Cerneala pe bază de solvent se referă la un sistem de cerneală care folosește solvenți organici sau polimeri pe bază de solvent ca purtător pentru a dispersa pigmenți sau coloranți, formând un amestec de cerneală. Aceste cerneluri oferă o durabilitate de calitate ridicată a imaginii și costuri relativ scăzute de materii prime. Cu toate acestea, evaporarea solvenților poate duce la poluarea mediului, iar cernelurile pe bază de solvent sunt încă într-o fază de dezvoltare rapidă. Ca răspuns la problemele de mediu, a fost introdus un nou tip de cerneală, cunoscut sub numele de cerneală eco-solvent (cerneală cu solvent scăzut). Această cerneală provoacă mai puțin prejudiciu pentru mediu și este considerată direcția viitoare a cernelurilor pe bază de solvent.
Categorii de cerneală bazate pe tehnologia de imprimare:
Cernelurile cu jet de cerneală sunt clasificate pe baza bazei lor de cerneală, care include cerneluri pe bază de apă, cerneluri pe bază de solvent și cerneluri UV. Cernelurile pe bază de solvent folosesc solvenți non-solubili în apă ca principală componentă pentru a dizolva coloranții, care pot fi fie pigmenți sau coloranți. Compoziția cernelurilor pe bază de solvent include de obicei coloranți, solvenți, tensioactivi, hidratante, regulatori de pH, agenți de uscare, chelatori cu ioni metalici, conservanți și alți aditivi. Mai jos este o scurtă introducere a ingredientelor cheie: coloranți și solvenți.
1. Colorante
Colorante comune pentru cerneluri cu jet de cerneală includ coloranți și pigmenți. Cantitatea de colorant constituie de obicei {{0}}. 5% până la 10% din volumul total de cerneală, cel mai potrivit interval fiind cuprins între 0,5% și 5%. Atât coloranții, cât și pigmenții pot fi neionici, cationici, anionici sau amestecuri ale acestora. Chimic vorbind, coloranții există ca molecule unice la cerneală, în timp ce pigmenții sunt compuși din agregate de molecule de pigment.
Utilizarea coloranților ca coloranți oferă avantaje, cum ar fi ușurința de pregătire, costuri reduse, culori vibrante, gamă de culori complete și risc redus de a înfunda duzele. Cernelurile pe bază de colorant funcționează de obicei mai bine în reproducerea culorilor și pot obține o calitate de imprimare comparabilă cu fotografia cu sare de argint pe substraturi de înaltă calitate. Cu toate acestea, cernelurile pe bază de colorant au o stabilitate slabă, în special în ceea ce privește ușurința, stabilitatea stocării, rezistența la apă și anti-oxidarea. Moleculele individuale de colorant sunt instabile din punct de vedere chimic sub expunerea la lumină, umiditate și oxigen, ceea ce duce la decolorarea culorilor. În plus, cernelurile de colorant sunt adesea foarte picante în ceea ce privește mediul de imprimare și pot necesita substraturi specializate. Pe hârtie de copiator obișnuită, care este fabricată din fibre de hârtie împletite umplute cu o substanță gelatinoasă, cernelurile de colorant tind să se răspândească de -a lungul fibrelor și să provoace estompare, ceea ce are un impact grav asupra calității imprimării.
Cernelurile bazate pe pigment, dezvoltate pentru a aborda deficiențele cernelurilor pe bază de colorant, constau în agregate de molecule de pigment. Aceste cerneluri sunt mai stabile, oferind o lumină excelentă, rezistență la apă, rezistență la căldură și proprietăți anti-oxidare, ceea ce le face mai puțin sensibile la schimbările meteorologice. Cu toate acestea, cernelurile de pigment au o stabilitate lichidă mai slabă și pot provoca blocaje ale duzei din cauza problemelor de dispersie a pigmentului în timpul depozitării pe termen lung. Pe baza avantajelor și dezavantajelor ambelor tipuri de coloranți, se poate concluziona că cernelurile pe bază de colorant excelează în vibrația și uniformitatea culorilor, ceea ce le face potrivite pentru imprimeuri interioare, în timp ce cernelurile pe bază de pigment sunt mai durabile și mai potrivite pentru aplicații în aer liber. Cernelurile pe bază de solvent folosesc de obicei pigmenți ca coloranți, datorită atât proprietăților pigmenților, cât și poziționării pe piață a cernelurilor pe bază de solvent, cernelurile de solvent pe bază de colorant fiind relativ rare.
2. Solvenți
Solvenții sunt lichide organice volatile și sunt o componentă esențială a cernelurilor pe bază de solvent. Acestea ajută la reglarea vâscozității de cerneală, a tensiunii de suprafață și a proprietăților de uscare. Odată ce cerneala este transferată pe substrat, solventul extrem de volatil se evaporă rapid, în timp ce solvenții mai puțin volatili se scurg în substrat din cauza acțiunii capilare, solidificând liantul și coloranții de pe suprafață, uscând astfel cerneala. Solvenții servesc ca atât solvenți adevărați pentru dizolvarea lianților și polimerii și ca diluanți sau co-solvenți pentru a regla proprietățile de cerneală.
Solvenții comuni, clasificați pe structură chimică, includ următoarele tipuri:
Solvenți alifatici: Acestea au o solubilitate slabă, un miros ușor și sunt ieftine (de exemplu, eter petrolier, benzină, kerosen, n-hexan).
Solvenți aromatici: Acestea au o solubilitate bună, dar sunt foarte toxice și au un miros puternic (de exemplu, benzen, toluen, xilen).
Esteri: Acestea au o solubilitate excelentă, un miros puternic fructat și sunt mai scumpe (de exemplu, acetat de etil, acetat de butil).
Alcool: Acestea dizolvă bine anumite rășini, au un miros plăcut și au un preț moderat (de exemplu, etanol, izopropanol, butanol, etilenglicol).
Cetone: Acestea au o solubilitate foarte puternică, dar mirosul lor este neplăcut (de exemplu, acetonă, ciclohexanone).
Eteri: Acestea au o solubilitate puternică pentru anumite rășini, un miros ușor și proprietăți antigel, dar sunt mai scumpe (de exemplu, eter de etilen glicol, eter de butilen glicol).
Solvenți mixți: Acestea sunt amestecuri de doi sau mai mulți solvenți și pot fi ajustate pentru a controla viteza de uscare a cernelii.
Solvenții sunt clasificați în continuare în funcție de punct de fierbere: fierberea scăzută (sub 100 grade), fierbere medie (100-150 grade) și fierbere ridicată (150–250 grade). Solvenții joacă un rol crucial în determinarea vâscozității, a vitezei de uscare și a calității filmului de cerneală. Prin selectarea solventului potrivit, este posibil să se echilibreze viteza de uscare și performanța cernelii, precum și reducerea costurilor de producție. Solvenții organici sunt componenta principală a cernelurilor pe bază de solvent, cu solvenți ecologici volatili care constituie aproximativ 90% din cernelurile cu jet de cerneală.
