浅谈喷墨墨水技术

溶剂墨水是指以有机溶剂或溶剂型高分子成膜剂作为载体，将染料溶解或将颜料分散在载体中形成的墨水体系。溶剂墨水基本组成：

溶剂（80%-90%）目的是均匀溶解分散树脂和其它添加剂。一般为有机溶剂。

显色剂（2%-6%），一般为颜料，均匀分散于树脂溶液中，颗粒大小在微米，亚微米级。

添加剂（5%-10%），主要是一些分散剂，表面活性剂及高沸点有机溶剂。

溶剂型墨水具有色彩鲜明、色彩还原性好、在承印材料上横向扩散烧、干燥速度快等特点，因些，呈印材料上不需要进行特殊处理，可以在诸如纸张、塑料薄膜、不干胶贴膜和网织物等无涂层的材料上进行直接印刷。若采用高质量颜料， 溶剂型墨水在户外应用时有很好的抗紫外线性能。

目前，溶剂型墨水正在向UV固化墨水转变。这主要发生在工业用大幅面平台印刷机的高端市场，出于即将受到针对溶剂使用引来环境和安全立法顾虑的驱动，促使大多数喷墨印刷机制造商开发UV固化墨水的解决方案，UV固化墨水是通过聚合面起作用的，曝光于UV灯下引起连锁反应，使墨水粘着在基材上并几乎即刻固化。它们具备极好的图像特性，可在传统的印刷材料诸如纸张、帆布及PVC上印刷，还可以标识板、木头、玻璃、金属以及其它一切能够想到的基材上印刷。而且，该墨水能在非常坚固的硬物表面固化，耐磨擦且不受天气和环境影响。

3．染料型墨水

染料墨水是分级全溶解的墨水，这种墨水是完全的复合溶液，很难堵墨头，喷绘后易于被材料吸收、色彩艳丽、造价成本低，而且由于染料能表达的色域一般要比颜料所表达的大，体现的色彩范围也大，打样稿更加鲜艳亮泽;缺点是不防水，不耐刮，并且因染料分子在紫外线照射下很快分解，户外紫外线下使用一个月内就有明显褪色。目前数码打印机使用的绝大多数是染料墨水，面市场上绝大多数的兼容墨水也是染料墨水。

4．颜料形墨水

颜料型墨水把固体颜料研磨成十分细小的颗粒，分散于特殊的溶剂中，通过色素附在介质的表面来发色，是一种悬浮溶液或者叫半溶液。目前，市场上打印机多使用染料墨水，但是爱普生还在努力将颜料墨水变成主流的喷打墨水。

颜料型墨水具有染料型墨水所不具备的优势：

防水、耐水性强。因为颜料本身防水，所以打印或喷绘出来的产品也就防水了，用颜墨水打印出来的东西即使在其印刷面沾上水，墨水也几乎不会洇染纸张。

耐光性强，不易褪色。溶剂型颜料墨水克服了染料的光化学活性的缺点，颜料内含类似于惰性物质材料，所以，它的褪色和变化是极其缓慢的，即使在紫外线照射下，颜料墨水也比染料墨水更不易分解，即使颗粒外层的分子分解了，内层一样会保持颜色。鉴于此，通常染料墨水只适合室内使用，并且不耐刮，不防水。而溶剂型墨水只适合室内使用，并且不耐刮，不防水。面溶剂型颜料墨水无论在户外，还是在室内使用，无需覆膜就可具有三年的耐候力。

更适合双面打印。由于颜料墨水对介质的渗透力弱，当打印机将颜料墨水喷洒到打印介质（如复印纸或相片纸等）上时，并不会像染料墨水那样扩散，因此，被打印的介质背面也不会出现明显的字迹，更加适合双面打印，以节省打印成本。

墨水干燥快。颜料墨水由于不是完全的溶液，所以打印后墨水干燥得很快。

更加适合打印图文并茂的文档。颜料墨水对打印介质的要求比较低，在普通的复印纸上打印图片跟在照片纸上打印出来的图片差距并不是很大，这还是得益于它是非完全溶液（半溶液）的优势，而一般图文并茂的文档都是用普通打印纸或复印纸来打印的，因此，颜料墨水就比染料墨水更适合打印这类的文档。

应用于纸线承印物上喷墨墨水已经相当成熟，但是如果将承印材料换成纤维内材料（纸张也属于纤维材料），原因是涉及到两个方面，颜料颗粒大小和颜料在纤维上的固色技术。如果喷墨打印机喷嘴的直经小，颜料颗粒大，就容易使喷嘴堵塞。如果粗粒径的颜料分散体系稳定性比较差，在贮存和使用过程中容易分层或沉淀，影响设备的使用寿命。通常的说，颜料粒径在500nm以下时具有最高的着色力、鲜艳度和透明度，所以颜料墨水制备首先需要解决颜料的超细化加工技术。由于纤维材料经常涉及清洗处理，所以印制在纤维上的颜料必须具有足够的耐水洗、耐摩擦等色牢度，因此如何将颜料永久地固着在纤维上是必须考虑的另一个重要问题，深圳市墨库图文技术有限公司专业研发生产喷墨墨水E-mail：kk.duan#qq.com 深圳市宝安区福海街道和平社区和景工业园C、F栋

用于数字印刷的喷墨墨水要求具有良好的分散性和分散稳定性，颜料粒子形成的凝聚体大小必须小于喷墨设备喷嘴的有效直径，此处，常用的喷墨墨水的基本性能有：墨水的黏度、墨水的表面张力，墨水的粒经尺寸，墨水的导电性，墨水的稳定性，墨水的pH值等

1．墨水的黏度（MPa.s）

黏度是指流体在流动中产生的内部摩擦阻力，是溶剂/颜料型喷墨数字打样墨水的一个重要物理参数，它和表面张力一起影响着墨滴的形成。黏度高，会使墨水断裂的尾巴拖长呈拉丝状，黏度太小则微滴易破碎。受黏度影响的还有墨滴的喷射速度，若黏度太高，会使喷射速度降低，甚至墨滴不能击中被印基质的相应点上。若黏度太低则有可能无法喷出来，而是往外滴。因此要保证墨水能喷出来，而且打样性能良好，墨水的黏度必须限制在一定的范围内喷墨墨水的黏度一般为1-10厘泊，最好是1-5厘泊，相对低黏度使墨水形成近似于牛顿型液体，而不产生假稠的现象，有利于喷墨时墨滴从喷嘴上转移，以及墨滴的形成和确保墨滴的完整性。

2．墨水的表面张力

表面张力是指液体表面相邻的两部分间单位长度内的相互牵引力，它是分子力的一种表现当液面上的分子受着液体内部分子的吸引作用面使液面趋向收缩，其方向与液面相切。由于表面张力的作用，液体表面总是具有尽可能缩小的倾向，因些液滴呈球形。数字印刷用墨水必须具备一定的表面张力。表面张力对墨水在喷墨过程中墨滴的形成和喷墨质量有着重要的影响。嘴周围有无溢出物、液滴断裂长度、滴的圆周度及其稳定性，液滴形成的速度和是否呈直线运行等均受墨水表面张力的影响。

表面张力太大，墨水不易形成细小的微滴，并可能出现较长的断裂长度，或断裂时产生“拖尾巴”状微滴，而直接影响到图像的质量。另外，过大的表面张力使喷嘴表面不易被润湿，而喷嘴周围的墨水集结会影响微细液滴的线性运行，也影响液滴对承印物的湿润、涌入及墨水的干燥性能。一般要求喷墨墨水的表面张力必须低于承印物的表面自由能。一般要求喷墨墨水的表面张力必须低于承印物的表面自由能。表面张力过低则会导致液滴不稳定，容易形成星状溅射点，造成非图文部分带脏，影响图像质量。其表面张力的大小应控制在既要满足能够在承印材料上顺利铺展，又能够在喷墨过程中形成足够细小的墨滴。通常，不性墨水的表面张力应达到40-60达因/厘米²。

3．墨水的粒径尺寸（nm）

由于墨水是通过喷墨头的喷嘴喷射到被印物体表面的，随着打印速度，分辨率的提高，喷嘴孔的变小，要求墨水的粒径尺寸越来越小，一般粒径尺寸应在200-1000nm。此外，颜料颗粒在溶剂中的分散情况及其分散稳定性也直接影响喷墨的各项性能，颜料颗粒的聚集将直接导致喷嘴的堵塞造成打印机的损坏，同时喷墨墨水的分散稳定性也受到温度、时间、打印设备等因素的考验，喷墨墨水的品质很大程度上在于其分散的稳定性，因此要求喷墨墨水有良好的分散性及分散稳定性。

4．墨水的导电性

在连续式喷墨系统中，为了满足喷墨打印设备电子控制的需要，喷墨墨水需要具有一定的电导率。另外电导率的数值可以用来反映 墨水中盐含量的高低，盐含量一旦超过0.5%，则很容易在喷嘴形成结晶，从而堵塞喷嘴，所以高质量的墨水的电导率应该尽可能的低，一般情况下低于18us/cm即可达到要求而对于按需喷墨打印系统和热式打印系统，则没有导电性方面的要求。

5．墨水的稳定性

储存和使用过程中，墨水黏度的稳定性对颜料型墨水和长时间使用的溶剂型墨水是特别重要的。溶剂型墨水不能有腐蚀性。对于水性系统，必须控制好PH值。必要时加入缓冲剂使pH值稳定在一个范围，防止墨水配方具有腐蚀性，水性系统还有一个防腐防霉的问题，需要加入杀菌剂，防止墨水变质。

6．pH值

pH值时表示液体酸碱度的概念，溶液越酸，pH值越低，反之，溶液越碱，pH值越高。为了防止墨水腐蚀喷头，pH值一般应在7-12之间。

1．凝胶墨水

数码印刷设备提供商奥西（2010年Canon佳能收购）公司推出了内含固体粉末Toner Pearls（墨粉珍珠）成凝胶性态的Crystal Point墨水，这种固体粉末类似于碳粉微粒，在喷墨中以凝胶的方式在承印材料上成像，通过溶剂使这些固体晶化，不使用热量就能在各种承印材料上成像目前，其公司将这一技术应用于ColorWave600打印机上。

2．广色域墨水

爱普生公司推出的“世纪彩虹”颜料墨水，这种墨水是基于前一代颜料墨水技术，通过添加更高色彩密度的洋红色墨水，从而实现对图形图像色彩的全面优化。因红色由洋红色和黄色混合而成，蓝色是由洋红色和青色混合而成，所以洋红色的改进最直接的收获成果即是更宽广的红色，蓝色色域表现。

3．“纳米”墨水

据报载，美国科学家研制出一种由银纳米粒子构成的新型墨水，这种墨水内含高浓度的银纳米粒子，在打印时，银纳米粒子尚未粘合在一起，成液体状，真正的黏合过程发生在印刷结构被加热到150或更高温度时，在退火冷却的过程中，纳粒子将逐渐融合为相互关联的固体结构。由于特定的温度要求，新型墨水具有更易弯曲，与有机基质更易兼容等有点，因此可以应用于电子和光电等领域。我国科学家成功研制出颜料颗粒最大直径为200纳米的彩色墨水，此工艺是以颜料为原料，采用高科技的超微技术和高速撞击流粉碎法将颜料粉碎成直径为20-200纳米的球状纳米颗粒，从而解决了计算机喷墨墨水最关键的粒度问题。

4．环保墨水

惠普公司在Drupa2008上推出了新型Latex墨水，该墨水是一种新型符合环保的水性墨水，可以在非吸收性的基材上打印，也可以用来打印户外广告，目前应用于惠普公司推出的Design jet L65500打印机上。

5．白色喷墨墨水

人们一般习惯于白色承印物上打印或印刷，但如果需要在非白色承印物上进行彩色打印，譬如：彩色纸张，木质品，金属制品，铝箔等，通过在非白色承印物上喷射一层白色墨水，这一工艺类似于金属印刷打底工艺，因此，人们将这种工艺称为白色墨水打底，这就促使白色喷墨墨水迅速发展起来。白色喷墨墨水一般为颜料型墨水，黏度较大，最大的问题是容易堵塞喷头。白色墨水的颜料通常使用TiO，而TiO在连结料中很难完全混合，打印机中需要装有搅拌装置,否则白色喷墨墨水很易导致印刷故障。面普通的喷墨印刷机是通过摇动确保颜料在连结料中均匀分散，而白色喷墨墨水需要的是搅拌，因此，对白色喷墨墨水制造技术提出了更高的要求。深圳市墨库图文技术有限公司专业研发生产喷墨墨水E-mail：kk.duan#qq.com 深圳市宝安区福海街道和平社区和景工业园C、F栋

白色UV喷墨墨水具有VOC含量低，可瞬间固化，能量消耗少，抗溶剂和化学腐蚀性能优良等特性，光泽度高，色彩鲜艳，应用中喷头不易堵塞，可长时间不用封闭，适合于各种承印物，但白色UV喷墨墨水的制备并不像彩色UV固化墨水那样容易，其生产技术还面临很多挑战。白色UV喷墨墨水的技术要求为满足各种不同生产需求，从配方角度来说，白色UV喷墨墨水要在一些基本性能上进行调整，如黏度、表面张力、颜料粒径、黑膜的不透明度、沉降稳定性、固化速度、与各种承印物的黏附力，喷墨稳定性、喷墨效率、耐气候性等。Mimaki公司在其UJF-605C平板喷墨印刷机上采用了溶剂型白色喷墨墨水，Mimaki公司生产的溶剂型白色喷墨墨水可用于彩色纸张金属等非白色承印物的印刷。目前，喷墨墨水正朝着环保化、高速化、喷墨介质多样化方向发展。返回搜狐，查看更多