تفاوت بین افزودنی‌های جوهرهای چاپ پایه آب و پایه حلال چیست؟

تفاوت بین مواد افزودنی جوهر چاپی مبتنی بر آب و حلال چیست؟

به عنوان تامین کننده مواد افزودنی برای جوهرهای چاپ، من از نزدیک شاهد ویژگی ها و الزامات منحصر به فرد جوهرهای چاپی مبتنی بر آب و حلال بوده ام. این دو نوع جوهر در صنعت چاپ اهداف متفاوتی را انجام می دهند و افزودنی های به کار رفته در آنها با توجه به ویژگی های خاص آنها طراحی شده است. در این وبلاگ، تفاوت‌های کلیدی بین افزودنی‌های جوهر چاپی مبتنی بر آب و حلال را بررسی خواهم کرد.

1. حلالیت و سازگاری

یکی از اساسی ترین تفاوت های جوهرهای مبتنی بر آب و جوهرهای مبتنی بر حلال در حلال آنها نهفته است. جوهرهای مبتنی بر آب از آب به عنوان حلال اولیه استفاده می کنند، در حالی که جوهرهای مبتنی بر حلال به حلال های آلی مانند استرها، کتون ها و الکل ها متکی هستند. این تفاوت در حلال ها بر حلالیت و سازگاری مواد افزودنی تاثیر بسزایی دارد.

برای جوهرهای مبتنی بر آب، افزودنی ها باید محلول در آب یا حداقل قابل پخش در آب باشند. افزودنی های محلول در آب می توانند به راحتی با سیستم جوهر مخلوط شوند و توزیع یکنواخت و عملکرد ثابت را تضمین کنند. به عنوان مثال، سورفکتانت های محلول در آب معمولا در جوهرهای مبتنی بر آب برای کاهش کشش سطحی، بهبود خیس شدن و افزایش چسبندگی جوهر به زیرلایه استفاده می شوند. از سوی دیگر، افزودنی هایی که محلول در آب نیستند ممکن است باعث جدا شدن فاز یا رسوب در جوهر شوند که منجر به کیفیت چاپ ضعیف می شود.

در مقابل، افزودنی‌های جوهرهای مبتنی بر حلال باید محلول یا سازگار با حلال‌های آلی مورد استفاده در فرمول جوهر باشند. حلال های آلی در مقایسه با آب دارای ویژگی های قطبیت و حلالیت متفاوتی هستند. بنابراین، مواد افزودنی طراحی شده برای جوهرهای مبتنی بر حلال اغلب برای حل شدن در این حلال ها فرموله می شوند. به عنوان مثال، برخی از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا که به عنوان غلیظ کننده در جوهرهای مبتنی بر حلال استفاده می شوند، در حلال های آلی محلول هستند اما در آب نامحلول هستند. این پلیمرها می توانند به طور موثری ویسکوزیته جوهر را افزایش دهند، چاپ پذیری آن را بهبود بخشند و از افتادگی آن جلوگیری کنند.

2. مکانیزم های خشک کردن و پخت

مکانیسم های خشک کردن و پخت جوهرهای مبتنی بر آب و حلال نیز متفاوت است که به نوبه خود بر انتخاب مواد افزودنی تأثیر می گذارد.

جوهرهای مبتنی بر آب عمدتاً از طریق تبخیر آب خشک می شوند. همانطور که آب تبخیر می شود، مواد جامد جوهر روی بستر باقی می مانند و یک لایه خشک تشکیل می دهند. برای تسریع فرآیند خشک کردن، می توان از مواد افزودنی مانند مرطوب کننده ها و تسریع کننده های خشک کردن استفاده کرد. مرطوب کننده ها به مرطوب نگه داشتن جوهر در طول فرآیند چاپ کمک می کنند و از خشک شدن سریع آن بر روی تجهیزات چاپ جلوگیری می کنند. از سوی دیگر، تسریع‌کننده‌های خشک کردن، می‌توانند سرعت تبخیر آب را افزایش داده و زمان خشک شدن را کاهش دهند. علاوه بر این، برخی از جوهرهای مبتنی بر آب ممکن است به افزودنی های پیوند متقاطع برای بهبود دوام و مقاومت شیمیایی فیلم پخت نیاز داشته باشند. این افزودنی های پیوند متقابل در طول فرآیند خشک کردن یا پخت با اجزای جوهر واکنش داده و ساختار شبکه سه بعدی را تشکیل می دهند.

جوهرهای مبتنی بر حلال از طریق تبخیر حلال های آلی خشک می شوند. سرعت تبخیر حلال‌های آلی معمولاً سریع‌تر از آب است، به این معنی که جوهرهای مبتنی بر حلال می‌توانند سریع‌تر خشک شوند. با این حال، انتخاب مواد افزودنی هنوز برای کنترل فرآیند خشک کردن و بهبود عملکرد فیلم پخت بسیار مهم است. به عنوان مثال، مواد ضد پوست را می توان به جوهرهای مبتنی بر حلال اضافه کرد تا از تشکیل پوسته روی سطح جوهر در حین نگهداری یا چاپ جلوگیری شود. این عوامل با مهار اکسیداسیون یا پلیمریزاسیون اجزای جوهر در سطح کار می کنند. علاوه بر این، برخی از جوهرهای مبتنی بر حلال ممکن است از افزودنی‌های واکنشی استفاده کنند که در واکنش پخت شرکت می‌کنند، مانند ایزوسیانات‌ها در جوهرهای مبتنی بر پلی‌اورتان. این افزودنی های واکنشی می توانند به طور قابل توجهی سختی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت شیمیایی فیلم پخت را بهبود بخشند.

3. ملاحظات زیست محیطی و بهداشتی

در سال های اخیر، نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی در صنعت چاپ اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است. جوهرهای مبتنی بر آب و حلال دارای مشخصات محیطی متفاوتی هستند و افزودنی های به کار رفته در آنها نیز نشان دهنده این تفاوت هاست.

جوهرهای مبتنی بر آب عموماً نسبت به جوهرهای مبتنی بر حلال دوستدار محیط زیست هستند زیرا حاوی ترکیبات آلی فرار (VOCs) اندکی هستند یا اصلاً وجود ندارند. VOCها مواد شیمیایی آلی هستند که می توانند در هوا در دمای اتاق تبخیر شوند و به آلودگی هوا و خطرات بالقوه سلامتی کمک کنند. در نتیجه، افزودنی‌های جوهرهای مبتنی بر آب اغلب به گونه‌ای طراحی می‌شوند که دارای VOC یا VOC کم باشند. به عنوان مثال، بسیاری از افزودنی‌های جوهر مبتنی بر آب با استفاده از مواد طبیعی یا زیست تخریب‌پذیر فرموله می‌شوند که کمتر برای محیط زیست مضر هستند.

از طرف دیگر جوهرهای مبتنی بر حلال معمولاً حاوی مقدار قابل توجهی VOC هستند. استفاده از جوهرهای مبتنی بر حلال و افزودنی های آنها در بسیاری از کشورها برای کاهش آلودگی هوا تنظیم شده است. برای رعایت این مقررات، تولیدکنندگان افزودنی های جوهر مبتنی بر حلال به طور مداوم محصولات جدیدی با محتوای VOC کمتر تولید می کنند. برخی از افزودنی های جوهر مبتنی بر حلال برای جایگزینی حلال های سنتی با جایگزین های کمتر سمی یا سازگار با محیط زیست طراحی شده اند. به عنوان مثال، برخی از حلال های کم VOC را می توان در ترکیب با افزودنی ها برای دستیابی به عملکردی مشابه جوهرهای مبتنی بر حلال سنتی و در عین حال کاهش اثرات زیست محیطی استفاده کرد.

4. عملکرد و کاربرد

الزامات عملکرد و کاربرد جوهرهای مبتنی بر آب و حلال نیز بر انتخاب مواد افزودنی تأثیر می گذارد.

جوهرهای مبتنی بر آب معمولاً در برنامه هایی استفاده می شوند که دوستی با محیط زیست در اولویت هستند، مانند بسته بندی مواد غذایی، اسباب بازی های کودکان و برخی از انواع چاپ کاغذ. مواد افزودنی جوهرهای مبتنی بر آب اغلب بر روی بهبود چسبندگی جوهر به لایه‌های مختلف، افزایش استحکام رنگ آن و ایجاد مقاومت سایشی خوب متمرکز هستند. به عنوان مثال، تقویت کننده های چسبندگی را می توان به جوهرهای مبتنی بر آب اضافه کرد تا پیوند آنها را با بسترهای غیر متخلخل مانند پلاستیک بهبود بخشد. این افزودنی‌ها می‌توانند ویژگی‌های سطح زیرلایه یا جوهر را تغییر دهند و اجازه مرطوب شدن و چسبندگی بهتر را می‌دهند.

جوهرهای مبتنی بر حلال به طور گسترده در کاربردهایی که نیاز به کارایی و دوام بالا دارند، مانند پوشش های خودرو، چاپ صنعتی و برخی از انواع چاپ بسته بندی استفاده می شود. مواد افزودنی جوهرهای مبتنی بر حلال اغلب برای بهبود مقاومت شیمیایی جوهر، مقاومت در برابر سایش و قابلیت آب و هوا طراحی می شوند. به عنوان مثال، تثبیت کننده های UV را می توان به جوهرهای مبتنی بر حلال که در کاربردهای بیرونی استفاده می شود اضافه کرد تا از جوهر در برابر تخریب ناشی از اشعه ماوراء بنفش محافظت کند. این تثبیت کننده ها می توانند انرژی UV را جذب یا هدر دهند و از محو شدن یا ترک خوردن جوهر در طول زمان جلوگیری کنند.

5. نمونه های افزودنی خاص و کاربردهای آنها

برای نشان دادن بیشتر تفاوت‌های بین افزودنی‌های جوهر مبتنی بر آب و جوهر مبتنی بر حلال، اجازه دهید به چند نمونه افزودنی خاص نگاه کنیم.

سورفکتانت ها: در جوهرهای پایه آب معمولا از سورفکتانت های آنیونی و غیر یونی استفاده می شود. سورفکتانت های آنیونی، مانند سدیم دودسیل سولفات، می توانند خواص مرطوب کنندگی و پراکندگی خوبی ارائه دهند. سورفکتانت های غیر یونی، مانند الکل های اتوکسیله، اغلب به دلیل ویژگی های کف کم خود استفاده می شوند. در جوهرهای مبتنی بر حلال، سورفکتانت‌های کاتیونی و غیر یونی رایج‌تر هستند. سورفکتانت های کاتیونی می توانند چسبندگی جوهر را به برخی از بسترها، به ویژه آنهایی که بار سطحی منفی دارند، بهبود بخشند. می توانید اطلاعات بیشتری در مورد سورفکتانت ها و غیره پیدا کنیدافزودنی های جوهر چاپ روی صفحه.

رزین ها: جوهرهای مبتنی بر آب اغلب از رزین های محلول در آب یا قابل پخش در آب مانند امولسیون های اکریلیک و پراکندگی پلی اورتان استفاده می کنند. این رزین ها خاصیت تشکیل فیلم و چسبندگی خوبی دارند. از سوی دیگر جوهرهای مبتنی بر حلال ممکن است از رزین‌های محلول در حلال مانند نیتروسلولز، رزین‌های آلکیدی و رزین‌های اپوکسی استفاده کنند. این رزین ها می توانند براقیت، سختی و مقاومت شیمیایی بالایی را ارائه دهند. برای جزئیات بیشتر در مورد رزین ها و سایر افزودنی های جوهر بسته بندی، بررسی کنیدمواد افزودنی و رزین برای جوهرهای بسته بندی.

مواد افزودنی پخت: در جوهرهای مبتنی بر آب، از برخی از عوامل اتصال متقابل برای بهبود دوام فیلم پخته شده استفاده می شود. به عنوان مثال، رزین های ملامین - فرمالدئید را می توان به عنوان عوامل پیوند دهنده در جوهرهای اکریلیک مبتنی بر آب استفاده کرد. در جوهرهای مبتنی بر حلال، ایزوسیانات ها و سایر افزودنی های واکنش پذیر معمولاً برای پخت استفاده می شوند. به عنوان مثال،افزودنی کم پخت برای جوهر پلاستیزولمی توان از آن برای کاهش دما و زمان پخت جوهرهای پلاستیزول که نوعی جوهر مبتنی بر حلال هستند استفاده کرد.

نتیجه گیری

در نتیجه، تفاوت بین مواد افزودنی برای جوهرهای چاپی مبتنی بر آب و حلال قابل توجه است و عمدتاً به دلیل تفاوت در حلالیت، مکانیسم های خشک کردن و پخت، ملاحظات زیست محیطی و بهداشتی و الزامات عملکرد است. به عنوان تامین کننده مواد افزودنی برای جوهر چاپ، ما نیازهای منحصر به فرد سیستم های جوهر مبتنی بر آب و حلال را درک می کنیم. ما طیف گسترده ای از افزودنی های با کیفیت بالا را ارائه می دهیم که به طور خاص برای برآوردن نیازهای فرمولاسیون های مختلف جوهر و برنامه های کاربردی چاپ طراحی شده اند.

اگر در صنعت چاپ هستید و به دنبال مواد افزودنی مناسب برای جوهرهای مبتنی بر آب یا حلال خود هستید، خوشحال می شویم به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند مشاوره حرفه ای و راه حل های سفارشی را به شما ارائه دهند. همین امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خاص خود و اینکه چگونه افزودنی های ما می توانند عملکرد جوهرهای چاپ شما را بهبود بخشند، بحثی را آغاز کنیم.

مراجع

1. "راهنمای جوهر چاپ"، ویرایش پنجم، لیچ، RH و همکاران.
2. "پوشش های مبتنی بر آب: علم و فناوری"، Koleske، JV
3. "پوشش های مبتنی بر حلال: شیمی و فناوری"، Zeno W. Wicks, Jr. et al.