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鄒小姐：13326633089 -
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提到既能打印文檔又能打印照片的家用打印機，相信絕大多數人都會想到彩色噴墨打印機。其主要耗材彩色噴墨打印紙可分為：普通彩噴紙和涂層彩噴紙。涂層彩噴紙在打印性能方面遠遠好于普通彩噴紙，其涂層技術是核心。國外主要生產彩噴紙的廠商有愛普生、惠普、依爾福、日本三菱制紙等。
涂層彩噴紙組成
涂層彩噴紙一般由原紙，底涂層和面涂層組成。涂層可以阻止噴墨墨水滲透到原紙中，并且可以控制墨水向周圍擴散，從而保證打印圖像的清晰度。底涂層的作用主要是覆蓋原紙表面的纖維，使紙張表面平滑；面涂層的作用主要是吸收墨水和固化墨水，防止墨水發生洇滲。
涂層彩噴紙的結構
吸墨涂層生產工藝和配方種類很多，基本上可以歸納為兩種類型：
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間隙型噴墨打印紙 |
膨潤型噴墨打印紙 |
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吸墨機理 |
涂層中含有大量間隙微孔的網絡，對墨滴起吸附和固著的作用 |
涂層的表面承接墨滴后，發生輕度膨脹，形成一個網絡，把墨滴吸入 |
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吸墨層 |
以顏料為主（如氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、瓷土、碳酸鈣、膨潤土等） |
以樹脂為主（如明膠、聚乙烯醇） |
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優缺點 |
打印后干燥速度快、防水性好 |
防水性差、打印后干燥速度慢 |
Tip：如今，吸墨層既含有親水性樹脂，又含有特定的顏料微粒如氧化鋁、沉淀法二氧化硅，的彩噴復合紙也被大量研究。其中，顏料在圖層中形成大量的微孔結構，對墨水起著吸附和固著作用，而親水性樹脂如聚乙烯醇等既可以形成吸墨的網絡，又可以作為顏料微粒的載體。優點：涂層吸墨速度快，能夠快速固墨，打印墨滴發生重合時，墨水也不滲流。
間隙型噴墨打印紙是通過添加無機顏料，在墨水接受層形成毛細管，畫面質量好。而且吸墨層質地硬，打印后表面無壓痕，打印畫面的干燥速度很快。更重要的是，這類材料具有良好的耐光，耐水性。間隙型涂層是近年來噴墨打印介質開發的主要方向。其中，氧化鋁和二氧化硅顏料是間隙型噴墨打印紙中使用最廣泛的。
氧化鋁和二氧化硅顏料的差異
1.形成的聚集體結構不同
二氧化硅可以理解為球形結構，它的二次粒徑也是由這些球體聚集起來，由于比表面積的不同球形結構聚集體形成的內部空隙比較多；氧化鋁可以理解為相對偏平的片狀結構，其片狀結構形成層與層間的空隙相比二氧化硅的空隙較少，所以二氧化硅的吸墨能力要大于氧化鋁的吸墨能力。
因此，涂層方面用氧化鋁技術涂層的厚度要高于硅涂層，通俗的講就是氧化鋁要涂得更厚才能達到吸墨能力。但硅由于表面的陰離子特性，應用時需要改性的難度和對后面制備涂布液及形成涂層表觀都有負面影響，所以從現實應用角度上來講氧化鋁實用性更強。
2.表面電荷不同
氣相法氧化鋁由于其天然的表面正電性，所以特別適用于生產具有防水性能的噴墨打印紙用涂層。在帶正電的表面進行打印時，帶負電的打印墨水成分被牢固結合從而具備防水性。
氣相法二氧化硅天然帶負電。直接制備的分散液很難被添加到帶正電的涂料中，因為在后續的陽離子化過程中二氧化硅傾向于發生絮凝，帶負電的二氧化硅將從分散液中沉淀出來。
這樣氧化鋁在使用過程中可以直接分散制成涂布液而二氧化硅則需要進行表面陽離子改性才能避免制成涂布液后發生絮凝沉淀。
氣相二氧化硅的表面改性
氧化鋁顏料制備的彩噴紙光澤度高，對墨水的適應性強，是國內外生產工藝最成熟、應用最多的一種噴繪顏料。
但是，納米氧化鋁顏料可能存在的問題是在涂料中的穩定分散問題，這是由于納米粒子比表面積和表面張力都很大，容易吸附而發生團聚。表面改性是提高顆粒分散穩定性的方法之一。
納米氧化鋁顏料改性目的
目前最常用的改性方法
1.偶聯劑法
偶聯劑是具有兩性結構的化學物質，其分子中一部分基團可與粉體表面的各種官能團反應，形成強有力的化學鍵合，另一部分基團可與有機高聚物發生化學反應或物理作用。硅烷偶聯劑是目前應用較多的偶聯劑。
用偶聯劑對氧化鋁顏料進行改性，偶聯劑一側的無機基團可以與氧化鋁顆粒表面形成強有力的化學鍵而快速吸附在氧化鋁顆粒表面，而分子中另一側的有機基團可與噴墨墨水發生化學反應，使無機顏料和有機色料之間產生具有特殊功能的“分子橋”，從而提高噴墨墨水的固著作用，減少染料分子的橫向移動及洇滲現象而增加圖像的逼真性，提高彩色噴墨打印相紙的質量和印刷適性。
偶聯劑改性前后碳化氧化鋁掃描電子顯微鏡圖
2.酯化反應法
酯化反應對氧化鋁表面改性最重要的是使原來親水疏油的表面變為親油疏水，提高了氧化鋁與有機物的相容性和分散性。
酯化反應改性氧化鋁中采用伯醇最有效，仲醇次之，叔醇無效。氧化鋁粒子表面帶有大量的羥基，能與酸發生類酯化反應，使酸鍵合在粒子表面，一方面減小了粒子的表面能；另一方面避免了氧化鋁粒子因羥基存在而形成的氫鍵作用力，使其能更好地分散在有機溶劑中，通過酯化反應改性氧化鋁顏料來提高彩噴紙的打印質量也是一種極有效的方法。
3.表面活性劑法
表面活性劑分子由性質截然相反的兩部分組成，一部分是與油或有機物有親和性的親油基，另一部分是與水或無機物有親和性的親水基。氧化鋁粒子經表面活性劑處理使其表面的親水基變為親油基。表面活性劑在彩噴紙的涂層中，能起到穩定、潤濕、防靜電等作用。
表面活性劑有離子型和非離子型等種類，由于離子型表面活性劑的吸附性比非離子的強，故改性效果較好。表面活性劑的反應基團與氧化鋁表面的基團反應，形成新的化學鍵，增強了粒子的防水性和分散性，與其他方法結合起來改性效果更好，不僅能抑制粒子團聚，還可以解決靜電等問題。
4.表面接枝反應法
表面接枝是通過化學反應將高分子材料連接到無機粒子的表面，氧化鋁表面的羥基可以直接接枝聚合物或進一步反應引入各類官能團后再進行接枝。
將高分子材料連接在氧化鋁表面對其進行改性，比用表面活性劑和偶聯劑具有更大的優勢，不但提高了氧化鋁粒子的分散穩定性、疏水性，還增強了粒子與有機體的相容性。且通過選擇合適的接枝單體和接枝條件，聚合物接枝粒子將具有可調節的性能。
綜上，氧化鋁顏料得到的噴墨打印紙有色彩還原好、防水性好，工藝過程穩定、生產技術成熟等優點。據聞，凌瑋科技生產的γ相勃姆石型氧化鋁主要用于高質量噴墨打印紙涂層，為紙張提供高光澤和卓越的打印質量，去年氧化鋁的銷量為1000多噸。樂凱公司也是采用氧化鋁作為主要的吸墨顏料，生產噴墨打印紙。
參考文獻
1.廣州凌瑋科技股份有限公司
2.張麗惠，馮秀榮，陳思雨。DMF 在鋁系噴墨打印紙中應用研究（信息記錄材料）
3.王偉，江琦。功能型超細氧化鋁吸墨材料表面改性研究進展（華南理工大學化學與化工學院）
4.朱 倩，王志杰，郭凌華。紙張涂布顏料用納米氧化鋁的改性及其研究進展（涂料工業）
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