26 INOVACIJE, TISKARSTVO INOVATIVNI TISK UVOD Nosilec inovativnosti je lahko vsak, ki skuša s svojim znanjem in talenti nekaj ustvariti. Bistvo inovativnosti je nekaj novega, neznanega, drugačnega ­ ino- vativnega. Inovacija je pretvorba ideje v tržni produkt in je sino- nim za uspešno proizvodnjo, pri- lagoditev in izkoriščanje novosti v ekonomske in tehnično-tehno- loške namene. V Evropi smo se začeli zavedati pomena razvoja inovacij šele po letu 1990. Zakaj je potrebna inovativnost v tisku? Odgovor je povsem ja- sen. Masovni, velikonakladni tisk se seli na vzhod, v Evropi pa se na široko odpirajo možnosti inovativnemu tisku. Kaj je inovativni tisk? Je »dru- gačen« tisk, ki omogoča izdelku pridobiti: ß večjo dodano vrednost, ß večjo zaščito, ß večjo dekorativnost, ß inovativnost, ß nove specialne lastnosti. Prispevek predstavlja nekaj no- vosti na področju tiska s poudar- kom na tiskarskih barvah in teh- nologijah kapljičnega tiska. Vse- buje tudi pregled patentov s po- dročja tiskane elektronike, od koder se od leta 2000 novosti ši- rijo na vsa področja. Tehnologija tiska presega le tiskano besedo in se podaja na področja z veliko dodano vrednostjo. INOVATIVNOST V PRETEKLOSTI Predstavlja kratek pregled vrst tiskarskih barv oziroma črnil, ki se že več desetletij uporabljajo v tisku, predvsem na področju var- nostnega, zaščitnega tiska. Teh- nologije, ki so se in se še vedno uporabljajo pri tisku tovrstnih ti- skarskih barv, so predvsem fle- ksotisk, ofsetni tisk in globoki tisk. ß Termokromatične tiskarske barve so odzivne na spremembo temperature (85­100 °C). Spre- memba barve je navadno iz brez- barvne v obarvano, vidno obliko. Če se barva po ponovnem ohla- jevanju spremeni v primarno, navadno brezbarvno obliko, go- vorimo o reverzibilnih tiskarskih barvah. Nepovratno razbarvanje pa je značilnost ireverzibilnih ti- skarskih barv; slika 1. ß Tiskarske barve, odzivne na kemikalije, reagirajo na različna topila, kot aceton, alkohol. Ob interakciji tiskarske barve s topili nastane neodstranljiv madež. ß Fotokromatične barve se od- zivajo na spremembo svetlobe. Navadno se odzivajo na UV-sve- tlobo in postanejo vidne. Če je obarvanje na osnovi fluorescen- ce, govorimo o fluorescenčnih ti- skarskih barvah; slika 2. ß Penetracijske tiskarske bar- ve vsebujejo absorptivno, pogo- sto rdeče barvilo, ki penetrira skozi tiskovni material in prebije na hrbtno stran. Podatki so zapi- sani na območju, ki ga predho- dno obarva penetracijsko črnilo, navadno z uporabo tiskarskih barv na osnovi pigmentov, in si- cer enobarvno, na zgornji strani tiskovnega materiala. Sledčrnila, vidna na hrbtni strani papirja, omogoča dodatno zaščito proti zlorabi; slika 3. Polegže omenjenih konvencio- nalnih tehnologij pa zelo široko področje tiska z efektnimi tiskar- skimi barvami pokriva sitotisk. Uporabnost je zelo široka, tako za efektni tisk, katerega priorite- tna usmerjenost je komercialni, promocijski namen, kot tiskanje, ki omogoča večjo varnostno za- ščito. Efektne barve se lahko uporablja na najrazličnejših ma- terialih (npr. papir, plastika in tkanina) ter naširokem področju uporabe, kot so varnostni tisk, pametne etikete, oglaševalski tisk, tisk na tekstil itn. Termokromatične tiskarske barve v sitotisku S sitotiskom nanesene tiskarske barve lahko uporabljamo npr. kot indikatorje temperature – termometre, indikatorje uporab- nosti baterij ipd. Termokroma- tični pigmenti se odzivajo zaradi vsebovanih termično odzivnih substanc, kot so leukobarvila. V zadnjem času se vse več upora- bljajo tudi mikrokapsulirani te- koči kristali, ki navadno ne pre- segajo velikosti 10 µm (premer). Povišana temperatura spremeni orientacijo kristalov, ki vpliva na spremembo absorpcije svetlobe in s tem posledično barve na od- tisu; slika 4. Fotokromatične tiskarske barve v sitotisku Druga vrstaže omenjenih barv, ki se na področju sitotiska zelo uporablja, so tiskarske barve, ka- terih spremembe so odvisne od interakcije s svetlobo. Navadno so osnova fotokromatičnih barv kristali barvil, ki so vključeni v barvah kot mikrokapsule, npr. leukobarvila. Barva se pojavi ob izpostavitvi UV- oziroma sončni svetlobi. Svetloba spremeni ke- Slika 1. Termokromatične tiskarske barve. Slika 2. Fotokromatične fluorescenčne tiskarske barve. Slika 3. Penetracijske tiskarske barve. Slika 4. Pametna etiketa na živilski em- balaži z indikatorjem temperature. Slika 5. Dekorativni sitotisk na tekstil – barva se pojavi ob izpostavitvi sončni svetlobi. Slika 6. Uporaba v temi svetlečih se ti- skarskih barv kot tisk na tekstilu. Industrijska cesta 1k • SI-1290 Grosuplje • Tel.: +386 (0) 1 78 11 200 • Fax: +386 (0) 1 78 11 220 • E-mail: info@prosystem-print.si • http://www.prosystem-print.si LITHRONE S 40 SP Oglas Graficar LS40SP 2.indd 1 Oglas Graficar LS40SP 2.indd 1 12.1.2007 12:35:28 12.1.2007 12:35:28 PATENTIRANJE 28 mično strukturo fotokromatič- nega materiala in barvilu omogo- či absorpcijo svetlobe; slika 5. Sevajoče tiskarske barve v sitotisku Veliko dekorativnost kažejo v temi sevajoče tiskarske barve. Vsebujejo mešanice mineralnih komponent in reagirajo na vzbu- janje z dnevno, fluorescentno ali UV-svetlobo. Dolžina sevanja je odvisna od lastnosti vsebovanega pigmenta (koncentracija, veli- kost delcev). Tako sta barva in moč sevanja odvisni od območja elektromagnetnega valovanja, kjer je absorptivnost pigmenta največja; slika 6. INOVATIVNOST DANES Predstavitev patentov Smernice razvoja tehnologij v prihodnosti je mogoče zelo do- bro napovedovati z analizo pa- tentnih dokumentov, ki so na voljo prek specializiranih – pla- čljivih patentnih podatkovnih baz. V nadaljevanju bodo na kratko podani rezultati analize paten- tnih dokumentov raziskave, ki je bila izvedena 30. marca 2006. Uporabljena je bila baza paten- tov Thomson Delphion, ki vključuje več kot 44 milijonov patentnih dokumentov. Zani- male so nas predvsem inovativ- nosti in najnovejše patentne pri- jave na področju tiskane elektro- nike, zato so bile pri iskanju upo- rabljene ključne besede: ((printed electronic) and (ink-jet)). Rezul- tat je pokazal 184 zadetkov ozi- roma patentnih dokumentov, prijavljenih na področju tiskanja elektronike s kapljičnim tiskom; slika 7. Na podlagi grafičnega prikaza prijav patentnih dokumentov od leta 1990 do danes na izbranem področju prevladujejo patenti iz Združenih držav Amerike, sledi- jo inovatorji iz Evrope. Število patentov se povečuje zlasti po le- tu 2000. Vodilno podjetje na izbranem področju je Estman Kodak, sle- dijo Hawlet Packard ter podjetji Xerox in Oce. Omeniti je treba še MIT, vodilno raziskovalno- izobraževalno institucijo na pla- netu, ki svoje inovacije ščiti s pa- tenti. Najnovejše tehnologije na po- dročju obsegajo: tehnologijo ti- skanih zaslonov (printable elec- trooptic display) z uporabo mi- krokapsuliranih, elektroforetič- nih suspenzij; tisk elektroprevo- dnih sledi, tisk elastičnih polpre- vodnikov na polimerne substra- te; tisk tranzistorjev, senzorjev itn.; veliko je novosti na podro- čju elektronskih knjig z moleku- larnimi spremenljivimi barvami, ki se hitro odzivajo na spremem- be elektromagnetnega polja, ki krmili tisk; veliko je novosti na področju varnostnega tiska – ne- vidnih črnil, ki jih je mogoče prebrati le s pomočjo posebnih čitalcev; tisk kompozitov, ki vse- bujejo nanostrukture (nanotra- kovi, nanopovršine, nanodiski, nanožičke, nanopalčice), ki tvo- rijo prevodne mostove na fleksi- bilnih transparentnih substratih. Prihodnost tehnologije kapljičnega tiska Tehnologija kapljičnega tiska (angl. Ink Jet), v nadaljevanju IJ- tiska, postaja vse bolj razširjena, saj omogoča veliko fleksibilnost ter visoko stopnjo personalizaci- je. To je hkrati orodje, ki lahko poveča stopnjo produktivnosti proizvodnje, avtomatizacijo in omogoči ekološko prijaznejšo proizvodnjo. Današnje IJ-tiskarske glave omogočajo veliko natančnost pozicioniranja mikroskopskih kapljic tekočine. Za generiranje kapljic ni nujno povišanje tem- perature, zato lahko skozi mi- kronske odprtine brizgamo tudi korozivne materiale, brez po- škodbe tiskarskih glav. To pome- ni, da lahko tiskamo s pigmenti v obliki tekočin (srebro, zlato) ali z najrazličnejšimi biološkimi raz- topinami (DNA, bakterije) na raznovrstne površine (plastika, kovina, steklo, silikon, papir, les ipd.). Tako se lahko IJ uporablja tudi za tisk elektronskih naprav, kot so fleksibilni, prožni zasloni, etikete RFID, prožna in toga elektronska vezja, 3D-objekti. Tipično so elektronska vezja narejena s fotolitografskim po- stopkom in jedkanjem. Z IJ ve- zne linije – vezja tiskamo z upo- rabo polimernih črnil različnih prevodnosti. Ta proces je hitrej- ši, poraba materiala pa je manjša. Dr. Ghassan Jabbour, profesor, ki se ukvarja z materiali in inže- nirstvom v raziskovalnih labora- torijih državne univerze v Arizo- ni, je že uporabil IJ za izdelavo in razvoj osnovnih naprav za zaslo- ne, tipala in mikrofluide. Z IJ-ti- skom lahko natisne večplastni nanos različnih materialov, kot so geli, kovine, prevodni polime- ri in svetlobno sevalni organski materiali. Natisniti je uspel ko- vinske linije z ločljivostjo okoli 30–35 mikrometrov. Uporaba IJ pri izdelavi LCD- zaslonov je pokazala, da se za 40 odstotkov znižajo proizvodni stroški,če za izdelavo barvnih fil- trov uporabimo tehnologijo IJ- tiska namesto klasičnega fotoli- tografskega postopka. Študija, ki jo je izvedel Kodak, navaja, da se zmanjša poraba materiala za 20–30 in končni stroški izdelave LCD celo za 50 odstotkov. Drugi raziskovalci pišejo o mo- žnostih tiska RFID-tranzistorjev z uporabo organskih prevodni- Slika 7. Prikaz naraščanja števila prijav patentnih dokumentov. Slika 8. Najpomembnejša podjetja na področju tiskane elektronike v prihodnosti. KAPLJIČNI TISK 29 kov, kot je PEDOT (acid water based conductive material). Uspe- li so že natisniti RFID-odzivnik, velikosti 50 µm, ki ga je možno vključiti v npr. papir za izdelavo bankovcev. Da IJ-tisk res ne pozna meja in da ga čaka resnično lepa priho- dnost, govorijo tudi rezultati ra- ziskav s področja biologije celice in medicine. Razvija se novo po- dročje z imenom biotisk (angl. bioprinting). V začetku letošnjega leta, 2007, so iz medicinske fakultete, Car- negie Mellon University v Pitts- burghu, sporočili novico, da bo v bližnji prihodnosti mogoče ti- skati »mišičje in okostje« z upo- rabo tako imenovanih biočrnil. Biočrnila so sestavljena iz ra- zličnih biološki substanc; od pro- teinov do posameznih celic, nati- snjenih v mikroskopske vzorce. Kapljični tisk omogoča kontrolo razvoja celic. V bližnji prihodno- sti se bo lahko tovrstna tehnolo- gija uporabila za generiranje kompleksnih celičnih struktur. Raziskovalci na univerzah Car- negie in Mellon v Pittsburgu so uspešno razvili mišične in kostne celice iz mišičnih vlaken zaro- dnih celic miši z uporabo IJ-ti- skalnika. To je pomemben korak v znanosti pri razumevanju po- stopka regeneracije tkiv. Predvi- deva se, da bo ta metoda v priho- dnosti omogočala lažjo popravo poškodb, ki nastanejo na kosteh v primeru okvare tkiv, npr. oste- oporoze; slika 10. S tiskom plasti za plastjo vzor- cev celic bodo znanstveniki ne- koč sposobni natisniti celotno tkivo ali celo organ. BREZČRNILNI TISK ß Xerox 15. februarja 2007 je Xerox objavil novico o razvoju tehnolo- gije brezčrnilnega tiska. Začetki razvoja omenjene tehnologije se- gajo že v leto 2003, ko je Xerox Research Centre of Canada (XR- CC) začel razvijati papir, ki bi bil sposoben večkratnega zapisova- nja in brisanja. Modificirali so ti- skalnik, v katerega so vgradili na- mesto »tiskarske glave« specialni UV-vir zapisovanja. Današnji razvoj omenjene teh- nologije je prišel do stopnje, ko je mogoče postopek brisanja in zapisovanja ponoviti vsaj 50- krat,življenjska doba zapisa pa je 16–24 ur, nato zbledi. Tehnologija napoveduje dra- stično znižanje stroškov tiska in občutno manjšo porabo papirja. ß ZINK imaging Marca 2007 je podjetje ZINK imaging na DEMO konferenci v Palm Desertu, CA, predstavilo tisk slik brezčrnila. Izdelali so ul- traprenosni tiskalnik, ki je lahko integriran v digitalnih kamerah ali mobilnih telefonih. Gre za tehnologijo, ki je neka- kšen hibrid med polaroidno in termalno tehnologijo. Osnova tiska je specialni papir. Nasproti klasičnim termotransfernim teh- nologijam, ki uporabljajo pi- gmentirane transferne materiale in transferne glave za prenos bar- ve na papir, ZINK uporablja pa- pir, ki ima vključene plasti barvil v obliki kristalov, ki so prozorni pri sobni temperaturi. Termalne glave ZINK-tehnologije omogo- čijo selektivno reproduciranje barv iz obarvanih kristalov. Bar- vilo v obliki kristalov je pri sobni temperaturi brezbarvno. Ob to- ploti molekule spremenijo struk- turo in iz kristalne preidejo v amorfno obliko, ta pa omogoči obarvanje. Plasti kristalov primarnih ti- skarskih barv brez črne so razpo- rejene tako, da vrhnji sloj tvorijo kristali, ki reproducirajo rumeno barvo, v srednjem sloju je ma- genta barvilo, spodnja plast pa pripada kristalom barvil, ki se obarvajo cian. Substrat se segreva s termalno glavo, ki vsebuje 300 segrevalnih elementov na palec. Končna barva je odvisna od dol- žine in moči segrevanja tiskovne- ga materiala; slika 12. ZAKLJUČEK Predstavljene inovacije na po- dročju tiska segajo od specialnih barvil s specialnimi lastnostmi do uporabe novih tehnologij ti- ska za nova področja. Podrobne- je je predstavljena tehnologija kapljičnega tiska, pri katerem je možna uporaba specialnih barv, prevodnih barvil ter substratov, del tehnologije se pomika proti nanodimenzijam za tisk special- nih izdelkov, ne le za področje prenosa podatkov – tiskane bese- de, temveč tudi v medicinske namene ter za zaščito podatkov itn. Prikazana je tudi analiza pa- tentnih dokumentov za izbrano področje, ker se novost najprej predstavi v patentnih prijavah, katerim sledijo izdelki, promoci- je ter prodaja po svetu. Na po- Slika 9. Tisk barvnih filtrov za LCD-zaslone z IJ-tehnologijo. Slika 10. Zdravo (levo) in okvarjeno (desno) kostno tkivo zaradi znižanja kostne ma- se zaradi osteoporoze. Slika 11. Brezčrnilni zapis na special- nem papirju. Slika 12. Ultraprenosni tiskalnik, vklju- čen v mobilni telefon. RAZVOJ TISKA 30 dročju tiskane elektronike pre- vladujejo Američani, vendar smo Evropejci tesno za njimi. Inova- tivni izdelki pomenijo konku- renčno prednost na trgu, nove tehnologije omogočajo nove iz- delke, nove možnosti uporabe, katere aplikativni prenos sega od tiska na papir, prevodne substra- te do tiskanih 3D-biostruktur, ki bodo v prihodnosti reševale ži- vljenja. Tadeja MUCK Marica STAREŠINIČ Univerza v Ljubljani LITERATURA 1. Rasul, J. S. Chip on paper technology utilizing anisotropically conductive adhesive for smart label applications, Microelectronics Reliability, vol. 44, 2004, str. 135–140 2. Pudas, M., et al Gravure printing of conductive particulate polymer inks on flexible substrates Progress in Organic Coating, vol. 54, 2005, str. 310–316 3. Pudas, M., et al Gravure offset printing of polymer inks for conductors Progress in Organic Coating, vol. 49, 2004, str. 324–335 4. Johanson, F., et al Axonal outgrowth on nano-imprinted potterns Biomaterials, vol 27, 2006, str. 1251–1258 5. Turner, C., et al Printable electronic display United States Patent Office, US6980196, 2005 6. Printing of organometallic compounds to form conductive traces United States Patent Office US20050276911A1, 2006 7. Stretchable semiconductor elements and stretchable electrical circuits United States Patent Office , 2006 8. Formulation for ink-jet printing comprising semiconducting polymers United States Patent Office WO05112144A1, 2005 9. Portable electronic reading apparatus United States Patent Office US6940497, 2005 10. Security marking and security mark United States Patent Office WO05069868A2, 2005. 11. Liquid thermosetting ink United States Patent Office US20050165135A1, 2005 12. Printable compositions having anisometric nanostructures for use in printed electronics United States Patent Office WO05047007A2, 2005 13. Printed sensor United States Patent Office EP1512547A2, 2005 SPLETNI VIRI 14. http://glossary.ippaper.com 15. http://www.screenweb.com 16. http://www.kekekcoregroup.com 17. http://www.industryweek.com 18. http://www.techcentral.ie 19. http://www.tfot.info 20. http://www.technologyreview.com Pantone barvni vzorčnik je eno temeljnih orodij, ki jih upora- bljajo industrije in posamezniki pri vprašanju aplikacije ustreznih barv na posameznem področju. Razpon teh področij je izjemen. Pojavlja se v oblikovanju teksti- lij, spletnih strani, notranje opre- me in podobno. Pantone pa je lahko osnova določitve barv za- stave določene države (v tem pri- meru se še posebej dobro zaveda- mo pomena ohranjanja enake barve). Podjetje Pantone je izjemno produktivno na področju barv, saj ne ustvarja zgolj vzorčnikov, temveč ima na trgu najrazličnejše tipe programske opreme, obliko- valskih dodatkov in publikacij. Ključna vloga vzorčnika je prav standardizacija posebnih barv za olajšanje reproduciranja teh in komunikacije med proizvajal- cem (ustvarjalcem) in potrošni- kom. Na področju barv in vzor- cev je podjetje vodilna avtoriteta na trgu (kar dokazuje s povezo- vanjem z glavnimi akterji na po- dročju reprodukcije in ustvarja- nja z barvami, kot so Xerox, Adobe, Quark, Macromedia, Kodak Polychrome, Agfa, Du- Pont, Polaroid, Fuji). KAJ JE PANTONE? Najosnovnejša definicija Pan- tona je barvni vzorčnik ali kata- log barv, ki je zasnovan na pravi- lih mešanja in lastnostih barvil in pigmentov (profesionalni barvni sistem). Ta sistem je po uporab- nosti med najbolj razširjenimi, saj je lahko izhodišče za delo v oblikovanju, arhitekturi, grafiki, industriji in podobno. Sedež podjetja Pantone, Inc., je v Carlstadtu (New Jersey). Pod- jetje je v svetu poznano kot eden ključnih akterjev na področju barv in barvnih sistemov. Beseda Pantone je pogosto osnovni ele- ment komunikacije v liniji obli- kovalec-proizvajalec-prodajalec- kupec (in tudi v nasprotni sme- ri). Podjetje je nastalo leta 1963, ko je ustanovitelj Lawrence Herbert ustvaril inovativen sistem identi- ficiranja, usklajevanja in komu- niciranja o barvah – Pantone Matching System, PMS (sistem usklajevanja Pantone). Obliko- val je t. i. Formula Guide (s po- sebnimi barvami). Ta pripomo- ček je pomenil konec ugibanja v oblikovanju in tiskarstvu, saj je stranka po novem lahko izbrala točno določeno barvo (osnovna določnica je tako postala pono- vljivost iste barve) – na osnovi številke. Tisk je nato lahko sledil številki (formuli, ki jo vsebuje). Originalni PMS je bil sesta- vljen iz 500 barv, ki so bile poda- ne v numeričnem in kromatič- nem zaporedju. Dodatno je bil razširjen v letih 1987 in 1991 (na 1012 barv). Danes je sistem barv na videz konfuzen, a temelji na preprosti določnici – nove barve (odtenke) so dodajali na mesta, kjer so bile njim najbolj sorodne barve (no- vih namenoma niso dodajali na koncu, ker bi tako imeli dve po- vsem podobni barvi na različnih koncih). Tako imamo npr. na strani 5C pantone 120C do pan- tone 126C. Naslednja stran 5.5C vsebuje pantone 1205C do 1265C. Stran 6C pa vsebuje pantone 127C do 133C itd. GRAFI»AR 4/2007 Ovitek te πtevilke je natisnjen na 215-gramskem papirju GardaCover HI-FI, notranje strani pa na 115-gramskem papirju GardaGloss Art. Oba proizvaja Cartiere del Garda. V Sloveniji njihov papir ekskluzivno prodaja ALPE Trgovina na debelo d.o.o. PAPIR