《墨水打印印刷及打印介质相关知识讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《墨水打印印刷及打印介质相关知识讲解（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、墨水及印刷相关一、 墨水墨水由着色剂和溶剂及其他助剂组成。如果按照着色剂分类，可分为染料型墨水和颜料型墨水。如果按照溶剂分类，可分为水性墨水，溶剂型墨水和UV墨水。1.1着色剂染料Dyestuff 定义：有色有机化合物，可溶于水或有机溶剂染料是制造涂料、墨水、油画色膏、化妆油彩、彩色纸张等不可缺少的原料。也用于塑料、橡胶制品以及合成纤维原液等的填充和着色。颜料Pigment定义：不溶于水或其他有机溶剂的有机或无机化合物，固体微小颗粒状，对着色对象无亲和力，靠粘合剂或其他物质和着色对象结合。无机颜料一般是矿物性物质，有机颜料一般取自植物和海洋动物。染料和颜料的区别染料颜料化学组成有机芳香化合物有
2、机或无机化合物溶解性可溶于水或有机溶剂不溶于水或有机溶剂结合力与纤维有结合力与纤维不结合，需借助于粘合剂应用范围纺织物、纸张、皮革、食品纺织物、墨水、油漆、涂料墨水按色基分类为：染料型墨（以染料为色基的墨水）颜料型墨（以颜料为色基的墨水）；按溶剂来分类为：水性墨（以水和水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分）、油性墨（以非水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分）因此有些颜料型墨水可能是水性墨水也可能是油性墨水。目前桌面打印机使用最多的是水性染料型墨和水性颜料型墨。1.2染料墨水 Dyestuff ink染料墨水一般指水溶性墨水，由染料/溶剂（主要是水）和各种添加剂,如:吸湿剂,表面活性剂,分散剂,抗氧
3、化剂,防腐蚀剂,酸碱稳定剂,光稳定剂等制成。优点：这种墨水是完全的复合溶液，堵墨头的概率很小，喷绘后易于被材料吸收，色彩艳丽而且造价成本低。 缺点：不防水，并且由于染料分子在紫外线照射下很快分解，导致染料墨水打印的图片及文字不能防水,保存时间有限。 染料墨水根据材料来划分又分为直接染料墨水和酸性染料墨水,目前很多生产厂家为了降低成本采用酸性材料做材料,生产的墨水,打印图片在潮湿环境下很快变会糊色,退色,长期使用还会腐蚀喷头。国际上，原装喷墨打印机厂家基本黑色都采用颜料黑墨水，如惠普816墨盒，佳能PG-40墨盒，爱普生73墨盒等，而彩色几乎都采用染料墨水。这是因为黑色颜料墨水无毒安全，能够打印
4、出锐利的图文，防水耐晒；而黑色染料墨水大多含有强烈的致癌化合物，打印的文档有毛边，湮纸以及遇水即散，保存时间极端。由于染料墨水生产工艺简单，加上染料成本价低，国内兼容耗材厂商大多都采用黑色染料墨水代替颜料墨水，既可以节省成本又不需要太多技术。这种墨水一般都含有高致癌性的联苯胺化合物，而联苯胺致癌在人体潜伏期为1020年。1.3颜料墨水 Pigment ink把固体颜料研磨成十分细小的颗粒溶解于特殊的水溶剂中，是一种悬浮溶液或者叫半溶液。与染料墨水渗入到介质再形成色彩的原理完全相反，它是通过色材附在介质，如复印纸或打印纸等的表面来发色的。 颜料墨水着色剂的颗粒粒径为50-200纳米不等优点：防水
5、，不容易被紫外线分解，所耐水性强，耐光，不易褪色。可户外使用。缺点：颜料墨水打印的图片整体色彩不如染料墨水鲜艳有光泽，制造成本较高，容易堵塞和腐蚀喷嘴。有些溶剂型颜料墨不环保。1.4水性墨水 Water-based ink以水做溶剂的墨水称为水性墨水。主要特点是成本低廉、没有污染，色彩鲜艳，但是因为其主要组分水的挥发速度慢，由水性墨水喷墨的画面不易干燥和被介质吸收（它要求介质有专门的涂层），其主要应用于纸张以及各种纤维类(布)为底材、有涂层的介质上。通常由水性墨水制作的画面因为耐侯性差而主要应用在户内。1.5溶剂型墨水 Solvent ink 主要组分是有机溶剂，一般都采用酯和酮类的溶剂，与介
6、质结合的过程中首先对介质进行溶胀，然后融合，将墨水中的着色剂和底材紧密结合，所以溶剂型墨水不要求介质覆有涂层，且其挥发速度快，能够满足高速打印的要求。但溶剂型墨水最大的问题就是环保，因为墨水中可挥发有机物含量高，从长远来看肯定会逐渐受到诸多限制，预计会被弱溶剂墨水淘汰。1.6弱溶剂墨水 ECO-solvent ink弱溶剂墨水是溶剂型墨水的一种，和溶剂型墨水相比较，弱溶剂墨水最大的变化是对环境的友好性，主要体现在可挥发有机物VOC的减少和不再采用许多有毒害有机溶剂（比如环己酮、丁酮等溶剂）。在弱溶剂喷绘机的生产车间不再需要通风装置。弱溶剂墨水的主要组分依然是有机溶剂，因此弱溶剂墨水是溶剂型墨水
7、的一个分类，是其一个环保版本。和水性墨水相比较，弱溶剂墨水在保持了水性墨水制作的画面精度高的优点的同时，又克服了水性墨水对底材的苛刻和制作的画面无法应用在户外等缺点。因此，弱溶剂墨水介于水性和溶剂型墨水之间，兼顾两者的优点。弱溶剂墨水的英文名称ECO-solvent ink，ECO：环保（Environmentally safe）、无涂层底材（unCoated media）户外耐侯性（Outdoor durable），采用ECO-solvent ink的机器普遍宣传的特点就是环保、高精度和户外耐侯性。弱溶剂墨水特点：（1） 色彩靓丽丰富，效果逼真，宽广的色域，极佳色彩表现力；（2） 防水，耐磨
8、损不易脱色。（3） 户外表现力持久，能抵抗UV光线的影响，防止颜色褪色；（4） 不含苯类，甲苯，二甲苯，环己酮等毒性溶剂，味道极小；（5） 良好的附着力，快干性；1.7 UV墨水 UV inkUV墨水（紫外线固化墨水），着色剂是颜料，墨水中颜料粒子直径小于1微米，不含挥发性有机溶剂，超低粘度，无刺激性气味，目前UV墨水已成为一种较成熟的墨水技术，其污染物排放几乎为零。UV墨水有对UV光选择性吸收的特性。在紫外光的照射下，UV墨水光聚合引发剂吸收一定波长的光子，激发到激发态，形成自由基或离子。然后通过分子间能量转移，使聚合的预聚物和光敏感的单体和聚合物成为激发态，产生的电荷转移复合体。这些复杂的
9、粒子不断交联聚合，固化成膜。UV墨水具有以下优点：1)不含挥发性有机溶剂、污染小、不损害人体健康，固含量100%，不存在因溶剂的挥发而带来印刷墨膜厚度前后不一致的问题；2)墨水不堵网，有利于精细产品的印刷；3)印刷中，不担心溶剂对承印物的损坏，墨水品质稳定，干燥墨膜光泽度好，且墨膜耐磨、耐水、耐油、耐溶剂性好；4)墨水瞬时干燥，可组织快速印刷生产线，大大提高印刷效率；5)印刷时节省墨水，溶剂型墨水每千克大约可印50，而UV墨水在相同情况下可印70。1.7.1影响UV墨水附着力的因素1. 打印介质表面张力不够。一般表面张力要达到3.6 x 10N2m（36达因）以上，才能使墨水获得很好的附着力。
10、电晕处理可以增加打印介质的表面张力。2. UV墨水固化程度不够。因此必须保证UV墨水彻底固化。 3. UV墨水收缩性大影响附着力。加入一定量的单官能活性稀释剂或少量填料，可提高附着力。此外，加入UV墨水附着力促进剂，可提高UV墨水与承印物的物理吸附，从而提高附着力。 4. 与常用的很多印刷纸张和纸板不一样，塑料承印物的表面没有让墨水/光油渗透到其内部的微孔。然而，有一些塑料承印物在接触到一些UV墨水/光油的原材料时，会产生膨胀现象。因此，利用这个特性使塑料承印物与某些UV墨水配合使用，使墨水/光油能渗透到塑料承印物的内部。在固化时，由於存在墨水/光油的内部渗透，使墨水/光油与塑料承印物表面之间
11、能够形成强而有力的黏附效果。此外，还可以提高车间温度来增强塑料承印物与墨水/光油间的渗透效果，这也是提高UV墨水/光油与塑料薄膜间附着力的途径之一。1.7.2影响固化效果的因素1、UV波长：365nm波段的光谱适合于一般的光固化墨水（不适用于冰花、起皱等特殊光谱要求的墨水）。UV灯管的杂光过多，会影响光固效果，建议在选用UV光固设备时先进行光固试验，以检验UV机的波长是否符合光固要求。2、UV灯的功率：一般UV光固墨水要求的功率为80-120w/cm，光固能量过高会造成墨水的脆化，光固能量过低达不到光固效果。解决方式是定期更换UV灯，可使用UV能量测试计来测试UV灯能量（如德国UV-INT15
12、0能量计）。3、工作温度：UV灯在散发紫外线的同时，也会产生大量的热量，使机体内的温度不断升高，光固机在UV灯管上方装有抽风装置，并通过抽风管道将固化过程中产生的臭氧排出室外，从而达到降温的目的。当承印物太薄或耐温要求很低时，需经光固试验确定是否能满足要求。UV墨水在经过UV灯辐照区域时，最佳温度应为50-60，因为在这个温度下固化快，固化后附着力强。4、UV光照射时间。由于UV墨水中的颜料颗粒会吸收紫外光，颜色越深吸光越强，因此使用UV墨水时，常出现黑色区域固化效果不好的情况。1.7.3 UV光大部分的UV光线包含两种UV波长，这两种波长同时工作。短波工作在表面，较长的波作用于墨水或Lacq
13、uer深层。由于短波的能量被表面吸收而不能进入深层。短波曝光不足会引起表面发粘，而长波能量的不足则可能导致附着困难。l 真空紫外线（VacuumUV），波长为10-200nml 短波紫外线（UV-C），波长为200-290nml 中波紫外线（UV-B），波长为290-320nml 长波紫外线（UV-A），波长为320-400nml 可见光（Visiblelight），波长为400-760nm国际上一般使用的是长波UV(UV-A) 320-400nm。UV固化原理：在特殊配方的树脂中加入光引发剂（或光敏剂），经过吸收紫外线（UV）光固化设备中的高强度紫外光后，产生活性自由基，从而引发聚合、交联和
14、接枝反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态。 UV固化灯：目前工业上使用的UV设备光源，主要是气体放电灯（汞灯）。根据灯内腔气体的压强大小分为低压、中压、高压、超高压几种，工业上的生产固化通常使用高压汞灯。高压汞灯可以产生辐射强烈的310nm、365nm、410nm等波长的特征紫外光（UV）、可见光及红外光（IR），其中365nm为主峰的波长是世界各国常用的用于固化干燥的波段。1.8 HP Latex水基墨水HP Latex水基墨水是HP这几年重点推荐的类弱溶剂墨水的水性墨水。最大特点是它不仅能像其他溶剂型墨水在那样普通承印物上进行印刷，而且还能在溶剂型技术并不擅长的应用领域例如在高密度聚乙烯上
15、进行印刷发挥重要作用。此外，这种墨水还可以被回收利用。1.9电子墨水 E-ink电子墨水是经印刷涂布在经处理的片基材料上的一种特殊墨水，其直径只有头发丝大小，由微胶囊包裹而成。在一个微胶囊内有许多带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子，正、负电微粒子都分布在微胶囊内透明的液体当中。当微胶囊充正电时，带正电的微粒子聚集在朝观察者能看见的一面，这一点显示为白色；当充负电时，带负电的黑色粒子聚集在观察者能看见的一面，这一点看起来就是黑色。这些粒子由电场定位控制，即该在什么位置显示颜色是由一个电场控制的，控制电场由带有高分辨率显示阵列的底板产生。电子墨水包含带电液体墨水微粒，它使电子控制数码印刷中印刷颗粒的位置成为可能。如Kindle第一代电子书，用的就是电子墨水。用电子墨水的电子书的特点，文字刷新以后，会长期停留在屏幕上，阅读的时候电池可以取掉。换句话说，电子书在阅读的时候不耗电，只有在翻页刷新的时候才耗电，所以电池寿命会很长。HP Indigo电子墨水HP Indigo电子墨水是另一个概念。其成像原理类似于激光打印机。HP Indigo数码印刷机采用自己研发的电子墨水，HP Indigo的成像原理大概是：首先给成像板上均匀地充上电，然后激光头根据RIP后该颜色的点阵格式用激光束在成像板上放电（
