Το μελάνι με βάση τον διαλύτη αναφέρεται σε ένα σύστημα μελανιού που χρησιμοποιεί οργανικούς διαλύτες ή πολυμερή με βάση τον διαλύτη ως φορέα για να διασκορπίσει χρωστικές ή βαφές, σχηματίζοντας ένα μίγμα μελάνης. Αυτά τα μελάνια προσφέρουν υψηλή ανθεκτικότητα στην ποιότητα της εικόνας και σχετικά χαμηλό κόστος πρώτων υλών. Ωστόσο, η εξάτμιση των διαλυτών μπορεί να οδηγήσει σε περιβαλλοντική ρύπανση και τα μελάνια που βασίζονται σε διαλύτες εξακολουθούν να βρίσκονται σε φάση ταχείας ανάπτυξης. Σε απάντηση στις περιβαλλοντικές ανησυχίες, έχει εισαχθεί ένας νέος τύπος μελανιού, γνωστός ως μελάνι Eco-Solvent (μελάνι χαμηλής διαλύματος). Αυτό το μελάνι προκαλεί λιγότερη περιβαλλοντική βλάβη και θεωρείται η μελλοντική κατεύθυνση των μελανιών που βασίζονται σε διαλύτες.
Κατηγορίες μελάνης με βάση την τεχνολογία εκτύπωσης:
Τα μελάνια InkJet κατηγοριοποιούνται με βάση τη βάση τους μελάνης, η οποία περιλαμβάνει μελάνια με βάση το νερό, μελάνια με βάση διαλύτες και μελάνια UV. Τα μελάνια που βασίζονται σε διαλύτες χρησιμοποιούν μη διαλυτές διαλύτες ως κύριο συστατικό για τη διάλυση των χρωστικών ουσιών, οι οποίες μπορούν είτε να είναι χρωστικές είτε χρωστικές. Η σύνθεση των μελανιών που βασίζονται σε διαλύτες περιλαμβάνει συνήθως χρωστικά, διαλύτες, επιφανειοδραστικές ουσίες, ενυδατικές κρέμες, ρυθμιστές ρΗ, παράγοντες ξήρανσης, χηλικούς ιόντων μετάλλων, συντηρητικά και άλλα πρόσθετα. Παρακάτω είναι μια σύντομη εισαγωγή στα βασικά συστατικά: χρωματικά και διαλύτες.
1. Χρώματα
Τα κοινά χρωματικά για μελάνια inkjet περιλαμβάνουν χρωστικές και χρωστικές ουσίες. Η ποσότητα του χρώματος συνήθως αποτελεί {{0}} 5% έως 10% του συνολικού όγκου μελανιού, με το καταλληλότερο εύρος να είναι μεταξύ 0,5% και 5%. Και οι δύο χρωστικές και χρωστικές μπορεί να είναι μη ιοντικές, κατιονικές, ανιονικές ή μείγματα αυτών. Χημικά, οι βαφές υπάρχουν ως μεμονωμένα μόρια στο μελάνι, ενώ οι χρωστικές αποτελούνται από συσσωματώματα μορίων χρωστικών.
Η χρήση χρωστικών ως χρωστικών προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως ευκολία προετοιμασίας, χαμηλού κόστους, ζωντανά χρώματα, γκάμα πλήρους χρώματος και μειωμένο κίνδυνο να φράξει τα ακροφύσια. Τα μελάνια με βάση τη βαφή συνήθως αποδίδουν καλύτερα στην αναπαραγωγή χρώματος και μπορούν να επιτύχουν μια ποιότητα εκτύπωσης συγκρίσιμη με τη φωτογραφία άλατος αργύρου σε υποστρώματα υψηλής ποιότητας. Ωστόσο, τα μελάνια με βάση τη βαφή έχουν κακή σταθερότητα, ιδιαίτερα όσον αφορά την ελαφρότητα, τη σταθερότητα αποθήκευσης, την αντοχή στο νερό και την αντι-οξείδωση. Τα μεμονωμένα μόρια χρωστικής είναι χημικά ασταθής υπό έκθεση σε φως, υγρασία και οξυγόνο, οδηγώντας σε ξεθώριασμα χρώματος. Επιπλέον, τα μελάνια βαφής είναι συχνά πολύ επιλεκτικά για το μέσο εκτύπωσης και μπορεί να απαιτούν εξειδικευμένα υποστρώματα. Σε κανονικό χαρτί φωτοαντιγραφικών, το οποίο είναι κατασκευασμένο από συνυφασμένες ίνες χαρτιού γεμάτες με ζελατινώδη ουσία, τα μελάνια βαφής τείνουν να εξαπλώνονται κατά μήκος των ινών και να προκαλέσουν θόλωση, γεγονός που επηρεάζει σοβαρά την ποιότητα της εκτύπωσης.
Τα μελάνια που βασίζονται σε χρωστικές, που αναπτύσσονται για την αντιμετώπιση των ελλείψεων μελανιών με βάση τη βαφή, αποτελούνται από συσσωματώματα μορίων χρωστικής ουσίας. Αυτά τα μελάνια είναι πιο σταθερά, προσφέροντας εξαιρετική φωτεινότητα, αντοχή στο νερό, αντοχή στη θερμότητα και ιδιότητες κατά της οξείδωσης, καθιστώντας τις λιγότερο ευαίσθητες σε αλλαγές στις καιρικές συνθήκες. Ωστόσο, τα μελάνια χρωστικών έχουν φτωχότερη σταθερότητα υγρών και μπορεί να προκαλέσουν μπλοκαρίσματα ακροφυσίων λόγω προβλημάτων διασποράς χρωστικών ουσιών κατά τη διάρκεια της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης. Με βάση τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα και των δύο τύπων χρωστικών ουσιών, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι τα μελάνια που βασίζονται σε χρωστικές ουσίες υπερέχουν στη χρωματική ζωντάνια και την ομοιομορφία τους, καθιστώντας τα κατάλληλα για εσωτερικές εκτυπώσεις, ενώ τα μελάνια που βασίζονται σε χρωστικές είναι πιο ανθεκτικές και πιο κατάλληλες για υπαίθριες εφαρμογές. Τα μελάνια που βασίζονται σε διαλύτες χρησιμοποιούν τυπικά χρωστικές ως χρωστικές ουσίες, λόγω τόσο των ιδιοτήτων των χρωστικών όσο και της τοποθέτησης της αγοράς των μελανιών που βασίζονται σε διαλύτες, με τα μελάνια διαλύτη που βασίζονται σε χρωστικές ουσίες που είναι σχετικά σπάνιες.
2 διαλύτες
Οι διαλύτες είναι πτητικά οργανικά υγρά και αποτελούν βασικό συστατικό των μελανιών που βασίζονται σε διαλύτες. Βοηθούν στη ρύθμιση του ιξώδους μελανιού, της επιφανειακής τάσης και των ιδιοτήτων ξήρανσης. Μόλις μεταφερθεί το μελάνι στο υπόστρωμα, ο εξαιρετικά πτητικός διαλύτης εξατμίζεται γρήγορα, ενώ οι λιγότερο πτητικοί διαλύτες διαρρέουν στο υπόστρωμα λόγω τριχοειδούς δράσης, στερεοποιώντας το συνδετικό και χρωστικές στην επιφάνεια, στεγνώντας έτσι το μελάνι. Οι διαλύτες χρησιμεύουν τόσο ως πραγματικοί διαλύτες για τη διάλυση των συνδετικών και των πολυμερών όσο και ως αραιωτικά ή συν-πλάσματα για την προσαρμογή των ιδιοτήτων μελανιού.
Οι συνήθεις διαλύτες, ταξινομημένοι με χημική δομή, περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους:
Αλειφατικοί διαλύτες: Αυτά έχουν κακή διαλυτότητα, μια ήπια οσμή και είναι φθηνά (π.χ. πετρελαϊκός αιθέρας, βενζίνη, κηροζίνη, Ν-εξάνιο).
Αρωματικοί διαλύτες: Αυτά έχουν καλή διαλυτότητα, αλλά είναι εξαιρετικά τοξικά και έχουν έντονη οσμή (π.χ. βενζόλιο, τολουόλιο, ξυλόλιο).
Εστέρων: Αυτά έχουν εξαιρετική διαλυτότητα, μια ισχυρή φρουτώδη οσμή και είναι πιο ακριβά (π.χ. οξικό αιθυλεστέρα, οξικό βουτύλιο).
Αλκοόλ: Αυτές διαλύουν ορισμένες ρητίνες καλά, έχουν μια ευχάριστη οσμή και είναι μέτρια τιμή (π.χ. αιθανόλη, ισοπροπανόλη, βουτανόλη, αιθυλενογλυκόλη).
Κετόνες: Αυτά έχουν πολύ ισχυρή διαλυτότητα, αλλά η οσμή τους είναι δυσάρεστη (π.χ. ακετόνη, κυκλοεξανόνη).
Αιθέρες: Αυτά έχουν ισχυρή διαλυτότητα για ορισμένες ρητίνες, ήπια οσμή και αντιψυκτικές ιδιότητες, αλλά είναι πιο ακριβά (π.χ. αιθυλενογλυκόλη αιθέρα, βουτυλενογλυκόλη αιθέρα).
Ανάμικτοι διαλύτες: Αυτά είναι μείγματα δύο ή περισσοτέρων διαλυτών και μπορούν να ρυθμιστούν για τον έλεγχο της ταχύτητας ξήρανσης του μελανιού.
Οι διαλύτες κατηγοριοποιούνται περαιτέρω με σημείο βρασμού: χαμηλής βρασμού (κάτω από 100 βαθμούς), μεσαίου βρασμού (100-150 βαθμούς) και υψηλής βρασμού (150-250 βαθμούς). Οι διαλύτες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό του ιξώδους, της ταχύτητας ξήρανσης και της ποιότητας της μεμβράνης. Επιλέγοντας το σωστό διαλύτη, είναι δυνατόν να εξισορροπηθεί η ταχύτητα ξήρανσης και η απόδοση μελανιού, καθώς και να μειωθεί το κόστος παραγωγής. Οι οργανικοί διαλύτες είναι το κύριο συστατικό των μελανιών που βασίζονται σε διαλύτες, με πτητικούς οργανικούς διαλύτες που αποτελούν περίπου το 90% των μελανιών Inkjet.
