Zastosowanie nanotechnologii w druku cyfrowym wielkoformatowym koncentruje się przede wszystkim na udoskonaleniu atramentów (nano-tuszów) oraz modyfikacji powierzchni podłoży. Dzięki rozdrobnieniu pigmentów do skali nanometrycznej (zazwyczaj 20–200 nm), możliwe jest uzyskanie szerszego gamutu kolorystycznego, wyższej odporności na promieniowanie UV oraz drukowanie na trudnych materiałach, takich jak szkło czy ceramika, z wykorzystaniem funkcjonalnych powłok (np. samoczyszczących).
Nano-tusze i Nanopigmenty
Najważniejszym osiągnięciem jest zastąpienie tradycyjnych pigmentów (o wielkości cząstek rzędu mikrometrów) nanopigmentami.
- Właściwości optyczne i Gamut: Redukcja wielkości cząstek pigmentu poniżej 100 nm znacząco zmienia ich właściwości optyczne. Zgodnie z teorią rozpraszania (w tym rozpraszania Mie), mniejsze cząstki w mniejszym stopniu rozpraszają światło o niepożądanych długościach fal. Prowadzi to do uzyskania „czystszych” barw spektralnych i zwiększenia gęstości optycznej, co pozwala na rozszerzenie gamutu kolorystycznego nawet o 15% w stosunku do tradycyjnych farb offsetowych czy solwentowych.
- Stabilność i Reologia: Nanocząstki tworzą bardziej stabilne zawiesiny koloidalne (dyspersje), co jest kluczowe dla głowic piezoelektrycznych stosowanych w druku wielkoformatowym (np. UV, solwent). Mniejsze cząstki rzadziej powodują zatykanie dysz (nozzle clogging), co jest częstym problemem przy gęstych tuszach pigmentowych.
- Warstwa farbowa: Tusze nanograficzne (np. Landa NanoInk, choć to technologia pośrednia, jej zasady adaptowane są w druku wielkoformatowym) tworzą niezwykle cienką warstwę na podłożu (ok. 500 nm), co stanowi połowę grubości tradycyjnego druku offsetowego. Dzięki temu zużywa się mniej materiału, a wydruk jest bardziej elastyczny – co jest istotne przy car wrappingu czy banerach.
Funkcjonalne Powłoki i Podłoża (Nanocoatings)
Nanotechnologia umożliwia funkcjonalizację podłoży wielkoformatowych (banery, siatki mesh, szkło, panele architektoniczne).
- Powłoki hydrofobowe i samoczyszczące: Stosowanie nanocząstek dwutlenku tytanu (TiO₂) pozwala na tworzenie powierzchni fotokatalitycznych. Na wielkoformatowych wydrukach zewnętrznych (outdoor) powłoki te rozkładają zanieczyszczenia organiczne pod wpływem światła słonecznego, a deszcz zmywa resztki (efekt lotosu).
- Poprawa adhezji: Nanowarstwy (primery) stosowane są do modyfikacji energii powierzchniowej trudnych podłoży, takich jak szkło czy metal. Zwiększa to przyczepność tuszów UV i solwentowych, eliminując problem odpryskiwania farby.
- Bariery ochronne: Nanokompozyty (np. oparte na glinokrzemianach) mogą tworzyć bariery dla tlenu i wilgoci, co jest wykorzystywane w druku opakowań elastycznych, ale także zwiększa żywotność wydruków eksponowanych na trudne warunki atmosferyczne.
Nowe Horyzonty: Druk Strukturalny i Przewodzący
Interesujące mogą być bardziej zaawansowane, niszowe zastosowania w druku wielkoformatowym:
- Kolor strukturalny: Prowadzone są badania nad tuszami wykorzystującymi krzemowe nanocząstki, które generują barwę nie poprzez absorpcję (jak pigmenty), ale poprzez rezonans optyczny (zjawisko podobne do tego w skrzydłach motyli). Taki wydruk jest całkowicie odporny na blaknięcie (brak degradacji chemicznej barwnika).
- Drukowana elektronika wielkoformatowa: Wykorzystanie tuszów z nanocząstkami srebra lub miedzi pozwala na drukowanie ścieżek przewodzących na foliach (technologia inkjet). Ma to zastosowanie w produkcji wielkopowierzchniowych paneli dotykowych, anten RFID czy inteligentnych opakowań.
Porównanie tradycyjnych tuszów i nano-tuszów w druku wielkoformatowym
| Cecha |
Tradycyjny Tusz (Pigmentowy/Solwent) |
Nano-tusz (Nanotechnologia) |
| Wielkość cząstki |
> 500 nm (często mikrony) |
20 – 100 nm |
| Grubość warstwy |
Grubsza, wyczuwalna struktura |
Bardzo cienka (~500 nm), "wsiąka" optycznie |
| Gamut barwny |
Standardowy CMYK |
Rozszerzony, czystsze barwy (mniej rozpraszania) |
| Odporność UV |
Dobra (zależy od chemii) |
Bardzo wysoka (dzięki strukturze nieorganicznej) |
| Zużycie energii |
Wyższe (dłuższe suszenie/utrwalanie) |
Niższe (szybsze odparowanie/polimeryzacja) |