喷墨印刷技术的今天和未来

徐世垣

那些认为喷墨印刷只会应用在印刷市场的人，虽然原则上是正确的，却使得印刷技术的多样性明显受到限制，因为喷墨可以印出除了精美图像之外的更多东西。喷墨印刷作为单张纸或卷筒纸的大幅面印刷方法，不仅用于刚性承印物，而且也用于纺织品印花等较软的材质。而且喷墨印刷作为窄幅或超宽幅的卷筒纸印刷方法，還广泛用于标签、装饰以及软包装。自从澜达纳米印刷技术首发以来，喷墨印刷也可以作为间接印刷的一种方法。另外不要忘记，喷墨印刷还可以在三维表面上直接喷印包装外观或作为用于木材、玻璃、瓷砖或金属等方面的印刷。因此，现在几乎没有哪个领域不能使用喷墨印刷。Smithers Pira市场研究机构在杜塞尔多夫召开的2019年喷墨印刷会议上，对全球喷墨市场的份额进行了详细介绍。

喷墨印刷的现状及展望

喷墨印刷以2 9 %的份额最常用于直邮，其次是交易文件占15.4%。喷墨印刷的书籍以9.2%的比例占第3位，其次是标签（7.9%）、商业报表（7.3%）、室内销售点和展示图形（6.2%）、商业广告产品（5.1%）和瓦楞纸板产品（4.7%）。此外，安全印刷排第10位；室内销售点和标牌以及优惠券、门票和胶带各占2.6%，排第11位；报纸以2.1%的份额排第12位。

经过最近5年的发展，喷墨印刷主要在杂志、目录、包装、标签和图书方面有较大的增长，尽管预计到2024年总体增长有所下滑，然而最有前途、最具增长前景的喷墨印刷的应用领域会不断扩大。正如Smithers Pira所描述的一样，除了当下最流行的喷墨应用领域之外，未来传统商业印刷产品和广告以及采用喷墨印刷的安全印刷和报纸印刷也将变得更加令人感兴趣。

喷墨印刷的发展和推广主要通过对涉及各个组成部分的不断研究和创新来推动，如打印头、墨水、承印物、干燥方法以及质量控制等。正如英国Digital Direct Tech公司的史蒂夫·奈特和喷墨印刷会议创始人用图表解释的“喷墨圈”一样：“喷墨印刷不是一种技术，而是像交响乐一样，没有任何乐器可以单独发挥作用，只有所有要素相互作用，才能实现和谐。每项技术对每个必要的组件都有帮助，每个微小的变化都会导致需要大量调整的连锁反应，以便使系统保持平衡。”

喷墨印刷的热点话题

如果想要获得喷墨印刷发展方向的资讯，参加欧洲特种印刷机械与材料制造商协会（ESMA）与英国Digital Direct Tech公司共同举办的第六届喷墨印刷会议是完全正确的。由于会议有60多个演讲主题，在此不可能全部为读者呈现，因此本文只能介绍演讲中的几个热点话题。

1. 喷墨墨水

赛尔（Xaar）公司致力于研究和分析喷墨墨水黏度与打印头的相互作用，该公司的工程师称，适合印刷的液体黏度为10～25厘泊 （cP），但是这个极限值可以明显向上移动，高黏度可达45厘泊 （cP），特高黏度可达65厘泊 （cP），超高黏度甚至可达100厘泊 （cP）。为了能够印刷这种黏滞性墨水，赛尔公司将特殊的墨水循环系统整合在其打印头中，并开发了高沉积（High-Laydown）技术。

那么，用户能够从中得到什么？用户借助新技术可以开发新产品。此外，使用高颗粒大小和密度的墨水印刷，可以扩大色空间，只需在一道印刷过程中就可以达到较高的不透明度。例如，在墨水黏度45厘泊 （cP）时，可以打印盲文；采用超高黏度墨水可以打印出特殊效果。此外，通过采用具有高分子量的光聚合物，可以实现3D印刷或可以灵活地印刷起皱纹、压缩或拉伸的产品。顺便说一下，功能性墨水也带来了许多新的机遇。

2. 印刷电子

德国Hahn-Schickard研究所的Jürgen博士主要从事功能性印刷研究，严格讲这涉及喷墨和气溶胶喷射基的数字印刷对印刷电子应用的挑战。像印制电路板、介电层或传感器结构的功能，如膨胀或温度传感器，现今已经可从使用数字印刷技术印制。采用数字印刷的优势是：非常灵活，可以短时间改变设计或版式；可以简化过程链，使用非接触式方法能够实现对敏感性表面加工的可能性。

为了获得所需要的功能，最大的挑战是找到已印刷和未印刷部分的连接，正确的预处理和后处理及正确的印刷参数。Jürgen博士描述了基于Hahn-Schickard研究所的研究工作，使用数字印刷的纳米金属油墨对印刷细微结构的影响因素及其效应。这涉及到正确的清洗承印物、预处理方法 （如等离子体预处理） 或波形、气流 （在气溶胶喷射时）、墨水温度、印刷速度对印刷过程和精度的影响。此外，干燥方式对印刷电子的细微结构也很重要。

3. UV-LED干燥

美国Phoseon公司Allan Mills介绍了有关UV-LED干燥方面的技术问题。他解释的问题包括：为什么不是所有16瓦的LED系统都有相同的功率？光学系统对干燥过程有何影响？风冷和水冷的LED系统有什么区别？未来为什么对对流冷却、二极管与不同波长 （多波长） 的组合以及UV-C波段 （200～280nm） 将会感兴趣？

2019年喷墨印刷会议也提供了大量的其他主题。Global Graphics软件公司的Tom Mooney讲述了印刷数据如何直接传输到打印头的电子装置中，而Colorgate软件公司的Jan Seguda介绍了在瓷砖上喷墨印刷的色彩管理。如果想深入了解“喷墨圈”和各个组成部分的“精髓”，2020年10月27～28日将举行下一届喷墨印刷会议。

全球喷墨印刷总量排名最重要的12个应用领域及占比：

美国Smithers Pira市场研究机构在2019年喷墨印刷会议上主要介绍了喷墨印刷的使用情况。结论是：喷墨几乎在各行各业都起着重要作用。根据研究显示，全球喷墨印刷总量排在最重要的12个应用领域及占比是：直邮28.8%、交易印刷15.4%、书籍9.2%、标签7.9%、商业表格7.3%、室内销售点和展示图形6.2%、商业广告5.1%、瓦楞纸板产品4.7%、安全印刷应用4.0%、室内销售点标牌2.6%、优惠券/门票/条带2.6%、报纸2.1%。（资料来源：《德国印刷者》2019年第24期）