喷墨制版材料浅析

沙栩正+吴为+贾志梅

喷墨制版墨水

在喷墨制版技术中，墨水通过打印的方式沉积在版材表面，与未打印区形成亲和性、遮光性或表面物理结构的差异，实现足够反差，得到反映图文信息的印刷用版。喷墨制版墨水是实现图文转印的关键材料，其功能化特性保证了印版的精度和良好的印刷适性。据研究报道，不同性能的墨水与对应版材配合，可实现胶印、柔印、丝印等多种印刷方式的喷墨制版。

在平凸凹孔四大印刷方式中，平版胶印技术使用最为普遍，喷墨制版也首先在胶印技术中兴起。本世纪初涌现的喷墨打印胶片以及喷墨打印PS版技术，都是将墨水作为遮光层使用，取代制版胶片，属于间接型喷墨制版技术。该方法能解决传统PS版使用中，胶片的成本及污染问题，但无法从根本上解决后续版材曝光、显影等污染环节。现在的喷墨制版技术已发展成为直接喷墨制版，亲油的墨水打印在亲水的版材上形成印版，墨水作为重要的亲和性功能材料使用。

常见的胶印制版墨水类型主要有：水性、弱溶剂和UV固化型墨水。相对于UV固化型墨水，水性和弱溶剂墨水在制版精度和印刷适性上更加优异。喷墨制版作为一种环保型的制版技术，墨水的环保性要求极高，因此水性墨水成为发展的主流方向。

墨水作为喷墨制版技术中的关键材料，在胶印技术中，为实现良好的打印成像性能和印版印刷适性，其材料体系必须满足以下条件：第一，必须与喷头匹配，包括墨水与喷头材料的兼容性、墨水在喷头内的打印流畅性以及墨水的稳定性；第二，制版墨水必须在版材表面受控铺展，形成高质量的图文信息，满足制版的精度要求；第三，根据胶印中水墨平衡的要求，制版墨水固化后，必须对印刷油墨具有良好的亲和性，满足印刷适性要求。

柔印技术由于自身环保优势而被日益关注，随着版材实现国产化，版材价格也更加亲民，其应用处于增长趋势。但柔印制版仍属于减材型的制造方法，目前随着3D打印技术的迅猛发展，有人提出使用光固化材料体系和3D打印技术，实现更加节省的增材型柔印制版方案。

喷墨制版技术在丝印制版中多被提及，主要技术方案有两种类型：一种是使用墨水打印遮光层，仍需曝光显影；另一种是创新性地提出在绷好的空白丝网版上直接打印阴图，使用UV固化墨水制作丝印油墨的阻挡层，并可通过多次打印形成不同的阻挡层厚度。喷墨制版技术是较好解决丝网制版污染问题的方法之一，但目前仍需深入开发。

胶印喷墨版材

在胶印喷墨版材体系中，根据亲水原理不同，版材可分为砂目版材和免砂目版材两大类，其中，砂目版材包含裸版材和涂层版材两个技术分支。顾名思义，砂目版材仍然是使用砂目微结构的良好亲水性作为非图文区使用；免砂目版材则是利用特殊的亲水性功能材料作为非图文区，不需要电解、氧化制作砂目，因此可以选用铝基或除铝以外的其他材料作为版基，具有更强的环保和成本优势。

砂目版材可分为无涂层的裸版材和涂层版材两类。裸版材的砂目结构比较特殊，其砂目具有纵向渗透的孔道，对墨水起到快速吸收作用，从而固定墨滴形状，减小扩散并增加耐印力；涂层版材是在砂目表面涂布墨水接收层，用于调控墨水与版材界面的浸润性和粘附力，中科纳新已推出该技术方向的成套产品，并得到业界认可。门学虎等人公开了一种超疏水-超亲水转换涂料，该种涂料含有黏结剂、填料以及混合溶剂。其中，黏结剂采用聚四氟蜡，填料采用氟化碳纳米管，混合溶剂采用丙酮和乙酸乙酯。该涂料具有随喷涂方法变化使超疏水转换为超亲水的特殊性能。

免砂目版材是在基材表面涂布亲水层，在使用过程中，涂层的亲水性代替砂目微孔的吸水性从而形成均匀的水膜。在制版过程中，需要调控墨水在亲水版材表面的粘附性、浸润性、快干性等问题。亲水性免砂目版材最大的技术障碍在于空白部分要有很好的耐磨性、抗划伤性、亲水性及保水性，但是又不能被润版液溶解。亲水涂层可以使用有机物、无机物或者有机物和无机物的混合涂层。超亲水涂层有很多研究成果，但是能够稳定批量生产的还很少。江孝星等人公开的一种超亲水层，采用溶胶-凝胶法制得的TiO2/丙烯酸共聚有机-无机杂化超亲水材料制备。

由于喷墨的方式提供了一种灵活自由的图案化实现手段，使得制版材料已经可以不再局限于感光材料体系，因此未来在制版技术及材料领域将会有更多想象空间和创新机会。