Чорнило на основі розчинника відноситься до системи чорнила, яка використовує органічні розчинники або полімери на основі розчинників як носій для розповсюдження пігментів або барвників, утворюючи чорнильну суміш. Ці чорнила пропонують високу міцність якості зображення та відносно низькі витрати на сировину. Однак випаровування розчинників може призвести до забруднення навколишнього середовища, а чорнила на основі розчинників все ще перебувають у фазі швидкого розвитку. У відповідь на екологічні проблеми, було введено новий тип чорнила, відомий як Eco-Solvent Ink (низькорозчинний чорнило). Цей чорнило завдає меншої шкоди навколишньому середовищу і вважається майбутнім напрямком чорнила на основі розчинників.
Категорії чорнила на основі технології друку:
Струменеві чорнила класифікуються на основі їх основи чорнила, яка включає чорнила на водній основі, чорнила на основі розчинника та ультрафіолетові чорнила. Чорни на основі розчинника використовують нерозчинні розчинники як основний компонент для розчинення барвників, які можуть бути або пігментами, або барвниками. Склад чорнила на основі розчинників, як правило, включає барвники, розчинники, поверхнево-активні речовини, зволожуючі засоби, регулятори pH, сушіння, хелатори іонів металів, консерванти та інші добавки. Нижче наведено коротке вступ до ключових інгредієнтів: барвників та розчинників.
1. Барвази
Поширені барвники для струменевих чорнила включають барвники та пігменти. Кількість барвника, як правило, складає {{0}}. І барвники, і пігменти можуть бути неіонними, катіонними, аніонними або сумішами. Хімічно кажучи, барвники існують як одиничні молекули в чорнилі, тоді як пігменти складаються з агрегатів пігментових молекул.
Використання барвників як барвників пропонує такі переваги, як простота підготовки, низька вартість, яскраві кольори, повнокольорова гама та зниження ризику засмічення форсунок. Чорни, що базуються на барвниках, зазвичай краще працюють у відтворенні кольорів і можуть досягти якості друку, порівнянного з срібною фотографією солі на високоякісних підкладках. Однак чорнила на основі барвника мають погану стабільність, особливо з точки зору легкої швидкості, стабільності зберігання, водостійкості та проти окислення. Окремі молекули барвника хімічно нестабільні при впливі світла, вологи та кисню, що призводить до вицвітання кольору. Крім того, барвники барвників часто дуже прискіпливі до друкарського середовища і можуть вимагати спеціалізованих субстратів. На регулярному копієвому папері, який виготовляється з переплетених паперових волокон, наповнених желеподібною речовиною, барвники, як правило, поширюються вздовж волокон і викликають розмиття, що сильно впливає на якість друку.
Пігментні чорнила, розроблені для вирішення недоліків чорнила на основі барвників, складаються з агрегатів пігментних молекул. Ці чорнила є більш стабільними, пропонуючи чудову легкість, водостійкість, теплостійкість та властивості проти окислення, що робить їх менш сприйнятливими до змін погоди. Однак пігментні чорнила мають слабку стабільність рідини і можуть спричинити блокування насадки через проблеми з дисперсією пігменту під час тривалого зберігання. Виходячи з переваг та недоліків обох типів барвників, можна зробити висновок, що чорнильні чорнила на основі барвників в кольоровій яскравості та рівномірності, що робить їх придатними для внутрішніх відбитків, тоді як чорнила на основі пігментів є більш міцними та краще підходять для зовнішніх додатків. Чорни на основі розчинника зазвичай використовують пігменти як барвники, через властивості пігментів, так і ринкове позиціонування чорнила на основі розчинника, при цьому чорнило на основі барвника є відносно рідкісними.
2. Розчинники
Розчинники є летючими органічними рідинами і є важливим компонентом чорнила на основі розчинника. Вони допомагають регулювати в'язкість чорнила, поверхневий натяг та сушіння властивостей. Після того, як чорнило переноситься на підкладку, сильно летючі розчинники швидко випаровуються, в той час як менш летючі розчинники проникають у субстрат через капілярну дію, затверджуючи в'яжуть і барвники на поверхні, таким чином сушить чорнило. Розчинники служать як справжніми розчинниками для розчинення в'яжучих та полімерів, так і як розріджувачів або спільних розчинів для регулювання властивостей чорнила.
Поширені розчинники, класифіковані за хімічною структурою, включають такі типи:
Аліфатичні розчинники: Вони мають погану розчинність, легкий запах і недорогі (наприклад, нафтовий ефір, бензин, гас, N-гексан).
Ароматичні розчинники: Вони мають хорошу розчинність, але є високотоксичними і мають сильний запах (наприклад, бензол, толуол, ксилол).
Ефіри: Вони мають чудову розчинність, сильний фруктовий запах і дорожчі (наприклад, етилацетат, бутилацетат).
Спирти: Вони добре розчиняють певні смоли, мають приємний запах і мають помірно (наприклад, етанол, ізопропанол, бутанол, етиленгліколь).
Кетони: Вони мають дуже сильну розчинність, але їхній запах неприємний (наприклад, ацетон, циклогексанон).
Ефіри: Вони мають сильну розчинність для певних смол, легкого запаху та антифризних властивостей, але дорожчі (наприклад, ефір етиленгліколь, ефір бутиленгліколь).
Змішані розчинники: Це суміші з двох або більше розчинників і можуть бути відрегульовані для управління швидкістю сушіння чорнила.
Розчинники додатково класифікуються за температурою кипіння: низьке кип'ятіння (нижче 100 градусів), середнє кип'ятіння (100–150 градусів) та високе кипіння (150–250 градусів). Розчинники відіграють вирішальну роль у визначенні в'язкості, швидкості сушіння та якості чорнила. Вибираючи правильний розчинник, можна збалансувати швидкість сушіння та продуктивність чорнила, а також зменшити виробничі витрати. Органічні розчинники є основним компонентом чорнила на основі розчинника, при цьому летючі органічні розчинники становлять близько 90% струменевих чорнила.
