Eine Tinte für alle? Erforschung von Pigmenten im Textildruck

Der digitale Textildruck ist aufgrund der unterschiedlichen Substrate, die spezifische Tinten erfordern, sehr komplex. Die Industrie ist auf der Suche nach einer universellen Tinte, wobei Pigmenttinte Potenzial hat. Obwohl sie traditionell für Naturfasern verwendet werden, zielen die Fortschritte darauf ab, ihre Anwendung zu erweitern, die Prozesse durch eine geringere Vor- und Nachbehandlung zu vereinfachen und die Nachhaltigkeit zu verbessern. Allerdings bleiben Herausforderungen wie das Handgefühl auf Kleidungsstücken bestehen.

Eine der Schwierigkeiten bei der Diskussion über den Digitaldruck auf Textilien besteht darin, dass der Begriff „Textilien“ einfach zu weit gefasst ist, da er mehrere deutlich unterschiedliche Substrate abdecken kann. Für jede der verschiedenen Textilklassen gibt es eine entsprechende Art von Tinte, die so formuliert wurde, dass sie sich mit den Fasern des jeweiligen Stoffes verbindet. So lässt sich Polyester beispielsweise am besten mit Sublimationstinten bedrucken, während Säuretinten die besten Ergebnisse für Seide liefern.

Das bedeutet, dass jeder, der große Mengen an Textilien bedruckt, in mehrere Drucker investieren muss, um eine Lösung für alle wichtigen Stoffe wie Baumwolle, Polyester, Seide, Wolle und so weiter zu haben. Die meisten Anbieter haben darauf reagiert, indem sie ihre Tintensätze so umformuliert haben, dass sie für eine breitere Palette von Stoffen geeignet sind, einschließlich der vielen Mischmaterialien, die es gibt, wie z.B. Polycotton, eine Mischung aus Polyester und Baumwolle. Aber der heilige Gral ist nach wie vor die Idee eines einzigen Tintensatzes, mit dem sich jedes beliebige Textil bedrucken lässt und der auch die Notwendigkeit einer Vorbehandlung und Nachbearbeitung überflüssig macht. Und in den letzten fünf Jahren wurde viel darüber diskutiert, ob Textilpigmenttinten entwickelt werden könnten, die genau das leisten.

Textilpigmenttinte ist nichts Neues. Sie wird schon seit vielen Jahren zum Bedrucken von Naturfasern wie Baumwolle verwendet. Aber von allen verschiedenen Klassen von Textiltinte ist sie diejenige, die sich am einfachsten zu einer Universaltinte weiterentwickeln lässt. Eigentlich ist der Begriff Pigmenttinte etwas irreführend, da die meisten Tinten Pigmentpartikel als Farbmittel verwenden. Es sind also die anderen Komponenten, die einen Tintentyp von einem anderen unterscheiden. Bei den meisten Pigmenttinten für Textilien werden die einzelnen Farbpartikel zusammen mit Bindemitteln in ein Kunstharz eingekapselt und dann in einer wässrigen Trägerflüssigkeit suspendiert. Nachdem die Tinte aufgespritzt wurde, wird Wärme zugeführt, um den Wassergehalt zu verdampfen und das Harz zu schmelzen, wodurch das Pigment mit der Materialoberfläche verbunden wird.

Es ist immer noch notwendig, das Substrat in irgendeiner Form vorzubehandeln oder zu grundieren. Dadurch erhalten die Tintentropfen vor der abschließenden Aushärtung einen Schlüssel, der sie auf der Oberfläche hält und die Punktzunahme durch Ausbreitung begrenzt. Eines der Probleme mit früheren Pigmenttinten für Textilien bestand darin, dass sie nur schwer mit mehreren Waschzyklen zurechtkamen und die Farben viel schneller ausbleichten, als es für die Verbraucher akzeptabel war. Verbesserungen in der Qualität der Vorbehandlung haben zur Verbesserung der allgemeinen Waschechtheit beigetragen, so dass die endgültige Grafik viele Waschgänge überstehen sollte, ohne ihre Farbe zu verlieren.

EFI Reggiani hat eine Reihe von Textilpigmenttinten für Drucker wie diese EcoTerra Gold entwickelt ©Nessan Cleary

Einer der Hauptvorteile von Pigmenttinten ist die Möglichkeit, auf Nachbearbeitungsschritte wie Waschen und Bügeln verzichten zu können. Dies hat eine Reihe von Vorteilen. Zunächst einmal spart es Zeit, was in jeder Art von On-Demand-Umgebung besonders wichtig ist. Außerdem erfordern zusätzliche Prozesse Personal, das sie ausführt, und das erhöht die Arbeitskosten. In den Schwellenländern, einschließlich Asien, wo die Bekleidungsproduktion am höchsten ist, ist Zeit- und Arbeitsersparnis weniger ein Problem.

Nichtsdestotrotz ist der Verzicht auf die Veredelungsschritte aus Sicht der Nachhaltigkeit sinnvoll. Digital bedruckte Textilien sind im Allgemeinen umweltfreundlicher als herkömmliche Verfahren, da sie weniger Wasser verbrauchen und die Gefahr der Verschmutzung von Gewässern durch Abwässer geringer ist. Einige Inkjet-Tinten benötigen jedoch immer noch viel Wasser zum Waschen und Dämpfen, um die Tinte vollständig auszuhärten und sicherzustellen, dass sich der Farbstoff vollständig mit den Fasern verbunden hat. Das bedeutet auch, dass mehr getrocknet und manchmal gebügelt werden muss, was wiederum mehr Energie erfordert. Da die meisten Pigmenttinten jedoch eine chemische Verbindung mit der Textiloberfläche eingehen, sind weitere Wasch- und Trocknungsschritte weniger notwendig, so dass bei der Produktion weniger Wasser und Energie verbraucht wird. Dadurch werden auch die Produktionskosten gesenkt. Allerdings erfordern einige Pigmenttinten eine relativ hohe Temperatur zum Aushärten der Tinte, was viel Energie verbraucht und manche Stoffe beschädigen kann.

Da sich die Tinte auf der Oberfläche des Textils befindet, verändert sie auch das Handgefühl des Stoffes, was für die meisten Kleidungsstücke ein grundlegendes Problem darstellt. Im Gegensatz dazu dringen die meisten Textiltinten unter die Oberfläche und verbinden sich mit den Fasern, so dass der Stoff seine ursprüngliche Haptik beibehält.

Das hat dazu geführt, dass manche Pigmenttinten eher für Möbel geeignet sind als für Kleidungsstücke, bei denen die Verbraucher eine rauere Haptik des Endmaterials akzeptieren würden. Mit der neuesten Generation von Pigmenttinten für Textilien wird dieses Problem jedoch allmählich überwunden. Das liegt vor allem an einer verbesserten Mahltechnik zur Herstellung kleinerer Partikel, an Verbesserungen bei den verwendeten Bindemitteln und an der Verwendung von Weichmachern in der Tinte. Die kleineren Partikel lassen sich leichter ausstoßen, so dass es weniger Probleme mit verstopften Düsen an den Druckköpfen gibt. Noch wichtiger ist, dass die kleineren Partikel auch ein natürlicheres Gefühl auf der Stoffoberfläche erzeugen, so dass die natürliche Haptik des Materials durch die Tinte hindurchkommt.

Ansonsten bleibt die größte Herausforderung nach wie vor die Bandbreite der Materialien, auf die die meisten Pigmenttinten drucken können. Diese Tintenklasse sollte auf Zellulosefasern drucken, d.h. auf Fasern, die auf pflanzlicher Basis hergestellt wurden, wie Baumwolle oder Leinen. Einige dieser Tinten eignen sich auch für regenerierte Zellulosematerialien wie Viskose, auch bekannt als Rayon. Einige der erhältlichen Pigmenttinten bedrucken auch Materialien aus synthetischen Fasern wie Polyester oder Nylon sowie Mischungen zwischen diesen beiden Faserarten, z.B. Polycotton.

Einige Anbieter behaupten auch, dass ihre Pigmenttinten auf Fasern auf tierischer Basis, wie Wolle oder Seide, drucken können. Es mag ein Argument sein, dass die Verwendung von Pigmenttinten die Kosten für die Nachbearbeitung des Drucks senken kann, insbesondere bei synthetischen Materialien wie Acrylwolle.

Die besten Ergebnisse für diese höherwertigen Stoffe erzielen Sie jedoch nach wie vor mit farbstoffbasierten Tinten, z. B. Reaktivfarben für Wolle oder Säurefarben für Seide, insbesondere bei hochwertigen Anwendungen wie Schals aus Seide oder Merinowolle. Es werden jedoch ständig neue Farbsätze entwickelt, die einige dieser Einschränkungen zu überwinden versprechen. Die kommende Fespa Global in Berlin im Mai bietet eine gute Gelegenheit, einige dieser Lösungen persönlich zu sehen.