печать, также называемая сканирующей печатью, представляет собой способ печати, где головка принтера многократно перемещается в поперечном направлении над поверхностью для создания изображения. Такие принтеры работают медленно, но одна маленькая печатающая головка может формировать более обширное изображение.

Промышленные принтеры, как правило, основываются на методе однопроходной печати, в котором используют фиксированные печатающие головки, с шириной, которая соответствует ширине печатного носителя. Пропечатываемая поверхность перемещается под головками. Такие принтеры имеют высокую производительность, и они оборудованы фиксированными печатающими головками, которые выстроены одна после другой по направлению подачи. Как правило, каждая головка печатает один цвет. Такие принтеры могут быть изготовлены по заказу для каждого варианта применения.

Фигура 1а показывает вид сбоку промышленного однопроходного цифрового струйного принтера 35, включающего пять цифровых печатающих головок 30а-е, которые соединены трубками 32 для подачи чернил с чернильными контейнерами 31, которые заполнены чернилами различных цветов. Чернильные головки соединены кабелями 33 цифровой передачи данных с цифровым управляющим устройством 34, которое контролирует нанесение чернильных капель и скорость конвейера 21, который должен быть способным перемещать панель под печатающими головками с высокой точностью, чтобы обеспечивать высококачественное изображение, включающее несколько цветов.

Фигура 1b показывает вид сверху печати Р волокон древесины, созданной на поверхности 2 панели. Поверхность панели напольного покрытия часто является тисненой с базовой структурой 17, которая является одинаковой для нескольких базовых декоров, как показано на фигуре 1с. В современных напольных покрытиях применяют так называемое EIR-тиснение 17 (тиснение в регистр), которое согласуют с напечатанным рисунком Р, как показано на фигуре 1d.

Нормальная ширина промышленной печатающей головки составляет около 6 см, и могут быть пропечатаны любые длины. Обширные площади в 1-2 м могут быть напечатаны цифровыми принтерами, включающими несколько рядов печатающих головок, выстроенных параллельно. Для создания 5-цветной печати на панели ламинатного напольного покрытия шириной 2 м могут понадобиться 166 печатающих головок, и печать может быть нарушена, если хотя бы несколько сопел в одной печатающей головке засорятся сухими чернилами.

Число точек на дюйм, или DPI, используют для определения разрешающей способности и качества печати цифрового принтера. Как правило, достаточными являются 300 DPI, чтобы, например, напечатать структуры древесных волокон с таким же качеством, как в настоящее время используется в традиционных ламинатных напольных покрытиях. Промышленные принтеры могут печатать рисунки с разрешением 300-600 DPI и даже больше, и со скоростью, превышающей 60 м/мин.

Печать может представлять собой «полную печать». Это значит, что визуальный напечатанный декор в основном создается чернильными пикселями, нанесенными на поверхность. Цвет порошкового слоя или основной цвет бумаги в таком варианте исполнения, как правило, оказывает ограниченное действие на видимый рисунок или декор.

Печать также может быть «частичной печатью». Цвет еще одного нижележащего слоя представляет собой один из цветов, которые являются видимыми в конечном декоре. Область, покрытая печатными пикселями, и количество чернил, которые используются, могут быть сокращены, и может быть получена экономия затрат в результате применения меньшего количества чернил и повышенной производительности печати, по сравнению с дизайном полной печати. Однако частичная печать не является столь же технологически гибкой, как полная печать, поскольку основные цвета труднее изменять, нежели когда используется полная печать.

Печать может быть основана на субтрактивной цветовой модели CMYK, где поверхностью создается белый цвет. Она представляет собой 4-цветную автотипию, включающую циан, магенту, желтый и черный. Смешение их вместе будет давать цветовое пространство/гамму, которая является относительно малой. Для усиления конкретного цвета или общей гаммы могут быть добавлены цветовые точки. Цветовая точка может быть любого цвета. Цвета смешиваются и контролируются комбинацией программного обеспечения и оборудования (печатающий механизм/печатающие головки). Гибкость также может быть значительно повышена добавлением в принтер белого цвета.

Фирмой CeraLoc Innovation Belgium BVBA, дочерней компанией фирмы Valinge International AB, была разработана новая технология, которая делает возможным введение цифровой жидкостной печати в порошковый слой. Этот новый тип «Цифровой инжекторной печати», или DIP, получается благодаря тому факту, что печать выполняют в порошок, который отверждают после печати. Чернила и напечатанный рисунок погружены в отвержденный слой, и они не наносятся на поверхность, как при применении традиционных способов печати. Напечатанный рисунок может быть позиционирован по нескольким измерениям горизонтально, и вертикально на различных глубинах. Это может быть использовано для создания трехмерных (3D) эффектов, например, когда используют прозрачные, и предпочтительно отбеленные древесные волокна. Для повышения износоустойчивости также может быть применена двухслойная печать. Не требуется никаких защитных слоев, например, покровного слоя, которые искажают оригинальный дизайн серыми затенениями.

DIP-Метод может быть использован для всех материалов на порошковой основе, которые могут быть отверждены после печати. Однако DIP-метод в особенности полезен для применения, когда порошок включает смесь из древесных волокон, мелких твердых износостойких частиц и меламиновой смолы. Поверхностный слой также может включать термопластичный материал, например, частицы винилового наполнителя, которые наносят в порошковой форме на поверхность. Этим обеспечивается возможность того, что печатный рисунок может быть впрыснут в частицы винилового порошка. Улучшенное оформление и повышенная износостойкость могут быть достигнуты даже с такими материалами.

Для получения высокого качества печати и скорости в слоях на порошковой основе и других слоях, как было описано выше, должна применяться подходящая печатающая головка. Печатающая головка имеет несколько маленьких сопел, которые могут выбрасывать и наносить капельки чернил в контролируемом режиме.

Промышленные системы струйной печати в широком смысле подразделяются либо на системы непрерывной струйной печати (CIJ), либо на системы каплеструйной печати (DOD).

CIJ непрерывно выбрасывает капли из печатающей головки. Капельки проходят через комплект электродов, которые сообщают заряд каждой капле. Затем заряженные капли проходят через отклоняющие пластины, на которых используется электростатическое поле для отбора капель, которые должны быть напечатаны, и капель, которые должны быть собраны и возвращены для повторного использования.

DOD выбрасывает капли из печатающей головки, только когда это требуется, и все капли наносятся на поверхность.

CIJ главным образом применяют для кодирования и маркировки изделий. Технологию струйной печати DOD в настоящее время используют в большинстве существующих промышленных вариантов применения струйной печати, где требуется высококачественный декор.

Нормальный размер чернильной капельки составляет около 2-4 пиколитров (=1×10^-12 литра, или 0,000001 мм³). Размер каждой капельки может варьироваться в зависимости от типа чернил и типа головки, обычно между 1-40 пиколитрами, и это соответствует капельке, которая имеет диаметр около 10-30 микрон (мкм). Меньшие капельки создают изображения с высоким разрешением. Некоторые печатающие головки могут выбрасывать капельки различных размеров, и они способны пропечатывать шкалу уровней серого. Другие головки могут выбрасывать капельки только одной фиксированной величины. Могут быть разработаны печатающие головки, которые могут выстреливать более крупные капли до 100-200 пиколитров или более.

Для выбрасывания капель из сопел может быть использовано несколько технологий.

В технологии с термической печатающей головкой, в общем называемой пузырьково-струйной печатью, применяют печатные картриджи с серией крошечных камер, каждая из которых содержит нагреватель. Для выбрасывания капельки из каждой камеры через нагревательный элемент пропускается импульс тока, вызывающий быстрое испарение чернил в камере с образованием пузырька, который обусловливает резкое повышение давления, выталкивающего капельку чернил через сопло и на поверхность. В большинстве потребительских струйных принтеров применяются термические печатающие головки. Такие термические принтеры, как правило, рассчитаны на использование чернил на водной основе с вязкостью 2-5 сантипуаз (cП). Недавно фирмой Memjet были разработаны крупномасштабные термические печатающие головки с шириной рабочего поля печати 223 мм и со скоростью печати около 20 м/мин или более. Печатающая головка содержит 5 чернильных каналов и два ряда сопел на канал. Конструкция каждого индивидуального сопла имеет поперечник около 30 микрон (мкм), позволяющий обеспечить 800 dpi, со вторым рядом сопел для каждого цвета, слегка смещенным от первого, для выполнения 1600 dpi, в комбинации. Печатающая головка фирмы Memjet может непрерывно выбрасывать до 750 миллионов в секунду капель объемом по 2 пиколитра с диаметром капли 14 микрон (мкм). Стоимость печатающей головки составляет менее 10% затрат на стандартные пьезоголовки с подобной производительностью. В таких термических принтерах могут использоваться материалы на водной основе с вязкостью 0,7-1,5 сантипуаз, которая подобна вязкости воды (1 сантипуаз при температуре 20°С). Печатающая головка фирмы Memjet включает систему самоохлаждения с нагревательным элементом посередине чернильной камеры. Когда капли выбрасываются, новые чернила притекают в камеру и охлаждают нагревательный элемент.

Термическая технология обусловливает такое ограничение, что чернила должны быть теплостойкими, как правило, до температуры 300°С, поскольку процесс выбрасывания связан с выделением тепла. Это делает очень затруднительным создание многоцветных термических головок на пигментной основе. Печатающие головки фирмы Memjet рассчитаны на чернила на основе красителей, и поэтому не применяются в промышленности по производству напольных покрытий и вариантах промышленного применения, где требуются высококачественные чернила на пигментной основе.

В большинстве коммерческих и промышленных струйных принтеров и в некоторых потребительских принтерах используется технология с пьезоэлектрической печатающей головкой, которая является основной технологией, применяемой в промышленности по производству напольных покрытий. Вместо нагревательного элемента используется пьезоэлектрический кристаллический материал (обычно называемый «пьезоэлементом») в заполненной чернилами камере позади каждого сопла. Когда подается напряжение, пьезоэлектрический материал изменяет свою форму, чем создается импульс давления в текучей среде, выталкивающий капельку чернил из сопла. Конфигурация печатающей пьезоголовки может использовать различные базовые принципы деформации для выбрасывания капель из сопла. Эти принципы в основном классифицируют на технологии печатающих головок с деформациями сжатия, изгибания, нажима и сдвига. Пьезоэлектрический кристалл также может быть использован для создания акустических волн, так как он вибриру