Состав чернил

Чернила для струйной печати – это многокомпонентное образование, в составе которого насчитываются от 4 до 20 различных компонентов. Основные компоненты, которые чаще всего вводятся в состав струйных чернил, представлены на рисунке 1.

Компоненты, из которых состоят чернила для струйной печати

Основным компонентом чернил для струйного принтера и той основой, которая связывает воедино все компоненты чернил, является вода, которая, разогреваясь, образует пузырьки пара, и выталкивает из сопел картриджа на бумагу чернильные капли.

Перед соединением с остальными компонентами чернил вода деминерализуется (деионизируется), то есть очищается от газов, солей, металлов и других примесей. Проходя через механические, угольные, ионообменные фильтры и фильтры обратного осмоса деионизированная вода становится в 10 раз чище дистиллированной. Чем чище вода, тем ниже её электрическая проводимость, о чём свидетельствуют данные таблицы 1.

Характеристика электрической проводимости воды

Чем ниже электропроводность воды, тем ниже вероятность появления накипи на термоэлементах картриджа и засорения сопел печатающей головки.

Следующий компонент струйных чернил – это сорастворитель. Смешиваясь с водой, он обеспечивает устойчивое состояние красящих веществ и их растворимость.

Поверхностно-активные вещества в составе струйных чернил способствуют формированию чернильных капель, их распылению и распределению на бумаге, а также оптимизируют силу поверхностного натяжения. При высоком поверхностном натяжении чернила не будут свободно стекать к печатающей головке, а после нанесения на бумагу будут очень медленно сохнуть и размазываться. При низком поверхностном натяжении чернила будут подтекать из печатающей головки и образовывать на поверхности бумаги кляксы. Такие чернила слишком легко и быстро проникают сквозь волокна бумажного носителя и пробиваются с тыльной стороны листа, а напечатанное с их помощью изображение получается не чётким, бледным и расплывчатым. Чтобы избежать перечисленных проблем, в состав чернил вводятся регуляторы поверхностного натяжения и динамической вязкости.

Чтобы предотвратить в чернилах размножение грибков и других микроорганизмов, в них добавляют консерванты, которые не позволяют печатающей головке при длительном простое зарасти слизью. Аналогичные консерванты добавляются в пищевые продукты.

Также в состав чернил добавляют ингибитор коррозии, который борется с накипью на термоэлементах и в соплах печатающих головок картриджей.

Увлажнитель представляет собой органическое вещество, которое предотвращает засыхание чернил в соплах печатающей головки при их контакте с воздушной средой.

Чтобы чернила фиксировались на  печатном носителе (бумаге, плёнке, ткани, пластике и пр.) в их состав вводятся связующие полимеры, которые сцепляют красящие вещества с поверхностью бумаги.

Несмотря на изобилие вспомогательных компонентов, фундаментом струйных чернил всё же является красящее вещество в виде красителя или пигмента.

Красители – это полностью растворяемые в воде красящие химические вещества. Чернила, изготовленные на основе красителя, имеют древнюю историю, и применяются в тех областях, в которых при печати необходима детализация цветовой гаммы изображения и интенсивность цвета. Такие чернила отлично проникают в глубокие слои бумаги, поэтому их необходимо использовать вместе с высококачественной фотобумагой. На обычной бумаге такие чернила оставляют блёклые отпечатки.

Пигменты – это нерастворимые в воде твёрдые микрочастицы, которые обладают высокой устойчивостью к выцветанию и позволяют получать высококачественные документы и фотографии. Пигментные чернила не проникают в глубокие слои бумаги, а остаются на её поверхности, благодаря чему изображения получаются яркими и глубокими, с ровными и чёткими границами, независимо от того, на какую бумагу они наносятся: обычную офисную или фотобумагу.

Красящие вещества могут быть чёрного, жёлтого, пурпурного или голубого цвета.

Красящие вещества, также как и вода, должны быть очищенными от солей, полупродуктов производства, механических примесей и пр. Для очищения раствора красителя от посторонних примесей его фильтруют через мембранный фильтр с порами диаметром 1 мкм, 0,45 мкм и 0,2 мкм. Затем раствор проверяют на проводимость и проводят спектрофотометрическую проверку, которая позволяет определить соответствие цвета и интенсивности окраски установленным стандартам. Красящие вещества вводят в состав чернил лишь в том случае, если они успешно преодолевают все три испытания.

Кроме перечисленных компонентов в состав струйных чернил вводятся другие добавки, которые служат для регулирования цветовых оттенков, ускорения высыхания отпечатков, усиления их светостойкости, водостойкости, чёткости и контрастности.

Различные производители расходных материалов изготавливают различные по своему составу чернила. В таблице 2 представлена характеристика усреднённого состава водных чернил для повседневной печати.

Состав среднестатистических водных чернил, предназначенных для повседневной печати

Чем выше качество компонентов, которые входят в состав чернил, тем выше качество полученных с их помощью отпечатков и фотографий.