染料与颜料的化学特性——如何为不同用途选择合适的油墨？

现代油墨中含有多种不同的成分，这些成分确保了机器能够更快、更准确地进行印刷。

许多人认为墨水只是次要因素，认为正是打印机或软件让所有流程协同运作，而且各种墨水都大同小异。 但实际上，几乎所有现代喷墨墨水都是整个打印系统中经过精密工程设计的组成部分，它们是专为特定打印机精心调配的，旨在以预定的价格点提供一组明确的性能指标。

毋庸置疑，几乎每位打印机用户都觉得自己购买墨水的价格过高。但价格的形成取决于多个因素，包括制造墨水所涉及的知识产权价值，但主要还是取决于所使用的原料。那么，这些原料究竟是什么呢？

或许最显而易见的切入点就是着色剂。许多消费级水性喷墨墨水以及许多纺织墨水仍使用染料，但商业印刷商大多使用颜料，后者具有更强的抗褪色性，能使印刷品更持久，特别是在户外标牌或商店橱窗海报等直接暴露在阳光下的情况下。 与染料不同，这些颜料在打印后保持固态，并附着在介质表面。颜料被研磨成微米级颗粒，以确保其粒径足够小，能够通过高分辨率喷墨打印头上的微小喷嘴喷射出来。

直到最近几年，大多数墨水供应商都选择采用相对较低的墨水颗粒浓度，以提高墨水的喷射性能，并降低颗粒堵塞打印头的风险。这反过来意味着，打印头托架需要往返多次，才能铺设足够的着色剂，从而呈现出色彩鲜艳、饱和度高的图像。 但如今，大多数打印头都能承受更高的颜料负载量，这意味着每次通过时可以沉积更多的着色剂，从而大大缩短了整体打印时间。

颜料本身悬浮在载体液体中，该载体液体旨在确保颜料均匀分散，不会因沉降而简单地沉积在墨水罐底部。 最常见的载体流体之一是水，它兼具价格相对低廉和环保的双重优势。除了水性油墨外，水还被用作大多数树脂或乳胶油墨的载体。 我们往往认为水比溶剂更纯净或更天然，尽管水也被归类为溶剂。尽管如此，水性油墨中的挥发性有机化合物含量极低，因此除通常针对任何工作环境建议的通风要求外，几乎不需要额外的通风措施。

另一方面，环保溶剂型墨水使用略具腐蚀性的溶剂作为载体，这些溶剂会穿透基材表面的涂层，将颜料颗粒固定在介质表面。 通常您会发现，生态溶剂型墨水在喷射时会产生一些气味，但这远低于过去使用的全溶剂型墨水，如果工作区域通风良好，可能并不太明显。无论如何，这种气味大多会在24小时内消失。

接下来，需要某种粘合剂来确保颜料颗粒能够牢固地附着在承印材料上，即使受到摩擦或刮擦也不脱落。在树脂或乳胶墨水中，颜料颗粒被包裹在聚合物树脂中，某些情况下甚至可能是乳胶。 喷墨后通常会立即进行加热，这有助于蒸发载体液体中的水分。

热量还会使树脂熔化，从而将颜料颗粒固定在基材表面。这使得打印品比使用其他水性墨水打印的成品更耐用，因此这些打印品可用于户外应用。

紫外线固化油墨采用基于聚合物的不同化学原理。本质上，这些油墨含有单体——这是一种反应性稀释剂，决定着油墨的粘度和流动特性——以及低聚物，后者在油墨固化时会形成主要涂膜。 该油墨还含有一种作为光引发剂的化学物质；当油墨暴露在紫外线下时，光引发剂会促使单体和低聚物发生交联，从而瞬间干燥——更准确地说，是固化油墨——并将聚合物（包括颜料）与基材结合在一起。

几乎所有的墨水都含有多种添加剂，这些添加剂主要用于控制墨水的流动特性，既有助于墨水更顺畅地流经喷头，又能防止墨水在承印物上扩散。 有些添加剂用于防止墨水在打印机内干涸，而另一些则用于加速墨水落在承印物上的干燥过程。

最常见的添加剂包括表面活性剂，例如烃类和硅酮类，这些成分被添加到水性油墨中。 这是因为水的表面张力非常高，因此使用表面活性剂有助于油墨均匀铺展，并改善其在各种基材上的润湿性，从而减少油珠或覆盖不均等问题。因此，表面活性剂有助于油墨更好地附着在各种材料上，包括表面能较低的材料。

此外还有保湿剂，其作用是保持墨水中的水分，防止墨水在打印头内部过早干燥，从而确保喷墨效果更加稳定。 其他添加剂还包括消泡剂（用于防止墨水表面产生气泡）、干燥剂（用于加速打印后的干燥过程）以及聚结剂（有助于树脂颗粒在干燥过程中融合，从而在介质上形成更均匀的薄膜）。

此外，某些油墨中可能含有增稠剂或流变调节剂，以提高油墨的粘度，从而更好地控制油墨的流动。还有些油墨中含有杀菌剂，通过抑制油墨中真菌或霉菌的生长，从而延长油墨的保质期。

不可避免地，所有这些成分都会受到法规变化的影响，这可能会迫使制造商调整油墨配方。 尽管如此，所有这些成分共同确保了油墨具备每一位印刷商所期望的全方位特性。这包括色域范围、与多种承印材料的附着能力、良好的抗刮擦性和抗褪色性，以及合理的保质期。

毫不奇怪，如果这些零部件中的任何一种出现供应问题，就会导致价格上涨。