Druk sublimacyjny – czym jest i dlaczego warto się nim zainteresować?

Druk sublimacyjny to dość specyficzna metoda druku. Nie jest też zbyt rozpowszechniona, dlatego chcemy nieco szerzej ją opisać.

Sublimacja – to przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w gazowy. Najłatwiej opisać to na przykładzie suchego lodu (czyli zestalonego dwutlenku węgla) – ten w temperaturze i ciśnieniu pokojowym nie topi się, a paruje wprost z postaci stałej. Innym przystępnym przykładem może być mokre ubranie wywieszone na sznurkach. Kiedy jest bardzo zimno woda, w ubraniu zamarza, a powstały lód sublimuje – przechodzi w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego.

Co można znakować przez sublimację?

Druk metodą sublimacji w reklamie stosuje się do znakowania kubków reklamowych, koszulek, toreb czy przedmiotów wykonanych z aluminium. Warunkiem powodzenia takiego nadruku jest albo specjalna powłoka sublimacyjna, albo skład tworzywa zawierający co najmniej 70 % poliestru. Powłokę sublimacyjną, inaczej nazywaną też coatingiem, można nanosić na odtłuszczone powierzchnie. Ona stanowi bazę do sublimacji. Zwykle na produkt nanosi się kilka jego warstw, a każda z nich musi zostać odpowiednio wysuszona, a następnie utwardzona w piecu w temperaturze około 160°C. Tak przygotowane podłoże może wchłonąć w swoją strukturę tusz sublimacyjny. Po nadruku w niektórych przypadkach stosuje się dodatkowo lakier zabezpieczający przed promieniowaniem UV, który znacząco wydłuża żywotność produktu i zabezpiecza intensywność barw.

Jak powstaje nadruk sublimacyjny?

Pierwszym krokiem w tym procesie jest przygotowanie nadruku na papierze transferowym. Jest to lustrzane odbicie wzoru przygotowane do przeniesienia na docelowe podłoże. Do druku zwykle stosuje się specjalnie w tym celu tworzone tusze na bazie wody. Następnie papier przykłada się do produktu i przy pomocy kalandrów lub prasy termotransferowej wydruk trafia na materiał docelowy. Najważniejsze w tym procesie jest dobranie odpowiednich parametrów czasu oddziaływania, temperatury i ciśnienia prasy. Temperatura i ciśnienie będą się różnić w zależności od dokładnego składu tuszu i właściwości materiału docelowego. Przedział temperatury wynosi zazwyczaj od 160 do 2000°C. Dla przykładu w przypadku druku na blachach aluminiowych stosuje się ciśnienie 5000Pa przy temperaturze około 195°C i czasie oddziaływania około 40 sekund.

Zalety druku sublimacyjnego

Podstawowym atutem druku sublimacyjnego jest jego trwałość. Tusz wnika w podłoże i stanowi jego integralną część – nie można go więc zdrapać czy odkleić. Z tego samego powodu taka koszulka reklamowa może być swobodnie składana czy prana w pralce bez wpływu na jakość i wygląd nadruku.

Nadruk taki jest bezwonny i ekologiczny – tusze przygotowywane są na bazie wody, bez udziału rozpuszczalników. Dzięki temu świetnie nadaje się do dekoracji pokoju dziecięcego, czy eksponowania w halach targowych. Ci, którzy pamiętają specyficzny aromat banerów, będą zachwyceni neutralnością druku sublimacyjnego. Druk taki jest też odporny na warunki atmosferyczne, dlatego kubki reklamowe można myć w zmywarce, a flagi – wieszać w największej nawet podczas śnieżycy. Nie stracą na jakości.

Jest to jedna z technologii druku numerycznego, co oznacza zdolność do produkcji niskich nakładów – już od jednej sztuki produktu. Dzięki temu dodruk, czy wznowienie serii gadżetu reklamowego są możliwe i rentowe.

Wyraźne kontury i nasycone kolory to kolejne atuty tego sposobu znakowania. Dodatkowo nadruk możliwy jest w pełnej palecie CMYK wraz z przejściami tonalnymi. Oznacza to, że możesz wydrukować na koszulce, kubku czy czapce swoje zdjęcie. Nadal będzie to zdjęcie, a nie żadna uproszczona w swej formie grafika.

Prawidłowo wykonane oznakowanie nie deformuje się i nie przypala materiału, choć bardzo ważny jest prawidłowy dobór przedmiotu do znakowania. Nie każde tworzywo wytrzyma jednak temperaturę i ciśnienie, jakie muszą zostać użyte do prawidłowego transferu nadruku.

Rozwinięcie technologii sublimacji

Proces, w którym zachodzi proces sublimacji, jest kluczowy dla metody druku sublimacyjnego. Przemiana bezpośrednia ze stanu stałego w gazowy, tzw. sublimacja, odgrywa tu kluczową rolę. Wielu ludzi nie zdaje sobie sprawy, że ta metoda, znana jako metoda sublimacji, ma szereg zastosowań poza przemysłem drukarskim, w tym w laboratoriach chemicznych.

Tusze sublimacyjne, które są specjalnymi barwnikami, podczas druku sublimacyjnego są na początku nanoszone na specjalnym papierze transferowym. Następnie, pod wpływem ciepła, barwniki te przechodzą ze stanu stałego bezpośrednio w stan gazowy, pomijając stan ciekły. To jest właśnie proces sublimacji.

Podczas procesu sublimacji ważne jest utrzymanie odpowiednich warunków termodynamicznych. W szczególności ciśnienie musi być utrzymane na poziomie ciśnienia równowagi, co jest punktem, w którym ilość substancji przechodzącej do stanu gazowego jest równa ilości wracającej do stanu stałego. To jest również punkt, w którym substancja osiąga swój punkt potrójny. To oznacza, że może ona istnieć jednocześnie w stanie stałym, ciekłym i gazowym.

W momencie, gdy ciepło jest dodawane do systemu, barwniki zaczynają sublimować, a następnie, gdy działanie wysokiej temperatury ustaje, przenikają one do struktury podłoża, na przykład włókna poliestrowe tkaniny, które otwierają swoją strukturę na poziomie molekularnym, umożliwiając barwnikom wejście do środka. Gdy temperatura jest obniżana, włókna poliestrowe tkaniny otwierają się jeszcze bardziej, zamykając barwniki wewnątrz, co powoduje, że nadruk jest praktycznie niezniszczalny.

Ta technologia druku jest tak skuteczna, ponieważ wykorzystuje unikalne właściwości poliestru. Poliester, czy to w postaci z włóknami poliestrowymi czy jako powłoka poliestrowa, jest idealnym materiałem do druku sublimacyjnego, ponieważ jego struktura chemiczna pozwala na przyjmowanie i utrzymanie barwników na poziomie molekularnym.

W rzeczywistości barwniki, które są używane w druku sublimacyjnym, nie tylko wnikają w strukturę poliestru, ale również wiążą się z nim na poziomie chemicznym. To oznacza, że nadruk nie może być usunięty przez ścieranie, pranie czy ekspozycję na światło słoneczne. Dlatego sublimacja stosowana jest w tak wielu różnych zastosowaniach: od odzieży po tablice informacyjne i znakowanie produktów.

Podsumowując, zjawisko sublimacji jest podstawą dla druku sublimacyjnego. Przez wykorzystanie unikalnych właściwości poliestru i barwników sublimacyjnych metoda ta może tworzyć nadruki, które są trwałe, żywe i odporne na warunki atmosferyczne. Z racji tego, że proces ten przekształca barwniki bezpośrednio ze stanu stałego do stanu gazowego, jest to metoda, która jest bardziej ekologiczna i bezpieczna niż tradycyjne metody druku.