L'inchiostro a base di solventi si riferisce a un sistema di inchiostro che utilizza solventi organici o polimeri a base di solventi come vettore per disperdere pigmenti o coloranti, formando una miscela di inchiostro. Questi inchiostri offrono una durata della qualità dell'immagine elevata e costi relativamente bassi. Tuttavia, l'evaporazione dei solventi può portare a inquinamento ambientale e gli inchiostri a base di solventi sono ancora in una fase di rapido sviluppo. In risposta alle preoccupazioni ambientali, è stato introdotto un nuovo tipo di inchiostro, noto come inchiostro eco-solvente (inchiostro a basso contenuto di solventi). Questo inchiostro provoca meno danni ambientali ed è considerato la direzione futura degli inchiostri a base di solventi.
Categorie di inchiostro in base alla tecnologia di stampa:
Gli inchiostri a getto d'inchiostro sono classificati in base alla loro base di inchiostro, che comprende inchiostri a base d'acqua, inchiostri a base di solventi e inchiostri UV. Gli inchiostri a base di solventi utilizzano solventi non solubili in acqua come componente principale per dissolvere i coloranti, che possono essere pigmenti o coloranti. La composizione di inchiostri a base di solventi comprende in genere coloranti, solventi, tensioattivi, creme idratanti, regolatori di pH, agenti di essiccazione, chelanti a ioni metallici, conservanti e altri additivi. Di seguito è riportata una breve introduzione agli ingredienti chiave: coloranti e solventi.
1. Coloranti
I coloranti comuni per gli inchiostri a getto d'inchiostro includono coloranti e pigmenti. La quantità di colorante in genere costituisce {{0}}. Dal 5% al 10% del volume totale di inchiostro, con l'intervallo più adatto tra lo 0,5% e il 5%. Sia i coloranti che i pigmenti possono essere non ionici, cationici, anionici o di questi. Dal punto di vista chimico, i coloranti esistono come singole molecole nell'inchiostro, mentre i pigmenti sono composti da aggregati di molecole di pigmento.
L'uso dei coloranti come coloranti offre vantaggi come facilità di preparazione, basso costo, colori vivaci, gamma a colori e rischio ridotto di intasare gli ugelli. Gli inchiostri a base di colorante in genere funzionano nella riproduzione di colori migliori e possono ottenere una qualità di stampa paragonabile alla fotografia di sale d'argento su substrati di alta qualità. Tuttavia, gli inchiostri a base di colorante hanno una scarsa stabilità, in particolare in termini di resistenza alla luce, stabilità di stoccaggio, resistenza all'acqua e antiossidazione. Le singole molecole di colorante sono chimicamente instabili sotto esposizione alla luce, all'umidità e all'ossigeno, portando allo sbiadimento del colore. Inoltre, gli inchiostri coloranti sono spesso molto esigenti sul mezzo di stampa e possono richiedere substrati specializzati. Su carta di copiatura normale, realizzata con fibre di carta intrecciata piena di una sostanza gelatinosa, gli inchiostri di colorante tendono a diffondersi lungo le fibre e causare sfocatura, che influisce fortemente sulla qualità della stampa.
Gli inchiostri a base di pigmenti, sviluppati per affrontare le carenze di inchiostri a base di colorante, consistono in aggregati di molecole di pigmento. Questi inchiostri sono più stabili, offrendo un'eccellente resistenza alla luce, resistenza all'acqua, resistenza al calore e proprietà antiossidazione, rendendoli meno suscettibili ai cambiamenti meteorologici. Tuttavia, gli inchiostri dei pigmenti hanno una stabilità liquida più scarsa e possono causare blocchi di ugelli a causa di problemi di dispersione dei pigmenti durante la conservazione a lungo termine. Sulla base dei vantaggi e degli svantaggi di entrambi i tipi di coloranti, si può concludere che gli inchiostri a base di colorante eccellono di vivacità e uniformità, rendendoli adatti per stampe interne, mentre gli inchiostri a base di pigmenti sono più durevoli e più adatti per applicazioni esterne. Gli inchiostri a base di solventi in genere usano i pigmenti come coloranti, a causa sia delle proprietà dei pigmenti che del posizionamento del mercato di inchiostri a base di solventi, con inchiostri di solvente a base di colorante relativamente rari.
2. Solventi
I solventi sono liquidi organici volatili e sono un componente essenziale degli inchiostri a base di solventi. Aiutano a regolare la viscosità dell'inchiostro, la tensione superficiale e le proprietà di asciugatura. Una volta che l'inchiostro viene trasferito sul substrato, il solvente altamente volatile evapora rapidamente, mentre i solventi meno volatili si inseriscono nel substrato a causa dell'azione capillare, consolidando il legante e i coloranti in superficie, asciugando così l'inchiostro. I solventi fungono da solventi reali per i leganti e i polimeri dissoluti e come diluenti o solventi co-solventi per regolare le proprietà dell'inchiostro.
I solventi comuni, classificati per struttura chimica, includono i seguenti tipi:
Solventi alifatici: Questi hanno una scarsa solubilità, un lieve odore e sono economici (ad es. Etere di petrolio, benzina, cherosene, n-esano).
Solventi aromatici: Questi hanno una buona solubilità ma sono altamente tossici e hanno un odore forte (ad es. Benzene, toluene, xilene).
Esteri: Questi hanno un'eccellente solubilità, un forte odore fruttato e sono più costosi (ad es. Acetato di etil, acetato di butile).
Alcoli: Queste dissolvono bene alcune resine, hanno un odore piacevole e hanno un prezzo moderatamente (ad es. Etanolo, isopropanolo, butanolo, glicole etilenico).
Chetoni: Questi hanno solubilità molto forte, ma il loro odore è spiacevole (ad es. Acetone, cicloesanone).
ETHETER: Questi hanno una forte solubilità per alcune resine, un odore lieve e proprietà antigelo, ma sono più costosi (ad es. Ether etilenglicole etere, etere glicole butilenico).
Solventi misti: Queste sono miscele di due o più solventi e possono essere regolate per controllare la velocità di asciugatura dell'inchiostro.
I solventi sono ulteriormente classificati per punto di ebollizione: a basso consumo (sotto i 100 gradi), medio (100–150 gradi) e ad alto contenuto (150–250 gradi). I solventi svolgono un ruolo cruciale nel determinare la viscosità, la velocità di asciugatura e la qualità del film di inchiostro. Selezionando il solvente giusto, è possibile bilanciare la velocità di asciugatura e le prestazioni dell'inchiostro, nonché ridurre i costi di produzione. I solventi organici sono il componente principale di inchiostri a base di solventi, con solventi organici volatili che rappresentano circa il 90% degli inchiostri a getto d'inchiostro.
