Diepgaande-analyse! Toner versus inkjetbeeldtechnologie: begrijpt u echt het verschil?

Digitaal printen is een onstuitbare trend geworden. Momenteel zetten steeds meer etikettendrukkerijen investeringen in digitale drukapparatuur op hun agenda. Maar hoe moeten etikettendrukkerijen, gezien de voortdurend opkomende soorten digitale etiketafdrukapparatuur op de markt, apparatuur kiezen die aan hun eigen behoeften voldoet? Dit artikel biedt ter referentie een vergelijkende analyse van meerdere aspecten, zoals de principes van digitaal printen, de kenmerken van verbruiksartikelen en de aanpasbaarheid van producten, in de hoop labeldrukkerijen te helpen de gewenste digitale labelprintapparatuur aan te schaffen.

Volgens de beeldvormingsprincipes kunnen de reguliere digitale printtechnologieën op de markt worden onderverdeeld in twee categorieën: digitale elektrostatische tonerbeeldvormingstechnologie en digitale inkjetbeeldvormingstechnologie.

Digitale elektrostatische tonerbeeldvormingstechnologie

Digitale elektrostatische tonerbeeldvormingstechnologie kan verder worden onderverdeeld in droge tonertechnologie (voornamelijk vertegenwoordigd door apparatuur uit de Seiko CX-serie) en natte tonertechnologie (elektronische inkt) (voornamelijk vertegenwoordigd door HP-apparatuur).

1. Samenstelling en kenmerken van droge toner

Droge toner bestaat doorgaans uit de volgende componenten:

(1) Pigmenten, die dienen als kleurstoffen om de gewenste kleur te verkrijgen;

(2) Hars, voornamelijk polyester, een hoog-moleculair organisch polymeer dat vast is bij kamertemperatuur. Deze hars omringt de pigmentdeeltjes en vormt het hoofdbestanddeel van de toner;

(3) Vulstoffen, ladingcontrolemiddelen gedispergeerd in de hars, die de laadsnelheid versnellen of, indien nodig, vertragen en de oplaadeigenschappen van de toner en hechthulpmiddelen behouden;

(4) Oppervlakteadditieven of externe additieven, die de prestaties van de toner verder verbeteren;

(5) Additieven voor specifieke toepassingen, die de toner bijzondere eigenschappen en kenmerken geven.

De deeltjes droge toner zijn relatief fijn, variërend van 6 tot 9 μm, met een typische grootte van 8 μm. Bij het afdrukken met droge toner wordt, zodra de afbeelding op het substraat is overgebracht, warmte toegepast om de toner met het substraat te versmelten. De hitte zorgt ervoor dat de tonerdeeltjes stollen (dat wil zeggen, de hars smelt), waardoor een uniforme, stevige polyesterfilm ontstaat. Onder normale omstandigheden is de gemiddelde dikte van een afbeelding met één-laag, afgedrukt met droge toner, ongeveer 4 μm. Zonder de productie-efficiëntie te beïnvloeden, kan een dikkere beeldlaag worden bereikt door de dosis beeldlicht aan te passen, meestal toegepast op ondoorzichtige witte inktlagen of gekleurde lagen die voelbare dikte vereisen.2. Samenstelling en kenmerken van natte toner (elektronische inkt) De belangrijkste componenten van natte toner (elektronische inkt) die worden gebruikt in bestaande digitale labelprinters op de markt zijn als volgt: (1) Pigmenten, die dienen als kleurstoffen om de gewenste kleur te verkrijgen; (2) Gemodificeerde polyethyleenhars met een lage glasovergangstemperatuur, rubber-zoals bij kamertemperatuur. Tijdens de productie worden pigmenten in de polyethyleenhars gekneed en vervolgens afgebroken om de pigmentdeeltjes te verkleinen, waardoor karakteristieke stervormige tonerdeeltjes worden gevormd; (3) Dragervloeistof, een minerale olie, die gedeeltelijk oplost in de pigmentharsvloeistof vanwege de hoge chemische compatibiliteit met polyethyleenhars, waardoor de visco-elastische eigenschappen van de hars veranderen, zodat deze in gesmolten toestand kan worden overgebracht naar het uiteindelijke substraat; (4) Organische dispergeermiddelen die worden afgezet op het oppervlak van natte tonerdeeltjes en worden gebruikt om te stabiliseren en laadt de tonerdeeltjes op (door de toevoeging van metaalzoutcomplexen); (5) Additieven, extra componenten toegevoegd aan de dragervloeistof om de elektrostatische neutraliteit van het tonersysteem te garanderen terwijl geladen tonerdeeltjes naar de fotogeleidertrommel bewegen. De pigmentdeeltjes van natte toner (elektronische inkt) zijn ongeveer 2 μm, veel kleiner dan droge toner. Normaal gesproken is de dikte van een afbeelding met één-laag, afgedrukt met natte toner, ongeveer 1,5 μm.

Tijdens het printproces, voordat de afbeelding op het substraat wordt overgebracht, is verwarming nodig om de toner te smelten. Het grootste deel van de dragervloeistof verdampt en de tonerdeeltjes stollen, waardoor een uniforme flexibele film op het substraat ontstaat. Na de beeldoverdracht gaat het verdampingsproces door en zal de resterende dragervloeistof binnen enkele dagen volledig verdampen, waardoor het polyethyleenpolymeer bij kamertemperatuur terugkeert naar zijn normale toestand. Digitale inkjetbeeldtechnologie Digitale printapparatuur die gebruikmaakt van digitale inkjetbeeldtechnologie maakt gewoonlijk gebruik van twee soorten inkt: UV-inkt en inkt op water-basis.1. Samenstelling en kenmerken van UV-inkt Typische UV-inkt voor inkjetprinten omvat voornamelijk:(1) Pigmenten, gemalen tot onder 150 nm, gestabiliseerd met dispergeermiddelen om de stabiliteit van de dispersie op lange- termijn te behouden; (2) Dragervloeistof, een actief oplosmiddel, meestal een acrylaat, dat monomeren bevat (chemicaliën met eenvoudige moleculaire structuren die met andere soortgelijke moleculen kunnen worden gecombineerd om polymeren te vormen), wat een mengsel is van foto-initiatoren en versterkers; (3) Monomeren met een enkele functionele actieve vinylgroep, geselecteerd uit een breed scala aan kandidaten om een goede hechting, flexibiliteit, weersbestendigheid en krimpeigenschappen te garanderen; (4) Monomeren met een bifunctionele actieve vinylgroep (acrylaat of enolether), die een effectieve uitharding garanderen; (5) Foto-initiatoren en versterkers, die de inkt gevoelig maken voor een reeks golflengten om goede uithardingsprestaties door de hele inktlaag te garanderen, omdat zuurstof in de lucht de uithardingssnelheid op het substraat of het oppervlak van de inktlaag kan vertragen; (6) Oppervlakteactieve stoffen, die controleren de statische en dynamische oppervlaktespanning van de inkt, waardoor uniforme inktdruppels (zonder satellietdruppels) en een goede, snelle en controleerbare bevochtiging worden gegarandeerd wanneer de druppels het substraat bereiken. Onder UV-licht wordt de inkt uitgehard, waarbij foto-initiatoren vrije radicalen genereren die reageren met andere inktcomponenten (monomeren) om verknoopte polymeren of een uitgeharde film te vormen. Zodra de verknopingsreactie is voltooid (dwz alle componenten zijn verknoopt-), is de inkt volledig gedroogd.

De dikte van een afbeelding uit één-laag, afgedrukt met UV-inkt, is ongeveer 4–6 μm. Vanwege de chemische componenten die nodig zijn voor uitharding, heeft UV-inkt een hogere viscositeit vergeleken met inkt op water-basis, maar tegelijkertijd is de viscositeit ongeveer zes keer lager dan die van UV-offset- of UV-flexografische inkten. Dit leidt tot verschillende gevolgen, die hieronder verder worden besproken.2. Samenstelling en kenmerken van inkt op water-basis Water-inkten die worden gebruikt in in de handel verkrijgbare digitale labelprinters bestaan doorgaans uit de volgende componenten:(1) Op water-basis dragermedium, dat 60%–90% van de inkt uitmaakt;(2) Pigmenten, die de gewenste kleur geven en in de drager worden verspreid;(3) Dispergeermiddelen, die de pigmentdispersies gedurende lange perioden stabiliseren;(4) Bevochtigingsmiddelen, die voorkomen dat het water in de inkt verdampt wanneer de printkop niet is afgedicht of inactief is;(5) Oppervlakteactieve stoffen, die de vorming van druppels vergemakkelijken (waardoor satellietdruppels worden voorkomen) en de bevochtiging op niet-papiersubstraten verbeteren;(6) Biociden, die microbiële groei voorkomen;(7) Buffers, die de pH van de inkt regelen (opgelost CO2 in de lucht kan de pH van de inkt beïnvloeden);(8) Andere additieven, zoals chelaatvormers middelen, ontschuimers en solubilisatoren. Eenmaal volledig gedroogd, is de dikte van een afbeelding uit één-laag, afgedrukt met inkt op water-basis, doorgaans 0,2–0,4 μm. Omdat inkt op water-basis de laagste viscositeit heeft, is deze zeer geschikt voor inkjetprinten met hoge-snelheid. De lage viscositeit van op water-inkten heeft echter een nadeel: deze kan geen adequate verspreiding van zware deeltjes garanderen, zoals TiO2 in witte inkt, waardoor een grondige verspreiding moeilijk wordt.