Was Sie über digitale Druckfarben wissen müssen

Wenn es um den Großformat-Tintenstrahldruck geht, sind die Tinten selbst einer der wichtigsten Bestandteile der Gleichung.

Es gibt verschiedene Typen, die regelmäßig im Digitaldruck eingesetzt werden und die jeweils sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Diese Eigenschaften müssen Sie verstehen, wenn Sie Ihre Investitionsentscheidungen treffen, denn sie können einen großen Unterschied bei Kosten und Qualität ausmachen.

Das Herzstück eines jeden Tintenstrahldrucksystems ist die Tinte, die im Wesentlichen aus Pigmenten besteht, die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind. Die Aufgabe der Tinte ist es, das Pigment auf das Medium zu bringen und es an der Oberfläche des Mediums zu binden. Das Spektrum der Substrate, mit denen die Tinte arbeiten kann, bestimmt letztendlich die Anwendungen, die ein Drucksystem bewältigen kann.
Wenn Sie die falsche Wahl treffen, werden Sie von den Ergebnissen enttäuscht sein. Die Tintenhersteller arbeiten derzeit daran, die Palette der Substrate zu erweitern, mit denen ihre Tinten direkt zusammenarbeiten, so dass die Substrate nicht mit einem Primer behandelt werden müssen.

Die Tintenhersteller sehen ein großes Potenzial für ihre Tintenprodukte, das über die grafische Industrie hinausgeht und mehr industrielle Anwendungen wie die Möbel- und Automobilherstellung umfasst. Die Trägerflüssigkeit spielt eine Schlüsselrolle bei der Entscheidung, mit welchen Substraten die Tinten funktionieren.

Wasser ist das billigste und nachhaltigste Trägermedium, aber sobald es das Pigment an das Medium abgegeben hat, muss das Wasser getrocknet werden. Da Wasser dazu neigt, in unbeschichtete Medien einzudringen, bedeutet dies auch, dass wasserbasierte Tinten nur auf beschichtete Medien gedruckt werden können, und obwohl es eine ziemlich große Auswahl an geeigneten Substraten gibt, treibt dies die Kosten für Verbrauchsmaterialien in die Höhe.

Dennoch sind Standarddrucker mit wässriger Tinte relativ preiswert und haben eine ausgezeichnete Farbtreue. Mit wässrigen Tinten lassen sich in der Regel sehr scharfe Bilder mit leuchtenden Farben erzeugen, und die meisten Hersteller bieten Modelle mit bis zu zwölf Tinten für eine größere Farbskala an. Dadurch eignen sie sich für die Herstellung von Fotopostern und Kunstdrucken. Bilder aus diesen Druckern sind normalerweise nur für den Innenbereich gedacht, können aber auch für den Außenbereich laminiert werden.

Mit wässrigen Tinten bedrucktes Material eignet sich besonders gut für Schilder im Einzelhandel, da es nicht die unangenehmen Gerüche abgibt, die bei einigen Lösungsmittel- und UV-Tinten auftreten. Der Großteil des Textildrucks verwendet auch Sublimationstinten auf Wasserbasis, die sich für den Druck auf Polyestergewebe eignen. Das Wasser dient als Träger für das Pigment, das entweder direkt auf den Stoff oder auf eine Transferfolie aufgebracht wird.

Mit einer Wärmepresse werden die Tinten dann zu einem Gas gekocht, das die Pigmente in die Textilfasern treibt. Wenn die Tinten abkühlen, ist das Bild mit dem Stoff verschmolzen, anstatt einfach auf der Oberfläche zu sitzen.
Latex-Tinten

Eine Reihe von Unternehmen hat Latex-Tinten entwickelt, bei denen ein Polymerharz die Pigmente einkapselt und sie so mit dem Substrat verbindet. Die Latex-Tinten-Technologie wurde von HP (unten) und Mimaki bekannt gemacht.

Sie verwenden Wasser als Träger und werden deshalb als umweltfreundlich vermarktet. Sie benötigen jedoch eine beträchtliche Menge an Energie, um den Wasseranteil zu entfernen und die Tinten zu härten. Der Hauptvorteil von Latex-Tinten ist, dass der Druck trocken ist, bevor er auf die Aufwickelrolle kommt. Das bedeutet, dass die Drucke sofort nach dem Druck laminiert und weiterverarbeitet werden können, ohne dass die Verdunstung von Gasen aus dem Substrat abgewartet werden muss.

Aber auch ohne Laminierung sind Latexdrucke kratzfest und für den Außenbereich geeignet, so dass sie ein guter Ersatz für Lösemitteltinten sind. Es gibt ein gutes Angebot an geeigneten Substraten, und Latex-Tinten lassen sich auch auf einige Standard-Vinylfolien sowie auf Textilien drucken.

Dies macht Latex-Tinten zu einer praktikablen Alternative für weiche Beschilderungen. Die für die Aushärtung benötigte Wärme schließt jedoch einige Substrate aus, insbesondere dünnere Selbstklebematerialien, obwohl die späteren Generationen dieser Tinten mit niedrigeren Aushärtungstemperaturen arbeiten.

Lösungsmittel-Tinten

Das in Lösemitteltinte verwendete Lösungsmittel erfüllt einen doppelten Zweck: Es ist sowohl ein Träger, der die Farbpigmente auf das Medium bringt, als auch ein Hilfsmittel, um die Oberfläche des Mediums zu schmelzen. Die Farbstoffe der Tinte können unter die aufgeweichte Oberfläche eindringen und sich in das Medium selbst einbrennen.

Wenn das Lösungsmittel verdunstet, werden die Farbstoffe in das Medium geätzt, wodurch ein sehr robustes Bild entsteht, das Kratzern und Witterungseinflüssen standhält. Dadurch können Lösemitteltinten mit einer enormen Bandbreite an Medien verwendet werden, einschließlich sehr billiger unbeschichteter Medien. Der Lösungsmittelanteil in dieser Art von Tinte kann bis zu 90 Prozent ihres Volumens ausmachen.

Sobald das Lösungsmittel seine Aufgabe erfüllt hat, verdunstet es in die Atmosphäre und lässt das getrocknete Pigment zurück. Es gibt Bedenken, dass beim Verdunsten des Lösungsmittels flüchtige organische Verbindungen (VOC) freigesetzt werden, die bei früheren Tintengenerationen zu Atemproblemen führen konnten.

Aus diesem Grund müssen die Dämpfe aus der Umgebung des Druckers entfernt werden. Die meisten Lösemitteltinten produzieren heute weit weniger VOCs als früher, so dass eine besondere Belüftung nicht mehr so wichtig ist wie früher. Es ist aber immer noch ratsam, für eine gute Luftzirkulation in der Nähe von Lösemitteldruckern zu sorgen. Die meisten Hersteller bieten heute eine Auswahl an Eco-Solvent- oder Light-Solvent-Tinten an, wobei letztere eine aggressivere Art von Lösungsmittel verwenden. Letztere verwenden eine aggressivere Art von Lösungsmittel. Sie sollten mit einer größeren Auswahl an unbeschichteten Medien funktionieren und eine bessere Farbskala aufweisen.

So berichtet zum Beispiel Mimaki, dass 98 Prozent seiner Kunden, die Lösungsmittel verwenden, sich für seine leicht lösungsmittelhaltigen SS21-Tinten entscheiden und nicht für die etwas billigere Eco-Solvent-Option. Lösemitteltinte ist nach wie vor eine der kostengünstigsten Möglichkeiten, um auf unbeschichtete Substrate für den Außenbereich zu drucken.

Sie wird häufig für Fahrzeuggrafiken verwendet, wo die Tinte erhitzt und gestreckt werden muss, um schwierige Formen wie Türgriffe zu umschließen. Der größte Nachteil von Lösemitteltinte besteht jedoch darin, dass die Drucke zwar trocken sind, wenn sie aus dem Drucker kommen, aber dennoch bis zu 24 Stunden ruhen müssen, damit das Lösemittel vollständig aus dem Material verdampfen kann. Dadurch verzögert sich die Weiterverarbeitung, z. B. die Laminierung.

UV-härtende Tinten

UV-härtende Druckfarben haben eine Reihe von Vorteilen, die für ihre große Beliebtheit sprechen. Zunächst einmal trocknen sie sofort, was bedeutet, dass sie sofort ausgeschnitten oder anderweitig bearbeitet werden können. UV-härtende Tinten basieren auf Fotoinitiatoren, die bei Einwirkung von UV-Licht freie Radikale erzeugen. Im Gegensatz zu den anderen Tintenarten gibt es keine Trägerflüssigkeit, da diese Tinte aushärtet und nicht trocknet.

Die Hauptbestandteile von UV-härtenden Tinten sind Monomere und Oligomere, die durch die freien Radikale zur Vernetzung gezwungen werden, eine chemische Reaktion, die als Photopolymerisation bekannt ist. UV-härtende Druckfarben bieten zwei weitere Vorteile. Sie härten zu einer widerstandsfähigen Oberfläche aus, die sehr resistent gegen Kratzer und Witterungseinflüsse ist. Dies ist ideal für eine langfristige Beschilderung im Freien, und der Photopolymerisationsprozess verbindet die Tinten auch fest mit einer Vielzahl von Substraten, von PVC bis Holz.

Es gibt einige Ausnahmen, z.B. glatte Oberflächen wie Glas, auf denen es für die Druckfarben schwierig ist, einen Schlüssel zu finden. Es ist relativ einfach, für diese Substrate einen Primer zu verwenden. Viele Tintenhersteller arbeiten jedoch an der Entwicklung von UV-Tinten, um diese Einschränkung zu überwinden. Die ursprünglichen UV-härtenden Tinten härten zu einer sehr harten Oberfläche aus, die für starre Materialien geeignet ist, aber es wurden flexiblere UV-Tinten für Rollendrucker entwickelt.

Die Druckfarben sind weicher und daher nicht so kratz- und wetterfest wie die härteren Druckfarben. Aber sie bringen alle Vorteile von UV-Farben in ein Rollenformat und erweitern die Palette der Anwendungen, für die UV-Farben verwendet werden können. Einige Druckfarben sind sogar so elastisch, dass sie für Fahrzeuggrafiken gedehnt werden können.

Fujifilm ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat eine Reihe von Tinten entwickelt, die auf 3D-Objekte thermogeformt werden können und damit wirklich wilde Möglichkeiten bieten. Es gibt einen deutlichen Trend zur Verwendung von LEDs für die Aushärtung. Die meisten neueren Drucker der Einstiegsklasse verwenden diese Technologie, auch wenn sie im Moment noch nicht leistungsfähig genug sind, um mit den höheren Produktionsmaschinen mitzuhalten.

Das Aushärten mit LEDs bietet eine Reihe von Vorteilen. Erstens halten LEDs in der Regel über 15.000 bis 20.000 Stunden, während Quecksilber- oder Halogenmetalldampflampen eine durchschnittliche Lebensdauer von nur 1000 Stunden haben. Außerdem können LEDs sofort ein- und ausgeschaltet werden, so dass Sie keine Zeit damit verlieren, darauf zu warten, dass die Lampen auf Temperatur kommen.

Hybrid-Tinten

Mehrere Hersteller arbeiten an Hybridtinten, die versuchen, die besten Eigenschaften verschiedener Tinten zu kombinieren. Das offensichtlichste Beispiel ist Solvent UV, das ein mildes Lösungsmittel mit UV-härtender Tinte kombiniert. Mimaki hat Solvent UV auf den Markt gebracht, als es den JV400SUV auf den Markt brachte. Auch Fujifilm hat eine Version dieses Druckers auf den Markt gebracht, die sie Vybrant nennen.

Beide sind Vierfarbdrucker. Die Tinten selbst sind eine Mischung aus einer wasserbasierten Lösungsmittel- und UV-Tinten-Technologie. Mike Horsten, Mimaki’s European Marketing Manager, erklärt: „Die Lösemitteltinte greift das Material an und sorgt für die nötige Haftung, während die UV-Tinte für die Farbe, Stärke und Flexibilität sorgt, die UV bietet.“

Ein wesentliches Merkmal dieser Tinten ist, dass die UV-Härtung verzögert wird, was zu einer viel glänzenderen, reflektierenden Oberfläche mit einer größeren Farbskala führt als bei normaler UV-härtender Tinte.

Colorific hat auch ein eigenes Lösungsmittel-UV-Hybrid für sein Lightbar-System entwickelt. Dieses besteht aus einer Lightbar, die in bestehende Lösemitteldrucker nachgerüstet werden kann, um die Aushärtung durchzuführen. Die Tinten selbst sind eine Mischung aus lösemittel- und UV-härtenden Tinten, die die niedrigeren Kosten von Lösemitteltinten und die für UV-Tinten typische sofortige Trocknung bieten. Das wichtigste Verkaufsargument ist, dass die Drucke sofort laminiert oder montiert werden können, da man nicht warten muss, bis die Tinten ausgasen.

Schließlich ist noch zu erwähnen, dass es eine große Auswahl an Tinten von Drittanbietern gibt. Die meisten Druckerhersteller betreiben einen beträchtlichen Aufwand, um ihre Tinten mit ihren Druckköpfen zu testen, um sicherzustellen, dass die Tinten die Köpfe nicht beschädigen.

Aber Tinten von Drittanbietern können erhebliche Einsparungen bieten, so dass viele Großformatanwender nach Ablauf der Druckergarantie auf diese Tinten umsteigen. In einigen Fällen können diese Tinten zur Umrüstung eines Druckers verwendet werden, z.B. um einen alten Solventdrucker für Latex- oder Farbstofftinten umzurüsten.

Dieser Artikel ist Teil des Wild Format Digital Printing Technology Guide, einer Serie, die von Digital Dots mit Unterstützung von Agfa, Caldera, Durst, EFI, Esko und Fujifilm erstellt wurde.