Despre cerneală
Pigmenţii naturali, precum ocrul şi oxizii de fier au fost folosiţi ca şi coloranţi încă din cele mai vechi timpuri. Înainte de revoluţia industrială, gama de culori disponibilă pentru artă şi pentru scopuri decorative era destul de limitată. Cea mai mare parte a coloranţilor folosiţi erau, fie de origine minerală, fie coloranţi de origine biologică.
Coloranţii care proveneau din surse mai puţin obişnuite (insecte, moluşte) au fost comercializaţi pe scară largă. Unele culori erau foarte costisitoare sau chiar imposibil de obţinut, având în vedere gama restransă de coloranţi disponibili în acel moment. Având în vedere raritatea lor, albastrul sau violetul erau accesibile doar familiilor regale. În timp ce carminul era destul de popular în Europa, albastrul a ramas o culoare exclusivistă (de aici şi renumele Mănăstirii Voroneţ - pentru cantitatea mare de albastru folosită la pictură - “albastrul de Voroneţ”.)
Un colorant este un material în masură să schimbe culoarea luminii reflectate sau transmise, ca rezultat al absorbţiei selective a lungimilor de undă. Acest proces fizic diferă din punctul de vedere al fluorescenţei, fosforescenţei şi al oricăror alte forme de luminiscenţă. Un colorant de calitate trebuie să aibă următoarele proprietăţi : stabilitate la acţiunea razelor UV, rezistenţă ridicată la oxidare şi stabilitate la variaţiile de temperatură şi umiditate din mediul înconjurător.
Lumina albă este o mixtură din întregul spectru de lumină vizibilă. Când lumina întâlneşte un colorant, acesta absoarbe o parte din spectru, în timp ce restul nuanţelor din spectru sunt reflectate. Partea din spectrul de lumina reflectată creează aparenţa unei culori. Lumina soarelui are o temperatură a culorii ridicată şi un spectru destul de uniform, fiind considerată un standard pentru lumina albă, în timp ce sursele de lumină artificială tind să genereze variaţii mari în unele părţi ale spectrului. Acesta este motivul pentru care coloranţii pot avea diferite aparenţe de culoare, în funcţie de sursele diferite de lumină.
Alte proprietăţi ale culorii, precum saturaţia şi luminozitatea, pot fi determinate de alte substanţe care însoţesc coloranţii. Lianţii adăugaţi la coloranţii chimici în stare pură au propriile lor modele de reflexie şi absorbţie, acest fapt putând afecta spectrul final. De exemplu, în mixturile de coloranţi şi lianţi, razele individuale de lumină pot să nu întalnească moleculele de colorant, reflexia lor rămânând astfel neschimbată. Aceste “raze rătăcite” de sursă de lumină fac ca această mixtură să aibă o culoare mai puţin saturată.
Cerneala este un lichid sau o pastă care conţine agenţi de colorare. Formula cernelurilor poate fi foarte complexă, constituită dintr-un amestec de apă, solvenţi, pigmenţi, coloranţi dye, răşini şi alţi compuşi chimici. Deşi formulele pot fi foarte diferite, ele conţin două componente principale : coloranţi şi lianţi.
Atât pentru aplicaţiile industriale, cât şi în arte, stabilitatea şi permanenţa sunt două proprietăţi foarte importante. În funcţie de aceste proprietăţi, coloranţii se împart în două categorii : coloranţi dye şi coloranţi pigment. Coloranţii dye se mai numesc şi “fugitivi” deoarece nu sunt stabili sub acţiunea oxigenului şi nu sunt rezistenţi la expunerea la lumină. Aceştia sunt, fie ei înşişi un lichid, fie sunt solubili în liantul propriu. Coloranţii pigment, în schimb, sunt cei mai utilizaţi în producţie şi în artele vizuale, având o stabilitate extrem de ridicată la acţiunea oxigenului şi rezistenţă la expunerea la lumină. Aceştia nu sunt solubili în liantul propriu, moleculele de pigment ramânând suspendate în acesta.
Alegerea unui anumit colorant pentru o aplicaţie este determinată, pe de o parte de cost, iar pe de altă parte de caracteristicile acestuia.
Pentru a evalua daca un anumit colorant este sau nu potrivit pentru o anumita aplicaţie, se va ţine cont de următoarele caracteristici : rezistenţa la decolorare şi sensibilitatea la lumina UV, stabilitate în condiţii de temperaturi ridicate, toxicitate, rezistenţa la nuanţă, colorare, dispersie, opacitate/transparenţă, rezistenţa la alcalini şi acizi.
Pentru a obţine o cât mai mare acurateţe a culorilor şi implicit pentru calibrarea cernelurilor, se folosesc profile de culoare.
Cerneluri folosite în industria inkjet
Cel mai important aspect în alegerea unor cerneluri este rezistenţa la decolorare. Decolorarea se produce sub acţiunea oxigenului şi a luminii din spectrul UV. Alte aspecte importante sunt timpul de uscarea şi rezoluţia de print care sunt controlate prin aplicarea pe materialul ce urmează să fie tipărit a unui coating special cu încărcare electrostatică opusă agentului de colorare din cerneală. Atracţia electrostatică dintre coating-ul de pe suprafaţa hârtiei şi cerneală, poate reduce timpul de uscare sub 100 de milisecunde. În timp ce coloranţii dye sunt absorbiţi în stratul de coating, particulele de pigment aderă la suprafaţa coating-ului.
Cerneală pigment
Cerneală dye
Cerneala pigment conţine particule solide de pigment cu dimensiuni cuprinse între 0,1 şi 2 nanometri, supendate într-un lichid bază care are în compoziţie apă, glicol şi alţi lianţi chimici. Tipărirea cu cerneluri pigment necesită utilizarea unui coating special pe materialul care urmează să fie printat. Aceste cerneluri sunt cele mai folosite întrucât au o rezistenţă foarte mare la decolorare, astfel în funcţie de mediul de păstrare, imaginile tipărite cu cerneală pigment rezistă peste 100 de ani în condiţii de arhivare (în album) şi peste 30 de ani expuse la lumină. şi nu implică riscul solidificării permanente în capul de tipărire. O cerneală pigment de calitate, utilizată în condiţii corecte, elimină riscul solidificării permanente în capul de tipărire.
Cernelurile dye pot produce o intensitate de culoare mai mare pe o suprafaţă, dar nu pot reproduce tonuri calde şi neutre. Tipărirea cu cerneluri dye necesită utilizarea unui coating special pe materialul care urmează să fie tipărit. Din cauza coloranţilor de tip dye şi a liantului care conţine între 80% şi 90% apă, cernelurile dye au o rezistenţă scăzută la acţiunea oxigenului şi a luminii. Imaginile tipărite cu cerneală dye pot rezista câteva luni până la câţiva ani, în funcţie de hârtia utilizată şi mediul de păstrare al print-ului.
Cernelurile de sublimare conţin coloranţi dye dizolvaţi într-o bază lichidă. Sublimarea este fenomenul de trecere a unei substanțe din stare solidă în stare gazoasă cu ajutorul căldurii. Coloranţii dye solidificaţi pe hârtia de sublimare se transferă direct pe obiectul sublimabil prin procesul de sublimare.
Cerneala DTF conține particule solide de pigmenţi suspendate într-un lichid bază compus din glicerină apă şi alţi lianţi chimici. Tipărirea cu cerneluri DTF necesită un coating special care să fixeze cerneala, dar să nu o absoarbă. După transfer, cerneala este rezistentă la expunerea cu substanţele chimice din compoziţia detergenţilor, este foarte elastică şi rezistentă la acţiuni mecanice (zgâriere, rupere).
Cernelurile UV conţin particule de pigment care se fixează şi se solidifică pe materialul printat cu ajutorul unei lămpi UV. Tipărirea cu cerneluri UV nu necesită utilizarea unui coating special pe materialul care urmează să fie printat, dar necesită o atenţie foarte ridicată în ceea ce priveşte întreţinerea capului de tipărire.
Cerneala ecosolvent conţine particule de pigment suspendate într-un lichid bază compus din solvenţi şi alţi lianţi chimici. Tipărirea cu cerneluri ecosolvent necesită utilizarea unui coating special pe materialul care urmează să fie printat. Datorită solvenţilor agresivi este necesară o atenţie foarte ridicată în ceea ce priveşte întreţinerea capului de tipărire.