Όταν πρόκειται για εκτυπώσεις inkjet μεγάλου μεγέθους, τα ίδια τα μελάνια είναι ένα από τα πιο σημαντικά μέρη της εξίσωσης.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι που χρησιμοποιούνται τακτικά στην ψηφιακή εκτύπωση, ο καθένας με πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι που πρέπει να κατανοήσετε όταν παίρνετε τις επενδυτικές σας αποφάσεις, επειδή μπορούν να κάνουν μεγάλη διαφορά στο κόστος και την ποιότητα.

Ο πυρήνας οποιουδήποτε συστήματος εκτύπωσης inkjet είναι το μελάνι, το οποίο είναι ουσιαστικά χρωστική ουσία αιωρούμενη σε ένα υγρό φορέα. Η δουλειά του μελανιού είναι να μεταφέρει τη χρωστική ουσία στο μέσο και να τη δεσμεύει στην επιφάνεια του μέσου. Το εύρος των υποστρωμάτων με τα οποία θα συνεργαστεί το μελάνι, καθορίζει τελικά τις εφαρμογές που μπορεί να χειριστεί μια μηχανή εκτύπωσης.
Κάντε λάθος επιλογή και θα απογοητευτείτε από τα αποτελέσματα. Οι προμηθευτές μελανιών εργάζονται επί του παρόντος για να διευρύνουν το φάσμα των υποστρωμάτων με τα μελάνια τους που θα συνεργάζονται απευθείας, έτσι ώστε τα υποστρώματα να μην χρειάζεται να υποστούν επεξεργασία με αστάρι.

Οι κατασκευαστές μελανιών βλέπουν τεράστιες δυνατότητες πέρα από τις γραφικές τέχνες και σε πιο βιομηχανικές χρήσεις για τα προϊόντα τους, όπως η κατασκευή επίπλων και αυτοκινήτων. Το υγρό φορέα παίζει βασικό ρόλο στον καθορισμό των υποστρωμάτων με τα οποία θα λειτουργήσουν τα μελάνια.

Το νερό είναι ο φθηνότερος και πιο βιώσιμος φορέας, αλλά αφού μεταφέρει τη χρωστική ουσία στο μέσο, το νερό πρέπει να στεγνώσει. Δεδομένου ότι το νερό τείνει να απορροφάται από τα μη επικαλυμμένα μέσα, αυτό σημαίνει επίσης ότι τα μελάνια με βάση το νερό μπορούν να εκτυπώσουν μόνο σε επικαλυμμένα μέσα, και παρόλο που υπάρχει ένα αρκετά ευρύ φάσμα κατάλληλων υποστρωμάτων, αυτό ανεβάζει το κόστος των αναλωσίμων.

Παρ’ όλα αυτά, οι τυπικοί εκτυπωτές υδατικής μελάνης είναι σχετικά φθηνοί και έχουν εξαιρετική χρωματική πιστότητα. Συνήθως τα υδατικά μελάνια μπορούν να παράγουν πολύ ευκρινείς εικόνες με ζωντανά χρώματα, ενώ οι περισσότεροι προμηθευτές διαθέτουν μοντέλα με έως και δώδεκα μελάνια για αυξημένη γκάμα χρωμάτων. Αυτό τους καθιστά κατάλληλους για την παραγωγή φωτογραφικών και καλλιτεχνικών αφισών. Οι εικόνες από αυτούς τους εκτυπωτές θεωρούνται συνήθως μόνο για χρήση σε εσωτερικούς χώρους, ωστόσο μπορούν να πλαστικοποιηθούν και για χρήση σε εξωτερικούς χώρους.

Το υλικό που εκτυπώνεται με υδατικά μελάνια είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για επιγραφές σημείων λιανικής πώλησης, επειδή δεν αναδίδει τις δυσάρεστες οσμές που είναι κοινές με ορισμένα μελάνια διαλύτη και UV. Η πλειονότητα των εκτυπώσεων υφασμάτων χρησιμοποιεί επίσης μελάνια εξάχνωσης χρωστικής με βάση το νερό, τα οποία είναι κατάλληλα για εκτύπωση σε πολυεστερικά υφάσματα. Το νερό λειτουργεί ως φορέας για την τοποθέτηση της χρωστικής, είτε απευθείας στο ύφασμα είτε σε ένα φύλλο μεταφοράς.

Στη συνέχεια χρησιμοποιείται μια θερμική πρέσα για να βράσουν τα μελάνια σε αέριο, οδηγώντας τη χρωστική ουσία στις υφαντικές ίνες, έτσι ώστε όταν τα μελάνια κρυώσουν, η εικόνα να έχει συγχωνευτεί με το ύφασμα, αντί να βρίσκεται απλώς πάνω στην επιφάνειά του.
Μελάνια Latex

Ορισμένες εταιρείες έχουν αναπτύξει μελάνια λατέξ, όπου μια πολυμερής ρητίνη εγκλωβίζει τις χρωστικές ουσίες και τις βοηθά να συνδεθούν με το υπόστρωμα. Η τεχνολογία μελανιών latex έχει γίνει δημοφιλής από την HP (παρακάτω) και τη Mimaki.

Χρησιμοποιούν το νερό ως φορέα και έχουν προωθηθεί στην αγορά ως φιλικά προς το περιβάλλον σε αυτή τη βάση. Ωστόσο, απαιτούν σημαντική ποσότητα ενέργειας για την απομάκρυνση του περιεχομένου νερού και τη σκλήρυνση των μελανιών. Το κύριο πλεονέκτημα με τα μελάνια λατέξ είναι ότι η εκτύπωση είναι στεγνή πριν φτάσει στο ρολό παραλαβής. Αυτό σημαίνει ότι οι εκτυπώσεις μπορούν να πλαστικοποιηθούν και να τελειώσουν αμέσως μετά την εκτύπωση, χωρίς να χρειάζεται να περιμένουμε την εξάτμιση των αερίων από το υπόστρωμα.

Αλλά ακόμη και χωρίς πλαστικοποίηση, οι εκτυπώσεις λατέξ είναι ανθεκτικές στις γρατσουνιές και ανθεκτικές στους εξωτερικούς χώρους, οπότε αποτελούν ένα καλό υποκατάστατο για τα μελάνια διαλύτη. Υπάρχει μια καλή προμήθεια κατάλληλων υποστρωμάτων και τα μελάνια λατέξ εκτυπώνουν επίσης σε ορισμένα τυποποιημένα βινύλια καθώς και σε υφάσματα.

Αυτό καθιστά τα μελάνια λατέξ μια βιώσιμη εναλλακτική λύση για μαλακή σήμανση. Ωστόσο, η θερμότητα που απαιτείται για τη σκλήρυνση αποκλείει ορισμένα υποστρώματα, ιδίως τα λεπτότερα αυτοκόλλητα, αν και οι μεταγενέστερες γενιές αυτών των μελανιών λειτουργούν με χαμηλότερες θερμοκρασίες σκλήρυνσης.

Μελάνια διαλύτη

Ο διαλύτης που χρησιμοποιείται στο μελάνι διαλύτη εξυπηρετεί ένα διπλό σκοπό, καθώς είναι και φορέας για την μεταφορά της έγχρωμης χρωστικής στο μέσο και βοηθάει στο λιώσιμο της επιφάνειας του μέσου. Οι χρωστικές ουσίες του μελανιού μπορούν να διεισδύσουν κάτω από τη μαλακωμένη επιφάνεια και να εισχωρήσουν στο ίδιο το μέσο.

Όταν ο διαλύτης εξατμίζεται, οι χρωστικές ουσίες παραμένουν χαραγμένες στο μέσο, το οποίο παράγει μια πολύ ανθεκτική εικόνα που αντέχει στις γρατζουνιές και τις καιρικές συνθήκες. Αυτό επιτρέπει επίσης στα μελάνια διαλύτη να λειτουργούν με ένα τεράστιο εύρος μέσων, συμπεριλαμβανομένων πολύ φθηνών μέσων χωρίς επικάλυψη. Η περιεκτικότητα σε διαλύτη σε αυτόν τον τύπο μελανιού μπορεί να αντιπροσωπεύει έως και το 90 % του όγκου του.

Μόλις ο διαλύτης κάνει τη δουλειά του, εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα, αφήνοντας πίσω του την αποξηραμένη χρωστική ουσία. Υπάρχουν ανησυχίες ότι, καθώς ο διαλύτης εξατμίζεται, εκπέμπει πτητικές οργανικές ενώσεις ή πτητικές οργανικές ενώσεις, οι οποίες, με τις προηγούμενες γενιές μελανιών, θα μπορούσαν να προκαλέσουν αναπνευστικά προβλήματα.

Για το λόγο αυτό, οι αναθυμιάσεις πρέπει να απομακρύνονται από το τοπικό περιβάλλον εκτύπωσης. Τα περισσότερα μελάνια διαλύτη παράγουν πλέον πολύ λιγότερες πτητικές οργανικές ενώσεις από ό,τι στο παρελθόν, οπότε ο ειδικός εξαερισμός δεν είναι τόσο ζωτικής σημασίας όσο ήταν παλαιότερα. Εξακολουθεί να είναι σκόπιμο να εξασφαλίζεται καλή ροή αέρα γύρω από τους εκτυπωτές διαλυτών. Σήμερα οι περισσότεροι κατασκευαστές προσφέρουν μια επιλογή από μελάνια οικολογικού διαλύτη ή ελαφρού διαλύτη, με τα τελευταία να χρησιμοποιούν έναν πιο επιθετικό τύπο διαλύτη. Αυτό θα πρέπει να λειτουργεί με ένα ευρύτερο φάσμα μη επικαλυμμένων μέσων, καθώς και να έχει καλύτερη γκάμα χρωμάτων.

Έτσι, η Mimaki, για παράδειγμα, αναφέρει ότι το 98% των πελατών της με διαλύτη επιλέγουν τα ελαφρά διαλυτικά μελάνια SS21 αντί της ελαφρώς φθηνότερης επιλογής οικολογικού διαλύτη. Τα μελάνια διαλύτη εξακολουθούν να αποτελούν έναν από τους πιο αποδοτικούς τρόπους εκτύπωσης σε μη επικαλυμμένα υποστρώματα για εξωτερική χρήση.

Χρησιμοποιείται ευρέως στα γραφικά οχημάτων, όπου τα μελάνια πρέπει να θερμανθούν και να τεντωθούν για να προσαρμοστούν σε δύσκολα σχήματα, όπως τα χερούλια των θυρών. Ωστόσο, το σημαντικότερο μειονέκτημα των μελανιών διαλύτη είναι ότι, παρόλο που οι εκτυπώσεις είναι στεγνές καθώς βγαίνουν από τον εκτυπωτή, πρέπει να παραμείνουν έως και 24 ώρες για να εξατμιστεί πλήρως ο διαλύτης από το μέσο. Αυτό καθυστερεί οποιοδήποτε φινίρισμα, όπως η πλαστικοποίηση.

Μελάνια με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία

Τα μελάνια UV-σκληρυνόμενα έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα που δικαιολογούν την ευρεία δημοτικότητά τους. Αρχικά, στεγνώνουν αμέσως, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να κοπούν ή να τελειώσουν με άλλο τρόπο αμέσως. Τα μελάνια με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία βασίζονται σε φωτοεκκινητές, οι οποίοι παράγουν ελεύθερες ρίζες όταν εκτίθενται σε υπεριώδη ακτινοβολία. Σε αντίθεση με τους άλλους τύπους μελανιών, δεν υπάρχει υγρό φορέα, καθώς αυτό το μελάνι σκληραίνει αντί να στεγνώνει.

Τα κύρια συστατικά των μελανιών με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία είναι μονομερή και ολιγομερή, τα οποία οι ελεύθερες ρίζες αναγκάζουν να διασυνδεθούν μεταξύ τους, μια χημική αντίδραση γνωστή ως φωτοπολυμερισμός. Υπάρχουν δύο επιπλέον πλεονεκτήματα με τα μελάνια με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Σκληραίνουν σε μια σκληρή επιφάνεια που είναι εξαιρετικά ανθεκτική στις επιπτώσεις των γρατζουνιών και των καιρικών συνθηκών. Αυτό είναι ιδανικό για μακροχρόνια σήμανση σε εξωτερικούς χώρους και η διαδικασία φωτοπολυμερισμού συνδέει επίσης τα μελάνια σταθερά σε ένα ευρύ φάσμα υποστρωμάτων, από PVC έως ξύλο.

Υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις, για παράδειγμα λείες επιφάνειες όπως το γυαλί, όπου είναι δύσκολο για τα μελάνια να βρουν ένα κλειδί. Είναι σχετικά απλό να χρησιμοποιήσετε ένα αστάρι για αυτά τα υποστρώματα, ωστόσο πολλοί προμηθευτές μελανιών εργάζονται στην ανάπτυξη μελανιών UV για να ξεπεράσουν αυτόν τον περιορισμό. Τα αρχικά μελάνια με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία σκλήρυναν σε ένα πολύ σκληρό φινίρισμα κατάλληλο για άκαμπτα υλικά, αλλά έχουν αναπτυχθεί πιο εύκαμπτα μελάνια υπεριώδους ακτινοβολίας για εκτυπωτές ρολού.

Τα μελάνια είναι πιο μαλακά, οπότε δεν έχουν το ίδιο επίπεδο αντοχής στις γρατζουνιές και τις καιρικές συνθήκες με τα πιο σκληρά μελάνια. Αλλά φέρνουν όλα τα πλεονεκτήματα των μελανιών UV σε μορφή ρολού και αυξάνουν το φάσμα των εφαρμογών για τις οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα μελάνια UV. Ορισμένα μελάνια είναι ακόμη και αρκετά ελαστικά ώστε να τεντώνονται για γραφικά οχημάτων.

Η Fujifilm προχώρησε ένα βήμα παραπέρα, αναπτύσσοντας μια σειρά μελανιών που μπορούν να θερμοδιαμορφωθούν πάνω σε τρισδιάστατα αντικείμενα για πραγματικά άγριες δυνατότητες. Υπάρχει μια αξιοσημείωτη τάση προς τη χρήση LED για τη σκλήρυνση. Οι περισσότεροι από τους νεότερους εκτυπωτές εισαγωγικού επιπέδου χρησιμοποιούν πλέον αυτή την τεχνολογία, αν και προς το παρόν δεν είναι αρκετά ισχυροί για να συμβαδίσουν με τα μηχανήματα υψηλότερης παραγωγής.

Η σκλήρυνση με LED προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Πρώτον, τα LED διαρκούν συνήθως πάνω από 15.000 έως 20.000 ώρες, ενώ οι λαμπτήρες υδραργύρου ή μεταλλικών αλογονιδίων έχουν μέση διάρκεια ζωής μόλις 1.000 ώρες. Επίσης, οι λυχνίες LED μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν άμεσα, οπότε δεν χάνεται χρόνος περιμένοντας να ανέβουν οι λαμπτήρες σε θερμοκρασία.

Υβριδικά μελάνια

Αρκετοί κατασκευαστές εργάζονται πάνω σε υβριδικά μελάνια, τα οποία προσπαθούν να συνδυάσουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά διαφορετικών μελανιών. Το πιο προφανές παράδειγμα είναι το Solvent UV, το οποίο συνδυάζει ήπιο διαλύτη με μελάνι με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Η Mimaki εισήγαγε το Solvent UV στην αγορά όταν κυκλοφόρησε το JV400SUV. Η Fujifilm έχει επίσης κυκλοφορήσει μια έκδοση αυτού του εκτυπωτή, την οποία ονομάζει Vybrant.

Και οι δύο είναι τετράχρωμοι εκτυπωτές. Τα ίδια τα μελάνια είναι ένα μείγμα μελάνης διαλύτη με βάση το νερό και τεχνολογίες μελάνης UV. Ο Mike Horsten, διευθυντής μάρκετινγκ της Mimaki στην Ευρώπη, εξηγεί: “Το μελάνι διαλύτη θα επιτεθεί στο μέσο και θα σας δώσει την πρόσφυση που χρειάζεστε και το UV θα σας δώσει το χρώμα, τη δύναμη και την ευελιξία που έχει η UV”.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό αυτών των μελανιών είναι ότι η σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία καθυστερεί, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα ένα πολύ πιο γυαλιστερό, ανακλαστικό φινίρισμα με μεγαλύτερη γκάμα χρωμάτων από ό,τι με τα απλά μελάνια με δυνατότητα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία.

Η Colorific έχει επίσης αναπτύξει το δικό της υβρίδιο UV με διαλύτη για το σύστημα Lightbar. Αυτό αποτελείται από ένα Lightbar που μπορεί να τοποθετηθεί εκ των υστέρων σε υπάρχοντες εκτυπωτές διαλύτη για να πραγματοποιήσει τη σκλήρυνση. Τα ίδια τα μελάνια είναι ένα υβρίδιο μεταξύ μελανιών διαλύτη και UV, παρέχοντας το χαμηλότερο κόστος που σχετίζεται με τα μελάνια διαλύτη και το άμεσο στέγνωμα που είναι χαρακτηριστικό των μελανιών UV, με το κύριο σημείο πώλησης να είναι ότι οι εκτυπώσεις μπορούν να πλαστικοποιηθούν ή να τοποθετηθούν αμέσως, καθώς δεν χρειάζεται να περιμένετε να εκπνεύσουν τα μελάνια.

Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχει μεγάλη ποικιλία μελανιών τρίτων κατασκευαστών. Οι περισσότεροι προμηθευτές εκτυπωτών καταβάλλουν σημαντικές προσπάθειες για να δοκιμάσουν τα μελάνια τους με τις κεφαλές εκτύπωσης, ώστε να διασφαλίσουν ότι τα μελάνια δεν υποβαθμίζουν τις κεφαλές.

Ωστόσο, τα μελάνια τρίτων μπορούν να προσφέρουν σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων, με αποτέλεσμα πολλοί χρήστες ευρείας μορφής να μεταπηδούν σε αυτά τα μελάνια μόλις λήξει η εγγύηση του εκτυπωτή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα μελάνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επαναχρησιμοποίηση ενός εκτυπωτή, για παράδειγμα για την προσαρμογή ενός παλιού εκτυπωτή διαλύτη για μελάνια λατέξ ή μελάνια υποβαφής.

Αυτό το άρθρο αποτελεί μέρος του Wild Format Digital Printing Technology Guide (Οδηγός τεχνολογίας ψηφιακής εκτύπωσης άγριου σχήματος), ενός από τα άρθρα μιας σειράς που παράγεται από την Digital Dots με την υποστήριξη των Agfa, Caldera, Durst, EFI, Esko και Fujifilm.