Der Entwicklungstrend der Hybrid-Inkjet-Drucktinte

Im industriellen Inkjet, UV-Tinten und einige ihrer Einschränkungen, Inkjet auf Wasserbasis erlebt eine Renaissance. Wenn es um die anspruchsvollsten Anwendungen geht, Es ist eine Herausforderung für Tinten auf Wasserbasis, die erforderliche Beständigkeitsleistung zu erreichen, ohne das langfristige Risiko einer Blockierung des Kopfes einzugehen. Hier bietet gemischte Tinte eine mögliche Lösung.

Was bedeutet hybrid?

Der Begriff “Mischung” wird häufig verwendet, wenn Tinten von der herkömmlichen Methode nicht einfach klassifiziert werden können “Plattform” Kategorien von UV, Öl, wasserbasierter oder Schmelzklebstoff, häufig in Fällen, in denen der Formelentwickler die beiden Techniken bewusst kombiniert. Ziel ist es, das Beste aus jedem Ansatz zu kombinieren, um ein bestimmtes Problem zu lösen. Betrachten Sie die Centauri-Kavallerie der griechischen Mythologie, welches die Schnelligkeit eines Pferdes mit dem Kampfinstinkt eines Menschen verband, eher als eine Kavallerie.

Das metaphorische Äquivalent des Reiterdrucks erfordert die Anwendung zweier Techniken, um ein Problem zu lösen, wie zum Beispiel die Verwendung von Flexodruck-UV-Lack zur Abdeckung der wasserbasierten Inkjet-Tinten, die für den Etikettendruck verwendet werden. In manchen Fällen, Dies ist möglicherweise der beste Ansatz, vor allem, wenn das Druckerdesign dies zulässt, aber wenn eine einzelne Schicht erforderlich ist, Die Kombination der Funktionen beider Flüssigkeiten in einem einzigen Produkt kann von Vorteil sein.

Ultraviolettes Licht auf Wasserbasis

Die wohl gebräuchlichste Mischmethode ist wasserbasierte UV-Tinte, oder AQ-UV. Aq-UV-Tinten, wenn auch konzeptionell nicht unbekannt, werden seit Anfang der 2000er Jahre in Patenten offenbart, waren aber in der Vergangenheit Gegenstand erheblich intensiver Forschung 10 Jahre. Dies ist höchstwahrscheinlich auf eine große Anzahl von Druckköpfen zurückzuführen, die durch frühe Prototyptinten beschädigt wurden, die herkömmliche selbstvernetzende Harze enthielten. Heute, Unternehmen wie Konica Minolta, Sonnenchemikalie, Agfa, Fujifilm, Tiger Coatings und EFI halten Patente für alles, von Textilien und Verpackungen bis hin zu Metalloberflächen.

Der größte Vorteil der AQ-UV-Tinte besteht darin, dass die “solide” Der Gehalt der aushärtbaren Komponente ist nun stark reduziert, und der endgültige aushärtbare Farbfilm ist dadurch dünner. Als Funktion der Abdeckung, der Glanz des Drucks wirkt gleichmäßiger, besonders für dunkle Farben. Auch die Beschriftung kann besser sein, Dies hängt jedoch von der genauen verwendeten Chemie ab.

Das Problem besteht darin, dass viele der üblicherweise zur Herstellung von UV-Tinten verwendeten Materialien schlichtweg unlöslich in Wasser sind. Dies gilt für die meisten UV-Monomere und fast alle Photoinitiatoren. Daher, aus Sicht der Tintenvorbereitung, Der einfachste Ansatz besteht darin, aus einer kleineren Liste löslicher Materialien auszuwählen und diese einfach miteinander zu mischen, um Tinte herzustellen. Das Problem besteht darin, dass die Folie nicht vollständig vernetzt ist, Die Wasserbeständigkeit des resultierenden Films wird durch diese Löslichkeit beeinträchtigt, Dadurch geht der erwartete Vorteil des UV-Anteils der Mischung teilweise verloren.

Infolge, Die gebräuchlichsten und erfolgreichsten Methoden verwenden tendenziell reaktive Polymere wie z “Acryl-Polyurethan” als Harzdispersionen, manchmal in Kombination mit Emulsionen von Photoinitiatoren und möglicherweise geringen Mengen löslicher Monomere.

Die Bedeutung von Handwerk und Design

In den meisten Fällen, Das reaktive Material verfestigt sich erst, nachdem das Wasser getrocknet ist, Dadurch können die Polymerpartikel nahe genug aneinander herankommen, um zu reagieren. Das bedeutet, dass das Trocknen/Aushärten ein zweistufiger Prozess ist und das Druckerdesign auf die Eigenschaften jeder Tinte zugeschnitten werden muss.

Bei Scananwendungen, Der Infrarottrockner kann auf dem Fördergerüst platziert werden, und ersetzt so die Standardlampe im UV-Drucker, wie beim großen HP-Latexdrucker. In Substratvorschubrichtung können Aushärtungsstäbe mit geringer Leistung installiert werden. Dies ist in der folgenden Abbildung grafisch dargestellt, So funktioniert der Mimaki-Drucker mit Lösungsmittel-UV.

Dies schränkt wiederum die Anzahl wasserlöslicher Photoinitiatoren ein, die für LED-Lichtquellen geringer Intensität geeignet sind, wenn also eine Quecksilberlampenquelle mit höherer Intensität erforderlich ist, Für die UV-Härtung kann auch ein zweiter Träger in Betracht gezogen werden. Das Design könnte am Ende ein wenig wie ein Canon Colorado-Drucker aussehen, mittels zweier Scanschienen, eines mit Kopf/IR und das andere mit UV-Lampe.

In einem Single-Pass-Drucker, Um die Trockenheit zu gewährleisten, ist zwangsläufig mehr Platz erforderlich, und es ist bekannt, dass dies vom Untergrund/der Temperatur abhängt. Jedoch, weil die endgültige UV-Härtung sofort erfolgt, Es kann platziert werden, bevor der Untergrund ineinander übergeht, und vergrößert daher nicht zwangsläufig die Abdeckungsfläche. Das folgende Diagramm veranschaulicht, wie unterschiedliche Szenarien für das Fixieren und Trocknen denkbar sind.
Weitere UV-Mischbeispiele

Wir haben gerade das Lösungsmittel UV erwähnt, welches von Fujifilm/Sericol patentiert wurde. In diesem Fall, Ein aushärtbares Polymer ersetzt ein Bindemittelharz, das ansonsten eine ziemlich standardmäßige lösungsmittelbasierte Tinte für großformatige Grafiken wäre. Infolge, Endverbrauchsleistung, insbesondere Wasserechtheit, Kann verlängert werden. INX hat auch eine Patentanmeldung für lösungsmittelbasiertes UV, in diesem Fall, zum Bedrucken von Aluminiumdosen.

Ein weiterer häufig vorkommender UV-Hybrid ist Hotmelt-UV. Wir haben Hotmelt-Tinten nicht im Detail veröffentlicht, da wir sie in unserer Serie über Produktionstintenstrahldrucker erwähnt haben, aber diese Phasenwechseltinten (manchmal genannt “feste Tinten”) haben als Ätzmasken in Fertigungsanwendungen eine Nische gefunden (wie zum Beispiel Solarzellen). Ihre größte Einschränkung, Jedoch, Der Grund dafür ist, dass die Wachse dieser Tintentypen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt tendenziell zu begrenzten Ätzzeiten führen, wenn sie lästigen Ätzchemikalien ausgesetzt werden.

Durch Zugabe von UV-härtbaren Materialien zur Formulierung, Die Beständigkeit wachsbasierter Tinten kann erheblich verbessert werden, Und mit der richtigen Materialauswahl, Tinte kann weiterhin mit branchenüblichen alkalischen Entwicklern entfernt werden.

Während die Geltinte im oben erwähnten Colorado-Drucker selbst so etwas wie eine heißschmelzende UV-Tinte ist, Es ist kein Wachs, das bei Raumtemperatur fest wird, sondern führt vielmehr zu einem deutlichen Anstieg der Viskosität.

Für 3D-Druckanwendungen wurden eine Reihe weiterer besonders interessanter Hybridtinten vorgeschlagen, Am faszinierendsten fanden die Autoren eine wässrige Emulsion in einer UV-Matrix, die nach dem Aushärten ein Hydrogel bildet, um menschliches Gewebe für die medizinische Ausbildung zu simulieren, wie in der Patentzeichnung unten gezeigt.

Jenseits von ultraviolettem Licht

Wie in unserem vorherigen Artikel besprochen, Einige der gleichen Techniken wurden für wasserbasierte UV-Strahlung zur Aushärtung mit Elektronenstrahlen vorgeschlagen. In diesem Fall, Die Begründung ist ähnlich: um die Möglichkeit der Migration schädlicher Photoinitiatoren auszuschließen. Solche Techniken wurden im Flexodruck verwendet, Es gibt also Präzedenzfälle, aber Tintenstrahltinten sind viel weniger viskos, Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Tinte beim Nass-in-Nass-Drucken ausläuft, deutlich geringer. Sun Chemical schlug vor, solche Probleme bei ungemischten UV-Tinten durch den Einsatz geringer Mengen weniger schädlicher Initiatoren zu überwinden. Vielleicht “AQ-EB/UV” Es könnte auch Tinte verwendet werden?

Hybrid ist also das Beste aus beiden Welten? Also, nicht immer aufgrund wasserlöslicher Herausforderungen, Zum Beispiel, Aber es kann sicherlich einige einzigartige Anwendungen ermöglichen!