在黑白打印机已基本在家庭、办公室普及的今天，彩色商务打印机已成为现在发展的潮
流。无论在商务办公领域还是在家庭里的数字文档打印，彩色打印越来越受到人们的喜爱，
因为色彩是一种作用神速的、强大的和极具吸引力的表达工具，有强烈的视觉冲击效果。尤
其是在商业中，色彩通过强调突出一些重点细节，可更清楚、更有效地传达相关信息。有研
究指出，色彩能为信息传递增加４０％的读者，改善人们理解力的幅度达７５％，同时对学习
能力、兴趣的提升也高达７５％。
在黑白文档、图像输出过程中，尽管喷墨打印机有许多优点，如自身价格较低，图像输
出效果较好，但也许多不足之处，如单纯的文本打印效果较差，打印耗材使用周期短，成本
高。而与喷墨打印机相比，激光打印机则在文本效果和打印成本方面优势明显，特别是在字
符精度方面表现突出，打印效果能与工厂印刷媲美；因此，随着家庭、企业及商务办公应用
的蓬勃发展，黑白型激光打印机已牢牢垄断了文档打印市场，而且呈现出强劲的上升势头。
黑白型激光打印机文档输出介质主要是纸张，通常对这类纸张没有特殊的要求，不过要求纸
张匀度好、白度较高、纸面要平整，目前用得较多的是电脑打印纸、静电复印纸，也可以使
用普通印刷书写纸。
相反，在彩色打印领域，彩色喷墨打印机因其自身价格低，而且使用水性油墨，打印过
程中不会散发出带电的有毒细小颗粒，危害人们的身体健康，因此得到广泛应用。而对彩色
激光打印机来说，尽管其图像分辨率较高，色彩稳定性好，但打印的色密度与逼真度难以与
彩色喷墨打印相媲美。因此，在彩色图像输出方面，喷墨打印机占有统治式的地位。
彩色喷墨打印技术进入中国市场不过十几年，但发展迅猛，已 在 办 公 自 动 化、数 码 照
相、广告制作、电脑绘像、ＣＡＤ 效果图、地理信息系统、遥控测绘、印刷打样等领域得到
广泛应用。
基于彩色喷墨打印的原理，用于彩色喷墨机的打印纸性能要求高，不能使用普通的喷墨
打印纸；相反，彩色激光打印纸的要求不是很高，只有防水、防潮及耐气候性等功能要求的
彩色激光打印纸才需要专门制作。
（１）彩色商务打印纸的分类 由于打印技术的不断发展，用于彩色文档及图像输出的打
１９４ 新型电子化学品生产技术与配方
印机种类繁多，根据彩色打印原理，形成全彩色的打印方式大致可分为：喷墨打印、彩色激
光打印、热升华打印与热感应打印。相应地，根据彩色打印设备的输出方式和输出要求，彩
色商务打印纸可细分为彩色喷墨打印纸、彩色激光打印纸、热感应打印纸及热升华打印纸。
① 彩色喷墨打印纸 喷墨打印纸的种类很多，但彩色喷墨打印纸与一般纸张不同，彩
色喷墨打印纸要有良好的油墨吸收和油墨固着性，既能吸收水性油墨，又能使油墨不向周边
扩散，从而完整地保持原有色彩和清晰度。彩色喷墨打印纸的印刷性能主要决定于其吸墨涂
层的结构和功能，不仅要快速均匀地吸收油墨，防止油墨干燥过程中出现洇色、毛细管现象
和透印，而且要保证有良好的印刷质量，色彩还原性、墨点真圆度好，印字浓度高，有较高
的色密度和颜色强度，特别是高光泽相纸级的彩色喷墨打印纸，要求打印的图像清晰，印刷
密度高，在色彩的鲜艳度、细部层次和色牢度等方面能达到银盐相片的水平。
彩色喷墨打印纸可以分为普通彩色喷墨打印纸、亚光涂布彩色喷墨打印纸及光泽涂布彩
色喷墨打印纸，其中光泽涂布彩色喷墨打印纸的性能最好，价格也是最高的，拥有较高的光
泽，纸的白度高，有良好的吸墨性，承印的图像层次清晰、色彩饱和，色彩表现力强，近似
照片级的图像效果，但其吸收液体的速度和耐水性有所降低，是最高档次的喷墨打印纸，广
泛用于商业领域中。
② 彩色激光打印纸 彩色激光打印机是低成本、高效率的优质彩色打印输出设备。但
与彩色喷墨打印机相比，彩色激光打印机的图像打印效果并不是非常出色，表现在画面整体
色彩饱和度偏暗、过渡层次较少，比较接近印刷品而非银盐照片级的影像效果。而且传统的
彩色激光打印机输出稿的打印面上总要附着一层硅油，整个画面的反光强烈。
彩色激光打印机的成像原理和黑白激光打印机相似，都是利用激光扫描，在硒鼓上形成
电荷潜影，然后吸附墨粉，再将墨粉转印到打印纸上，只不过黑白激光打印机只有一种黑色
墨粉，而彩色激光打印机要使用黄、红、青、黑四种颜色的墨粉。基于此，彩色激光打印纸
性能要求不是很高，只要有高白度，纸面平整，两面差较小，对打印设备损耗较少即可。但
是如果要用于制作高档效果图、标书、精美宣传画册以及某些防水、防潮的特殊用途，则应
对原纸进行加工处理，以获得良好的彩色打印效果以及相应的功能。
③ 彩色热感应打印纸与热升华打印纸 热感应打印是使用经过特殊处理的热感应专用
打印纸，是一种融合了银盐照相和感热记录的先进技术。打印过程无需色带和墨水，打印纸
自身内部含黄 （Ｙ）、洋红 （Ｍ）、青 （Ｃ）染料层，当打印纸接受打印头的热能和紫外定影
灯照射时，颜色即释放出来。
热升华打印也是利用热感应技术，其原理就是将彩色染料通过某种手段 “搬”到打印介
质上，形成绚丽的图像。染料热升华转移打印采用专用纸输出，输出效果细腻精美，画质可
与银盐照片媲美。虽然热升华打印照片效果很好，但由于其打印速度较慢，对打印纸要求较
高，打印成本也非常高，难以在商务领域得到普及。
（２）彩色喷墨打印纸的现状 调查数据显示，近几年来，随着彩色喷墨打印纸加工制造
技术的进步，彩色喷墨纸的承印质量越来越高，而且价格也不断下降，使得彩色喷墨打印技
术成为商务办公及家庭文档和图像输出的主要方式，占去彩色商务打印市场的７０％，而且
以超过４０％的增长率持续增长。彩色喷墨打印纸的质量主要决定于其吸墨涂层的性能，尤
其是相纸级彩色喷墨打印纸，要求打印出来的画面在彩色的鲜艳度、饱和度、细部层次、清
晰度、彩色还原和色牢度都能达到彩色相纸的水平。彩色喷墨打印纸要达到高质量的图像效
果，其涂层要具有以下特性：能够均匀快速地吸收墨水，不发生渗色、蹭脏，不透印；墨点
真圆度高、边缘锐利，网点浓度高，图像分辨率高；色彩牢度好，图像和文字要有好的耐水
性、耐光性、耐摩擦性 及 保 存 性； 色 彩 还 原 性 好， 饱 和 度 高， 有 较 高 的 颜 色 密 度 和 颜 色
强度。
① 国内外彩色喷墨打印纸的现状 国外对彩色喷墨打印纸的研究开始得比较早，相关
第六章 新型打印材料化学品 １９５
的报道和专利都比较多。研究内容主要集中在喷墨打印纸涂料、涂布工艺、涂料组成和打印
图像等方面。例如，对彩色喷墨打印纸研究得较深入有 ＨｙｕｎＫｏｏｋ，Ｍａｒｇａｒｅｔ等人，他们
研究认为：ａ 常规涂布颜料替代一部分铝土和二氧化硅以降低生产成本；ｂ 气相二氧化硅
对涂层结构 和 打 印 性 质 量 的 影 响；ｃ 二 氧 化 硅 和 氧 化 铝 对 涂 层 结 构 和 打 印 质 量 的 影 响；
ｄ 颜料的化学性能和粒径对涂层结构的影响以及涂层结构对打印质量的影响等；ｅ 金属氧
化物在光泽喷墨打印纸涂料中的研究。此外，还有 ＲｉｃｈＹＲ 等人研究了阳离子添加剂的
加入对涂料性能有较大影响，增加了涂料的黏度、屈服应力和弹性模量。ＣａｗｔｈｏｒｎｅＪ 等
人作了改性瓷土和二氧化硅混用生产无光喷墨打印纸的研究。ＢｏｙｌａｎＪＲ 研究了聚乙烯醇
作喷墨打印纸胶黏剂的研究。ＪｏｐｓｏｎＲＮ 研究了胶黏剂改性及其在刮刀涂布生产喷墨打印
纸中的应用。ＡＨｌａｄｎｉｋ采用自己开发的打印测试表格衡量打印图像质量，利用主要组分分
析法 （ＰＣＡ）作了喷墨打印纸质量评价的研究。ＪｏｎｃｋｈｅｒｒｅｅＥ 和 Ｍａｂｉｒｅ作了提高无光泽
和高光喷墨打印纸耐水性等方面的研究；ＫａｔｒｉＶｉｋｍａｎ作了涂布喷墨打印纸耐牢度性能的研
究；ＨｅｎｒｙＷｉｌｈｅｌｍ 对喷墨打印彩色照片和传统冲洗的彩色照片的耐光性能进行了探讨等。
然而，国内是近几年才专注于涂布喷墨打印纸的研究。目前，国内从事彩色喷墨打印纸
研究的主要机构主要有湖南造纸研究所、华南理工大学、山东轻工业学院、西北科技大学、
南京林业大学和天津远大材料有限公司等。研究内容主要包括彩色喷墨打印纸的分析、涂层
性能、涂料组成和专用化学品等方面。大多集中介绍二氧化硅涂布颜料、涂布化学品的应用
等方面，而开展的实验研究则比较少。已有的研究包括：对高光泽彩色喷墨打印纸涂层结构
及纸页性能的研究，对喷墨打印纸涂层的研究，以及北京制浆造纸研究院和湖南造纸研究所
对彩色喷墨打印纸的开发研究等。
② 彩色喷墨打印纸涂料研究 研究表明，涂层微观及宏观孔隙结构对彩色喷墨纸的打
印质量有很大的影响，因为油墨组成中大部分是水 （２％～５％的染料或颜料，２％～５％的表
面活性剂和添加剂，３０％保湿剂，６５％的水），涂层为了固着油墨，必须快速吸水，并防止
水渗入纸基，以免影响打印质量。在传统的高岭土、碳酸钙及二氧化硅等涂布颜料中，利于
液体吸收的孔隙 （０２～０４μｍ）有效体积分数较小以及利于液体流动 （００２～００４μｍ）的
孔隙直径较窄，不适宜大量用作彩色喷墨打印纸涂布颜料。而由于硅、铝的氧化物的吸油量
大 （２０ｇ氧化硅吸油量达２００～３５０ｇ）、ＢＥＴ 比表面积大 （２５０～６００ｍ２／ｇ），且能形成类似于
海绵状的高孔隙率网状结构，当油墨接触含硅的涂层时，多孔状的涂层快速吸收油墨溶剂，
而染料和着色剂则固着在涂层表面，呈现出良好的光学印刷密度，所以比较适合用作喷墨打
印纸涂布颜料。
根据涂层吸墨机理，彩色喷墨打印纸的吸墨涂层可以分为膨润型和空隙型，或者是树脂
类和颜料类。膨润型吸墨涂层主要由一些能够吸水膨胀的高分子组成，如明胶、聚乙烯醇、
聚乙烯吡咯烷酮、ＰＴ丙基纤维素等组成，承接油墨后，树脂发生轻度膨胀，粘住墨液，吸
收油墨，但油墨干燥速度慢，抗水性差；而空隙型吸墨涂层则是由具有微孔性结构的颜料或
能形成多孔性结构的材料构成，如无定形氧化硅、氧化铝等，形成内部孔隙结构，实现对墨
滴的快速吸收和颜色固着作用，油墨干燥速度快，抗水性好。
氧化硅是目前应用最广泛的空隙型吸墨涂层颜料。氧化硅颜料的吸墨性强，亮度大，不
透明性高，比容积大，油、水吸收性好。多孔状的氧化硅颜料可分为胶体 （纳米）硅、烟法
硅、沉淀硅及凝胶硅或硅胶。胶体硅在水中是非孔状的稳定性分散，这些粒子是由密集相硅
元素组成，大小在１０～１００ｎｍ 之间。颜料中的多孔性主要来源于胶体硅粒子的堆集，表面
积由球形粒子外部表面积构成，因此与粒子直径有关。
由于聚合或聚集，形成连续的、刚性的和多孔状的三维网状结构类似于传统涂料，用作
彩色喷墨打印 纸 涂 料 的 黏 合 剂 种 类 也 有 很 多，常 见 的 有 聚 乙 烯 醇 （ＰＶＡ）、聚 醋 酸 乙 烯 酯
（ＰＶＡＣ）、干酪素、大豆聚合物、羧甲基纤维素 （ＣＭＣ）、羧基丁苯胶乳、改性淀粉等。与
１９６ 新型电子化学品生产技术与配方
乳胶及天然胶黏剂相比，ＰＶＡ 的黏结强度最大，况且ＰＶＡ 有很好的成膜性能，因为它是水
溶性的合成胶乳，所以能根据需要调控 ＰＶＡ 的性能，例如，尽管 ＰＶＡ 是亲水性的，但也
能制成疏水的 ＰＶＡ。ＰＶＡ 能 在 室 温 下 形 成 易 变 形 的 膜，且 膜 的 耐 磨 性 较 好。此 外，ＰＶＡ
的相容性好，能与其它水状胶体、胶黏剂、颜料及辅料共混，不影响其它物质的性能。
为了保证图像色彩有一定的牢度，特别是彩喷图像遇水再干燥后不会发生图像变模糊或
色彩扩散现象，通常在涂料中加入阳离子电荷的聚合物固色剂。之所以使用的是阳离子固色
剂，这是因为彩色喷墨打印纸所使用的油墨通常是由阴离子染料、水和其它特殊助剂诸如润
湿剂等组成。当阴离子染料接触到涂层中的阳离子聚合物时，就会生成不溶于水的络合物，
从而将油墨固定在涂层颜料颗粒的表面，防止了墨水的渗透和扩散，同时也提高了打印图像
的色彩密度。在配制涂料时，同时将几种固色剂混合使用有利于色彩表现真实。
通常使用阳离子固色剂有聚亚乙基亚胺、ＰｏｌｙＤＡＤＭＡＣ 或聚亚乙基胺，在涂料中的用
量为１１３份。阳离子把阴离子染料分子吸引到非常高比表面积的二氧化硅颜料上，并在这里
被截留，阻止了染料分子横向移动。这种横向移动会引起印刷图像的渗化，或者减少光学密
度，加速纸的透印。有研究表明，阳离子染料固色剂同样也能提高耐水性。
③ 彩色喷墨纸涂层结构特点 涂层结构决定着涂层的性能，进而决定着涂布纸的性能
指标。彩色喷墨打印纸是一类有特殊功能的涂布纸，既具有常规涂布纸的性能又有较大的差
别，最突出的特点是吸收性能较好和光泽度高。彩色喷墨打印纸的涂层结构包括外孔隙结构
和龟裂结构两种。
外孔隙结构就是在涂层表面能看到均匀分布的小孔或凹坑存在，表面具有与内部相一致
的孔隙结构，包括表面封闭和开放两种形式，涂层的孔隙包括颜料间孔隙和颜料内孔隙。这
种涂层结构在扫描电镜下 （ＳＥＭ）呈龟裂结构。因涂层结构表面具有类似龟壳表面图案的
裂纹结构而得名，形成这种结构的原因可能有两个：一是通过胶黏剂改性来控制它的分子量
和表面电荷，从而影响其表面张力，使得它在干燥过程中发生微龟裂。二是将涂层在低于所
添加的聚合物的玻璃转化温度 （Ｔｇ）下干燥，聚合物由于表面张力的作用发生破裂不能形
成完整的膜，形成的沟纹就是这种类似龟壳的裂纹结构。
④ 彩色喷墨打印纸的质量要求 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。但是，根据其实际使用情况，油墨吸收性、光泽度、墨滴点圆性、接
触角、打印色密度等是空隙型彩色喷墨打印纸最重要的指标，分别决定着油墨的干燥速度、
图像的明亮度、打印分辨率和图像的色彩强度，共同影响着图像的打印效果。色密度是衡量
打印图像质量的一个重要性能参数，影响着打印图像最终的视觉效果、色域和色彩逼真度，
它不仅与纸页接触角、墨滴点圆性和表面吸收性能有关，还与着色剂在纸页表面留着有关。
因此，可以看出，彩色喷墨打印纸性能指标相互影响，在生产中必须综合考虑各项 性 能 指
标，才能获得质量较好的彩色喷墨打印纸。