噴墨打印墨水是一種借助介于噴墨印刷機(jī)的噴頭與承印物間的電場(chǎng)力的作用，而在承印物表面預(yù)定區(qū)域噴射形成表示圖文信息印跡的“液體油墨”。噴墨墨水可喻之為噴墨系統(tǒng)的血液，噴墨墨水性能好壞直接影響到噴墨影像的輸出質(zhì)量，有的甚至關(guān)系到噴墨作業(yè)的順利進(jìn)行。一般噴墨墨水應(yīng)具有：物化性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)噴頭等金屬物件無腐蝕性，此外，也不為細(xì)菌所吞噬，不易被燃燒和褪色；墨水可噴性能好、干燥性能好，在噴射過程中不堵塞噴嘴，也不在噴管壁上干燥，但墨水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、粘度、表面張力等印刷性能符合數(shù)字印刷的需求，因?yàn)槟绊憞娔蛴D像的色彩鮮艷性，粘度和表面張力則直接影響噴墨作業(yè)正常進(jìn)行。

1、噴墨墨水的類型化學(xué)組分及其分類

噴墨墨水的化學(xué)組分與印刷油墨的化學(xué)組分相似，一般由色料、連結(jié)料和其它添加劑等組成。色料在墨水中主要起著顯色的作用，常見的色料有染料、顏料之分，目前，國內(nèi)普遍使用染料墨水，主要原因在于染料墨水具有價(jià)格低，打印效果好的優(yōu)點(diǎn)，更為重要的市場(chǎng)上絕大多數(shù)的兼容墨水都是染料墨水，因此，對(duì)于噴墨打印機(jī)使用者而言，選擇染料墨水就意味著選擇的余地變大了，使用成本相對(duì)變低了。但是，染料墨水不足之處在于只適合戶內(nèi)使用，在室外光線照射下會(huì)迅速褪色，并且不耐刮，不防水，此外，使用染料墨水輸出需要采用具有特殊涂層的打印材料等。國際上已經(jīng)開始大量使用顏料墨水，顏料墨水克服了染料的光化學(xué)活性的缺點(diǎn)，具有極強(qiáng)的耐光、耐水性能，其褪色和變化是極其緩慢的，可在戶外保持長(zhǎng)時(shí)間不褪色。此外，它對(duì)其輸出介質(zhì)要求不高。

墨水的連結(jié)料可以是水、油性物質(zhì)、溶劑、樹脂等，一般根據(jù)連結(jié)料不同人們將墨水劃分為水基墨水、油基墨水、溶劑基墨水和熱固型墨水。

1)水基墨水

水基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?ldquo;油墨體系”。水基墨水基本組成：①溶劑(80~90%)，目的是均勻溶解/分散呈色劑和其它添加劑；“水”一般為純度極高的去離子水，一般PH值在10左右。②添加劑(5~10%)，主要是一些高沸點(diǎn)的液體，以降低水溶劑的揮發(fā)，減少由于水溶劑揮發(fā)造成的染料沉積噴嘴堵塞。常見的添加劑：甘油類，水溶性低聚物等等。③呈色劑(2~6%)，根據(jù)色料的不同，亦可分為染料型和顏料型。在染料型水基油墨中，由于染料分子溶解在載體中，每個(gè)染料分子都被載體分子所包圍，在顯微鏡下觀察不到顆粒物質(zhì)，其光學(xué)密度低，耐光性、耐水性差，但輸出的影像色彩種類非常多，鮮艷度較好。在顏料型水基油墨中，由于顏料不溶于水，它是以松散的顆粒狀態(tài)分散在載體中，因此顏料粒子要磨得非常細(xì)小，要求小到30μm以下，才會(huì)有比較好的噴印效果，否則使用高解析度時(shí)容易造成阻塞。此外，通常顏料顆粒需要用分散劑或穩(wěn)定劑進(jìn)行處理，以防止顏料形成凝聚體而導(dǎo)致沉淀。

水基墨水是一種環(huán)保型墨水，它不含有揮發(fā)性有機(jī)溶劑，因此，對(duì)大氣環(huán)境無污染，不會(huì)對(duì)油墨制造者和印刷操作者的健康造成傷害。由于連結(jié)料采用水，水在承印材料上干燥時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但在噴墨頭的噴嘴中又有迅速干燥的趨勢(shì)，因此，需對(duì)噴墨頭經(jīng)常維護(hù)。水基墨水適用于多孔滲透性和非涂布的承印材料上，如紙板等。有時(shí)，為了獲得最佳印刷效果和在戶外的持久性，要求采用昂貴的特殊承印材料，或需要進(jìn)行覆膜處理，所以水性墨的應(yīng)用受到一定的限制。

2)油基墨水

油基墨水是一種以低揮發(fā)性的油類物質(zhì)(植物油、礦物油等)為連結(jié)料，并將染料溶解或顏料分散在其中而形成的“油墨體系”。油基墨水的色料也可分為顏料型和染料型兩種，但常見的是顏料型。油基墨水最適合在帶孔的吸收性材料上印刷，因?yàn)樗峭ㄟ^吸收來進(jìn)行干燥的，但由于油類的特性，在非滲透性材料或半滲透性材料上，它卻永遠(yuǎn)無法“干燥”。正是油基墨水干燥快的特點(diǎn)，所以在工業(yè)方面比較常用，如外包箱的條碼印刷等。由于其在打印頭中不干結(jié)，因此也極大地降低了噴頭的維護(hù)費(fèi)用。   #p#副標(biāo)題#e#

3)溶劑墨水

溶劑墨水是指以有機(jī)溶劑或溶劑型高分子成膜劑作為載體，將染料溶解或?qū)㈩伭戏稚⒃谳d體中形成的墨水體系。溶劑墨水基本組成：①顯色劑(2~6%)，一般為顏料，均勻分散于樹脂溶液中，顆粒大小在微米-亞微米級(jí)。②添加劑(5~10%)，主要是一些分散劑、表面活性劑及高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。③溶劑(80~90%)，目的是均勻溶解分散樹脂和其它添加劑，一般為有機(jī)溶劑。溶劑是溶劑型噴墨墨水連結(jié)料中的主要成分，是調(diào)節(jié)噴墨墨水粘度，表面張力以及干燥性的重要組成成分，當(dāng)噴墨轉(zhuǎn)移到承印物上后，揮發(fā)性大的溶劑迅速揮發(fā)，揮發(fā)性小的溶劑靠毛細(xì)管作用滲入承印物內(nèi)部，這樣就使得留在紙張表面的樹脂連結(jié)料固著在紙張表面并干燥。

溶劑墨水相對(duì)其它類型墨水而言，在成像質(zhì)量方面確實(shí)占有一定優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在色彩鮮明、色彩還原性好等。由于溶劑墨水采用溶劑揮發(fā)原理進(jìn)行干燥的，它在承印材料上橫向擴(kuò)散少，且成像干燥速度快，因此，它對(duì)承印物的要求不高，可以在諸如紙張、塑料薄膜、不干膠貼膜和網(wǎng)織物等無涂層的材料上進(jìn)行直接印刷。如果在非吸收性材料表面打印輸出，有時(shí)為了提高干燥速度，常考慮采取烘干的措施，這既可加快干燥速度，也可防止油墨在高密度區(qū)形成色斑。由于溶劑容易揮發(fā)，在使用溶劑基油墨時(shí)須注意打印頭的日常維護(hù)，如在不使用時(shí)須將打印頭罩上。溶劑基油墨的劣勢(shì)也很明顯，溶劑基油墨的VOC(揮發(fā)性有機(jī)物成分)水平很高，這會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，因此，溶劑基油墨的使用、儲(chǔ)存和廢棄需要進(jìn)行控制，而且，必須在通風(fēng)條件良好的情況下使用它們。

4)光固性墨水

UV/EB光固化油墨已在傳統(tǒng)的膠印、絲印、柔印、凹印的印刷單元中應(yīng)用了至少十年，并且在以上印刷方式中相比其他油墨一直在不斷地?cái)U(kuò)大市場(chǎng)份額。其環(huán)保性、穩(wěn)定性及快干性，甚至是在無吸收性的介質(zhì)上也能快速干燥的性能是其占據(jù)市場(chǎng)的主要因素。相比之下，噴墨印刷中光固化墨水的使用則比較遲，但發(fā)展極其迅速。

UV光固化墨水是在光固化涂料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，作為一種新型的環(huán)保型墨水，它具有節(jié)能、無溶劑排放、不污染環(huán)境、生產(chǎn)效率高、適用于對(duì)熱敏感的承印物、印品性能優(yōu)異、設(shè)備投資低等優(yōu)點(diǎn)，一直受到世界各國的重視。

UV光固化墨水是利用紫外線的輻射能量，使液態(tài)紫外光材料中的光引發(fā)劑受激變?yōu)樽杂苫蜿栯x子，從而引發(fā)紫外光材料中的不飽和雙鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成了固化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該墨水主要由光固樹脂、活性稀釋劑、光引發(fā)劑、著色劑、添加劑等組成。①光固樹脂，又稱齊聚物，是含有不飽和官能團(tuán)的低分子聚合物，多數(shù)為丙烯酸酯的低聚物，是墨水的主要成膜物質(zhì)，含量約占30%-50%。它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。②活性稀釋劑，又稱單體，單體在體系中起著關(guān)鍵的作用，它不僅調(diào)節(jié)黏度，而且還是成膜物質(zhì)，對(duì)成膜的最終性能、反應(yīng)的固化動(dòng)力學(xué)、聚合程度以及生成聚合物的性質(zhì)都有直接的影響。③光引發(fā)劑，墨水中加入少量的光聚合引發(fā)劑，在紫外光的作用下，光引發(fā)劑吸收光量子，分解生成自由基，引發(fā)不飽和雙鍵發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合物分子相互作用形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，待自由基失去了活性，鏈的增長(zhǎng)終止。此時(shí)，墨水完全固化。④著色劑，UV光固化墨水中的著色劑一般為顏料，通常如果一個(gè)體系含有顏料，則其應(yīng)用性能在很大程度上受到顏料性能的影響。這些影響包括對(duì)光、熱、氣候、有機(jī)溶劑等的穩(wěn)定性，涉及到加工過程的分散，發(fā)花，以及最終產(chǎn)品的顏色匹配等等。顏料是決定最終產(chǎn)品色彩和光學(xué)特性的關(guān)鍵，而色彩與光學(xué)特征與顏料的本質(zhì)及其分散度即顆粒大小均有很大關(guān)系。在組成相同的條件下，色相、著色力和遮蓋力等均與顏料顆粒的分散度有關(guān)。⑤添加劑，為了改善制品的某些性能，在配制紫外光固化樹脂時(shí)，往往還要添加適量的流平劑、增塑刑、阻聚刑、潤濕劑、消泡劑、熱穩(wěn)定劑等。

熱固型油墨是指這種油墨在常溫下是固體，從噴嘴噴出時(shí)是熱融液體，在到達(dá)承印物表面時(shí)迅速凝固，這種快速凝固的特點(diǎn)可以防止油墨擴(kuò)散或滲透到承印物內(nèi)部，保證了印刷質(zhì)量，可輸出高質(zhì)量、高光澤的畫面，同時(shí)適應(yīng)了無限高速打印的需求。#p#副標(biāo)題#e#

  2、圖像輸出作業(yè)對(duì)噴墨墨水的要求

1)墨盒的選擇

目前，在影像輸出領(lǐng)域采用的墨盒無外于兩種狀況：原裝墨盒和兼容(灌裝)墨盒。所謂原裝墨盒是由打印機(jī)生產(chǎn)商提供的成品墨水盒，該墨盒與相應(yīng)型號(hào)的打印機(jī)相匹配，例如：使用HP打印機(jī)，也就是用HP生產(chǎn)的墨盒；兼容墨盒一般不是由打印機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的，由第三方提供“散裝墨水”灌裝在墨盒內(nèi)，出售給使用者安裝在打印機(jī)內(nèi)。這些墨盒一般在外形上與原裝墨盒類似，能無障礙的使用在相應(yīng)型號(hào)的打印機(jī)上。原裝墨盒和兼容墨盒最大的區(qū)別在于價(jià)格差異，因此，兼容墨盒在國內(nèi)有很大市場(chǎng)。就其輸出質(zhì)量而言，原裝墨盒輸出質(zhì)量一般可以保證，但不一定原裝墨盒打印質(zhì)量就是最好的；由于兼容墨盒本身質(zhì)量參次不齊，如果選擇合適的兼容墨盒也可以輸出良好影像的，主要要考慮墨水和打印頭的兼容性。

根據(jù)噴墨系統(tǒng)中墨水噴射的基本方式(即墨水噴射是否連續(xù))，可以將噴墨技術(shù)分為連續(xù)噴墨印刷和按需噴墨印刷兩類。連續(xù)噴墨和按需噴墨所采用的墨水類型不同，連續(xù)噴墨墨滴連續(xù)產(chǎn)生，形成一個(gè)墨滴流，通過一個(gè)偏轉(zhuǎn)板，在承印材料上成像。按需噴墨墨滴的產(chǎn)生是根據(jù)數(shù)字信號(hào)來形成的，墨盒上施加一個(gè)數(shù)字信號(hào)就按需要產(chǎn)生一些墨滴，而不是一個(gè)油墨流。鑒于此，在墨盒選擇中需要考慮噴墨系統(tǒng)成像方式，否則，隨意改變油墨勢(shì)必造成出墨的混亂。

無論是選擇原裝墨盒，還是選擇兼容墨盒，在更換墨盒的操作作業(yè)中，事先一定要仔細(xì)清洗打印系統(tǒng)，原因是新墨水接觸舊墨水中其它成分可能存在相互化學(xué)反應(yīng)機(jī)會(huì)，如果發(fā)生反應(yīng)，就容易結(jié)塊、沉淀，阻塞墨路，特別是選擇兼容墨盒時(shí)，這一點(diǎn)更為重要。對(duì)于那些舊打印機(jī)或長(zhǎng)時(shí)間沒有使用的噴墨打印機(jī)而言，就需要花費(fèi)更多時(shí)間和費(fèi)用，才能確保打印機(jī)能再次無故障輸出。

2)數(shù)碼影像輸出和數(shù)碼打樣輸出

目前，數(shù)碼影像輸出和數(shù)碼打樣輸出所采用的墨水是不同的。數(shù)碼影像打印墨水和數(shù)碼打樣墨水的相互混用是顯然不適合的，因?yàn)椴煌械某缮镔|(zhì)直接決定著墨水的物化性能和印刷適性，因此，使用者究竟選擇數(shù)碼影像墨水還是數(shù)碼打樣墨水要根據(jù)每個(gè)用戶群體的不同應(yīng)用領(lǐng)域做出適當(dāng)選擇。

一般地說，適合數(shù)碼影像打印的噴墨墨水需要滿足下列特殊性能：必須具有盡可能大的色域空間和戶外表現(xiàn)力持久，能抵抗UV光線的影響，防止顏色褪色。其實(shí)，數(shù)碼影像墨水的使用是非常簡(jiǎn)單的，一般要求在承印材料表面形成一致的顏色密度值。噴墨墨水的附著力也與所應(yīng)用的承印材料有關(guān)，然而值得注意的是：即使是在目前最先進(jìn)、最快速干燥的“即時(shí)干”紙張打印，墨水的牢固度也明顯低于市場(chǎng)預(yù)期。因此，在使用這種噴墨墨水時(shí)，為了確保印刷品表面墨水的牢固度，建議對(duì)其進(jìn)行表面保護(hù)處理。

數(shù)碼打樣墨水相對(duì)于數(shù)碼影像墨水必須滿足更多的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)閿?shù)碼打樣的目的是模擬印刷標(biāo)準(zhǔn)樣，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼樣和印刷標(biāo)準(zhǔn)樣的顏色匹配。市場(chǎng)上常規(guī)噴墨墨水或多或少存在一定偏色現(xiàn)象，如通常的黃色墨水略微偏紅，因此在顏色管理中常可以采用青色加以抵消，不過，這樣會(huì)引出新的問題：在圖像亮調(diào)區(qū)域顏色將明顯變暗，并且這種變暗的視覺感覺比較明顯。如果常規(guī)墨水顏色色度值也和數(shù)碼打樣墨水一樣采用Lab色度空間來定義，上述問題將不復(fù)存在。#p#副標(biāo)題#e#

  3、新墨水技術(shù)

1)顏料墨水推陳出新

長(zhǎng)期以來，噴墨墨水大多以染料型墨水為主，主要原因在于兩方面：制備顏料墨水的生產(chǎn)工藝上比較復(fù)雜和顏料墨水的價(jià)格比較高。目前，許多著名的數(shù)碼印刷設(shè)備提供商紛紛推出各自顏料墨水，例如：早在drupa2004上，愛普生就展示了同EPSONStylusPro4000高精度打印機(jī)匹配的“世紀(jì)虹彩”顏料墨水。最近，愛普生又研制出更為先進(jìn)的顏料墨水，具體品種包括“寶石級(jí)”快干墨水、八色世紀(jì)虹亮光顏料墨水、恒彩防水耐光墨水等，其“世紀(jì)虹彩K3”系列具有革命性，開創(chuàng)了顏料墨水能夠打印出優(yōu)質(zhì)黑白專業(yè)照片的先例。Cannon也推出了名為L(zhǎng)ucia的新型顏料墨水，提高了各種打印介質(zhì)和墨水的適應(yīng)性，同時(shí)具有超強(qiáng)的色彩表現(xiàn)力。HP推出了Vivera顏料墨水，適合各種介質(zhì)打印，具有豐富的色域。除此之外，大多數(shù)兼容墨水廠家也加大在新型顏料墨水方面的研發(fā)力度，從而確保不被市場(chǎng)所淘汰。

2)廣色域墨水

目前，商用噴墨打印機(jī)輸出黑白圖片無外于使用兩種方式，其一、直接使用黑白噴墨打印機(jī)輸出，這時(shí)，一般只能得到一幅較為粗糙的圖案；其二、使用一臺(tái)彩色噴墨打印機(jī)輸出黑白影像，但是這將會(huì)或多或少引起偏色現(xiàn)象。總之，這兩種輸出方案均不能得到令人十分滿意的結(jié)果，均不能對(duì)原稿圖像的忠實(shí)再現(xiàn)。鑒于此，人們通過研發(fā)專色墨水以期待提高復(fù)制顏色質(zhì)量。例如，如果您想打印輸出理想的黑白照片，可以考慮采用黑色墨水和專色墨水(灰色)合作完成打印輸出。當(dāng)前市場(chǎng)上有多種專色墨水，可以準(zhǔn)確再現(xiàn)中性色調(diào)、暖色調(diào)和冷色調(diào)，采用這類打印墨水即使圖像亮調(diào)區(qū)域的精細(xì)顏色漸變也能理想再現(xiàn)。

愛普生公司推出了“世紀(jì)虹彩”顏料墨水，這種墨水是基于前一代顏料墨水技術(shù)，通過添加更高色彩密度的洋紅色墨水，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形圖像色彩的全面優(yōu)化。因紅色由洋紅色和黃色混合而成，藍(lán)色是由洋紅色和青色混合而成，所以洋紅色的改進(jìn)最直接的收獲成果即是更寬廣的紅色藍(lán)色色域表現(xiàn)。 #p#副標(biāo)題#e#

3)“納米”墨水

“納米”墨水是運(yùn)用納米超微技術(shù)粉碎，分散、乳化手段，以高色素碳黑為主體組分，以化學(xué)試劑為輔助組分，以水為溶劑的合理配方，形成穩(wěn)定的膠體分散體系溶膠，墨水的平均粒徑為66nm，該墨水具有不堵頭、不褪色、不洇水、耐候性強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。制備過程是利用高壓泵(工作壓力為100kg~1500kg)加載于顏料和水懸浮液，加壓后分成兩股液體流，高速進(jìn)入由人造單晶金剛石片組成的各種通道中，相向?qū)ψ埠蠓至髁鞒?。由于液體的流速很高，流體相向?qū)ψ矔r(shí)對(duì)界面產(chǎn)生約450MP的沖擊波，從而激勵(lì)金剛石晶片產(chǎn)生高頻超強(qiáng)超聲波場(chǎng)，使懸浮液中被加工物顆粒瞬間粉碎、分散、乳化，最終合成。

據(jù)報(bào)道，美國科學(xué)家研制出一種由銀納米粒子構(gòu)成的新型墨水，這種墨水內(nèi)含高濃度的銀納米粒子，在打印時(shí)，銀納米粒子尚未粘合在一起，成液體狀，真正的黏合過程發(fā)生在印刷結(jié)構(gòu)被加熱到150℃或更高溫度時(shí)，在退火冷卻的過程中，納米粒子將逐漸融合為相互關(guān)聯(lián)的固體結(jié)構(gòu)。由于特定的溫度要求，新型墨水具有更易彎曲、與有機(jī)基質(zhì)更易兼容等優(yōu)點(diǎn)，因此可以應(yīng)用于電子和光電等領(lǐng)域。

4)UV噴墨墨水

墨水制造商們投資于UV光固化墨水的研究和產(chǎn)品開發(fā)，是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)在印刷和涂料工業(yè)中的應(yīng)用越來越多，美國環(huán)保署認(rèn)為UV光固化墨水比傳統(tǒng)的溶劑基墨水更加環(huán)保。UV固化墨水是通過聚合而起作用的，曝光于UV燈下引起連鎖反應(yīng)，使墨水粘著在基材上并幾乎即刻固化。它們具備極好的圖像特性，可在傳統(tǒng)的印刷材料諸如紙張、帆布及PVC上印刷，還可在標(biāo)識(shí)板、木頭、玻璃、金屬以及其它一切能夠想到的基材上印刷。而且，該墨水能在非常堅(jiān)固的硬物表面固化，耐擦且不受天氣和環(huán)境影響。目前，幾乎每個(gè)噴墨打印設(shè)備的主要制造商都提供有UV光固化噴墨打印系統(tǒng)。杜邦、Lyson、Inkware、Avecia和其他的墨水公司也在紛紛提供有可用于噴墨打印的UV光固化墨水。