用于水性油墨喷墨生产的染料和颜料油墨的优点和局限性

对生产喷墨进行分类的方法有很多种。例如，可以采用配置、单页纸或单张纸，而不是卷筒纸；或按技术——连续或按需喷墨；或按油墨类型—UV或水基配方。用于高速生产喷墨设备的水性墨水有染料和颜料两种选择。
 染料基水性油墨是水溶性的，并且具有高饱和度，因为油墨被吸收到多孔和半多孔基材（如未涂布纸）的纸张纤维中。“这提供了更高的色域，”佳能解决方案美国公司类别营销顾问露西·佩雷斯-塞拉指出。

然而，她指出，染料基水性油墨的耐用性较差，这意味着如果印刷产品暴露在阳光下，油墨会更容易褪色。除了耐光性之外，用染料油墨印刷的产品也不防水。

佩雷斯-塞拉表示，染料油墨最初是高速生产喷墨的事实上的标准，但耐水性和耐光性的耐久性限制超过了其优点。“染料油墨价格较低，但随着时间的推移，随着颜料油墨被引入市场并利用规模经济，两种油墨之间的成本差异变得可以忽略不计。”

“基于染料的水性油墨在事务印刷市场上有着悠久的历史。与颜料油墨相比，它们的耐用性和持久性较差，但价格更便宜，因此非常适合保质期短、覆盖率较低的单色文本（与高彩色图形应用相比）。”柯达产品管理/OEM 合作伙伴关系总监詹妮弗·彭宁顿指出。

惠普公司研发化学家萨巴·洛特菲扎德和弗拉基米尔·雅库贝克表示，染料水性油墨通常以其鲜艳的色彩而闻名，但强调这种优势与纸张类型和时间高度相关。“染料油墨还有其他优点，包括出色的系统可靠性以及高耐刮擦和耐摩擦性，因为染料对纸张基材的渗透性很高。”

他们一致认为，染料基水性油墨在印刷寿命方面存在局限性，表现为有限的耐光性、耐湿性和耐水性。“此外，由于染料渗透到纸张基材中，染料基水性油墨可能会出现低颜色饱和度和色域体积的现象。”

另一方面，基于颜料的水性油墨通常比基于染料的油墨产生更大的色域。“柯达专有的微研磨颜料颗粒可减少光散射，从而实现更高的光密度和色纯度，以及比胶印可实现的色域大35%的色域，”彭宁顿分享道。

颜料油墨还可以更耐用，为某些应用（例如包装和标签）产生更好的效果。“颜料油墨通常更耐光，可以延长印刷产品的保质期。凭借柯达专有的研磨工艺和熟练的内部材料科学团队，提供定制配方，以提供理想的色彩匹配并维护品牌完整性。”

颜料基水性油墨不可溶，由悬浮在载体液体（如水）中的细小固体颗粒组成。相反，与染料水性油墨相比，它们具有更高的耐用性和颜色稳定性，并且在暴露于阳光下时更不易褪色，因此持续时间更长。“颜料油墨更耐污、更防水，”佩雷斯-塞拉说道。她补充说，颜料黑墨水比染料墨水产生更真实的纯黑色。

洛特菲扎德和雅库贝克对此表示同意，并补充说，基于颜料的水性油墨在耐光性、耐水性和耐湿性方面具有较高的印刷寿命，同时还表现出高色彩饱和度、色域体积和油墨效率。“颜料油墨的局限性包括由于油墨稳定性和颜料沉降而导致油墨保质期较短，以及涂层介质的耐刮擦性和耐摩擦性较差。”

洛特菲扎德和雅库贝克评论道，一般而言，水性油墨对环境的影响最小，几乎没有气味，并且在生产环境中对人类健康安全，这使得它们成为大批量印刷应用的理想选择。对环境影响的重视变得越来越重要。“与其他技术替代方案相比，水性油墨系统减少了对环境的影响，”洛特菲扎德和雅库贝克表示, “与不含水的UV和油基柔印系统相比，它们的含水量通常超过 80%。此外，水性油墨在单体含量方面不存在与UV系统相同的健康和安全挑战。”

应用注意事项

在生产喷墨系统中使用水/水性油墨在一系列应用中很受欢迎，包括一般商业印刷、直邮、出版和事务印刷，以及瓦楞纸箱和折叠纸盒包装市场。在确定生产喷墨系统中水/水性油墨的目标应用领域时，一个主要考虑因素是基材的具体情况。

“水/水性油墨与底涂或油墨配方结合使用的发展使得生产喷墨系统能够在胶印涂布基材上运行，特别是光面纸，”佩雷斯-塞拉说道。因此，她表示，由于生产喷墨系统中水性油墨的改进，现在开放的细分市场包括出版、交易/金融、商业通信、直邮和商业印刷应用，如选票、目录、杂志、小册子 、营销材料、海报、日历、产品插页等。

“水性油墨可设计用于食品包装应用。然而，由于含水量的原因，这些油墨需要充分干燥才能使印刷品持久耐用。对于油墨覆盖率非常高的应用，这可能会导致整体生产速度受到一些限制。”洛特菲扎德和雅库贝克分享道。

他们补充说，水性油墨还适用于印刷其他工业应用，如标牌和图形，以及宽幅技术应用，如CAD、标签和纺织品。“染料油墨最有吸引力的应用是那些保质期相对较短、覆盖率较低以及图形或颜色有限的油墨，”彭宁顿说， “专注于账单和报表等交易文档的印刷商是染料油墨最常见的用户。一些大容量但覆盖率低的直邮或出版应用也符合这种模式。”

她补充说，用于寻址或编码的压印系统通常使用染料油墨，但也可以使用颜料油墨。颜料油墨通常比染料油墨产生更大的色域，更适合更高油墨覆盖率的应用，例如相册、彩色书、杂志、目录和一些直邮。“颜料油墨也更耐用，非常适合包装和标签应用，”彭宁顿解释道。

速度、数量和成本

将水性油墨与其他选择进行比较时，很大程度上取决于其使用的技术。

洛特菲扎德和雅库贝克解释说，专为数字喷墨设计的水性油墨可以通过“印刷一个”定制和个性化以及快速周转时间将作业从模拟转移到数字印刷。这可以通过消除模拟印刷准备过程来实现，因为模拟印刷过程需要时间并造成大量浪费。

洛特菲扎德和雅库贝克解释说：“许多基于模拟的油墨系统，包括溶剂型、油性和UV油墨，都面临监管挑战和工人安全问题，这使得它们难以在全球印刷生产环境中使用。”

与UV相比，他们指出，UV固化也可能需要大量能源才能完全固化油墨，而与UV固化油墨相比，水性油墨在耐久性方面可能存在一些限制。

颜料型水性油墨的最大区别在于油墨的使用技术。“当用于柯达连续喷墨系统（例如PROSPER印刷机）时，没有任何限制。这些油墨以高达每分钟410米的生产速度提供胶印质量的印刷效果。

“柯达的专有油墨通过生产力和水基化学品提高可持续性，从而减少碳足迹。相比之下，按需喷墨技术需要更多的保湿剂来防止喷头干燥，进而延长喷头的使用寿命。”彭宁顿说道。

当考虑成本时，它比油墨的价格还要高。彭宁顿强调考虑总生产成本的重要性。“喷墨设备和模拟技术的总生产成本会有所不同。在将模拟技术与喷墨技术进行比较时，必须考虑印版成本、加工、印刷机上的准备工作以及纸张浪费，而柯达喷墨技术可提供更短的准备时间、更高的生产率并减少浪费。对于较短版的订单或者是可变作业，喷墨通常更便宜。”

洛特菲扎德和雅库贝克认为水性油墨提供了具有竞争力的每页总成本和总拥有成本。

基材兼容性

随着纸张供应链的关注，介质灵活性成为印刷提供商的一个重要考虑因素。彭宁顿表示，多种基材都与水性油墨兼容，在大多数情况下，使用底涂才能获得最佳效果。“柯达优化了其预涂层和油墨配方，以便在新闻纸、薄膜和塑料等基材上以最高速度进行印刷。公司继续投资材料和化学科学，以推进颜料油墨的发展。为了额外的耐用性，可能需要可选的后涂工艺，特别是在包装市场。”

HP PageWide印刷机（例如 Advantage 2200和T250 HD）使用数字应用的HP Optimizer来最大限度地提高系统性能并提高印刷质量、色域容量和介质宽度。“HP Optimizer与其他颜色一起喷射，通常需要直接在胶印非涂布和涂布介质上印刷。这扩展了介质的多功能性和兼容性。然而，喷墨处理介质或HP ColorPRO纸张技术不需要HP Optimizer。”洛特菲扎德和雅库贝克说道。

当谈到高速喷墨印刷中的油墨时，染料和颜料油墨是水性解决方案。制造商不断开发油墨套件，以提高灵活性、介质兼容性和干燥时间。水/水性油墨用于许多应用。然而，这些久经考验的油墨往往在交易、书籍、直邮和一般商业印刷等领域蓬勃发展，与基于染料的解决方案相比，它们具有特定的优势和局限性。

来源丨 迪吉特尔 全球印刷与包装工业