Moje doświadczenie związane jest z syntetyczną chemią organiczną, specjalizuję się w opracowywaniu nowych materiałów do zastosowań przemysłowych. Nigdy nie myślałem, że będę pracował w dziedzinie druku atramentowego, ale perspektywa z zakresu nauk o materiałach, którą udało mi się wnieść, okazała się kluczowa w stawianiu czoła jednemu z najtrudniejszych wyzwań w zakresie badań i rozwoju w dziedzinie druku atramentowego.

Jednym z największych wyzwań było ustabilizowanie materiałów utwardzalnych ultrafioletowo w systemie na bazie wody. To coś, nad czym branża pracuje od lat. Woda i monomery UV naturalnie się nie mieszają – są chemicznie niezgodne. Połączenie ich w stabilną, nadającą się do druku i utwardzalną formę zajęło nam prawie dekadę badań w centrach badawczo-rozwojowych Fujifilm w Japonii.

Kiedy zaczęliśmy opracowywać AQUAFUZE, celowo postanowiliśmy uniknąć kompromisów, które dostrzegaliśmy w istniejących technologiach atramentów. Niektóre systemy UV na bazie wody dostępne na rynku opierają się na fotoinicjatorach rozpuszczalnych w wodzie i monomerach, które są podatne na degradację i mogą skrócić okres przydatności do spożycia. Inne, takie jak atramenty lateksowe, wymagają bardzo wysokich temperatur utwardzania, ograniczając wybór nośników i zwiększając koszty energii. Tradycyjne farby utwardzane promieniowaniem UV, choć trwałe, nie spełniają tych samych wymagań dotyczących zdrowia i bezpieczeństwa, jeśli chodzi o zapach i oznakowanie bezpieczeństwa, jakich oczekują dzisiejsi klienci. Dlatego przy opracowywaniu AQUAFUZE wiedzieliśmy, że musimy przyjąć zupełnie inne podejście w dziedzinie nauki o materiałach – opracować stabilny, na bazie wody atrament utwardzany promieniowaniem UV, który nie zawiera składników rozpuszczalnych w wodzie, utwardza się w niskich temperaturach i eliminuje potrzebę stosowania podkładów lub środków optymalizujących. To właśnie odróżnia AQUAFUZE od innych produktów.

Wykorzystaliśmy wiedzę z innych obszarów działalności Fujifilm, w tym z naszych prac nad technologiami termoelektrycznymi./materiały do zapisu reagujące na nacisk. To interdyscyplinarne myślenie doprowadziło nas do zaprojektowania emulsji jako punktu wyjścia.

W składzie preparatu AQUAFUZE znajduje się zastrzeżona emulsja utwardzana promieniowaniem UV. Tradycyjnie monomery utwardzane promieniowaniem UV są niezwykle wrażliwe na wodę, co prowadzi do ich degradacji lub przedwczesnego usieciowienia, jeśli nie są odpowiednio przechowywane.

Przełom nastąpił, gdy opracowaliśmy niestandardowy system dyspergujący. System ten pozwala nam na takowe zawieszenie materiałów reagujących na promieniowanie UV, że pozostają one odizolowane od wody aż do momentu utwardzania za pomocą promieniowania UV. Ten poziom kontroli pozwolił nam osiągnąć stabilność podczas przechowywania i jakość druku, jakiej potrzebowaliśmy, przy jednoczesnym użyciu lamp LED UV o niskim poborze energii do utwardzania.

Jedną z kluczowych decyzji, które podjęliśmy, było całkowite uniknięcie rozpuszczalnych w wodzie fotoinicjatorów i monomerów. Inne próby opracowania systemów atramentowych UV na bazie wody opierały się na tych składnikach, ale z chemicznego punktu widzenia obawiałem się związanych z nimi zagrożeń.

Oprócz tego, że są stosunkowo drogie, rozpuszczalne w wodzie fotoinicjatory i monomery mają tendencję do zbyt łatwego reagowania z wodą, co powoduje problemy związane z przedwczesnym rozkładem i niestabilnością okresu przydatności do spożycia.

Jako pierwsi w branży skupiliśmy się na opracowaniu fotoinicjatorów nierozpuszczalnych w wodzie i monomerów. Ciężko pracowaliśmy nad opracowaniem procesu dyspersji, który pozwoliłby zachować te inicjatory i monomerów stabilny i równomiernie rozłożony w tuszu. Decyzja ta zaowocowała długotrwałą stabilnością atramentu i bardzo niezawodnym procesem utwardzania – oba te czynniki były nie do zaakceptowania na rynku druku wielkoformatowego.

Obecnie tusz AQUAFUZE jest dostępny w kolorach CMYK i obserwujemy duże zainteresowanie ze strony branż takich jak produkcja znaków, okładzin ściennych i grafik pojazdów. Ale nie zamierzamy na tym poprzestać.

Aktywnie poszukujemy możliwości stworzenia maszyny o wyższej prędkości/produktywności, zwłaszcza dla klientów o większych potrzebach produkcyjnych.

Tusz AQUAFUZE został opracowany w bezpośredniej odpowiedzi na to, co dostawcy usług druku powtarzają nam od lat: chcą atramentów, które zapewniają trwałość i wszechstronność bez kompromisów związanych z istniejącymi technologiami. Niezależnie od tego, czy chodzi o skrócenie czasu suszenia, obniżenie zużycia energii czy wyeliminowanie konieczności stosowania niebezpiecznych substancji chemicznych, naszym celem zawsze było rozwiązanie rzeczywistych problemów klientów.

Łącząc chemię na bazie wody z trwałością UV i utwardzaniem w niskich temperaturach, stworzyliśmy coś więcej niż tylko kolejną tusz. Naprawdę wierzę, że AQUAFUZE reprezentuje nową kategorię technologii druku wielkoformatowego — taką, która łączy w sobie to, co najlepsze z obu światów.

W miarę jak oczekiwania klientów ewoluują, nauki o materiałach pozostaną centralnym elementem innowacji w dziedzinie druku atramentowego. AQUAFUZE jest dowodem na to, że gdy podejście do opracowywania tuszu opiera się na chemii, można tworzyć rozwiązania, które naprawdę zmieniają możliwości produkcji drukowanej.

To była ekscytująca podróż, a dla nas to dopiero początek.