喷墨印刷记录材料的研究现状——承印材料

文 曲婷 詹仪

喷墨印刷记录材料的研究现状
——承印材料

文 曲婷 詹仪

喷墨印刷是数字印刷方式之一。近年来，喷墨印刷打破以往瓶颈，成为主流印刷方式，并为印刷行业注入新活力。喷墨印刷是一种非撞击的“点阵”打印技术，墨滴从小型机械中喷射而出，根据控制条件飞行记录在介质表面，直接在规定位置建立印刷图像。然而多样的喷墨墨水对应不同的承印物，在本文中重点研究印刷用纸、陶瓷、纺织品、大幅面广告、塑料薄膜类、金属和玻璃制品方面的现状。

喷墨印刷用纸

喷墨印刷用纸是在普通印刷纸表面上经过涂布处理，使其既能吸收油墨又不向四周扩散。喷墨印刷用纸结构分为3层：涂层、防卷曲涂层、基质层。

1.喷墨打印涂层的检测方式

喷墨印刷材料涂层分析技术主要包括红外反射—吸收光谱（IRAS）与X射线电能谱（XPS）。IRAS利用反射方式得到吸收光谱，对样品表面直接进行分析，由于分子数目很少，若要得到可靠结果需把吸收带放大，用IRAS可对涂层表面的颜料或涂层表面胶黏剂的含量进行测定。XPS主要用于测定胶黏剂在涂层表面和内部的分布、胶黏剂的分布及其与印刷花斑的关系和胶黏剂与颜料的分布等。

喷墨印刷材料涂层表面结构的分析主要包括扫描电子显微镜和原子力显微镜。通过扫描电子显微镜，涂层表面积及横断面可得到许多涂层结构的信息。原子力显微镜可提供三维表面图，在液体和大气的环境下探测纳米区域的物理性质，或对喷墨材料直接进行纳米操纵。

2.喷墨印刷纸表面涂层的研究进展

不同纸张性能对颜色的复制品有重要影响。是否涂布、涂料种类、涂布量及是否进行超级软压光都对纸张印刷适性有影响。吸墨涂层主要分为两种：颜料类和树脂类。树脂类涂层遇到墨滴后，会轻度膨胀，形成一个网络，再把墨滴吸入，由于介质耐水性差，不能满足高质量印刷要求。颜料类成为发展方向，该涂层含有二氧化硅与氧化铝等特定颜料，还有很多间隙微孔网络，可对墨滴固着和吸附。颜料类又分为硅系和铝系。铝系不需使用固色剂就可固色，因为三氧化二铝强阳离子性，硅系则相反。

喷墨打印纸的涂布加工纸以原纸为基材，由颜料、胶黏剂和各种化学辅助剂调成涂料。大部分涂层有两个涂层：吸墨功能层与固墨功能层。吸墨层分树脂类或颜料类，可容纳和吸收墨水中溶剂。固墨层表面带有正电荷能吸附带负电的染料分子，可固色、耐水、耐光、保护表面与防止褪色。

建材材料——陶瓷

喷墨打印是非接触式的印刷方式，可在各种凹凸浮面的砖面与斜角面上呈现生动印刷纹理，完全呈现瓷砖立体造面的设计效果。陶瓷材料很多是氮化物、硼化物、氧化物和碳化物等。陶瓷原料越来越紧缺，很多厂家在生产瓷砖方面实现由厚到薄的转型。利用陶瓷废渣生产节水型轻质保温陶瓷品，生产装饰复合型集成式与保温隔热功能产品，发展蓄热蓄光陶瓷产品，是陶瓷产品的发展方向。

喷墨印花是陶瓷印刷技术第三次革命，三维立体砖坯模具为喷墨印花提供表现的舞台。陶瓷印花工艺应用立体模具，通过立体模具骨架的作用，赋予木纹系列、仿石系列等动感、立体效果与光线的漫散射和色彩的跌宕起伏。立体模具的发展有利地促进陶瓷喷墨印花发展。在木板稀少的环境下，用陶瓷砖坯替代鸡翅木、黄花梨、红酸枝等名贵木材，市场前景非常看好。另外，喷墨要求釉料对六色或四色发色要好，缩小釉料配方的范围。陶瓷厂采用两到三种釉料搭配，以有效降低釉料波动，稳定生产。

喷墨印花织物

纺织品数码喷墨印花技术被誉为是21世纪染整工业实现技术革命的关键技术之一。织物印刷的总流程为：坯布常规前处理→浸轧上浆→干燥→喷印→干烘→汽蒸→水洗→烘干→织物印刷效果分析→成品。对织物耐摩擦色牢度的影响有：PH值、粘合剂用量及种类，焙烘条件对其影响较大。当焙烘时间90s，焙烘温度180℃时，耐摩擦色牢度较好，PH值增大，印花织物湿摩擦牢度会下降。

1.喷墨印花用棉织物

目前我国织造能力约占全球一半，伴随着纺织品市场的上升需求，服装和装饰品用料的总体趋势是回归天然纤维。在工艺流程中先对棉织物预处理，预处理是由于纤维之间的毛细管效应和织物的润湿性，常规的织物印花色需要用适当的印花填料来防渗化浆，但一般的喷墨打印机只能用低粘度的水性墨水，为防止染料向各个方向的渗化必须对其预处理。棉织物喷印后必须经过汽蒸处理，才能使染料分子与纤维发生化学反应达到固色要求。汽蒸方式和传统印花是相似的，一般采用圆筒蒸箱和连续蒸箱。汽蒸时间为35min，汽蒸时间不能太长，否则会造成活性染料水解，温度为102℃-105℃，汽蒸后织物为了去除水解后的或未反应的活性染料，必须进行水洗，以增强印花织物的品质。

2.喷墨印花用真丝织物

真丝织物具有光泽柔和，吸湿透气性好，穿着舒适等特点，主要应用于衬衫、衣裙面料、丝巾、晚礼服、婚纱等。该组织结构较轻薄，保水能力较低，若直接喷印涂料易渗化，打印清晰度较低，常见预处理的方法有等离子体表面处理和将海藻酸钠等糊料施加于织物表面，经过泡沫预处理的阳离子改性织物亲水性提高，实现单面阳离子改性，印后颜色深度与清晰度都提高。

大幅面广告

大幅面喷墨印刷凭借其印刷品图文信息质量好，交货时间短，不受承印物限制等优势，在广告喷绘领域产生很大影响。国内目前超过半数的有关喷绘产品是采用喷墨印刷。大幅面喷墨印刷之所以在大幅面户外广告印刷市场发展迅速，还有其他优势，如：质量高、流程简单、价格低等。

塑料薄膜类

该承印材料主要有涂层的聚酯薄膜和聚氯乙烯薄膜。鉴于聚酯薄膜具有很好的物理化学和物理机械性能，其表面具有光滑平整、厚度均匀、透明度好、刚挺度佳、变形小、耐温抗湿性好等特性，因而涂层聚酯薄膜作为喷墨打印纸张，获得广泛应用。如：正喷透明胶片，正喷半消光、消光胶片、背胶PP纸、透明胶片等。

金属类

适用于喷墨打印的经表面处理的金属件，主要用于制作各种标牌，按幅面大小来分。

玻璃制品

玻璃制品等材料上进行数码喷墨印刷技术，早已在家庭装饰领域有可喜的发展。数码喷墨印刷技术是使用低温UV油墨墨水，优势是成本低，分辨率极高以及图像细致。玻璃被应用于大型建筑上已变得非常普遍。节能玻璃不仅能减少建筑能耗，还能使得自然光线射入建筑内，令建筑内的人员可通过其观赏到周围的景观。

但是玻璃印刷品要求有很好的耐用性，而玻璃属于难以牢固附着的无机材料。丝印油墨用的有机树脂对其附着性，特别是耐水性和耐光性难以满足要求。因此玻璃印刷油墨用的树脂和颜料须经过特殊设计并经各种耐性筛选。同时，随着环保意识的加强，环保油墨成为主要方向。

（作者单位 曲阜师范大学工学院）