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邹小(xiao)姐：13326633089 -
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提到(dao)既能打(da)印(yin)(yin)文(wen)档(dang)又能打(da)印(yin)(yin)照片的(de)(de)家用(yong)打(da)印(yin)(yin)机(ji)，相(xiang)信绝大多数(shu)人都会想到(dao)彩(cai)色喷(pen)(pen)墨打(da)印(yin)(yin)机(ji)。其主要耗材(cai)彩(cai)色喷(pen)(pen)墨打(da)印(yin)(yin)纸(zhi)可分为(wei)：普(pu)通(tong)彩(cai)喷(pen)(pen)纸(zhi)和涂(tu)层彩(cai)喷(pen)(pen)纸(zhi)。涂(tu)层彩(cai)喷(pen)(pen)纸(zhi)在打(da)印(yin)(yin)性能方面远(yuan)远(yuan)好于普(pu)通(tong)彩(cai)喷(pen)(pen)纸(zhi)，其涂(tu)层技(ji)术是核心。国外主要生(sheng)产彩(cai)喷(pen)(pen)纸(zhi)的(de)(de)厂商有(you)爱普(pu)生(sheng)、惠普(pu)、依尔福、日本三菱制纸(zhi)等(deng)。
涂层彩(cai)喷纸(zhi)组(zu)成
涂层(ceng)(ceng)彩(cai)喷纸一(yi)般(ban)由原纸，底(di)涂层(ceng)(ceng)和面(mian)(mian)涂层(ceng)(ceng)组成。涂层(ceng)(ceng)可以阻止喷墨墨水(shui)(shui)渗(shen)透到(dao)原纸中，并且可以控制墨水(shui)(shui)向周围扩散，从而保证打印(yin)图像的(de)(de)清(qing)晰度。底(di)涂层(ceng)(ceng)的(de)(de)作(zuo)用(yong)主要是覆盖(gai)原纸表面(mian)(mian)的(de)(de)纤维(wei)，使纸张表面(mian)(mian)平滑；面(mian)(mian)涂层(ceng)(ceng)的(de)(de)作(zuo)用(yong)主要是吸收墨水(shui)(shui)和固化墨水(shui)(shui)，防(fang)止墨水(shui)(shui)发(fa)生洇渗(shen)。
涂(tu)层彩喷纸的结(jie)构
吸墨涂(tu)层(ceng)生产工艺(yi)和配方种(zhong)类(lei)很多，基本上可以(yi)归纳为(wei)两种(zhong)类(lei)型：
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间隙型喷墨打印纸 |
膨(peng)润型喷墨打印(yin)纸 |
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吸墨机理(li) |
涂层中含有大量间隙(xi)微孔的网络，对(dui)墨滴起(qi)吸附和(he)固着(zhe)的作(zuo)用(yong) |
涂层的表(biao)面承接(jie)墨滴(di)后，发生轻度膨胀(zhang)，形成一(yi)个网络(luo)，把(ba)墨滴(di)吸入 |
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吸墨层 |
以颜(yan)料为主（如氧化(hua)铝(lv)、二氧化(hua)硅、二氧化(hua)钛、瓷土(tu)、碳(tan)酸钙、膨润土(tu)等） |
以树(shu)脂为主(zhu)（如明胶、聚(ju)乙烯醇） |
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优(you)缺点 |
打印后干燥速度快、防(fang)水性好 |
防水性(xing)差、打(da)印(yin)后干燥速度慢 |
Tip：如今，吸墨(mo)层既含(han)有亲水(shui)性树脂(zhi)，又含(han)有特定的(de)(de)(de)颜料(liao)微粒如氧(yang)化铝、沉淀法(fa)二氧(yang)化硅，的(de)(de)(de)彩喷复合(he)纸也被大(da)量研究。其中(zhong)，颜料(liao)在图层中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)大(da)量的(de)(de)(de)微孔结构(gou)，对墨(mo)水(shui)起(qi)着(zhe)吸附和固着(zhe)作(zuo)用，而亲水(shui)性树脂(zhi)如聚乙烯醇(chun)等既可以形(xing)成(cheng)(cheng)吸墨(mo)的(de)(de)(de)网络，又可以作(zuo)为颜料(liao)微粒的(de)(de)(de)载体。优点：涂层吸墨(mo)速度快，能够快速固墨(mo)，打印墨(mo)滴发(fa)生重合(he)时，墨(mo)水(shui)也不(bu)渗流。
间隙型喷墨(mo)(mo)(mo)打(da)印(yin)纸是(shi)(shi)通过添加无机颜料，在墨(mo)(mo)(mo)水接(jie)受层形成(cheng)毛细管，画面(mian)质量好(hao)。而且吸墨(mo)(mo)(mo)层质地硬(ying)，打(da)印(yin)后表面(mian)无压痕，打(da)印(yin)画面(mian)的干燥速度很快(kuai)。更重要(yao)(yao)的是(shi)(shi)，这类材料具(ju)有良好(hao)的耐光(guang)，耐水性(xing)。间隙型涂(tu)层是(shi)(shi)近年来喷墨(mo)(mo)(mo)打(da)印(yin)介质开发的主要(yao)(yao)方(fang)向。其中(zhong)，氧化铝和二氧化硅颜(yan)料是间隙型喷墨打印纸中使(shi)用(yong)最广泛的。
氧化(hua)(hua)铝和(he)二(er)氧化(hua)(hua)硅颜料的(de)差(cha)异(yi)
1.形成的聚集体结构不同(tong)
二氧(yang)化硅可以(yi)理解为球(qiu)(qiu)形结构(gou)，它的(de)(de)二次粒径(jing)也是(shi)由这些球(qiu)(qiu)体聚集起来，由于比(bi)表面积的(de)(de)不(bu)同球(qiu)(qiu)形结构(gou)聚集体形成的(de)(de)内部空隙比(bi)较(jiao)多；氧(yang)化铝可以(yi)理解为相对(dui)偏平的(de)(de)片状结构(gou)，其片状结构(gou)形成层(ceng)与层(ceng)间(jian)的(de)(de)空隙相比(bi)二氧(yang)化硅的(de)(de)空隙较(jiao)少，所以(yi)二氧化硅的(de)吸墨(mo)能力要大于氧化铝的(de)吸墨(mo)能力。
因(yin)此，涂(tu)层方(fang)面用(yong)氧化铝技术(shu)涂(tu)层的厚度要高于硅(gui)涂(tu)层，通(tong)俗(su)的讲就是氧化(hua)铝要(yao)涂得更厚(hou)才能(neng)达到吸墨能(neng)力。但硅由于表(biao)面的阴离子特(te)性(xing)，应用时(shi)需(xu)要改性(xing)的难度(du)(du)和对后面制备涂(tu)布液及(ji)形成涂(tu)层表(biao)观(guan)都有负面影响，所以从现实应用角度(du)(du)上(shang)来讲氧化铝实用性(xing)更强。
2.表面电荷不同
气相法(fa)氧化铝由于其天然的表面(mian)正电(dian)性(xing)，所以特别适用于生产具有防(fang)水(shui)性(xing)能(neng)的喷墨打印纸用涂层。在带(dai)正电(dian)的表面(mian)进行打印时，带(dai)负(fu)电(dian)的打印墨水(shui)成分被牢固(gu)结合从而具备防(fang)水(shui)性(xing)。
气(qi)相法(fa)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)天然(ran)带(dai)负(fu)电。直接制(zhi)备的(de)分散液很难被添加到(dao)带(dai)正电的(de)涂(tu)料中(zhong)(zhong)，因为在后续的(de)阳离子化过(guo)程中(zhong)(zhong)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)倾向(xiang)于发生絮凝，带(dai)负(fu)电的(de)二(er)(er)氧(yang)化硅(gui)将从分散液中(zhong)(zhong)沉(chen)淀出来(lai)。
这样氧化铝在使(shi)用过程中可以(yi)直接分散制(zhi)成涂布液而二氧化硅则需要进行表面阳离子改性才能(neng)避(bi)免制(zhi)成涂布液后发生絮凝沉淀。
气相二氧化硅的表面改性
氧化(hua)铝(lv)颜(yan)料制备的彩喷(pen)纸光泽度高，对墨(mo)水的适应性强，是国内外生(sheng)产工艺最成熟、应用最多的一种喷(pen)绘颜(yan)料。
但是(shi)，纳米(mi)氧化铝颜(yan)料可能存在的问题是在涂料中的(de)稳定(ding)(ding)分散问题，这(zhei)是由于(yu)纳米粒(li)子(zi)比表面积和表面张力都很大，容易吸(xi)附而发生团聚(ju)。表面改性是提高颗(ke)粒(li)分散稳定(ding)(ding)性的(de)方(fang)法之一(yi)。
纳米氧化铝颜料改性目的
目(mu)前最(zui)常用的改性方法
1.偶(ou)联剂法
偶(ou)联(lian)(lian)剂是具有两性结构的化(hua)(hua)学(xue)物质，其分(fen)子中一部分(fen)基团可与粉(fen)体(ti)表面(mian)的各种(zhong)官能(neng)团反应(ying)(ying)，形(xing)成强(qiang)有力(li)的化(hua)(hua)学(xue)键合(he)，另一部分(fen)基团可与有机高聚(ju)物发生化(hua)(hua)学(xue)反应(ying)(ying)或物理作用。硅烷偶(ou)联(lian)(lian)剂是目前应(ying)(ying)用较(jiao)多的偶(ou)联(lian)(lian)剂。
用偶(ou)(ou)联(lian)剂(ji)对氧(yang)化(hua)(hua)铝颜(yan)料(liao)进行改性，偶(ou)(ou)联(lian)剂(ji)一侧的无机基(ji)团可以与(yu)氧(yang)化(hua)(hua)铝颗粒表(biao)面(mian)形成强有(you)力的化(hua)(hua)学键而快速吸附在氧(yang)化(hua)(hua)铝颗粒表(biao)面(mian)，而分子中(zhong)另一侧的有(you)机基(ji)团可与(yu)喷墨墨水发生(sheng)化(hua)(hua)学反应，使无机颜(yan)料(liao)和有(you)机色料(liao)之间产生(sheng)具有(you)特殊功能的“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。
偶联剂改性前后碳化氧化铝(lv)扫(sao)描(miao)电(dian)子显微(wei)镜图(tu)
2.酯化(hua)反应法
酯化反应对氧化铝表(biao)面(mian)改性最重(zhong)要的是使原来亲水疏油(you)的表(biao)面(mian)变为亲油(you)疏水，提高了氧化铝与有机(ji)物的相容性和(he)分散性。
酯(zhi)化(hua)(hua)反应改(gai)性氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)中(zhong)采用伯醇(chun)(chun)最有(you)效，仲醇(chun)(chun)次之(zhi)，叔(shu)醇(chun)(chun)无效。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)粒(li)子表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)带有(you)大量(liang)的羟基(ji)，能(neng)与酸发生(sheng)类(lei)酯(zhi)化(hua)(hua)反应，使酸键合在(zai)粒(li)子表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)，一(yi)(yi)方面(mian)(mian)(mian)减小了粒(li)子的表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)能(neng)；另一(yi)(yi)方面(mian)(mian)(mian)避(bi)免了氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)粒(li)子因羟基(ji)存在(zai)而形(xing)成的氢键作用力，使其能(neng)更好地分散在(zai)有(you)机溶剂中(zhong)，通过酯(zhi)化(hua)(hua)反应改(gai)性氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝(lv)颜料来(lai)提高(gao)彩喷纸的打印质量(liang)也是一(yi)(yi)种(zhong)极有(you)效的方法。
3.表(biao)面(mian)活性(xing)剂法
表(biao)(biao)面活(huo)性剂分(fen)(fen)(fen)子由性质截然相(xiang)反的(de)两部分(fen)(fen)(fen)组成，一部分(fen)(fen)(fen)是与油(you)或(huo)(huo)有机物(wu)有亲(qin)(qin)和性的(de)亲(qin)(qin)油(you)基，另一部分(fen)(fen)(fen)是与水或(huo)(huo)无机物(wu)有亲(qin)(qin)和性的(de)亲(qin)(qin)水基。氧化(hua)铝粒子经表(biao)(biao)面活(huo)性剂处(chu)理使其表(biao)(biao)面的(de)亲(qin)(qin)水基变(bian)为亲(qin)(qin)油(you)基。表(biao)(biao)面活(huo)性剂在彩喷纸的(de)涂层中，能起到稳定、润湿、防静电等作用。
表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)剂(ji)有离(li)子(zi)(zi)型(xing)和非离(li)子(zi)(zi)型(xing)等种类(lei)，由于离(li)子(zi)(zi)型(xing)表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)剂(ji)的(de)吸附性(xing)(xing)比非离(li)子(zi)(zi)的(de)强(qiang)，故改性(xing)(xing)效(xiao)果较(jiao)好。表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)剂(ji)的(de)反应基团(tuan)与氧化铝(lv)表(biao)面(mian)的(de)基团(tuan)反应，形(xing)成新的(de)化学(xue)键，增强(qiang)了粒子(zi)(zi)的(de)防水性(xing)(xing)和分散性(xing)(xing)，与其(qi)他方法结(jie)合起来改性(xing)(xing)效(xiao)果更(geng)好，不仅(jin)能抑制粒子(zi)(zi)团(tuan)聚，还可以解决静电等问题。
4.表面(mian)接枝反应法(fa)
表面接(jie)(jie)枝(zhi)是通过化学反(fan)应(ying)将高(gao)分子(zi)材(cai)料连接(jie)(jie)到无机粒子(zi)的表面，氧化铝表面的羟基(ji)可以直接(jie)(jie)接(jie)(jie)枝(zhi)聚合(he)物或进一步反(fan)应(ying)引入各类(lei)官能团后再进行接(jie)(jie)枝(zhi)。
将高(gao)分子材(cai)料连接(jie)在(zai)氧(yang)化铝表(biao)面对(dui)其(qi)进行改(gai)性，比(bi)用表(biao)面活(huo)性剂(ji)和偶联剂(ji)具有更大的(de)优势，不但提高(gao)了(le)氧(yang)化铝粒子的(de)分散稳定性、疏水性，还增强了(le)粒子与有机体(ti)(ti)的(de)相容性。且通过选择合适的(de)接(jie)枝单体(ti)(ti)和接(jie)枝条件，聚合物接(jie)枝粒子将具有可调节的(de)性能。
综上，氧化铝颜料得(de)到的喷(pen)墨打印纸(zhi)有色彩还原好、防水性好，工艺过(guo)程稳定、生产(chan)(chan)技术(shu)成熟(shu)等(deng)优点。据闻(wen)，凌玮科技生产(chan)(chan)的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。乐凯公司也是采(cai)用(yong)氧化(hua)铝作(zuo)为主要的吸墨(mo)颜(yan)料，生产喷墨(mo)打印纸(zhi)。
参考(kao)文(wen)献
1.广州凌(ling)玮科技股份(fen)有限(xian)公(gong)司
2.张丽惠，冯秀荣，陈思(si)雨。DMF 在铝系喷墨打印纸中应用研究（信息记录材料）
3.王(wang)伟，江(jiang)琦。功(gong)能型超细氧化铝吸墨材料表面改性(xing)研究进展(zhan)（华南理工(gong)大学化学与化工(gong)学院）
4.朱(zhu) 倩，王志杰，郭凌华。纸张涂布颜料用纳米氧化铝的改性及其研究(jiu)进展(zhan)（涂料工(gong)业）
粉体圈 欢欢
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