噴墨印刷技術(shù)是成像設(shè)備以一定速度將墨水由噴嘴噴射到承印物表面，并通過墨水與承印物的相互作用，使墨水在承印物上再現(xiàn)穩(wěn)定圖文信息的無印版、無壓力、非接觸式直接輸出技術(shù)。近年來，隨著噴墨印刷技術(shù)(噴頭技術(shù)、材料技術(shù)、控制技術(shù))的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域從原有的噴繪、數(shù)碼打樣已拓展到按需、可變印刷等工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域，這主要得益于高速噴墨印刷技術(shù)的出現(xiàn)。
從drupa2008到IPEX2010，高速噴墨技術(shù)已逐漸走過“概念階段”而成為印刷包裝行業(yè)的“明星”，越來越多的重量級(jí)印刷及打印設(shè)備供應(yīng)商投身到高速噴墨技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)當(dāng)中。除了設(shè)備，配套的紙張、墨水等的研發(fā)也緊緊跟上。高速噴墨不僅將大家從數(shù)碼印刷與傳統(tǒng)印刷成本比較的爭(zhēng)論中解放出來，讓長(zhǎng)版數(shù)碼印刷的成本變得更加平易近人，同時(shí)也使得印刷的靈活性更大、寬容度更高。因此也就擁有了更廣闊的新市場(chǎng)，為印刷企業(yè)創(chuàng)造了更多的發(fā)展新機(jī)遇。
在高速噴墨系統(tǒng)中，作為噴印顯色材料的噴墨墨水是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它的發(fā)展直接決定了高速噴墨輸出質(zhì)量的提升、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和推進(jìn)速度。高速噴墨技術(shù)獲得快速發(fā)展的一個(gè)重要原因是可以不同種類的墨水，適應(yīng)不同種類的各種介質(zhì)及應(yīng)用，然而目前制約噴墨印刷躋身主流印刷技術(shù)的一個(gè)重要因素承印材料，和墨水有很大關(guān)系。
高速噴墨墨水的特點(diǎn)
據(jù)相關(guān)研究表明，高速噴墨墨水具有噴墨墨水最基本的構(gòu)成與屬性，目前的噴墨墨水，按照成分的不同，分為非全固含量墨水和全固含量墨水。其中，非全固含量墨水又分為水性墨水、溶劑型墨水，全固含量墨水包括UV墨水和熱熔墨。根據(jù)使用著色劑種類的不同，可分染料墨水和顏料墨水。
溶劑墨水
即以有機(jī)溶劑和高分子成膜劑為載體，將染料溶解或?qū)㈩伭戏稚⒃谄渲卸纬傻摹澳w系”，顏料顆粒大小在微米至亞微米級(jí)。溶劑型墨水干燥速度快，光澤度一般，墨水干燥后對(duì)承印物的附著度高，一般對(duì)環(huán)境的溫、濕度不敏感。但是溶劑型墨水中的有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。溶劑型墨水對(duì)承印物要求不高，可以在諸如紙張、塑料薄膜、不干膠貼膜和織物等無涂層材料上進(jìn)行直接噴印。
水性墨水
是指以水或水和有機(jī)溶劑的混合液作為載體，將水溶性染料溶解或?qū)㈩伭戏稚⒃谄渲卸纬傻摹澳w系”。所用“水”一般為純度極高的去離子水，pH值在10左右。呈色劑既可選擇染料，也可選擇顏料。水性墨水具有典型的環(huán)保性，但由于水在承印材料上干燥固化時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而在噴墨頭的噴嘴中又有迅速干燥的趨勢(shì)，因此，需對(duì)噴墨頭有較高要求。水基墨水適用于多孔滲透性和非涂布的承印材料，如紙板等。
UV墨水
由光固化樹脂(預(yù)聚體)、活性稀釋劑(單體)、光引發(fā)劑、呈色劑、助劑等組成的墨水。光固樹脂的性能在很大程度上決定了墨水的物化性能、印刷適性以及印刷品的性能。UV墨水的著色劑一般為顏料。由于其固化速度快，對(duì)承印物的寬容性加大。
熱熔油墨
即相變化墨水、固體油墨，使用前為固態(tài)，使用時(shí)在相應(yīng)的印刷系統(tǒng)中被熱能熔化，再噴射到承印材料表面冷卻固化。熱熔墨的固化速度非常快，光學(xué)性能好，具有環(huán)境友好性，但也存在耐久性和耐摩擦性差的缺點(diǎn)，目前主要應(yīng)用于非吸收性材料上的條形碼印刷。
作為高速噴墨印刷用的墨水，除要滿足高速打印的需求，具有一般噴墨墨水要達(dá)到的pH值、黏度、導(dǎo)電率和表面張力的性能要求，并保持物化性能穩(wěn)定，對(duì)噴頭等金屬物件無腐蝕性外，還要求噴射速度快、可噴性能好、干燥性能好;在噴射過程中不堵塞噴嘴，在噴管壁上不干燥，但噴出后能在各種類型的承印材料表面干燥并牢固地附著;墨水的色密度、黏度、表面張力等印刷性能符合各領(lǐng)域的應(yīng)用需求;在高速工作下不易燃等。
高速噴墨墨水市場(chǎng)現(xiàn)狀
1.高速噴墨印刷技術(shù)快速發(fā)展
高速噴墨的發(fā)展，離不開高速噴墨技術(shù)的發(fā)展，近年來，高速噴墨印刷在數(shù)碼印刷中異軍突起，并有越來越多的設(shè)備供應(yīng)商投入到高速噴墨的研發(fā)隊(duì)伍當(dāng)中，除了柯達(dá)、惠普、網(wǎng)屏、普馳、奧西、方正等設(shè)備供應(yīng)商外，一向醉心于靜電數(shù)字印刷技術(shù)的施樂公司也加入了這一行列，就連當(dāng)納利等傳統(tǒng)印刷企業(yè)也開始研發(fā)高速噴墨印刷設(shè)備。高速噴墨印刷設(shè)備的速度越來越快(最高可達(dá)220米/分鐘)、幅面越來越大(最大幅寬可達(dá)762mm)、質(zhì)量越來越好(分辨率最高達(dá)1200dpi)，靈活性、印刷成本和紙張適應(yīng)性等也有了大幅改善，已在票據(jù)賬單、按需出版、商業(yè)印刷品、個(gè)性化包裝及標(biāo)簽和個(gè)性化報(bào)紙等領(lǐng)域市場(chǎng)中找到大顯身手的舞臺(tái)。
2.高速噴墨墨水與噴墨系統(tǒng)密切關(guān)聯(lián)
高速噴墨墨水是高速噴墨印刷設(shè)備的“血液”，但與其他印刷油墨產(chǎn)品相比，它與設(shè)備的相關(guān)性更強(qiáng)，每家設(shè)備所用墨水各有不同，因此墨水均由設(shè)備供應(yīng)商提供，少有通用產(chǎn)品;而且高速噴墨墨水制作技術(shù)相對(duì)封閉。
為滿足不同印刷產(chǎn)品的需求，拓展高速噴墨印刷設(shè)備應(yīng)用范圍、提高打印質(zhì)量，各大設(shè)備供應(yīng)商對(duì)配套墨水給予了足夠的重視，將墨水作為整個(gè)高速噴墨系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，也因此目前高速噴墨墨水的主要供應(yīng)商均來自設(shè)備供應(yīng)商陣營。
3.關(guān)鍵技術(shù)由設(shè)備商掌握
由上可見，高速噴墨墨水因供應(yīng)商的眾多而呈現(xiàn)出多樣性，甚至連基本形態(tài)都相差甚遠(yuǎn)。一方面，高速噴墨墨水是推動(dòng)高速噴墨印刷技術(shù)和設(shè)備廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，但高速噴墨墨水的關(guān)鍵技術(shù)掌握在各大設(shè)備廠商及其OEM合作伙伴手里，用戶使用的墨水需要從設(shè)備供應(yīng)商手中購買，導(dǎo)致墨水價(jià)格和成本居高不下，如果將高速噴墨打印技術(shù)應(yīng)用于批量生產(chǎn)，則成本壓力不可不算。另一方面，不同噴墨打印設(shè)備采用的成像技術(shù)不具有通用性，導(dǎo)致噴墨墨水制造集中度不高。第三，目前國產(chǎn)墨水在技術(shù)上仍未能取得實(shí)質(zhì)突破，國內(nèi)規(guī)模型油墨企業(yè)并沒有將噴墨墨水作為企業(yè)的主打產(chǎn)品。即使有一些專業(yè)墨水廠家有墨水出售，但多是用于噴繪設(shè)備的，與進(jìn)口的高速噴墨印刷設(shè)備并不相匹配，如果采用國產(chǎn)墨水，不僅會(huì)影響到噴墨頭的壽命，最主要的是還會(huì)影響到打印效果。
4.面臨的問題
高速噴墨墨水的發(fā)展面臨三個(gè)方面的問題，一是高速噴墨墨水如何能適用于更多類型的介質(zhì)，以幫助用戶更好地開拓各項(xiàng)新業(yè)務(wù);二是由第三方生產(chǎn)的高速噴墨墨水如何能適用于更多廠商的更多型號(hào)的噴墨印刷設(shè)備;三是國產(chǎn)噴墨墨水如何能盡快滿足用戶對(duì)采購成本、使用成本、打印質(zhì)量的多方面要求。
高速噴墨墨水發(fā)展方向
2008年以來，高速噴墨已成為印刷行業(yè)熱議的話題，大有與膠印等傳統(tǒng)印刷均分市場(chǎng)之趨勢(shì)，各路專家都看好這一集各種優(yōu)點(diǎn)于一身的技術(shù)，但真正將其定位為生產(chǎn)型印刷設(shè)備，其相應(yīng)耗材的用量則不可小覷，當(dāng)然，產(chǎn)量、質(zhì)量缺一不可。要想使高速噴墨墨水成為推動(dòng)高速噴墨技術(shù)廣泛應(yīng)用的助劑而非制約因素，應(yīng)在新型高速噴墨墨水的研發(fā)、第三方墨水供應(yīng)商及國產(chǎn)墨水的配套方面做好準(zhǔn)備。
1.高速噴墨墨水的技術(shù)創(chuàng)新
眾所周知，高速噴墨印刷今后將在票據(jù)賬單、按需出版、商業(yè)印刷品、個(gè)性化包裝及標(biāo)簽和個(gè)性化報(bào)紙等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大范圍應(yīng)用，那么就需要墨水在提高打印精度、生產(chǎn)速度及穩(wěn)定性，適應(yīng)更多介質(zhì)、安全環(huán)保等方面取得突破。
(1)常用噴墨墨水的改性及精化目前高速噴墨系統(tǒng)常用噴墨墨水多為水性顏料墨水和UV墨水，隨著噴墨設(shè)備功能的優(yōu)化和提升、介質(zhì)范圍的擴(kuò)大，應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)墨水進(jìn)行改性和精化。一是要求顏料分散性要更好，不會(huì)因?yàn)轭w粒的沉降引起噴墨頭的堵塞;二是要求解決墨水在不同介質(zhì)上的附著力問題，以適應(yīng)高速噴墨墨水更廣泛的應(yīng)用;三是在綠色發(fā)展的大趨勢(shì)之下，加強(qiáng)墨水的環(huán)保性，采用可再生原材料、含有盡可能低含量的揮發(fā)性有機(jī)化合物，并可實(shí)現(xiàn)生物降解。
(2)從發(fā)展的趨勢(shì)來看，溶劑型墨水將逐步退出舞臺(tái)，打印質(zhì)量更穩(wěn)定、色彩更鮮艷、耐候性更強(qiáng)、干燥更快的水性墨水、UV墨水將是廠商們研發(fā)的重點(diǎn)。但是一些具有特殊用途的噴墨墨水如能量固化墨水、高功能性墨水也將是廠商研發(fā)的熱點(diǎn)。
①能量固化墨水
為提高印刷速度的質(zhì)量控制，一些廠商陸續(xù)研發(fā)出單次通過的噴墨印刷設(shè)備，即采用頁面寬度的噴嘴陣列結(jié)構(gòu)，承印材料一次通過即可完成印刷。如賽爾1001打印頭、柯達(dá)Stream技術(shù)等都提供了單次通過解決方案，對(duì)墨水的快干性提出了更高要求，能量固化墨水就能很好地滿足這一要求。但目前已開發(fā)的UV墨水，因?yàn)榫哂泄庖l(fā)劑，在應(yīng)用上受到限制。而電子束固化(EB)墨水不僅具備UV墨水的所有優(yōu)點(diǎn)(如黏附力強(qiáng)、印刷可靠性高、適應(yīng)高速印刷、耐磨性好等)，還不含光引發(fā)劑成分，具有更好的安全性，但成本過高。
�、诟吖δ苄阅�
近年來，噴墨印刷開始應(yīng)用于電子印刷等功能性印刷領(lǐng)域。因此，業(yè)界已開始致力于研發(fā)具有更小墨滴尺寸的高功能性墨水，以滿足電子元件等小尺寸承印物的印刷要求。
2.第三方墨水供應(yīng)商的加入
任何一種技術(shù)和產(chǎn)品，要讓大家用得起，就必須打破壟斷的局面。針對(duì)目前高速噴墨墨水為供應(yīng)商所掌握的格局，迫切要求第三方墨水供應(yīng)商投身于高速噴墨墨水的研發(fā)和生產(chǎn)中。目前，許多油墨廠和化工廠已開始關(guān)注噴墨印刷市場(chǎng)。如美國太陽化學(xué)開始積極籌備進(jìn)入噴墨墨水領(lǐng)域，已在相關(guān)展會(huì)上展示了不少噴墨樣張，旗下Sunjet公司為要求低氣味、低遷移性的開發(fā)噴墨墨水。日本阪田油墨制造廠自主研發(fā)了水性納米墨水，不僅考慮到顏料的精細(xì)化，還致力于墨水與打印材料的良好匹配性。日本的大田油墨、東洋油墨也正在開發(fā)新型的噴墨墨水。
3.本土化、國產(chǎn)墨水迎頭趕上
高速噴墨在推廣之初以“較低成本在多種介質(zhì)上快速實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)版可變，然而目前墨水的供應(yīng)情況恰恰遏制了其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。除了墨水為供應(yīng)商所壟斷，價(jià)格較高之外，還存在供應(yīng)周期的問題，噴墨墨水的保質(zhì)期通常只有2～3個(gè)月，時(shí)間長(zhǎng)容易造成沉淀，用戶一般不可能大批量存儲(chǔ)，如遇到大活件，就需要從國外緊急空運(yùn)。一來難免耽誤時(shí)間，二是也增加了成本。
任何一項(xiàng)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用，耗材供應(yīng)的本地化、國產(chǎn)化是必要前提。如今，雖然國內(nèi)也有噴墨廠商在生產(chǎn)墨水，但無法滿足高速噴墨系統(tǒng)的使用要求，要不就是打印質(zhì)量下降，要不就是極易堵塞噴墨頭。并且國際、國內(nèi)沒有具有統(tǒng)一指導(dǎo)性的高速噴墨墨水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，對(duì)于研發(fā)合格的噴墨墨水也造成困擾。
要想開發(fā)出一種適合所有噴墨設(shè)備和介質(zhì)的墨水永遠(yuǎn)是不可行的。高速噴墨墨水的研發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，國內(nèi)墨水廠商應(yīng)加強(qiáng)與設(shè)備廠商的OEM合作，從高速噴墨整個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，在對(duì)高速噴墨設(shè)備、軟件進(jìn)行深入了解之下，結(jié)合目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域，從研發(fā)、制造、檢測(cè)、應(yīng)用等方面進(jìn)行探討，總結(jié)出高速噴墨墨水解決方案。與傳統(tǒng)膠印相比，高速噴墨目前的成本優(yōu)勢(shì)還未體現(xiàn)出來，除了墨水自身的成本之外，目前已有墨水性能對(duì)于涂層介質(zhì)的需求也增加了用戶的使用成本。所以國內(nèi)廠商尤其應(yīng)加強(qiáng)墨水對(duì)于非涂層介質(zhì)的適應(yīng)性研究，使得高速噴墨的承印材料“平民化”，從而推動(dòng)高速噴墨的大規(guī)模、工業(yè)化應(yīng)用。
總之，隨著高速噴墨技術(shù)的推廣應(yīng)用，高速噴墨墨水的研發(fā)、制造、應(yīng)用必將吸引各方力量共同參與和發(fā)力。
