Grundlagen der Tinte
Tinteist ein wesentliches Material, das beim Drucken verwendet wird und als Substanz dient, die während des Druckprozesses Text- und Grafikinformationen bildet. Es bestimmt direkt den Ton, die Farbe, die Klarheit und andere Aspekte der Bilder auf dem Druckerzeugnis. Mit der Weiterentwicklung der Drucktechnologie wächst die Vielfalt der Tinten immer weiter und es gibt verschiedene Klassifizierungsmethoden.
LD PACK ist ein Unternehmen mit über 30 Jahren Erfahrung in der AnwendungGRAVURDRUCK, Flexodruck und Digitaldruck. Jedes Produkt entspricht den chinesischen und FDA-Standards und unterliegt einer strengen Überwachung ab der Quelle, einschließlich Rohstoffen wie Filmen, Tinten, Lösungsmitteln und mehr.
Wenn nach Druckverfahren klassifiziert,Tintes werden typischerweise in mehrere Kategorien unterteilt: Offsetdruckfarbe,GRAVURDRUCK Tinte, FlexodruckTinte, Siebdrucktinte, Digitaltinte, Spezialtinten und mehr. Bei der Klassifizierung nach Trocknungsmethode werden Tinten im Allgemeinen in filmbildende Trocknung, Permeationstrocknung, flüchtige Trocknung, Strahlungstrocknung und andere Trocknungsarten eingeteilt. Aufgrund der unterschiedlichen Arten und Verhältnisse der Bindemittel in der Tinte erfolgt die Trocknung oft durch eine Kombination von zwei oder mehr Formen.
Bei den in Verbundfolienprodukten verwendeten Tinten handelt es sich überwiegend um flüchtig trocknende Tinten, bei denen das Bindemittel aus festem Harz und einer großen Menge flüchtigem Lösungsmittel mit niedriger Viskosität besteht. Das feste Harz löst sich im Lösungsmittel auf und verteilt das Pigment gleichmäßig im Bindemittel. Nach dem Drucken auf das Substrat verdunstet das Lösungsmittel schnell und trocknet und bildet einen Film. In Druckmaschinen, die mit Heiz- und Trocknungseinrichtungen ausgestattet sind, kann das Lösungsmittel schnell verdunsten und so das Drucken auf nicht saugenden Substraten wie Kunststofffolien ermöglichen.
Derzeit werden Kunststofffolien häufig mit bedrucktGRAVURDRUCK, wobei einige in den letzten Jahren den Flexodruck eingeführt haben.GRAVURDRUCKTinte und Flexodruckfarbe werden üblicherweise in lösungsmittelbasierte Tinte und wasserbasierte Tinte eingeteilt. In diesem Artikel geht es hauptsächlich darumGRAVURDRUCKTinte und Flexodruckfarbe.
Tinteneigenschaften:
Tiefdruckfarbe ist eine flüssige Farbe. Beim Tiefdruck ist die Tinte auf ihre eigene Fließfähigkeit, Haftung, Füllung und Beschichtung auf den Gravuren des Tiefdruckzylinders angewiesen. Nur Systeme mit geringerer Viskosität, also relativ dünne Systeme, können diese Eigenschaften aufweisen. In kurzer Zeit muss die Tinte die Vertiefungen am Zylinder füllen. Wenn die Viskosität zu hoch ist, ist es schwierig, die Vertiefungen zu füllen, und die Rakel hat Schwierigkeiten, die Tinte aus den Nichtbildbereichen zu entfernen. Ist die Viskosität hingegen zu niedrig, kann die Tonwertzunahme durch den Druck beim Drucken zu einer schlechten Wiedergabe des Musters führen. Darüber hinaus wird beim Tiefdruck die Rakel verwendet, um die Tinte aus den Nichtbildbereichen zu entfernen, wodurch die verbleibende Tinte in das ursprüngliche Tintenfass zurückfließt. Sogar die Tinte in den Gravuren muss immer wieder mit der Originaltinte in Kontakt kommen. Nur Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität lassen sich leicht entfernen und weisen eine gute Wiederauflösbarkeit, geringe Klebrigkeit und niedrige Ergiebigkeitswerte auf, sodass sie sich gut für den Tiefdruck eignen.
Zusammensetzung der Tinte:
Im Allgemeinen bestehen Tiefdruckfarben aus vier Hauptkomponenten: Harz, Pigment, Lösungsmittel und Zusatzstoffen. Die Auswahl des Harzes richtet sich in der Regel nach dem Verwendungszweck der Tinte. Viele Eigenschaften der Tinte, wie Abriebfestigkeit, Glanz und Haftung auf dem Untergrund, werden durch das Harz der Tinte bestimmt. In gewisser Weise bestimmt das Harz der Tinte ihre Haupteigenschaften. Zu den üblicherweise verwendeten Harzen gehören die folgenden:
Harztypen | Anwendung | Eigenschaften, Verwendungen usw. | |||
Tiefdruck | Flexodruck | Lösungsmitteltinte | Tinte auf Wasserbasis | ||
Kolophonium und Derivate | * | * | * | * | Mit Polyolen modifizierte multifunktionale Kolophoniumester werden häufig als Hilfsharze in verschiedenen Lösungsmitteltinten verwendet. Kolophonium-Metallsalze werden häufig als Hauptharz in Publikationstinten verwendet. Wenn es neutralisiert ist, kann es in wasserbasierten Tinten weiterverwendet werden. |
Schellack | * | * | * | * | Naturharz, kann in geringen Mengen als Hafthilfsmittel verwendet werden. |
Alkydharz | * | * | - | * | Der Harzfilm ist durchlässig und atmungsaktiv, was häufig bei dekorativen Papieranwendungen zu finden ist. |
Nitrozellulose und Zellulosederivate | * | * | * | - | Hervorragende Hitzebeständigkeit. Weit verbreitet als Hartharz. Verfügt über hervorragende Pigmentdispersionseigenschaften. |
Polyamidharz | * | * | * | - | Wird für PE- und PP-Folien verwendet. Wird normalerweise aus Pflanzenölen wie Tungöl, Baumwollsamenöl und Sojaöl gewonnen. Hervorragender Glanz und Flexibilität. |
Chlorkautschuk | * | - | * | - | Hervorragende Hitzebeständigkeit, hoher Glanz. In frühen Tintenformulierungen üblich, wird jedoch aufgrund von Problemen wie Geruch und hoher Löslichkeit nicht mehr verwendet. |
Chloriertes Polypropylenharz | * | - | * | - | Exzellent Haftung auf Polypropylenmaterialien. |
Chloriertes Polyvinylacetatharz | * | - | * | - | Hervorragende Chemikalienbeständigkeit. Ausgezeichnete Pigmentaffinität. |
Ethylen-Vinylacetat-Harz | * | - | * | - | Wird häufig in Tinten mit 40 % Vinylacetatgehalt verwendet und ist sehr flexibel. Manchmal zusätzlich chloriert, um die Löslichkeit und Pigmentbenetzung zu verbessern. |
Alkoholharz (Polyester) | * | * | * | * | Flexibel. Wird im Allgemeinen als Hilfsharz zur Einstellung der Zähigkeit verwendet. |
Thermoplastisches Polyurethanharz | * | * | * | - | Hohe molekulare Designflexibilität, das Hauptharz für Allzweck-Verbundtinten in flexiblen Verpackungen. Wird auch in Flächendruckfarben verwendet, oft in Kombination mit Nitrozellulose. |
Thermoplastisches Acrylharz | * | * | * | - | Wird normalerweise für Schrumpfetiketten und Lacke verwendet. |
Anionische Polyurethan-Dispersion | * | * | - | * | Hervorragende Haftung auf PET, Nylon, hervorragende Flexibilität (insbesondere Kälteflexibilität). Häufig in Tinten für flexible Lebensmittelverpackungen oder einigen Baustoffanwendungen. |
Anionisches Polypropylen-Acrylharz (Emulsion) | * | * | - | * | Das Hauptharz für wasserbasierte Tinten mit hochgradig anpassbaren Molekularstrukturen, weist jedoch im Allgemeinen den Nachteil auf, dass es thermisch klebrig und spröde ist. Üblicherweise wird eine Styrol-Acryl-Copolymerstruktur verwendet, wobei Styrolharze mit niedrigem Molekulargewicht für die Pigmentdispersion und Styrolharze mit hohem Molekulargewicht für die Bindung und Fixierung verwendet werden. |
Pigmente
Farbton, Konzentration, Lichtechtheit, Säure-Laugen-Beständigkeit und andere Eigenschaften der Tinte werden durch Pigmente bestimmt. Auch Pigmente haben einen gewissen Einfluss auf die Fließfähigkeit und den Glanz der Tinte. Repräsentative Pigmentarten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
Einstufung | Typische Beispiele für Pigmente | ||
Organische Pigmente | Azopigmente | Seepigment (Unlösliches Salz) | Disazo-Rottöne wie PR48:1, PR48:2, PR48:3, PR49:1, PR53:1, PR57:1 usw. |
Monoazo | PY74-Gelb und Catechol-Rottöne wie PR146, PR112, PR170 | ||
Diazo | PY12 Gelb, PY13 Gelb, PY14 Gelb, PY83 Gelb, PO13 Orange, PO34 Orange | ||
Kondensation Diazo | PR144 Rot, PR166 Rot | ||
Phthalocyanine | Phthaloblau 15:3, 15:4, Kupferphthalocyaningrün G-7, G-36 | ||
Chinacridons | Chinacridonrot PR122, PV19 Lila | ||
Pyrazoloquinazoline | Pyrazoloquinazolinrot PR254 DPP Rot | ||
Chinoline | Chinolinviolett | ||
Andere | Benzimidazolongelb PY180, Isoindolinongelb PY110, Chinolin PY81, Pfirsichrot, PV3 usw. | ||
Anorganische Pigmente | Titandioxid | Rutil, Anatas | |
Kohlenschwarz | Furnace Black, Lamp Black, Fast Black, Channel Black usw. | ||
Andere | Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Kieselsäure | ||
Spezialeffektpigmente | Silberpulver (Aluminium), Goldpulver (Kupferzink), Perlenpulver, farbverändernd | ||
Beim fertigen Druckprodukt stehen die Pigmenteigenschaften in engem Zusammenhang mit Fragen der Haltbarkeit, wie z. B. der Migrationsbeständigkeit auf verschiedene Verpackungsmaterialien und -inhalte, der Hitzebeständigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Lichtechtheit. Eines der häufigsten Probleme ist die Lichtechtheit.
Lösungsmittel
In Tiefdruckfarben ist das Lösungsmittel der am häufigsten vorkommende Bestandteil. Im Allgemeinen basiert die Wahl des Lösungsmitteltyps auf dem für die Tinte ausgewählten Harz und die erforderlichen Anpassungen werden auf der Grundlage potenzieller Probleme vorgenommen, die bei der Verwendung der Tinte auftreten können.
Das ideale Lösungsmittel sollte effizient, kostengünstig und harmlos sein. Wasser ist die optimale Wahl, da es die VOC-Emissionen erheblich reduziert, Luftverschmutzung verhindert, keine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt und nicht brennbar ist. Allerdings weist Wasser auch einige Einschränkungen auf, die seine Verwendung als Lösungsmittel einschränken. In den letzten Jahren gab es einige Fortschritte bei der Verwendung von Wasser als Lösungsmittel für Tinten.
Im aktuellen Industriesystem bleiben organische Lösungsmittel aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit und leichten Verfügbarkeit für hochwertige Tinten unverzichtbar. Zu diesen Lösungsmitteln gehören nach umfangreicher Verwendung und Prüfung hauptsächlich Benzol, Ketone, Alkohole, Ether und Kühlmittel. In den letzten Jahren wurde die Verwendung von Benzol und Ketonen aus Sicherheits- und Gesundheitsgründen eingeschränkt. Aufgrund der notwendigen Flüchtigkeit ist der Siedepunkt von Flexo- und Tiefdrucktinten niedriger, typischerweise im Bereich von 70 bis 150 °C, während Inkjet-Tinten einen höheren Siedepunkt haben, normalerweise im Bereich von 150 bis 260 °C.
Lösungsmittel | Lösungsmittelname | Siedepunkt*1 bei 760 mmHg | Flammpunkt*1 | Oberflächenspannung*1 (Dyn/cm) | Löslichkeitsparameter*2 | Verdampfungsrate*3 |
Wasser | 100,0 | - | 72,0 | 23.2 | 40 | |
Aliphatische Kohlenwasserstoffe | N-Heptan Ö-Cyclohexan Methylcyclohexan Toluol Xylol | 68,7 80.719 100.934 110.625 139~142 | <-23.℃ -17.℃ -1.℃ 4.4.℃ 17~25.℃ | 17.9 24,38(25℃) 23.17(25℃) 27,92(25℃) 28~30 | 7.3 8.2 7.8 8.9 8.8 | - - - 205 70 |
Ester | Ethylacetat Isopropylacetat Butylacetat Butylacetat Butylacetat | 77.114 89 101,55 118,0 126.114 | -4℃ 4.44℃ 14.4℃ 17.8℃ 27.℃ | 23.75 22.1(22℃) 24.28(20℃) 23.7(20℃) 25.09(20℃) | 9.1 8.4 8.8 8.3 8.5 | 615 500 276 145 100 |
Ketone | Aceton Methylethylketon (MEK) Methylisobutylketon (MIBK) | 56.12 79,64 115,9 | -17.8℃ -7.2℃ 15.6℃ | 23.7 23.97(24.8℃) 25.4(25℃) | 10.0 9.3 8.4 | 1160 572 160 |
Alkohole | Methanol Ethanol Isopropanol N-Propanol Isobutanol N-Butanol | 64,6 78,3 82,4 97,2 107,9 117,5 | 12.℃ 14.℃ 11.7℃ (27.℃) (27.5℃) 35.℃ | 22.55(20℃) 22.1(25℃) 21.7(20℃) 23.8(20℃) 23.0(20℃) 24.6(20℃) | 14.5 12.7 11.5 11.9 11.1 11.4 | 200 190 150 100 70 50 |
Polyole | Propylenglykolmethylether Dipropylenglykolmethylether Dipropylenglykolethylether Dipropylenglykolbutylether | 120,0 194.1 202.0 230,4 | (39.℃) (93.℃) (96.℃) (93.℃) | 27,1(20℃) 34,8(25℃) 31,8(25℃) 33,6(25℃) | 9.5 10.2 9.6 8.9 | 71 <1 <1 <1 |
Verdunstungsrate: Bestimmter Wert in einem offenen System mit n-Butylacetat, eingestellt auf 100. (℃)
*1 Lösungsmittelhandbuch, 6. Auflage, von Shozo Asahara (1985)
*2 Shell BLENDOPRO 4.0 Benutzerhandbuch, Einheit: [cal/cm;]1/2
*3 Paint Overview 4. Auflage, Paint Overview Editorial Committee (1971)
Dabei scheinen sich die Eigenschaften von Wasser im Vergleich zu anderen Lösungsmitteln deutlich zu unterscheiden. Aus molekularer Sicht beträgt das Molekulargewicht von Wasser (H2O) nur 18 und es weist eine hohe Polarität auf, was es von Natur aus zu einer sehr aktiven Substanz macht. Es gibt jedoch starke Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen, ähnlich wie bei Magneten, die das flüssige Wasser fest zusammenballen. Tatsächlich verändern sich die Wassermoleküle von H2O zu (H2O), was bedeutet, dass die Wassermoleküle größer und unhandlicher werden.
Dies ist der grundlegende Grund für die einzigartigen Eigenschaften von Wasser. Im Einzelnen zeigt es:
Die Verdunstung erfordert eine erhebliche Wärmeaufnahme:Die latente Verdampfungswärme von Wasser beträgt 539 (cal/g), während typisches Ethanol 204 (cal/g) und Butylacetat 74 (cal/g) beträgt. Die latente Verdampfungswärme von Wasser ist um ein Vielfaches höher als die anderer üblicherweise verwendeter Lösungsmittel.
Das Trocknen ist langsam: Die Verdunstungsrate beträgt etwa 1/5 der von Ethanol und 2/5 der von Butylacetat.
Schlechte Benetzungsfähigkeit: Anwendungen auf Substraten mit niedriger Polarität stoßen auf erhebliche Schwierigkeiten, und Additive zur Lösung dieses Problems haben oft Nebenwirkungen und unterliegen VOC-Beschränkungen.
Darüber hinaus weist Wasser eine schlechte Schmierfähigkeit auf, was die Eignung des Rakels und damit die Lebensdauer der Plattenwalze oder Rasterwalze beeinträchtigt.
Unter Berücksichtigung all dieser Aspekte ist die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel zweifellos eine anspruchsvolle Aufgabe.
Additive
Während Pigmentpulver, Harze und Lösungsmittel die Grundstruktur der Tinte bilden, ist es dennoch notwendig, die Tinte entsprechend ihrem Verwendungszweck und den Kundenanforderungen anzupassen.
Einstufung | Verwendungszweck Haupt | Komponenten |
Pigmentdispergiermittel | Verbessern Sie die Pigmentverteilung Absetzen verhindern Verbessern Sie die Lagerstabilität | Spezifische niedermolekulare oder hochmolekulare Wirkstoffe mit einer bestimmten Struktur, Pigmentderivate |
Entschäumer | Verhindert Tintenblasen Verhindern Sie Folienfehler auf Drucksachen | Silizium, Mineralöl, höhere Alkohole |
Benetzung und Egalisierung | Wirkstoffe fördern die Verteilung und Nivellierung der Tinte auf Substraten | Tenside, Lösungsmittel mit niedriger Oberflächenspannung wie Alkoholether |
Slip-Agenten | Verbessern Sie die Reibungsbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Haftung | Synthetisches Wachs, natürliches Wachs, Silikon, Fettsäuren |
Härter | Verbessern Sie die Wasserbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und chemische Beständigkeit, erhöhen Sie die Verbundfestigkeit und verbessern Sie die Haftung | Isocyanate Epoxidhärter Metallionen und Verbindungen |
Weichmacher | Verbessern Sie die Flexibilität und Haftung der Beschichtung, verbessern Sie die Filmbildungseigenschaften von Harzen und verhindern Sie Weißwerden | Zitronensäure, (Poly)alkohole, Epoxid-Sojaöl usw. |
Tintenherstellungsprozess
Die verschiedenen Tintenbestandteile müssen in geeigneter Weise gemischt werden. Wenn es sich bei den Pigmenten um nicht agglomerierende Spezialpigmente handelt, reicht typischerweise ein Hochgeschwindigkeitsrühren zum Mischen aus. Wenn die Pigmente jedoch agglomerativ sind, müssen zur Verfeinerung hochenergetische Mahlanlagen eingesetzt werden. Der typische Tintenherstellungsprozess umfasst die folgenden Schritte:
1. Formulierung und Vormischung, meist mit einem Mischer.
2. Mahlen: Verwendung von Scher- und Schlagkräften zum Pulverisieren von Materialien, üblicherweise mit einer Perlmühle.
3. Anpassung: Anpassen der Tinteneigenschaften, um physikalische Eigenschaften sicherzustellen.
4. Filtration, Abfüllung, Verpackung, Inspektion und Lagerung.
Der wichtigste Schritt ist das Mahlen, bei dem bei flüssigen Tinten häufig eine Perlenmühle verwendet wird, die hochdichte Perlen für Schlag- und Scherkräfte nutzt. Aufgrund der hohen Flüchtigkeit lösungsmittelbasierter Tinten wird typischerweise eine geschlossene Perlmühle eingesetzt. Im Allgemeinen sind fortschrittliche Ausrüstung und Betriebsprozesse für das Endergebnis gleichermaßen wichtig.
Mischer: Materialmischung und Vordispergierung.
Perlenmühle: Dispersion mittel- bis niedrigviskoser Materialien (Kollision und Scherung mit hochdichten Medien, geschlossener Betrieb, weit verbreitet).
Beim Perlenmahlen werden Pigmentpartikel fein gemahlen und eine vollständige Harzverkapselung erreicht. Feinheit und Temperatur müssen angemessen sein, und der Feinheitsindex der Tinte beim Verlassen des Werks entspricht im Allgemeinen der maximalen Partikelgröße.
Eigenschaften und Spezifikationen der Tinte
Nachdem die Tintenproduktion abgeschlossen ist, werden mehrere Werksindikatoren getestet. Allerdings müssen im Rahmen des Tintendesigns selbst verschiedene Designindikatoren bei der Rezepturgestaltung berücksichtigt und kalibriert werden. Die folgende Tabelle enthält einige Beispiele:
Experiment | Qualitätsartikel |
Aussehen der Tinte | Mahlbarkeit (Dispergierbarkeit), Viskosität, Fließfähigkeit, Farbton, Glanz, spezifisches Gewicht, Feststoffgehalt, pH-Wert, Lagerstabilität usw. |
Druckeignung | Anpassungsfähigkeit der Klinge, Blockleistung, Punktwiedergabe, Trocknungseigenschaften, Wiederauflösbarkeit, Entschäumungseigenschaften, Stabilität auf der Druckmaschine, Reinigungsfähigkeit usw. |
Beschichtungseigenschaften | Reibungsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Haftung, Kratzfestigkeit, Antiadhäsion, chemische Beständigkeit, Lichtbeständigkeit, Wasserabweisung, Restlösungsmittel, Rutschfestigkeit usw. |
Nachbearbeitung | Eigenschaften Reibungswiderstand, Hitzeklebrigkeit, Heißsiegeleignung, Kompatibilität mit Laminierung usw |
Diese Indikatoren erfordern spezielle Geräte, von denen die meisten bekannt sind. Darüber hinaus müssen wir unkonventionelle Einschränkungen berücksichtigen, die auf den für die Endverwendung geltenden gesetzlichen Vorschriften basieren, wie z. B. Schwermetalle, aromatische Amine, Weichmacher, spezifische VOCs usw. Diese Einschränkungen müssen in der Phase des Formulierungsentwurfs und der Endprüfung berücksichtigt werden nur zur verifizierung. Hervorragende Qualität beruht mehr auf Design als auf Inspektion. Diese Aussage gilt insbesondere für die Tintenindustrie.
