Proprietățile fizico-chimice ale cernelurilor de imprimare

Cernelurile de imprimare pot fi clasificate în tipuri pe bază de apă și pe bază de solvenți, în funcție de compoziția lor de solvenți. Cernelurile pe bază de apă, care utilizează în principal coloranți solubili în apă, reprezintă peste 80% din cererea totală, dar suferă de rezistență la lumină și rezistență la apă relativ slabe; cernelurile pe bază de pigment sunt ecologice, dar mai costisitoare, deși prezintă o tendință de creștere.
Formulările de cerneală constau din solvenți, coloranți, co-solvenți și aditivi. De exemplu, compoziția de bază a unei anumite cerneluri cu jet de cerneală include: pigment solubil în solvent (CI Solvent Black 27) la 2,5–5,0%; solvenți (metil etil cetonă și izopropanol, raport de aproximativ . 6:1) la 80–87%; urme de cosolvenți; plastifiant (ftalat de dibutil) la 3,0–5,8%; și agent filmogen (nitroceluloză) la 5,0–10,0%.
Parametrii fizico-chimici cheie pentru cerneluri includ vâscozitatea, densitatea, valoarea pH-ului, tensiunea superficială și conductivitatea electrică. De exemplu, rezultatele testelor pentru o anumită cerneală au arătat: vâscozitate de 2,8 × 10⁻³ Pa·s, densitate de 0,89 g/cm³, pH de 6,5, tensiune superficială de 23,4 mN/m și conductivitate de 0,165 S/m. Specificațiile detaliate de performanță includ: intervalul critic al tensiunii superficiale statice de 35–72 mN/m; parametrul de declinare dinamică a tensiunii superficiale (t₀.₅) Mai mic sau egal cu 2 s; unghi de contact tinta Mai mic sau egal cu 30 de grade; intervalul de vâscozitate dinamică de 5–50 mPa·s; intervalul țintă de pH de 7,0–9,0; abaterea coordonatei cromaticității (ΔE) Mai mică sau egală cu 1,0; timpul inițial de uscare Mai mic sau egal cu 30 s; și rezistență la abraziune (cicluri de frecare) Mai mare sau egală cu 1.000.
Componentele chimice ale cernelii trebuie să respecte standardele de protecție a mediului. Cernelurile pe bază de apă nu trebuie să conțină elemente adăugate intenționat - cum ar fi plumb, mercur, cadmiu, nichel și crom hexavalent - sau compușii acestora; în plus, sunt impuse limite pentru substanțele nocive precum compușii organici volatili (COV), amoniacul și compușii săi, metanolul, formaldehida, fenolul și hidrocarburile halogenate. Cerințele privind limitele de substanțe nocive din cernelurile pe bază de apă includ COV mai mici sau egal cu 100 g/L și un conținut total de plumb, cadmiu, crom hexavalent și mercur Mai mic sau egal cu 100 mg/kg . Pentru cernelurile pe bază de solvenți, conținutul de solvenți din seria benzenului trebuie controlat.