หมึกพิมพ์ในเครื่องพิมพ์ดิจิทัลเป็นอย่างไร ?

หมึกพิมพ์สำหรับเครื่องพิมพ์ระบบอิงค์เจ็ท (ตอน1)

รศ.ดร. จันทิรา โกมาสถิตย์นักวิชาการสาขาเทคโนโลยีการพิมพ์

การพิมพ์ระบบ Inkjet เรียกเป็นชื่อภาษาไทย คือ การพิมพ์แบบฉีดหมึก แบบพ่นหมึก ส่วนประกอบหลักของเครื่องพิมพ์ระบบนี้คือ หัวพ่นหมึก (nozzle) ซึ่งอยู่ในหัวพิมพ์ ประกอบด้วยรูเปิดขนาดเล็กมาก เส้นผ่าศูนย์กลางมีสเกลวัดระดับไมโครเมตร 10-50 ไมโครเมตร ด้วยเหตุนี้เองหมึกพิมพ์ของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทจึงต้องมีคุณสมบัติเฉพาะที่แตกต่างจากหมึกพิมพ์ทั่วไปเพื่อลดปัญหาหมึกตันหัวพิมพ์ คือ มีความหนืดต่ำมาก ที่เรียกว่า หมึกเหลว มีค่าแรงตึงผิวสูงพอให้ฟอร์มตัวเป็นหยดหมึกรูปร่างกลมเมื่อพ่นออกมา ขนาดอนุภาคในหมึกต้องมีขนาดเล็กละเอียดสูงเพื่อให้การพ่นหมึกไม่ติดขัด อุดตัน รวมทั้งหมึกต้องมีส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูง เช่น น้ำปราศจากประจุ วัตถุดิบและสารที่มีความบริสุทธิ์มาก เพื่อป้องกันปฏิกิริยาเคมีแปลกปลอมก่อให้มีอนุภาคหยาบในน้ำหมึก

หมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทที่ดีให้คุณภาพงานพิมพ์คุณภาพสูง ควรมีลักษณะ

• ขนาดหยดหมึกที่พ่นออกมาจากหัวพ่นหมึก ต้องมีขนาดเท่า ๆ กันหรือตามกลไกเครื่องพิมพ์

• หมึกพิมพ์ไม่อุดตันหัวพ่นหมึกขณะพิมพ์
• หมึกพิมพ์มีความเข้มสีสูง พิมพ์งานแล้วมีค่าความดำทางการพิมพ์ (print density) สูง ซึ่งต้องใช้สารให้สีที่มีคุณภาพสูง เช่น มีความเข้มสีสูง (high color strength) การใช้ปริมาณของสารให้สี (กรัมต่อปริมาตร) ในสูตรหมึกจะมีมากกว่าปริมาณในสูตรหมึกพิมพ์ทั่วไป เพราะขนาดหยดหมึกที่มีปริมาตรน้อยมากระดับ “พิกโคลิตร; pico-liter” จึงผลิตงานพิมพ์ที่มีความหนาของชั้นหมึกพิมพ์บางมาก คือ บางน้อยกว่า 1 ไมโครเมตร ซึ่งน้อยกว่าของระบบพิมพ์ออฟเซต

• หมึกพิมพ์มีความทนทานต่อการซีดจางต่อแสง อากาศ เนื่องจากความหนาของชั้นหมึกพิมพ์ที่มีความบางน้อยมาก จึงมีผลให้มีแนวโน้มซีดจางได้ง่ายกว่าหมึกพิมพ์ระบบอื่น ในการทดสอบคุณภาพหมึกพิมพ์จึงต้องทดสอบ lightfastness, ozone resistance, nitrogen resistance
• แห้งเร็วพอต่อการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทชนิดทั่วไปเป็นหมึกฐานน้ำ ประกอบด้วยน้ำในหมึก มีผลให้หมึกแห้งตัวค่อนข้างช้า จึงมีการผลิตหมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทชนิดอื่น ๆ ขึ้นมาเพื่อใช้ทดแทนหมึกพิมพ์ฐานน้ำสำหรับพิมพ์งานที่ต้องการ เช่น หมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทชนิดฐานตัวทำละลายอินทรีย์ระเหยไว อาทิ MEK inkjet หมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทชนิดก้อนของแข็งที่หลอมเหลวได้ ฯลฯ
• หมึกพิมพ์มีอายุเก็บใช้งานได้นานพอ เพราะหมึกพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นหมึกเหลวเสี่ยงต่อการมีอายุเก็บใช้งานสั้น เช่น ตกตะกอนเมื่อเก็บนาน ๆ

แผนผังแสดง

1. ประเภทกลไกการพิมพ์อิงค์เจ็ท 2 ระบบ คือ
– ระบบพ่นหมึกต่อเนื่อง (Continuous inkjet)
– ระบบพ่นหมึกตามสัญญาณภาพ (Drop on demand inkjet) และชนิดหัวพิมพ์ในเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท

2. เทคโนโลยีหมึกพิมพ์อิงค์เจ็ท:
– ชนิดหมึกเหลว (Liquid) มีชนิดฐานน้ำ ฐานตัวทำละลาย และฐานน้ำมัน เป็นของเหลวตัวกลางของหมึกพิมพ์
– ชนิดหมึกเปลี่ยนสถานะได้ (Phase-change) แบ่งออกเป็นหมึกพิมพ์ชนิดของแข็ง (Solid ink) และชนิดเจล (Gel ink)
– ชนิดแห้งโดยเกิดปฏิกิริยาเคมี (Curable) ได้แก่ หมึกพิมพ์ยูวีอิงค์เจ็ท และ หมึกพิมพ์รีแอคทีฟ