对喷墨油墨的几点认识

发布时间:2020-07-01 07:20:23 阅读次数:1016

一、            喷墨油墨的组成和分类

按目前有关学科的说法,喷绘机、打印机和喷码机等使用的油墨均称为喷墨油墨,尽管可能是水性的。

1、组成:

喷墨油墨由着色剂(染料和颜料)、连接料、溶剂(包括水)和助剂组成。

2、分类(包括但不限于)

按工作方式分:气刷式、压电式、热发泡

按连续相分:水性、溶剂型

按干燥方式分:挥发自干型、光固化型

按着色剂类型分:染料型、颜料型

二、            喷墨油墨的几个线性指标

1、            传统要求

(1)细度:这里主要指生产喷墨过程中的过滤精度,而不是指其中颜料的细度分布,也不是指其中染料可能的析盐。它主要取决于所用过滤器的精度。过滤的精度分为公称精度和绝对精度。对于公称精度,可能有90%颗粒达到标称值,其余的10%则远远达不到;而绝对精度就是100%达到了标称值。据介绍, 目前世界上只有颇尔(PALL)和密理博(Millipore)等公司的某些产品才能真正达到绝对精度的标准。此外,劣质过滤器不仅达不到应有精度,而且其本身还有介质脱落的问题。

一般来说,喷头的喷孔直径越小的喷头,对细度要求越高。

(2)粘度。流体内部阻碍其相对运动的阻力称为粘度。

(a)动力粘度ɳ(剪切粘度)单位:mPa.s(毫帕.秒)

(b)运动粘度ʋ单位:mm2/s

两者关系: ʋ=ɳ/ρ (ρ为液体密度)

(c)流出时间:单位:秒。实际上也是运动粘度。例如美国威特喷绘机附件中的威特杯。合适的粘度是能够顺畅打印的必要条件之一。适用于牛顿流体或近牛顿流体。

(3)表面张力。作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力称为表面张力。单位:mN/m(毫牛/米),dyn/cm(达因/厘米)。喷墨油墨的表面张力应略低于承印介质的表面能,否则,会产生墨点扩散或收缩等缺陷。

(4)附着力:附着力是分开两个相粘连的界面所需做的功。界面的作用力有三类:a、静力:“锚着效应”和摩擦作用所产生的力。b、界面分子间力;c、化学键力。静力通常远弱于分子间力和化学键力。分子间力主要提供粘接强度,而化学键力主要提供抗侵蚀(如水侵蚀)能力。因此足够的分子间力和必要的化学键力才能促使附着力良好。例如,当前UV固化的喷墨墨层在玻璃、陶瓷等表面的粘接强度尚可,但经历潮湿大气或浸水后,就会分层脱落,实际上并无真正的附着力。

(5)其他机械性能(如耐摩擦性等)和户外耐久性,则主要取决于所用的连接料(通常为合成树脂)和颜料。

还有其他一些指标,此处就不一一叙述了。

2、            动态特性。动态特性是指喷墨的各项特性随时间变化的规律。

喷墨打印是在毫秒时间数量级内完成的过程。这就要求喷墨油墨对喷头输入信号的响应要迅速,滞后要小。传统用来描述油墨性能的各项指标,诸如粘度、表面张力等已不能完全描述喷墨油墨的性能。传统意义上粘度和表面张力等参数完全相同的两种喷墨,可能一种可以打印,而另一种则可能不能打印。

一般来说,工作电压较低的喷头和工作频率较高的喷头对喷墨的动态特性要求较高。

(1)    工作电压较高的喷头,工作电压为10几伏,例如:KONICA KM256/512-14pl/42pl、SEIKO SPT255/510-12pl/35pl等,这类喷头要求喷墨有相对低的动态阻力。

(2)    工作频率较高的喷头。例如 Spectra  Galaxy Ph 256/30HM,工作频率高至20KHZ。这类喷头要求喷墨有较高的瞬时动态响应能力。

其余目前常见的喷头,工作电压大至在几十伏至100伏左右,工作频率几KHZ至10几KHZ。这类喷头对墨水的动态特性要求相对较低,例如:XAAR XJ128-200,工作电压30几伏,工作频率几KHZ。

三、            其他几个问题

1、ECO油墨

ECO喷墨被定义为其中含有以下每种物质小于5%或其总量也小于5%的油墨。这些物质共有47种,都是有机溶剂。其中有汽油、二甲苯、异丙醇、异丁醇、丁酮、环己酮、乙二醇甲醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸脂、醋酸乙脂、醋酸丁脂等。

有解释称,ECO油墨是弱溶剂喷墨。溶剂的强弱是相对于被溶解物质而言的,不存在绝对的强溶剂和弱溶剂。比如在有些喷墨所用的某些纤维素,易溶于水,而不溶于有机溶剂,此时,水就是强溶剂。所以ECO油墨不能说是弱溶剂油墨。

又有解释说,ECO油墨是环保型油墨。很多世界上著名品牌的原厂ECO喷墨,含有大量的乙二醇醚类的溶剂,而这些溶剂并未包括在上述47种有机溶剂中。但在80年代以来,工业卫生专家郑重指出乙二醇醚及其酯类对动物的血液循环系统、淋巴系统和生殖系统均有极大危害。所以ECO喷墨不能说是环保型油墨。

ECO喷墨就是ECO喷墨,即不是弱溶剂喷墨更不是环保型喷墨。

2、BIO油墨

BIO,意为生物的。生物是一切具有新陈代谢的物体。例如:动物、植物、微生物、细菌、病毒等。新陈代谢是生物与非生物最本质的区别。

BIO油墨,生物油墨。是具有生物基本特征或由生物制取而来的油墨。其中后者所指的生物是指动物、植物、微生物等,一般认为不应包括细菌和病毒。

当今,无论站在哪个角度,以生物制取油墨都代表了油墨制造的最高水平,其伟大的现实意义和深远的历史意义是不言而喻的。

遗憾的是,在用户手中很难判断某种油墨是源于生物还是源于矿物。

实际上,到目前为止,尚未见完全和真正意义上的工业化生产的生物油墨。即使是生物降解油墨也不多见,而生物降解油墨仅是在油墨中添加了可生物降解组分的油墨。在当前的科学技术水平下,生物降解油墨的成本还很高,更不要说生物油墨了。但无论如何,这是关系到人类可持续发展和子孙万代的事情,需要全球的关注和支持才能早日实现。

3、UV喷墨的环保和毒性问题

UV固化是在紫外光线作用下,单体/低聚物快速聚合交联成膜的固化方式,它有别于加热固化,交联剂固化和自然固化等。

UV固化在固化过程中没有有机溶剂向大气中的排放,因此,在这个意义上是环保的。不幸的是,由于多种原因,很多UV固化的喷墨,固化的并不完全,固化后仍残留有未聚合的单体/低聚物(此时能闻到这些物质的气味)。一般来说,这些单体/低聚物的毒性要远远高于许多有机溶剂,而其挥发进度往往又低于常用的有机溶剂,因此,会长时间存留于制品中。对于近距离接触制品者来说,这种未充分固化的制品的安全性远远低于溶剂型制品的安全性。

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