Wspólnie „znajdźmy różnice”! Te „cztery główne aspekty” pomogą Ci w pełni zrozumieć podobieństwa i różnice pomiędzy technologiami tonerów i drukarek atramentowych!

Porównanie i analiza kilku materiałów eksploatacyjnych do drukowania Dla uproszczenia poniższa ocena skupi się na czterech aspektach: ich interakcji z podłożami etykiet, wyglądem drukowanych produktów, trwałością i trwałością. Interakcja z podłożami etykiet Oceniając interakcję tonera i tuszy do drukarek atramentowych z różnymi podłożami, wzięliśmy pod uwagę przyczepność atramentu i penetrację pigmentu. Przyczepność określa, czy i w jaki sposób wydrukowany obraz zostanie utrwalony na podłożu, natomiast penetracja pigmentu wskazuje, czy pigment zawarty w tonerze lub tuszu przenika do podłoża. Przy ocenie należy dążyć do maksymalnej przyczepności farby i minimalizacji penetracji pigmentu. Główne przyczyny to: (1) penetracja koloru ma negatywny wpływ na głębię koloru, kształt i rozmiar kropki; (2) przenikanie kolorów prowadzi do nieefektywnego wykorzystania pigmentów, co oznacza, że ​​do uzyskania tej samej głębi kolorów potrzeba więcej atramentu lub tonera. (1) Materiały papierowe Ponieważ suchy toner ma dobre powinowactwo chemiczne z papierem lub powłokami papierowymi, przyczepność jest silna bez konieczności powlekania. W tonerach suchych i płynnych cząsteczki pigmentu są zamknięte w żywicach wysokopolimerowych, a te cząstki pigmentu są zbyt duże, aby przeniknąć przez włókna niepowlekanego papieru, a tym bardziej do włókien papieru powlekanego. Jednakże żywica polietylenowa w ciekłym tonerze (atramencie elektronicznym) jest mniej kompatybilna chemicznie z papierem lub powłokami papierowymi, a ponieważ płyn nośny rozpuszczony w żywicy nadal musi odparować, przyczepność ciekłego tonera (atramentu elektronicznego) jest nieco ograniczona. Dlatego w porównaniu z tonerem suchym, toner w płynie (atrament elektroniczny) wymaga powłoki nie w celu zapobiegania penetracji pigmentu, ale w celu poprawy przyczepności. W szczególności nałożenie jednolitej powłoki na papier naturalny na płynny toner (tusz elektroniczny) w celu zapewnienia równomiernej przyczepności pozostaje poważnym wyzwaniem. Aby zapewnić niezawodną jakość druku atramentowego, tusze do drukarek atramentowych muszą mieć niską lepkość, zazwyczaj utrzymując temperaturę głowicy drukującej na poziomie 45 stopni, aby zapewnić niską lepkość (zwykle 4–17 mPa·s). Tusze do drukarek atramentowych UV mają lepkość około sześciokrotnie niższą niż powszechnie stosowane atramenty fleksograficzne UV, co zwiększa prawdopodobieństwo penetracji włókien papieru. Dlatego też druk atramentowy wymaga powłoki zabezpieczającej przed penetracją pigmentu. Jeśli chodzi o przyczepność, tusze-wodne zazwyczaj nie wymagają powłoki, ponieważ składniki zawierające pigmenty są bardziej kompatybilne chemicznie z papierem lub powłokami papierowymi. Jednakże, aby zapobiec penetracji pigmentu i przyrostowi punktu, może być nadal konieczne pokrycie. W przypadku druku atramentowego UV cała warstwa atramentu musi pozostać na powierzchni podłoża w celu całkowitego utwardzenia, a atrament wnikający w podłoże nie może być odpowiednio wystawiony na działanie światła UV, co powoduje nieskuteczne utwardzanie. Zaopatrywanie produktów drukowanych w substancje nieutwardzone jest uciążliwe dla firm zajmujących się drukiem etykiet i może powodować szereg problemów. Dlatego też podczas drukowania na porowatych podłożach papierowych należy zastosować powłokę, aby zapewnić odpowiednią zdolność utwardzania i przyczepność.(2) Materiały syntetyczne Obecnie żaden pigment nie jest w stanie przeniknąć przez podłoża syntetyczne, więc penetracja pigmentu nie stanowi problemu w przypadku żadnego z omówionych powyżej materiałów eksploatacyjnych. Suchy toner ma dobre powinowactwo chemiczne do podłoży syntetycznych, więc przyczepność na ogół nie stanowi problemu. Jednakże w przypadku ciekłego tonera (atramentu elektronicznego) przyczepność jest nieco ograniczona, ponieważ płyn nośny rozpuszczony w żywicy musi jeszcze odparować, dlatego drukowanie ciekłym tonerem (atramentem elektronicznym) wymaga powłoki. Przyczepność atramentów UV zależy od względnej równowagi pomiędzy atramentem a energią powierzchniową podłoża. Im wyższa energia powierzchniowa podłoża w porównaniu z energią powierzchniową farby, tym lepsza zwilżalność. Dobra zwilżalność jest kluczowa dla uzyskania silnej przyczepności. Podłoża syntetyczne mają zazwyczaj niższą energię powierzchniową, dlatego w przypadku niektórych kombinacji podłoży i atramentów konieczna jest powłoka lub obróbka koronowa w celu zwiększenia energii powierzchniowej podłoża i poprawy przyczepności, chociaż może to mieć wpływ na jednolitość połysku i jakość obrazu. Ponieważ podłoża syntetyczne są wodoodporne, atramenty na bazie wody-pozostają na powierzchni podłoża po odparowaniu. Można to osiągnąć na dwa sposoby: stosując atramenty zawierające polimery, które po odparowaniu wody tworzą warstwę polimerową, zapewniającą dobrą przyczepność, lub stosując powłokę polimerową zgodną z pigmentem atramentu. W Tabeli 1 porównano interakcje tonera suchego, tonera w płynie, drukarki atramentowej UV i drukarki atramentowej na bazie wody-z papierem etykietowym i podłożami syntetycznymi.

Wygląd Percepcja W zależności od różnych zastosowań drukarskich dominować mogą względy funkcjonalne lub estetyczne. Poniższe omówienie ogranicza się do jakości obrazu, połysku, wrażenia dotykowego i nieprzezroczystości.(1) Jakość obrazu Jakość obrazu to stosunkowo złożone pojęcie, a wyjaśnienie wszystkich jej aspektów jest-czasochłonne. Z punktu widzenia precyzyjnego rozmieszczenia punktów i kontroli ich rozmiaru, drukowanie suchym i mokrym tonerem (atrament elektroniczny) pozwala uzyskać więcej szczegółów obrazu przy tej samej (oryginalnej) rozdzielczości w porównaniu z drukiem atramentowym UV i wodnym atramentem, a proces drukowania jest bardziej spójny i kontrolowany.(2) Połysk na materiałach matowych Wysoka lepkość suchego tonera i mokrego tonera (atramentu elektronicznego) skutkuje średnim połyskiem (satynowy/jedwabisty mat). Atramenty UV do drukarek atramentowych mają niską lepkość, co umożliwia-samopoziomowanie atramentu, tworząc wyjątkowo gładką powierzchnię o wysokim połysku. Z drugiej strony wodny druk atramentowy, z podkładem lub bez, będzie miał poziom połysku równy poziomowi podłoża, ponieważ ilość atramentu pozostałego na powierzchni podłoża jest niewystarczająca, aby wpłynąć na połysk. (3) Wrażenie dotykowe (tekstura 3D) Możliwość uzyskania tekstury 3D w dużej mierze zależy od grubości drukowanej warstwy obrazu. Warstwa obrazu wytworzona za pomocą drukarki atramentowej UV ma średnią grubość około 6 μm, co pozwala na wyraźną teksturę. Suchy toner tworzy warstwę obrazową o średniej grubości około 4 μm (warstwa białego tuszu jest zwykle grubsza); chociaż cieńsze niż warstwy atramentu UV, wystarczy, aby uzyskać subtelną teksturę 3D. Mokry toner (tusz elektroniczny) i wodny druk atramentowy tworzą warstwy obrazu, które są zbyt cienkie, aby uzyskać jakikolwiek efekt tekstury 3D.(4) Nieprzezroczystość Nieprzezroczystość koloru zależy od stężenia pigmentu (ilości pigmentu) i wielkości cząstek pigmentu, przy czym suchy toner sprawdza się dobrze w obu aspektach. W przypadku bieli lepsza jest większa nieprzezroczystość. Suchy toner łączy w sobie największą ilość pigmentu z największą wielkością cząstek pigmentu, dzięki czemu nieprzezroczystość bieli w druku One Pass jest zwykle większa niż bieli w druku fleksograficznym. Wielkość cząstek pigmentu w tonerze mokrym jest podobna jak w tonerze suchym, jednak jego stężenie jest mniejsze (ciecz nośna zmniejsza stężenie), co powoduje mniejsze krycie. Oczywiście, w zależności od konstrukcji maszyny, drukarki z mokrym tonerem (atrament elektroniczny) mogą nakładać wiele warstw tonera, aby uzyskać lepsze krycie, ale zmniejsza to prędkość drukowania, obniża produktywność i zwiększa koszty produkcji ze względu na dodatkowe opłaty za obsługę wielu warstw tonera. W przypadku atramentów UV używanych w szybkich drukarkach atramentowych One Pass-rozmiar cząstek pigmentu musi być wystarczająco mały, aby uniknąć zatykania dyszy, a lepkość atramentu wymagana przez dyszę ogranicza maksymalną ilość pigmentu, co skutkuje niskim nieprzezroczystością. Lepkość wodnych tuszy do drukarek atramentowych jest niższa niż tuszy UV, więc krycie pojedynczej-białej warstwy w wodnym druku atramentowym jest również stosunkowo niskie. Natomiast w przypadku kolorów innych niż biały należy zminimalizować krycie. Im mniejsze cząsteczki pigmentu i im mniejsza zawartość pigmentu, tym bardziej przejrzysty jest kolor. Przezroczystość można również zoptymalizować w zależności od grubości warstwy obrazu, przy czym cieńsze warstwy będą lepsze. Porównanie wyglądu wydruków z suchym tonerem, mokrym tonerem, wydruków atramentowych UV i wodnych przedstawiono w tabeli 2.

Odporność materiałów drukowanych na warunki atmosferyczne Idealnie byłoby, gdyby kolory etykiet utrzymywały się jak najdłużej na półkach i podczas użytkowania. Dlatego też, zgodnie z przeznaczeniem, materiały drukowane powinny być odporne na zarysowania i ścieranie, wysoką temperaturę, wodę i korozję chemiczną.(1) Odporność na zarysowania i ścieranie Im niższa energia powierzchniowa materiału, tym wyższa jego odporność na zarysowania. Im grubsza warstwa obrazu, tym mniejsza odporność na zarysowania. W zależności od grubości warstwy obrazu, jeśli suchy toner i tusz do drukarek atramentowych UV mają działać tak samo, warstwy obrazu suchego tonera i mokrego tonera (atramentu elektronicznego) są łatwiej porysowane, ponieważ energia powierzchniowa atramentu UV do drukarek atramentowych jest niższa niż w przypadku suchego i mokrego tonera. W takim przypadku nałożenie lakieru UV na powierzchnię materiałów drukowanych-tonerem może zapewnić im taką samą odporność na zarysowania jak wydruki atramentowe UV. Wydruki atramentowe na bazie wody- wykazują najlepszą odporność na zarysowania; jednakże, ponieważ ich warstwy obrazu są bardzo cienkie, odporność na zarysowania podłoża również ma pewien wpływ na ostateczny wynik wydruku.(2) Odporność na ciepło Obrazy wykonane z suchego i mokrego tonera (atrament elektroniczny) to polimery stopione z podłożem, więc po podgrzaniu mogą ponownie się stopić. Laminowanie termiczne może rozwiązać ten problem. Zarówno tusze do drukarek atramentowych UV, jak i tusze na bazie wody-są-odporne na ciepło, przy czym tusz do drukarek atramentowych UV tworzy w pełni utwardzone polimery o wysokiej temperaturze topnienia, natomiast tusze na bazie wody-ze względu na niskie stężenie polimerów na powierzchni podłoża nie topią się ani nie stają się lepkie pod wpływem ciepła.(3) Odporność na wodę Składniki suchego tonera lub tuszy do drukarek atramentowych UV nie mają powinowactwa chemicznego do wody, dzięki temu mają dobrą wodoodporność. W przypadku mokrego tonera (atramentu elektronicznego), ponieważ w druku-zwykle stosuje się podkład na bazie wody, który nie jest-wodoodporny, może się on odkleić. Aby etykiety do drukarek atramentowych na bazie wody były wodoodporne, należy zastosować podkład, który zmniejsza lub hamuje hydrofilowość pigmentów, taki jak podkład zawierający sole wapnia.(4) Odporność chemiczna Sieciowanie zwykle zapewnia dużą odporność chemiczną, co wyjaśnia, dlaczego tusze do drukarek atramentowych UV mają większą odporność chemiczną w porównaniu z tonerem, ponieważ większość żywic w tonerze nie jest usieciowana. Zastosowanie laminatów-odpornych na chemikalia może rozwiązać ten problem. Odporność chemiczna tuszy-wodnych wynika z braku w atramencie jakichkolwiek składników wykazujących powinowactwo do rozpuszczalników chemicznych. Porównanie odporności na warunki atmosferyczne materiałów drukowanych za pomocą suchego tonera, mokrego tonera, atramentu UV i wody-przedstawia się w Tabeli 3.

Zrównoważony rozwój produktów drukowanych Podobnie jak inne gałęzie przemysłu, branża poligraficzna również stoi przed presją środowiskową w zakresie zrównoważonego rozwoju. Jak sprawdzają się różne technologie druku cyfrowego pod względem wytwarzania odpadów chemicznych, wygody operatora i zgodności z przepisami żywnościowymi? Oto szczegółowa analiza.(1) Elektrostatyczny druk obrazowy z tonerem Chemical WasteDry i wodny-druk atramentowy mają wspólną cechę: nie wytwarzają żadnych niebezpiecznych odpadów chemicznych. Natomiast w przypadku druku atramentowego UV, ze względu na pozostałości atramentu w wkładach i użycie środków czyszczących podczas procesu drukowania, należy postępować bezpiecznie, zgodnie z instrukcjami zawartymi w kartach charakterystyki. Jeśli chodzi o drukowanie na mokro tonerem (atrament elektroniczny), większość cieczy nośnej jest gromadzona w drukarce podczas drukowania i traktowana jako odpady chemiczne, część odparowuje do środowiska produkcyjnego, a część pozostaje w drukowanych materiałach, ostatecznie również odparowując z materiału.(2) Wygoda operatora Zarówno druk tonerowy, jak i druk atramentowy UV wytwarzają ozon podczas procesów rozładowywania i utwardzania. Ozon jest substancją potencjalnie toksyczną, ale jego stężenie jest znacznie poniżej progu bezpieczeństwa. Odpowiednie urządzenia do filtracji ozonu mogą skutecznie redukować wszelkie zapachy i szkodliwe substancje, np.-wbudowany filtr ozonowy w urządzeniach serii Xeikon CX, który może skutecznie usuwać szkodliwe substancje i zapachy, dzięki czemu proces drukowania jest bezwonny. Dodatkowo podczas operacji drukowania atramentowego UV operatorzy muszą również zapewnić ochronę przed ekspozycją na światło UV. Jeśli chodzi o lotne związki organiczne (LZO), druk elektrostatyczny z użyciem mokrego tonera (atramentu elektronicznego) generuje LZO w wyniku odparowania cieczy nośnej. Tusze do drukarek atramentowych na bazie wody-zawierają substancje utrzymujące wilgoć, niektóre z nich to LZO. Suchy toner, niezawierający żadnych dodatków, rzadko wytwarza LZO. Porównanie zrównoważonego rozwoju produktów z suchym tonerem, mokrym tonerem, drukarkami atramentowymi UV i produktami do drukarek atramentowych na bazie wody{{17}przedstawia tabela 4.

Wniosek Jak omówiono powyżej, oczywiste jest, że drukowanie etykiet nie jest rozwiązaniem uniwersalnym. Na przykład etykiety na napoje alkoholowe niekoniecznie wymagają odporności chemicznej, podczas gdy etykiety przemysłowe, farmaceutyczne i kosmetyczne wymagają dobrej odporności chemicznej. Etykiety farmaceutyczne wymagają szczególnie precyzyjnego druku, natomiast etykiety spożywcze powinny stawiać na bezpieczeństwo żywności. Krótko mówiąc, najbardziej odpowiednia technologia zależy od zastosowania produktu, a firmy zajmujące się drukiem etykiet mogą selektywnie wybierać odpowiedni sprzęt do cyfrowego drukowania etykiet w oparciu o ich specyficzne produkty. Ponieważ drukowanie staje się coraz mniej-nakładowe, zautomatyzowane przepływy pracy mogą zwiększyć produktywność, co jest właśnie zaletą druku cyfrowego. Ponieważ każda technologia ma swoje zalety i wady, najlepiej byłoby połączyć kilka lub wszystkie z tych technologii, tworząc hybrydową technikę druku, maksymalizując w ten sposób ich zalety i cechy.