噴墨印刷技術是成像設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。近年來，隨著噴墨印刷技術(噴頭技術、材料技術、控制技術)的發(fā)展，其應用領域從原有的噴繪、數(shù)碼打樣已拓展到按需、可變印刷等工業(yè)化應用領域，這主要得益于高速噴墨印刷技術的出現(xiàn)。
從drupa2008到IPEX2010，高速噴墨技術已逐漸走過“概念階段”而成為印刷包裝行業(yè)的“明星”，越來越多的重量級印刷及打印設備供應商投身到高速噴墨技術和產(chǎn)品的研發(fā)當中。除了設備，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)印刷成本比較的爭論中解放出來，讓長版數(shù)碼印刷的成本變得更加平易近人，同時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，為印刷企業(yè)創(chuàng)造了更多的發(fā)展新機遇。
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關鍵技術，它的發(fā)展直接決定了高速噴墨輸出質(zhì)量的提升、應用領域的拓展和推進速度。高速噴墨技術獲得快速發(fā)展的一個重要原因是可以不同種類的墨水，適應不同種類的各種介質(zhì)及應用，然而目前制約噴墨印刷躋身主流印刷技術的一個重要因素承印材料，和墨水有很大關系。
高速噴墨墨水的特點
據(jù)相關研究表明，高速噴墨墨水具有噴墨墨水最基本的構成與屬性，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。溶劑型墨水干燥速度快，光澤度一般，墨水干燥后對承印物的附著度高，一般對環(huán)境的溫、濕度不敏感。但是溶劑型墨水中的有機溶劑會對環(huán)境造成污染。溶劑型墨水對承印物要求不高，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行直接噴印。
水性墨水
是指以水或水和有機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間相對較長，而在噴墨頭的噴嘴中又有迅速干燥的趨勢，因此，需對噴墨頭有較高要求。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)，使用時在相應的印刷系統(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�？欤鈱W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，目前主要應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到的pH值、黏度、導電率和表面張力的性能要求，并保持物化性能穩(wěn)定，對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域的應用需求;在高速工作下不易燃等。
高速噴墨墨水市場現(xiàn)狀
1.高速噴墨印刷技術快速發(fā)展
高速噴墨的發(fā)展，離不開高速噴墨技術的發(fā)展，近年來，高速噴墨印刷在數(shù)碼印刷中異軍突起，并有越來越多的設備供應商投入到高速噴墨的研發(fā)隊伍當中，除了柯達、惠普、網(wǎng)屏、普馳、奧西、方正等設備供應商外，一向醉心于靜電數(shù)字印刷技術的施樂公司也加入了這一行列，就連當納利等傳統(tǒng)印刷企業(yè)也開始研發(fā)高速噴墨印刷設備。高速噴墨印刷設備的速度越來越快(最高可達220米/分鐘)、幅面越來越大(最大幅寬可達762mm)、質(zhì)量越來越好(分辨率最高達1200dpi)，靈活性、印刷成本和紙張適應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、個性化包裝及標簽和個性化報紙等領域市場中找到大顯身手的舞臺。
2.高速噴墨墨水與噴墨系統(tǒng)密切關聯(lián)
高速噴墨墨水是高速噴墨印刷設備的“血液”，但與其他印刷油墨產(chǎn)品相比，它與設備的相關性更強，每家設備所用墨水各有不同，因此墨水均由設備供應商提供，少有通用產(chǎn)品;而且高速噴墨墨水制作技術相對封閉。
為滿足不同印刷產(chǎn)品的需求，拓展高速噴墨印刷設備應用范圍、提高打印質(zhì)量，各大設備供應商對配套墨水給予了足夠的重視，將墨水作為整個高速噴墨系統(tǒng)的關鍵技術，也因此目前高速噴墨墨水的主要供應商均來自設備供應商陣營。
3.關鍵技術由設備商掌握
由上可見，高速噴墨墨水因供應商的眾多而呈現(xiàn)出多樣性，甚至連基本形態(tài)都相差甚遠。一方面，高速噴墨墨水是推動高速噴墨印刷技術和設備廣泛應用的關鍵，但高速噴墨墨水的關鍵技術掌握在各大設備廠商及其OEM合作伙伴手里，用戶使用的墨水需要從設備供應商手中購買，導致墨水價格和成本居高不下，如果將高速噴墨打印技術應用于批量生產(chǎn)，則成本壓力不可不算。另一方面，不同噴墨打印設備采用的成像技術不具有通用性，導致噴墨墨水制造集中度不高。第三，目前國產(chǎn)墨水在技術上仍未能取得實質(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，但多是用于噴繪設備的，與進口的高速噴墨印刷設備并不相匹配，如果采用國產(chǎn)墨水，不僅會影響到噴墨頭的壽命，最主要的是還會影響到打印效果。
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新業(yè)務;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的噴墨印刷設備;三是國產(chǎn)噴墨墨水如何能盡快滿足用戶對采購成本、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)印刷均分市場之趨勢，各路專家都看好這一集各種優(yōu)點于一身的技術，但真正將其定位為生產(chǎn)型印刷設備，其相應耗材的用量則不可小覷，當然，產(chǎn)量、質(zhì)量缺一不可。要想使高速噴墨墨水成為推動高速噴墨技術廣泛應用的助劑而非制約因素，應在新型高速噴墨墨水的研發(fā)、第三方墨水供應商及國產(chǎn)墨水的配套方面做好準備。
1.高速噴墨墨水的技術創(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、個性化包裝及標簽和個性化報紙等領域?qū)崿F(xiàn)大范圍應用，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，隨著噴墨設備功能的優(yōu)化和提升、介質(zhì)范圍的擴大，應在現(xiàn)有基礎上對墨水進行改性和精化。一是要求顏料分散性要更好，不會因為顆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，以適應高速噴墨墨水更廣泛的應用;三是在綠色發(fā)展的大趨勢之下，加強墨水的環(huán)保性，采用可再生原材料、含有盡可能低含量的揮發(fā)性有機化合物，并可實現(xiàn)生物降解。
(2)從發(fā)展的趨勢來看，溶劑型墨水將逐步退出舞臺，打印質(zhì)量更穩(wěn)定、色彩更鮮艷、耐候性更強、干燥更快的水性墨水、UV墨水將是廠商們研發(fā)的重點。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。
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備，即采用頁面寬度的噴嘴陣列結構，承印材料一次通過即可完成印刷。如賽爾1001打印頭、柯達Stream技術等都提供了單次通過解決方案，對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，因為具有光引發(fā)劑，在應用上受到限制。而電子束固化(EB)墨水不僅具備UV墨水的所有優(yōu)點(如黏附力強、印刷可靠性高、適應高速印刷、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。
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近年來，噴墨印刷開始應用于電子印刷等功能性印刷領域。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.第三方墨水供應商的加入
任何一種技術和產(chǎn)品，要讓大家用得起，就必須打破壟斷的局面。針對目前高速噴墨墨水為供應商所掌握的格局，迫切要求第三方墨水供應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注噴墨印刷市場。如美國太陽化學開始積極籌備進入噴墨墨水領域，已在相關展會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)上快速實現(xiàn)長版可變，然而目前墨水的供應情況恰恰遏制了其優(yōu)勢的發(fā)揮。除了墨水為供應商所壟斷，價格較高之外，還存在供應周期的問題，噴墨墨水的保質(zhì)期通常只有2～3個月，時間長容易造成沉淀，用戶一般不可能大批量存儲，如遇到大活件，就需要從國外緊急空運。一來難免耽誤時間，二是也增加了成本。
任何一項技術要實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用，耗材供應的本地化、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)一指導性的高速噴墨墨水相關標準出臺，對于研發(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備和介質(zhì)的墨水永遠是不可行的。高速噴墨墨水的研發(fā)是一項系統(tǒng)工程，國內(nèi)墨水廠商應加強與設備廠商的OEM合作，從高速噴墨整個系統(tǒng)出發(fā)，在對高速噴墨設備、軟件進行深入了解之下，結合目標應用領域，從研發(fā)、制造、檢測、應用等方面進行探討，總結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)廠商尤其應加強墨水對于非涂層介質(zhì)的適應性研究，使得高速噴墨的承印材料“平民化”，從而推動高速噴墨的大規(guī)模、工業(yè)化應用。
總之，隨著高速噴墨技術的推廣應用，高速噴墨墨水的研發(fā)、制造、應用必將吸引各方力量共同參與和發(fā)力。
