淺析溶劑型墨水的現狀與未來發展趨勢

　　導讀：相對于水性墨水來說，溶劑型墨水干燥速度快，油墨干燥后對承印物的附著度高，一般對環境的溫度和濕度不敏感。

溶劑型墨水是指以有機溶劑或溶劑型高分子成膜劑為載體，將顏料或染料分散在載體中形成的油墨體系。由于溶劑型墨水的印刷圖像質量持久度高并且原料成本較低，其在大幅面和寬幅面的應用領域有著巨大的市場。盡管溶劑揮發容易造成環境污染，使其在歐美市場的發展受到了限制，但在中國的油墨市場上，溶劑型墨水仍處于蓬勃發展期。為了應對環境污染問題，一種新型墨水——弱溶劑墨水(ECO-solventink)開始迅速發展。這種對環境污染較小的墨水將是未來溶劑型墨水的發展方向。本文將從溶劑型墨水的市場定位、成分特點以及新興產品等方面探討其現狀與發展趨勢。
　　
　　溶劑型墨水的市場定位
　　
　　以打印速度為標準，溶劑型墨水主要應用于中速打印的經典型寬幅打印和工業型寬幅打印;而水性墨水主要應用在對打印速度要求不高的家用及辦公中;高速噴墨印刷市場，則被UV墨水牢牢地占據著。
　　
　　一般來說，溶劑型墨水在戶外廣告印刷領域比較受歡迎。相對水性墨水而言，溶劑型墨水具有色彩鮮明、色彩還原性好、在承印材料上橫向擴散少、干燥速度快等特點，因此，不需要對承印材料進行特殊處理，可以在諸如紙張、塑料薄膜、不干膠貼膜和網織物等無涂層的材料上進行直接印刷。若溶劑型墨水采用的是高質量顏料，則會使印品具備很好的抗紫外線性能，而無須使用貼膜，同時這種油墨的揮發性特點還可以使干燥后的墨膜較薄。溶劑型墨水能適應各種承印材料，印刷出來的圖像具有更好的耐久性，并且其價格低于水性墨水。因此溶劑型噴墨印刷機開拓了廣告牌、車身廣告和很多以前傳統打印不可能進入的領域。
　　
　　溶劑型墨水的缺點是其在干燥過程中，通過溶劑的揮發向空氣中排放有害物質，影響室內外空氣質量。因此使用時需要注意噴頭的日常維護和溶劑揮發等一些問題，必須在通風條件比較好的環境中使用。這些缺點使其在美國和歐洲的墨水市場上增長趨勢受到限制，只有加強對非有害物質或環保溶劑的使用才能使溶劑型墨水的應用獲得更大的增長。事實上，由于技術的發展和嚴格的研發測試，高質量的UV墨水正成為溶劑型墨水的競爭對手。在干燥速度、承印材料適應性和應用范圍三個重要油墨評測因素方面，UV墨水都超過溶劑型墨水。同時，UV墨水不含揮發性有機化合物(VOC)，具有相當好的環保效益。因此，UV墨水有可能成為未來工業噴墨印刷的主要墨水。
　　
　　盡管溶劑型墨水在某些領域受到了UV墨水的挑戰，但是其固有優點使其在較長一段時間內在國內市場所占的比重仍會加大。目前相關墨水制造商也正在改進墨水配方，推出了不含有害物質的、環保的溶劑型墨水和環保的溶劑型噴墨印刷機，新一代的溶劑型墨水將會更加完善，對環境的危害也會越來越小。
　　
　　溶劑型墨水的成分及特點
　　
　　噴墨墨水按照墨基來區別，可劃分為水性墨水、溶劑型墨水和UV墨水。溶劑型墨水以非水溶性的溶劑作為溶解著色劑的主要成分，這里的著色劑既可以是顏料，也可以是染料。溶劑型墨水通常由著色劑、溶劑、表面活性劑、保濕劑、pH值調節劑、催干劑、金屬離子螯合劑、防腐劑以及其他添加劑等組分組成。下面對墨水的主要成分著色劑和溶劑進行簡單介紹。
　　
　　1.著色劑
　　
　　制備噴墨墨水常用的著色劑有染料(Dye)和顏料(Pigment)兩種類型。著色劑的用量一般占墨水總量的0.5%～10%，較合適的范圍在0.5%～5%。無論是染料還是顏料，都可以是非離子的、陽離子的、陰離子的或者是它們的混合物。
　　
　　從化學的角度來講，染料在墨水中是以單個分子的狀態存在的，而顏料則是由無數個顏料分子聚集而成的絮團組成的。使用染料做著色劑具有制備方便、成本低、顏色鮮艷、色譜齊全和不易堵塞噴嘴等優點。染料墨水的顏色表現性能或色域要優于顏料墨水，在質量比較好的承印物上印刷時，使用染料墨水能夠達到與銀鹽照片質量相媲美的效果。但是染料墨水的穩定性較差，特別是耐光性、暗儲存穩定性、耐濕性和抗水性等性能較差，原因是單個染料分子在光照、濕氣和氧化的條件下，其化學性能很不穩定，很容易發生化學反應，引起印刷品退色。此外，染料墨水對印刷介質也很挑剔，往往需要專門的介質支持才能實現。在普通的復印紙上印刷時，由于復印紙是由縱橫交錯的紙纖維構成的，其間填充的是膠性物質，而一般的染料墨水中親水因子占的比重極大，由于這些親水因子的作用，染料墨水很容易順著紙張纖維滲透進去，從而在普通復印紙上產生暈染，嚴重影響最后的印刷效果。
　　
　　而顏料墨水便是針對染料墨水的上述缺點開發出來的。與染料不同，顏料墨水中顏料是以無數個顏料分子聚集的絮團狀態存在的，因此其對環境的影響所表現出來的穩定性要好。使用顏料作為著色劑，墨水的耐光性、耐水性、耐熱性和抗氧化性優良，且不易受天氣影響。但顏料墨水的液體穩定性差，在長期儲存中，顏料的分散性可能會引起噴嘴堵塞。
　　
　　根據上述的各自優缺點，可以看出染料墨水表現能力很強，色彩艷麗、均勻，亮度級別高，很容易表現色調，因此特別適用于戶內印品使用;而顏料墨水穩定性和持久性好，適合戶外印品使用。目前溶劑型墨水大多采用顏料作為著色劑，這是由顏料的特性和溶劑型墨水的市場定位共同決定的，而采用染料作為著色劑的溶劑型墨水較少。
　　
　　2.溶劑
　　
　　溶劑是揮發性有機液體，是溶劑型墨水中必不可少的組分之一，它能夠調節噴墨墨水黏度、表面張力以及干燥性。當墨水轉移到承印物上后，揮發性強的溶劑迅速揮發，揮發性弱的溶劑靠毛細管作用滲入承印物內部，這樣就使得留在紙張表面的連結料及著色劑固著在紙張表面并干燥。它既是溶解連結料等高分子物質的真溶劑，也是起稀釋作用的稀釋劑和起潛溶作用的助溶劑。
　　
　　常用的溶劑按化學結構分主要有以下幾類：
　　
　　①脂肪類：溶解性不太好，氣味小，價格便宜，如石油醚汽油、煤油、正己烷等。
　　
　　②芳香族：溶解性優，氣味較大，毒性大，如苯、甲苯、二甲苯等。
　　
　　③酯類：溶解性優，具有強烈的水果氣味，價格高，如醋酸乙酯、醋酸丁酯等。
　　
　　④醇類：對某些樹脂溶解性好，氣味也好，價格稍高，如乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇等。
　　
　　⑤酮類：有非常強的溶解性，氣味不佳，如丙酮、環己酮。
　　
　　⑥醚類：對某些樹脂溶解性強，氣味溫和，有防凍性，但價格高，如乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等。
　　
　　⑦混合型溶劑：指把上述兩種以上溶劑混合在一起的溶劑。混合型溶劑既能很好地溶解樹脂，又能通過改變其配比來調節油墨的干燥速度。
　　
　　溶劑按沸點高低分類又可分為低沸點溶劑(沸點在100℃以下)、中沸點溶劑(沸點在100～150℃)和高沸點溶劑(沸點在150～250℃)。溶劑不僅是油墨的重要組成部分，而且還可以用來調節油墨的黏度和干燥速度。溶劑揮發速度的快慢可直接影響油墨的干燥速度和墨層形成的質量，如能合理地選擇溶劑還可以達到降低成本的目的。有機溶劑是油墨的主要成分，在噴墨墨水中含有大量揮發性有機溶劑，幾乎占到溶劑型墨水的90%，其作用不容忽視。
　　
　　新興的弱溶劑墨水
　　
　　相對于水性墨水來說，溶劑型墨水干燥速度快，油墨干燥后對承印物的附著度高，一般對環境的溫度和濕度不敏感。但是溶劑型墨水中的有機溶劑會對環境造成污染，因此，環保溶劑型油墨成為溶劑型墨水的發展方向之一。最近幾年，弱溶劑墨水作為一種新型的噴墨墨水迅速發展起來，并引起越來越多人的關注。弱溶劑墨水又稱為環保溶劑墨水，其英文名稱ECO-solventink中的ECO可視為是環保(EnvironmentallySafe)、無涂層底材(unCoatedMedia)和戶外耐候性(OutdoorDurable)的縮寫，弱溶劑墨水普遍宣傳的特點就是環保、高精度和戶外耐候性。
　　
　　和普通溶劑型墨水相比較，弱溶劑墨水最大的特點是對環境的友好性，主要體現在可揮發物VOC的減少和不再采用許多有毒有害的有機溶劑(如苯類、丁酮、甲苯、二甲苯和環己酮等毒性溶劑)，所以在弱溶劑噴繪機的生產車間不再需要通風裝置。和水性墨水相比較，弱溶劑墨水既保持了水性墨水制作畫面精度高的優點，又克服了水性墨水對基材的苛刻和制作的畫面無法應用在戶外等缺點。因此，弱溶劑墨水介于水性和溶劑型墨水之間，兼顧兩者的優點。但是我們必須看到，弱溶劑墨水的主要組分依然是有機溶劑，也就是說，弱溶劑墨水是溶劑型墨水的一個分類，是它的一個環保版本。
　　
　　在墨水的生產過程中，弱溶劑墨水除了選擇環保溶劑外，和溶劑型墨水相比較還提出了兩個更高的要求：一個是為了實現高精度的輸出必須對墨水的點散(dotgain)控制得更好，另外一個就是墨水生產過程的過濾精度要求更高。目前采用弱溶劑墨水的打印機主要有兩類：一類是采用愛普生噴頭的噴墨打印產品，主要生產廠家有Mimaki、羅蘭和武藤公司等;另外一類是采用柯尼卡美能達噴頭的噴墨打印產品，主要生產廠家有精工公司和上海雅色蘭等。
　　
　　全球著名的I.T.Strategies公司曾對149家圖像制作公司進行調查發現，75%的客戶已經購買或者正準備購買弱溶劑型噴墨打印機，只有25%的客戶不打算購買，由此可以看出弱溶劑墨水打印機的市場需求非常大。實際上，由于其具有色彩靚麗豐富、耐磨損不易脫色等優點，弱溶劑墨水現已在萬能打印機以及寫真機行業廣泛使用。
　　
　　溶劑型墨水已經獲得了長足的發展，選用的著色劑、溶劑、助劑配方已使墨水在耐水、耐光、耐日曬牢度及圖像清晰度等方面有了很大的進步。但由于傳統溶劑型墨水固有的弱點，使得其在未來的噴墨墨水市場很難再有大的突破，而對環保型的弱溶劑墨水的需求量卻逐漸增加。盡管面對著UV墨水的挑戰，但隨著噴墨打印技術的完善與提高，以及環保型墨水研發的加快，相信溶劑型墨水在未來仍將得到蓬勃的發展。