Die Entwicklung von Eco-Solvent-Tinten schreitet voran. Simon Eccles untersucht ihre Eigenschaften und Vorteile für Druckdienstleister und die Umwelt.

Leichte Lösemitteltinten für Tintenstrahldrucker, die oft als Eco-Solvent-Tinten bezeichnet werden, kamen in den frühen 2000er Jahren für allgemeine Beschilderungsarbeiten auf. Sie wurden als Reaktion auf die Nachfrage der Industrie nach bediener- und kundenfreundlicheren Tinten als die ursprünglichen „starken“ oder „aggressiven“ Lösemitteltinten entwickelt.

Starke Lösungsmittel haben einen hohen Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), die zum Schutz der Druckerbediener oft eine Zwangsbelüftung und Absaugung erfordern, und viele von ihnen behalten einen unverwechselbaren, anhaltenden Geruch, der sie für die Verwendung in Innenräumen ungeeignet macht, wo er wahrnehmbar ist.

Andererseits sind starke Lösungsmittel relativ kostengünstig und sehr effektiv, insbesondere für Außenbeschilderungen, Fahrzeuggrafiken und so weiter, wo sie eine lange Lebensdauer haben, typischerweise fünf Jahre oder mehr. Sie haben den Effekt, dass sie Kunststoffmedien teilweise auflösen und aufweichen, was dazu beiträgt, dass sich die Farbpigmente dauerhaft in die Oberfläche „einbrennen“.

Eco-Solvent-Tinten hingegen haben einen relativ niedrigen VOC-Gehalt und sind sogar in Studio- und Büroumgebungen verwendbar, solange für eine ausreichende Belüftung gesorgt ist. Sie sind geruchsarm, so dass sie für Grafiken und Beschilderungen in Innenräumen verwendet werden können. Sie greifen die Tintenstrahldüsen und -komponenten nicht so aggressiv an wie starke Lösungsmittel, so dass sie nicht so häufig gereinigt werden müssen – ein oder zwei Mal pro Woche wird oft angegeben. Sie benötigen mehr Wärme zum Trocknen als starke Lösungsmittel, was sich auf einige Medien auswirkt – im Allgemeinen müssen Sie ein dickeres und damit teureres Vinyl verwenden, um der Hitze standzuhalten, als dies bei einer Tinte mit starken Lösungsmitteln der Fall wäre.

Auch diese Tinten weichen das Kunststoffmaterial auf und binden sich daran, allerdings etwas weniger stark als starke Lösungsmittel. Das bedeutet, dass ihre Wetter-, UV- und Kratzbeständigkeit nicht so gut ist. Eco-Solvent-Tinten werden zwar häufig für Arbeiten im Freien verwendet, aber eher für Anwendungen, die nur ein oder zwei Jahre halten müssen.

Sie sind in Großformat-Tintenstrahldruckern der Einstiegsklasse bis hin zum mittleren Preissegment weit verbreitet, obwohl das obere, „industrielle“ Ende des Marktes immer noch dazu neigt, starke Lösungsmittel für die gleiche Art von Anwendungen zu verwenden. Eco-Solvent-Tinten sind teurer als starke Lösungsmittel, was besonders für Großverbraucher wichtig ist.

Die Hersteller haben ihre Öko-Lösungsmittel in den letzten zehn Jahren schrittweise verbessert. Sun Chemical zum Beispiel hat vor einigen Jahren eine völlig neue „Plattformchemie“ für seine Großformattinten eingeführt, sagt Tony Cox, Business Manager in der globalen Inkjet-Produktionsstätte von Sun Chemical in Midsomer Norton, Großbritannien. „Wir haben bei den Rohstoffen ganz von vorne angefangen und überlegt, wie wir die gewünschten Ergebnisse mit dem heute verfügbaren Wissen am besten erreichen können“, erklärt er. „Dies ist eine Basistechnologie, die wir für verschiedene Druckertechnologien und Druckkopftypen für verschiedene Anwendungen einsetzen können.“

Die neuen Streamline ESL 2 Tintenpatronen von Sun sind für Drucker der Roland Pro 4 Serie bestimmt.

Alle großformatigen Solventtinten von Sun werden unter der Marke Streamline als Ersatz für die Tinten von Drittherstellern verkauft: Die kürzlich eingeführten Streamline ESL 2-Tinten sind beispielsweise als Ersatz für die Standard-Eco-Sol Max-Tinten von Roland in VersaCamm- und ähnlichen Druckern vorgesehen. „Wir haben die erste Eco-Solvent-Tinte mit dieser Technologie vor etwa zwei Jahren eingeführt“, sagt Cox. „Wir arbeiten bereits an der dritten Generation der neuen Technologie. Davor hatten wir vielleicht vier Generationen der früheren Eco-Solvent-Tinten über einen Zeitraum von etwa sechs Jahren. Die Tinten sind jetzt sehr robust, sie funktionieren gut, sie sind sehr widerstandsfähig, sie ermöglichen eine gute Kopfstabilität, sie haben gute Filmeigenschaften – zäh, flexibel, langlebig – die Eco-Solvent-Technologie ist heutzutage wirklich sehr gut.“

Ende September 2015 kündigte Roland DG die Eco-Sol Max 3 an, eine neue Generation seiner Tinten, die standardmäßig mit seinen neuen Eco-Solvent-Druckern geliefert wird und auch als Update für einige installierte Drucker, ob aktuelle oder „alte“ Modelle, erhältlich ist. Laut Roland DG bietet die neue Tinte „schnellere Trocknungszeiten, eine größere Kapazität der Patronen, einen niedrigeren Preis pro Kubikzentimeter Tinte und eine verbesserte Gesamtleistung“.

Was ist eigentlich „Öko“?

Der „Öko“-Teil des Namens ist im Laufe der Jahre in Frage gestellt worden. Ursprünglich hieß es, dass es eine Abkürzung für „ökologisch“ sei, weil weniger flüchtige organische Verbindungen (VOCs) für die Umwelt gut sein müssten. Als andere Tintenhersteller darauf hinwiesen, dass Öko-Lösungsmittel nicht besonders umweltfreundlich sind, behaupteten einige Hersteller, dass es eigentlich „wirtschaftlich“ bedeutet. Auch darüber könnte man streiten. Es wäre einfacher, sie einfach als leichte oder milde Lösemitteltinten zu bezeichnen, aber der Öko-Begriff hat sich durchgesetzt.

Vor mehr als zehn Jahren wies Tony Martin, der damalige Präsident des britischen Tintenherstellers Lyson, darauf hin, dass starke Lösungsmittel nicht unbedingt gefährlich sind, milde Lösungsmittel jedoch manchmal schon: „Dipropylenglykolmonomethylether ist beispielsweise ein häufig verwendetes Material in vielen geruchsarmen Tinten mit milden Lösungsmitteln, für das die US-Behörde für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz einen Grenzwert von 100 Teilen pro Million am Arbeitsplatz festgelegt hat“, sagte er. „Vergleichen Sie dies mit einigen Laktaten, die von Herstellern aggressiver Tinten verwendet werden, die eigentlich Lebensmittelzusatzstoffe sind, leicht verstoffwechselt werden und für die es keine Expositionsgrenzen gibt.

Frühe starke Lösemitteltinten verwendeten Cyclohexanon, wie sich der Business Development Manager von Colorific, Holdon, erinnert: „Diese Tinte haftete an allem und trocknete sehr schnell“, sagt er, „aber die Verwendung von Cyclohexanon ist jetzt eingeschränkt und wird nicht mehr in großformatigen Tintenprodukten verwendet.“

Das heißt aber nicht, dass die Öko-Lösungsmittel gefährlich sind. Die Tinten Eco-Sol Max 2 und die neue Eco-Sol Max 3 von Roland DG haben beispielsweise beide das Greenguard Gold-Zertifikat erhalten, was bedeutet, dass nur geringe chemische Emissionen freigesetzt werden, die auch in Innenräumen wie Schulen und Krankenhäusern verwendet werden können.

Laut Holdom: „Die Entwicklung von Öko-Lösungsmitteln ändert sich jetzt mit der weltweiten Gesetzgebung. Die Entwicklung von Druckfarben hilft den Maschinen, schneller zu arbeiten, bessere Qualität zu liefern und eine längere Haltbarkeit zu bieten. Die Herausforderung für alle Chemiker besteht jedoch darin, die Produkte genauso gut zu machen, aber weniger schädliche Lösungsmittel zu verwenden, sie biologisch abbaubar zu machen und den Nickelgehalt – vor allem in gelben Pigmenten – zu entfernen sowie sehr niedrige VOC-Werte zu haben.“

Lösungsmittel-UV-Hybride

Eine relativ neue Variante der Eco-Solvent-Tinten sind die Hybrid-Solvent-UV-Tinten, die von Fujifilm, Mimaki und Colorific/Lightbar angeboten werden. Bei diesen Tinten wird den UV-Tinten eine kleine Menge Lösungsmittel zugesetzt, die viele der Vorteile von beiden bietet (siehe unseren früheren Artikel hier: www.fespa.com/news/features/solvent-uv-ink-what-is-it-and-when-should-it-be-used.html.

Mike Horsten, der europäische Marketingleiter von Mimaki, sagt dazu: „Diese neue Technologie kombiniert das Beste aus beiden Welten. Die Lösemitteltinte sorgt für eine sehr gute Haftung auf Vinyl und die UV-Tinte für ein glänzendes und farbiges Finish. Diese Art von UV-Tintenkomponente ist außerdem flexibel, so dass Sie damit wirklich von der Rolle arbeiten können. Ein weiterer Vorteil ist, dass Sie nicht warten müssen, bevor Sie damit arbeiten können. Sie können es ohne Wartezeit laminieren.

„Der Vorteil dieser Tintentechnologie besteht darin, dass die Pigmentpartikel in der Tinte genügend Zeit haben, um sich auf dem Substrat abzusetzen und eine sehr flache Oberfläche zu bilden, die eine hohe Kratzfestigkeit und die beste Reflektion der größten Farbskala bietet, die Sie sich vorstellen können. “

Alternativen

Einer der größten Konkurrenten für Eco-Solvent-Tinten ist die Latex-Tinte, bei der es sich im Grunde um wärmeaktivierte Polymere handelt, die in Wasser dispergiert sind. Sie werden als „umweltfreundlicher“ als Eco-Solvent-Tinten angepriesen, da sie keine organischen Lösungsmittel enthalten. Ein Gegenargument ist jedoch, dass sie sehr viel mehr Wärme benötigen, um das Wasser abzutreiben, und das verbraucht Strom. Im Gegensatz zu Lösungsmittel- und UV-Tinten enthalten sie keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und keine gesundheitsschädlichen Stoffe (HAPS), so dass diese Tinten auch in sensiblen Innenräumen wie z.B. bei Wandverkleidungen in Schulen und Krankenhäusern eingesetzt werden können.

HP war 2008 der erste Anbieter von Latex-Tinten (ein Name, den das Unternehmen selbst gewählt hat), und seine Tinten befinden sich nun in der dritten Generation, die deutlich verbessert wurde. Ihre Lebensdauer im Außenbereich soll der von Eco-Solvent-Tinten entsprechen. Die Verwendung einer Grundierflüssigkeit hilft den Tinten, sich mit geringerem Wärme- und Energieaufwand als bisher auf dem Medium zu halten. Mimaki hat eine im Großen und Ganzen ähnliche Tinte entwickelt, die auch Latex genannt wird und in den JV400 LX-Modellen verwendet wird. Ricoh verwendet die gleiche Tinte in seinen eng verwandten Pro L4100 Modellen.

UV-Tinten überschneiden sich bei einigen Anwendungen auf flexiblen Materialien sowohl mit starken als auch mit Eco-Solvent-Tinten. Der Reiz liegt in der Möglichkeit, mit praktisch jedem Medium zu arbeiten, mit sofortiger Aushärtung und ohne Ausgasung. Allerdings sind UV-Drucker und -Tinten immer viel teurer als Eco-Solvent-Tinten derselben Größe und mit demselben Durchsatz. Die neueste Generation von LED-Härtungslampen für UV-Tinten läuft viel kühler als herkömmliche UV-Lampen oder die Heizelemente in Lösemitteldruckern, so dass es bei hitzeempfindlichen oder dünnen Medien kaum Probleme gibt.

Fazit

Eco-Solvente sind heute nur eine von immer mehr Tinten-„Lösungen“ (im doppelten Sinne des Wortes), die Großformatdruckern zur Verfügung stehen. Sie haben zwar keineswegs die starken Lösungsmittel ersetzt, aber ihre Benutzerfreundlichkeit, Vielseitigkeit und niedrigen Einstiegskosten machen sie zur idealen Wahl für Einsteiger. Für viele Großformatdrucker ist Eco-Solvent vielleicht sogar das einzige System, das sie jemals brauchen werden.