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淺析溶劑型墨水的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢(shì)

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2016-03-02??來源:互聯(lián)網(wǎng)??作者:紙引未來??瀏覽次數(shù):113
核心提示:
  導(dǎo)讀:相對(duì)于水性墨水來說,溶劑型墨水干燥速度快,油墨干燥后對(duì)承印物的附著度高,一般對(duì)環(huán)境的溫度和濕度不敏感。

溶劑型墨水是指以有機(jī)溶劑或溶劑型高分子成膜劑為載體,將顏料或染料分散在載體中形成的油墨體系。由于溶劑型墨水的印刷圖像質(zhì)量持久度高并且原料成本較低,其在大幅面和寬幅面的應(yīng)用領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)。盡管溶劑揮發(fā)容易造成環(huán)境污染,使其在歐美市場(chǎng)的發(fā)展受到了限制,但在中國的油墨市場(chǎng)上,溶劑型墨水仍處于蓬勃發(fā)展期。為了應(yīng)對(duì)環(huán)境污染問題,一種新型墨水——弱溶劑墨水(ECO-solventink)開始迅速發(fā)展。這種對(duì)環(huán)境污染較小的墨水將是未來溶劑型墨水的發(fā)展方向。本文將從溶劑型墨水的市場(chǎng)定位、成分特點(diǎn)以及新興產(chǎn)品等方面探討其現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。
  
  溶劑型墨水的市場(chǎng)定位
  
  以打印速度為標(biāo)準(zhǔn),溶劑型墨水主要應(yīng)用于中速打印的經(jīng)典型寬幅打印和工業(yè)型寬幅打印;而水性墨水主要應(yīng)用在對(duì)打印速度要求不高的家用及辦公中;高速噴墨印刷市場(chǎng),則被UV墨水牢牢地占據(jù)著。
  
  一般來說,溶劑型墨水在戶外廣告印刷領(lǐng)域比較受歡迎。相對(duì)水性墨水而言,溶劑型墨水具有色彩鮮明、色彩還原性好、在承印材料上橫向擴(kuò)散少、干燥速度快等特點(diǎn),因此,不需要對(duì)承印材料進(jìn)行特殊處理,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。若溶劑型墨水采用的是高質(zhì)量顏料,則會(huì)使印品具備很好的抗紫外線性能,而無須使用貼膜,同時(shí)這種油墨的揮發(fā)性特點(diǎn)還可以使干燥后的墨膜較薄。溶劑型墨水能適應(yīng)各種承印材料,印刷出來的圖像具有更好的耐久性,并且其價(jià)格低于水性墨水。因此溶劑型噴墨印刷機(jī)開拓了廣告牌、車身廣告和很多以前傳統(tǒng)打印不可能進(jìn)入的領(lǐng)域。
  
  溶劑型墨水的缺點(diǎn)是其在干燥過程中,通過溶劑的揮發(fā)向空氣中排放有害物質(zhì),影響室內(nèi)外空氣質(zhì)量。因此使用時(shí)需要注意噴頭的日常維護(hù)和溶劑揮發(fā)等一些問題,必須在通風(fēng)條件比較好的環(huán)境中使用。這些缺點(diǎn)使其在美國和歐洲的墨水市場(chǎng)上增長(zhǎng)趨勢(shì)受到限制,只有加強(qiáng)對(duì)非有害物質(zhì)或環(huán)保溶劑的使用才能使溶劑型墨水的應(yīng)用獲得更大的增長(zhǎng)。事實(shí)上,由于技術(shù)的發(fā)展和嚴(yán)格的研發(fā)測(cè)試,高質(zhì)量的UV墨水正成為溶劑型墨水的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。在干燥速度、承印材料適應(yīng)性和應(yīng)用范圍三個(gè)重要油墨評(píng)測(cè)因素方面,UV墨水都超過溶劑型墨水。同時(shí),UV墨水不含揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),具有相當(dāng)好的環(huán)保效益。因此,UV墨水有可能成為未來工業(yè)噴墨印刷的主要墨水。
  
  盡管溶劑型墨水在某些領(lǐng)域受到了UV墨水的挑戰(zhàn),但是其固有優(yōu)點(diǎn)使其在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)在國內(nèi)市場(chǎng)所占的比重仍會(huì)加大。目前相關(guān)墨水制造商也正在改進(jìn)墨水配方,推出了不含有害物質(zhì)的、環(huán)保的溶劑型墨水和環(huán)保的溶劑型噴墨印刷機(jī),新一代的溶劑型墨水將會(huì)更加完善,對(duì)環(huán)境的危害也會(huì)越來越小。
  
  溶劑型墨水的成分及特點(diǎn)
  
  噴墨墨水按照墨基來區(qū)別,可劃分為水性墨水、溶劑型墨水和UV墨水。溶劑型墨水以非水溶性的溶劑作為溶解著色劑的主要成分,這里的著色劑既可以是顏料,也可以是染料。溶劑型墨水通常由著色劑、溶劑、表面活性劑、保濕劑、pH值調(diào)節(jié)劑、催干劑、金屬離子螯合劑、防腐劑以及其他添加劑等組分組成。下面對(duì)墨水的主要成分著色劑和溶劑進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
  
  1.著色劑
  
  制備噴墨墨水常用的著色劑有染料(Dye)和顏料(Pigment)兩種類型。著色劑的用量一般占墨水總量的0.5%~10%,較合適的范圍在0.5%~5%。無論是染料還是顏料,都可以是非離子的、陽離子的、陰離子的或者是它們的混合物。
  
  從化學(xué)的角度來講,染料在墨水中是以單個(gè)分子的狀態(tài)存在的,而顏料則是由無數(shù)個(gè)顏料分子聚集而成的絮團(tuán)組成的。使用染料做著色劑具有制備方便、成本低、顏色鮮艷、色譜齊全和不易堵塞噴嘴等優(yōu)點(diǎn)。染料墨水的顏色表現(xiàn)性能或色域要優(yōu)于顏料墨水,在質(zhì)量比較好的承印物上印刷時(shí),使用染料墨水能夠達(dá)到與銀鹽照片質(zhì)量相媲美的效果。但是染料墨水的穩(wěn)定性較差,特別是耐光性、暗儲(chǔ)存穩(wěn)定性、耐濕性和抗水性等性能較差,原因是單個(gè)染料分子在光照、濕氣和氧化的條件下,其化學(xué)性能很不穩(wěn)定,很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引起印刷品退色。此外,染料墨水對(duì)印刷介質(zhì)也很挑剔,往往需要專門的介質(zhì)支持才能實(shí)現(xiàn)。在普通的復(fù)印紙上印刷時(shí),由于復(fù)印紙是由縱橫交錯(cuò)的紙纖維構(gòu)成的,其間填充的是膠性物質(zhì),而一般的染料墨水中親水因子占的比重極大,由于這些親水因子的作用,染料墨水很容易順著紙張纖維滲透進(jìn)去,從而在普通復(fù)印紙上產(chǎn)生暈染,嚴(yán)重影響最后的印刷效果。
  
  而顏料墨水便是針對(duì)染料墨水的上述缺點(diǎn)開發(fā)出來的。與染料不同,顏料墨水中顏料是以無數(shù)個(gè)顏料分子聚集的絮團(tuán)狀態(tài)存在的,因此其對(duì)環(huán)境的影響所表現(xiàn)出來的穩(wěn)定性要好。使用顏料作為著色劑,墨水的耐光性、耐水性、耐熱性和抗氧化性優(yōu)良,且不易受天氣影響。但顏料墨水的液體穩(wěn)定性差,在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中,顏料的分散性可能會(huì)引起噴嘴堵塞。
  
  根據(jù)上述的各自優(yōu)缺點(diǎn),可以看出染料墨水表現(xiàn)能力很強(qiáng),色彩艷麗、均勻,亮度級(jí)別高,很容易表現(xiàn)色調(diào),因此特別適用于戶內(nèi)印品使用;而顏料墨水穩(wěn)定性和持久性好,適合戶外印品使用。目前溶劑型墨水大多采用顏料作為著色劑,這是由顏料的特性和溶劑型墨水的市場(chǎng)定位共同決定的,而采用染料作為著色劑的溶劑型墨水較少。
  
  2.溶劑

  
  溶劑是揮發(fā)性有機(jī)液體,是溶劑型墨水中必不可少的組分之一,它能夠調(diào)節(jié)噴墨墨水黏度、表面張力以及干燥性。當(dāng)墨水轉(zhuǎn)移到承印物上后,揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑迅速揮發(fā),揮發(fā)性弱的溶劑靠毛細(xì)管作用滲入承印物內(nèi)部,這樣就使得留在紙張表面的連結(jié)料及著色劑固著在紙張表面并干燥。它既是溶解連結(jié)料等高分子物質(zhì)的真溶劑,也是起稀釋作用的稀釋劑和起潛溶作用的助溶劑。
  
  常用的溶劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)分主要有以下幾類:
  
 ?、僦绢悾喝芙庑圆惶?,氣味小,價(jià)格便宜,如石油醚汽油、煤油、正己烷等。
  
  ②芳香族:溶解性優(yōu),氣味較大,毒性大,如苯、甲苯、二甲苯等。
  
 ?、埘ヮ悾喝芙庑詢?yōu),具有強(qiáng)烈的水果氣味,價(jià)格高,如醋酸乙酯、醋酸丁酯等。
  
 ?、艽碱悾簩?duì)某些樹脂溶解性好,氣味也好,價(jià)格稍高,如乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇等。
  
  ⑤酮類:有非常強(qiáng)的溶解性,氣味不佳,如丙酮、環(huán)己酮。
  
 ?、廾杨悾簩?duì)某些樹脂溶解性強(qiáng),氣味溫和,有防凍性,但價(jià)格高,如乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。
  
  ⑦混合型溶劑:指把上述兩種以上溶劑混合在一起的溶劑?;旌闲腿軇┘饶芎芎玫厝芙鈽渲帜芡ㄟ^改變其配比來調(diào)節(jié)油墨的干燥速度。
  
  溶劑按沸點(diǎn)高低分類又可分為低沸點(diǎn)溶劑(沸點(diǎn)在100℃以下)、中沸點(diǎn)溶劑(沸點(diǎn)在100~150℃)和高沸點(diǎn)溶劑(沸點(diǎn)在150~250℃)。溶劑不僅是油墨的重要組成部分,而且還可以用來調(diào)節(jié)油墨的黏度和干燥速度。溶劑揮發(fā)速度的快慢可直接影響油墨的干燥速度和墨層形成的質(zhì)量,如能合理地選擇溶劑還可以達(dá)到降低成本的目的。有機(jī)溶劑是油墨的主要成分,在噴墨墨水中含有大量揮發(fā)性有機(jī)溶劑,幾乎占到溶劑型墨水的90%,其作用不容忽視。
  
  新興的弱溶劑墨水
  
  相對(duì)于水性墨水來說,溶劑型墨水干燥速度快,油墨干燥后對(duì)承印物的附著度高,一般對(duì)環(huán)境的溫度和濕度不敏感。但是溶劑型墨水中的有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此,環(huán)保溶劑型油墨成為溶劑型墨水的發(fā)展方向之一。最近幾年,弱溶劑墨水作為一種新型的噴墨墨水迅速發(fā)展起來,并引起越來越多人的關(guān)注。弱溶劑墨水又稱為環(huán)保溶劑墨水,其英文名稱ECO-solventink中的ECO可視為是環(huán)保(EnvironmentallySafe)、無涂層底材(unCoatedMedia)和戶外耐候性(OutdoorDurable)的縮寫,弱溶劑墨水普遍宣傳的特點(diǎn)就是環(huán)保、高精度和戶外耐候性。
  
  和普通溶劑型墨水相比較,弱溶劑墨水最大的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的友好性,主要體現(xiàn)在可揮發(fā)物VOC的減少和不再采用許多有毒有害的有機(jī)溶劑(如苯類、丁酮、甲苯、二甲苯和環(huán)己酮等毒性溶劑),所以在弱溶劑噴繪機(jī)的生產(chǎn)車間不再需要通風(fēng)裝置。和水性墨水相比較,弱溶劑墨水既保持了水性墨水制作畫面精度高的優(yōu)點(diǎn),又克服了水性墨水對(duì)基材的苛刻和制作的畫面無法應(yīng)用在戶外等缺點(diǎn)。因此,弱溶劑墨水介于水性和溶劑型墨水之間,兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)。但是我們必須看到,弱溶劑墨水的主要組分依然是有機(jī)溶劑,也就是說,弱溶劑墨水是溶劑型墨水的一個(gè)分類,是它的一個(gè)環(huán)保版本。
  
  在墨水的生產(chǎn)過程中,弱溶劑墨水除了選擇環(huán)保溶劑外,和溶劑型墨水相比較還提出了兩個(gè)更高的要求:一個(gè)是為了實(shí)現(xiàn)高精度的輸出必須對(duì)墨水的點(diǎn)散(dotgain)控制得更好,另外一個(gè)就是墨水生產(chǎn)過程的過濾精度要求更高。目前采用弱溶劑墨水的打印機(jī)主要有兩類:一類是采用愛普生噴頭的噴墨打印產(chǎn)品,主要生產(chǎn)廠家有Mimaki、羅蘭和武藤公司等;另外一類是采用柯尼卡美能達(dá)噴頭的噴墨打印產(chǎn)品,主要生產(chǎn)廠家有精工公司和上海雅色蘭等。
  
  全球著名的I.T.Strategies公司曾對(duì)149家圖像制作公司進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),75%的客戶已經(jīng)購買或者正準(zhǔn)備購買弱溶劑型噴墨打印機(jī),只有25%的客戶不打算購買,由此可以看出弱溶劑墨水打印機(jī)的市場(chǎng)需求非常大。實(shí)際上,由于其具有色彩靚麗豐富、耐磨損不易脫色等優(yōu)點(diǎn),弱溶劑墨水現(xiàn)已在萬能打印機(jī)以及寫真機(jī)行業(yè)廣泛使用。
  
  溶劑型墨水已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展,選用的著色劑、溶劑、助劑配方已使墨水在耐水、耐光、耐日曬牢度及圖像清晰度等方面有了很大的進(jìn)步。但由于傳統(tǒng)溶劑型墨水固有的弱點(diǎn),使得其在未來的噴墨墨水市場(chǎng)很難再有大的突破,而對(duì)環(huán)保型的弱溶劑墨水的需求量卻逐漸增加。盡管面對(duì)著UV墨水的挑戰(zhàn),但隨著噴墨打印技術(shù)的完善與提高,以及環(huán)保型墨水研發(fā)的加快,相信溶劑型墨水在未來仍將得到蓬勃的發(fā)展。
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