Сокращение выбросов летучих органических веществ при нанесении маркировки методом струйной печати

Струйные принтеры и чернила для нанесения идентификационной маркировки на кабельные изделия применяются с 1980-х годов. Технология печатной маркировки во многом зависит от баланса многочисленных химических компонентов в чернилах. В связи с ограничениями, установленными Агентством по защите окружающей среды США (US Environment Protection Agency) и другими регулирующими органами, производители кабельных изделий вынуждены сократить до минимума или исключить присутствие летучих органических веществ.

Используемая для печатной маркировки краска должна отвечать требованиям по адгезии (сцепление между краской и поверхностью кабельной оболочки) и соответствовать применяемому печатающему устройству. Смолы представляют собой основу, которая обеспечивает сцепление красителя с поверхностью кабельного изделия. Химическая природа смолы определяет силу этого сцепления. Химическая совместимость смолы и красящего вещества обеспечивает стабильность краски и отсутствие микроскопических примесей. Пигменты и красители определяют цвет печатающей капли.

Пигменты подразделяются на две большие группы: неорганические «тяжёлые» пигменты и органические «мягкие» пигменты. Наиболее популярным неорганическим пигментом является диоксид титана. Органические пигменты представляют собой неравномерные частицы, обычно намного менее плотные, чем неорганические пигменты. Их легче суспендировать, но они обладают меньшей кроющей способностью, чем неорганические пигменты. Растворители являются третьим компонентом краски. Время отверждения наносимой маркировки зависит от давления пара и скорости испарения растворителя.

Один из наиболее распространённых растворителей метилэтилкетон (МЕК). Его применение ограничено его статусом – HAP (опасное вещество, загрязняющее воздух) и VOC (летучее органическое вещество). В декабре 2005 года Агентство по защите окружающей среды США (EPA) исключило бутанон из списка опасных загрязняющих воздух веществ (HAP), но выбросы бутанона продолжают ограничиваться, несмотря на изменение статуса, так как это летучее органическое вещество способствует образованию тропосферного (на уровне земли) озона.

Компании, производство которых связано с большими объёмами выбросов летучих органических веществ, должны получать специальное разрешение, а этот процесс может быть чрезвычайно трудоёмким и дорогостоящим.  Производители кабелей и проводов отвечают за выбросы летучих органических веществ во время экструзионного процесса, поэтому сокращение выбросов этих веществ из жидкостей для струйной печати может дать возможность производственному предприятию сократить уровень заявленных выбросов. Использование ацетона в качестве замены МЕК в красках для непрерывного струйного принтера не представляется оптимальным решением из-за слишком высокой скорости испарения, необходимо смешивание с другими растворителями, испаряющимися медленнее, например, с парахлорбензотрифлоридом (PCBTF).

Но, к сожалению, PCBTF используется в ограниченных количествах из-за его ограниченной способности растворять многие смолы и добавки. Метилацетат и тертиарибутилацетат (TBAC) также используются во многих рецептурах вместе с ацетоном. Дальнейшее сокращение выбросов достигается за счёт конструкции струйной печатающей системы.

(Из материалов исследования американской компании Gem Gravure Co. Inc.)