喷墨印刷设计的发展：UV固化油墨工业化

　　今天，数码印刷设计正迅速成为短版印刷设计和可变数据印刷设计的首选方法。

　　对于宽幅面的应用领域，如展板、广告牌、标志、海报、横幅和车身广告等，喷墨打印是最好的选择，这是因为喷墨技术的多功能性和喷墨油墨的性质所致，喷墨油墨超越了CMYK颜色组，包括浅品红、浅青、灰色、照片绿和蓝，甚至还有白色。这些颜色大大拓宽了标志、展板的呈色域，可以与定制的颜色相匹配，复制鲜艳、醒目的颜色。

　　宽幅印刷设计中最常用的打印墨水是溶剂型和UV固化油墨。溶剂型油墨在户外广告印刷设计领域比较受欢迎。但是，随着技术的发展和严格的研发测试，高质量特性的UV固化油墨正成为溶剂型油墨的竞争对手。在干燥速度、承印材料和应用范围3个重要油墨评测因素方面，UV固化油墨都超过溶剂型油墨。同时，UV固化油墨不含挥发性有机化合物(VOC)，具有相当好的环保效益。因此，UV固化油墨正在成为未来工业喷墨印刷设计的主要耗材。

　　重新分类喷墨印刷设计

　　由于技术发展的结果，在过去几年，打印头、墨水、软件和硬件都有了长足的发展，因此显然需要重新界定喷墨打印。目前，喷墨印刷机都是根据打印宽度来分类的，如表1所示。

　　表1的分类是按照一般工业型喷墨技术(如一次走纸印刷设计)进行的。而我们以打印速度重新对喷墨印刷机进行分类，如表2所示。

　　1.印刷设计速度高

　　溶剂型印刷机需要干燥装置，以便从印刷设计材料上去除大量的溶剂。这个干燥过程可能需要几分钟时间。相比之下，UV固化油墨在数秒内就能干燥，这是使用高功率的UV光源进行固化的直接结果。UV固化油墨这种即时干燥的特性可以进行高速印刷设计，而高速溶剂系统需要非常大的干燥装置，以加快干燥过程。

　　2.承印材料范围宽

　　与水性、溶剂型和油性喷墨油墨不同，UV固化油墨几乎可以适用于任何承印材料，无论是柔性还是刚性的，无论是涂布还是非涂布的。例如纸张、塑料乙烯、聚碳酸酯、聚酯等，还可以使用纺织品、木材、玻璃、陶瓷等。唯一的例外是非常平滑的材料或几乎没有表面纹理的抛光表面。然而，即使在这种情况下，UV固化油墨也可以在承印材料涂布后使用。

　　直接在刚性表面(例如玻璃和木材)上印刷设计的优点有两个方面，不仅可以排除安装的步骤，提高生产力及节省成本，同时还增加了创造的可能性，不仅限于白色(纸张或乙烯基)的背景。

　　3.颜色一致

　　由于溶剂型油墨干燥缓慢，这些油墨溶解了承印材料，使着色剂实际上是与介质相结合而不是附在表面。相反，UV固化油墨的固化速度非常快，在油墨液滴附在承印材料上时就完成固化了，如图3所示。因此，在不同承印材料上的颜色更为一致，需要较少的墨水来覆盖同样大小图像区域。

　　4.符合环保

　　在UV固化过程中，油墨与UV光源相互作用，使油墨瞬间变硬，没有任何物质释放到大气中，再加上大多数UV固化油墨都是无溶剂的，没有释放挥发性有机化合物(VOC)。然而，溶剂型油墨在印刷设计过程中将其组分的80%～90%以蒸汽的形式排放到大气中。

　　5.低气味

　　UV固化油墨使用的成分中专门选用了具有低毒性的成分，以便于安全拿取。这些化合物也选择刺激性非常低的成分。虽然UV固化油墨也有气味，但是固化后所有挥发性成分都发生聚合。因此，UV固化的气味远比溶剂型油墨小得多。

　　6.节省成本

　　虽然目前UV固化油墨的缺点是比一般溶剂油墨贵，但随着UV固化油墨在市场流行，其价格最终会降下来。但总体来讲，使用UV固化系统的成本实际上是低于溶剂系统的。第一，因为UV油墨固化速度快，UV固化系统的运行速度更快，因此能够得到更高的生产力。第二，它们可以印刷设计在任何纸张和任何表面，所以并不需要较贵的喷墨涂布纸就能获得最佳的效果。同时，由于它们可以在刚性材料上印刷设计，这样很多应用方式就可以免除了安装工序，这既节省了时间也节省了成本。第三，色彩保真度更好，在第一张印张上就可以得到更精确的再现。第四，因为每平方米的承印材料上只需8～10ml的UV油墨，而溶剂型系统需要12～14ml，使用UV固化油墨的耗用量明显低于溶剂型油墨。因此，虽然UV固化油墨的价格稍微高一点，但可以通过其生产力、通用性和质量方面的优点得到平衡。

　　UV固化油墨的改进

　　溶剂型油墨是一项成熟的技术。但是，UV固化油墨仍处于大量的研发中，以进一步优化其性能，主要体现在以下几个方面。

　　1.黏附力

　　由于UV固化油墨主要处在承印材料的表面，油墨和承印材料之间的互相作用弱于在溶剂型油墨的情况，对某些承印材料的黏附力还有待提高。此外，UV光辐射的作用是累加的，如果固化过度就可能发生墨层断裂，但这取决于承印材料的类型和颜色，且并不常见。

　　2.户外耐久性

　　一般说来，用于溶剂型油墨和UV固化油墨的颜料是一样的。不过，溶剂型油墨的工作原理是溶剂部分溶解到承印材料中，这样着色剂实际上是与介质混合，而不是附着在其表面。因此，颜料在光退色方面得到更好的保护。在UV固化油墨的情况下，工作原理是不同的。这里的墨滴停留在承印材料的表面。虽然这有很多优点，如色彩保真度更好，不同印张之间更一致，但溶剂型油墨一般耐久性更好。

　　3.兼容性

　　目前的UV固化油墨，虽然在生产质量和生产效率方面的表现令人满意，但大多数是根据相应的设备结构和应用目的而专门设计印刷的，因此具有一定的局限性。

　　喷墨印刷设计的发展前景

　　目前市场上的UV固化油墨都是自由基固化油墨。阳离子型UV固化油墨是一些油墨公司正在开发的油墨。其优点是不会被氧化、气味更小，但对环境的相对湿度很敏感。阳离子UV固化喷墨墨水正处在早期阶段，目前价格还很高，因为使用了高级阳离子单体，预计会应用在特殊的场合。

　　1.新型油墨辐射技术

　　新的辐射技术也会进入这个舞台，电子束(EB)固化便是其中之一。电子束的能源输出足以启动聚合过程，而不再需要光引发剂。但是，电子束设备的价格目前远高于UV固化设备。

　　2.喷墨印刷设计技术的未来

　　喷墨印刷设计技术的发展方向是不断出现更快的印刷机，改进打印头，使墨水和打印介质更便宜、具有更多功能以及更先进的软件。这将导致喷墨印刷设计进一步发展，达到模拟印刷设计技术的价格水平。除了图像方面的应用，喷墨技术也可以适用于许多其他的应用场合。

　　油墨也会具有越来越多的功能，原则上，只要是可以通过打印头喷出的物质就可以算是油墨。比如在非图形应用的喷墨印刷设计中，印刷设计的电子元件和显示屏、三维打印以及生物医学方面的应用。而一直所说的传统喷墨打印的应用在将来可能只是所有喷墨应用的一小部分。