Vattenlösliga tryckfärger, även kallade vattenbaserade tryckfärger eller akvatiska tryckfärger, används i stor utsträckning i bläckstrålesystem. Att förstå deras fysikaliska och kemiska egenskaper är avgörande för att upprätthålla jämn tryckkvalitet och förebygga vanliga problem som igensatta munstycken eller dålig vidhäftning. Den här artikeln går igenom de viktigaste egenskaperna som varje tryckeri bör övervaka.
Filtrering och partikelkontroll
Vattenlösliga tryckfärger måste passera ett 0,2-mikronfilter utan att blockera det. Denna filtreringsnivå säkerställer att inga överdimensionerade partiklar når skrivhuvudet. Partiklar som är större än munstyckets diameter kan orsaka omedelbar igensättning, vilket leder till driftstopp och slöseri med media. Regelbunden filtreringstestning är ett enkelt men effektivt sätt att verifiera tryckfärgens kvalitet innan den når produktionslinjen.
Igensättningsbeständighet
Tryckfärgsformuleringar bör inte bilda sediment eller agglomerat, vilket vanligen kallas igensättning. När tryckfärgspartiklar klumpar ihop sig bildar de fasta avlagringar inuti munstyckskammaren. När dessa avlagringar väl har bildats är de svåra att avlägsna utan specialiserade rengöringslösningar eller byte av skrivhuvud. God dispergeringsstabilitet är avgörande för en jämn och oavbruten drift.
Natriunkloridhalt
Natriunkloridhalten måste hållas under 100 miljondelar. Salt får färgpartiklar att fällas ut ur lösningen, vilket direkt leder till sediment i tryckfärgstanken och skrivhuvudets kanaler. I termiska bubbelbläcksystem blir kloridjoner särskilt problematiska. Skrivhuvudet arbetar vid höga temperaturer, och även om munstycksplattan är tillverkad av titan accelererar kloridkorrosion vid dessa höga temperaturer. Att hålla salthalten låg skyddar både tryckkvaliteten och hårdvarans livslängd.
Viskositetskontroll
Viskositeten hos vattenlösliga tryckfärger ligger vanligtvis mellan 1 och 5 centipoise. Piezobaserade trycksystem kräver högre viskositet för att fungera korrekt, medan termiska bubbelsystem fungerar bättre med vätskor med lägre viskositet. Viskositeten påverkar direkt droppbildningen och strålningsstabiliteten. En avvikande viskositet kan orsaka satelliter, saknade punkter eller inkonsekvent droppvikt, vilket allt försämrar bildkvaliteten.
Ytspänning
Ytspänningsvärden för akvatiska tryckfärger ligger mellan 30 och 60 dyn per centimeter. Piezosystem fungerar med vätskor med lägre ytspänning, medan termiska bubbelsystem behöver högre ytspänning. Korrekt ytspänning säkerställer att tryckfärgen väter munstycket korrekt och bildar rena droppar. Om ytspänningen är för hög kan tryckfärgen inte matas fram tillförlitligt till munstycket. Om den är för låg kan tryckfärgen droppa eller bilda dimma vid strålning.
pH-stabilitet
Tryckfärgsformuleringen bör innehålla buffertkapacitet för att upprätthålla ett stabilt pH-värde. Vissa färgföreningar fälls ut när pH-värdet hamnar utanför deras stabila intervall. En buffrad tryckfärg motstår pH-förändringar orsakade av koldioxidabsorption från luften eller kemiska reaktioner inuti tryckfärgsbehållaren. Tryckerier bör mäta pH regelbundet under lagring och före påfyllning av nya tryckfärgssatser.
Ljusbeständighet och vattenbeständighet
Tryckta bilder måste tåla exponering för ljus och fukt. Ljusbeständighet mäter hur väl tryckfärgen motstår blekning under UV-ljus och synligt ljus. Vattenbeständighet mäter hur väl den torkade tryckfärgen motstår att flyta ut eller smetas ut vid kontakt med vatten. Båda egenskaperna beror på färgkemikalierna och substratets bestrykning. För utomhus- eller arkivapplikationer är hög ljusbeständighet och vattenbeständighet ett krav.
Hållbarhetstid
Vattenlöslig tryckfärg har vanligtvis en hållbarhetstid på 12 månader från tillverkningsdatum. Även efter ett års lagring måste tryckfärgen fortfarande passera ett 0,2-mikronfilter utan svårighet. Vissa tryckfärgsformuleringar kan uppvisa synliga förändringar efter tre månaders lagring, men de flesta kommersiella produkter förblir funktionella i minst ett helt år. Korrekta lagringsförhållanden, svalt och mörkt, bidrar till att upprätthålla tryckfärgens stabilitet över tid.
Termisk stabilitet
I termiska bubbelbläcksystem värms tryckfärgen upp till cirka 400 grader Celsius under tryckprocessen. Färg- och lösningsmedelssystemet måste tåla denna extrema temperatur utan att brytas ned eller ändra färg. Färgämnen som sönderdelas vid höga temperaturer ger inkonsekvent utdata och kan lämna kolavlagringar på värmeelementet. Termisk stabilitetstestning är särskilt viktig för tryckfärger som används i termiska skrivare med hög volym.
Torkhastighet
Torkhastigheten för vattenlöslig tryckfärg måste balanseras noggrant. Tryckfärg som torkar för snabbt tenderar att bilda skorpa på munstycksplattan, vilket orsakar igensättning av munstycken eller tryckfärgsbrist under långa tryckkörningar. Tryckfärg som torkar för långsamt låter punkterna sprida sig över substratet, vilket minskar kantskärpan och orsakar punkttillväxt som förvränger fina detaljer. Rätt torkhastighet beror på substrattyp, tryckhastighet och miljöförhållanden.