Tusz oparty na rozpuszczalnikach odnosi się do systemu atramentu, który wykorzystuje rozpuszczalniki organiczne lub polimery na bazie rozpuszczalników jako nośnik do rozproszenia pigmentów lub barwników, tworząc mieszaninę atramentu. Atramenty te oferują wysoką jakość obrazu i stosunkowo niskie koszty surowców. Jednak odparowanie rozpuszczalników może prowadzić do zanieczyszczenia środowiska, a atramenty oparte na rozpuszczalnikach nadal znajdują się w fazie szybkiego rozwoju. W odpowiedzi na obawy dotyczące środowiska wprowadzono nowy rodzaj atramentu, znany jako atrament ekologiczny (atrament o niskim rozpowszechnianiu). Tusz ten powoduje mniejsze szkody środowiskowe i jest uważany za przyszły kierunek atramentów opartych na rozpuszczalnikach.
Kategorie atramentu w oparciu o technologię drukowania:
Atramy atramentowe są podzielone na kategorie na podstawie ich bazy atramentu, która obejmuje atramenty na bazie wody, atramenty na bazie rozpuszczalników i atramenty UV. Atramy oparte na rozpuszczalnikach wykorzystują rozpuszczalne rozpuszczalne wód jako główny składnik do rozpuszczenia barwników, które mogą być pigmentami lub barwnikami. Kompozycja atramentów na bazie rozpuszczalników zazwyczaj obejmuje barwniki, rozpuszczalniki, środki powierzchniowo czynne, nawilżacze, regulatory pH, środki suszenia, chelatory jonów metali, konserwatywy i inne dodatki. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do kluczowych składników: barwniki i rozpuszczalniki.
1. Koloranty
Wspólne barwniki atramentów atramentowych obejmują barwniki i pigmenty. Ilość barwnika zwykle stanowi {{0}}. 5% do 10% całkowitej objętości atramentu, przy czym najbardziej odpowiedni zakres wynosi od 0,5% do 5%. Zarówno barwniki, jak i pigmenty mogą być ich nieoniczne, kationowe, anionowe lub mieszanki. Chemicznie barwniki istnieją jako pojedyncze cząsteczki w atrament, podczas gdy pigmenty składają się z agregatów cząsteczek pigmentu.
Używanie barwników jako kolorantów oferuje takie zalety, jak łatwość przygotowania, niskie koszty, żywe kolory, pełna kolorowa gama i zmniejszone ryzyko zatykania dysz. Atramy na bazie barwników zazwyczaj działają lepiej w reprodukcji kolorów i mogą osiągnąć jakość drukowania porównywalną z fotografią soli srebra na podłożach wysokiej jakości. Jednak atramenty na bazie barwnika mają słabą stabilność, szczególnie pod względem szybkości światła, stabilności magazynowania, odporności na wodę i przeciwutleniającego. Poszczególne cząsteczki barwnika są chemicznie niestabilne pod wpływem światła, wilgoci i tlenu, co prowadzi do zanikania kolorów. Ponadto atramenty barwników są często bardzo wybredne w odniesieniu do medium drukowania i mogą wymagać wyspecjalizowanych substratów. Podczas zwykłego papieru do kopiarki, wykonanej z przeplatanych papierowych włókien wypełnionych galaretowatą substancją, atramenty barwników zwykle rozprzestrzeniają się wzdłuż włókien i powodują rozmycie, co poważnie wpływa na jakość druku.
Atramy na bazie pigmentu, opracowane w celu rozwiązania niedociągnięć atramentów na bazie barwnika, składają się z agregatów cząsteczek pigmentowych. Te atramenty są bardziej stabilne, oferując doskonałą szybkość światła, odporność na wodę, odporność na ciepło i właściwości przeciwutleniające, co czyni je mniej podatnymi na zmiany pogody. Jednak atramenty pigmentowe mają gorszą stabilność cieczy i mogą powodować blokady dyszy z powodu problemów z dyspersją pigmentu podczas długoterminowego przechowywania. W oparciu o zalety i wady obu rodzajów kolorantów, można stwierdzić, że atramenty na bazie barwnika przodują w wibracji i jednolitości kolorów, co czyni je odpowiednimi do drukowania w pomieszczeniach, podczas gdy atramenty na bazie pigmentu są bardziej trwałe i lepiej odpowiednie do zastosowań na zewnątrz. Atramy oparte na rozpuszczalnikach zwykle wykorzystują pigmenty jako barwniki, ze względu na właściwości pigmentów, jak i pozycjonowanie rynku atramentów opartych na rozpuszczalnikach, przy czym atramy rozpuszczalnikowe na bazie barwnika są stosunkowo rzadkie.
2. Rozpuszczalniki
Rozpuszczalniki są lotnymi cieczami organicznymi i są niezbędnym składnikiem atramentów na bazie rozpuszczalników. Pomagają regulować lepkość atramentu, napięcie powierzchniowe i właściwości suszenia. Po przeniesieniu atramentu na podłoże wysoce lotny rozpuszczalnik szybko odparowuje, podczas gdy mniej lotne rozpuszczalniki przenikają do podłoża z powodu działania kapilarnego, zestalając spoiwa i barwniki na powierzchni, w ten sposób suszy się. Rozpuszczalniki służą zarówno prawdziwym rozpuszczalnikom do rozpuszczających się spoiwa i polimerów, jak i jako rozcieńczalniki lub współlajny w celu dostosowania właściwości atramentu.
Wspólne rozpuszczalniki, sklasyfikowane według struktury chemicznej, obejmują następujące typy:
Rozpuszczalniki alifatyczne: Mają słabą rozpuszczalność, łagodny zapach i są niedrogie (np. Eter naftowy, benzyna, nafta, n-heksan).
Aromatyczne rozpuszczalniki: Mają dobrą rozpuszczalność, ale są wysoce toksyczne i mają silny zapach (np. Benzen, toluen, ksylen).
Estry: Mają doskonałą rozpuszczalność, silny owocowy zapach i są droższe (np. Octan etylu, octan butylu).
Alkohole: One dobrze rozpuszczają niektóre żywice, mają przyjemny zapach i są umiarkowanie wycenione (np. Etanol, izopropanol, butanol, glikol etylenowy).
Ketony: Mają bardzo silną rozpuszczalność, ale ich zapach jest nieprzyjemny (np. Aceton, cykloheksanon).
ETHERY: Mają one silną rozpuszczalność dla niektórych żywic, łagodny zapach i właściwości przeciw zamarzaniu, ale są droższe (np. Eter glikolu etylenowego, eter glikolu butylenowego).
Mieszane rozpuszczalniki: Są to mieszanki dwóch lub więcej rozpuszczalników i można je regulować w celu kontrolowania prędkości suszenia atramentu.
Rozpuszczalniki są dalej klasyfikowane według temperatury wrzenia: niskie lub poniżej 100 stopni), średniego zamędu (100–150 stopni) i wysokiego wzrostu (150–250 stopni). Rozpuszczalniki odgrywają kluczową rolę w określaniu lepkości, prędkości suszenia i jakości filmu atramentu. Wybierając odpowiedni rozpuszczalnik, można zrównoważyć prędkość suszenia i wydajność atramentu, a także zmniejszyć koszty produkcji. Rozpuszczalniki organiczne są głównym składnikiem atramentów na bazie rozpuszczalników, z lotnymi rozpuszczalnikami organicznymi stanowiących około 90% atramentów atramentowych.
