I takt med att ekologiska lösningsmedelsfärger fortsätter att utvecklas undersöker Simon Eccles deras egenskaper och fördelar för tryckerier och miljön.

Bläck med lätta lösningsmedel för bläckstråleskrivare, ofta kallade eco solvents, började användas i början av 2000-talet för allmänna skyltar. De utvecklades som svar på en efterfrågan från branschen på mer användar- och kundvänliga bläck än de ursprungliga ”starka” eller ”aggressiva” lösningsmedelsbläcken.

Starka lösningsmedel har ett högt innehåll av VOC (flyktiga organiska föreningar) som ofta kräver forcerad ventilation och utsug för att skydda skrivaroperatörerna, och många av dem har en distinkt kvardröjande lukt som gör att de inte lämpar sig för inomhusbruk där den är märkbar.

Å andra sidan är starka lösningsmedel relativt billiga och mycket effektiva, särskilt för utomhusskyltning, fordonsgrafik och så vidare, där de har en lång livslängd, vanligtvis fem år eller mer. De har effekten att delvis lösa upp och mjuka upp plastmedia, vilket hjälper pigmentfärgämnena att ”bita” permanent i ytan.

Eco solvent-bläck har däremot ett relativt lågt VOC-innehåll och kan till och med användas i studio- och kontorsmiljöer så länge det finns tillräcklig ventilation. De luktar lite och kan därför användas för grafik och skyltning inomhus. De angriper inte bläckstrålemunstycken och komponenter lika aggressivt som starka lösningsmedel, så de behöver inte rengöras lika ofta – en eller två gånger i veckan anges ofta. De kräver mer värme för att torka än starka lösningsmedel, vilket påverkar vissa medier – i allmänhet måste du använda en tjockare och därmed dyrare vinyl för att motstå värmen än vad du skulle göra med ett starkt lösningsmedelsbläck.

Dessa bläck mjukar också upp plastmediet och binder till det, dock något mindre än starka lösningsmedel. Detta innebär att deras väder-, UV- och reptålighet inte är lika bra. Även om eco solvents används i stor utsträckning för utomhusbruk, brukar det vara för applikationer som bara behöver hålla i ett eller två år.

De används i stor utsträckning i bredformatsbläckstråleskrivare i mellanprissegmentet, även om den övre, ”industriella” delen av marknaden fortfarande har en tendens att använda starka lösningsmedel för samma typ av applikationer. Eco solvent-färger är dyrare än starka solventfärger, vilket är särskilt viktigt för användare med stora volymer.

Tillverkarna har successivt förbättrat sina ekologiska lösningsmedel under de senaste tio åren. Till exempel introducerade Sun Chemical en helt ny ”plattformskemi” för sina storformatsbläck för ett par år sedan, säger Tony Cox, affärschef vid Sun Chemicals globala anläggning för tillverkning av bläckstråleskrivare i Midsomer Norton, Storbritannien. ”Vi började från grunden med råmaterial och tittade på hur vi bäst skulle kunna uppnå de resultat vi ville ha med den kunskap som finns tillgänglig idag”, säger han. ”Det här är en grundteknik som vi kan använda för olika skrivartekniker och skrivhuvudtyper, för olika tillämpningar.”

Suns Streamline nya ESL 2 bläckpatroner är avsedda för skrivare i Roland Pro 4-serien.

Alla Suns lösningsmedelsbläck för storformat säljs under varumärket Streamline som ersättning för originalbläck från tredje part: till exempel är det nyligen lanserade Streamline ESL 2-bläcket avsett att ersätta Rolands standardbläck Eco-Sol Max i VersaCamm och liknande skrivare. ”Vi introducerade det första eco solvent-bläcket med denna teknik för ungefär två år sedan”, säger Cox. ”Vi är redan inne på vår tredje generation av den nya tekniken, och innan dess hade vi kanske fyra generationer av de tidigare eco-solventen under cirka sex år. Bläcken är mycket robusta nu, de fungerar bra, de är mycket robusta, de ger bra huvudstabilitet, de har bra filmegenskaper – tuffa, flexibla, hållbara – eco solvent-tekniken är verkligen mycket bra nuförtiden.”

I slutet av september 2015 presenterades Roland DG:s Eco-Sol Max 3, en ny generation av bläck som kommer att levereras som standard med de nya eco solvent-skrivarna och även finnas tillgänglig som uppdatering för vissa installerade skrivare, både befintliga och ”äldre” modeller. Enligt Roland DG ger det nya bläcket ”snabbare torktider, patroner med större kapacitet, ett lägre pris per cc bläck och en övergripande prestandaförbättring”.

Vad är egentligen ”eco”?

”Eco”-delen av namnet har ifrågasatts genom åren. Ursprungligen trodde man att det var en förkortning av ”ekologisk”, eftersom lägre VOC-halter måste vara bra ur miljösynpunkt. När andra bläcktillverkare började påpeka att ekologiska lösningsmedel inte var särskilt miljövänliga, hävdade vissa tillverkare att det egentligen betyder ”ekonomiskt”. Det kan man också argumentera för. Det skulle vara enklare att bara kalla dem bläck med lätta eller milda lösningsmedel, men eco-termen har fastnat.

För mer än tio år sedan påpekade Tony Martin, dåvarande VD för den brittiska bläcktillverkaren Lyson, att starka lösningsmedel inte nödvändigtvis är farliga, men att milda lösningsmedel ibland är det: ”Dipropylenglykolmonometyleter är t.ex. ett vanligt förekommande material i många färger med låg lukt och milda lösningsmedel, och exponeringsgränsen har fastställts till 100 miljondelar på arbetsplatsen av US Occupational Safety and Health Agency”, säger han. ”Jämför detta med vissa av de laktater som används av tillverkare av aggressiva bläck, som faktiskt är livsmedelstillsatser, lätt metaboliseras och inte har några fastställda gränsvärden för exponering.”

Tidiga starka lösningsmedelsbläck använde cyklohexanon, som Colorifics affärsutvecklingschef Holdon minns: ”Det här bläcket fastnade på allt och torkade mycket snabbt”, säger han, ”men användningen av cyklohexanon är nu begränsad och används inte längre i några bläckprodukter för storformat.”

Därmed inte sagt att ekologiska lösningsmedel är farliga. Till exempel har Roland DG:s Eco-Sol Max 2 och nya Eco-Sol Max 3 båda Greenguard Gold-certifikat som innebär låga kemiska utsläpp som är säkra för inomhusbruk på platser som skolor och sjukhus.

Enligt Holdom: ”Utvecklingen av ekologiska lösningsmedel förändras nu i takt med den globala lagstiftningen. Utvecklingen av bläck gör att maskinerna går snabbare, snabbare och ger bättre kvalitet och längre hållbarhet. Utmaningen för alla kemister är dock att göra produkterna lika bra men med färre otäcka lösningsmedel, att göra dem biologiskt nedbrytbara, att ta bort nickelinnehållet – som framför allt finns i gula pigment – samt att ha mycket låga VOC-halter.”

Lösningsmedel-UV-hybrider

En relativt ny variant av eco solvent bläck är hybrid solvent-UV bläck, som säljs av Fujifilm, Mimaki och Colorific/Lightbar. Dessa använder en liten mängd lösningsmedel som läggs till UV-bläck, med många av fördelarna med båda (se vår tidigare berättelse, här: www.fespa.com/news/features/solvent-uv-ink-what-is-it-and-when-should-it-be-used.html.

Enligt Mimakis europeiska marknadschef Mike Horsten: ”Den här nya tekniken kombinerar det bästa av två världar. Lösningsmedelsfärgen ger en mycket god vidhäftning på vinyl och UV-färgdelen ger en glansig och färgstark finish. Den här typen av UV-bläckkomponent är också flexibel så att man verkligen kan arbeta med den från en rulle. Den andra fördelen är att du inte behöver vänta innan du börjar arbeta med den. Du kan laminera den utan att vänta.

”Fördelen med den här bläcktekniken är att det finns tillräckligt med tid för pigmentpartiklarna i bläcket att falla och lägga sig på substratet, vilket ger en mycket plan yta och därmed ett bra reptålighet och även den bästa reflektionen av den bredaste färgskala du kan tänka dig. ”

Alternativa lösningar

En av de största konkurrenterna till eco solvent-bläck är latexbläck, som i princip är värmeaktiverade polymerer dispergerade i vatten. De marknadsförs som ”grönare” än eco solvent-bläck eftersom de inte innehåller några organiska lösningsmedel, men ett motargument är att de kräver väldigt mycket mer värme för att driva bort vattnet, och det förbrukar el. Till skillnad från solvent och UV finns det inga VOC eller HAPS så dessa färger är lämpliga även i känsliga inomhusmiljöer som väggbeklädnader i skolor och sjukhus.

HP var först ut på marknaden med latex (ett namn som företaget självt valde) 2008 och dess bläck är nu inne på sin tredje generation, som är mycket förbättrad. Bläckens livslängd utomhus bedöms vara likvärdig med bläck med ekologiska lösningsmedel och tack vare att man använder en primervätska kan bläcket fästa på mediet med lägre värme- och energibehov än tidigare. Mimaki har utvecklat ett i stort sett liknande bläck som de också kallar Latex, som de använder i JV400 LX-modellerna. Ricoh använder samma bläck i sina närbesläktade Pro L4100-modeller.

UV-färger överlappar både starka och ekologiska lösningsmedelsfärger för vissa applikationer på flexibla material – attraktionen är möjligheten att arbeta med praktiskt taget alla medier, med omedelbar härdning och ingen avgasning. UV-skrivare och UV-färger är dock alltid mycket dyrare än lösningsmedelsbaserade färger av samma storlek och kapacitet. Den senaste generationen LED-härdningslampor för UV-bläck är mycket svalare än konventionella UV-lampor eller värmare i lösningsmedelsskrivare, så det är inga större problem med värmekänsliga eller tunna medier.

Slutsats

Idag är ekologiska lösningsmedel bara en av allt fler ”lösningar” (i ordets båda betydelser) som finns tillgängliga för storformatsskrivare. Även om de inte på något sätt har ersatt starka lösningsmedel, gör deras användarvänlighet, mångsidighet och låga startkostnad dem till det perfekta valet för nybörjare. För många storformatsskrivare kan eco solvent vara det enda system de någonsin kommer att behöva.