Dogłębna-analiza! Technologia obrazowania tonerowego i atramentowego: czy naprawdę rozumiesz różnicę?

Druk cyfrowy stał się trendem, którego nie da się zatrzymać. Obecnie coraz więcej firm zajmujących się drukiem etykiet uwzględnia w swoich planach inwestycje w sprzęt do druku cyfrowego. Jednakże w obliczu stale pojawiających się na rynku rodzajów sprzętu do cyfrowego drukowania etykiet, w jaki sposób firmy zajmujące się drukiem etykiet powinny wybrać sprzęt, który odpowiada ich własnym potrzebom? W tym artykule przedstawiono analizę porównawczą obejmującą wiele aspektów, takich jak zasady druku cyfrowego, charakterystyka materiałów eksploatacyjnych i możliwość dostosowania produktu do celów referencyjnych, mając nadzieję, że pomoże to firmom zajmującym się drukiem etykiet w zakupie pożądanego sprzętu do cyfrowego drukowania etykiet.

Zgodnie z zasadami obrazowania, główne technologie druku cyfrowego dostępne na rynku można podzielić na dwie kategorie: cyfrową technologię obrazowania elektrostatycznego z tonerem i cyfrową technologię obrazowania atramentowego.

Technologia cyfrowego obrazowania elektrostatycznego tonera

Technologię cyfrowego obrazowania elektrostatycznego tonerem można dalej podzielić na technologię suchego tonera (reprezentowaną głównie przez urządzenia serii Seiko CX) i technologię mokrego tonera (atrament elektroniczny) (reprezentowaną głównie przez sprzęt HP).

1. Skład i właściwości suchego tonera

Suchy toner zazwyczaj składa się z następujących składników:

(1) Pigmenty, które służą jako barwniki umożliwiające uzyskanie pożądanego koloru;

(2) Żywica, głównie poliester,-wysokocząsteczkowy polimer organiczny, który pozostaje stały w temperaturze pokojowej. Żywica ta otacza cząsteczki pigmentu i tworzy główny korpus tonera;

(3) Wypełniacze, środki kontrolujące ładunek rozproszone w żywicy, przyspieszające lub w razie potrzeby spowalniające prędkość ładowania i utrzymujące właściwości ładujące tonera oraz środki zwiększające przyczepność;

(4) Dodatki powierzchniowe lub dodatki zewnętrzne, które dodatkowo poprawiają działanie tonera;

(5) Dodatki do specjalnych zastosowań, które nadają tonerowi specjalne właściwości i właściwości.

Cząsteczki suchego tonera są stosunkowo drobne, mają wielkość od 6 do 9 µm, a ich typowy rozmiar wynosi 8 µm. Podczas drukowania przy użyciu suchego tonera, po przeniesieniu obrazu na podłoże, stosuje się ciepło w celu stopienia toneru z podłożem. Ciepło powoduje zestalenie się cząstek tonera (tj. topi się żywica), tworząc jednolitą, solidną warstwę poliestrową. W normalnych warunkach średnia grubość jedno-obrazu wydrukowanego przy użyciu suchego tonera wynosi około 4 μm. Bez wpływu na wydajność produkcji, grubszą warstwę obrazu można uzyskać poprzez dostosowanie dawki światła obrazowego, zwykle stosowanego do nieprzezroczystych warstw białego atramentu lub warstw kolorowych, które wymagają grubości wyczuwalnej w dotyku.2. Skład i właściwości mokrego tonera (atramentu elektronicznego) Główne składniki mokrego tonera (atramentu elektronicznego) stosowanego w istniejących na rynku cyfrowych drukarkach etykiet są następujące:(1) Pigmenty, które służą jako barwniki w celu uzyskania pożądanego koloru;(2) Modyfikowana żywica polietylenowa o niskiej temperaturze zeszklenia, guma-podobna do temperatury pokojowej. Podczas produkcji pigmenty są ugniatane w żywicy polietylenowej, a następnie rozbijane w celu zmniejszenia rozmiaru cząstek pigmentu, tworząc charakterystyczne-cząstki tonera w kształcie gwiazdy;(3) Ciecz nośnikowa, olej mineralny, który częściowo rozpuszcza się w cieczy pigmentowo-żywicznej ze względu na wysoką kompatybilność chemiczną z żywicą polietylenową, zmieniając właściwości lepkosprężyste żywicy, dzięki czemu można ją przenieść w stanie stopionym na końcowe podłoże;(4) Organiczne środki dyspergujące osadzone na powierzchni mokrych cząstek tonera, używany do stabilizacji i ładowania cząstek tonera (dzięki dodaniu kompleksów soli metali); (5) Dodatki, dodatkowe składniki dodawane do cieczy nośnej w celu zapewnienia neutralności elektrostatycznej układu tonera w miarę przemieszczania się naładowanych cząstek tonera do bębna fotoprzewodnika. Cząsteczki pigmentu mokrego tonera (atramentu elektronicznego) mają około 2 μm, czyli są znacznie mniejsze niż toner suchy. Zazwyczaj grubość jednowarstwowego obrazu drukowanego za pomocą mokrego tonera wynosi około 1,5 μm.

Podczas procesu drukowania, przed przeniesieniem obrazu na podłoże, konieczne jest podgrzanie w celu stopienia tonera. Większość cieczy nośnej odparowuje, a cząsteczki tonera zestalają się, tworząc na podłożu jednolitą, elastyczną warstwę. Po przeniesieniu obrazu proces odparowania jest kontynuowany, a pozostała ciecz nośna całkowicie odparuje w ciągu kilku dni, umożliwiając powrót polimeru polietylenowego do normalnego stanu w temperaturze pokojowej. Technologia cyfrowego obrazowania atramentowegoW sprzęcie do druku cyfrowego wykorzystującego technologię cyfrowego obrazowania atramentowego powszechnie wykorzystuje się dwa rodzaje atramentu: atrament UV i atrament-na bazie wody.1. Skład i właściwości atramentu UVTypowy atrament UV do druku atramentowego obejmuje głównie:(1) Pigmenty rozdrobnione do poniżej 150 nm, stabilizowane dyspergatorami w celu utrzymania-terminowej stabilności dyspersji;(2) Płynny nośnik, aktywny rozpuszczalnik, zwykle akrylan, zawierający monomery (substancje chemiczne o prostych strukturach molekularnych, które mogą łączyć się z innymi podobnymi cząsteczkami, tworząc polimery), będący mieszaniną fotoinicjatorów i wzmacniacze;(3) Monomery z pojedynczą aktywną grupą winylową, wybraną spośród szerokiej gamy kandydatów w celu zapewnienia dobrej przyczepności, elastyczności, odporności na warunki atmosferyczne i właściwości skurczu;(4) Monomery z dwufunkcyjną aktywną grupą winylową (akrylan lub eter enolowy), które zapewniają skuteczne utwardzanie;(5) Fotoinicjatory i wzmacniacze, nadające atramentowi czułość w zakresie długości fal, co zapewnia dobre działanie utwardzania w całej warstwie atramentu, ponieważ tlen w powietrzu może spowolnić szybkość utwardzania na podłożu lub powierzchnię warstwy atramentu;(6) Środki powierzchniowo czynne, które kontrolują statyczne i dynamiczne napięcie powierzchniowe atramentu, zapewniając jednolite kropelki atramentu (bez kropelek satelitarnych) oraz dobre, szybkie i kontrolowane zwilżanie po dotarciu kropelek do podłoża. Pod wpływem światła UV atrament jest utwardzany, a fotoinicjatory wytwarzają wolne rodniki, które reagują z innymi składnikami atramentu (monomerami), tworząc-usieciowane polimery lub utwardzoną warstwę. Po zakończeniu-reakcji sieciowania (tzn. po usieciowaniu wszystkich składników-) atrament jest całkowicie suchy.

Grubość pojedynczego-obrazu wydrukowanego tuszem UV wynosi około 4–6 μm. Ze względu na składniki chemiczne wymagane do utwardzania atrament UV ma wyższą lepkość w porównaniu z tuszem na bazie wody-, ale jednocześnie jego lepkość jest około sześciokrotnie niższa niż w przypadku farb offsetowych UV lub fleksograficznych UV. Prowadzi to do kilku konsekwencji, które zostaną omówione poniżej.2. Skład i właściwości atramentów na bazie wody-Atramenty na bazie wody-stosowane w dostępnych na rynku cyfrowych drukarkach etykiet zazwyczaj składają się z następujących składników:(1) nośnika na bazie wody-, który stanowi 60–90% atramentu;(2) pigmentów, które zapewniają pożądany kolor i są rozproszone w nośniku;(3) dyspergatorów, które stabilizują dyspersje pigmentów przez długi czas;(4) Substancje utrzymujące wilgoć, które zapobiegają odparowywaniu wody z atramentu, gdy głowica drukująca nie jest uszczelniona lub jest przestojowa;(5) Środki powierzchniowo czynne, które ułatwiają tworzenie kropelek (zapobiegając kropelkom satelitarnym) i poprawiają zwilżanie-podłoży papierowych;(6) Biocydy, które zapobiegają rozwojowi drobnoustrojów;(7) Bufory kontrolujące pH atramentu (rozpuszczony CO2 w powietrzu może wpływać na pH atramentu);(8) Inne dodatki, takie jak środki chelatujące, środki przeciwpieniące i solubilizatory. Po całkowitym wyschnięciu grubość jednowarstwowego obrazu wydrukowanego-atramentem wodnym wynosi zazwyczaj 0,2–0,4 μm. Ponieważ atrament-na bazie wody ma najniższą lepkość, dobrze nadaje się do-szybkiego druku atramentowego. Jednak niska lepkość tuszy-na bazie wody ma wadę: nie zapewnia odpowiedniego rozproszenia ciężkich cząstek, takich jak TiO2, w białym tuszu, co utrudnia dokładne rozproszenie.