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邹小(xiao)姐：13326633089 -
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提(ti)到既(ji)能(neng)(neng)打(da)(da)印文档(dang)又能(neng)(neng)打(da)(da)印照片的家(jia)用打(da)(da)印机(ji)，相信绝(jue)大多数人都会想到彩色喷墨(mo)打(da)(da)印机(ji)。其(qi)(qi)主(zhu)要(yao)耗材彩色喷墨(mo)打(da)(da)印纸可分为：普通(tong)彩喷纸和涂(tu)层(ceng)彩喷纸。涂(tu)层(ceng)彩喷纸在打(da)(da)印性能(neng)(neng)方面远(yuan)远(yuan)好于普通(tong)彩喷纸，其(qi)(qi)涂(tu)层(ceng)技术是核心(xin)。国外主(zhu)要(yao)生产彩喷纸的厂商有爱普生、惠普、依尔福、日本三菱制(zhi)纸等。
涂(tu)层彩喷纸组成
涂层彩喷纸(zhi)(zhi)一般(ban)由原纸(zhi)(zhi)，底涂层和面(mian)涂层组成(cheng)。涂层可以阻(zu)止(zhi)喷墨(mo)墨(mo)水(shui)渗(shen)透到原纸(zhi)(zhi)中，并且(qie)可以控制墨(mo)水(shui)向周围扩散，从(cong)而保证打印图像(xiang)的(de)清晰度。底涂层的(de)作用主要是覆盖原纸(zhi)(zhi)表面(mian)的(de)纤(xian)维，使纸(zhi)(zhi)张(zhang)表面(mian)平滑；面(mian)涂层的(de)作用主要是吸(xi)收墨(mo)水(shui)和固化墨(mo)水(shui)，防止(zhi)墨(mo)水(shui)发(fa)生洇渗(shen)。
涂层彩喷纸的(de)结构(gou)
吸墨涂层生产工(gong)艺和(he)配(pei)方种类很多，基本上可(ke)以归纳为两种类型：
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间隙型(xing)喷墨打印纸(zhi) |
膨润型(xing)喷墨打印纸 |
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吸墨(mo)机理 |
涂层中含有大量间隙微(wei)孔的(de)网络，对墨滴起吸附和固着(zhe)的(de)作(zuo)用 |
涂层的表面(mian)承(cheng)接墨滴后(hou)，发生(sheng)轻(qing)度膨胀，形成一个网(wang)络(luo)，把(ba)墨滴吸入 |
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吸墨层 |
以颜料(liao)为主（如氧(yang)化铝、二(er)氧(yang)化硅、二(er)氧(yang)化钛、瓷(ci)土、碳酸钙、膨润土等） |
以树脂为主(zhu)（如明胶、聚乙(yi)烯醇(chun)） |
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优缺点 |
打(da)印后(hou)干燥速(su)度快(kuai)、防水(shui)性(xing)好 |
防水性差、打印后干(gan)燥速度慢 |
Tip：如今，吸(xi)墨(mo)层(ceng)既含有(you)亲水(shui)性树(shu)(shu)脂(zhi)，又(you)含有(you)特定的颜料微(wei)粒如氧化铝、沉淀(dian)法二(er)氧化硅，的彩喷(pen)复合(he)纸也(ye)被(bei)大量研究。其中(zhong)，颜料在图层(ceng)中(zhong)形成大量的微(wei)孔结构(gou)，对墨(mo)水(shui)起着(zhe)吸(xi)附和固(gu)着(zhe)作用，而(er)亲水(shui)性树(shu)(shu)脂(zhi)如聚乙烯醇等既可(ke)以(yi)形成吸(xi)墨(mo)的网络，又(you)可(ke)以(yi)作为颜料微(wei)粒的载体。优点：涂层(ceng)吸(xi)墨(mo)速(su)度(du)快(kuai)，能够快(kuai)速(su)固(gu)墨(mo)，打(da)印(yin)墨(mo)滴发(fa)生重合(he)时，墨(mo)水(shui)也(ye)不渗(shen)流。
间(jian)隙型喷墨(mo)(mo)打(da)印纸是通(tong)过添加无机颜料(liao)，在墨(mo)(mo)水接受层(ceng)(ceng)形成毛细管，画(hua)面质(zhi)(zhi)量(liang)好。而且吸墨(mo)(mo)层(ceng)(ceng)质(zhi)(zhi)地硬，打(da)印后表面无压痕，打(da)印画(hua)面的(de)干燥速度很快。更(geng)重要的(de)是，这类材料(liao)具有良好的(de)耐光，耐水性。间(jian)隙型涂层(ceng)(ceng)是近年来喷墨(mo)(mo)打(da)印介(jie)质(zhi)(zhi)开(kai)发(fa)的(de)主要方向。其中，氧(yang)化(hua)(hua)铝和(he)二氧(yang)化(hua)(hua)硅颜(yan)料(liao)是间隙型喷墨打印纸(zhi)中使用最(zui)广泛的。
氧化(hua)铝和二氧化(hua)硅颜料的差异(yi)
1.形(xing)成的聚集体结构不同
二(er)氧化硅可以理解为球形结(jie)构(gou)(gou)，它的二(er)次粒径也是由(you)这些球体聚集(ji)起来，由(you)于比表面(mian)积的不同球形结(jie)构(gou)(gou)聚集(ji)体形成(cheng)的内部空隙(xi)比较(jiao)多；氧化铝可以理解为相(xiang)对偏(pian)平的片(pian)状结(jie)构(gou)(gou)，其片(pian)状结(jie)构(gou)(gou)形成(cheng)层与层间的空隙(xi)相(xiang)比二(er)氧化硅的空隙(xi)较(jiao)少，所以二氧(yang)化硅的吸墨能力要大于氧(yang)化铝的吸墨能力。
因此(ci)，涂层(ceng)方面用氧化(hua)铝技(ji)术涂层(ceng)的(de)厚度要(yao)高于硅涂层(ceng)，通(tong)俗的(de)讲就(jiu)是氧(yang)化铝要涂得(de)更厚才能达到吸墨能力(li)。但硅(gui)由于表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)阴离子特(te)性(xing)，应(ying)用时需要改性(xing)的(de)(de)难度和对后面(mian)(mian)制(zhi)备涂布液及(ji)形成涂层表(biao)观都(dou)有负面(mian)(mian)影响(xiang)，所以从现实应(ying)用角度上来(lai)讲氧化(hua)铝(lv)实用(yong)性更(geng)强。
2.表面(mian)电荷(he)不同(tong)
气相法氧化铝(lv)由于(yu)(yu)其天然的(de)表(biao)面(mian)正(zheng)电(dian)性(xing)(xing)，所以特别适用(yong)于(yu)(yu)生产具有防(fang)(fang)水性(xing)(xing)能的(de)喷墨(mo)打印(yin)纸用(yong)涂(tu)层。在(zai)带(dai)正(zheng)电(dian)的(de)表(biao)面(mian)进行打印(yin)时，带(dai)负电(dian)的(de)打印(yin)墨(mo)水成分被牢固结合(he)从(cong)而具备防(fang)(fang)水性(xing)(xing)。
气相法(fa)二氧化硅(gui)天然带(dai)负电。直(zhi)接制备的(de)分(fen)散液(ye)很(hen)难被添加到带(dai)正(zheng)电的(de)涂(tu)料中(zhong)，因为在后续的(de)阳离(li)子化过(guo)程中(zhong)二氧化硅(gui)倾向(xiang)于发生絮凝，带(dai)负电的(de)二氧化硅(gui)将从分(fen)散液(ye)中(zhong)沉(chen)淀出(chu)来(lai)。
这样氧(yang)化铝在使用过程(cheng)中可(ke)以直接分散制(zhi)成涂布(bu)液而二氧(yang)化硅则需(xu)要进行表面(mian)阳(yang)离(li)子改性才能避免制(zhi)成涂布(bu)液后(hou)发生(sheng)絮凝沉淀。
气相(xiang)二(er)氧(yang)化硅的(de)表(biao)面改性
氧化铝颜(yan)料制(zhi)备的彩喷纸光泽度(du)高，对墨水的适(shi)应性(xing)强，是国(guo)内外生产工艺(yi)最成熟、应用最多的一种喷绘颜(yan)料。
但是，纳(na)米氧化铝颜料可能(neng)存在的问题是(shi)(shi)在涂料(liao)中的稳定分散问题，这是(shi)(shi)由(you)于纳米粒子比表(biao)面积和表(biao)面张力都(dou)很大，容易吸附(fu)而发生团聚。表(biao)面改性(xing)是(shi)(shi)提高颗粒分散稳定性(xing)的方法(fa)之(zhi)一。
纳米氧化铝颜料改性目的
目前(qian)最常用(yong)的改性方法
1.偶联剂法
偶联(lian)剂是具(ju)有(you)两性结构的(de)化学(xue)物质，其分(fen)子中一(yi)部分(fen)基团可与粉体表面的(de)各种官能团反应(ying)，形成强有(you)力的(de)化学(xue)键合(he)，另一(yi)部分(fen)基团可与有(you)机高聚物发生化学(xue)反应(ying)或物理作用。硅烷偶联(lian)剂是目前(qian)应(ying)用较多(duo)的(de)偶联(lian)剂。
用偶联剂对氧(yang)化铝(lv)颜料进行改性，偶联剂一(yi)侧(ce)的无机(ji)(ji)基团可(ke)以与(yu)氧(yang)化铝(lv)颗(ke)粒表面形成(cheng)强(qiang)有(you)(you)力的化学键而(er)快(kuai)速吸附(fu)在氧(yang)化铝(lv)颗(ke)粒表面，而(er)分子中另一(yi)侧(ce)的有(you)(you)机(ji)(ji)基团可(ke)与(yu)喷(pen)墨墨水发生化学反应，使(shi)无机(ji)(ji)颜料和(he)有(you)(you)机(ji)(ji)色料之间产(chan)生具有(you)(you)特殊(shu)功(gong)能(neng)的“分子桥”，从而提高喷墨墨水的固着作用，减少染料分子的横向移动及洇渗现象而增加图像的逼真性，提高彩色喷墨打印相纸的质量和印刷适性。
偶联剂改性(xing)前后(hou)碳化氧化铝(lv)扫描电子显微镜图
2.酯化反应法
酯化反应对氧化铝(lv)表(biao)面改(gai)性最重要(yao)的(de)(de)是(shi)使原来亲水(shui)疏油(you)的(de)(de)表(biao)面变为(wei)亲油(you)疏水(shui)，提(ti)高了氧化铝(lv)与有机物的(de)(de)相容性和(he)分散性。
酯化(hua)反(fan)(fan)应(ying)改性氧(yang)化(hua)铝中采(cai)用伯醇(chun)(chun)最有(you)效(xiao)，仲醇(chun)(chun)次之(zhi)，叔(shu)醇(chun)(chun)无(wu)效(xiao)。氧(yang)化(hua)铝粒(li)子(zi)表面带有(you)大量(liang)的羟基(ji)，能与酸(suan)发(fa)生类酯化(hua)反(fan)(fan)应(ying)，使(shi)酸(suan)键合在粒(li)子(zi)表面，一方面减小(xiao)了粒(li)子(zi)的表面能；另一方面避免了氧(yang)化(hua)铝粒(li)子(zi)因羟基(ji)存在而(er)形成的氢键作用力，使(shi)其(qi)能更好地分散在有(you)机溶剂中，通过(guo)酯化(hua)反(fan)(fan)应(ying)改性氧(yang)化(hua)铝颜(yan)料来提(ti)高彩(cai)喷纸的打印质量(liang)也是(shi)一种极有(you)效(xiao)的方法。
3.表面活(huo)性剂法
表面活性(xing)剂(ji)分子由性(xing)质截然相反的(de)两(liang)部(bu)分组成(cheng)，一部(bu)分是(shi)与油(you)或(huo)有(you)机(ji)物有(you)亲(qin)和(he)性(xing)的(de)亲(qin)油(you)基(ji)，另一部(bu)分是(shi)与水或(huo)无机(ji)物有(you)亲(qin)和(he)性(xing)的(de)亲(qin)水基(ji)。氧化铝粒子经表面活性(xing)剂(ji)处(chu)理(li)使其表面的(de)亲(qin)水基(ji)变为亲(qin)油(you)基(ji)。表面活性(xing)剂(ji)在彩喷纸(zhi)的(de)涂层(ceng)中，能起到(dao)稳(wen)定、润湿、防静电等作用。
表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)(xing)剂有离(li)(li)子(zi)型(xing)和非离(li)(li)子(zi)型(xing)等种类(lei)，由(you)于离(li)(li)子(zi)型(xing)表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)(xing)剂的(de)吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)比非离(li)(li)子(zi)的(de)强(qiang)，故改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)效果较好。表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)(xing)剂的(de)反应(ying)基团与氧(yang)化(hua)铝表(biao)面的(de)基团反应(ying)，形成新(xin)的(de)化(hua)学(xue)键，增强(qiang)了粒子(zi)的(de)防(fang)水性(xing)(xing)(xing)(xing)和分散性(xing)(xing)(xing)(xing)，与其他方法结合起来改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)效果更好，不仅能抑制粒子(zi)团聚，还可(ke)以解(jie)决静电等问(wen)题(ti)。
4.表面(mian)接枝反(fan)应法
表(biao)面接枝是通(tong)过化学反应将(jiang)高(gao)分子(zi)(zi)材(cai)料连接到无机(ji)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)表(biao)面，氧化铝表(biao)面的(de)(de)羟基可以直接接枝聚合物或进(jin)一步反应引入各(ge)类官能团后(hou)再进(jin)行接枝。
将高(gao)分(fen)子(zi)(zi)材料连接(jie)在氧(yang)化(hua)铝(lv)表面对其进行改(gai)性，比(bi)用表面活性剂和(he)(he)偶联剂具(ju)有(you)更大的(de)(de)(de)优势(shi)，不但(dan)提高(gao)了氧(yang)化(hua)铝(lv)粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)分(fen)散稳定性、疏水性，还(hai)增强(qiang)了粒子(zi)(zi)与(yu)有(you)机体(ti)的(de)(de)(de)相(xiang)容性。且通(tong)过(guo)选择合适(shi)的(de)(de)(de)接(jie)枝(zhi)单体(ti)和(he)(he)接(jie)枝(zhi)条件，聚(ju)合物(wu)接(jie)枝(zhi)粒子(zi)(zi)将具(ju)有(you)可调节的(de)(de)(de)性能。
综(zong)上，氧化(hua)铝颜料得到的(de)喷墨打印(yin)纸有色(se)彩(cai)还(hai)原好、防水性好，工艺过(guo)程稳定(ding)、生(sheng)产(chan)技(ji)术成(cheng)熟(shu)等优点。据闻(wen)，凌(ling)玮科(ke)技(ji)生(sheng)产(chan)的(de)γ相勃姆石型氧化铝主要用于高质量喷墨打印纸涂层，为纸张提供高光泽和卓越的打印质量，去年氧化铝的销量为1000多吨。乐凯公司也(ye)是采(cai)用氧化铝作为主要(yao)的吸(xi)墨颜料，生产喷墨打印纸。
参考文献(xian)
1.广州(zhou)凌玮科(ke)技股(gu)份有限公司(si)
2.张丽(li)惠(hui)，冯秀荣(rong)，陈思雨。DMF 在铝系喷墨打印纸中应用研究（信息记录材料）
3.王伟，江琦。功能型超细氧化铝吸墨(mo)材料表面改性研究(jiu)进展（华南理(li)工(gong)大学(xue)化学(xue)与化工(gong)学(xue)院(yuan)）
4.朱 倩，王志杰，郭凌华。纸张涂布颜(yan)料用纳米(mi)氧化(hua)铝的改性及其研究进展（涂料工(gong)业）
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