噴墨打印紙主要性能研究

馮龍 郭麗娜（內蒙古工業大學 內蒙古 呼和浩特 010080）

噴墨打印紙主要性能研究

馮龍 郭麗娜
（內蒙古工業大學 內蒙古 呼和浩特 010080）

彩色噴墨打印紙與普通紙張有很大區別，其是以原紙為基材，將顏料、膠黏劑和各種化學輔助劑調成的具有吸墨性的多孔性涂料涂布在原紙表面，使紙張表面形成一層良好的墨水接受層。彩色噴墨打印紙的技術指標與紙張原材料及其制造工藝要求對印品質量有重要影響。本文將重點介紹彩色噴墨打印紙的主要指標，通過分析紙張的基本性能與噴墨打印效果之間的關系，得到選擇噴墨打印紙的客觀、準確的方法。通過對打印圖像耐光性、耐水性的測量與分析，定量地反映噴墨打印紙打印圖像的保存性能。

涂層結構；噴墨打印；涂布紙；性能

1.引言

近年來，隨著噴墨打印機的廣泛推廣及適用，對彩色噴墨打印紙的用戶需求和質量要求也隨之持續增長。其紙張特性主要表現為圖像的色彩還原性及圖像的清晰度。擁有較佳的色彩再現效果和圖像清晰度是目前市場上選擇紙張的首要標準。目前，市場上所使用銷售的打印紙普遍存在著分辨率不高、光澤度低、色彩還原能力差、長期保存性差、紙張圖像受環境影響易變色、褪色等一系列問題，使其使用與發展受到一定的限制。

因此，本文通過分析紙張的基本性能與噴墨打印效果之間的關系，得到選擇噴墨打印紙的客觀、準確的方法。通過對打印圖像耐光性、耐水性的測量與分析，定量地反映高光噴墨打印。紙打印圖像的保存性能。實驗得出：表面吸收速度較快、白度較高的紙張，噴墨打印后圖像的保存性能較好。

2.噴墨打印紙特性研究

噴墨打印紙與一般紙張區別較大，其通常在涂布原紙表面涂布一層吸墨性較強的多孔性顏料，使之表面形成油墨接收層，在吸收油墨的同時防止墨滴擴散，從而保證原有圖像色彩的清晰度和完整性。本文主要研究彩色噴墨打印紙的主要指標及其對印品品質的影響。

2.1 勻度

主要是用來計量一定面積上的纖維和結構組成及其分布情況，其纖維分布均勻、勻度好，則保障了涂料的良好吸收性，印品色差較小差異性，同時避免了加工過程中的紙病之患。

2.2 定量與緊度

作為噴墨打印紙張必然承受墨滴滴入撞擊力，故其必然需要具有較高定量，普遍在80g/m2～220g/m2之間。而紙張緊度直接關系墨滴的滲透、擴散和干燥速率，故其緊度在0.8～1.1g/m2之間較為適宜。

2.3 平滑度與光澤度

高平滑度的紙張可以使原圖像網點清晰再現，現階段較常采用提升紙漿打漿度和紙頁均勻度方法來提升紙張平滑度。而光澤度則可以使印品色澤更加豐富飽滿、層次鮮明，一般選擇提高濕壓和增加壓光的途徑，并配合以較高平度水平前提下改善紙張光澤度。

2.4 滲透性

又稱紙張油墨吸墨性（K&N值），一般而言，紙張微孔數量多、表面粗糙，則幽默干燥速率過快，導致K&N值相對較高，容易影響印刷光澤度，但反之，K&N值過低又會引起印紙粘臟，使印刷難以為繼。如圖，在A、B、C三種紙張狀態中，A狀況下的墨滴向水平方向滲透較快，其網點直徑較大，嚴重影響打印清晰度；而與之相對，C狀態下，墨滴向垂直方向擴散較快，印刷密度低，容易造成紙張透印；B狀態相對理想，水平、垂直方向滲透速度較為一致，使網點精確再現，印品質量相對較好。故經過實驗，噴墨打印紙的吸墨性可經由提高打漿度、延長脫水時間以及強干燥劑的使用來使纖維豎向排列增加，從而減少墨滴在水平、垂直方向上的性能差別來得到提升。

3.噴墨打印紙保存性能研究

198彩色噴墨打印圖像在保存的過程中，由于受到空氣濕度、光輻射等的影響或是被氧化氣體氧化，會導致圖像變黃褪色、穩定性降低。噴墨打印圖像的呈色染料易受臭氧的影響；圖像隨著存放時間的延長，水漬現象會日益嚴重，從而導致打印圖像的表面性能降低，易被摩擦損壞；圖像在受到光線照射，特別是受到長時間的光線照射時，褪色程度會加劇，且光線的強度越高，圖像的褪色也就越嚴重。本文從分析耐光性和耐水性兩個主要方面入手，設計定量地分析圖像保存性能的方法、表達色彩飽和度的變化。實驗根據“CIE L*a*b*”系統理論，以人眼可以觀察到的色彩變化（CMYK各色塊色差值，即設定△E=4），作為噴墨打印圖像保存性能的評價指標。采用4種不同彩色噴墨打印紙作為實驗樣品，分別標號為A、B、C、D。

3.1 耐水性測試

將A、B、C、D四種紙樣分別放入蒸餾水中浸泡，截取浸泡時間點分別為5s、10s、20s、30s、40s、50s，之后取出，用紙巾擦拭紙樣表面水分后，放入對流烘箱，等待色塊完全干燥后取出，記錄各色塊L*、a*、b*值。通過計算，得到△E與色塊浸泡T對應的曲線圖。通過曲線方程計算△E = 4時所需要的浸泡時間。由于經過浸泡之后的紙張被迅速擦拭，因此與水之間的接觸時間較短，故設定紙張的理想耐水壽命Tw?= 60s，實驗紙樣C、M、Y、K四色塊的耐水壽命分別為Twc、Twm、Twy、Twk，則實驗紙樣的耐水壽命Tw和耐水系數Rw的計算公式為：Tw=Min(Twc、Twm、Twy、Twk)；Rw=Tw/Tw?。故由實驗可知（圖為實驗紙樣打印色塊的泡水時間Tw），色塊M的耐水性最差，短時間內即可觀察出其變化。在色差△E=4時，對打印色塊C而言，D紙樣所需時間最短，B、C所需時間較為相近，A紙樣的耐水性最好。打印色塊M，紙樣的耐水性程度依次為B>A>C>D，對于打印色塊Y，則B、C紙樣耐水性最為良好，打印色塊K中，C、D耐水性最差。綜上，B紙樣的耐水系數（RL=0.52）最大，其耐水性最好。

3.2 耐光性測試

對噴墨打印圖像耐光性的比較是通過曝光時間與放置時間之間的對應關系，得到圖像在日光下的耐光壽命。以噴墨打印圖像褪色程度△E相同時作為參考標準，我們可以由圖像的曝光時間來大體地計算出紙樣在室內的放置時間。由實驗可知，色塊M褪色程度最低，其耐光性最好。在色塊C中，A、D、C紙樣最早褪色，而紙樣B褪色較慢；在色塊M中，紙樣耐光性程度分別為B>A>D>C；在色塊Y的耐光性數據中，紙樣C最先出現褪色現象，而紙樣A的耐光性最優；色塊K中，耐光性程度依次為C>A>B>D。故綜上而言，B紙樣的耐光系數（RL=0.07）最大，其耐光性能最優。

3.3 噴墨打印圖像保存性能比較

如圖為紙樣A、B、C、D的噴墨打印圖像的穩定系數S，由實驗得，B紙樣穩定性較為良好，其他紙樣穩定性程度由高到低依次為B>A>C>D，而在日常條件下，紙樣B的圖像保存性能也最為良好，褪色速度相對較慢。故，通過對打印圖像耐光性、耐水性的測量與分析，定量地反映高光噴墨打印紙打印圖像的保存性能。實驗得出：表面吸收速度較快、白度較高的紙張，噴墨打印后圖像的保存性能較好。

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注：本文系內蒙古工業大學科學研究項目，項目編號：X201233.

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1009-5624（2016）06-0081-03