Καθώς τα οικολογικά μελάνια διαλύτη συνεχίζουν την εξέλιξή τους, ο Simon Eccles εξετάζει τις ιδιότητές τους και τα οφέλη τους για τους παρόχους υπηρεσιών εκτύπωσης και το περιβάλλον.

Τα μελάνια ελαφρών διαλυτών για inkjet, που συχνά αποκαλούνται οικολογικά διαλυτικά, εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 για εργασίες σήμανσης γενικού σκοπού. Αναπτύχθηκαν ως απάντηση στη ζήτηση της βιομηχανίας για μελάνια πιο φιλικά προς τους χειριστές και τους πελάτες από τα αρχικά “ισχυρά” ή “επιθετικά” μελάνια διαλυτών.

Οι ισχυροί διαλύτες έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC), οι οποίες συχνά απαιτούν εξαναγκασμένο εξαερισμό και αναρρόφηση για την προστασία των χειριστών του εκτυπωτή, ενώ πολλοί από αυτούς διατηρούν μια χαρακτηριστική παρατεταμένη οσμή που τους καθιστά ακατάλληλους για χρήση σε εσωτερικούς χώρους όπου είναι αισθητή.

Από την άλλη πλευρά, οι ισχυροί διαλύτες έχουν σχετικά χαμηλό κόστος και είναι πολύ αποτελεσματικοί, ιδίως για υπαίθριες επιγραφές, γραφικά οχημάτων κ.ο.κ., όπου έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, συνήθως πέντε ή περισσότερα χρόνια. Έχουν ως αποτέλεσμα τη μερική διάλυση και το μαλάκωμα των πλαστικών μέσων, γεγονός που βοηθά τις χρωστικές ουσίες να “τσιμπήσουν” μόνιμα στην επιφάνεια.

Αντίθετα, τα οικολογικά μελάνια διαλύτη έχουν σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε πτητικές οργανικές ενώσεις και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και σε περιβάλλοντα στούντιο και γραφεία, εφόσον υπάρχει επαρκής εξαερισμός. Έχουν μικρή οσμή, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν με γραφικά και σήμανση σε εσωτερικούς χώρους. Δεν προσβάλλουν τα ακροφύσια και τα εξαρτήματα του inkjet τόσο επιθετικά όσο οι ισχυροί διαλύτες, οπότε δεν χρειάζονται τόσο συνεχή καθαρισμό – συχνά αναφέρεται μία ή δύο φορές την εβδομάδα. Απαιτούν περισσότερη θερμότητα για να στεγνώσουν από ό,τι οι ισχυροί διαλύτες, γεγονός που επηρεάζει ορισμένα μέσα – γενικά πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα παχύτερο και άρα ακριβότερο βινύλιο για να αντέξει τη θερμότητα από ό,τι θα κάνατε με ένα μελάνι ισχυρού διαλύτη.

Αυτά τα μελάνια μαλακώνουν επίσης τα πλαστικά μέσα και δεσμεύονται σε αυτά, αν και κάπως λιγότερο από τους ισχυρούς διαλύτες. Αυτό σημαίνει ότι η αντοχή τους στις καιρικές συνθήκες, την υπεριώδη ακτινοβολία και τις γρατζουνιές δεν είναι τόσο καλή. Ενώ οι οικολογικοί διαλύτες χρησιμοποιούνται ευρέως για εργασίες σε εξωτερικούς χώρους, αυτό τείνει να γίνεται για εφαρμογές που πρέπει να διαρκέσουν μόνο ένα ή δύο χρόνια.

Χρησιμοποιούνται ευρέως σε εκτυπωτές μελάνης ευρείας μορφής από το εισαγωγικό επίπεδο έως τις μεσαίες τιμές, αν και το ανώτερο, “βιομηχανικό” άκρο της αγοράς εξακολουθεί να έχει την τάση να χρησιμοποιεί ισχυρούς διαλύτες για το ίδιο είδος εφαρμογών. Τα μελάνια οικολογικών διαλυτών είναι πιο ακριβά από τους ισχυρούς διαλύτες, γεγονός που είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τους χρήστες μεγάλου όγκου.

Οι κατασκευαστές έχουν βελτιώσει σταδιακά τους οικολογικούς διαλύτες τους τα τελευταία δέκα χρόνια. Για παράδειγμα, η Sun Chemical εισήγαγε μια εντελώς νέα χημεία “πλατφόρμας” για τα μελάνια ευρείας μορφής της πριν από δύο χρόνια, λέει ο Tony Cox, διευθυντής επιχειρήσεων στις παγκόσμιες εγκαταστάσεις παραγωγής inkjet της Sun Chemical στο Midsomer Norton του Ηνωμένου Βασιλείου. “Ξεκινήσαμε από το μηδέν με τις πρώτες ύλες και εξετάσαμε πώς θα επιτύχουμε καλύτερα τα αποτελέσματα που θέλαμε με τις γνώσεις που είναι διαθέσιμες σήμερα”, δηλώνει. “Πρόκειται για μια βασική τεχνολογία που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σε διάφορες τεχνολογίες εκτυπωτών και τύπους κεφαλών εκτύπωσης, για διάφορες εφαρμογές”.

Τα νέα δοχεία μελάνης Streamline ESL 2 της Sun προορίζονται για εκτυπωτές της σειράς Roland Pro 4.

Όλα τα μελάνια διαλύτη ευρείας μορφής της Sun πωλούνται υπό την επωνυμία Streamline ως αντικαταστάτες των μελανιών του αρχικού κατασκευαστή: για παράδειγμα, τα μελάνια Streamline ESL 2 που παρουσιάστηκαν πρόσφατα έχουν σχεδιαστεί για χρήση ως αντικαταστάτες των τυποποιημένων μελανιών Eco-Sol Max της Roland σε εκτυπωτές VersaCamm και παρόμοιους εκτυπωτές. “Παρουσιάσαμε το πρώτο eco solvent μελάνι με αυτή την τεχνολογία πριν από περίπου δύο χρόνια”, λέει ο Cox. “Βρισκόμαστε ήδη στην τρίτη γενιά της νέας τεχνολογίας και πριν από αυτήν είχαμε ίσως τέσσερις γενιές των προηγούμενων οικολογικών διαλυτών σε διάστημα περίπου έξι ετών. Τα μελάνια είναι πολύ ανθεκτικά τώρα, λειτουργούν καλά, είναι πολύ στιβαρά, επιτρέπουν καλή σταθερότητα της κεφαλής, έχουν καλές ιδιότητες φιλμ – σκληρά, εύκαμπτα, ανθεκτικά – η τεχνολογία οικολογικών διαλυτών σήμερα είναι πραγματικά πολύ καλή”.

Στα τέλη Σεπτεμβρίου 2015 ανακοινώθηκε το Eco-Sol Max 3 της Roland DG, μια νέα γενιά μελανιών της, τα οποία θα παρέχονται ως στάνταρ με τους νέους εκτυπωτές οικολογικών διαλυτών και θα είναι επίσης διαθέσιμα ως αναβάθμιση σε ορισμένους εγκατεστημένους εκτυπωτές, είτε πρόκειται για τρέχοντα είτε για “παλαιότερα” μοντέλα. Σύμφωνα με την Roland DG, το νέο μελάνι “προσφέρει ταχύτερους χρόνους στεγνώματος, μεγαλύτερες κασέτες χωρητικότητας, χαμηλότερη τιμή ανά κυβικό εκατοστό μελάνης και συνολική αναβάθμιση των επιδόσεων”.

Τι είναι το “οικολογικό” τέλος πάντων;

Το “οικολογικό” μέρος του ονόματος έχει αμφισβητηθεί με την πάροδο των ετών. Αρχικά υπονοήθηκε ότι ήταν η συντομογραφία του “οικολογικού”, με το σκεπτικό ότι η μείωση των πτητικών οργανικών ενώσεων πρέπει να είναι καλό πράγμα για το περιβάλλον. Όταν άλλοι κατασκευαστές μελανιών άρχισαν να επισημαίνουν ότι οι οικολογικοί διαλύτες δεν ήταν ιδιαίτερα πράσινοι, ορισμένοι κατασκευαστές ισχυρίστηκαν ότι στην πραγματικότητα σημαίνει “οικονομικός”. Θα μπορούσε κανείς να διαφωνήσει και γι’ αυτό. Θα ήταν απλούστερο να τα ονομάζαμε απλά μελάνια με ελαφρύ ή ήπιο διαλύτη, αλλά ο όρος eco έχει κολλήσει.

Πριν από περισσότερα από δέκα χρόνια, ο Tony Martin, πρόεδρος της βρετανικής εταιρείας παραγωγής μελανιών Lyson εκείνη την εποχή, επεσήμανε ότι οι ισχυροί διαλύτες δεν είναι απαραίτητα επικίνδυνοι, αλλά οι ήπιοι διαλύτες μερικές φορές είναι: “Για παράδειγμα, ο μονομεθυλαιθέρας της διπροπυλενογλυκόλης είναι ένα υλικό που χρησιμοποιείται συνήθως σε πολλά μελάνια ήπιων διαλυτών χαμηλής οσμής με όριο έκθεσης που έχει οριστεί από την Υπηρεσία Επαγγελματικής Ασφάλειας και Υγείας των ΗΠΑ στα 100 μέρη ανά εκατομμύριο στο χώρο εργασίας”, είπε. “Συγκρίνετε αυτό με ορισμένα από τα γαλακτικά άλατα που χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές επιθετικών μελανιών, τα οποία στην πραγματικότητα είναι πρόσθετα τροφίμων, μεταβολίζονται εύκολα και δεν έχουν καθορισμένα όρια έκθεσης”.

Τα πρώτα μελάνια ισχυρών διαλυτών χρησιμοποιούσαν κυκλοεξανόνη, όπως θυμάται ο διευθυντής επιχειρηματικής ανάπτυξης της Colorific Holdon: “Αυτό το μελάνι κολλούσε σε οτιδήποτε και στέγνωνε πολύ γρήγορα”, λέει, “αλλά η χρήση της κυκλοεξανόνης είναι πλέον περιορισμένη και δεν χρησιμοποιείται πλέον σε κανένα προϊόν μελανιού ευρείας μορφής”.

Αυτό δεν σημαίνει ότι οι οικολογικοί διαλύτες είναι επικίνδυνοι. Για παράδειγμα, τα μελάνια Eco-Sol Max 2 και το νέο Eco-Sol Max 3 της Roland DG έχουν αμφότερα πιστοποιητικά Greenguard Gold που υποδηλώνουν χαμηλές χημικές εκπομπές που είναι ασφαλείς για χρήση σε εσωτερικούς χώρους, όπως σχολεία και νοσοκομεία.

Σύμφωνα με τον Holdom: “Η εξέλιξη του οικολογικού διαλύτη αλλάζει τώρα με την παγκόσμια νομοθεσία. Η εξέλιξη των μελανιών βοηθάει τα μηχανήματα να λειτουργούν πιο γρήγορα, πιο γρήγορα και να δίνουν καλύτερη ποιότητα και να προσφέρουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Ωστόσο, η πρόκληση για όλους τους χημικούς είναι να κάνουν τα προϊόντα εξίσου καλά, αλλά να χρησιμοποιούν λιγότερους δυσάρεστους διαλύτες, να γίνονται βιοδιασπώμενα και να αφαιρούν την περιεκτικότητα σε νικέλιο – που βρίσκεται ιδιαίτερα στις κίτρινες χρωστικές ουσίες – καθώς και να έχουν πολύ χαμηλές πτητικές οργανικές ενώσεις”.

Υβρίδια διαλύτη-UV

Μια σχετικά νέα παραλλαγή των οικολογικών μελανιών διαλύτη είναι τα υβριδικά μελάνια διαλύτη-UV, που πωλούνται από τις Fujifilm, Mimaki και Colorific/Lightbar. Αυτά χρησιμοποιούν μια μικρή ποσότητα διαλύτη που προστίθεται στα UV μελάνια, με πολλά από τα πλεονεκτήματα και των δύο (δείτε το προηγούμενο άρθρο μας, εδώ: www.fespa.com/news/features/solvent-uv-ink-what-is-it-and-when-should-it-be-used.html.

Σύμφωνα με τον γενικό διευθυντή μάρκετινγκ της Mimaki στην Ευρώπη Mike Horsten: “Αυτή η νέα τεχνολογία συνδυάζει το καλύτερο και από τους δύο κόσμους. Η πλευρά του μελανιού διαλύτη δίνει πολύ καλή πρόσφυση στο βινύλιο και το μέρος του μελανιού UV επιτυγχάνει γυαλιστερό και πολύχρωμο φινίρισμα. Αυτό το είδος συστατικού μελάνης UV είναι επίσης εύκαμπτο, ώστε να μπορείτε πραγματικά να δουλέψετε με αυτό από ρολό. Το άλλο πλεονέκτημα είναι ότι δεν χρειάζεται να περιμένετε πριν αρχίσετε να εργάζεστε με αυτό. Μπορείτε να το πλαστικοποιήσετε χωρίς να περιμένετε.

“Το πλεονέκτημα με αυτή την τεχνολογία μελανιού είναι ότι υπάρχει αρκετός χρόνος για τα σωματίδια χρωστικών ουσιών στο εσωτερικό του μελανιού να πέσουν και να τοποθετηθούν στο υπόστρωμα, δίνοντάς του μια πολύ επίπεδη επιφάνεια, δίνοντάς του έτσι μεγάλη αντοχή στις γρατζουνιές και επίσης την καλύτερη αντανάκλαση της ευρύτερης δυνατής γκάμας χρωμάτων. ”

Εναλλακτικές λύσεις

Ένας από τους μεγαλύτερους ανταγωνιστές των οικολογικών μελανιών διαλύτη είναι το μελάνι λατέξ, το οποίο είναι βασικά πολυμερή που ενεργοποιούνται με θερμότητα και διασκορπίζονται στο νερό. Προωθούνται ως πιο “πράσινα” από τα μελάνια οικολογικών διαλυτών, καθώς δεν περιέχουν οργανικούς διαλύτες, αν και ένα αντεπιχείρημα είναι ότι απαιτούν πολύ περισσότερη θερμότητα για την απομάκρυνση του νερού και αυτό καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια. Σε αντίθεση με τους διαλύτες και την υπεριώδη ακτινοβολία, δεν υπάρχουν πτητικές οργανικές ενώσεις ή HAPS, οπότε αυτά τα μελάνια είναι κατάλληλα ακόμη και σε ευαίσθητους εσωτερικούς χώρους, όπως οι επενδύσεις τοίχων σε σχολεία και νοσοκομεία.

Η HP έβγαλε πρώτη στην αγορά το latex (όνομα που επέλεξε η ίδια) το 2008 και τα μελάνια της βρίσκονται τώρα στην τρίτη γενιά τους, η οποία είναι πολύ βελτιωμένη. Η διάρκεια ζωής τους σε εξωτερικούς χώρους υπολογίζεται ότι είναι ισοδύναμη με τα μελάνια οικολογικών διαλυτών, τα οποία η υιοθέτηση ενός υγρού προετοιμασίας βοηθά τα μελάνια να συνδεθούν με το μέσο με χαμηλότερες απαιτήσεις θερμότητας και ενέργειας από ό,τι πριν. Η Mimaki έχει αναπτύξει ένα σε γενικές γραμμές παρόμοιο μελάνι που το ονομάζει επίσης Latex, το οποίο χρησιμοποιεί στα μοντέλα JV400 LX. Η Ricoh χρησιμοποιεί το ίδιο μελάνι στα στενά συνδεδεμένα μοντέλα Pro L4100.

Τα μελάνια UV επικαλύπτονται τόσο με τα ισχυρά όσο και με τα οικολογικά μελάνια διαλύτη για ορισμένες εφαρμογές σε εύκαμπτα υλικά – το πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα να δουλεύουν με σχεδόν όλα τα μέσα, με άμεση σκλήρυνση και χωρίς εκπνοές. Ωστόσο, οι εκτυπωτές και τα μελάνια UV είναι πάντα πολύ πιο ακριβά από τους οικολογικούς διαλύτες του ίδιου μεγέθους και της ίδιας απόδοσης. Οι τελευταίας γενιάς λαμπτήρες σκλήρυνσης LED για μελάνια UV λειτουργούν πολύ πιο ψυχρά από τους συμβατικούς λαμπτήρες UV ή τους θερμαντήρες στους εκτυπωτές διαλύτη, οπότε δεν υπάρχει μεγάλο πρόβλημα με ευαίσθητα στη θερμότητα ή λεπτά μέσα.

Συμπέρασμα

Σήμερα, οι οικολογικοί διαλύτες είναι μόνο μία από τις αυξανόμενες “λύσεις” μελανιού (και με τις δύο έννοιες της λέξης) που είναι διαθέσιμες στους εκτυπωτές μεγάλου μεγέθους. Αν και δεν έχουν σε καμία περίπτωση αντικαταστήσει τους ισχυρούς διαλύτες, η φιλικότητα προς τον χρήστη, η ευελιξία και το χαμηλό κόστος εισόδου τους καθιστούν την ιδανική επιλογή για αρχάριους. Πράγματι, για πολλούς εκτυπωτές μεγάλου μεγέθους τα οικολογικά διαλυτικά μπορεί να είναι το μόνο σύστημα που θα χρειαστούν ποτέ.