Vannløselige trykkfarger, også kalt vannbaserte trykkfarger eller vandige trykkfarger, brukes mye i blekkskriversystemer. Å forstå deres fysiske og kjemiske egenskaper er avgjørende for å opprettholde jevn utskriftskvalitet og unngå vanlige problemer som dyseblokkering eller dårlig vedheft. Denne artikkelen går gjennom de viktigste egenskapene som hvert trykkeri bør overvåke.
Filtrering og partikkelkontroll
Vannløselige trykkfarger må passere gjennom et 0,2 mikron filter uten blokkering. Dette filtreringsnivået sikrer at ingen overstore partikler kommer inn i skrivehodet. Enhver partikkel som er større enn dysediameteren kan forårsake umiddelbar blokkering, noe som fører til driftsstans og bortkastet medium. Regelmessig filtreringstesting er en enkel, men effektiv måte å verifisere trykkfargekvaliteten før den når produksjonslinjen.
Blokkeringsmotstand
Trykkfargeformuleringer skal ikke danne sedimentering eller aggregering, ofte kalt blokkering. Når trykkfargepartikler klynger seg sammen, danner de faste avleiringer inne i dysekammeret. Når disse avleiringene først er dannet, er de vanskelige å fjerne uten spesialiserte rengjøringsløsninger eller utskifting av skrivehodet. God dispersjonsstabilitet er avgjørende for jevn, uavbrutt drift.
Innhold av natriumklorid
Natriumkloridnivåene må holdes under 100 parts per million. Salt får fargestoffpartikler til å utfelles fra løsningen, noe som direkte fører til sedimentering i trykkfargetanken og skrivehodets kanaler. I termiske bubble-jet-systemer blir kloridioner spesielt problematiske. Skrivehodet opererer ved høye temperaturer, og selv om dyseplaten er laget av titan, akselererer kloridkorrosjon ved disse høye temperaturene. Å holde saltinnholdet lavt beskytter både utskriftskvaliteten og maskinvarelevetiden.
Viskositetskontroll
Viskositeten til vannløselige trykkfarger ligger vanligvis mellom 1 og 5 centipoise. Piezobaserte utskriftssystemer krever høyere viskositet for å fungere riktig, mens termiske bubble-systemer fungerer bedre med væsker med lavere viskositet. Viskositet påvirker direkte dråpedannelse og jetstabilitet. Feil viskositet kan forårsake satellitter, manglende punkter eller inkonsistent dråpevekt, noe som forringer bildekvaliteten.
Overflatespenning
Overflatespenningsverdier for vandige trykkfarger varierer fra 30 til 60 dyn per centimeter. Piezosystemer fungerer med væsker med lavere overflatespenning, mens termiske bubble-systemer trenger høyere overflatespenning. Riktig overflatespenning sikrer at trykkfargen fukter dysen korrekt og danner rene dråper. Hvis overflatespenningen er for høy, kan trykkfargen ikke mates pålitelig inn i dysen. Hvis den er for lav, kan trykkfargen dryppe eller danne tåke under jetting.
pH-stabilitet
Trykkfargeformuleringen bør inneholde bufferkapasitet for å opprettholde en stabil pH-verdi. Noen fargestoffforbindelser utfelles når pH endres utenfor deres stabile område. En bufret trykkfarge motstår pH-endringer forårsaket av karbondioksidabsorpsjon fra luften eller kjemiske reaksjoner inne i trykkfargebeholderen. Trykkerier bør måle pH regelmessig under lagring og før påfylling av nye trykkfargepartier.
Lysbestandighet og vannbestandighet
Utskrevne bilder må tåle eksponering for lys og fuktighet. Lysbestandighet måler hvor godt trykkfargen motstår falming under UV- og synlig lys. Vannbestandighet måler hvor godt den tørkede trykkfargen motstår renning eller smøring ved eksponering for vann. Begge egenskapene avhenger av fargestoffets kjemi og underlagets belegg. For utendørs- eller arkivapplikasjoner er høy lysbestandighet og vannbestandighet påkrevd.
Holdbarhet
Vannløselig trykkfarge har vanligvis en holdbarhet på 12 måneder fra produksjonsdatoen. Selv etter ett års lagring må trykkfargen fortsatt passere gjennom et 0,2 mikron filter uten problemer. Noen trykkfargeformuleringer kan vise synlige endringer etter tre måneders lagring, men de fleste kommersielle produkter forblir funksjonelle i minst ett helt år. Riktige lagringsforhold, kjølige og mørke omgivelser, bidrar til å opprettholde trykkfargestabiliteten over tid.
Termisk stabilitet
I termiske bubble-jet-systemer varmes trykkfargen opp til omtrent 400 grader Celsius under utskriftsprosessen. Fargestoff- og løsemiddelsystemet må tåle denne ekstreme temperaturen uten å brytes ned eller endre farge. Fargestoffer som dekomponerer ved høye temperaturer gir inkonsistent utskrift og kan etterlate karbonavleiringer på varmeelementet. Termisk stabilitetstesting er spesielt viktig for trykkfarger som brukes i høykapasitets termiske skrivere.
Tørkehastighet
Tørkehastigheten til vannløselig trykkfarge må balanseres nøye. Trykkfarge som tørker for raskt har en tendens til å danne skorpe på dyseplaten, noe som forårsaker dyseblokkering eller trykkfargemangel under lange utskriftsjobber. Trykkfarge som tørker for sakte lar punktene spre seg over underlaget, noe som reduserer kantskarpheten og forårsaker punktvekst som forvrenger fine detaljer. Riktig tørkehastighet avhenger av underlagstype, utskriftshastighet og miljøforhold.