液态数字印刷油墨性能及应用介绍

     液态数字印刷油墨常用于喷墨印刷，油墨的种类与喷墨打印机的墨头结构有关，墨头可分热压式及压电式两类，压电式又分高精度和低精度，如EPSON的喷墨头属于高精度产品，而Xaar及Spectra的喷墨头精度较低，前者大多数使用水性油墨，后者采用溶剂型油墨居多。

    1.水性油墨的组成及性能
   
    水性油墨主要由溶剂、着色剂、表面活性剂、pH值调节剂、催干剂及其他添加剂组成，对于热压式喷墨印刷系统，只能选用水性油墨；按需喷墨印刷油墨通常也是采用水性油墨。
    （1）着色剂
   
    水性油墨的着色剂主要采用染料，因为对于水性油墨来说，染料可以在溶剂中完全溶解，以大分子的形式与溶剂很好地融合而显现良好的着色性。如偶氮染料、金属络合物染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛蓝染料、醌亚胺染料、菁染料、喹啉染料、硝基染料、亚硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料或金属酞菁染料，特别优选油溶性染料。

   
     对于以颜料为着色剂的水性油墨来说，由于颜料不溶于溶剂，所以保证其在溶剂中的分散稳定性及发色效果还需要其他成分和更高的技术要求。颜料分为有无机颜料和有机颜料，包括碳黑、铬红、钼红、铬黄、钛黄、氧化铬、维利迪安颜料、钛钴绿、群青蓝、钴蓝、二酮吡咯并吡咯、蒽醌、苯并咪唑酮、蒽并嘧啶，以及偶氮类、酞菁类、士林类、紫苏酮类、硫靛类、喹酞酮类或金属络合物颜料等。

    
    颜料或染料可以单独使用，也可将2种或2种以上的颜料或染料组合使用，颜料粒子的平均直径最好为50～500nm，其含量根据油墨用途或印刷特性适当选择，为油墨总重量的1.0％～10.0%。

（2）溶剂
    水性油墨的溶剂一般以去离子水为主溶剂，再添加适量的有机溶剂，有机溶剂含量为油墨总重量的0.1%～1.0%，主要采用下列几类。
    多元羟基醇：乙二醇，丙二醇，丁二醇，二乙二醇，三乙二醇，1、2-戊二醇，1、2、6-己三醇，硫代二甘醇，聚乙二醇和聚丙二醇。
    二醇酯：甘油、多烷剂二醇、多羟基醇的低级烷基酯。
    醇胺类：二乙醇胺、三乙醇胺。
    酰胺类：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和四氢噻吩砜。
    酮或酮醇类：丙酮、环丁酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮。
   
醚类：四氢呋喃、二烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇独丁醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇二乙醚、三乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二乙醚。

    （3）表面活性剂
    通常使用的表面活性剂以苯磺酸盐、氧化烷基胺和胺盐、炔二醇及含氟表面活性剂为主，一般为油墨重量的0.1%～1.0%，优选0.5%。
    （4）分散剂
   
对于颜料基油墨来说，为了保证其在水中的分散稳定性，需要在油墨中添加分散剂，通常使用水溶性颜料分散树脂，包括苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸-丙烯酸萘-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸半酯共聚物、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、乙烯酸萘-马来酸共聚物等。相对于油墨总重量，分散树脂的浓度优选0.05％～2.0％。

    （5）pH值调节剂及其他调节剂
   
pH值调节剂也叫做缓冲剂，可以采用无机酸或无机碱。常用无机酸包括盐酸、磷酸或硫酸；有机酸包括甲磺酸、乙酸和乳酸；无机碱包括碱金属氢氧化物和碳酸盐；常用有机碱有氨水、三乙醇和四甲基乙二胺。

   
其他添加剂可根据油墨的具体使用要求而加入，如可添加紫外线吸收剂、金属螯合剂、消泡硅油等。这些添加剂的含量一般为油墨重量的0.1%～1.0%，优选0.5%。
    液态水性油墨的组成配方实例：
    染料  4.0%  苯磺酸钠   0.5%
    螯合剂 0.5%  硼酸钠    0.5%
    乙二醇  20.0%   去离子水  余量
    2.溶剂型油墨的组成及性能
    （1）着色剂
    溶剂型油墨中的着色剂可以使用颜料或染料，其种类和品名同水性油墨。
    （2）溶剂
   
溶剂型油墨用溶剂一般以有机溶剂为主溶剂，并添加适量的水。常用有机溶剂是常温常压下为液体的二乙二醇化合物和二丙二醇化合物，二乙二醇化合物可以是二乙二醇醚（特别是烷基醚），如二乙二醇单甲醚；或二乙二醇酯，如二乙二醇单乙醚乙酸酯；也可以是包含聚乙二醇单醚化合物和其他极性有机溶剂，如醇类（甲醇、乙醇、丙醇等）、酮类（丙酮、甲乙酮或环己酮等）及羧酸酯类等。

    二乙二醇化合物和二丙二醇化合物的混合比（重量比）在20∶80～80∶20之间，相对于油墨总重量，含量优选85％～95%。
    （3）分散剂
    使用颜料作为着色剂时，应在油墨混合物中添加聚酯类高分子化合物作为分散剂。其优选用量为着色剂（特别是颜料）重量的30％～120%。
    （4）其他添加剂
    其他添加剂包括稳定剂（如抗氧化剂或紫外线吸收剂）、表面活性剂、黏合剂树脂及润湿剂。
   
抗氧化剂可以使用BHA（2,3-丁基-4-氧苯甲醚）或BHT（2,6-二叔丁基对甲酚）；紫外线吸收剂可用二苯甲酮类化合物或苯并三唑类化合物；表面活性剂可以使用任意一种阴离子型、阳离子型、两性或非离子型表面活性剂；黏合剂树脂有丙烯酸树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、松香改性树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物、纤维素类树脂等。另外，使用润湿剂有助于防止油墨在喷头内干固或结皮，常用润湿剂有多元醇，如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙甘醇、四甘醇、聚乙二醇、甘油等，其用量为油墨混合物总重量的5.0％～6.0%。

    液态溶剂型油墨的组成配方实例：
    颜料  4.0%
    聚酯类高分子化合物（分散剂） 2.4%
    聚环乙烯衍生物  0.5%
    混合有机溶剂  93.1%

信息来源：中国油墨网