“萬(wàn)能”的噴墨印刷技術(shù)

    ■核心提示

    噴墨印刷是隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與包裝技術(shù)的不斷發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)已在許多現(xiàn)代化的工廠和包裝自動(dòng)線上得以應(yīng)用。先進(jìn)的噴墨印刷系統(tǒng)，只需操作者在操作時(shí)按動(dòng)鍵盤(pán)，便可改動(dòng)需要印刷的字體、符號(hào)及各種圖文，不僅可用于印刷文字和數(shù)字，還可以實(shí)現(xiàn)選擇擴(kuò)展條形碼和用戶(hù)（客戶(hù)）防偽標(biāo)志的噴印功能。噴墨印刷已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)各種形狀和各種材料的包裝表面印刷，無(wú)論是有孔還是無(wú)孔、平面或曲面、織物或帶筋骨形表面，如塑料、布、紙張、皮毛、陶瓷、玻璃或金屬等。

    在過(guò)去十年間，數(shù)碼印刷得到了長(zhǎng)足發(fā)展。盡管一段時(shí)期內(nèi)全球經(jīng)濟(jì)面臨萎靡，用于新技術(shù)的資金逐步減少，但繼絲網(wǎng)印刷之后被稱(chēng)為“萬(wàn)能”印刷新技術(shù)的噴墨印刷卻從未停止前進(jìn)的步伐。

    優(yōu)點(diǎn)無(wú)可比擬

    噴墨印刷是隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與包裝技術(shù)的不斷發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)已在許多現(xiàn)代化的工廠和包裝自動(dòng)線上得以應(yīng)用。噴墨印刷具有其他印刷方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如適應(yīng)性廣、高速智能化、成本低、無(wú)污染等。操作者可以方便而快捷地在現(xiàn)場(chǎng)（運(yùn)動(dòng)中）包裝物上印刷日期、規(guī)格、保質(zhì)期、數(shù)量、條形碼等。噴墨印刷后的產(chǎn)品干燥快，可立即進(jìn)入下一道工序。與傳統(tǒng)的包裝印刷不同，噴墨印刷不再需要制版和專(zhuān)門(mén)的印前輔助工序。

    先進(jìn)的噴墨印刷系統(tǒng)，只需操作者在操作時(shí)按動(dòng)鍵盤(pán)，便可改動(dòng)需要印刷的字體、符號(hào)及各種圖文，不僅可用于印刷文字和數(shù)字，還可以實(shí)現(xiàn)選擇擴(kuò)展條形碼和用戶(hù)（客戶(hù)）防偽標(biāo)志的噴印功能。

    噴墨印刷系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)印刷的范疇，其除了具有黑白與彩色的印刷功能外，還具有數(shù)據(jù)處理和信息儲(chǔ)存功能。它通過(guò)選取（安裝）記憶儲(chǔ)存器，便可儲(chǔ)存數(shù)百條獨(dú)立的編碼（數(shù)碼及字符集等）和近萬(wàn)個(gè)字符。它與電腦相連，便可實(shí)現(xiàn)工作的記錄及報(bào)告的整理與打印。當(dāng)它與主機(jī)串聯(lián)時(shí)，還可在包裝上（或其他承印件上）噴印出重量，記錄衛(wèi)星通訊傳來(lái)的各種數(shù)據(jù)、繪制大氣云圖等。

    噴墨印刷已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)各種形狀和各種材料的包裝表面印刷，無(wú)論是有孔還是無(wú)孔、平面或曲面、織物或帶筋骨形表面，如塑料、布、紙張、皮毛、陶瓷、玻璃或金屬等。同時(shí)適用于各種速度的印刷，無(wú)論勻速、變速或間斷運(yùn)行，且最適合于連續(xù)不停頓的包裝生產(chǎn)線上的作業(yè)。在連續(xù)生產(chǎn)線上進(jìn)行噴墨印刷號(hào)碼、日期等，比其他印刷或粘貼標(biāo)簽更為經(jīng)濟(jì)和快捷。

    原理與噴墨打印機(jī)一致

    噴墨印刷原理無(wú)論是用于包裝領(lǐng)域的噴墨印刷，還是用于辦公領(lǐng)域的噴墨印刷，其原理基本是一致的。

    以辦公用噴墨打印機(jī)為例，介紹一下噴墨印刷的原理?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主要有兩種類(lèi)型的噴墨打印機(jī)：壓電式和氣泡式。

    壓電式噴墨打印機(jī)墨倉(cāng)的一端是噴嘴，另一端是壓電材料（大多是鉛—鋁—鈦類(lèi)壓電晶體），墨水在壓電晶體變形的作用下被高速壓出噴嘴，墨滴噴出后由墨盒及時(shí)補(bǔ)入墨水。

    氣泡式噴墨打印機(jī)則在噴嘴附近裝有熱電阻，數(shù)字信號(hào)施加的電流脈沖瞬間產(chǎn)生熱量（升溫速度可達(dá)100℃/s，溫度可達(dá)280℃），對(duì)墨水進(jìn)行快速的局部加熱，使周?chē)倭磕序v形成一個(gè)氣泡。在氣泡高壓的作用下墨滴被噴出噴嘴，同時(shí)氣泡消失并帶走熱量。墨水由儲(chǔ)存室通過(guò)毛細(xì)管作用迅速補(bǔ)入。

    噴墨墨水的發(fā)展噴墨印刷的原理決定了噴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、表面張力、pH值等物化性能。其次，墨水還應(yīng)具有長(zhǎng)期存放的穩(wěn)定性，良好的連續(xù)和間歇打印性能，良好的顏色、亮度、純度及色彩飽和度以及耐水、耐光、抗風(fēng)化性能。再者，墨水的組分不能與噴嘴發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以免引起噴嘴堵塞;墨水要印字清晰，干燥速度快，但不能在噴射過(guò)程中或不使用時(shí)揮發(fā)過(guò)快；墨水打印出的圖像及文字應(yīng)整潔，無(wú)擴(kuò)散、缺墨、不均等現(xiàn)象。為了滿足以上對(duì)噴墨墨水的性能要求，噴墨墨水通常由溶劑、著色劑、表面活性劑、保濕劑、pH值調(diào)節(jié)劑等添加劑組成。

    我國(guó)墨水技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后

    在很多人的眼中，噴墨印刷是一種新技術(shù)，是高科技的代名詞。其實(shí)這是一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。仔細(xì)查找一下資料不難發(fā)現(xiàn)，噴墨印刷的歷史可以追溯到100多年以前：早在1878年，噴墨印刷技術(shù)就已經(jīng)誕生了。

    在其后的100多年中，噴墨印刷不斷發(fā)展，并出現(xiàn)了一些里程碑式的技術(shù)。1951年，西門(mén)子公司將噴墨技術(shù)由液態(tài)墨水轉(zhuǎn)變成墨滴，西門(mén)子公司專(zhuān)門(mén)為這種技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利；1964年，西門(mén)子公司研制成功借助特殊設(shè)備，可以控制墨滴的大小及噴出的速率，這也是噴墨印刷/打印機(jī)的雛形。1967年，Hertz發(fā)展出采用連續(xù)噴墨技術(shù)的印表機(jī)；1972年，西門(mén)子推出壓電式按需噴墨打印技術(shù)；1982年，日本Canon公司的氣泡式噴墨打印機(jī)問(wèn)世以后，墨水的研發(fā)進(jìn)展得更為迅速。

   在國(guó)內(nèi)，噴墨印刷技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展仍受到一些因素的影響。據(jù)相關(guān)資料顯示到目前為止，我國(guó)還沒(méi)有真正開(kāi)發(fā)出各種性能都比較穩(wěn)定的噴墨墨水，因此當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的噴墨墨水，特別是彩色噴墨墨水幾乎全都依靠進(jìn)口，這些進(jìn)口的噴墨墨水價(jià)格都相當(dāng)高，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)噴墨印刷行業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。因此，提高墨水的性能，尤其是研制出顏色好、安全、性能穩(wěn)定的墨水已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)最迫切解決的問(wèn)題。

———— 延伸閱讀————

    噴墨印刷環(huán)保遭質(zhì)疑

    數(shù)碼印刷特別是噴墨印刷，一直被認(rèn)為是環(huán)保型的印刷工藝，而水性墨水更是“環(huán)保中的環(huán)保”產(chǎn)品，受到業(yè)界和媒體的追捧。但近期業(yè)界出現(xiàn)了有關(guān)此觀點(diǎn)的質(zhì)疑聲。

    根據(jù)INGEDE（國(guó)際脫墨工業(yè)協(xié)會(huì)）的有關(guān)報(bào)道，2010年，國(guó)外某家生產(chǎn)高質(zhì)量再生紙的企業(yè)回收了部分采用某品牌機(jī)器印制的照片書(shū)，結(jié)果由于再生漿無(wú)法完成脫墨處理，導(dǎo)致企業(yè)耽誤生產(chǎn)8個(gè)小時(shí)，由此造成的損失超過(guò)10萬(wàn)歐元。自此以后，由該機(jī)器印制的過(guò)量產(chǎn)品，被該造紙廠剔除出了印刷用紙的回收鏈，被單獨(dú)收集和處理。

    而INGEDE特別強(qiáng)調(diào)，該報(bào)道并非針對(duì)誰(shuí)，事實(shí)上，幾乎所有使用水性墨水通過(guò)噴墨方式印制的產(chǎn)品，在循環(huán)利用方面都存在著一些問(wèn)題：造紙廠回收廢紙，準(zhǔn)備進(jìn)行脫墨處理去制造新的、白凈的紙時(shí)，染料和細(xì)小的顏料無(wú)法去除。其結(jié)果就是：紙張纖維變成灰色，造紙廠需要為達(dá)到質(zhì)量要求而奮斗。特別是染料型的墨水，這個(gè)問(wèn)題更嚴(yán)重，因?yàn)橐稽c(diǎn)點(diǎn)的染料就可以改變紙漿的顏色，比如一點(diǎn)紅顏色就可以讓整個(gè)漂白漿變成粉色。按照INGEDE的報(bào)道，目前沒(méi)有一種染料型的墨水可以在紙張回收再利用中實(shí)現(xiàn)脫墨處理，這種墨水也是現(xiàn)在市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品，占據(jù)絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額。

    綠色印刷、環(huán)保印刷應(yīng)該是一個(gè)完整的系統(tǒng)工程，而不是頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳，注意了某個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)保性能和環(huán)保指標(biāo)而忽略其他的環(huán)節(jié)。如果不能對(duì)環(huán)保進(jìn)行綜合考慮，很可能貌似是環(huán)保了，但其實(shí)是污染的轉(zhuǎn)移。就像使用染料型水性墨水進(jìn)行印刷，如果造成使用后的紙張無(wú)法回收，那么后期造成的浪費(fèi)以及由此帶來(lái)的不環(huán)保，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法抵消水性墨水帶來(lái)的那一點(diǎn)點(diǎn)VOC排放方面的優(yōu)勢(shì)。其最終的綜合結(jié)果反而可能是更不環(huán)保。

     不過(guò)，目前已經(jīng)有很多制造企業(yè)意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，開(kāi)始著力開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，以便讓噴墨墨水更容易實(shí)現(xiàn)脫墨處理。