Состав чернил для струйной печати

§ Colorant (dye, pigment)- минеральный или пигментный краситель.

Чернила для струйных принтеров содержат красящее вещество черного, голубого, пурпурного или желтого цвета. При этом оно может быть или синтетическим органическим красителем или пигментом.

Краситель - это химическое вещество, которое полностью растворяется в воде. Чернила на основе красителей- это, как правило, цветные чернила. Краситель растворим в воде и впитывается вместе с ней в толщу бумаги при высыхании. Такие чернила высыхают быстрее пигментных, светоустойчивы, но зато дают в среднем пятен неправильной формы больше, чем пигментные.

Пигмент - окрашенное вещество, которое не растворяется в воде и находится в чернилах в виде очень мелких твердых частичек. При попадании таких чернил на бумагу жидкость испаряется и частично впитывается, а порошок прилипает к поверхности, не растекаясь по ней. Поэтому чернила на основе пигментов водостойкие, обладают слабым проникновением в волокна бумаги, но они чувствительны к свету.

Как компонент чернил, красящее вещество также должно быть высокоочищенным и не содержать солей, механических примесей, полупродуктов производства и т.д. Отсутствие или наличие механических примесей обнаруживается при фильтровании раствора красителя через мембранные фильтры с диаметром пор 1, 0.45 и 0.2 мкм. Наличие растворенных примесей обнаруживается путем измерений проводимости раствора красителя. Соответствие цвета и интенсивность окраски проверяется спектрофотометрически. Только пройдя эти испытания, чернила готовятся к производству пробной партии и проверяется качество печати

§ Surfactants - поверхностно-активные вещества. Усиливают смачивание чернилами поверхности субстрата, картриджа, печатающей головки.

§ Polymer/Binders - полимер/связующие вещества

§ Humectant – Увлажнитель. Увлажняющее вещество позволяет чернилам равномерно растекаться по бумаге/пленке, обеспечивая ее смачивание. Концентрация увлажнителя влияет на вязкость чернил. Этот параметр должен быть оптимален для данного состава чернил и печатающей головки, совместно с которой они будут использоваться. Действительно, с одной стороны, чем больше вязкость, тем хуже чернила растекаются по поверхности бумаги, давая меньший размер точки и тем более четким будет изображение. С другой стороны, слишком большая вязкость приводит к затянутому времени формирования мениска, что ухудшает скорость печати. Обычно, вязкость чернил является ключевым параметром при определении геометрических каналов в печатающей головке

§ Anti-cockle additive - противоусадочная добавка (после высыхания чернил не дает образовываться "морщинкам" )

§ Anti-kogation additive - антикогезионная добавка. Это органическое вещество, помогающее предотвратить засыхание чернил при контакте с воздухом, в частности - в соплах печатающей головки. При долгом неиспользовании картриджа предотвращает слипание чернил

§ Biocides - антибактериальные добавки. Предотвращает рост грибов и других микроорганизмов в чернилах при длительном хранении, не позволяет бактериям печатающей головке зарасти слизью.

§ Chelation Agent - хелатиновый агент (обеспечивает однородность структуры чернил)

§ Buffer - вещество, обеспечивающее непрозрачность чернил на отпечатке

§ Co-solvent - специальный растворитель. Вводится в состав чернил для улучшения растворимости красящего вещества

§ Water – водная основа. основной компонент и главный растворитель. Чернила для термоструйной печати (картриджи для принтеров НР, Canon, Lexmark) готовятся исключительно на основе воды, в то время как для принтеров Epson могут быть использованы чернила на основе других растворителей. Используемую воду необходимо предварительно тщательно очистить от механических примесей, растворенных солей, газов и др.. Для предварительной очистки применяютмеханические фильтры, угольные фильтры и ионообменники. Для окончательной очистки и дезинфекции воды применяют ультрафиолетовое облучение и очистку методом обратного осмоса. В результате получается продукт - пермеат, в 10 раз чище дистиллированной воды. Чистоту проверяют, измеряя электрическую проводимость кондуктометром. Водопроводная вода имеет проводимость 400-500 микроСименс/см, дистиллят - 20-25, а пермеат - менее 3.

§ ФИКСИРУЮЩАЯ ДОБАВКА (ПЕНЕТРАНТ). Помогает зафиксировать чернила на субстрате (бумаге, пленке и т.д.)

§ РЕГУЛЯТОРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ, ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ И КИСЛОТНОСТИ ЧЕРНИЛ.Служат для установления и поддержания необходимых физико-химических характеристик чернил. Если поверхностное натяжение слишком высокое, то чернила не будут должным образом продвигаться к печатающей головке, что приведет к неоднородности печати. На бумаге чернила будут долго сохнуть и размазываться. Если поверхностное натяжение слишком низкое, то чернила будут вытекать из сопел и образовывать при печати .кляксы Изображение расплывается, теряется четкость и яркость картинки, чернила впитываются в бумагу (лист мокрый) и проникают на другую сторону листа (пробивание).

§ ДРУГИЕ ДОБАВКИ служат для усиления контраста при печати, предотвращения расплывания печатных символов, ускорения высыхания, регулирования оттенка цвета, скорости проникновения в бумагу или спецпокрытие, усиление светостойкости и водоустойчивости печатных изображений и др.

Всего в составе чернил может быть до 15 компонентов.

Чернила для повседневной печати состоят из 7-14 разных химических веществ (см. табл.1).

Таблица 1

Качество чернил определяется измерением следующих физических характеристик, знать которые важно для заправщика, чтобы сделать правильный выбор:

§ Вязкость – показатель плавательных свойств чернил. Вязкость влияет на расползание, время высыхания, размер капли и струи чернил.

§ Поверхностное натяжение – способность жидкости смочить поверхность. Это один из важнейших параметров, который влияет на струю через губку или бункер, цельность капли, резкость края изображения, резкость печати и внутрицветовое расплывание краски. Поверхностное натяжение влияет на смачиваемость чернилами всех поверхностей, с которыми они соприкасаются, начиная от резервуаров в картридже и кончая поверхностью бумаги. Слишком низкое статистическое поверхностное натяжение приводит к более быстрому высыханию чернил на поверхности бумаги, но при этом средний объем капли при выдавливании чернил из дюз оказывается завышенным. Слишком высокое поверхностное натяжение увеличивает время высыхания, а следовательно ухудшает стойкость изображения при печати.

§ Уровень кислотности (рН) – показатель кислотности водного раствора. Нормальный pH должен быть немного больше нейтрального (7.0). Стандартным считается уровень кислотности в диапазоне от 7.0 до 9.0. Неверный pH может вызвать сдвиг цвета в определенной среде; также он может вызвать повреждение картриджа или частей принтера. Низкая кислотность приводит к низкой растворимости компонент чернил в воде и как следствие – плохой водостойкости изображения

§ Проводимость – показатель содержания неорганических солей в чернилах. Обычно значение этого параметра больше относится к безупречности оттенка.

§ Цветовая абсорбция – показатель оттенка цвета и его интенсивности; влияет на тоновое воспроизведение, полутона, черно-белые тона и градацию оттенков.

§ Видимый цвет – для количественного анализа цвета используется колориметр. Материал, освещение и установки могут влиять на видимый цвет распечатанного образца.

§ Чистота чернил – показатель растворенных в чернилах веществ. Примеси могут забить дюзы и вызвать серьезную поломку принтера.

Чернила на красителях - дают более яркое и сочное изображение, чем пигментные, но менее долговечны и быстро выгорают*.

Чернила с красителем сделаны из полностью дистиллированной жидкости или из измельченного в порошок красителя в очищенной воде. В чернилах на красителях - практически нет твердых частиц, красителем в них - является жидкость. А сами чернила - являются растворами (смесью) жидкостей.

Они представлены широким рядом цветов, эти чернила легче и дешевле производить, чем пигментные. Однако чернила на красителе имеют тенденцию впитываться в волокна бумаги. Они более склонны к растеканию, что может привести к проблемам с капиллярным затеканием и к расплыванию краски, а также к более быстрому выцветанию краски.

В целом - не стоит думать, что "водные" чернила на жидких красителях, это самый "не выгодный" вариант, с точки зрения своих характеристик. Их свойства вполне отвечают потребностям большинства потребителей (для распечатывания фотографий, документов - дома и в офисе).

А также стоит помнить - что современные виды бумаги для струйной печати (и особенно фотобумаги), позволяют улучшить показатели долговечности (водо- и свето-стойкости) и сделать распечатки более качественными и защищенными, не смотря на показатели самих чернил.