大幅面喷墨打印墨水的技术现状与进展

墨水作为大幅面喷墨印刷设计的主要耗材，其发展在一定程度上反映了大幅面喷墨印刷设计技术的水平。墨水的化学属性和配方不仅是印刷设计图像质量的决定因素之一，也影响着墨滴喷射特性和成像系统工作的可靠性。因此，常有人把墨水形象地比作喷墨系统的血液。目前，喷墨墨水按照成分的不同，分为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为溶剂型墨水、水性墨水；全固含量墨水分为UV墨水和热熔型油墨。根据使用着色剂种类的不同，可分为染料墨水和颜料墨水。
UV墨水
　　为了实现喷墨印刷设计的大幅面、高速印刷设计，所用的墨水必须具有能快速固化的属性，且不容易在承印物上扩散。目前大幅面喷墨主要应用的是UV墨水。UV墨水即紫外线固化墨水，是指使用光活性预聚物作为墨水的基料，在波长200nm～450nm的紫外光线照射下，由光引发剂产生自由基，引起基料聚合和交联反应，使墨水从液态转成固态。UV固化墨水不含溶剂，从而大大消除了有机挥发物（VOC）对环境的污染。近几年来，这种墨水已经迅速获得市场认可，因其在诸如金属、玻璃等非吸收介质上具有良好附着性，可以实现与平台式印刷机联用来印刷设计刚性介质。
　　世界知名调查研究公司派恩的最新市场报告显示，2013年西欧UV喷墨印刷设计品产值约在24亿美元，预计到2018年5年间将会以13.6%的年复合增长率持续增长，英国将成西欧增长最为快速的国家，其次为德国和法国。瞬间固化、使用能耗低、污染小以及印刷设计适性良好等诸多优点使这项技术已经应用到诸多领域，全球UV喷墨印刷设计正表现出强劲的增长势头。预计到2018年，UV喷墨印刷设计市场应用产值将达159亿美元，增幅达18.3%。
　　然而，相比国外UV喷墨技术的蓬勃发展，目前我国能自主生产UV墨水的企业还很少，主要还得依靠进口，这些进口的喷墨墨水价格相对较高，因此UV墨水的成本问题一直是我国喷墨印刷设计及其相关行业的发展瓶颈。如何研制出颜色好、安全、性能稳定的墨水，摆脱对高成本进口墨水的依赖，已经成为当前国内印刷设计领域亟待解决的问题。近几年，我们看到投身于研发国产墨水的企业越来越多，有些已取得了初步成功。比如，郑州鸿盛数码站在市场需求的基础上，以超越现有LED-UV墨水、替代原装进口墨水为目标，研发出了性能稳定、满足市场应用需求、环保节能的395EDX5型LED-UV固化墨水。该墨水可广泛应用于各种材料的喷印，具有良好的墨水流畅性和产品稳定性，以及快速固化和优良的印刷设计适性。鸿盛LED-UV喷墨墨水可用于Epson DX 5代打印头，适印多种材质，包括塑料、亚克力、金属、木制品、玻璃、水晶、瓷器等几乎所有的硬质材料和软质材料；可以完成手机外壳、电子产品、玩具、礼品、薄膜开关、标牌以及塑胶、金属、彩绘玻璃、陶瓷、木材、石材等承印材料的表面印刷设计。传统UV设备可以打印的材料或适用的领域，LED-UV墨水均可胜任，而且在传统UV不能良好打印的热敏材料等领域，LED-UV也能体现出较大的优势。另外，将LED-UV墨水多层打印形成累积，还可呈现时下最潮的3D打印效果。
溶剂型墨水
　　溶剂型墨水一般以有机溶剂为主溶剂，其优势在于能够以较低的成本印刷设计高耐候性的户外印刷设计品。溶剂型墨水价格便宜，且对承印物要求不高，可以在诸如纸张、塑料薄膜、不干胶贴膜和织物等无涂层材料上进行直接喷印，利用溶剂型喷墨印刷机印刷设计的印品无需覆膜，既节约了时间，又降低了成本。但溶剂型墨水因含有较多挥发性的有机物质，易造成环境污染。

　　把墨水做成环保产品，净化环境，防止污染，减少墨水在生产、使用和处理过程中对人体健康和环境的影响，是目前世界绿色浪潮和环境保护的主要课题。爱普生（中国）有限公司发布的主打环保概念的产品——Epson Stylus Pro GS6000大幅面喷墨打印机，使用的是“活的色彩GS”溶剂墨水，包含全新橙色和绿色的8色墨水系统。该墨水不含镍，同时墨水中的挥发性有机化合物（VOC）含量也大幅度降低，不仅能够实现专业级的色彩表现，而且无毒无味，对人体没有刺激。利用该墨水输出的产品品质高，可以满足手表、汽车和珠宝等高端广告客户对品质的严格要求。
　　珠海艾派克公司于2012年底在国内首先推出适用于Epson S30680/S50680的系列环保弱溶剂墨水及可循环使用的兼容墨盒，此系列墨水具有良好的介质兼容性，高清晰图像输出；连续性好，对打印头无损伤；低气味，符合欧盟最新REACH法规；快干性好，耐刮擦；耐候性极佳。墨盒采用通用卡位和可填充功能设计印刷，墨盒的容量为700毫升，可应用于室内外广告、车身贴、无涂层打样、室内外装修等诸多领域。
水性墨水
　　弱溶剂墨水虽然较传统的溶剂型墨水减少了部分可挥发物及部分有毒有害有机溶剂，但归根结底，弱溶剂墨水的主要组分依然是有机溶剂，即弱溶剂型墨水仍然不能达到完全环保的标准。水性墨水的溶剂一般以去离子水为主溶剂，再添加适量的有机溶剂，有机溶剂含量约为油墨总量的0.1%～1.0%，因此水性墨水是喷墨墨水中最具环保性的。但水性墨水在承印材料上的干燥固化时间相对较长，而在喷墨头的喷嘴中又存在迅速干燥的问题，因此对喷墨头有较高要求。
　　惠普研制的应用于大幅面打印的Latex墨水，具有溶剂墨水的持久性和多用途性，同时还具有水性墨水的低维护性和环保特性，其出色的稳定性还能够长久保持图像的颜色及艺术性，尤其适合应用于注重图案精美度、环保的墙纸打印市场。除此之外，利用Latex墨水打印出的印品具有瞬干特性，可大幅度提高生产效率；配合使用的HP Latex打印机对承印材料适应性广，甚至可以打印在亚麻、剑麻等材料上，这在以往是难以想象的。HP Latex打印机高耐用性的耗材喷头，极大程度地提高了墨水利用率、减少了墨水用量，从而降低了生产成本，发展势头猛进 。
热熔型油墨
　　热熔型油墨以蜡为基材，通过温度变化来实现液固变换，印刷设计适性好，适用材质广，甚至可印于卫生纸或砂纸上，未来的发展潜力不容小觑。但就目前而言，由于印刷设计速度慢，抗炫光性不佳、机器价位太高等因素，其应用范围还十分有限。
　　我国作为一个印刷设计大国，无论是在商业包装印刷领域、户外广告还是工业领域，大幅面喷墨印刷设计都有着越来越广泛的应用。但与此同时，墨水等耗材缺乏自主创新等问题正制约着大幅面喷墨印刷设计的发展。据业内人士介绍，墨水的原料成本其实并不高，只是由于目前国内仍未在技术上有所突破，无法自主研发生产，常依赖进口墨水，而进口墨水受墨水保质期的限制、空运方式等影响，导致高昂的成本难以下降。随着海外企业对中国市场的重视，越来越多海外墨水供应商选择在中国建厂，以最大的努力解决中国企业使用喷墨技术成本高的难题，从而率先赢得中国市场。当墨水不再需要空运时，成本势必会大大降低。此外，国内企业对喷墨技术研究的不懈追求，必将攻破墨水的技术难关，相信在不久的将来，成本将不再是制约国内企业运用喷墨技术的难题。