噴墨印刷技術的今天和未來

徐世垣

那些認為噴墨印刷只會應用在印刷市場的人，雖然原則上是正確的，卻使得印刷技術的多樣性明顯受到限制，因為噴墨可以印出除了精美圖像之外的更多東西。噴墨印刷作為單張紙或卷筒紙的大幅面印刷方法，不僅用于剛性承印物，而且也用于紡織品印花等較軟的材質。而且噴墨印刷作為窄幅或超寬幅的卷筒紙印刷方法，還廣泛用于標簽、裝飾以及軟包裝。自從瀾達納米印刷技術首發以來，噴墨印刷也可以作為間接印刷的一種方法。另外不要忘記，噴墨印刷還可以在三維表面上直接噴印包裝外觀或作為用于木材、玻璃、瓷磚或金屬等方面的印刷。因此，現在幾乎沒有哪個領域不能使用噴墨印刷。Smithers Pira市場研究機構在杜塞爾多夫召開的2019年噴墨印刷會議上，對全球噴墨市場的份額進行了詳細介紹。

噴墨印刷的現狀及展望

噴墨印刷以2 9 %的份額最常用于直郵，其次是交易文件占15.4%。噴墨印刷的書籍以9.2%的比例占第3位，其次是標簽（7.9%）、商業報表（7.3%）、室內銷售點和展示圖形（6.2%）、商業廣告產品（5.1%）和瓦楞紙板產品（4.7%）。此外，安全印刷排第10位；室內銷售點和標牌以及優惠券、門票和膠帶各占2.6%，排第11位；報紙以2.1%的份額排第12位。

經過最近5年的發展，噴墨印刷主要在雜志、目錄、包裝、標簽和圖書方面有較大的增長，盡管預計到2024年總體增長有所下滑，然而最有前途、最具增長前景的噴墨印刷的應用領域會不斷擴大。正如Smithers Pira所描述的一樣，除了當下最流行的噴墨應用領域之外，未來傳統商業印刷產品和廣告以及采用噴墨印刷的安全印刷和報紙印刷也將變得更加令人感興趣。

噴墨印刷的發展和推廣主要通過對涉及各個組成部分的不斷研究和創新來推動，如打印頭、墨水、承印物、干燥方法以及質量控制等。正如英國Digital Direct Tech公司的史蒂夫·奈特和噴墨印刷會議創始人用圖表解釋的“噴墨圈”一樣：“噴墨印刷不是一種技術，而是像交響樂一樣，沒有任何樂器可以單獨發揮作用，只有所有要素相互作用，才能實現和諧。每項技術對每個必要的組件都有幫助，每個微小的變化都會導致需要大量調整的連鎖反應，以便使系統保持平衡?！?/p>

噴墨印刷的熱點話題

如果想要獲得噴墨印刷發展方向的資訊，參加歐洲特種印刷機械與材料制造商協會（ESMA）與英國Digital Direct Tech公司共同舉辦的第六屆噴墨印刷會議是完全正確的。由于會議有60多個演講主題，在此不可能全部為讀者呈現，因此本文只能介紹演講中的幾個熱點話題。

1. 噴墨墨水

賽爾（Xaar）公司致力于研究和分析噴墨墨水黏度與打印頭的相互作用，該公司的工程師稱，適合印刷的液體黏度為10～25厘泊 （cP），但是這個極限值可以明顯向上移動，高黏度可達45厘泊 （cP），特高黏度可達65厘泊 （cP），超高黏度甚至可達100厘泊 （cP）。為了能夠印刷這種黏滯性墨水，賽爾公司將特殊的墨水循環系統整合在其打印頭中，并開發了高沉積（High-Laydown）技術。

那么，用戶能夠從中得到什么？用戶借助新技術可以開發新產品。此外，使用高顆粒大小和密度的墨水印刷，可以擴大色空間，只需在一道印刷過程中就可以達到較高的不透明度。例如，在墨水黏度45厘泊 （cP）時，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，通過采用具有高分子量的光聚合物，可以實現3D印刷或可以靈活地印刷起皺紋、壓縮或拉伸的產品。順便說一下，功能性墨水也帶來了許多新的機遇。

2. 印刷電子

德國Hahn-Schickard研究所的Jürgen博士主要從事功能性印刷研究，嚴格講這涉及噴墨和氣溶膠噴射基的數字印刷對印刷電子應用的挑戰。像印制電路板、介電層或傳感器結構的功能，如膨脹或溫度傳感器，現今已經可從使用數字印刷技術印制。采用數字印刷的優勢是：非常靈活，可以短時間改變設計或版式；可以簡化過程鏈，使用非接觸式方法能夠實現對敏感性表面加工的可能性。

為了獲得所需要的功能，最大的挑戰是找到已印刷和未印刷部分的連接，正確的預處理和后處理及正確的印刷參數。Jürgen博士描述了基于Hahn-Schickard研究所的研究工作，使用數字印刷的納米金屬油墨對印刷細微結構的影響因素及其效應。這涉及到正確的清洗承印物、預處理方法 （如等離子體預處理） 或波形、氣流 （在氣溶膠噴射時）、墨水溫度、印刷速度對印刷過程和精度的影響。此外，干燥方式對印刷電子的細微結構也很重要。

3. UV-LED干燥

美國Phoseon公司Allan Mills介紹了有關UV-LED干燥方面的技術問題。他解釋的問題包括：為什么不是所有16瓦的LED系統都有相同的功率？光學系統對干燥過程有何影響？風冷和水冷的LED系統有什么區別？未來為什么對對流冷卻、二極管與不同波長 （多波長） 的組合以及UV-C波段 （200～280nm） 將會感興趣？

2019年噴墨印刷會議也提供了大量的其他主題。Global Graphics軟件公司的Tom Mooney講述了印刷數據如何直接傳輸到打印頭的電子裝置中，而Colorgate軟件公司的Jan Seguda介紹了在瓷磚上噴墨印刷的色彩管理。如果想深入了解“噴墨圈”和各個組成部分的“精髓”，2020年10月27～28日將舉行下一屆噴墨印刷會議。

全球噴墨印刷總量排名最重要的12個應用領域及占比：

美國Smithers Pira市場研究機構在2019年噴墨印刷會議上主要介紹了噴墨印刷的使用情況。結論是：噴墨幾乎在各行各業都起著重要作用。根據研究顯示，全球噴墨印刷總量排在最重要的12個應用領域及占比是：直郵28.8%、交易印刷15.4%、書籍9.2%、標簽7.9%、商業表格7.3%、室內銷售點和展示圖形6.2%、商業廣告5.1%、瓦楞紙板產品4.7%、安全印刷應用4.0%、室內銷售點標牌2.6%、優惠券/門票/條帶2.6%、報紙2.1%。（資料來源：《德國印刷者》2019年第24期）