Analisi-approfondita! Toner e tecnologia di imaging a getto d'inchiostro: capisci davvero le loro differenze?

La stampa digitale è diventata una tendenza inarrestabile. Al momento, sempre più aziende di stampa di etichette stanno inserendo nelle loro agende investimenti in apparecchiature di stampa digitale. Tuttavia, di fronte all’ampia gamma di dispositivi per la stampa digitale di etichette presenti sul mercato, come dovrebbero le aziende di stampa di etichette scegliere l’attrezzatura adatta alle proprie esigenze? Questo articolo fornisce un'analisi comparativa di molteplici aspetti come i principi della stampa digitale, le caratteristiche dei materiali di consumo e la compatibilità dei prodotti come riferimento, sperando di aiutare le aziende di stampa di etichette ad acquistare l'attrezzatura per la stampa di etichette digitali desiderata.

Secondo i principi dell’imaging, le principali tecnologie di stampa digitale presenti sul mercato possono essere suddivise in due categorie principali: tecnologia di imaging elettrostatico con toner digitale e tecnologia di imaging digitale a getto d’inchiostro.

Tecnologia di imaging elettrostatico con toner digitale

La tecnologia di imaging elettrostatico del toner digitale può essere ulteriormente suddivisa in tecnologia del toner secco (rappresentata principalmente dalle apparecchiature della serie Xeikon CX) e tecnologia del toner umido (inchiostro elettronico) (rappresentata principalmente dalle apparecchiature HP).

1. Composizione e caratteristiche del toner secco

Il toner secco è generalmente costituito dai seguenti componenti:

(1) Pigmenti, che forniscono il colore richiesto;

(2) Resina, principalmente poliestere, un polimero organico ad alto peso molecolare solido a temperatura ambiente. Questa resina circonda le particelle di pigmento, formando il corpo principale del toner;

(3) Filler, dispersi nella resina come agenti di controllo della carica per accelerare o, quando necessario, rallentare la velocità di carica e mantenere le proprietà di carica del toner e degli agenti leganti;

(4) Additivi superficiali o additivi esterni, che migliorano ulteriormente le prestazioni del toner;

(5) Additivi per applicazioni specifiche, che consentono al toner di avere proprietà e caratteristiche speciali.

Le particelle di toner secco sono relativamente fini, vanno da 6 a 9 μm, con una dimensione tipica di 8 μm. Quando si stampa con toner secco, una volta trasferita l'immagine sul substrato, viene applicato calore per fondere il toner con il substrato. Il calore fa solidificare le particelle del toner (ovvero, la resina si scioglie), formando una pellicola di poliestere solida e uniforme. In condizioni normali, lo spessore medio di un'immagine a strato singolo- stampata con toner secco è di circa 4 μm. Senza compromettere l'efficienza produttiva, è possibile ottenere uno strato di immagine più spesso regolando la dose di luce dell'immagine, generalmente applicata a strati di inchiostro bianco opaco o strati colorati che richiedono spessore tattile.2. Composizione e caratteristiche del toner umido (inchiostro elettronico) I componenti principali del toner umido (inchiostro elettronico) utilizzato nelle stampanti per etichette digitali esistenti sul mercato sono i seguenti:(1) Pigmenti, che fungono da agenti coloranti per ottenere il colore desiderato; (2) Resina di polietilene modificata con una bassa temperatura di transizione vetrosa, simile alla gomma-a temperatura ambiente. Durante la produzione, i pigmenti vengono impastati nella resina di polietilene e scomposti per ridurre le dimensioni delle particelle, formando le caratteristiche particelle di toner a forma di stella-;(3) Liquido vettore, un olio minerale parzialmente solubile nella miscela di resina di pigmenti- a causa dell'elevata compatibilità chimica con la resina di polietilene, che altera le proprietà viscoelastiche della resina in modo che possa trasferirsi al substrato finale in forma fusa;(4) Disperdenti organici depositati sulla superficie delle particelle di toner umide, utilizzati per stabilizzare e caricare le particelle del toner (tramite l'aggiunta di complessi di sali metallici);(5) Additivi, componenti aggiuntivi aggiunti al liquido vettore per garantire la neutralità elettrica del sistema toner quando le particelle cariche si spostano verso il tamburo del fotoconduttore. Le particelle di pigmento del toner umido (inchiostro elettronico) hanno una dimensione di circa 2 μm, molto più piccola del toner secco. In genere, lo spessore di un'immagine a strato singolo-stampata con toner umido è di circa 1,5 μm.

Durante il processo di stampa, prima di trasferire l'immagine sul supporto, è necessario il riscaldamento per sciogliere il toner. La maggior parte del liquido di supporto evapora e le particelle di toner si solidificano, formando una pellicola flessibile uniforme sul substrato. Dopo il trasferimento dell'immagine, il processo di evaporazione continua e l'eventuale liquido vettore residuo evaporerà completamente entro pochi giorni, consentendo al polimero di polietilene di ritornare al suo stato normale a temperatura ambiente. Tecnologia di imaging a getto d'inchiostro digitaleLe apparecchiature di stampa digitale che utilizzano la tecnologia di imaging a getto d'inchiostro digitale utilizzano comunemente due tipi di inchiostro: inchiostro UV e inchiostro a base d'acqua-.1. Composizione e caratteristiche dell'inchiostro UV Il tipico inchiostro UV per la stampa a getto d'inchiostro comprende principalmente: (1) Pigmenti, macinati fino a meno di 150 nm, stabilizzati con disperdenti per mantenere la stabilità a lungo- termine della dispersione; (2) Liquido vettore, un solvente attivo, solitamente un acrilato, contenente monomeri (sostanze chimiche con strutture molecolari semplici che possono combinarsi con altre molecole simili per formare polimeri), che è una miscela di fotoiniziatori e potenziatori;(3) Monomeri con un singolo gruppo vinilico attivo funzionale, selezionati da un'ampia gamma di candidati per garantire buone proprietà di adesione, flessibilità, resistenza agli agenti atmosferici e ritiro;(4) Monomeri con un gruppo vinilico attivo bifunzionale (acrilato o enol etere), che garantiscono una polimerizzazione efficace;(5) Fotoiniziatori e potenziatori, che forniscono all'inchiostro sensibilità a una gamma di lunghezze d'onda per garantire buone prestazioni di polimerizzazione in tutto lo strato di inchiostro, poiché l'ossigeno nell'aria può rallentare la velocità di polimerizzazione sullo strato di inchiostro superficie del substrato o dello strato di inchiostro;(6) Tensioattivi, che controllano la tensione superficiale statica e dinamica dell'inchiostro, garantendo goccioline di inchiostro uniformi (senza goccioline satellite) e una bagnatura buona, rapida e controllabile quando le goccioline raggiungono il substrato. Sotto la luce UV, l'inchiostro viene polimerizzato, con fotoiniziatori che generano radicali liberi che reagiscono con altri componenti dell'inchiostro (monomeri) per formare polimeri reticolati o una pellicola polimerizzata. Una volta completata la-reazione di reticolazione (ovvero, tutti i componenti sono reticolati-), l'inchiostro è completamente essiccato.

Lo spessore di un'immagine a-strato singolo stampata con inchiostro UV è di circa 4–6 μm. A causa dei componenti chimici necessari per l'essiccazione, l'inchiostro UV ha una viscosità maggiore rispetto all'inchiostro a base d'acqua-ma, allo stesso tempo, la sua viscosità è circa sei volte inferiore a quella degli inchiostri offset UV o flessografici UV. Ciò porta a diverse conseguenze, che verranno discusse più avanti:. 2. Composizione e caratteristiche degli inchiostri a base d'acqua-Gli inchiostri a base d'acqua-utilizzati nelle stampanti per etichette digitali esistenti sul mercato sono generalmente costituiti dai seguenti componenti:(1) Mezzo di supporto a base d'acqua-, che costituisce il 60%–90% della composizione dell'inchiostro; (2) Pigmenti, che forniscono il colore desiderato e sono dispersi nel supporto; (3) Disperdenti, che stabilizzano la dispersione del pigmento per un lungo periodo di tempo;(4) Umettanti, che impediscono l'evaporazione dell'acqua nell'inchiostro quando la testina di stampa non è sigillata o inattiva;(5) Tensioattivi, che facilitano la formazione di gocce di inchiostro (senza creare goccioline satellitari) e migliorano la bagnatura su substrati non-cartacei;(6) Biocidi, che impediscono la crescita biologica;(7) Tamponi, che controllano il pH dell'inchiostro (poiché la CO2 disciolta nell'aria può influenzare la pH);(8) Altri additivi, come agenti chelanti, antischiuma e solubilizzanti. Dopo l'asciugatura completa, lo spessore di un'immagine a-strato singolo stampata con inchiostro-a base d'acqua è solitamente compreso tra 0,2 e 0,4 μm. Grazie alla sua bassa viscosità, l'inchiostro a base d'acqua-è particolarmente adatto per la stampa a getto d'inchiostro ad alta-velocità. Tuttavia, un inchiostro a base d'acqua a bassa-viscosità-presenta anche uno svantaggio: non può garantire la dispersione completa delle particelle pesanti, come il TiO2 nell'inchiostro bianco, rendendo difficile ottenere una dispersione completa.