二、喷墨印刷技术
1.喷墨印刷的方式
喷墨印刷方式有20 多种,基本原理都是先产生小墨滴,再将之引导至设定的位置上,大致可归纳成连续式和间歇式。所谓连续式喷墨,是无论印纹或非印纹,都以连续的方式产生墨滴,再将非印纹的墨滴回收或分散;而间歇式喷墨只有在印纹部分才产生墨滴。
①连续式喷墨印刷
以偏离的墨滴印刷墨流经加压喷出、振动、分解成小墨滴后,经过电场,由于静电作用,小墨滴在飞越此电场后不论带电与否,均直前飞行。在通过偏离电磁场时,荷电量大的墨滴会受到较强的吸引,从而曲折较大的幅度;反之,则偏折较小。而不带电的墨滴将积于集墨沟内回收。
以不偏离的墨滴印刷和上述一类很类似,惟一不同在于偏离的电荷被回收,不偏离的电荷反而直行形成印纹。
使不需用的墨滴电荷分裂墨流仍是加压由管口喷出,但管孔更为纤细,其直径大约为10~15μm。其管孔细到喷出的墨滴会自动分解成一颗颗的极小墨滴,再使这些细小的墨滴经过同电极的荷电环。由于这些墨滴相当微小,会因为同性电荷相斥的缘故,导致这些电荷的墨滴再度分裂成雾状,此时它就失去方向性而不能印刷。反之,不带电荷的印墨就不会分裂形成印纹,可用作连续调的印刷。
②间歇式喷墨印刷。
以静电拉引。由于静电拉引力而喷墨,在喷孔处的印墨会形成凸出的半月形,再以一电极板并列之,凸出印墨的表面张力,会受到并列电极板上的高电压破坏,因而墨滴会被静电力拉引出来。这些墨滴都带有静电,可向垂直或水平方向偏移,射到设定的位置上或是遮蔽板上回收。
热气泡式喷墨。将墨水瞬间加热,使在电阻器附近的气体膨胀,也会有少量的墨会变成蒸汽,将墨水挤压推出喷嘴,使其飞行至纸面上,形成印纹。墨滴喷出后温度随即降低,使墨盒内的温度也迅速降低,再由毛细管原理将突出的墨水拉回墨盒内。
2.喷墨印刷的应用
由于喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的数码印刷方式,具有传统印刷无可比拟的优越性。它与承印物的材料和形状无关,除了纸张、印版外,还可以使用金属、陶瓷、玻璃、丝绸、纺织品等,适应能力很强。同时,喷墨印刷不需要胶片、烤版、拼版、晒版等工序,在印刷领域已得到广泛应用。
3.喷墨印刷中的油墨控制
在喷墨印刷时,为了保证结果,必须对印刷油墨的参数做到比较合适的控制,印刷时控制的条件有以下几个。
①为了不阻塞喷墨头,必须通过0.2μm的过滤器。
②氯化钠含量须低于100ppm。氯化钠会使染料沉降下来,而且氯化钠含有腐蚀性,尤其在气泡喷墨系统它容易将喷头腐蚀。虽然喷头都是用钛金属制成,但在高温下还是会被氯化钠腐蚀。
③黏度控制1~5cp(1cp=1×10-3Pa·S),微压电喷墨系统的黏度要求较高,气泡喷墨系统的黏度要求较低。
④表面张力30~60dyne/cm(1dyne=1×10-5N),微压电喷墨系统的表面张力要求较低,气泡喷墨系统的表面张力要求较高。
⑤干燥速度要刚好,太快容易塞住喷墨头或断墨,太慢容易扩散,使网点重叠严重。
⑥稳定性,用于气泡喷墨系统的染料热稳定性要好,因为气泡喷墨系统的油墨要加热至400℃的高温,如果染料不能耐高温将会分解或变色。
在太阳能电池的生产企业为了降低成本,要求太阳能电池所选用的硅片越来越薄,如果选用传统的丝网印刷,在压力的作用下会把硅片压碎。而喷墨印刷技术属于无压印刷,可以通过增加喷墨头的方式提高生产的速度,在不久的将来喷墨印刷技术在这个领域一定会有更好的发展的。