“万能”的喷墨印刷技术

■核心提示

喷墨印刷是随着计算机控制技术与包装技术的不断发展而迅速发展起来的，现已在许多现代化的工厂和包装自动线上得以应用。先进的喷墨印刷系统，只需操作者在操作时按动键盘，便可改动需要印刷的字体、符号及各种图文，不仅可用于印刷文字和数字，还可以实现选择扩展条形码和用户（客户）防伪标志的喷印功能。喷墨印刷已被广泛应用于现场各种形状和各种材料的包装表面印刷，无论是有孔还是无孔、平面或曲面、织物或带筋骨形表面，如塑料、布、纸张、皮毛、陶瓷、玻璃或金属等。

在过去十年间，数码印刷得到了长足发展。尽管一段时期内全球经济面临萎靡，用于新技术的资金逐步减少，但继丝网印刷之后被称为“万能”印刷新技术的喷墨印刷却从未停止前进的步伐。

  优点无可比拟

喷墨印刷是随着计算机控制技术与包装技术的不断发展而迅速发展起来的，现已在许多现代化的工厂和包装自动线上得以应用。喷墨印刷具有其他印刷方式不可比拟的优点，如适应性广、高速智能化、成本低、无污染等。操作者可以方便而快捷地在现场（运动中）包装物上印刷日期、规格、保质期、数量、条形码等。喷墨印刷后的产品干燥快，可立即进入下一道工序。与传统的包装印刷不同，喷墨印刷不再需要制版和专门的印前辅助工序。

先进的喷墨印刷系统，只需操作者在操作时按动键盘，便可改动需要印刷的字体、符号及各种图文，不仅可用于印刷文字和数字，还可以实现选择扩展条形码和用户（客户）防伪标志的喷印功能。

喷墨印刷系统已远远超出了传统印刷的范畴，其除了具有黑白与彩色的印刷功能外，还具有数据处理和信息储存功能。它通过选取（安装）记忆储存器，便可储存数百条独立的编码（数码及字符集等）和近万个字符。它与电脑相连，便可实现工作的记录及报告的整理与打印。当它与主机串联时，还可在包装上（或其他承印件上）喷印出重量，记录卫星通讯传来的各种数据、绘制大气云图等。

喷墨印刷已被广泛应用于现场各种形状和各种材料的包装表面印刷，无论是有孔还是无孔、平面或曲面、织物或带筋骨形表面，如塑料、布、纸张、皮毛、陶瓷、玻璃或金属等。同时适用于各种速度的印刷，无论匀速、变速或间断运行，且最适合于连续不停顿的包装生产线上的作业。在连续生产线上进行喷墨印刷号码、日期等，比其他印刷或粘贴标签更为经济和快捷。

  原理与喷墨打印机一致

喷墨印刷原理无论是用于包装领域的喷墨印刷，还是用于办公领域的喷墨印刷，其原理基本是一致的。

以办公用喷墨打印机为例，介绍一下喷墨印刷的原理。现在市场上主要有两种类型的喷墨打印机：压电式和气泡式。

压电式喷墨打印机墨仓的一端是喷嘴，另一端是压电材料（大多是铅—铝—钛类压电晶体），墨水在压电晶体变形的作用下被高速压出喷嘴，墨滴喷出后由墨盒及时补入墨水。

气泡式喷墨打印机则在喷嘴附近装有热电阻，数字信号施加的电流脉冲瞬间产生热量（升温速度可达100℃/s，温度可达280℃），对墨水进行快速的局部加热，使周围少量墨水沸腾形成一个气泡。在气泡高压的作用下墨滴被喷出喷嘴，同时气泡消失并带走热量。墨水由储存室通过毛细管作用迅速补入。

喷墨墨水的发展喷墨印刷的原理决定了喷墨墨水要具有一些特殊的性能。首先，墨水要具有一定的黏度、表面张力、pH值等物化性能。其次，墨水还应具有长期存放的稳定性，良好的连续和间歇打印性能，良好的颜色、亮度、纯度及色彩饱和度以及耐水、耐光、抗风化性能。再者，墨水的组分不能与喷嘴发生化学反应，以免引起喷嘴堵塞;墨水要印字清晰，干燥速度快，但不能在喷射过程中或不使用时挥发过快；墨水打印出的图像及文字应整洁，无扩散、缺墨、不均等现象。为了满足以上对喷墨墨水的性能要求，喷墨墨水通常由溶剂、着色剂、表面活性剂、保湿剂、pH值调节剂等添加剂组成。

  我国墨水技术发展相对滞后

在很多人的眼中，喷墨印刷是一种新技术，是高科技的代名词。其实这是一种认识上的误区。仔细查找一下资料不难发现，喷墨印刷的历史可以追溯到100多年以前：早在1878年，喷墨印刷技术就已经诞生了。

在其后的100多年中，喷墨印刷不断发展，并出现了一些里程碑式的技术。1951年，西门子公司将喷墨技术由液态墨水转变成墨滴，西门子公司专门为这种技术申请了专利；1964年，西门子公司研制成功借助特殊设备，可以控制墨滴的大小及喷出的速率，这也是喷墨印刷/打印机的雏形。1967年，Hertz发展出采用连续喷墨技术的印表机；1972年，西门子推出压电式按需喷墨打印技术；1982年，日本Canon公司的气泡式喷墨打印机问世以后，墨水的研发进展得更为迅速。

在国内，喷墨印刷技术的进一步发展仍受到一些因素的影响。据相关资料显示到目前为止，我国还没有真正开发出各种性能都比较稳定的喷墨墨水，因此当前国内市场上的喷墨墨水，特别是彩色喷墨墨水几乎全都依靠进口，这些进口的喷墨墨水价格都相当高，严重阻碍了我国喷墨印刷行业及其相关行业的发展。因此，提高墨水的性能，尤其是研制出颜色好、安全、性能稳定的墨水已经成为当前国内最迫切解决的问题。

———— 延伸阅读————

  喷墨印刷环保遭质疑

数码印刷特别是喷墨印刷，一直被认为是环保型的印刷工艺，而水性墨水更是“环保中的环保”产品，受到业界和媒体的追捧。但近期业界出现了有关此观点的质疑声。

根据INGEDE（国际脱墨工业协会）的有关报道，2010年，国外某家生产高质量再生纸的企业回收了部分采用某品牌机器印制的照片书，结果由于再生浆无法完成脱墨处理，导致企业耽误生产8个小时，由此造成的损失超过10万欧元。自此以后，由该机器印制的过量产品，被该造纸厂剔除出了印刷用纸的回收链，被单独收集和处理。

而INGEDE特别强调，该报道并非针对谁，事实上，几乎所有使用水性墨水通过喷墨方式印制的产品，在循环利用方面都存在着一些问题：造纸厂回收废纸，准备进行脱墨处理去制造新的、白净的纸时，染料和细小的颜料无法去除。其结果就是：纸张纤维变成灰色，造纸厂需要为达到质量要求而奋斗。特别是染料型的墨水，这个问题更严重，因为一点点的染料就可以改变纸浆的颜色，比如一点红颜色就可以让整个漂白浆变成粉色。按照INGEDE的报道，目前没有一种染料型的墨水可以在纸张回收再利用中实现脱墨处理，这种墨水也是现在市场中的主流产品，占据绝大多数的市场份额。

绿色印刷、环保印刷应该是一个完整的系统工程，而不是头痛医头脚痛医脚，注意了某个环节的环保性能和环保指标而忽略其他的环节。如果不能对环保进行综合考虑，很可能貌似是环保了，但其实是污染的转移。就像使用染料型水性墨水进行印刷，如果造成使用后的纸张无法回收，那么后期造成的浪费以及由此带来的不环保，远远无法抵消水性墨水带来的那一点点VOC排放方面的优势。其最终的综合结果反而可能是更不环保。

不过，目前已经有很多制造企业意识到了这个问题，开始着力开发新的技术，以便让喷墨墨水更容易实现脱墨处理。