Brillante Farben mit VINNOL ® - Wacker Chemie AG


Brillante Farben mit VINNOL®

Eignung für milde Lösemittel

Ein Anwendungsbeispiel für CIJ-Tinten auf Basis von VINNOL® E 18/38: Codierung von Kabeln.

In den letzten Jahren rückte eine weitere Anforderung immer stärker in den Vordergrund: Um die Geruchsbelastung der Druckerei-Mitarbeiter mit Lösemitteldämpfen zu verringern, wünscht die Branche Farben, die mit möglichst milden Lösemitteln formuliert wurden. Als mild oder eco werden Lösemittel bezeichnet, deren Dämpfe weder gesundheitsschädlich sind noch merklich riechen. Beispiele sind etwa bestimmte Glykolether und Glykolester. Solche „Eco-Solvent-Druckfarben“ sind für Druckshops oder Werbeagenturen, in denen DoD-Drucker stehen. Bei Farben für CIJ-Drucker stellt der Geruch ein geringeres Problem dar, da diese Drucker ausschließlich im industriellen Produktionsumfeld genutzt werden, wo Lösemitteldämpfe nötigenfalls abgesaugt werden.

TINTENSTRAHLDRUCK

Beim Tintenstrahldruck werden zwei prinzipiell unterschiedliche Verfahren unterschieden: das diskontinuierliche (Drop on Demand, DoD) und das kontinuierliche Verfahren (Continuous Ink-Jet, CIJ).

Drop-on-Demand-Verfahren: Bei diesem Verfahren werden die Farbtröpfchen nur bei Bedarf erzeugt und aus den Düsen des Druckkopfes ausgespritzt – also nur dann, wenn sie einen Bildpunkt ergeben sollen. Ein typischer Druckkopf, wie er in professionellen DoD-Druckern eingesetzt wird, enthält pro Farbe 256 Düsen, deren Durchmesser 20 bis 50 Mikrometer beträgt. Je nach Druckkopftechnologie haben die Tröpfchen ein Volumen zwischen 2 und 40 Pikoliter. Die Pigmentpartikel der Farbe dürfen nicht größer als 5 bis 8 Mikrometer sein. Vor jeder Düse sitzt ein Filter, der zu großen Partikeln den Durchgang versperrt. Wichtigstes Hauptlösemittel der für DoD-Drucker verwendeten Farben ist derzeit Butylglykolacetat.

Continuous-Ink-Jet-Verfahren: Bei diesem Verfahren wird eine elektrisch leitfähige Druckfarbe eingesetzt, die als kontinuierlicher Strahl aus einer im Druckkopf befindlichen Düse ausgestoßen wird. Der Strahl zerfällt auf seinem Weg zum Bedruckstoff in einzelne, mikroskopisch kleine Tropfen, deren Volumen zwischen 10 Pikoliter und 1 Nanoliter liegt. Pro Sekunde entstehen etwa 60.000 bis 100.000 solcher Tröpfchen. Die Tröpfchen durchlaufen zwei elektrische Felder. Im ersten Feld werden sie elektrisch geladen. Das zweite Feld wird durch die digitalen Druckdaten gesteuert und beeinflusst die Flugbahn der Tröpfchen: Je nachdem, ob das Feld ein- oder ausgeschaltet ist, werden die Tröpfchen entweder unterschiedlich stark zum Bedruckstoff hin abgelenkt und erzeugen dort einen Farbpunkt oder sie treffen mangels Ablenkung nicht auf das zu bedruckende Substrat auf. Die nicht abgelenkten Tröpfchen werden aufgefangen und in den Farbenbehälter des Druckers zurückgeführt. Als Lösemittel enthalten Farben für CIJ-Drucker häufig Methylethylketon.

Milde Lösemittel haben auch Nachteile: Etliche Bindemittel sind in diesen Lösemitteln nur unzureichend löslich. Zudem haften mit milden Lösemitteln formulierte Tintenstrahldruckfarben schlechter auf Weich-PVC und anderen Kunststoffsubstraten, sodass das Druckbild weniger abriebfest wird. Beides trifft auch auf die VINNOL® E-Type zu, die seit längerer Zeit für den Einsatz in Digitaldruckfarben zur Verfügung steht. Das Ziel von Dr. Lauter und seinem Team war es daher, ausgehend von diesem Produkt ein neues Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer maßzuschneidern, das einen optimalen Kompromiss zwischen den teilweise gegenläufigen Anforderungen ermöglicht. Dies gelang mit dem neuen VINNOL® E 18/38.

Die neue Type verbessert nicht nur die Löslichkeit in milden Lösemitteln, sondern erreicht auch eine besonders niedrige Viskosität der Polymerlösung. Zudem ist VINNOL® E 18/38 beständig gegen Wasser, Alkohol und schwach basische Reinigungsmittel.