彩色喷墨打印纸的研制及其综合性能评价

!""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 !!!!!!!!!! ! !!!!!!!!! ! ! 综 述 彩色喷墨打印纸#$%&%’ ()*+,- .’()-()/ .0# .,’1也称彩色喷墨纸或数码打印纸或彩喷纸% 彩喷纸是在具备一定质量要求的纸的面& 经过特殊涂布处理& 涂上一层具有吸墨性的 多孔性颜料或在涂层中能形成多孔性结构的 & 从而在纸的表面上形成一层良好的水 性油墨接受层& 使之既能吸收水性油墨又能 使墨滴不向周边扩散& 从而使彩色喷墨机打 印出的样品能完整地保持原稿的色彩和清晰 度% 彩色喷墨纸是喷墨打印机的主要消耗材 料& 它是接受喷墨打印机喷嘴喷出墨水的接 受体&在其上面记录图像或文字%彩色喷墨纸 是一种新型记录纸&因为发展很快&各国均末 制定出相应的技术和质量标准% 23456 ! 实验 !"! 原纸 定量789/:;<= 399>木浆抄造? 透气度’ 3@3!!;:A0(B)粗糙度7C@CB?白度7DE@5!$)不透 明度7D9@58$% !"# 化工原料 3@<@3 颜料 二氧化硅*F(&($0+’市售国产气相 F(G<)沉 淀 F(G<)碳酸钙*H0HG"+) 钛白粉*I(G<+等, 3@<@< 黏合剂 聚乙烯醇 *A%&JK()J& 0&$%L%&+AMN’聚合 度为 38DD 和 38CC 两种)苯丙乳液)羧甲基纤 维素等% 3@<@" 助剂 颜料分散剂)硅酮消泡剂)颜料固着剂) 硬脂酸钙#润滑剂O)品兰以及 MPQ增白剂等% !"$ 涂料 彩色喷墨打印纸的研制及其综合性能评价 郝晓秀!"!#$ 杨淑蕙!#$ 赵曙光!#$ "%!天津职业大学!天津!&’’(’###!天津科技大学!天津!&’’###$ 本文试制了彩色喷墨打印纸& 讨论了不同涂料配方对彩喷纸各种性能的影 响)在同种原纸基材上&分别用进口彩喷纸涂料配方和自主研制涂料配方试制彩 喷纸&并对其各项指标进行比较% 实验表明’用透气度-粗糙度-网点扩散-印刷色 密度以及印刷反差等指标可以评价彩喷纸的综合质量性能& 诸如彩喷纸的表面 性能-吸收性能及印刷品质, 关键词!彩色喷墨打印纸&涂料配方&油墨吸收性&色密度&印刷色差 摘 要 (收稿日期’!""!%5%C 35 !""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 #$"$# 进口彩色喷墨纸涂料%涂料 #&涂 料 %&涂料 "’ #$"$% 项目组研制的涂料配方%涂料 && 涂料 ’&涂料 !’ !"# 实验仪器及指标测定 #$&$# 涂料的黏度( 仪器()*+(# ,-./ ,0-)/1 2034-56.6) #$&$% 涂料的固含量以及涂布量测定( 7$7##电子天平*红外快速干燥箱) #$&$" 涂布( 实验室条件下配制彩喷纸 涂料*在专用不锈钢光泽涂布板上*用 %$ 刮 棒涂布*涂布量为 8%#%9:;%) #$&$& 白度< 仪器+1=>?@AB?@ C D?AA>?$ 1CD$61,6EF-型微机操作白度仪) #$&$’ 不透明度 < 仪器+ 1=>?@AB?@ C D?AA>?$1CD$61,6EF- 型微机操作不透明度 仪) #$&$! 粗糙度< 仪器+1=>?@AB?@ C D?A& A>?$ 1CD EE3 .63.6,型数显粗糙度仪) #$&$8 透气度< 仪器+1=>?@AB?@ C D?A& A>?$ 1CD EE3 .63.6,型数显透气度仪) #$&$G 油墨吸收性(沥青%含量为 ##’二 甲苯方法测定 #$&$G$# 将试样 %’7;;’%’7;; 夹在框 架上*调节框架的倾斜角度为 "7(角,纸的纵 向与液滴的流动方向一致) #$&$G$% 在滴定管 %容量为 %’;1*以 %7)蒸馏水校对时* 每 %7 滴的容积为 #;1’ 内装入实验用溶液*到其刻度 %7;1处) 然后 将滴定管夹在实验器上* 调节滴定管下端至 试样表面距离为 ’7*%;;) #$&$G$" 从滴定管中滴一滴溶液在试样 上) 同时开动秒表*待液滴被完全吸收*即迎 光观察液滴光泽完全消失时停表*读取时间* 读准至 #H) 每一样品测定 ’次*取其平均值) #$&$I 色密度( 用彩色喷墨打印机对样 品各列打印出印有 #77#-8’#&’7#&%’#的 JKL@(;L9?@AL(K?MM=N(OMLJPQ4(5(R(ST四种 颜色的满版色块. 用计算机 4=>?MU>LN G$7 中 文版软件*V(,WA? &#G 型彩色反射密度仪测 得其色密度值* 比较各种彩喷纸纸样间的印 刷性能. #$&$#7 网点扩散(用美国产 V(,WA? &#G 型彩色反射密度仪测试各纸样* 于不同色彩 阶调下(%’#-’7#-8’#时的网点扩散率*来 判定网点扩散的程度. #$&$## 印刷反差(印刷反差主要反映彩 喷纸将彩色喷墨机打印出样张后的彩色阶调 层次的能力. 测量 4(5(R(S 各色满版及 8’#时的色密度并依下式计算其印刷反 差. #E>W@A J=@A>LHAXQ*H(*8’T:*H+#77 *H(满版时的色密度* *8’(8’#版时的色 密度 $ 结果与讨论 $"! 进口彩色喷墨纸涂料性能指标 进口彩色喷墨纸涂料指标如表 #所示 从表 #中可以看出(涂料的固含量与涂料 的黏度成正比关系. 涂料固含量越高*涂料黏 度越大.为了了解进口彩色喷墨纸涂料的黏合 剂和填料的比例关系*从而指导自制涂料的黏 填比确定*我们将涂料首先在干燥箱中蒸发水 分*然后在 I77度高温炉中烘至绝干衡重. 测 得进口彩色喷墨纸涂料的黏填比约为 #(%$’. $"$ 彩喷纸涂料配方试制 本实验在借鉴资料文献的基础上Y"(IZ##[*采 用不同颜料配比与不同黏合剂以及助剂混合 配制彩喷纸涂料*涂料配方如表 %所示.涂料 表 ! 进口彩色喷墨纸涂料的性能指标 涂料编号 涂料 # 涂料 % 涂料 " 固含量:\ %G$’ %#$& #%$I 黏度:J] "87 %’’ I7 #! !""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 图 ! 彩喷纸涂料的制备 颜料 各种助剂 高速分散机 涂料配制 黏合剂 各种助剂 彩喷纸涂料 #$$%%&’(&)*)’"&+&’(’ (, #(- (., $., $." $.(#$." $.,##.$ 涂料 - 表 " 彩喷纸的涂料配方 组分 填料%二氧化硅&碳酸钙&钛白粉’ 黏合剂%聚乙烯醇&羧甲基纤维素&苯丙乳液’ 黏填比 坚膜剂 润滑剂 增白剂 分散剂 消泡剂等 备注 #$$%%&’(&)*)’"’ ""." #(" "."" $., $." $.(#$." $.,##.$ 涂料 , #$$ %%&’(&+&’(’ -$ #((., -.$ $., $." $.(#$." $.,##.$ 涂料 ! 用量/绝干重量 01 配制如图 # 所示) 根据彩色喷墨打印机分别 对 #2 个试样进行 )345 色块的实际打印后 的视觉效果好坏*其判断依据是(各种色块的 边界是否清晰+ 色彩的饱和度以及色调等的 优劣*本文筛选出三种涂料配方%涂料 -&涂 料 ,&涂料 !’*并分别将进口涂料 #&涂料 (& 涂料 " 和自制涂料 -&涂料 ,&涂料 ! 在相同 原纸上进行涂布* 最后测定 ! 种彩喷纸试样 的透气度&粗糙度&网点扩散&印刷色密度以 及印刷反差等指标, "#$ 彩色喷墨纸涂料涂布后彩喷纸的 性能指标 不同涂料配方彩色喷墨纸的物理性能指 标比较*如表 "所示, 从表 "中可以看出*不同涂料配方所研制 的涂布彩喷纸的指标不同*黏填比越低*彩色 喷墨纸的透气度越高*油墨吸收性越大*自制 涂料彩喷纸的粗糙度大于进口涂料彩喷纸的 粗糙度而自制涂料彩喷纸的油墨吸收性小于 进口涂料彩喷纸的油墨吸收性*其它指标变化 规律不明显,所以仅以上指标不能判断彩喷纸 的实际打印效果的好坏*有必要从其它印刷性 能的测定来综合评价彩喷纸的优劣, "#% &种涂料配方涂布后彩喷纸的色密 度分析 目前* 还没有一种特定的方法用来评估 彩色喷墨印刷纸的色彩准确度, 色彩准确度 就是指彩色喷墨打印机输出的印品颜色跟计 算机中标准颜色的接近程度, 由于打印机使 用的 - 色墨盒对应的是 )345 模型中的 - #6 !""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 表 ! "种涂料配方涂布后彩喷纸的色密度值 彩喷纸编号 涂料 #纸样 涂料 $纸样 涂料 "纸样 涂料 %纸样 涂料 &纸样 涂料 !纸样 ’ #("% )("! *+"! #(,- *(", *(%. / *+,0 *+,& *+,- *+10 *(* *($0 2 3(-0 4(04 4(-- 4(0% 4(0$ 4(00 5 *(&4 *(&* *(&4 *(%0 *(%% *(!% 表 # "种彩色喷墨纸涂料涂布后彩喷纸的性能指标 彩喷纸编号 涂料 * 纸样 涂料 $ 纸样 涂料 " 纸样 涂料 % 纸样 涂料 & 纸样 涂料 ! 纸样 涂布量6789,% **(. .(& -(" .(, 0(% -(& 白度6#% .4(.4 .%(%* .%(!* .4(-0 .*(4* ."(&0 不透明度&#% ."(.. 00(,% 00(", .%(&, 0.(%& .4(4* 粗糙度&:% %+-4 !+44 0+&$ !+!! !+0" !+*& 透气度&!98;<’:% 4+&4 4+"# 4+"0 4+&& 4+&" 4+%% 油墨吸收性&:% #!4 #04 #!4 !4 .4 ##, 个分量( 而其他打印的颜色则都是由这四色 调和而成( 因而打印机这 % 种色料的准确性 很大程度上就决定了整体色彩输出的准确 性) 在 ’/25 模型中(由于青色 ’&=>ADDEFC2%是三 种最基本的色料)虽然理论上 ’/2模型能够 表示所有的颜色(但因为三种颜料一般都 不 能把对应的色光吸收得非常G干净G(所以在 这三种颜色的基础上再加上黑色 5&HD<=I@5% 的颜料(形成更为流行的 ’/25 模型(这也 正是打印机里面对应的四种颜色+*4,) 本论文将不同彩喷纸用彩色喷墨打印机 进行青色*品红色*黄色及黑色四色的色块打印 &’J/J2J5四色的色块%后进行测定) !种涂料 配方涂布后彩喷纸的色密度值如表 %所示) 从表 % 中可以看出- 进口彩喷纸打印印 品纸样基本符合或接近 ’!*K"4*/!#("4* 2!4(-"*5!#("4的印品质量标准要求( 虽然彩喷机对 ! 种涂料配方涂布后彩喷纸输 出打印的各种色块的视觉效果良好( 但自制 涂料彩喷纸的指标没能达到 /!#("4( 还需 进一步改进) $%& 网点扩散指标对 " 种涂料配方涂 布后彩喷纸的评估 网点扩散是指网点尺寸或阶调值的明显 增大 ( 网点扩散率是分别设定网点面积为 -&#*&4#*,&#后(以彩喷机列印(再由仪器 测出其印墨面积( 由所测出面积除以设定网 点面积即得网点扩散值)’J/J2J5四色的测 #0 !""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 表 ! !种涂料配方涂布后彩喷纸的印刷反差 彩喷纸编号 涂料 #纸样 涂料 $纸样 涂料 "纸样 涂料 %纸样 涂料 &纸样 涂料 !纸样 ’ "# "( "$ ") ") $* + "" "" "" %# ", ,) - "% "" "% "! "" %( . !" !, !, "" "% "! 表 " !种涂料配方涂布后彩喷纸的网点扩散值 彩喷纸编号 涂料 /纸样 涂料 ,纸样 涂料 "纸样 涂料 %纸样 涂料 &纸样 涂料 !纸样 ,&# #0!) /0!* /0!* $0// /0)& /0)" &1# #0)" #0)" #0), #0)" #02/ /0)) )&# /0&" /0!3 #0&* #0*! #0!& #0!, 定值%结果以四色平均值表示& !种涂料配方 涂布后彩喷纸的网点扩散值如表 &所示& 在彩色喷墨打印中% 网点扩大应适中& 过小或者过大均能造成成像质量差%清晰度 低的结果%使图像失真& 所以网点扩大率也 要控制在适当的值 ’#%#((& 从表 & 中也可以看 出)自制涂料彩喷纸的网点扩散值基本大于 进口涂料彩喷纸的网点扩散值%还需进一步 改进& #$! 印刷反差指标对 ! 种涂料配方涂 布后彩喷纸的评估 印刷反差即表示印刷品表现阶调层次能 力%也就是表征不同颜色对比度的一个标准% 彩喷纸的印刷反差能直接表现图像的阶调层 次与颜色% 它决定了印刷品视觉直观效果的 好坏& ! 种涂料配方涂布后彩喷纸的印刷反 差列于表 !& 从表 ! 中可以看出)! 种涂料配方涂布 后彩喷纸的印刷反差均达到印品 ’!,!%+! ,&%-!,)%.!,2 的要求%所以印刷反差也可 以作为彩喷纸的打印效果考核指标之一& 结论 "0# 以色密度*网点扩散*印刷反差*油 墨吸收性*色调误差4灰度*透气度*粗糙度等 对彩喷纸综合性能+包括纸张的表面性质*吸 收性质及印刷品质,进行评价是可行的& "0, ! 种涂料彩喷纸打印印品纸样的色 密度基本符合或接近 ’!/0"3*-!30)"*.! /0"3的印品质量检测标准要求- 自制涂料彩 喷纸的粗糙度大于进口涂料彩!下转第 "# 页$ /* !""# 年第 $ 期!""!年第 " 期 !上接第 "# 页$喷纸的粗糙度%自制涂料彩喷 纸的油墨吸收性小于进口涂料彩喷纸的油墨 吸收性%有待于进一步改进& "#" ! 种涂料配方涂布后彩喷纸的印刷 反差均达到印品 $!%!%&!%’%(!%)%*! %+ 的要求%所以印刷反差也可以作为彩喷纸 的打印效果考核指标之一& "#, 本实验中 ! 种涂料配方涂布后彩 喷纸的 $&(* 四色块的视觉效果良好%但质 量不同& 随着彩色喷墨打印纸应用领域的不 断扩展以及市场彩色喷墨打印纸生产厂家的 继续增多% 急需制定不同用途彩色喷墨打印 纸的质量标准& 参考文献 -#郝晓秀等#彩色喷墨打印纸最新研究进 展#天津造纸.%//’.’"( %#施昌亚0摘译1#高性能合成二氧化硅的 市场22喷墨打印纸需求扩大 # 造纸化学品 . %//-0-3 "# 4567 897:;5<< 9: 5-#=>>9?: @> AB@C D7E9 @< :F9 GH567:I 7< $@<:7@B ?65JJI 6 ?5:7@<% 7? 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