用于喷墨打印的功能墨水及制备方法和应用

本发明涉及一种用于喷墨打印的功能墨水，适合玻璃、陶瓷、金属等特殊基材表 面，起到在此类基材表面与UV墨层之间的过渡层作用，从而将UV喷墨技术更广泛地推广到 印刷包装、装饰装潢领域的工业化生产中。

在我国，数码印刷市场上各种票据开始呈现出越来越强的个性化倾向，电信、邮 政、银行、证券、保险等个性化印刷市场的潜力非常巨大。在北京、上海、广州、深圳等地，到 处可见街边大大小小的快印店，足以证明数码印刷已进入我们的日常生活。

在国外，数码印刷普遍用于印制报表、客户目录、企业画册、商务印刷和小量书刊， 比如明信片、名片、封面、小册和CD套；用于包装印刷如药品、健康用品和礼品的小型包装； 用于打样、促销、测试经销；还用于印刷墙纸、腰线和花边纸等。

一直以来数码打印设备以其特有的方便快捷等特性在办公室中成为不可或缺的 辅助工具。然而，苦于无法突破“幅面小、速度低、彩图像还原性差、对承印物要求高”等方 面的因素限制，该技术始终受制于狭小的写字楼宇间，无法在更加广阔的工业天地发挥作 用。反观工业领域中，尽管CTP（计算机直接制版）、ERP（企业数字化管理）等数字技术正在丰 富着印刷行业的各种应用，然而若能将喷墨打印等“轻印刷”技术引入，就能在一定程度上 改观目前“传统印刷乏力、数码印刷无力”这种青黄不接的局面。

喷墨印刷

喷墨印刷（Ink-jet Printing）是除激光打印之外一种重要的数码印刷方式，它是一种 无接触、无压力、无印版的印刷复制技术，具有无版数码印刷的共同特征，并可实现可变信 息印刷。究其原理，实际上与CTP等很多数字技术有异曲同工之妙，首先将计算机存储的图 文信息输入喷墨设备，再通过特殊的装置，在电脑的控制下，由喷嘴向承印物表面喷射雾状 的墨滴，根据电荷效应在承印物表面直接成像，成为最终的印刷品。这其中又分为连续式喷 墨印刷（CIJ）和按需式喷墨印刷（DOD）两类。连续式喷墨印刷，无论图文还是非图文，都是以 流动的方式连续产生墨滴，然后通过电场偏转形成图像，最后将不必要出现的墨滴回收或 分散。按需式喷墨印刷，只有在印纹部分才产生墨滴，专用于印刷优秀品质的图像，适合于 包装彩图、纺织品和大幅面广告牌的印刷，是全彩、高精度印刷的理想选择，印刷品质是 这种方式最重要的考虑因素。

紫外固化喷墨印刷

UV喷墨印刷是喷墨印刷中以紫外光（UV）快速固化为特的一种广泛应用装饰装潢的 工业生产方式，它顺应着国际上包装印刷技术的主流方向已向数字化、网络化、高速低耗、 更加环保和个性化的发展潮流。2013年西欧UV喷墨印刷市场规模约为24亿美元，并将在未 来5年中保持13.6％的年均复合增长率。UV喷墨印刷在北美也呈现出欣欣向荣的景象，未来 5年，其增速达16.2％。史密瑟斯·派诺公司（全球印刷包装行业知名调研机构）发布了一份 《2018年UV喷墨印刷市场预测》的报告，报告显示UV喷墨印刷将在全球范围内迅速发展，其 市场规模将在未来5年增长18.3％，并将在2018年达到159亿美元。国内UV喷墨印刷市场属 于起步阶段，但市场份额也在逐步扩大，随着设备的引进、UV喷墨墨水的改进、UV喷墨印刷 系统的完善、喷墨工艺的开发，喷墨印刷技术在玻璃、陶瓷、金属上的应用在逐步显现。

UV喷墨适合打印的材料清单如下：

材料类型 材料种类

柔性材质 相纸、特种纸张、皮革、油画布、乙烯膜或片、磁性贴

硬质材质 瓦楞纸、光栅板、PET/PC/PP、iPad/iPhone壳、大理石、木板、KT板、雪弗板、X-Board、亚克力

需要涂布的刚性特种材质 玻璃、陶瓷、金属

传统的特种印刷工艺

对于特殊材质印刷（玻璃、陶瓷、金属）传统工艺已经非常成熟，丝网印刷是其中使用非 常广泛的传统工艺，其市场占有率达90%以上。通过丝网印刷的方式，我们可以方便地在酒 瓶、玻璃杯、玻璃面板、陶瓷瓶、金属容器等表面直接印刷各种图案，但是丝网印刷也存在着 图文精度低、不可叠印调变化少、印刷需接触、不同花印刷需单独制版、转产时需换版 换辊耗时长的缺陷。

陶瓷喷墨印刷

陶瓷领域是三大特殊材质印刷中喷墨印刷最先进入的，早在2013年全球大规模推广数 字生产方法，2014年全球瓷砖喷墨印刷设备与技术迅猛发展。2010 年12月全球已安装数字 印刷设备大约538台，2011年底增加到1054台，到2012年12 月底增长到1537台，平均每年增 长超过500台。

仅2013年一年时间，数字印刷设备就新增1367台。据统计，到2014年1月31日总数 达到2904台（13个月增长+89%）。有些国家采用该项技术与设备较早，因此发展也更快，例 如：西班牙现在约有300台设备在使用，意大利现在也有240台设备在使用（包括2013年安装 的43台），有些统计可能偏高，有的可能偏低，在非欧洲国家中，使用数字印刷设备增长最快 的是亚洲国家。

2011年喷墨打印技术开始在我国瓷砖行业中应用，迄今为止全国有超过三分之一的陶 瓷砖生产线配备了喷墨打印设备。生产企业采用喷墨打印技术主要用于瓷砖、仿古砖、全抛 釉砖、外墙砖等产品的釉面装饰，其中瓷片类企业使用的喷墨打印机数量最多，瓷片类产品 一条生产线需要配置3台或以上喷墨打印机，部分大型瓷砖生产企业装备的喷墨打印机超 过10台，喷墨打印产品所占比例在50%～60%，一些企业已经开始生产全喷墨印花产品。除了 瓷片，仿古砖和全抛釉砖也是使用喷墨打印机的两大类产品，尤其是从2013年起，在一些瓷 区的仿古砖和全抛釉砖生产企业开始推广喷墨打印技术，也有很多仿古砖企业准备增加喷 墨打印机，相对普通仿古砖来说，喷墨打印花效果更好，客户更易于接受。

截至2014年4月，我国在线运行的陶瓷喷墨设备已超过2000台，国产陶瓷喷墨打印 设备在国内的市场份额已经占到60%左右，占据主导地位。到2014年年底，国内瓷砖生产企 业配备的喷墨打印设备已达到3000台。

喷墨陶瓷印刷的成功在于喷墨打印在很多方面突破了丝网的局限，如：精度高达 360dpi以上、悬空非接触的打印方式可以防止破损、凹凸面打印可以实现各种纹理、复杂颜 打印以实现渐变过渡。

喷墨涂层技术

喷墨陶瓷印刷成功另外一个不可忽略的因素是行业优势，随着近几年房地产发展持续 处于高位，瓷砖需求旺盛，且瓷砖属于高附加值产品，装饰工艺成本的略微提升不会对产品 整体价格产生多大影响。

而对于包装印刷行业（玻璃、陶瓷、金属容器），由于个体价格较低，装饰工艺成本 的提升会较大影响产品价格，故喷墨陶瓷印刷工艺成本的劣势就会显现出来。喷墨陶瓷印 刷设备存在的不足：①分辨率仅360dpi（UV工业打印机分辨率可达600dpi）②墨水不能即时 干结，釉面花会模糊，打印纹理效果差③需高温烧结（600℃）④喷头和墨水需进口成本 高。

UV喷墨的墨水在柔性材料和硬质材料表面的适应性非常好，喷出来的样品精细度 高，耐用性强，因此UV喷墨在上述两种材料为丝印打样和短板印刷方面应用广泛。但是对于 需要涂布的刚性材料陶瓷、玻璃、钢板表面UV打印墨水的附着力和耐水性方面不尽如人意 （经调研，包括咨询美国DCS浮雕打印机技术专员获得）。

包装印刷方面（玻璃酒瓶、陶瓷瓶、金属容器、印铁制罐），以及装饰装潢方面（淋浴 房、卫生间、厨房的玻璃制品、户外装饰玻璃、玻璃杯、盘，吊顶等等），如果能解决附着力和 耐水性，UV喷墨将引发包装印刷、装饰装潢行业表面整饰的技术革命。

目前市场上已经有用于改善UV喷墨在玻璃、陶瓷、金属表面附着力、耐水性的涂层 产品，如：深圳东港化学有限公司的UV-603F-A/B型（适用于玻璃表面），UV-6125D手擦型（适 用于金属表面），这两款处理液对玻璃陶瓷金属表面附着力的提高有一定帮助，但UV-603F- A/B型属于AB液使用前需混合，存在时效性，同时两款都属于手擦型不适合工业化的大生 产。

结论

综上所述，必须开发一种具有过渡层作用、单一组分稳定性优、且适合喷墨印刷的功能 墨水，才能将UV喷墨技术成功推广到大规模工业生产的包装印刷、装饰装潢领域。

为了达到上述目的，本发明提供一种单一组份、生产工艺简单，对于特殊材质（玻 璃、陶瓷、金属）表面具有高的粘附力、耐高温性能、耐刮伤性、耐水性、耐蒸煮、耐化学品性 能、通用性、耐候性优等特点的功能墨水。

本发明的功能墨水，含有一下重量份的组份：环氧树脂1

图1示出了功能墨水的紫外固化喷墨打印工艺流程。

以下结合实施例和试验效果，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说 明。

实施例：功能墨水的制备

功能墨水（1）的制备

称取环氧树脂1