数码喷绘耗材用基材的改性与吸墨层的研究

论文摘要

随着计算机信息技术的发展,广告与数码产品的普及,彩色喷墨打印系统的应用范围和市场迅速扩大,各种喷墨打印介质已渗透到人类生活的方方面面。PE薄膜、PVC薄膜和PET薄膜作为数码喷绘耗材领域的主要消费品,越来越引起人们的重视。但是塑料薄膜属于非极性或弱极性的高分子材料,它们对油墨的亲和性都比较差,且在成形过程中加入的增塑剂、引发剂及残留单体和降解物等低分子物质,很容易析出而汇集于材料表面,形成无定形层,使塑料薄膜表面的润湿性能变差,多数塑料薄膜在涂装前必须进行预处理。本文通过冷等离子体处理技术对数码耗材用基材进行表面改性,通过变化不同的处理时间与处理电压来改善基材表面的润湿性,引入极性基团,使表面结构发生变化,提高与吸墨层的吸附力,增加界面之间的牢度,从而得到高品质的数码耗材用承印材料。利用接触角、X射线光电子能谱、原子力显微镜、红外光谱等表面分析技术对冷等离子体处理基材进行表面元素与形貌的分析,结果发现:冷等离子体处理可以增加极性,提高表面能,并能够对基材表面产生一定的刻蚀、清洗作用。因此,冷等离子体对基材起到氧化、刻蚀与清洗的作用。本文还研究了吸墨层的制备与性能、颜料型二氧化硅的分散情况以及分散液的粒径及粒径分布对分散液稳定性的影响。并充分讨论了纳米二氧化硅与聚乙烯醇的比例对吸墨层性能的影响,通过涂料的制备、涂布、成纸性能、喷绘性能的评价进而得到一种制备吸墨层的最佳工艺参数,确定了二氧化硅用量为PVA的30%时,吸墨层的性能达到最优。本论文研究成果对数码喷绘耗材打印介质的实际生产具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的与意义
• 1.2 数码喷绘打印技术
• 1.2.1 喷墨打印技术
• 1.2.2 喷墨打印原理
• 1.2.3 喷墨记录原理
• 1.2.4 喷墨打印墨水
• 1.2.5 喷墨打印介质
• 1.2.6 吸墨涂层
• 1.3 数码喷绘耗材用基材的研究现状
• 1.4 吸墨涂层的研究现状
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 课题的主要研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料与设备仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备与仪器
• 2.2 数码喷绘耗材用基材的表面处理
• 2.3 基材的测试
• 2.3.1 基材表面接触角的测定
• 2.3.2 X射线光电子能谱分析
• 2.3.3 红外光谱分析
• 2.3.4 原子力显微镜分析
• 2.3.5 力学拉伸性能测试分析
• 2.3.6 基材与底胶的牢度测试
• 2.4 数码耗材用打印介质的制备
• 2.4.1 吸墨层的制备
• 2.4.2 打印介质的制备
• 2.5 吸墨层性能检测与分析
• 2.5.1 分散液及涂布液的粘度检测
• 2.5.2 颗粒粒径的测定
• 2.5.3 固含量的测定
• 2.5.4 涂层厚度的测定
• 2.5.5 涂布量的测定
• 2.5.6 涂布样片接触角的测定
• 2.5.7 红外光谱分析
• 2.5.8 原子力显微镜分析
• 2.5.9 扫描电子显微镜分析
• 2.5.10 打印图像检测
• 2.5.11 喷绘图像稳定性检测
• 第3章 数码喷绘耗材用基材的改性
• 3.1 冷等离子体处理对接触角的影响
• 3.2 冷等离子体处理对表面能的影响
• 3.3 冷等离子体处理对基材表面的影响
• 3.3.1 冷等离子体对PE表面的影响
• 3.3.2 冷等离子体对PET表面的影响
• 3.3.3 冷等离子体对PVC表面的影响
• 3.4 红外光谱分析
• 3.5 处理前后基材的表面特征
• 3.5.1 处理前后PE薄膜的表面特征
• 3.5.2 处理前后PVC薄膜的表面特征
• 3.5.3 处理前后PET薄膜的表面特征
• 3.6 冷等离子体处理对力学性能的影响
• 3.7 冷等离子体处理对牢度的影响
• 3.8 本章小结
• 第4章 吸墨层分散液的研究及性能表征
• 2 分散液的研究'>4.1 SiO₂分散液的研究
• 4.1.1 分散剂用量对分散液的影响
• 4.1.2 分散方式对分散液的影响
• 4.1.3 乙醇用量对分散液的影响
• 4.1.4 放置时间对分散液的影响
• 4.2 吸墨层的研究及性能表征
• 4.2.1 吸墨层的制备工艺
• 4.2.2 颜胶比对彩喷纸性能的影响
• 4.2.3 涂布量对吸墨层的影响
• 4.2.4 彩喷纸AFM分析
• 4.2.5 彩喷纸SEM分析
• 4.2.6 彩喷纸FT-IR分析
• 4.2.7 润湿剂对喷绘性能的影响
• 4.2.8 二氧化硅的用量对喷绘性能的影响
• 4.2.9 环境对喷绘影像稳定性能的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢