Inkjet-Tinten für (Nicht-)Standardanwendungen: Welche ist die richtige?

Dieser Einsteigerleitfaden erklärt, welche Inkjet-Tinten für Standardanwendungen am gebräuchlichsten sind und zeigt ihre Vor- und Nachteile auf.

Wenn man die Welt des Inkjets betritt, kann die Suche nach der richtigen Chemie für die gewünschte Anwendung in ihrer Komplexität beängstigend sein. In meinem letzten Einsteiger-Leitfaden für die FESPA haben wir uns mit Textiltinten beschäftigt. Dieses Mal werden wir Tinten für Standardanwendungen behandeln und auch einen kurzen Blick auf Industrial Inkjet werfen.

Wenn man ein Auto kauft, das mit Kraftstoff betrieben wird, macht man sich normalerweise keine Gedanken über das Angebot an der nächsten Tankstelle. Denn die Kraftstoffsorten sind standardisiert, und zwar so ziemlich überall auf der Welt. Beim Kauf eines Elektroautos denkt man hingegen vielleicht zweimal nach, ob es nicht doch ein Modell von Tesla sein soll. Denn nur damit kann man das Supercharger-System nutzen. Bei Tintenstrahlmaschinen ist es ein bisschen ähnlich wie bei Tesla. Denn in den meisten Fällen ist es vom Tintentyp abhängig, für welchen Drucker man sich letztlich entscheidet. Es gibt einige wenige Modelle, die die Verwendung von mehr als einer Tintensorte erlauben. Aber die Umstellung vor Ort ist kostspielig und zeitaufwändig, daher wird sie selten durchgeführt.
Deshalb schauen wir uns die Tinten-Technologien einmal genauer an. Der Übersichtlichkeit halber hangeln wir uns dabei an den gängigsten Anwendungen entlang:

• Fine Art
• Inneneinrichtung
• (Super) Wide Format
• Fahrzeugverklebung
• Exkurs: Industrial Inkjet.

Tinten für Fine Art Printing (Giclee)

BU: Fine Art Print bei der Ausstellung der FESPA Awards 2019 in München. Foto: S. Angerer

Der erste Tintenstrahldrucker für Büroanwendungen arbeitete mit Farbstofftinten auf Wasserbasis. Wahrscheinlich hat jemand sehr bald, nachdem der erste Buchstabe auf einem grafikfähigen Drucker gedruckt worden ist, versucht auch ein Kunstwerk oder Foto auszugeben. Und noch viel  wahrscheinlicher ist, dass dem Künstler das Ergebnis nicht besonders gut gefallen hat.
 

• Auf normalem Büropapier gedruckt wirken Kunstwerke mit Tinte auf Wasserbasis stumpf und verwaschen.
• Beschichtetes „Fotopapier“ sorgt für fast sofort trocknende Tintentropfen für gestochen scharfe Details und brillante Farben. Es verursacht aber zusätzliche Kosten.
• Die Lichtechtheit von Bürotinte auf Wasserbasis ist oft nicht sehr gut. Manchmal halten die Farben selbst unter Wohnzimmerbedingungen nur ein paar Monate.

Auf der anderen Seite sind in Wasser gelöste Farbstoffe für einen großen Farbumfang und eine glatte Oberfläche bekannt. Das kommt für Fine Art Prints natürlich gerade recht.

Geringe Lichtechtheit (und einige Skandale im Kunstmarkt, die damit zu tun hatten) sind der Grund, warum um die Jahrtausendwende wasserbasierte Tinten mit Pigmenten entwickelt wurden. Die Ultra-Chrome-Tinten von Epson waren die ersten, die auf dem Markt weite Verbreitung erfuhren.  Sie sind inzwischen in verschiedenen Iterationen und bis zu neun Farben auf dem Markt. Die Lucia-Tinten von Canon sind ebenfalls pigmentbasiert, aber mit ChromaLife 100+ bietet das Unternehmen auch ein Farbstoff-Tintensystem mit langer Haltbarkeit im Innenbereich an.

Pigmenttinten haben einen kleineren Farbumfang als Farbstofftinten. Da sie auf der Papieroberfläche verbleiben und nicht wie Farbstoffe eindringen, ist die Oberfläche des Drucks nicht so glatt. Moderne Fine-Art-Pigmenttinten verwenden jedoch ausgeklügelte Technologien, um diese Probleme zu entschärfen.

Pro und Contra für wasserbasierte Druckfarbe

Pro                                                                     Contra
Großer Farbumfang                                      Lichtechtheit ist markenabhängig
(insbesondere Farbstoff)                            
Einfach zu handhaben                                   Nicht besonders wasserfest
Schnelle Verarbeitung,                                 Nur sehr kurzfristiger Außeneinsatz
kurze Trocknungszeit     
Keine Belüftung erforderlich                      Für eine gute Druckqualität werden beschichtete Medien
benötigt

Tinten für Applikationen im Innenraum

BU: Anwendungen für Museen, wie hier im “Haus der Berge“ in Berchtesgaden, werden häufig mit wasserbasierten Tinten gedruckt. Foto: S. Angerer

Wasserbasierte Tinten werden nur für Innenanwendungen und sehr kurzfristig im Außenbereich verwendet. Sie sind in der Regel geruchsneutral, da die Tintenrezepturen in der Regel keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) oder die für ihren Geruch bekannten Fotoinitiatoren enthalten. Aus diesem Grund werden Museums- und POS-Anwendungen häufig mit wasserbasierten, aber langlebigen Tinten gedruckt.

HP-Latex-Tinten sind ebenfalls wasserbasiert, aber wenn man sie mit herkömmlichen wasserbasierten Tinten vergleicht, sind die Inhaltsstoffe viel komplexer, da sie ein "Co-Lösemittel" und ein "Latex"-Bindemittel und zusätzlich weitere Chemikalien enthalten.
 
Die 2008 erstmals eingeführten HP-Latex-Tinten sind frei von Luftschadstoffen und erfordern deshalb keine Belüftung. Sie können auf einer Vielzahl von zertifizierten Medien verwendet werden, darunter Textilien, Leinwand, Selbstklebefolien und Banner. Im Gegensatz zu wasserbasierten Tinten ist die HP-Latex-Tinte bei einigen der aktuellen Druckermodelle auch in Weiß erhältlich. Das bedeutet, dass sie auch auf transparenten und farbigen Medien verwendet werden kann. Mit ihrer Vielseitigkeit sind Latex-Tinten zu einem De-facto- Standard für viele Innen- und Außenanwendungen geworden. Neben HP bietet auch Mimaki einen Latex-Drucker an. Dieser nutzt zusätzlich orange und grüne Tinte und erweitert damit den Farbumfang.

Eco-Solvent- und UV-härtende Tinten sind auch bei Innenanwendungen üblich. Allerdings wird immer wieder über Probleme mit dem Geruch nach dem Druck berichtet. Sublimationstinten werden häufig für Soft Signage-Anwendungen im Innenbereich verwendet, und ich handele sie deshalb im Textil-Artikel ab.

Pro und Contra von Latex-Tinten

Pro                                                                     Contra
Geruchsneutral                                               Relativ hoher Energiebedarf
Hohe Anwendungsvielfalt                            Nur zertifiziertes / beschichtetes Material empfohlen
Keine Lüftung benötigt                                 Keine große Auswahl an Herstellern

 
Tinten für (Super) Wide Format Anwendungen

BU: Im (Super-) Wide-Format wird meist mit UV-härtenden Tinten oder Lösemitteltinten gedruckt. Foto: S. Angerer

Super-Wide-Format-Poster sind immer noch die Digitaldruckanwendung, die in Städten am häufigsten zu sehen ist. Zwar gewinnen Latex-Tinten auch bei Außenanwendungen Marktanteile, doch dort werden meistens immer noch UV-härtende Tinten und Lösemitteltinten eingesetzt.

UV-härtende Druckfarben haben einen gänzlich unterschiedlichen Aufbau als herkömmliche Druckfarben. Sie setzen sich aus flüssigen Monomeren, Präpolymeren oder Oligomeren, Pigmenten, Additiven, Farbpigmenten und Photoinitiatoren zusammen. Während alle anderen Tintenarten mit Wärme getrocknet werden, polymerisiert UV-härtende Tinte, wenn sie ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird. Da die Strahlen dem Tintentropfen im Bruchteil einer Sekunde Stabilität verleihen, sind sehr präzise Details auf fast allen Arten von unbeschichteten Substraten möglich, darunter Textilien, aber auch Holz, Stein und andere Materialien, auf die man sonst eher selten druckt.

Sobald die Tinte ausgehärtet ist, bildet sie eine Schicht auf dem Druckmedium. Je nach Marke kann es deshalb zu Weißbruch und Rissen im Druck führen, wenn das Substrat zerkratzt, gefaltet oder gedehnt wird. Außerdem können Drucke mit UV-härtenden Tinten einen charakteristischen unangenehmen Geruch aufweisen, insbesondere wenn ein Teil der Tinte nicht richtig polymerisiert wurde. Die wichtigsten Hersteller von Produktionsdruckern mit UV-härtenden Tinten sind EFI und Durst.

Pro und Contra von UV-härtenden Tinten

Pro                                                                     Contra
Können praktisch alles bedrucken             Ungehärtete Tinte ist allergieauslösend
Schnell trocknend, dadurch                        Belüftung erforderlich, denn es entsteht Ozon   
sofortige Weiterverarbeitung
Lichtbeständig und wasserfest                   Unangenehmer Geruch möglich

Echte (harte) Lösemitteltinten waren viele Jahre lang die einzige Lösung für haltbare Drucke im Außenbereich. Sie wurden bereits in den 1990er Jahren in den Markt eingeführt. Bei dieser Tintenart schwimmen die Farbpigmente in aggressiven Lösemitteln. Diese lösen die Oberfläche des unbeschichteten Substrats an, dringen tief in das Medium ein und verbinden sich mit ihm. Drucke mit so genannten „Hard-Solvent“-Tinten halten bis zu fünf Jahre, unter mitteleuropäischen Bedingungen auch länger.  

Die in Lösemitteltinten verwendeten flüchtigen organischen Lösemittel (VOCs) erwiesen sich als gefährlich für Arbeiter und Umwelt. Daher werden sie in Mitteleuropa nicht mehr so oft benutzt. Mit ihrer einfachen Handhabung, ihrer Vielseitigkeit und ihren niedrigen Kosten sind Drucker mit Lösemitteltinten jedoch in vielen Ländern der Welt ein Rückgrat der Produktion von Outdoor-Drucken geblieben. Aufgrund der VOCs, die manche Lösemitteldrucke auch nach Wochen noch abgeben können, gelten sie als wenig geeignet für den Innenbereich.  

Tinten in der Fahrzeugverklebung

BU: Eco-/Mild Solvent-Tinten sind in der Fahrzeugverklebung sehr verbreitet. Foto: S. Angerer

Auch wenn Latex- und UV-härtende Druckfarben in der Fahrzeugverklebung Marktanteile gewinnen, werden Lösemitteltinten in dieser Branche immer noch am häufigsten verdruckt. Das liegt vor allem daran, dass die Lösungsmittel in das Substrat eindringen und dadurch das Verkleben des Fahrzeugs erleichtern. Das Material lässt sich für komplexe 3D-Verklebungen leichter dehnen und biegen, ohne dass sich die Farben verändern.

Die heutigen Lösemitteltinten, die in einer Vielzahl von Druckern u.a. von Mimaki, Mutoh und Roland DG eingesetzt werden, unterscheiden sich deutlich von den frühen Hard-Solvent-Produkten. Die Rezepturen enthalten zum Teil immer noch eine gewisse Menge an VOCs, aber in viel geringerem Umfang und weniger aggressiven Varianten. Deshalb werden sie auch Eco Solvent- oder Mild Solvent-Tinten genannt. Die Haltbarkeit im Freien beträgt je nach Marke ca. zwei bis drei Jahre, wobei die Drucke für mehr Lichtechtheit und Kratzfestigkeit eventuell laminiert werden müssen, besonders wenn man sie für die Fahrzeugverklebung einsetzt.

Pro und Contra von Eco/Mild Solvent Tinten

Pro                                                      Contra
Weit verbreitet                                VOCs können Absaugung erfordern
Maschinen und Tinten zu             Drucke können einen Geruch aufweisen
Einsteigerpreisen             
Gute Haltbarkeit im                       Wartezeit bis zur Laminierung (mindestens 24 h)
Außenbereich   

Tinten für Industrial-Inkjet-Anwendungen

BU: Bei industriellen Inkjet-Anwendungen definiert allein der Prozess die Art der benötigten Tinte. Foto: S. Angerer

Industrial Inkjet-Anwendungen sind einer der Wachstumsbereiche der Inkjet-Branche. Das liegt unter anderem daran, dass der Begriff die unterschiedlichsten Anwendungsfälle abdeckt, vom Bedrucken von Textilien, Leder und Kork für die Produktion von Konsumgütern über das Verzieren von Fliesen bis hin zu bedruckten elektronischen und funktionalen Oberflächen.

Der Druck ist seit Jahrzehnten ein Teil industrieller Prozesse, aber die Nachfrage nach kleineren Auflagen und mehr Vielseitigkeit hat dazu geführt, dass der Digitaldruck viele Siebdrucklinien in diesem Segment ersetzt hat. Oft werden UV-härtende Druckfarben eingesetzt. Die meisten Druckfarben im Industrial Inkjet sind aber ganz Anforderungen des Prozesses abgestimmt. Deshalb können die Rezepturen ganz unterschiedlich sein: Wasserbasierend, Hard Solvent, oder gleich noch etwas ganz anderes.

Wie finde ich nun also die richtige Tinte für meine Anwendung?

Genau wie im wirklichen Leben ist die eierlegende Wollmilchaus auch bei Druckern nicht sehr verbreitet.  Es gibt keinen Tintentyp, der für alle denkbaren Anwendungen geeignet ist, auch wenn die Hersteller dies gerne einmal behaupten. Als Faustregel gilt: Priorisieren Sie immer Ihre wichtigste Anwendung und versuchen Sie, die Tinte und die Maschinen zu finden, die dafür am besten geeignet sind. Das kann bedeuten, dass Sie sich noch eine zusätzliche Tintentechnologie zulegen müssen, um vielseitiger zu sein. Aber auf lange Sicht ist das immer noch kosteneffizienter ist als ein Drucker, der keinen Ihrer Kundenaufträge perfekt ausführt.