從20世紀(jì)六十年代，斯坦福大學(xué)教授發(fā)明連續(xù)噴墨技術(shù)以來，噴墨打印機(jī)的發(fā)展歷程可謂是日新月異。與激光打印技術(shù)相比，噴墨打印技術(shù)以其非接觸、低噪音、高速度、低成本、易彩色化而深受大眾歡迎。因此，噴墨打印技術(shù)近幾年成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。

不過，伴隨著噴墨打印技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上對(duì)噴墨打印接受材料（承印材料）提出了更高的要求，總的效果要求如下所述。

1.吸墨性

噴墨打印時(shí)，油墨液滴一旦接觸到材料面就立刻和接受材料面發(fā)生相互作用，如何在最短時(shí)間內(nèi)使油墨干燥固定在紙上對(duì)于打印的圖像質(zhì)量是至關(guān)重要的。因此噴墨打印接受材料必須具有優(yōu)良的吸墨性能。

2.網(wǎng)點(diǎn)直徑和網(wǎng)點(diǎn)圓度

噴墨打印網(wǎng)點(diǎn)直徑及網(wǎng)點(diǎn)圓度的可控性，網(wǎng)點(diǎn)間的偏差小而均勻是非常重要的。如果網(wǎng)點(diǎn)直徑過大或者直徑無法控制，那么網(wǎng)點(diǎn)的面積百分比及綜合打印濃度就會(huì)發(fā)生變化，使圖像顯色性降低。若網(wǎng)點(diǎn)的圓度太差，則會(huì)干擾到整個(gè)圖像，使畫面質(zhì)量降低。

3.圖像的打印濃度

噴墨打印圖像的光學(xué)濃度和色彩的鮮艷性除了油墨本身的因素外，從噴墨打印接受材料的角度出發(fā)就是要選用吸光系數(shù)大而散射系數(shù)小的材料作為接受材料的涂層。另一方面由于噴墨打印圖像的顯色是利用減色混合原理，所以要獲得色彩明亮的圖像也要求吸墨層散射系數(shù)小。

4圖像的保存性

所謂的圖像保存性是指畫面有一定耐水性、耐光性，畫面的室內(nèi)、外保存性及接受材料的保存性。

為了滿足以上要求，人們一般會(huì)采用具有吸墨涂層的接受材料來提高接受材料的記錄特性及圖像保存性。過去人們常在承印材料上涂上聚乙烯醇樹脂，不過這樣處理雖然清晰度較高，但吸墨速度慢。為了提高其吸墨速度，并進(jìn)一步提高其清晰度，目前更主流的做法是在樹脂里添加填料二氧化硅（SiO₂）。

目前，由于SiO₂具備多孔的結(jié)構(gòu)和良好的白度，它作為噴墨打印介質(zhì)的涂層內(nèi)的吸墨劑已獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，不僅對(duì)水性油墨的吸附速度快、吸附量大，可提高網(wǎng)點(diǎn)直徑的可控性和網(wǎng)點(diǎn)圓度，同時(shí)還可降低吸墨層的散射系數(shù)，提高圖像的濃度。

一、二氧化硅的作用機(jī)理

彩噴紙結(jié)構(gòu)示意圖

上圖是彩噴紙的構(gòu)造，其中吸墨涂層主要由吸墨主劑和吸墨輔劑兩部分組成。吸墨主劑又可分為無機(jī)類吸墨主劑和有機(jī)類吸墨主劑兩類，其中無機(jī)類吸墨主劑有無定形SiO₂和水合氧化鋁等。

在吸墨介質(zhì)的吸墨涂層中，SiO₂微粒的內(nèi)部分子處于力場(chǎng)均衡狀態(tài)，分子合力等于零，而表面的分子則處于力場(chǎng)不均衡狀態(tài)，橫向合力為零，縱向合力則呈一垂直于微粒表面的力，外部表面上每個(gè)分子都受到一個(gè)指向微粒內(nèi)部的力。微粒收縮到最小面積時(shí)達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)表面上的能量稱為表面自由能，就是吸墨涂層中SiO₂微粒對(duì)墨水吸附的動(dòng)力。

微粒的表面積越大，對(duì)墨水的吸附能力也越強(qiáng)。單個(gè)微粒吸附的墨水僅局限于微粒的表面，若有大量微粒，且其濃度足以使微粒間的距離縮小到構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，形成一系列微孔，則由于毛細(xì)管作用，進(jìn)一步增加了吸墨容量。

二氧化硅SEM圖

當(dāng)往含有無定形二氧化硅的涂層上噴射墨滴時(shí)，墨水首先很快被無定形SiO₂的凝聚粒子的間隙（微孔）所吸收，接著被無定形SiO₂凝聚粒子自身的細(xì)孔所吸收。因此選用孔隙性合適的SiO₂吸墨劑產(chǎn)品，是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提。

二、吸墨劑二氧化硅的選擇與使用

SiO₂的選擇，其中一個(gè)重要指標(biāo)為孔隙率的大小，孔隙率越大的產(chǎn)品，其吸墨性越強(qiáng)，孔隙率的大小可通過氮吸附儀進(jìn)行檢測(cè)；SiO₂的粒徑選擇也同樣重要，與油漆涂料不同，作為吸墨涂層產(chǎn)品所使用的SiO₂產(chǎn)品，不需要產(chǎn)品粒徑越細(xì)越好，過細(xì)的粉體在涂層干燥之后反而容易出現(xiàn)掉粉的現(xiàn)象，其平均粒徑不能超過涂層干膜厚度，其中的大粒子一般不能超過100μm，否則造成涂料過濾困難；SiO₂產(chǎn)品的pH值通常在6～8之間，某些特殊處理的產(chǎn)品pH值低于6，一般選擇pH值不低于6的產(chǎn)品使用在吸墨涂層中，pH值過低會(huì)造成產(chǎn)品在漿料分散過程中，與其他助劑發(fā)生反應(yīng)，涂料變質(zhì)。

在吸墨涂層的配置過程中，作為吸墨劑的SiO₂應(yīng)使其與水以一定固含量的比例進(jìn)行高速分散后，再與其他膠黏劑或漿料低速分散后使用。吸墨效果不佳的涂層，可通過適當(dāng)加大SiO₂吸墨劑的比例進(jìn)行調(diào)整，但添加量過大時(shí)，涂層的粘度增大，涂布之后不能順利流平，致使干燥后涂層各向吸墨性不一致，產(chǎn)生洇墨現(xiàn)象，影響打印效果。而且成本增加的同時(shí)，漿料粘度增加會(huì)增大干燥過程的符合從而降低生產(chǎn)能力。

資料來源：

噴墨打印涂層吸墨劑二氧化硅，張憶，樊新華，裴亞利，操應(yīng)軍。

噴墨打印材料用吸墨劑的合成及吸墨性能的研究，賴興強(qiáng)。

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