Črnilo na osnovi topila se nanaša na sistem črnila, ki uporablja organska topila ali polimere na osnovi topil kot nosilec za razprševanje pigmentov ali barvil, ki tvori črnilo. Ta črnila ponujajo visoko trajnost kakovosti slike in relativno nizke stroške surovin. Vendar pa lahko izhlapevanje topil privede do onesnaževanja okolja, črnila, ki temeljijo na topilih, pa so še vedno v fazi hitrega razvoja. Kot odgovor na okoljske pomisleke je bila uvedena nova vrsta črnila, znana kot ekološko topilo (črnilo z nizko vsepivom). To črnilo povzroča manj škode v okolju in velja za prihodnjo smer črnil na osnovi topil.
Kategorije črnila, ki temeljijo na tiskani tehnologiji:
Črnila za črnila so razvrščena na podlagi njihove črnilne baze, ki vključuje črnila na vodni osnovi, črnila na osnovi topil in UV črnila. V črnilih na osnovi topil uporabljajo topna topila kot glavno komponento za raztapljanje barvil, ki so lahko pigmenti ali barvila. Sestava črnil na osnovi topila običajno vključuje barvila, topila, površinsko aktivne snovi, vlažilna sredstva, regulatorje PH, sušilna sredstva, kovinske ionske kelatorje, konzervanse in druge dodatke. Spodaj je kratek uvod v ključne sestavine: barvila in topila.
1. barvila
Pogosta barvila za črnila za brizganje vključujejo barvila in pigmente. Količina barvila običajno sestavlja {{0}}. 5% do 10% celotne količine črnila, pri čemer je najprimernejši razpon med 0,5% in 5%. Tako barvila kot pigmenti so lahko ne-ionske, kationske, anionske ali mešanice teh. Kemično gledano, barvila obstajajo kot posamezne molekule v črnilu, pigmenti pa so sestavljeni iz agregatov pigmentnih molekul.
Uporaba barvil, saj barvila ponujajo prednosti, kot so enostavnost priprave, nizke stroške, živahne barve, polnobarvne palete in zmanjšano tveganje za zamašitev šob. Črnila na osnovi barvila običajno delujejo bolje v barvni reprodukciji in lahko dosežejo kakovost tiska, primerljivo s fotografijo srebrne soli na kakovostnih podlagah. Vendar imajo črnila na osnovi barvil slabo stabilnost, zlasti glede na svetlobo, stabilnost skladiščenja, odpornost na vodo in antioksidacijo. Posamezne molekule barvila so kemično nestabilne pod izpostavljenostjo svetlobi, vlagi in kisiku, kar vodi do bledi barv. Poleg tega so črnila za barvanje pogosto zelo izbirčna glede tiskarskega medija in morda zahtevajo specializirane podlage. Na rednem papirju za kopiranje, ki je narejen iz prepletenih papirnatih vlaken, napolnjenih z želatinozno snovjo, se črnila za barvanje ponavadi širijo po vlaknih in povzročijo zameglitev, kar močno vpliva na kakovost tiskanja.
Črnila na osnovi pigmenta, razvitih za reševanje pomanjkljivosti črnil na osnovi barvil, so sestavljena iz agregatov pigmentnih molekul. Ta črnila so bolj stabilna, saj ponujajo odlično svetlobnost, odpornost na vodo, toplotno odpornost in antioksidacijske lastnosti, zaradi česar so manj dovzetni za vremenske spremembe. Vendar imajo pigmentna črnila slabšo tekočo stabilnost in lahko povzročijo blokade šobe zaradi težav z disperzijo pigmenta med dolgotrajnim skladiščenjem. Na podlagi prednosti in slabosti obeh vrst barvil je mogoče sklepati, da se črnila, ki temeljijo na barvilih, odlikujejo v barvni živahnosti in enakomernosti, zaradi česar so primerni za notranje odtise, medtem ko so črnila na osnovi pigmenta bolj trpežna in bolj primerna za zunanje aplikacije. Črnila na osnovi topil običajno uporabljajo pigmente kot barvila, zaradi lastnosti pigmentov in tržnega pozicioniranja črnil na osnovi topila, pri čemer so črnila topila na osnovi barvila razmeroma redka.
2. topila
Topila so hlapne organske tekočine in so bistvena sestavina črnil na osnovi topil. Pomagajo uravnavati viskoznost črnila, površinsko napetost in sušilne lastnosti. Ko se črnilo prenese na substrat, visoko hlapno topilo hitro izhlapi, medtem ko manj hlapnih topil vdre v substrat zaradi kapilarnega delovanja, strjevanje veziva in barvil na površini in tako suši črnilo. Topila služijo kot resnična topila za raztapljanje vezivov in polimerov ter kot razredči ali sorazmerno za prilagoditev lastnosti črnila.
Skupna topila, razvrščena po kemični strukturi, vključujejo naslednje vrste:
Alifatična topila: Ti imajo slabo topnost, blag vonj in so poceni (npr. Naftni eter, bencin, kerozin, N-heksan).
Aromatična topila: Te imajo dobro topnost, vendar so zelo strupene in imajo močan vonj (npr. Benzen, toluen, ksilen).
Estri: Ti imajo odlično topnost, močan sadni vonj in so dražji (npr. Etil acetat, butil acetat).
Alkoholi: Te dobro raztopijo nekatere smole, imajo prijeten vonj in so zmerno ceno (npr. Etanol, izopropanol, butanol, etilen glikol).
Ketoni: Ti imajo zelo močno topnost, vendar je njihov vonj neprijeten (npr. Aceton, cikloheksanon).
Ethers: Te imajo močno topnost za nekatere smole, blag vonj in lastnosti antifriza, vendar so dražje (npr. Etilen glikol eter, eter butilen glikola).
Mešana topila: To so mešanice dveh ali več topil in jih je mogoče prilagoditi za nadzor hitrosti sušenja črnila.
Topila so nadalje razvrščena po vrelišču: nizko vrečo (pod 100 stopinj), srednje vrečo (100–150 stopinj) in visoko vrečo (150–250 stopinj). Topila igrajo ključno vlogo pri določanju viskoznosti, hitrosti sušenja in kakovosti filma s črnilom. Z izbiro pravega topila je mogoče uravnotežiti hitrost sušenja in učinkovitost črnila ter zmanjšati proizvodne stroške. Organska topila so glavna sestavina črnil na osnovi topil, nestanovitna organska topila pa predstavljajo približno 90% brizgalnih črnil.
