高光相纸工艺与制造

彩色喷墨打印纸的种类和特点彩色喷墨打印纸与一般纸张有很大区别，这是因为彩色喷墨印刷通常使用水性油墨，而一般纸张接受到水性油墨后会迅速吸收扩散，结果无论从色彩上还是从清晰度上都达不到印刷要求(使用吸水性差的材料又不能吸收油墨)；彩色喷墨打印纸是纸张深加工的产物，它是将普通印刷用纸表面经过特殊涂布处理，使之既能吸收水性油墨又能使墨滴不向周边扩散，从而完整地保持原有的色彩和清晰度。常用彩色喷墨打印纸的种类及其特点如下：(1)高光喷墨打印纸支持体为RC(涂塑纸)纸基，适于色彩鲜明、有照像画面效果的图像输出。有较高分辨率，一般在720dpi。利用其打印的图像清晰亮丽、光泽好，在室内陈设有良好耐光性和色牢度。一般配用高档喷墨打印机。(2)亚光喷墨打印纸支持体为RC纸基，有中等光泽，分辨率较高，适于有照像效果的图像输出，色彩鲜艳饱满、有良好耐光性。(3)特种专用喷墨打印纸支持体为RC纸基，内含荧光剂和磁性材料，有防伪、防复制等保密功能，抗紫外线、有耐光性。适于有照像效果的画面输出及特种制作。(4)PVC喷墨打印纸支持体为塑料薄膜和纸的复合制品，机械强度好、输出的画面质量高、吸墨性好，有良好的室内耐光性，适于有照像效果的画面输出。(5)高亮光喷墨打印纸用厚纸基，有照片一样的光泽，纸的白度极高，有良好的吸墨性。特别适于照片影像输出和广告展示版制作。输出的图像层次丰富、色彩饱满。彩色喷墨打印纸是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。它的基本特性是吸墨速度快、墨滴不扩散。具体要求：①有良好的记录性，吸墨力强、吸墨速度快、墨滴直径小，形状近似圆形；②记录速度快，即密度高、阶调连续、画面清晰；③保存性好，画面有一定耐水性、耐光性，在室内或室外有一定的保存性及牢度；5涂层有一定牢度和强度，涂层不易划伤、无静电，有一定滑度、耐弯曲、耐折抻。彩色喷墨打印纸是一种新型记录纸，因为发展快，还没有统一的质量标准。借鉴国际常用的技术规范，国内有相应的质量检测范围和检测标准，根据此标准生产出的彩色喷墨打印纸质量不会低于国外同类产品，但市场价格会比进口的同类产品低20％～50％。因此，国产彩色喷墨打印纸具有很强的市场竞争力。如何改进喷墨打印纸质量特殊淀粉可用于特殊的用途，比如：用作表面施胶剂或染色涂料的胶粘剂，和高比表面积PCC一起使用可使得造纸工作者将有可能设计出适用于较广范围的喷墨打印纸的涂料配方。为了达到此目标，必须选择适当等级的原纸和合适的涂布技术。这种颜料／胶粘剂组合物使造纸行业用低的成本生产出高质量的产品成为可能。对于彩色打印制品有一个明显的趋势，即在使用低成本快速喷墨打印机办公时，它们将会占一定的市场份额。这种趋势促使高档染色涂布纸需求量的增长，因为普通的施胶纸无法满足打印品对颜色的鲜艳度、轮廓清晰度、打印图像一致性和无波纹等要求。希望某个部门能在未涂布纸和高品质纸之间某一种纸的研制中起到促进作用，让技术专家们能成功研制出低廉的涂布配方，适合在涂布机上大批量生产，并能印出有，吸引力的打印图像(例如：计量棒施胶压榨涂布)。用于高品质喷墨打印纸的淀粉的功能：1)将阳离子染料固着在纸张的表面并且限定油墨向纸张内部扩散；2)增强表面张力以利于控制墨滴的膨胀，致使墨点具有高的轮廓清晰度；3)提高色密度和鲜艳度。消费者期待一种能买得起的双面涂布纸，但感觉上要像未涂布纸一样。同时，期望这种纸张能在喷墨打印机、激光打印机上有同等的打印性能。1油墨作用、打印机和纸张有几个参数影响喷墨打印纸打印输出质量。打印墨在商业上通常分为两种：第一种，颜料由溶解性染料分子组成；第二种颜料由微小的油墨粒子组成。染料分子给予打印品更多的鲜艳度，但是在耐光性和抗水性方面表现较差，它更多地趋向于渗墨和洇墨。因为它是一种简单的墨水配方，至今仍然广泛地应用于喷墨打印机。染色墨水相对能展示出更高的耐光性和抗水性，但是它们缺乏鲜艳度并且难以配制。喷墨打印纸的研制者必须迎接一个挑战，即广泛地适应不同的打印技术及打印设备的多样性。纸是打印图像好坏的决定性因素。特别是它的表面性能和原纸的品质起到决定性的作用。表面性能应该在一个能使墨滴有最大内接触角的水平上。原纸的空隙率和施胶度将决定了防止墨滴过快、过深地渗透到纤维网络内部并消除透印现象。墨滴，或者确切地说是它的溶解性组分，必须足够快地被吸收以排除在接下来的应用中颜色随之一起渗透。2颜料的影响涂层很大程度上是形成染料和溶解性物质快速分离的原因。另外，原纸在一定的涂布量和涂布工艺实施的情况下是起主要的作用。合成硅土能最好地满足目前的需求。由于价格和流动性，迄今为止以硅土颜料为主的涂料仅仅应用于刀式涂布和气刀涂布形式的涂布装置。然而，我们的目标是开发一种可以应用于高速预计量施胶压榨涂布机的涂料配方。研磨碳酸钙和淀粉以质量比100：100到100：40之间的比例混合可以得到最便宜的颜料。相对研磨碳酸钙而言，PCC引导了将来品质上的改进。尤其是具有0．15mm微粒径和80m2／g高比表面积的非常小的微粒PCC。PCC对染料的吸收机理完全不同于硅土：硅土很快地吸收溶解性物质，但是PCC直接在颜料表面锁定染料，所以溶解性物质进入原纸内部。PCC粒子的表面对典型的喷墨彩色染料有好的直接染色性。阳离子助剂的用量可以明显的减少。3胶粘剂(淀粉)的影响考虑到配方在价格、固含量和流动性方面的缺点，赛力斯达(Cerestar)公司已经设法配制一种配方，其优点是：低成本；使用淀粉胶粘剂；在计量棒施胶压榨涂布机上施涂；可以高质量彩色打印。该公司已经在未涂布纸中使用阳离子抗水淀粉积累了长期的经验。赛力斯达公司已经开发出一种新型的特殊淀粉，其阳离子达到了能使染料快速固着的程度。它的理想固含量是35％，同时提供选择在高固含量下运行的涂布机。如果阳离子电荷在比较低的水平，这种型号的淀粉仍然可以在不添加颜料的情况下应用于表面施胶。4一种新型的颜料—胶粘剂组合物赛力斯达公司已经发现配合使用一种高比表面积的PCC和新研制的特殊淀粉可以得到最佳的效果。供应商相信应用这种新型的组合物可以使涂布喷墨纸得到更高的品质。特别是在使用PCC／特殊淀粉系统时，能使涂布机(比如：预计量施胶压榨涂布机)大批量生产，并且能显现出非常好的效果——现有的配方是无法实现这种效果的。比较高质量双面涂布特种纸(每面涂10g／m2的硅土涂层)和单面涂布纸(涂7g／m2，涂层由100g特殊PCC和20g新型特殊淀粉组成)的打印情况。在一些硅土涂层的实验中，在立体打印区域中可以发现条痕。在显微镜薄片切片机下可以清楚地看到体积相对比较大的硅土颜料粒子趋向于固定墨，某些地方过于精密。也就是说它们不能使任何颜料接近粒子。相比较PCC涂层产生一个连续的深黑色的打印区域。5成本比较每千克的淀粉／PCC涂层的总价大约为传统的PVOH/硅土涂层的43％。轻涂纸(7g／m2代替20g／m2)的价格仅为原价格的15％。基于这样的情况，造纸行业将成功建立新的低价涂布喷墨打印纸市场。依据是传统配方在高速涂布机(比如：计量施胶压榨涂布机)上无法生产出令人满意的打印效果的喷墨打印纸。现在使用PCC、特殊淀粉体系可以得到有吸引力的打印品质。6生产的哑光涂布喷墨打印纸的品质对于表面施胶纸，硬施胶有利于防止透印并能达到较高的色密度。可是如果生产覆膜压榨染色纸，有创新的思想是必要的。可以看出，使用硬施胶原纸涂布在整个色调区域是不规则的。当使用软施胶原纸时，这些区域更多的显现出规则性。赛力斯达将此归结于颜料过多的不规则渗透，硬施胶原纸就有过多的不规则覆盖。同样作为一个例子，使用中等施胶度的内施胶原纸并结合相适应的涂布形式和配方，造纸工作者能创造出一大批不同类型的纸种。使用施胶压榨或计量施胶压榨再联合使用淀粉加表面施胶剂，造纸厂家能进人多功能办公室用纸的市场。如果在此工艺过程中使用阳离子淀粉是可以生产出高质量的纸张的。可是，当用特殊淀粉和传统颜料如：GCC、瓷土、膨润土等在计量施胶压榨涂布机上生产染色纸时，只能在接下来的更高级纸部分生产低端纸，赛力斯达称之为“换代喷墨打印纸”。如果在计量施胶压榨涂布中使用特殊PCC和特殊淀粉化合物，在此部分中纸张可以明显地得到较高的品质。涂布厂家使用刮刀、组合计量棒或气刀来涂涂料，可以在高端纸部分连续生产出品质好的纸张。三种主要的喷墨打印相片纸铸涂类铸涂类的相纸的克重范围通常在170-197克/平米，该类相纸的图像品质较差，这是因为它的光密度和光泽度相对较低，且其纸基直接吸墨，从而在打印后相纸会出现某种程度的皱拆，但由于其打印品质基本可以被接受，且生产成本较抵，故其市场需求最大，可作为高端产品的替代品。膨胀类膨胀类和微孔类相纸克重范围一般在260-300克/平米，这两类相纸可以避免上述的皱拆问题，不同于铸涂类相纸，这两类相纸纸基涂布有PE（聚乙烯），或称为RC（ResinCoated）涂层，这使得墨水不会渗透到纸基从而避免了皱拆的产生。由于具有PE/RC涂层的纸基与传统银盐相纸的纸基完全一样，该类纸在纸的厚度、硬度及平整性等与传统银盐相纸没什么两样。因为具有PE/RC涂层的纸基不吸墨，在其分解形成的图像品质主要取决于介质的图像接受层的特性，通常各种打印介质的图像接受层的特性个体差异较大。对于膨胀类介质其图像接受层主要是由可溶性的Polymer（聚合物）形成。当墨水落在相纸的表面，Polymer将会膨胀以便能吸墨。这是一个矛盾的过程，这很难保证介质同时具有好的吸墨性和防水性，因为较快干的Polymer涂层意味者其溶水性强，所以尽管膨胀类介质具有较好的光密度性，但其缺点是打印后干燥速度慢，且打印后失去介质的光泽度、还会发生卷曲、并不防水。微孔技术类：微孔类介质的图像接受层不需膨胀便可吸墨。微孔类的涂层结构类似于蜜蜂的蜂窝。由于该涂层不需膨胀便可吸墨，故其可同时保证高效的吸墨性和良好的防水性，所以该类介质避免了膨胀类介质的所有缺点，且具有极好的吸墨性。事实上，表层吸墨速度如此之快，其有效地避免了墨水中各种颜色相互混杂和墨水滴状的形成。以下主要重点介绍微孔类介质的特点：1、在具有PE（聚乙烯）/RC涂层的纸基上，采用与传统银盐相纸和胶卷相同的同步多层涂布技术，涂布有高达三层的图像接受层。三层的总厚度为40微米、其微孔密度总计可达25毫升/米。2、这些涂层的主要用途是利用其微孔进行墨水的吸收，当然涂层还有其它的作用。为了达到相纸的最佳效果，涂层不但要有极好的吸墨性，而且还应有固墨性，同时要表现出相纸的光泽、坚实和防水等特性。为了达到以上目的，涂层通常采用含有ICOS（inorganiccore/organicshell）分子的涂层，其中ICOS分子利用聚乙烯基的乙醇粘合剂及硼酸硬化剂进行纵向的排列。ICOS分子的用途是其可以有效地控制涂层中的电荷以达到电荷平衡，从而控制图像形成层的墨滴的吸收，着附和均匀度。ICOS的另一作用还在其可使打印相纸具有高光泽度。通常ICOS分子的直径为0。05微米，故不需压光机便可使相纸表面光泽度形成高光。目前具有RC涂层的微孔型高光相纸，将在未来几年担负起取代传统银盐印相的历史重任。到现在为止，这是喷墨领域几乎是唯一的难题。问题在于，国内厂商无法生产，在国际上，大概只有5家左右世界级造纸集团有这种水准，这造成了价格居高不下，严重影响了喷墨印相的推广。那么难在哪里？一是纸基，称为RC或PE涂层照相原纸，目前依赖进口。大陆乐凯与柯达合资，用6亿上的就是这个项目。乐凯准备遂步放弃胶片，全力往这个方向发展。二是涂层的配方，目前只掌握在少数几家大厂手里。国内也有不少厂家在试，但性能差得太远，反应在密度和色彩饱和度不足。三是涂布的水准，均匀性比较难掌握。有不少朋友在卖纸，其中有相当部分是胶质纸，即不防水相纸。这种纸国内有40条左右的生产线。它以膨胀类明胶涂布在PE原纸上，遇水性墨水即可膨胀，将墨水吸收，然后遂渐干臊成像。所以非常适合HP类热发泡机，因为热发泡机的墨水都是高度水溶性的，但很难吸收EPSON类压电机的墨水，因为这类墨水都是速干的。这类纸的技术难度几乎没有，只有厂家肯不肯用好的材料而已，