为您揭秘高解析喷码机水性,油性,热熔性和UV固化四种喷墨墨水的主要构成

高解析喷码机所使用的墨水,都有一些共同的特性,它们来自不同的成分选择。目前共有四种主要的喷墨油墨类型:水性,油性,热熔性和UV固化。

其中,水是迄今为止全球用于喷墨油墨的最常见载体。

颜色第一

无论哪种喷码机墨水,最重要的选择之一就是着色剂。无论您使用颜料还是染料都可以带来很大的不同。简而言之,染料溶解在墨水基料中,而颜料则保留为固体颗粒。因此,染料的制造成本更低,并且可以整合到墨水中,因此通常在价格较低的产品中找到。颜料通常具有出色的耐水性和抗紫外线褪色性,因此,迄今为止,它是最主要的选择。从可持续发展的角度来看,回收更容易。

不利的一面是,着色墨水每磅的成本通常更高,这是因为通常需要通过研磨使这些固体颗粒以某种方式分散以使其在混合物中保持稳定。实际上,颜料分散技术是获得优质喷墨油墨的关键,因为它会影响系统的显色能力以及整体性能。由于存在其他成分及其对颜料的影响,每种墨水类型的制造过程都将得到不同的优化。

我们的四种基本墨水类型之间的另一个主要区别是,配方中是否含有大量挥发性成分。许多关键的性能差异取决于载体溶剂如何吸收和/或蒸发。油基和水基油墨依赖于这些机制,而UV和热熔油墨从液体到固体的转化要快得多,因此减少了诸如油墨渗出和纸张变形之类的影响。当然,由于它们不会损失任何体积,因此UV /热熔选项不可避免地会产生较厚的膜,并可能导致印刷产品的感觉不同。

现在,您对所使用的不同类型和着色剂有了一个大致的了解,让我们以水性为例,更详细地讨论所有可能影响墨水行为的成分。

两种最重要的材料是颜料分散体和树脂,它们赋予油墨最终使用性能。紧随其后的是助溶剂和表面活性剂,它们会影响印刷过程本身(例如干燥)。

颜料与染料

颜料已在许多应用中替代染料的最大原因是耐光性,即耐紫外线褪色性。染料可以显示强烈的颜色,但是随着染料随时间迁移,这些颜色的饱和度会发生变化,并且在阳光下由于暴露于紫外线而易于氧化变质和褪色。打印永久性是保留记录的重要考虑因素,尽管使用特殊涂层意味着染料基油墨仍用于归档,但颜料着色剂的日益使用已帮助喷墨在这方面与电子照相术竞争。

从油墨制造的角度来看,颜料着色剂比染料要花更多的精力。通常,可以将染料直接称量为配方,并轻松混入基料中。对于更难溶解的染料,可能需要制备中间溶液,然后将其称重为液体。但是,对于颜料,必须将原料粉末分散到媒介物中以使其研磨成所需的粒度。研磨过程使用复杂且昂贵的设备,并且比简单地混合染料要消耗更多的能量。这就是成本的来源。

许多小型油墨生产商从供应商处购买颜料分散体,并将其简单地混入有点像染料的油墨中。在这种情况下,他们的重点将放在过滤上,并通过例如监控颗粒大小来确保它们与其他材料保持适当的稳定性。

对于规模较大的制造商而言,垂直集成并制造分散体,或者至少开发它并与收费制造商合作,更具成本效益。来自最知名公司的许多油墨经常在分散液中使用专有材料,因此使其技术特定于打印过程。因此,OEM可以完全控制颜料分散体配方及其许多关键性能因素。这可能比容器上的任何RFID芯片都具有更大的安全性。

树脂

树脂的主要作用是充当“粘合剂”。树脂是指油墨的聚合物,通常在水蒸发时通过成膜形成油墨层的电阻特性,通常是通过一些其他的交联来实现的。减少或消除由于墨水重新润湿/涂抹而造成的打印缺陷。

从喷射角度看,树脂粘合剂也是重要的粘度调节剂,因为它可以帮助配方设计师在不使用过多助溶剂或湿润剂的情况下平衡水分含量,这会减慢干燥速度。

树脂的聚合物要么像上述染料一样可溶,要么以分散液或乳液的形式形成颗粒的悬浮液。术语“乳胶”通常用于指油墨中的树脂,尽管该术语比许多使用它的人所预期的更为具体。并非所有的树脂都是人造塑料。例如,许多(喷墨)墨水都是使用虫胶制成的,这些虫胶来自自然资源。

在非喷墨墨水配方中常规使用的所有聚合物中,只有少数可以喷射,其中许多会导致平均打印头不可逆转的损坏。因此,就像颜料分散剂一样,许多主要的打印机供应商都开发了自己的专有材料,这给OEM带来了额外的好处,使它们更加难以复制。

喷码机影响着衣食住行
喷码机影响着衣食住行

保湿剂和助溶剂

这些材料通常按体积表示墨水中的主要成分(水除外)。湿润剂是保持在水中的分子,因此可以防止从喷嘴蒸发掉。因此,它们对于喷嘴的健康和可靠的打印很重要。不幸的是,它们通常具有较高的沸点,因此随着打印机速度的加快,湿润剂的数量已大大减少。现在,工业油墨和生产油墨在这方面与办公油墨有很大不同,办公油墨的设计目的是易于在长时间闲置之间保持打印就绪。

水溶性助溶剂在控制普通纸渗透率方面也起着重要作用。它们还可能严重影响树脂从溶液中出来并形成薄膜的方式,这也可能会影响墨水渗出。试图平衡这么多要求的总体结果是,典型的喷码机墨水往往由多种助溶剂的混合物组成。

表面活性剂

由于水的表面张力非常高,因此要使其良好地喷射,渗透纸张或在吸收率较低的表面上弄湿,这是表面活性剂变得重要的地方。

表面活性剂就像喷墨配方中的仙尘,其中少量可以对行为产生巨大的影响,而找到合适的表面活性剂则是成功的秘诀。对于单遍或“全页”打印机,尤其如此,因为打印质量与油墨分布密切相关。结果,油墨中的表面活性剂也影响油墨渗出的趋势。

但是,由于它们迁移到新的表面,因此许多表面活性剂也可以稳定泡沫,因此有时有必要向油墨中添加消泡剂以达到平衡。这意味着油墨可以一次包含多种不同的添加剂。

消泡剂

消泡剂的性质可以是物理的或化学的。无论哪种方式,其目的都是破坏气泡的表面,使气泡崩溃。为了达到这个目的,消泡剂在基料中的相容性通常较差。因此,如果同时存在表面活性剂和消泡剂,则平衡对于避免不规则润湿(斑点)甚至针孔非常重要。由于这个原因,已经开发出尝试完成这两项工作的特殊化学添加剂。

流变改性剂

我们已经提到了相对于树脂的粘度。问题在于,许多打印头所需的粘度远高于水,因此除了粘合剂树脂外,还可以使用称为流变改性剂的特殊添加剂。通常,少量添加这些材料可以增加粘度,并帮助油墨配方设计师避免添加过多的助溶剂(并影响干燥速度)。流变助剂在涂料中也很常见,但是必须非常谨慎地在喷墨油墨中使用,因为它们在喷射过程产生的高剪切条件下可能具有不同的性能。

杀菌剂/杀菌剂

最终,水性油墨最重要的添加剂之一是杀菌剂。这种材料的作用是防止墨水在储存或运输过程中的生物学生长(真菌,霉菌),这种现象在家用清洁器中很常见。就其性质而言,杀菌剂是有害的,因此需要小心添加。通常以非常低的用量使用,其有效性会受到其他材料的影响,因此保质期稳定性测试是水性油墨开发的重要组成部分。

总而言之,喷码机墨水非常复杂,需要花费多年的时间才能完全设计出特定打印头技术以及基材的类型和可靠性所需的化学平衡。这种复杂性就是为什么每种OEM墨水的化学成分都不同的原因,以及如果使用未经批准的墨水也无法兑现保修的原因。

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