噴墨打印墨水是一種借助介于噴墨印刷機的噴頭與承印物間的電場力的作用，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，因為墨水影響噴墨打印圖像的色彩鮮艷性，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格低，打印效果好的優(yōu)點，更為重要的市場上絕大多數(shù)的兼容墨水都是染料墨水，因此，對于噴墨打印機使用者而言，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，具有極強的耐光、耐水性能，其褪色和變化是極其緩慢的，可在戶外保持長時間不褪色。此外，它對其輸出介質(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，才會有比較好的噴印效果，否則使用高解析度時容易造成阻塞。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)性有機溶劑，因此，對大氣環(huán)境無污染，不會對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間相對較長，但在噴墨頭的噴嘴中又有迅速干燥的趨勢，因此，需對噴墨頭經(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，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，因為它是通過吸收來進(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，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)費用。   #p#副標(biāo)題#e#

3)溶劑墨水

溶劑墨水是指以有機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。②添加劑(5~10%)，主要是一些分散劑、表面活性劑及高沸點有機溶劑。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。

溶劑墨水相對其它類型墨水而言，在成像質(zhì)量方面確實占有一定優(yōu)勢，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須注意打印頭的日常維護(hù)，如在不使用時須將打印頭罩上。溶劑基油墨的劣勢也很明顯，溶劑基油墨的VOC(揮發(fā)性有機物成分)水平很高，這會對環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，因此，溶劑基油墨的使用、儲存和廢棄需要進(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擴(kuò)大市場份額。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、適用于對熱敏感的承印物、印品性能優(yōu)異、設(shè)備投資低等優(yōu)點，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)，對成膜的最終性能、反應(yīng)的固化動力學(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，鏈的增長終止。此時，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。這些影響包括對光、熱、氣候、有機溶劑等的穩(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，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，從噴嘴噴出時是熱融液體，在到達(dá)承印物表面時迅速凝固，這種快速凝固的特點可以防止油墨擴(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生產(chǎn)商提供的成品墨水盒，該墨盒與相應(yīng)型號的打印機相匹配，例如：使用HP打印機，也就是用HP生產(chǎn)的墨盒；兼容墨盒一般不是由打印機生產(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)型號的打印機上。原裝墨盒和兼容墨盒最大的區(qū)別在于價格差異，因此，兼容墨盒在國內(nèi)有很大市場。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，形成一個墨滴流，通過一個偏轉(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)字信號來形成的，墨盒上施加一個數(shù)字信號就按需要產(chǎn)生一些墨滴，而不是一個油墨流。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)機會，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，這一點更為重要。對于那些舊打印機或長時間沒有使用的噴墨打印機而言，就需要花費更多時間和費用，才能確保打印機能再次無故障輸出。

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，因為不同墨水中的成色物質(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，數(shù)碼影像墨水的使用是非常簡單的，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“即時干”紙張打印，墨水的牢固度也明顯低于市場預(yù)期。因此，在使用這種噴墨墨水時，為了確保印刷品表面墨水的牢固度，建議對其進(jìn)行表面保護(hù)處理。

數(shù)碼打樣墨水相對于數(shù)碼影像墨水必須滿足更多的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因為數(shù)碼打樣的目的是模擬印刷標(biāo)準(zhǔn)樣，從而實現(xiàn)數(shù)碼樣和印刷標(biāo)準(zhǔn)樣的顏色匹配。市場上常規(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?？梢圆捎们嗌右缘窒?，不過，這樣會引出新的問題：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”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Lucia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，同時具有超強的色彩表現(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，從而確保不被市場所淘汰。

2)廣色域墨水

目前，商用噴墨打印機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輸出，這時，一般只能得到一幅較為粗糙的圖案；其二、使用一臺彩色噴墨打印機輸出黑白影像，但是這將會或多或少引起偏色現(xiàn)象?？傊?，這兩種輸出方案均不能得到令人十分滿意的結(jié)果，均不能對原稿圖像的忠實再現(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，從而實現(xiàn)對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、適應(yīng)性廣等特點。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對界面產(chǎn)生約450MP的沖擊波，從而激勵金剛石晶片產(chǎn)生高頻超強超聲波場，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，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，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、與有機基質(zhì)更易兼容等優(yōu)點，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)，是因為這項技術(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。