Simon Eccles analizuje właściwości atramentów eko-solwentowych i korzyści, jakie przynoszą one dostawcom usług druku i środowisku naturalnemu.

Lekkie atramenty rozpuszczalnikowe do drukarek atramentowych, często nazywane ekorozpuszczalnikami, pojawiły się na początku XXI wieku do ogólnych zastosowań związanych z oznakowaniem. Zostały one opracowane w odpowiedzi na zapotrzebowanie branży na atramenty bardziej przyjazne dla operatora i klienta niż oryginalne „mocne” lub „agresywne” atramenty rozpuszczalnikowe.

Silne rozpuszczalniki mają wysoką zawartość LZO (lotnych związków organicznych), które często wymagają wymuszonej wentylacji i ekstrakcji w celu ochrony operatorów drukarek, a wiele z nich zachowuje charakterystyczny, utrzymujący się zapach, co sprawia, że nie nadają się do użytku w pomieszczeniach, gdzie jest on wyczuwalny.

Z drugiej strony, silne rozpuszczalniki są stosunkowo tanie i bardzo skuteczne, zwłaszcza w przypadku oznakowania zewnętrznego, grafiki pojazdów itp., gdzie mają długą żywotność, zwykle wynoszącą pięć lat lub więcej. Powodują one częściowe rozpuszczenie i zmiękczenie plastikowych nośników, co pomaga barwnikom pigmentowym trwale „wgryźć się” w powierzchnię.

Z kolei atramenty ekosolwentowe charakteryzują się stosunkowo niską zawartością LZO i mogą być stosowane nawet w środowiskach studyjnych i biurowych, o ile zapewniona jest odpowiednia wentylacja. Mają one niewielki zapach, dzięki czemu mogą być używane z grafiką i oznakowaniem wewnątrz pomieszczeń. Nie atakują dysz atramentowych i komponentów tak agresywnie jak silne rozpuszczalniki, więc nie wymagają tak ciągłego czyszczenia – często podaje się jeden lub dwa razy w tygodniu. Wymagają więcej ciepła do wyschnięcia niż silne rozpuszczalniki, co ma wpływ na niektóre media – generalnie trzeba użyć grubszego, a więc droższego winylu, aby wytrzymać ciepło niż w przypadku silnego atramentu rozpuszczalnikowego.

Atramenty te również zmiękczają plastikowe nośniki i wiążą się z nimi, choć w nieco mniejszym stopniu niż silne rozpuszczalniki. Oznacza to, że ich odporność na warunki atmosferyczne, promieniowanie UV i zarysowania nie jest tak dobra. Podczas gdy ekorozpuszczalniki są szeroko stosowane do pracy na zewnątrz, to zwykle do zastosowań, które muszą trwać tylko rok lub dwa lata.

Są one szeroko stosowane w atramentach wielkoformatowych od poziomu podstawowego do średniej ceny, chociaż górny, „przemysłowy” koniec rynku nadal ma tendencję do używania silnych rozpuszczalników do tego samego rodzaju zastosowań. Atramenty ekosolwentowe są droższe od silnych rozpuszczalników, co jest szczególnie ważne dla użytkowników drukujących duże ilości.

W ciągu ostatnich dziesięciu lat producenci stopniowo ulepszali swoje ekorozpuszczalniki. Na przykład firma Sun Chemical wprowadziła kilka lat temu zupełnie nową „platformę” chemiczną dla swoich atramentów wielkoformatowych, mówi Tony Cox, kierownik biznesowy w globalnym zakładzie produkcji atramentów Sun Chemical w Midsomer Norton w Wielkiej Brytanii. „Zaczęliśmy od zera z surowcami i zastanawialiśmy się, jak najlepiej osiągnąć pożądane rezultaty przy użyciu dostępnej obecnie wiedzy” – stwierdza. „Jest to podstawowa technologia, której możemy używać w różnych technologiach drukarek i typach głowic drukujących, do różnych zastosowań”.

Nowe wkłady atramentowe ESL 2 firmy Sun są przeznaczone do drukarek Roland Pro 4.

Wszystkie szerokoformatowe atramenty solwentowe Sun są sprzedawane pod marką Streamline jako zamienniki oryginalnych atramentów producenta: na przykład niedawno wprowadzone atramenty Streamline ESL 2 są przeznaczone do stosowania jako zamienniki standardowych atramentów Roland Eco-Sol Max w VersaCamm i podobnych drukarkach. „Wprowadziliśmy pierwszy atrament eko-solwentowy z tą technologią jakieś dwa lata temu” – mówi Cox. „Jesteśmy już na trzeciej generacji nowej technologii, a wcześniej mieliśmy może cztery generacje poprzednich rozpuszczalników ekologicznych w ciągu około sześciu lat. Atramenty są teraz bardzo solidne, działają dobrze, są bardzo wytrzymałe, zapewniają dobrą stabilność głowicy, mają dobre właściwości powłoki – twarde, elastyczne, trwałe – technologia ekorozpuszczalników jest obecnie naprawdę bardzo dobra”.

Pod koniec września 2015 roku Roland DG ogłosił wprowadzenie Eco-Sol Max 3, nowej generacji atramentów, które będą standardowo dostarczane z nowymi drukarkami eko solwentowymi, a także będą dostępne jako aktualizacja dla niektórych zainstalowanych drukarek, zarówno obecnych, jak i „starszych” modeli. Według Roland DG, nowy atrament „zapewnia krótszy czas schnięcia, większą pojemność wkładów, niższą cenę za sztukę atramentu i ogólną poprawę wydajności”.

Czym w ogóle jest „eko”?

Część nazwy „eco” była przez lata kwestionowana. Początkowo sugerowano, że jest to skrót od „ekologiczny”, ponieważ niższa zawartość LZO musi być korzystna dla środowiska. Kiedy inni producenci atramentów zaczęli wskazywać, że rozpuszczalniki ekologiczne nie są szczególnie ekologiczne, niektórzy producenci twierdzili, że w rzeczywistości oznacza to „ekonomiczny”. Co do tego też można się spierać. Prościej byłoby po prostu nazwać je lekkimi lub łagodnymi atramentami rozpuszczalnikowymi, ale termin eko utknął.

Ponad dziesięć lat temu Tony Martin, ówczesny prezes brytyjskiego producenta atramentów Lyson, zwrócił uwagę, że silne rozpuszczalniki niekoniecznie są niebezpieczne, ale łagodne rozpuszczalniki czasami są: „Na przykład eter monometylowy glikolu dipropylenowego jest powszechnie stosowanym materiałem w wielu atramentach o łagodnym zapachu z limitem ekspozycji ustalonym przez amerykańską agencję bezpieczeństwa i higieny pracy na poziomie 100 części na milion w miejscu pracy” – powiedział. „Porównajmy to z niektórymi mleczanami stosowanymi przez producentów farb agresywnych, które w rzeczywistości są dodatkami do żywności, są łatwo metabolizowane i nie mają ustalonych limitów ekspozycji”.

Wczesne atramenty silnie rozpuszczalnikowe wykorzystywały cykloheksanon, jak wspomina Holdon, kierownik ds. rozwoju biznesu w Colorific: „Ten atrament przyklejał się do wszystkiego i bardzo szybko wysychał” – mówi – „ale cykloheksanon jest obecnie ograniczony w użyciu i nie jest już stosowany w żadnych atramentach wielkoformatowych”.

Nie oznacza to, że rozpuszczalniki ekologiczne są niebezpieczne. Na przykład atramenty Roland DG Eco-Sol Max 2 i nowy Eco-Sol Max 3 posiadają certyfikaty Greenguard Gold oznaczające niską emisję chemikaliów, które są bezpieczne do użytku w pomieszczeniach, takich jak szkoły i szpitale.

Według Holdoma: „Ewolucja eko solwentu zmienia się teraz wraz z ogólnoświatowymi przepisami. Rozwój atramentów pomaga maszynom pracować szybciej, szybciej i zapewniać lepszą jakość oraz dłuższą trwałość. Jednak wyzwaniem dla wszystkich chemików jest stworzenie produktów równie dobrych, ale przy użyciu mniejszej ilości szkodliwych rozpuszczalników, biodegradowalnych i usuwających zawartość niklu – szczególnie występującego w żółtych pigmentach – a także o bardzo niskiej zawartości LZO”.

Hybrydy rozpuszczalnik-UV

Stosunkowo nową odmianą ekologicznych atramentów rozpuszczalnikowych są hybrydowe atramenty rozpuszczalnikowe-UV, sprzedawane przez Fujifilm, Mimaki i Colorific/Lightbar. Wykorzystują one niewielką ilość rozpuszczalnika dodanego do atramentów UV, z wieloma zaletami obu (zobacz nasz poprzedni artykuł, tutaj: www.fespa.com/news/features/solvent-uv-ink-what-is-it-and-when-should-it-be-used.html.

Według Mike’a Horstena, dyrektora generalnego Mimaki ds. marketingu w Europie: „Ta nowa technologia łączy w sobie to, co najlepsze z obu światów. Strona z atramentem rozpuszczalnikowym zapewnia bardzo dobrą przyczepność do winylu, a część z atramentem UV zapewnia połysk i kolorowe wykończenie. Ten rodzaj atramentu UV jest również elastyczny, dzięki czemu można z nim naprawdę pracować z rolki. Kolejną zaletą jest to, że nie trzeba czekać przed rozpoczęciem pracy. Można go laminować bez czekania.

„Zaletą tej technologii atramentu jest to, że jest wystarczająco dużo czasu, aby cząsteczki pigmentu wewnątrz atramentu opadły i ułożyły się na podłożu, nadając mu bardzo płaską powierzchnię, zapewniając w ten sposób doskonałą odporność na zarysowania, a także najlepsze odzwierciedlenie najszerszej gamy kolorów, jaką można sobie wyobrazić”. ”

Alternatywy

Jednym z największych konkurentów dla atramentów ekorozpuszczalnikowych jest atrament lateksowy, który jest w zasadzie aktywowanym termicznie polimerem rozproszonym w wodzie. Są one promowane jako „bardziej ekologiczne” niż atramenty rozpuszczalnikowe, ponieważ nie zawierają rozpuszczalników organicznych, choć kontrargumentem jest to, że wymagają znacznie więcej ciepła, aby usunąć wodę, a to zużywa energię elektryczną. W przeciwieństwie do rozpuszczalników i UV, nie ma LZO ani HAPS, więc atramenty te są odpowiednie nawet we wrażliwych środowiskach wewnętrznych, takich jak okładziny ścienne w szkołach i szpitalach.

Firma HP po raz pierwszy wprowadziła na rynek tusze lateksowe (nazwa, którą sama wybrała) w 2008 r., a jej tusze są obecnie w trzeciej generacji, która została znacznie ulepszona. Ich żywotność na zewnątrz jest uważana za równoważną z atramentami eko-rozpuszczalnikowymi, a zastosowanie płynu gruntującego pomaga atramentom przylegać do nośnika przy niższym zapotrzebowaniu na ciepło i energię niż wcześniej. Firma Mimaki opracowała zasadniczo podobny atrament, który również nazywa Latex i którego używa w modelach JV400 LX. Ricoh używa tego samego atramentu w swoich blisko spokrewnionych modelach Pro L4100.

Atramenty UV pokrywają się zarówno z silnymi, jak i ekologicznymi atramentami rozpuszczalnikowymi do niektórych zastosowań na materiałach elastycznych – atrakcją jest możliwość pracy z praktycznie każdym nośnikiem, z natychmiastowym utwardzaniem i bez odgazowywania. Jednak drukarki UV i atramenty są zawsze znacznie droższe niż ekorozpuszczalniki o tej samej wielkości i wydajności. Najnowsza generacja lamp LED do utwardzania atramentów UV działa znacznie chłodniej niż konwencjonalne lampy UV lub grzejniki w drukarkach solwentowych, więc nie ma większego problemu z nośnikami wrażliwymi na ciepło lub cienkimi.

Wnioski

Obecnie ekorozpuszczalniki są tylko jednym z coraz większej liczby „rozwiązań” atramentowych (w obu znaczeniach tego słowa) dostępnych dla drukarek wielkoformatowych. Chociaż w żadnym wypadku nie zastąpiły one silnych rozpuszczalników, ich łatwość obsługi, wszechstronność i niski koszt początkowy sprawiają, że są idealnym wyborem dla początkujących. Rzeczywiście, dla wielu drukarzy wielkoformatowych eko solwent może być jedynym systemem, jakiego kiedykolwiek będą potrzebować.