Digitaldruck II

Es ist eine Übersetzung des englischen Begriffs "inkjet"

Ink = Tinte
Jet = Strahl

1. Die Tintentropfen werden kontinuierlich ausgestossen: Continuous-Inkjet
2. Die Tintentropfen werden bei Bedarf ausgestossen: Drop-On-Demand

Sie besteht im Grunde darin, dass kleine Tintentropfen aus Düsen direkt auf den Bedruckstoff geschossen werden. Dazu wird in der Düse schlagartig Druck erzeugt, um die Tröpfchen auszuschleudern. In einem Druckkopf sind sehr viele solcher Düsen nebeneinander untergebracht, um eine gute Qualität und eine kurze Druckzeit zu ermöglichen.

Grundsätzlich kann man sagen: Je mehr Düsen, desto genauer das Druckbild.

Düsen erhalten die Druckfarbe von einem Farbtank. Die Farbübertragung erfolgt ohne Berührung mit geringem Abstand. 

Das Druckbild setzt sich aus vielen kleinen Tropfen zusammen.

1. Der Bedruckstoff wird aus Düsen tropfenweise beschossen. Der Tropfen ist das kleinste Element des Bildes. Verwendet werden vier oder mehr Grundfarben.
2. Der Druckkopf bewegt sich während des Druckprozess über den Bedruckstoff und baut Zeile für Zeile das Bild auf. Bei Rollendruckern wird das Material am Druckkopf vorbeigeführt, Flachbettplotter sind geeignet für das Bedrucken von starren Materialien.

Unidirektional: Druckt nur in eine Richtung
Bidirektional: Druckt in beide Richtungen

Ist die Streifenbildung bei fehlerhaftem, schlecht eingestellten Vorschub der Folie bei Rollendruckern oder die fehlerhafte, schlecht eingestellte Tangentialbewegung bei Flachbettdruckern (oder Justierräder). 

Fortlaufender Tropfenstrom wird au der Düse gestossen. Die Tinte wird nach Düsenaustritt elektrisch geladen und durch gegenteilige Ladung abgelenkt, wenn keine Tropfen benötigt werden. Die abgelenkten Tropfen werden wieder in das Tinten-Reservoir zurückgeleitet. 

Tropfen werden kontinuierlich aus der Düse ausgestossen, daher der Name. 

• Piezo-Methode
• Thermotechnik (Bubble Jet)

Der Tintenstrahl wird mechanisch mit einzelnen Impulsen gesprüht, wie bei einer Wasserpistole:

• Der Piezo-Kristall in der Düse dehnt sich unter elektrischer Spannung aus
• Durch das Ausdehnen des Kristalls wird ein Tintentropfen hinausgeschleudert
• Anschliessend zieht sich das Piezo-Element innert 5 Mikrosekunden aufgrund der hohen Elastizität wieder zurück

• Das Piezoverfahren ist relativ schonend für die Tinte, der Druckkopf muss nicht erhitzt werden
• Die Auswahl an Grundstoffen wird dadurch grösser und dies hat einen Einfluss auf die Tintenqualität

Ein von Océ entwickeltes Verfahren, welches eine Sonderform der Piezo-Methode darstellt. Dieses Verfahren erlaubt es, die Tropfengrösse zu variieren, indem mehrere Male kurz hintereinander Farbe durch die sehr kleine Düse gespritzt wird. Die vorderen Farbspritzer werden durch physikalische Gegebenheiten langsamer, so dass die folgenden sich zu einem einzigen, grösseren Farbtropfen zusammenschliessen. 

Das Bild wird dadurch schärfer, obwohl die Auflösung gleich bleibt. 

Die Tinte wird mittels Dampfstössen aus der Düse gespritzt. Das Verfahren ähnelt der Piezo-Methode:

• Anstelle des Piezo-Kristalls ist ein Heizelement in der Düse
• Das Heizelement erhitzt einen Teil der Tinte so stark, dass sich eine Dampfblase bildet
• Diese Dampfblase verdrängt die restliche Tinte, was zum Ausstoss eines Tintentropfens führt
• Einige Drucker arbeiten mit zwei Heizelementen und können somit die Tropfengrösse variieren:

• Werden beide Heizelemente eingeschaltet, kommt ein Tropfen in normaler Grösse, ist nur ein Heizelement aktiv, hat der Tropfen die halbe Grösse

Diese Technik wurde von Canon erfunden und wurde durch den Namen Bubble Jet weltweit bekannt. 

(Austrittsgeschwindigkeit beträft 10.8 m/s (38'800 km/h), pro Sekunde sind 18000 "Schüsse" möglich, eine Milliarde Tropfen passen in eine menschliche Träne)

• Wasserbasierende Tinte
• Lösemittelbasierende Tinte
• UV härtende Tinte

Sie unterscheiden sich in ihrer Art und Zusammensetzung je nach Hersteller, Druckerart und Einsatzzweck. Die Hersteller versuchen ständig umweltfreundlichere, beständigere und günstigere Tinten auf den Markt zu bringen.

Früher konnte man die Tinten nach Einsatzzweck einordnen, es gab Indoor- und Outdoor-Tinten. Durch die Entwicklung in den letzten Jahren lässt sich aber eine solche Unterscheidung nicht mehr machen. 

In der Anfangszeit des Inket-Drucks kamen fast ausschliesslich wasserbasierende Tinte zum Einsatz. Wegen der schlechten Aussenhaltbarkeit von 3 Monaten hatte diese Tinte in der Werbetechnik keinen hohen Stellenwert. Die bedruckten Medien konnten nur für kurzfristige Zwecke eingesetzt werden. 

Durch die spezielle, beständigere Latextinte von HP waren jedoch auch mehrjährige Aussenanwendungen möglich. 

• Wasserbasierende Tinte besteht mindestens aus 50% Wasser
• Manche Tintenrezepturen enthalten kleine Mengen an organischen Lösemitteln wie Glykole oder Alkohole, meist um die Mischung stabil zu halten und die Druckoberfläche durchzufeuchten
• Mit wasserbasierenden Tinten sollte man immer auf speziell beschichteten Bedruckstoff drucken, um eine optimale Qualität zu erreichen

VOC bedeutet Volatile Organic Compounds und stellen die organischen (kohlenstoffhaltigen) Bestandteile dar, welche bei 240 Grad Celsius verdampfen. Es sind Lösungsmittel.

In wasserbasierenden Tinten sind die Anteile sehr gering, und die Tinten in festen, verschlossenen Kapseln gelagert, so dass die Umgebungsbelastung begrenzt ist. Bei wasserbasierenden Tinten braucht es also keine gesonderte Belüftung. 

Das ist ein zweiwertiger, giftiger Alkohol, von süsslichem Geschmack. Schmelpunkt ca. -10 Grad Celsius, Siederpunkt ca. 200 Grad Celsius

• Farbstofftinten (dye): enthalten flüssige Farbstoffe, die sich sehr gut im Wasser verteilung und zu einer hohen Farbsättigung führen. Die UV-Stabilität ist gering und ist nur bedingt wasserfest.
• Pigmentierte Tinten: enthalten feinste Farbpigmente, die durch mahlen und reiben verkleinert wurden (ca. 500nm), ähnlich wie beim Siebdruck. Die Leuchtkraft ist geringer, jedoch UV-stabiler und wasserfest. 
• Latextinte: durch die wärmende Infrarotstrahlung wird der Wasseranteil verdampft und es kommt zu einer Härtung des Latexanteils. Die Tinte wird dadurch auf der Medienoberfläche eingebrannt. Dieser Prozess ähnelt dadurch der UV-härtenden Systeme. Der Unterschied zur UV-Tinte ist, dass sich bei dieser die gesamte Tinte härtet und polymerisiert und durchhärtet, während bei der Latextinte bei der Trocknung nur das Latexpolymerisat zurückbleibt und einen Oberflächenfilm bildet. Der Farbfilm bleibt flexibel und somit dehnbar und bis zu 3 Jahren haltbar. 

• Solvent
• Low/Mild-Solvent
• Eco-Solvent

Allgemein sind lösemittelbasierende Tinten pigmentierte Tinten. Die Haftung der Tinte wird erreicht, indem das Lösemittel die Oberfläche des Bedruckstoffes anlöst, damit sich die Farbpigmente verankern können. 

Sie dringen tief in unbeschichtete Medien ein, in Kombination mit hoher Pigmentqualität führt sie zu einer sehr guten Aussenhaltbarkeit von bis zu 5 Jahren. 

Sie gelten als sehr gesundheitsschädlich, Dämpfe sollten nicht eingeatmete werden, bei der Arbeit nicht geraucht oder gegessen werden. Für einzelne Bestandteile wie Cyclohexanon bestehen MAK-Werte, zusammen mit Luft in Bodennähe kann es zu einer explosiven Mischung kommen. Wenn der Operator in Berührung mit der Tinte kommen muss, sollte er Chemikalienschutzhandschuhe tragen.

Diese verwenden organische Lösemittel als Bindemittel, allerdings etwas weniger aggressive. Sie sind schwerer flüchtig und riechen in der Regel weniger stark. Für einige Bestandteile der Tinte gibt es noch keine MAK-Werte. Die Geräte werden als bürotauglich angesehen. Dennoch können durch die Trocknung grosse Mengen an VOCs an die Umgebung abgegeben werden. Deshalb sollte man Geräte in gut belüfteten Räumen betreiben. 

Eco-Solvent-Tinten können auf unbeschichteten Medien verwendet werden, liefern jedoch auf speziell beschichteten Medien bessere Ergebnisse. 

Die Farbe dringt nicht das Druckmedium ein, die Haftung und die Widerstandsfähigkeit ist daher weniger stark. Sie können teilweise mit handelsüblichen Reinigern abgewaschen werden. 

Haben weniger hohen Anteil an organischen Lösemitteln als normale Hard-Solvent-Tinten. Die Farben dringen in unbeschichtete Medien ein und formen eine dauerhafte Verbindung. Die Aussenhaltbarkeit ist dadurch bis zu 3 Jahre. 

Drucker mit Low/Mild-Solvent-Tinten benötigen in Bodennähe eine Absaugung, damit die VOC-Konzentration zu begrenzen. Offene Fenster genügen nicht, da die schweren Lösemitteldämpfe nicht nach oben steigen. 

Sie trocknen nicht im herkömmlichen Sinn, sondern polymerisieren bei der Einwirkung von UV-Strahlen. Alle Bestandteile der Farbe werden chemisch vernetzt, es gibt keine Verdunstung. Es ensteht jedoch gesundheitsschädliches Ozon, das durch eine Absaugung am Gerät weggesaugt werden muss. 

UV-Tinten liegen als Schicht auf dem Druckmedium. Die sofortige Polymerisation ermöglicht das Bedrucken auf vielen unbeschichteten Medien, die schlechte Verbindung (Haftung) der Farbe mit dem Untergrund bedarf jedoch die Verwendung eines Primers (Haftvermittler). 

Der Farbe fehlt aufgrund des Härtungsprozesses die Flexibilität, sie bricht beim Verformen. Dadurch ist sie für die Fahrzeugverklebung nicht geeignet. Dennoch bieten sie trotzdem u.a. wegen der zusätzlichen Druckfarbe Weiss ein enormes Einsatzspektrum. Dadurch nehmen sie dem Sieb- und Tampondruck ein grosses Stück ihrer Angebotspalette weg, da keine Druckform benötigt wird. 

• besonders Low/Mild- & Hard-Solvent und UV-Tinten werden als gefährlich eingestuft

• besonders Low/Mild- & Hard-Solvent und UV-Tinten werden als gefährlich eingestuft, sie dürfen ohne Sicherheitsdatenblatt nicht eingesetzt werden. 
• Die Begrenzung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) bewirkt, dass mehr und mehr "Oeko-Tinten" auf den Markt kommen. Oeko heisst jedoch nicht weniger schädlich, sondern schwer flüchtig.
• Oeko-Tinten werden entweder nicht aus Erdöl gewonnen, sind mehr oder weniger biologisch abbaubar oder enthalten einen grösseren Anteil an Wasser statt Lösemitteln.
• Immer in gut belüfteten Bereichen arbeiten: Atemwegsreizungen, Unwohlsein, Übelkeit, Schwindelgefühle oder Wahrnehmungsänderungen oder Verminderung der Reaktionszeit sind mögliche Folgen
• Das Verwenden von Lactaten (Ester der Milchsäure), welche schwerer flüchtig und daher weniger gefährlich sind, wird immer häufiger. 
• Die schnelle Trocknung und Verdunstung wird durch eine Heizung stark beschleunigt, so dass die Raumkonzentration erhöht wird.