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  1. La Rinascita degli Inchiostri Dye-Based

    La rinascita degli inchiostry dye-based
     
    La stampa inkjet usa due tipi di inchiostri: quelli a soluzione acquosa detti anche dye-based (e che chiameremo qui semplicemente "dyes") e quelli a pigmenti.
    I dyes furono i primi inchiostri a essere sviluppati mentre i pigmenti furono introdotti successivamente per ovviare al principale difetto dei dyes e cioè la scarsa durata nel tempo dovuta alla bassa inerzia chimica e resistenza agli agenti atmosferici, soprattutto alla luce e all'ozono presente nell'aria.
    I dyes infatti sono inchiostri in cui i "coloranti" sono composti chimici "sciolti" nell'acqua, si tratta cioè di un sistema a una fase.
    I pigmenti invece possono essere immaginati come microscopici granelli colorati che vengono tenuti in sospensione con degli appositi agenti inclusi nella formulazione. Si tratta quindi un sistema a due fasi.
    La costituzione fisica dei pigmenti spiega la loro maggiore resistenza legata appunto alla loro inerzia chimica. Nei dyes invece all'effetto fisico si somma un'importante componente chimica che viene attivata in presenza di raggi UV e di ozono (a causa del suo elevato potenziale di ossidazione e della sua affinità elettronica ha "fame" dei doppi legami presenti nelle molecole dei coloranti).
     
    NB nel corso dell'articolo ci faremo accompagnare da Stana che ci allieterà con immagini della "sua" stampa mentre parliamo di cose molto serie e profonde.
    Eccola qui che ci osserva per vedere se lavoriamo bene

     
    [attachment=67710:Stana-2.jpg]
     
     
    1. Pigmenti vs dyes: vantaggi e svantaggi.
     
    1.1 Resistenza a fattori ambientali:
    Netto vantaggio dei pigmenti che ormai raggiungono resistenze proiettate di 100-200 anni nelle simulazioni del Wilhelm Research Institute.
    La durata delle stampe a dyes è molto variabile e dipende moltissimo dalla marca dell'inchiostro, come vedremo più avanti
     
    1.2 Lucentezza su carte glossy:
    Qui il vantaggio è netto a favore dei dyes. il fatto di essere in soluzione consente ai coloranti di depositarsi sulla carta come un film senza soluzione di continuità. Di conseguenza la luce viene riflessa da una superficie perfettamente piana e omogenea. Il riflesso sarà quindi anch'esso omogeneo e luminoso. nel caso dei pigmenti invece la distribuzione irregolare dei pigmenti crea una superficie non omogenea sulla quale la luce viene riflessa in modo non omogeneo e dispersa in tutte le direzioni, questo spiega la minore luminosità apparente e lo sgradevole effetto chiamato "Gloss Differential " (GD) che è la differenza che c'è tra le zone che hanno ricevuto inchiostro e quelle su cui è rimasto il bianco della carta. Oltre al GD le stampe ai pigmenti possono soffrire di bronzing che è un riflesso bronzato presente sulle zone scure.
    Sia il GD sia il Bronzing sono stati molto ridotti nelle ultime generazioni di inchiostri a pigmenti, ma ne restano comunque tracce che possono essere fastidiose in certe circostanze. Alcune stampanti hanno visto anche l'introduzione di un "Gloss Optimizer" che è in pratica uno strato di inchiostro incolore spalmato sopra agli altri inchiostri: si ottiene un certo miglioramento, ma il risultato resta comunque lontano dalle stampe lucide a dyes.
     
    Alcune carte usate nelle prove:
     
    [attachment=67709:Stana-1.jpg]
     
    1.3 Profondità del Nero
    Dobbiamo distinguere tra le carte lucide e quelle opache o Matte. Sulle prime praticamente non c'è differenza: si raggiungono in entrambi casi valori tipici di L*=3 con valori che possono variare fra 2 e 5 a seconda della carta e della stampante.
    Sulle carte opache, invece, il Nero dei pigmenti in origine era così scarso che tutti  i produttori dovettero introdurre un inchiostro Nero speciale e dedicato alla carte Matte che fu chiamato MK (Matte Black) mentre il nero lucido viene chiamato PK (Photographic Black). Con questo nero dedicato le cose sono migliorate, ma rimane tuttora una differenza enorme: sulle carte Matte i dyes raggiungono valori di L*=9 mentre coi pigmenti il valore minimo del nero è L*=18 che su carte con coating particolarmente buono può arrivare a L*=16. Anche i pigmenti al carbone della serie Piezography si devono fermare a L*=16-17, quindi molto lontani dai dyes (vedi risultati qui)
     
    Intanto la stampa fa capolino dalla stampante...come sarà venuta? anche dopo anni sento sempre una certa emozione in questo momento!
     
    [attachment=67713:Stana-5.jpg]
     
    1.4 Gamut
    I valori del gamut misurato dai profili ICC prodotti su misura per le varie combinazioni è favorevole ai pigmenti che raggiungono valori di 1,000,000 di colori sulle stampanti Epson 9900 e 7900 e di circa 900,000 sulle Canon 8400 e 6400. I dyes invece si fermano a 800,000 su carte lucide di altissima qualità o di 750,00 su quelle di alta qualità (le tipiche carte a 5 stelle Epson o Canon).
    Ma attenzione: anche qui questi valori si riferiscono alle carte lucide, sulle carte opache il vantaggio si capovolge e va a favore dei dyes che raggiungono valori di 650,000 contro 550,000 dei pigmenti. Dobbiamo però chiarire che in questo caso il confronto non è molto significativo perchè è il risultato di due comportamenti diversi. Sui colori più luminosi, diciamo per L*>50 i pigmenti mantengono il vantaggio che hanno sulle carte lucide. Per L*<50 invece subentra il difetto che abbiamo visto prima e cioè la debolezza del nero dei pigmenti e infatti qui il gamut è maggiore sui dyes.
    In sostanza possiamo dire che sulle carte lucide il vantaggio dei pigmenti è evidente alla misurazione strumentale ma non all'occhio umano per via della maggiore lucentezza delle stampe a dyes. Sulle  carte Matte invece la forza e intensità dei colori è evidentissima all'occhio umano aldilà del vantaggio strumentale che è comunque misurabile.
     
    Nella figura sottostante si possono vedere le sezioni del Gamut corrispondenti a L*=25, quindi parliamo di zone medio-scure delle immagini. Il vantaggio di questi dyes (in verde) rispetto ai pigmenti originali di una Epson 9900 (rosso) o una Canon IPF 6100 (blu) è evidente.
     
    [attachment=67707:Gamut Comparison dyes vs pigment on Matte paper with Canon 6100.JPG]
     
    1.5 Tirando le somme...
    Si vede che sostanzialmente il vantaggio dei pigmenti è uno solo e cioè la resistenza nel tempo. Ma si tratta di un vantaggio talmente importante che oggi tutte le stampe Fine Art "devono" essere a pigmenti e nessuna galleria d'arte si sognerebbe mai di vendere stampe che non siano a pigmenti. Le stesse etichette delle stampe esposte nelle Gallerie recitano orgogliosamente "Stampa a pigmenti"
    Per gli altri aspetti invece si vede che i dyes sono in posizione di vantaggio soprattutto per due aspetti:
     
    perfetta lucentezza delle stampe lucide
    profondità del nero sulle carte Matte e maggiore Gamut: quindi forza e intensità dei colori su questa carte
     
    Quindi se si riuscisse a produrre delle stampe a dyes con durata migliorata e accettabile per determinate condizioni potremmo tornare a usare questi inchiostri senza la limitazione fondamentale della loro scarsa durata.
    Ed è proprio quello abbiamo cercato di fare.
     
    NB In questo capitolo ho fatto riferimento alle carte lucide porose RC (Resin Coated). Esiste un altro tipo chiamato "swell" perchè si "gonfiano" intorno all'inchiostro e assicurando una maggiore durata della stampa, ma il loro aspetto estetico è scadente e non possono essere considerate come valide alternative per una stampa della massima qualità.
     
     
    2. Una nuova opportunità
     
    Negli ultimi anni ci sono stati molti sforzi per produrre degli inchiostri a dyes con maggiore resistenza.
    Sono stati annunciati dyes con complessi metallici, inchiostri universali come i Lyson o i Cone venduti a prezzi spesso molto elevati. Ma le prove indipendenti condotte da vari utenti di grande reputazione e in parte anche da me stesso portavano sempre a delusioni cocenti: 3 giorni di veranda e la stampa era già "andata". Invariabilmente gli unici inchiostri che mostravano ogni volta un eccellente risultato erano i Claria della Epson. Anche la Canon ha una stampante a dyes di formato A3+ che è la Pixma 10, ma non ne conosco test di durata.
     
    Il problema dei Claria (e anche dei dyes Canon) è che sono disponibili solo in minuscole e carissime cartucce che ne rendono inviabile l'utilizzo professionale.
    Recentemente però è stato reso noto che i colori Fujifilm usati nei minilab "dry" cioè non quelli con carta chimica e stampa laser, ma quelli che stampano inkjet) sono in realtà gli stessi usati da Epson per i suoi ottimi Claria.
    Spulciando in rete ho trovato il probabile motivo della resistenza degli inchiostri Fujifilm che è legata a una tecnologia discussa in un "Paper" del loro centro di Ricerca che trovate qui. In pratica le molecole dei dyes Ciano e Magenta sono state modificate per resistere all’attacco selettivo dei raggi UV e dell’ozono. Anche il Nero ha una resistenza formidabile ma non so a quale tecnologia sia legato.
     
    La Fuji commercializza le sue "molecole" per i fabbricanti di inchiostri come si vede da questo opuscolo,
    [attachment=67708:Pro-JetAqueousDBLFinal.pdf]
    In pratica credo che solo Epson se ne serva (probabilmente sono troppo cari per il tipico uso dei dyes e cioè le stampantine domestiche per stampa di documenti e fotine di compleanno.
     
    Comunque, con le cartucce Fujifilm si ottiene così un importante risparmio per ml di inchiostro usato, dato che i "cartuccioni" Fuji sono disponibili in tagli da 500ml il che rende il loro uso "viable" per la stampa commerciale di qualità.
    Il problema è che i colori Fujifilm sono solo 4 (C, M, Y e K) mentre per l'uso professionale su un plotter Epson 7800 o 7880 ne sono necessari 8 (C, LC,M,LM,K,LK,LLK,Y)
    Per fortuna esistono delle formulazioni che consentono di diluire il K per produrre il LK e da questo il LLK e dal M il LM e dal C il LC, non è previsto un LY.
    Queste formulazioni sono state inizialmente sviluppate da un utente americano e poi amorevolmente messe a punto da un mio amico appassionato di stampa che me le ha rese disponibili. Lo ringrazio qui.
     
    2.1 "Early adopter"
    ....e così nel gennaio del 2014 ci siamo dotati di un nuovo plotter Epson 7880 e dopo una settimana di lavoro da piccolo chimico con bilancini, provette e una certa apprensione, ho fatto partire la stampante coi nuovi colori.
     
    I profili ICC sono stati ovviamente prodotti da me stesso visto che li produco anche per terzi. E' stato necessario un certo lavoro per identificare i driver da usare: questo in effetti è stato lo sforzo principale perchè si doveva scegliere per ogni carta tra molti driver disponibili e tra diverse variabili all'interno di ogni driver.
    Alla fine comunque sono stati identificate le migliori combinazioni carta+driver+impostazioni inchiostro e i risultati sono stati superiori alle previsioni ripagando gli sforzi e le spese sostenute. Vediamo dunque questi risultati.
     
    Nel frattempo ecco Stana qui quasi pronta, ripresa con due diaframmi diversi per divertimento.
     
    [attachment=67716:Stana-6.jpg]
     
    [attachment=67718:Stana-7.jpg]
     
     
    2.2 Vediamo i risultati ottenuti:
    Il lavoro si è concentrato su due tipi di carte e cioè le carte Lucide RC e le carte Matte (nelle loro varietà di Bianco e di finitura superficiale: liscia, Rag, aquarelle, ecc.
    In tutti i casi ci riferiamo dunque a stampe ottenute da plotter Epson 7880 con inchiostri a dyes modificati come descritto sopra.
     
    2.2.1 Carta Matte Hanhemühle PhotoRag 308
    Gamut 650,000
    Nero L*=9

    Si tratta quindi di risultati eccellenti che sono assolutamente inarrivabili con i pigmenti anche su una Epson 9900 cioè la stampante inkjet che oggi ha la più avanzata tecnologia disponibile sul mercato.
    Il B&N è dotato di grandissima delicatezza nel passaggio tra i vari toni oltre che di una forza del nero sorprendente. Ma è forse sulle stampe matte stampate a colori che il risultato è più sorprendente: non siamo davvero abituati ad associare alle carte matte una tale forza dei colori e profondità dei neri.
     
    E' difficile rendere l'idea di una stampa tramite una foto , ma penso che la prossima foto riesca a evidenziare la forza del nero e l'aspetto vellutato che esso assume su questa stampa su carta matte Hahnemühle Photo Rag 308 :
    -
    [attachment=67719:Stana-8.jpg]
     
    2.2.2 Carta Lucida Epson Ultra
    Gamut 800,000
    Nero L*=3

    Le stampe lucide hanno presentato una bellissima superficie lucida con colori intensi e altissima definizione.
    Anche qui abbiamo risultati eccellenti in termini di gamut e nero al livello di stampanti a pigmenti come la Canon 6100 a 12 colori!
    Ma la differenza naturalmente sta nella lucentezza delle stampe che non si può riprodurre ma va provata e toccata con mano (si fa per dire...mai toccare le stampe...touch not the cat print but the glove)
     
     
    3. Resistenza agli agenti atmosferici dei nuovi inchiostri dyes.
     
    Il risultato estetico che ci aspettavamo e per il quale ci siamo imbarcati in questo progetto è stato raggiunto e superato. Ma cosa possiamo dire del vecchio tallone d’Achille dei dyes e cioè della loro resistenza nel tempo?
    Come detto non si dispone dei test del Wilhelm Research Institute, citato sopra, per questi inchiostri (neppure dei 4 Fujifilm originali) e quindi abbiamo condotti dei test privati.
    I risultati sono ancora preliminari vista la recente installazione.
    I risultati dopo 8 mesi di varie esposizione sono i seguenti:
     
    -    Stampe conservate in scatola al buio: nessuna variazione
    -    Stampe esposte in interno sotto vetro: nessuna variazione
    -    Stampe esposte in interni senza vetro delta E medio <1
    -    Stampe esposte in esterno, veranda con circolazione intensa di aria, luce, sole e ozono: Delta E medio=5, massimo =8 (legata alla variazione di L* sul nero, ma con limitati cambiamenti di a* e b*)
     
    E' interessante notare che il test esposto in veranda è rimasto praticamente immutato da gennaio a giugno. Poi durante luglio e agosto ha mostrato uno scostamento limitato, ma visibile. Secondo me questo fenomeno è legato ai temporali quotidiani che abbiamo avuto in questa zona e allo sviluppo di ozono ad essi legato, oltre all'intensità dell'illuminazione solare tipica dell'estate.
    Ricordo comunque che sul colore stampato non si percepiscono variazioni con delta E inferiori a 2 o 3 a seconda della persona e che anche le stampe esposte all'aperto hanno mantenuto il loro aspetto iniziale senza viraggi antiestetici.
     
    In pratica la raccomandazione è di usare queste stampe in qualsiasi situazione evitando però l'esposizione in ambienti esterni senza la protezione del vetro (ma non esporrei neanche i pigmenti così) e anche in interni evitare l'esposizione continua alla luce solare diretta (come in un abbaino) senza vetro intermedio.
     
    A partire da giugno ho messo questa tecnologia a disposizione dei miei clienti e il successo è stato davvero lusinghiero. Molti clienti oggi mi ordinano stampe sia su pigmenti sia su dyes facendo la loro scelta di volta in volta sulla base del tipo di immagine. Sicuramente è un’opzione in più che consente di ampliare la scelta disponibile e aumentare il piacere di una stampa prodotta con la massima qualità e attenzione.
     
    4. CONCLUSIONI:
     
    1.    La fattibilità di questa tecnologia è stata dimostrata e oggi questa stampa si trova in normale produzione nel mio studio.
    2.    I risultati estetici sono molto interessanti e producono una sorpresa nell’osservatore
    3.    La durata nel tempo è adeguata a un uso che preveda l’esposizione sotto vetro o solo in interni anche senza vetri. Ma deve essere chiaro che per quanto buona, questa resistenza non raggiunge i livelli dei pigmenti che vanno quindi preferiti per impieghi in situazioni gravose
    4.    La clientela ha ricevuto con favore questa stampa a dyes e se ne serve con regolarità
    5.    Stana, la modella di Mauro è venuta più bella che mai :)
     
    5. What's next?
     
    Lo sviluppo che io attenderei con ansia è quello di una nuova generazione di inks dyebased con durata simile ai pigmenti, ma non credo che nessun produttore di stampanti sia interessato a questo sviluppo anche perchè il marketing ha trasformato la frase "stampa a pigmenti" in un "Must have" a cui nessuno vuole rinunciare. Peccato: potrebbe essere una possibilità per una new entry o per una casa come HP che è rimasta indietro con le sue Z-machines: ha un ottimo centro di ricerca e un'assistenza professionale che fa impallidire Epson e Canon (non ci vuole molto), ma forse ha altre priorità in questo momento.

    • set 10 2014 17:56
    • da Spinoza