Häufige Fragen zum Tintenstrahldruck – beantwortet

Häufige Fragen zum Tintenstrahldruck – beantwortet

Frage: Worin besteht der Unterschied zwischen Continuous-Inkjet und Drop-on-Demand-Inkjet?

Eine der frühesten Tintenstrahltechnologien, die bis Mitte der 1980er-Jahre zurückreicht, heißt Continuous-Inkjet-Druck (CIJ). Damals wurde der berührungslose CIJ für den Allzweckdruck variabler Informationen auf flachen Verpackungen und für Direktwerbung (Papier, Karton und verwandte poröse Substrate) eingesetzt. Einige wenige, aber begrenzte Kunststoffanwendungen nutzten CIJ, doch im Allgemeinen war die Tintenhaftung schlecht. Beim CIJ besitzen die Druckköpfe nur eine einzelne Düse und können mit lufttrocknenden lösemittelbasierten Tinten sehr schnell arbeiten; alternativ werden auch wärmehärtende Tinten verwendet. Wie der Name andeutet, arbeitet CIJ im „kontinuierlichen“ Strahlbetrieb. CIJ ist ein sehr schnelles Tintenstrahlverfahren, liefert aber keinen hochwertigen Druck.

Die neueste Generation der Tintenstrahltechnologie heißt Drop-on-Demand (DOD), bzw. piezoelektrischer DOD-Tintenstrahl. Es ist der DOD-Tintenstrahldruck, der neue Begeisterung für hochauflösende, variable Informationen und die Dekoration zwei- und dreidimensionaler Kunststoffanwendungen weckt. Derzeit liegt sein Haupteinsatzgebiet weiterhin im Bedrucken flacher Produkte wie Werbetafeln und Beschilderungen.

Auch der DOD-Tintenstrahl ist eine berührungslose Drucktechnologie, doch im Gegensatz zum CIJ werden die Tintentropfen präzise gesteuert, was eine sehr hohe Auflösung von 600 bis 1.400 dpi und mehr ergibt. Einzelne Tintentröpfchen werden aus kleinen Kammern direkt an eine festgelegte Position auf dem Substrat geschleudert, um das Bild oder alphanumerischen Text (und Codes für die industrielle Bildverarbeitung) zu erzeugen. Je nach Druckfläche und Geschwindigkeitsanforderung kann die Zahl der Kammern zwischen 128 und 768 und mehr liegen. Der Hauptunterschied zwischen CIJ und DOD sind also die Mehrdüsen-Druckköpfe des Drop-on-Demand-Verfahrens, deren Düsen nur zeitweise im Einsatz sind.

Frage: Worin besteht der Unterschied zwischen Binär- und Graustufen-Tintenstrahldruck?

Beim Binär-Tintenstrahl wird jeder Pixel auf dem zu bedruckenden Substrat entweder mit einem Tintentropfen bedeckt oder nicht – eine binäre Entweder-oder-Entscheidung. Im Gegensatz dazu kann der Graustufen-Tintenstrahl eine Bandbreite unterschiedlicher Tropfengrößen erzeugen. Einige Druckkopfhersteller bieten bis zu 16 Graustufen. Für außergewöhnlich hohe Auflösungen, gemessen in Punkten pro Zoll (dpi), kann der Graustufen-Tintenstrahl dem Binärverfahren vorzuziehen sein.

Frage: Welche Tintenarten lassen sich für den Tintenstrahldruck verwenden?

Je nach Druckkopftyp können UV-Tinten, lösemittelbasierte Tinten, wasserbasierte Tinten und Hybridtinten verwendet werden. Die Tintenchemie ist ein entscheidender Faktor bei der Wahl des für die jeweilige Anwendung zu beschaffenden Druckkopfs. Tinten werden in der Regel für bestimmte Druckköpfe formuliert. Das liegt unter anderem daran, dass Druckköpfe am besten arbeiten, wenn optimale viskoelastische Eigenschaften erreicht werden, darunter Temperatur, Viskosität, Tropfengröße und Scherkräfte, um nur einige der wichtigen Variablen zu nennen. Viele Druckköpfe können wahlweise UV-, lösemittel- oder wasserbasierte Tinten verarbeiten.

Scott R. Sabreen ist Gründer und Präsident von The Sabreen Group, Inc., einem Ingenieurunternehmen, das auf Verfahren der sekundären Kunststoffverarbeitung spezialisiert ist – Oberflächenvorbehandlung, Kleben, Dekoration und Veredelung, Laserbeschriftung sowie Produktsicherheit. Er entwickelt seit mehr als 25 Jahren neue Technologien und löst Fertigungsprobleme. Sie erreichen ihn unter (888) SABREEN oder auf www.sabreen.com bzw. www.plasticslasermarking.com.

Wichtigste Erkenntnisse

• Der Continuous-Inkjet stammt aus Mitte der 1980er-Jahre und wurde für flache Verpackungen und Direktwerbung auf porösem Material entwickelt.
• CIJ haftete auf Kunststoffen schlecht, was seinen Einsatz dort von Anfang an begrenzte.
• CIJ-Druckköpfe besitzen eine einzelne Düse und arbeiten mit lufttrocknenden Lösemitteltinten oder alternativ wärmehärtenden Tinten sehr schnell.
• Drop-on-Demand ist der moderne Weg für Kunststoffe und bietet den vollen Farbraum sowie Graustufensteuerung.
• Die Verträglichkeit von Tinte und Substrat entscheidet über alles – auch darüber, ob überhaupt eine Vorbehandlung nötig ist.

Häufig gestellte Fragen

Worin besteht der Unterschied zwischen Continuous-Inkjet und Drop-on-Demand?

Der Continuous-Inkjet, der aus Mitte der 1980er-Jahre stammt, arbeitet im kontinuierlichen Strahlbetrieb mit Druckköpfen, die eine einzelne Düse besitzen, und läuft mit lufttrocknenden lösemittelbasierten Tinten oder wärmehärtenden Alternativen sehr schnell. Drop-on-Demand schleudert Tröpfchen nur dort aus, wo sie benötigt werden; das eignet sich für Vollfarbdruck und ermöglicht auf Kunststoffsubstraten eine weit bessere Kontrolle.

Warum wurde der Continuous-Inkjet selten auf Kunststoffen eingesetzt?

Wegen der Tintenhaftung. CIJ wurde für flache Verpackungen und Direktwerbung auf Papier, Karton und verwandten porösen Substraten entwickelt. Die wenigen Kunststoffanwendungen, die ihn nutzten, litten in der Regel unter schlechter Tintenhaftung, weil unporöse Kunststoffe mit niedriger Oberflächenenergie diese Tinten nicht halten.

Erfordert der Tintenstrahldruck auf Kunststoff immer eine Oberflächenvorbehandlung?

Nicht immer, aber häufig. Es hängt von der Tintenchemie und vom Substrat ab. Tintenstrahltinten haben eine niedrige Viskosität und eine niedrige Oberflächenspannung, und viele Kunststoffe sind chemisch inert und von Natur aus nicht benetzbar; die Vorbehandlung schließt daher die Lücke bei der Oberflächenenergie.

Was bestimmt die Druckqualität auf einem dreidimensionalen Kunststoffprodukt?

Druckauflösung und Passgenauigkeit (Registration), die Abstimmung von Tinte und Substrat, die Aushärtung sowie die Festigkeit, mit der das Teil gehalten wird. Bei Maschinen, in denen die Teile nicht fest fixiert sind, verändern Vibrationen die Punktposition zwischen den Farben; das Materialhandling ist daher ebenso eine Qualitätsvariable wie der Druckkopf.

Welche Härtungstechnologie sollte eingesetzt werden?

Die UV-Härtung ist Standard für industrielle Kunststoffanwendungen, und UV-LED hat Quecksilberlampen weitgehend verdrängt, da sie ein schmales, nutzbares Spektrum ausstrahlt, sofort schaltet, deutlich länger hält und wärmeempfindliche Substrate nicht durch Infrarotstrahlung erwärmt.

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