喷墨打印纸主要性能研究

冯龙 郭丽娜（内蒙古工业大学 内蒙古 呼和浩特 010080）

喷墨打印纸主要性能研究

冯龙 郭丽娜
（内蒙古工业大学 内蒙古 呼和浩特 010080）

彩色喷墨打印纸与普通纸张有很大区别，其是以原纸为基材，将颜料、胶黏剂和各种化学辅助剂调成的具有吸墨性的多孔性涂料涂布在原纸表面，使纸张表面形成一层良好的墨水接受层。彩色喷墨打印纸的技术指标与纸张原材料及其制造工艺要求对印品质量有重要影响。本文将重点介绍彩色喷墨打印纸的主要指标，通过分析纸张的基本性能与喷墨打印效果之间的关系，得到选择喷墨打印纸的客观、准确的方法。通过对打印图像耐光性、耐水性的测量与分析，定量地反映喷墨打印纸打印图像的保存性能。

涂层结构；喷墨打印；涂布纸；性能

1.引言

近年来，随着喷墨打印机的广泛推广及适用，对彩色喷墨打印纸的用户需求和质量要求也随之持续增长。其纸张特性主要表现为图像的色彩还原性及图像的清晰度。拥有较佳的色彩再现效果和图像清晰度是目前市场上选择纸张的首要标准。目前，市场上所使用销售的打印纸普遍存在着分辨率不高、光泽度低、色彩还原能力差、长期保存性差、纸张图像受环境影响易变色、褪色等一系列问题，使其使用与发展受到一定的限制。

因此，本文通过分析纸张的基本性能与喷墨打印效果之间的关系，得到选择喷墨打印纸的客观、准确的方法。通过对打印图像耐光性、耐水性的测量与分析，定量地反映高光喷墨打印。纸打印图像的保存性能。实验得出：表面吸收速度较快、白度较高的纸张，喷墨打印后图像的保存性能较好。

2.喷墨打印纸特性研究

喷墨打印纸与一般纸张区别较大，其通常在涂布原纸表面涂布一层吸墨性较强的多孔性颜料，使之表面形成油墨接收层，在吸收油墨的同时防止墨滴扩散，从而保证原有图像色彩的清晰度和完整性。本文主要研究彩色喷墨打印纸的主要指标及其对印品品质的影响。

2.1 匀度

主要是用来计量一定面积上的纤维和结构组成及其分布情况，其纤维分布均匀、匀度好，则保障了涂料的良好吸收性，印品色差较小差异性，同时避免了加工过程中的纸病之患。

2.2 定量与紧度

作为喷墨打印纸张必然承受墨滴滴入撞击力，故其必然需要具有较高定量，普遍在80g/m2～220g/m2之间。而纸张紧度直接关系墨滴的渗透、扩散和干燥速率，故其紧度在0.8～1.1g/m2之间较为适宜。

2.3 平滑度与光泽度

高平滑度的纸张可以使原图像网点清晰再现，现阶段较常采用提升纸浆打浆度和纸页均匀度方法来提升纸张平滑度。而光泽度则可以使印品色泽更加丰富饱满、层次鲜明，一般选择提高湿压和增加压光的途径，并配合以较高平度水平前提下改善纸张光泽度。

2.4 渗透性

又称纸张油墨吸墨性（K&N值），一般而言，纸张微孔数量多、表面粗糙，则幽默干燥速率过快，导致K&N值相对较高，容易影响印刷光泽度，但反之，K&N值过低又会引起印纸粘脏，使印刷难以为继。如图，在A、B、C三种纸张状态中，A状况下的墨滴向水平方向渗透较快，其网点直径较大，严重影响打印清晰度；而与之相对，C状态下，墨滴向垂直方向扩散较快，印刷密度低，容易造成纸张透印；B状态相对理想，水平、垂直方向渗透速度较为一致，使网点精确再现，印品质量相对较好。故经过实验，喷墨打印纸的吸墨性可经由提高打浆度、延长脱水时间以及强干燥剂的使用来使纤维竖向排列增加，从而减少墨滴在水平、垂直方向上的性能差别来得到提升。

3.喷墨打印纸保存性能研究

198彩色喷墨打印图像在保存的过程中，由于受到空气湿度、光辐射等的影响或是被氧化气体氧化，会导致图像变黄褪色、稳定性降低。喷墨打印图像的呈色染料易受臭氧的影响；图像随着存放时间的延长，水渍现象会日益严重，从而导致打印图像的表面性能降低，易被摩擦损坏；图像在受到光线照射，特别是受到长时间的光线照射时，褪色程度会加剧，且光线的强度越高，图像的褪色也就越严重。本文从分析耐光性和耐水性两个主要方面入手，设计定量地分析图像保存性能的方法、表达色彩饱和度的变化。实验根据“CIE L*a*b*”系统理论，以人眼可以观察到的色彩变化（CMYK各色块色差值，即设定△E=4），作为喷墨打印图像保存性能的评价指标。采用4种不同彩色喷墨打印纸作为实验样品，分别标号为A、B、C、D。

3.1 耐水性测试

将A、B、C、D四种纸样分别放入蒸馏水中浸泡，截取浸泡时间点分别为5s、10s、20s、30s、40s、50s，之后取出，用纸巾擦拭纸样表面水分后，放入对流烘箱，等待色块完全干燥后取出，记录各色块L*、a*、b*值。通过计算，得到△E与色块浸泡T对应的曲线图。通过曲线方程计算△E = 4时所需要的浸泡时间。由于经过浸泡之后的纸张被迅速擦拭，因此与水之间的接触时间较短，故设定纸张的理想耐水寿命Tw•= 60s，实验纸样C、M、Y、K四色块的耐水寿命分别为Twc、Twm、Twy、Twk，则实验纸样的耐水寿命Tw和耐水系数Rw的计算公式为：Tw=Min(Twc、Twm、Twy、Twk)；Rw=Tw/Tw•。故由实验可知（图为实验纸样打印色块的泡水时间Tw），色块M的耐水性最差，短时间内即可观察出其变化。在色差△E=4时，对打印色块C而言，D纸样所需时间最短，B、C所需时间较为相近，A纸样的耐水性最好。打印色块M，纸样的耐水性程度依次为B>A>C>D，对于打印色块Y，则B、C纸样耐水性最为良好，打印色块K中，C、D耐水性最差。综上，B纸样的耐水系数（RL=0.52）最大，其耐水性最好。

3.2 耐光性测试

对喷墨打印图像耐光性的比较是通过曝光时间与放置时间之间的对应关系，得到图像在日光下的耐光寿命。以喷墨打印图像褪色程度△E相同时作为参考标准，我们可以由图像的曝光时间来大体地计算出纸样在室内的放置时间。由实验可知，色块M褪色程度最低，其耐光性最好。在色块C中，A、D、C纸样最早褪色，而纸样B褪色较慢；在色块M中，纸样耐光性程度分别为B>A>D>C；在色块Y的耐光性数据中，纸样C最先出现褪色现象，而纸样A的耐光性最优；色块K中，耐光性程度依次为C>A>B>D。故综上而言，B纸样的耐光系数（RL=0.07）最大，其耐光性能最优。

3.3 喷墨打印图像保存性能比较

如图为纸样A、B、C、D的喷墨打印图像的稳定系数S，由实验得，B纸样稳定性较为良好，其他纸样稳定性程度由高到低依次为B>A>C>D，而在日常条件下，纸样B的图像保存性能也最为良好，褪色速度相对较慢。故，通过对打印图像耐光性、耐水性的测量与分析，定量地反映高光喷墨打印纸打印图像的保存性能。实验得出：表面吸收速度较快、白度较高的纸张，喷墨打印后图像的保存性能较好。

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注：本文系内蒙古工业大学科学研究项目，项目编号：X201233.

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1009-5624（2016）06-0081-03