关于喷墨打印机墨水的研究、探讨和分析

  【集萃网观察】在业内，喷墨打印机墨水的应用已经是十分普及，无论是国外进口兼容墨水及国产墨水，在生产、检验及应用方面十分广泛，特别是质优价廉的国产墨水在各方面也趋于成熟。但是由于国内具有统一指导性的国家相关标准没有出台，因而，良莠不齐的产品对用户的使用造成很大的不便。现结合相关的生产实践经验，对墨水从制造、检测、应用等方面进行探讨，总结出喷墨打印墨水解决方案，期望对耗材厂商及用户具有一定的借鉴意义，以期获得抛专引玉的作用.

    一、生产控制解决方案:

    1.1研发设备:

    量子分析仪、分光光度计、色谱仪、超声探测器、表面张力计、粘度仪、电导率仪、老化实验机等

    1.2制造控制:

    色剂提纯:色剂筛选，除盐、精制、提纯;

    净化设备:对水进行超细过滤、离子交换、电渗析、反渗透过滤;

    墨水过滤:真空无尘纳米过滤、模拟絮凝沉降过滤。

    墨水处理:超声波消泡，老化测试。

    1.3品质控制:

    ISO9001国际质量体系控制等。

    二、品质检验解决方案

    2.1
    墨水测试H值、粘度、表面张力、电导率、材料兼容性(塑料兼容性、海绵兼容性、黏合剂兼容性等)、墨水兼容性、挥发性、稳定性(色剂稳定性、耐候性等)、无毒性等方面测试。

    2.2

    打印测试:色密度、流畅性、快干性、渗透性、分辨率、色彩过渡、色彩稳定性(耐晒、抗紫外线、防水、耐摩擦稳定性)等。

    三、墨水应用解决方案

    3.1

    耗材生产商配套、应用解决方案

    3.2

    用户应用解决方案。

    重点对墨水检验和应用方面进行探讨:

    墨水应用解决方案:墨盒生产用墨水解决方案

    1．生产墨盒对墨水的要求:

    1.1

    墨水与各种墨盒物料的兼容匹配性-(塑料壳体、海绵、硅胶密封圈、过滤筛网、弹簧、钢珠等)

    目前墨盒使用的海绵的成分大多是聚氨酯，要求墨水中的化学成分不与聚氨酯产生化学反应，可通过老化实验来验证长时间有无化学变化。对过滤网等不锈钢物料在墨水中做浸泡实验，可以通过控制墨水的电导率值来判断，如果电导率过高就可能对不锈钢产生盐腐蚀或者产生电化学反应现象，导致对不锈钢材料产生腐蚀，这说明墨水存在潜在的危害性。墨水中的溶剂和助剂是否对塑壳成分产生反应，(塑壳的成分包括PP、PS、ABS等)，对焊线的渗透性等。对其他物料也作相似的老化实验，来验证墨水与物料的相容性。老化实验条件应该全面模拟各种耐侯条件(例如高、低温，湿度、压强、光照等）

    1.2

    墨水打印流畅性(海绵、木棉芯);

    墨水的打印流畅性主要影响因素有四点:墨水与海绵、木棉芯的兼容匹配性，这部分主要可以通过调整墨水的粘度或表面张力来改变，或者选用与墨水相适应的海绵及木棉芯;另外也可能是墨水稳定性不好，墨水产生絮凝沉淀，将过滤网或喷头堵塞，造成打印不畅，这是因为墨水中的其他可溶性杂质产生电化学反应，形成凝聚，或者是墨水中的溶剂挥发性强，染料或颜料结晶析出造成的打印堵塞;另外两种情况跟墨盒的结构、喷嘴处的储墨腔及喷嘴结构有关，产生气泡，导致下墨不畅(例如无海绵墨盒)，以及打印头本身的老化程度有关，这里暂不陈诉。

    1.3

    墨水的色彩还原性;(色相、亮度、彩度)

    这里分为两部分，一是墨水生产商对染料的筛选，筛选的染料色域是否宽广，以及某只染料的色光是偏何种颜色，或者选用多只染料进行复配使用，使墨水达到丰富的色域空间，例如目前的EPSONR210打印机墨水，色域就更加宽广;另外，墨水在打印中偏何种颜色，这在保持基本颜色的基础上，可以根据民族习惯等进行调整色光、色调及色饱和度。总而言之，墨水的色彩可调性很大，可以根据客户要求订制。(由于打印介质不同，可能打印色彩效果不同，所以要选择质量比较好的打印介质才能将色彩很好的还原，另外在选用打印软件时，例如PHOTOSHOP，应该进行色彩管理调整，否则打印输出的色彩与显示色彩造成的视觉偏差可能很明显。）

    1.4

    打印质量对墨水的要求（各种介质的适应性，渗透性、分辨率）

    主要指墨水打印在介质上，体现的扩散性、渗透性、打印是否有飞溅、横纹，打印照片颗粒感、细腻性等，以上性质受墨水粘度和表面张力的影响，同时跟打印介质的质量有关。

    1.5

    图档保存持久性对墨水的要求;(防水、耐晒、耐臭氧、耐汗渍、耐摩擦、耐刮蹭等)

    这部分打印特性受三部分影响:喷墨染料/颜料本身的分子结构特性决定本身的染色坚牢度，也就是说染料/颜料本身的染色坚牢度等级高，体现的外在性能就优良;其次，打印介质本身特性的影响，比如介质涂层的性能很大程度决定了墨水的打印质量;最后，墨水的配方，墨水溶剂、助剂中的添加剂对墨水进行表面处理，也可增加打印图档的保存持久性。锦龙墨水的C63、R210系列墨水增加了墨水的色域，特别的进行了改性处理，推出改性抗光耐晒墨水。

    分类说明如下:

    (1)、墨水和介质的关系:

 无论是染料墨水还是颜料墨水来说，打印介质对打印图档色饱和度、色密度、色调的平滑和一致性、亮度、表面纹理和墨水的干燥性有深远的影响。不同类型的介质对图档保存的持久性影响很大，对于普通纸和特殊纸张来比较，可能耐晒性相差20多年。六色打印机可以显著增强打印图象色阶的平滑性和可见打印网点与相临的自由过度，色彩的饱和度和明亮度。六色墨水使用低密度的青色和洋红色和通常的高密度的四色墨水，来最大程度的填充图像的浅色部分，这样对于一定的介质来说，六色墨水打印图象稳定性可能比四色墨水以相同的条件打印保存性差2-3倍。估算墨水/介质相结合的稳定性最好的介质基准是富士水晶档案纸。

    (2)、染料/颜料本身的结构性质:

    染料和颜料由于分子结构中显色基团的化学稳定性相差很大，无论是室内光对染料/颜料的照射而产生的分子结构产生的光分解和室外太阳光中的臭氧产生的氧化分解而使染料变性程度不同，因而墨水的耐晒性差别很大。对于同一性质的染料/颜料，由于分子结构不同，因此显色基团的化学稳定性也各不同，在筛选染料/颜料时，就要考虑好耐晒坚牢度等级，等级越高耐晒性越好。

    (3)、墨水中添加的溶剂、助剂等添加剂影响

    墨水添加的紫外线吸收剂、光引发剂、添加水性树脂等等对墨水的改性，来提高墨水的耐晒稳定性。

    1.6各种墨水的兼容性;

    不同墨水相混合，染料与染料之间，各种溶剂之间，染料与溶剂之间是否存在互溶性，否则，产生化学变性，可能使墨水中的染料/颜料结晶析出。另外，不同染料的染料是否对其他添加组分产生反应，需要对染料进行如下测试，耐还原剂性、耐氧化剂性、耐氟性、耐防腐剂性等。

    2、染料墨水与颜料墨水的选择:

    2.1染料墨水的分类

    (1)普通染料墨水:EPSON的四色快干染料墨，六色快干染料墨和CANON、HP、LEMARK的黑色油性墨和快干染料墨。锦龙的四色快干染料墨使用超强渗透和高浓缩配方，使打印图档快干，并且阻止打印出毛刺和墨水之间的相互渗透。锦龙的六色快干染料墨水表现出平滑的色阶和更丰富生动的色彩和较好的耐晒性。锦龙的CANON、HP、LEMARK兼容性油性黑色墨水，使打印乌黑光亮，打印小文字无毛刺现象，特别是打印在硫酸纸上表现更好的效果。