混合型喷墨打印墨水的发展趋势

在工业喷墨中，UV油墨及其某些局限性，水性喷墨正在复兴。当涉及到最苛刻的应用时，水性油墨要达到所需的电阻性能而又不会造成阻塞头的长期风险，这是一个挑战。这是混合墨水提供潜在解决方案的地方。

混合动力是什么意思？

当油墨不容易按UV，油，水基或热熔胶的传统“平台”类别进行分类时，我们通常使用“混合”一词，通常是在配方设计师故意将这两种技术结合在一起的情况下。目的是结合每种方法的优点来解决特定问题。考虑一下希腊神话中的半人马座骑兵，它将马的速度与人类的战斗本能结合在一起，而不是骑兵。

隐喻骑手的印刷等同物是需要应用两种技术来解决一个问题，例如使用柔印UV清漆覆盖用于标签印刷的水性喷墨油墨。在某些情况下，这可能是最好的处理方式，尤其是在打印机设计允许的情况下，但是当需要单层时，将两种流体的功能组合到单个产品中是有益的。

水性紫外线

可能最常见的混合方法是水性UV墨水，简称AQ-UV。自2000年代初期以来，AQ-UV油墨虽然在概念上并不陌生，但已在专利中进行了披露，但在过去的10年中，它一直是相当深入的研究对象。这很可能是由于大量打印头被含有常规自交联树脂的早期原型墨水弄坏了。如今，柯尼卡美能达（Konica Minolta），太阳化学（Sun Chemical），爱克发（Agfa），富士胶片（Fujifilm），老虎涂料（Tiger Coatings）和EFI等公司拥有许多专利，其专利从纺织品，包装到金属装饰。

AQ-UV油墨的最大优点在于，可固化组分的“固体”含量现在大大降低，最终固化的油墨膜也因此变薄了。作为覆盖率的函数，印刷品的光泽看起来更均匀，特别是对于深色而言。标记也可以更好，尽管这对所使用的精确化学方法很敏感。

问题在于，许多通常用来制造UV墨水的材料根本不溶于水。这适用于大多数UV单体和几乎所有的光引发剂。因此，从墨水制备的角度来看，最简单的方法是从较小的可溶性材料列表中进行选择，然后简单地将它们混合在一起即可制成墨水。问题是，如果膜未完全交联，则所得膜的耐水性将被该溶解度所牺牲，因此混合物的UV部分的预期优点因此部分丧失。

结果，最常见且成功的成功方法倾向于使用反应性聚合物，例如“丙烯酸化聚氨酯”作为树脂分散体，有时还与光引发剂的乳液以及可能少量的可溶性单体结合使用。

工艺与设计的意义

在大多数情况下，只有在水被干燥后，反应性材料才会固化，从而使聚合物颗粒变得足够靠近以进行反应。这意味着干燥/固化是一个两步过程，并且打印机设计需要针对每种墨水的特性进行定制。

在扫描应用中，可以将红外干燥器放在头架上，从而取代了UV打印机中的标准灯，就像大型HP乳胶打印机一样。可以在基材进给方向上安装低功率固化棒。下图示意性地显示了这一点，这是Mimaki打印机使用溶剂UV的工作方式。

再次限制了适用于低强度LED光源的水溶性光引发剂的数量，因此，如果需要更高强度的汞灯源，也可以考虑将第二托架用于UV固化。该设计最终可能有点像佳能科罗拉多打印机，使用两个扫描导轨，一个带有头/红外，另一个带有紫外线灯。

在单次通过打印机中，不可避免地需要更多空间来确保干燥，并且众所周知，这将取决于基材/温度。但是，由于最终的UV固化将是瞬间的，因此可以将其放置在基材合并之前，因此不一定会增加覆盖面积。下面的示意图说明了如何设想钉扎和干燥的不同方案。

其他UV混合示例

我们刚刚提到了溶剂UV，它已获得Fujifilm / Sericol的专利。在这种情况下，可固化的聚合物会代替粘合剂树脂，否则会成为用于大幅面图形的相当标准的溶剂型油墨。结果，可以延长最终使用性能，特别是耐水牢度。  INX在溶剂型UV方面也有一项专利申请，在这种情况下，用于印刷铝罐。

另一个经常出现的UV杂化物是hotmelt-UV。自从我们在生产性喷墨系列中提到热熔油墨以来，我们还没有详细发布过  这些油墨，但是这些相变油墨（有时称为“固体油墨”）在制造应用（例如太阳能电池）中作为蚀刻掩模已找到了利基应用。然而，它们的主要局限性在于，当暴露于讨厌的蚀刻化学品时，这些墨水类型的相对较低熔点的蜡往往会导致有限的蚀刻时间。

通过在配方中添加可紫外线固化的材料，可以大大改善蜡基油墨的电阻性能，并且通过选择正确的材料，仍可以通过行业标准的碱性显影剂去除油墨。

虽然上面提到的科罗拉多打印机中的凝胶油墨本身有点像热熔UV，但它不是室温下会变成固体的蜡，而是引起粘度显着增加。

还提出了一些其他特别有趣的混合油墨用于3D打印应用程序，作者遇到的最令人着迷的是在UV基质中的水乳液，该乳液在固化后会形成水凝胶，以模拟人体组织进行医学训练，如图所示在下面的专利图中。

超越紫外线

正如我们上一篇文章中所讨论的，已经提出了一些用于水基紫外线的相同技术来固化电子束。在这种情况下，理由是相似的：消除有害光引发剂迁移的可能性。此类技术已应用于柔版印刷，因此有先例，但是喷墨油墨的粘度要低得多，因此当湿对湿印刷时，油墨渗色的可能性要差得多。Sun Chemical提出可以使用少量危害较小的引发剂来克服非混合UV油墨中的此类问题。  也许“ AQ-EB / UV”墨水也可以使用吗？

那么，混合动力是两全其美吗？好吧，例如，并非总是由于水溶性的挑战，但它肯定可以实现某些独特的应用！