噴墨印刷(Ink-jetPrinting)是印刷業(yè)者目前都在關(guān)心的一個(gè)話題，它是數(shù)字印刷中的一種，利用數(shù)字式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)影像，可以在未輸出前任意改變其輸出的內(nèi)容，所以它具有高速，能少量復(fù)制，易于組合，實(shí)現(xiàn)可變信息印刷，低污染等優(yōu)點(diǎn)。噴墨印刷在印刷幅面、油墨和承印介質(zhì)多樣化等特點(diǎn)拓展了傳統(tǒng)印刷的內(nèi)涵，目前已形成了數(shù)字噴墨印刷、數(shù)字打樣、數(shù)字噴繪市場等等。
噴墨印刷是一種無接觸、無壓力、無印版的印刷技術(shù)，最早的發(fā)展是在1878年，到了1951年Siemens公司將液態(tài)的墨水轉(zhuǎn)變成墨滴的技術(shù)申請專利，當(dāng)時(shí)因?yàn)獒槨⒛袉栴}，效果不佳，直到1960年才正式進(jìn)入實(shí)用階段。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，市場的不斷擴(kuò)展，據(jù)美國I.T.Strategies公司預(yù)測，到2009年，全球噴墨市場(包括硬件、噴墨印刷介質(zhì)以及墨水)的收入總額將超過570億美元。
噴墨印刷的色彩表現(xiàn)與高畫質(zhì)，已能令大部分消費(fèi)者滿意，但是列印的時(shí)間尚嫌緩慢，而且對紙張的要求也很高，雖然市場上已有很多噴墨的專用紙張，但是價(jià)格都偏高，很難讓一般家庭以及學(xué)生族群普遍使用，所以讓噴墨技術(shù)能廣泛的適用于各種紙張，是現(xiàn)在最迫切需要發(fā)展的技術(shù)，若是要使特殊材質(zhì)的專用紙張平價(jià)化并不太容易，所以研發(fā)新的墨水成分才是直接有效的辦法。
噴墨印刷所用墨水，是粘度適中的專用墨水，具有無毒、穩(wěn)定、不堵塞噴嘴、保濕性、噴射性良好、對噴頭的金屬構(gòu)件不腐蝕等性能。目前噴墨墨水以染料型墨水居多，噴墨印刷機(jī)的墨水必須有足夠的表面張力，防止噴出時(shí)墨水濺射出去。另外墨水須具備快干性，防止在紙張上暈開，因此，墨水本身也是影響印刷品質(zhì)的因素之一。而印刷時(shí)選擇合適的墨水，調(diào)節(jié)好印刷參數(shù)，才能得到滿意的印品。
一、噴墨油墨的組成，種類
油墨是噴墨印刷中一個(gè)非常關(guān)鍵的組成部分，噴墨油墨的發(fā)展從一定程度上也說明了噴墨印刷技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)橛湍粌H僅決定了噴墨圖像的質(zhì)量，還決定了墨滴的形狀以及印刷系統(tǒng)的可靠性。噴墨油墨一般是由色料、連結(jié)料和添加劑組成。油墨連結(jié)料可以是水、油性物質(zhì)、溶劑、樹脂等，它決定了油墨分布的動(dòng)態(tài)屬性;在噴墨油墨中，連結(jié)料占40%-90%。色料在油墨里主要起著顯色的作用，一般占1%-10%。其余的部分都稱作是添加劑，主要用來改善油墨的粘度、附著強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐光性和表面張力等。
總的來說，在噴墨印刷的工藝中使用的油墨種類比較多，分類方法比較多。目前一般可以從油墨表現(xiàn)出來的不同方面性質(zhì)進(jìn)行分類，一般根據(jù)連結(jié)料不同將油墨分為水基油墨、油基油墨、溶劑基油墨和熱固型油墨。
1.水基油墨
通常用于帶孔和非涂布的承印材料上，如紙板和紙張，也經(jīng)常用于直郵產(chǎn)品的印刷和其他商業(yè)印刷市場上最常使用。亦可分為顏料型和染料型，顏料因?yàn)椴蝗苡谒瑫?huì)沉淀，因此顏料粒子要磨得非常細(xì)小，要小到30μm以下，才會(huì)有比較好的噴印效果，否則使用高解析度時(shí)容易造成阻塞。顏料本身的耐候性、耐光度、耐水洗牢度、耐磨牢度都非常好。染料的優(yōu)點(diǎn)是溶解度沒有問題，而且色彩種類非常多，鮮艷度較好，但是牢度較差。
2.油基油墨
最適合在帶孔的材料上印刷，因?yàn)樗峭ㄟ^吸收來進(jìn)行干燥的，它們的配方有植物油或礦物油，它在紙板包裝領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出;不適合用在密閉的辦公室空間，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生空氣污染。
所用的色料又可分為顏料型和染料型兩種，油溶型油墨的特點(diǎn)是干燥快，所以在工業(yè)方面比較常用。
3.溶劑基油墨
用途比較廣泛，從標(biāo)牌印刷到條形碼印刷到戶外廣告，使用這種油墨，經(jīng)濟(jì)效益很高，快干，可在多種材料上印刷，尤其適合非涂布材料的印刷，如乙烯基、絲網(wǎng)、玻璃和紙張等。
4.UV/EB熱固性油墨
該油墨適合在各種軟性和硬性承印材料上印刷，如瓦楞紙板和金屬箔，UV/EB油墨在UV光的作用下固化速度較快，耐久性較強(qiáng)。非常適合DOD應(yīng)用中，如零售點(diǎn)展示廣告、電話卡、信用卡和頻繁使用的購物卡。
除了以連接料為區(qū)別來進(jìn)行分類外，在實(shí)際中，還有一些其他的分類方法：按色料來分，分為有機(jī)染料型油墨、聚合染料型油墨和顏料型油墨;若根據(jù)油墨所使用的不同的干燥機(jī)理，可將油墨分為揮發(fā)型油墨和聚合型油墨。水性和非水性的油墨是以水或其它溶劑作為連結(jié)料，其干燥由承印物對油墨的滲透和吸收來完成，如果使用普通的復(fù)印紙或平板紙，油墨及其連結(jié)料一起被承印物吸收，這種吸收會(huì)降低印刷品的色密度和清晰度。熱固型油墨是指這種油墨在常溫下是固體，從噴嘴噴出時(shí)是熱融液體，在到達(dá)承印物表面時(shí)迅速凝固，這種快速凝固的特點(diǎn)可以防止油墨擴(kuò)散或滲透到承印物內(nèi)部，保證了印刷質(zhì)量。
二、選擇合適的油墨
1.采用噴墨數(shù)碼印刷機(jī)廠商提供的油墨
在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)者一般都會(huì)選擇噴墨設(shè)備提供商所提供的油墨，其實(shí)這樣做有利也有弊。當(dāng)然不同的數(shù)碼印刷機(jī)會(huì)使用不同的技術(shù)方法，如連續(xù)噴墨(CIJ)和按需噴墨(DOD)。這兩種油墨是不可互相替代的，因?yàn)閮煞N技術(shù)完全不同，CIJ技術(shù)是指墨滴連續(xù)產(chǎn)生，形成一個(gè)墨滴流，通過一個(gè)偏轉(zhuǎn)板成像;而DOD技術(shù)，則是一個(gè)數(shù)字信號按需要產(chǎn)生一些墨滴，而不是一個(gè)油墨流，隨意改變油墨，必然造成出墨的混亂。所以在生產(chǎn)中，發(fā)揮印刷機(jī)最大效果的前提，就是對所使用的油墨有一個(gè)充分的理解，這需要考慮多種因素的影響。
2.承印介質(zhì)與油墨的選擇
對于噴墨印刷，如何控制在不同承印介質(zhì)上的印刷效果，就必須對承印物的性能進(jìn)行分析。以紙張為例，由于紙張和油墨之間的熱力學(xué)的相互作用，紙張的毛細(xì)作用，以及油墨化學(xué)成分的擴(kuò)散等原因?qū)е铝思垙垖τ湍煞值奈眨簿褪撬f的油墨滲透。其中，紙張的毛細(xì)作用是導(dǎo)致油墨滲透的主要原因。由于紙張本身是多孔的滲水結(jié)構(gòu)，使得油墨在紙張內(nèi)部容易擴(kuò)散。隨著紙張表面涂布工藝的日益發(fā)展，油墨在紙張內(nèi)部的不同分布導(dǎo)致了不同的油墨滲透效應(yīng)。因此噴墨印刷用紙，要求表面光潔有一定施膠度的紙，噴上的墨水蒸發(fā)干燥，墨點(diǎn)呈圓形，印出的字跡清晰，圖形美觀。彩色噴墨印刷用紙，最好表面有一層極薄的透明涂層，既快速吸收墨水，又能避免光的散射。
噴墨油墨可以在多種承印介質(zhì)上印刷，這是它的一大優(yōu)勢，如纖維、墻紙、玻璃、塑料、金屬箔以及塑料薄膜上，當(dāng)然還可以在各種類型的紙張上。了解哪種噴墨技術(shù)適合什么類型的材料只是問題的一個(gè)方面，此外，承印材料是涂布的還是非涂布的?承印材料是有孔的還是無孔的?承印材料吸水還是不吸水性?油墨在承印物的表面的效果如何?這些都將關(guān)系到制定印刷作業(yè)計(jì)劃，提高生產(chǎn)效率，最終改善投資回報(bào)率。
3.染料油墨和顏料油墨的選擇
從化學(xué)的角度來講，在油墨中染料是以單個(gè)的分子狀態(tài)存在的，而顏料則是有無數(shù)個(gè)顏料分子聚集而成的絮團(tuán)組成的。
總的來說，染料油墨的顏色表現(xiàn)性能或色域要優(yōu)于顏料油墨，在質(zhì)量比較好的承印物上印刷時(shí)，使用染料油墨能夠達(dá)到與銀鹽照片質(zhì)量相媲美的效果。但是染料油墨的穩(wěn)定性較差，特別是耐光性，暗儲(chǔ)存穩(wěn)定性，耐濕性和抗水性等，原因是單個(gè)的染料分子在光照、濕氣和氧化的條件下，其化學(xué)性能很不穩(wěn)定，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起印刷品褪色。與染料不同，顏料油墨中顏料是以無數(shù)個(gè)顏料分子聚集的絮團(tuán)狀態(tài)存在的，因此其對環(huán)境的影響所表現(xiàn)出來的穩(wěn)定性要好。
染料油墨對印刷介質(zhì)也很挑剔，往往需要專門的介質(zhì)支持才能實(shí)現(xiàn)。在普通的復(fù)印紙上印刷時(shí)，由于復(fù)印紙是由縱橫交錯(cuò)的紙纖維構(gòu)成的，其間填充的是膠性物質(zhì)，而一般的染料油墨中親水因子占的比重極大，由于這些親水因子的作用，染料墨很容易順著紙張纖維滲透進(jìn)去，從而造成在普通復(fù)印紙上產(chǎn)生暈染，嚴(yán)重影響最后的印刷效果。而顏料墨則正相反，替代親水因子的是大量的斥水因子，使得油墨不會(huì)沿著纖維向深層滲透，而是附著在紙張的表面。
根據(jù)上述的各自優(yōu)缺點(diǎn)，可以知道染料油墨表現(xiàn)能力很強(qiáng)，色彩艷麗、均勻，亮度級別高，很容易表現(xiàn)色調(diào)，因此特別適用于戶內(nèi)使用;顏料油墨穩(wěn)定性和持久性好，適合戶外使用。
三、噴墨印刷中的油墨控制
在噴墨印刷時(shí)，為了保證結(jié)果，必須對印刷油墨的參數(shù)做到比較合適的控制，以水基油墨為例，印刷時(shí)控制的條件有以下幾個(gè)：
1.為了不會(huì)阻塞噴墨頭，所以必須通過0.2μm過濾器。
2.氯化鈉含量須低于100ppm。氯化鈉會(huì)使染料沉降下來，而且氯化鈉含有腐蝕性，尤其在氣泡噴墨系統(tǒng)中容易將噴頭腐蝕，雖然噴頭都是用鈦金屬制成，但在高溫下還是會(huì)被氯化鈉腐蝕。
3.具備緩沖溶液的效果。墨水的pH值要穩(wěn)定，有些染料會(huì)因pH值的變化而沉淀。
4.粘度控制(1～5cp)。微壓電噴墨系統(tǒng)對粘度要求較高，氣泡噴墨系統(tǒng)對粘度要求較低。
5.表面張力(30～60dyne/cm)。微壓電噴墨系統(tǒng)對表面張力要求較低，氣泡噴墨系統(tǒng)對表面張力要求較高。
6.干燥速度要?jiǎng)偤谩Ｌ烊菀兹娔^或斷墨，太慢容易擴(kuò)散，使網(wǎng)點(diǎn)重疊嚴(yán)重。
7.保存期限。墨水從工廠制造再到消費(fèi)者使用完畢最快要三個(gè)月，通常為一年，一般墨水存放一年須能通過0.2μm的過濾器。
8.熱穩(wěn)定性。針對氣泡噴墨系統(tǒng)的染料熱穩(wěn)定性要好，因?yàn)闅馀輫娔到y(tǒng)的墨水要加熱至400℃的高溫，如果染料不能耐高溫將會(huì)分解或變色。在對油墨的性質(zhì)參數(shù)做很好控制的同時(shí)，在使用油墨時(shí)候要得到想要的印品，使用的方法必須正確，在印前、印刷中和印刷后時(shí)刻對油墨的性能進(jìn)行監(jiān)控，印刷環(huán)境和儲(chǔ)存條件，如溫度、濕度、清潔程度和氣流都會(huì)對噴墨油墨的性能產(chǎn)生影響。此外，印刷后，噴墨油墨還有可能被暴露在不良的環(huán)境之中，如UV線、臭氧、膠粘劑和腐蝕性環(huán)境中。這些因素都可能使印刷好的產(chǎn)品質(zhì)量下降，根據(jù)需要選擇油墨類型，確保印前和印后都能滿足印刷環(huán)境的需要。噴墨油墨是化學(xué)產(chǎn)品，應(yīng)該對它做適當(dāng)?shù)奶幚恚_保安全。MSDS材料安全數(shù)據(jù)表單是一些操作指南，確保油墨儲(chǔ)存、利用、運(yùn)輸以及處理都在規(guī)范的情況下進(jìn)行。最好的設(shè)備不一定能得到最好的印品。就噴墨印刷來說，選擇合適的油墨，深入了解各種類型油墨適用范圍，調(diào)節(jié)好油墨參數(shù)，監(jiān)視好噴墨印刷過程中油墨的變化，控制車間的環(huán)境，只有這樣才能維持生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。
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