Mentre gli inchiostri eco-solventi continuano la loro evoluzione, Simon Eccles ne esamina le qualità e i vantaggi per i fornitori di servizi di stampa e per l’ambiente.

Gli inchiostri a solvente leggero per inkjet, spesso chiamati eco-solventi, sono emersi all’inizio degli anni 2000 per lavori di segnaletica generici. Sono stati sviluppati in risposta alla richiesta del settore di inchiostri più facili da usare per l’operatore e per il cliente rispetto agli originali inchiostri a solvente “forti” o “aggressivi”.

I solventi forti hanno un alto contenuto di VOC (composti organici volatili) che spesso richiedono una ventilazione forzata e un’estrazione per proteggere gli operatori della stampante; inoltre, molti di essi mantengono un odore caratteristico e persistente che li rende inadatti all’uso in ambienti chiusi, dove è percepibile.

D’altra parte, i solventi forti hanno un costo relativamente basso e sono molto efficaci, soprattutto per la cartellonistica esterna, la grafica dei veicoli e così via, dove hanno una lunga durata, in genere di cinque anni o più. Hanno l’effetto di sciogliere parzialmente e ammorbidire i supporti plastici, aiutando i pigmenti coloranti a “mordere” in modo permanente la superficie.

Gli inchiostri eco solventi, invece, hanno un contenuto di VOC relativamente basso e sono utilizzabili anche in ambienti di studio e ufficio, a patto che ci sia una ventilazione adeguata. Hanno un odore ridotto e quindi possono essere utilizzati per la grafica e la segnaletica in ambienti interni. Non attaccano gli ugelli e i componenti della stampante a getto d’inchiostro in modo aggressivo come i solventi forti, quindi non necessitano di una pulizia costante – spesso si parla di una o due volte a settimana. Richiedono più calore per l’asciugatura rispetto ai solventi forti, il che influisce su alcuni supporti: in genere è necessario utilizzare un vinile più spesso e quindi più costoso per resistere al calore rispetto a un inchiostro a solvente forte.

Questi inchiostri ammorbidiscono anche i supporti in plastica e si legano ad essi, anche se in misura minore rispetto ai solventi forti. Ciò significa che la loro resistenza agli agenti atmosferici, ai raggi UV e ai graffi non è altrettanto buona. Sebbene gli eco-solventi siano ampiamente utilizzati per i lavori all’aperto, tendono ad essere utilizzati per applicazioni che devono durare solo uno o due anni.

Sono molto diffusi nelle stampanti inkjet di grande formato, da quelle entry level a quelle di medio prezzo, anche se la fascia alta del mercato “industriale” tende ancora a utilizzare solventi forti per lo stesso tipo di applicazioni. Gli inchiostri eco-solventi sono più costosi dei solventi forti, il che è particolarmente importante per gli utilizzatori di grandi volumi.

Negli ultimi dieci anni i produttori hanno progressivamente migliorato i loro eco-solventi. Ad esempio, Sun Chemical ha introdotto una chimica “piattaforma” completamente nuova per i suoi inchiostri per il grande formato un paio di anni fa, afferma Tony Cox, business manager dello stabilimento di produzione globale di Sun Chemical a Midsomer Norton, nel Regno Unito. “Siamo partiti da zero con le materie prime e abbiamo studiato il modo migliore per ottenere i risultati che volevamo con le conoscenze disponibili oggi”, afferma. “Si tratta di una tecnologia di base che possiamo utilizzare per diverse tecnologie di stampa e tipi di testine, per varie applicazioni”.

Le nuove cartucce d’inchiostro Streamline ESL 2 di Sun sono destinate alle stampanti Roland Pro 4.

Tutti gli inchiostri a solvente per il grande formato di Sun sono venduti con il marchio Streamline come sostituti di terze parti per gli inchiostri del produttore originale: ad esempio, gli inchiostri Streamline ESL 2, introdotti di recente, sono progettati per essere utilizzati come sostituti degli inchiostri Eco-Sol Max standard di Roland nelle stampanti VersaCamm e simili. “Abbiamo introdotto il primo inchiostro eco-solvente con questa tecnologia circa due anni fa”, afferma Cox. “Siamo già alla terza generazione di questa nuova tecnologia, mentre prima abbiamo avuto circa quattro generazioni di eco-solventi precedenti nell’arco di sei anni. Gli inchiostri ora sono molto robusti, funzionano bene, sono molto robusti, consentono una buona stabilità della testa, hanno buone proprietà della pellicola – resistente, flessibile, durevole – la tecnologia eco solvente oggi è davvero molto buona”.

Alla fine di settembre 2015 è stato annunciato l’Eco-Sol Max 3 di Roland DG, una nuova generazione di inchiostri che verrà fornita di serie con le nuove stampanti eco solventi e sarà disponibile anche come aggiornamento per alcune stampanti installate, siano esse attuali o “legacy”. Secondo Roland DG, il nuovo inchiostro “offre tempi di asciugatura più rapidi, cartucce di maggiore capacità, un prezzo inferiore per cc di inchiostro e un miglioramento generale delle prestazioni”.

Che cos’è l'”eco”?

La parte “eco” del nome è stata messa in discussione nel corso degli anni. In origine si pensava che fosse l’abbreviazione di “ecologico”, in quanto la riduzione dei VOC doveva essere una cosa positiva per l’ambiente. Quando altri produttori di inchiostri hanno iniziato a sottolineare che i solventi eco non erano particolarmente ecologici, alcuni produttori hanno affermato che in realtà significava “economico”. Anche su questo si potrebbe discutere. Sarebbe più semplice chiamarli semplicemente inchiostri con solventi leggeri o lievi, ma il termine eco è rimasto.

Più di dieci anni fa Tony Martin, all’epoca presidente del produttore di inchiostri britannico Lyson, sottolineò che i solventi forti non sono necessariamente pericolosi, ma quelli blandi a volte lo sono: “Per esempio, il dipropilenglicole monometil etere è un materiale comunemente usato in molti inchiostri a solvente leggero a basso odore, con un limite di esposizione fissato dall’agenzia statunitense per la sicurezza e la salute sul lavoro a 100 parti per milione”, ha affermato. “Se lo paragoniamo ad alcuni lattati utilizzati dai produttori di inchiostri aggressivi, si tratta in realtà di additivi alimentari, facilmente metabolizzabili e senza limiti di esposizione”.

I primi inchiostri a solvente forte utilizzavano il cicloesanone, come ricorda Holdon, responsabile dello sviluppo commerciale di Colorific: “Questo inchiostro si attaccava a qualsiasi cosa e si asciugava molto rapidamente”, afferma, “ma il cicloesanone è ora limitato nel suo uso e non viene più utilizzato in nessun prodotto di inchiostro per il grande formato”.

Questo non significa che i solventi ecologici siano pericolosi. Ad esempio, gli inchiostri Eco-Sol Max 2 e il nuovo Eco-Sol Max 3 di Roland DG hanno entrambi il certificato Greenguard Gold, che indica basse emissioni chimiche, sicure per l’uso in ambienti chiusi come scuole e ospedali.

Secondo Holdom: “L’evoluzione dell’eco-solvente sta cambiando con la legislazione mondiale. Lo sviluppo degli inchiostri sta aiutando le macchine ad andare più veloci, a garantire una migliore qualità e una maggiore durata. Tuttavia, la sfida per tutti i chimici consiste nel rendere i prodotti altrettanto validi, ma utilizzando meno solventi nocivi, diventando biodegradabili ed eliminando il contenuto di nichel, particolarmente presente nei pigmenti gialli, oltre ad avere VOC molto bassi”.

Ibridi solvente-UV

Una variante relativamente nuova degli inchiostri eco-solventi sono gli inchiostri ibridi solvente-UV, venduti da Fujifilm, Mimaki e Colorific/Lightbar. Questi inchiostri utilizzano una piccola quantità di solvente aggiunto agli inchiostri UV, con molti dei vantaggi di entrambi (vedi il nostro precedente articolo, qui: www.fespa.com/news/features/solvent-uv-ink-what-is-it-and-when-should-it-be-used.html).

Secondo Mike Horsten, direttore generale europeo del marketing di Mimaki: “Questa nuova tecnologia combina il meglio di entrambi i mondi. Il lato dell’inchiostro a solvente offre un’ottima adesione sul vinile, mentre la parte dell’inchiostro UV permette di ottenere una finitura lucida e colorata. Questo tipo di componente dell’inchiostro UV è anche flessibile, per cui si può lavorare in rotolo. L’altro vantaggio è che non devi aspettare prima di iniziare a lavorarci. Puoi laminarlo senza aspettare.

Il vantaggio di questa tecnologia d’inchiostro è che le particelle di pigmento all’interno dell’inchiostro hanno il tempo sufficiente per cadere e depositarsi sul substrato, ottenendo una superficie molto piatta e quindi una grande resistenza ai graffi, oltre a riflettere al meglio la più ampia gamma di colori che si possa immaginare”. ”

Alternative

Uno dei maggiori concorrenti degli inchiostri eco-solventi è l’inchiostro al lattice, che consiste in polimeri attivati dal calore e dispersi in acqua. Vengono promossi come “più ecologici” rispetto agli inchiostri eco-solventi in quanto non contengono solventi organici, anche se la controargomentazione è che richiedono molto più calore per eliminare l’acqua e questo consuma elettricità. A differenza dei solventi e degli UV, non contengono VOC o HAPS, quindi questi inchiostri sono adatti anche per ambienti interni sensibili, come i rivestimenti murali di scuole e ospedali.

HP è stata la prima ad arrivare sul mercato con il latex (nome che ha scelto) nel 2008 e i suoi inchiostri sono ora alla terza generazione, molto migliorata. Si ritiene che la loro durata all’esterno sia equivalente a quella degli inchiostri eco solventi e che l’adozione di un fluido di adescamento aiuti gli inchiostri ad aderire ai supporti con una minore richiesta di calore ed energia rispetto al passato. Mimaki ha sviluppato un inchiostro simile, chiamato Latex, che utilizza nei modelli JV400 LX. Ricoh utilizza lo stesso inchiostro nei suoi modelli Pro L4100, strettamente correlati.

Gli inchiostri UV si sovrappongono a quelli a solvente forte ed ecologico per alcune applicazioni su materiali flessibili: l’attrattiva è la possibilità di lavorare praticamente con qualsiasi supporto, con una polimerizzazione istantanea e senza degassamento. Tuttavia, le stampanti e gli inchiostri UV sono sempre molto più costosi degli eco solventi di pari dimensioni e produttività. Le lampade a LED di ultima generazione per la polimerizzazione degli inchiostri UV funzionano in modo molto più freddo rispetto alle lampade UV convenzionali o ai riscaldatori delle stampanti a solvente, quindi non ci sono problemi con i supporti sensibili al calore o sottili.

Conclusione

Oggi gli eco-solventi sono solo una delle sempre più numerose “soluzioni” di inchiostro (in entrambi i sensi del termine) disponibili per gli stampatori di grande formato. Sebbene non abbiano affatto sostituito i solventi forti, la loro facilità d’uso, la versatilità e il basso costo d’ingresso li rendono la scelta ideale per i principianti. Infatti, per molti stampatori di grande formato l’eco solvente potrebbe essere l’unico sistema di cui avranno bisogno.