随着喷墨打印技术的不断进步更新,其市场占有率越来越大。喷墨打印质量的高低主要由喷墨打印涂层决定,喷墨打印涂层可分为普通涂层、高分子聚合物涂层和颜料涂层,其中颜料涂层的打印色密度、精度、墨水干燥速度、颜色表现力等性能最佳。但高质量喷墨打印颜料涂层的生产成本较高制约了颜料涂层的大规模应用,主要原因是其主要原料二氧化硅颜料价格高、胶黏剂用量大、涂料固含量低、涂布车速慢等原因,目前迫切需要研发一种成本低、打印质量优异、所需胶黏剂用量少的颜料,替代二氧化硅作为用于喷墨打印颜料涂层。本课题研究了淀粉作为颜料应用于喷墨打印涂层的可行性,优选出适用于喷墨打印涂层的淀粉种类;通过化学方法对淀粉进行阳离子改性,提高淀粉涂层的打印质量;通过在涂层中添加造纸常用的颜料调整涂层的结构,减少墨水往纸张纸背的渗透;通过酸水解法和再生法分别制备了淀粉纳米微晶和淀粉纳米颗粒,并且用淀粉纳米微晶制备出打印质量优异的喷墨打印涂层;具体研究内容和结果如下:1.探讨了淀粉作为颜料在喷墨打印涂层中应用的可行性,通过对4种淀粉(豌豆原淀粉、玉米原淀粉、木薯原淀粉和大米原淀粉)涂层进行SEM表征及打印质量(实地色密度、色域面积、打印精度)比较,优选出适合用于喷墨打印涂层的淀粉种类;结果表明:除豌豆原淀粉外,玉米、木薯和大米原淀粉作为喷墨打印涂层颜料的涂布性能良好;涂层总体打印性能大米淀粉最优,其次为玉米原淀粉、木薯原淀粉和豌豆原淀粉,大米淀粉涂层打印实地色密度较原纸提高24.92%、色域面积提升26.84%,点精度和线精度与原纸相比分别提高39.15%和33.17%。2.采用化学方法对淀粉进行阳离子改性,探讨了淀粉表面化学性质对涂层的打印质量的影响,SEM、FT-IR、XRD和DS分析表征表明,大米淀粉经阳离子改性后物理性质如颗粒大小、形状不发生改变;通过对比涂层的打印质量,发现大米阳离子淀粉涂层的总实地色密度较大米原淀粉涂层提高27.42%,打印色域面积提高39.26%,点精度和线精度分别提高33.35%和19.83%。同时对比添加阳离子固色剂PDADMAC的大米原淀粉涂层与大米阳离子淀粉/PVA涂层的打印质量,大米阳离子淀粉涂层打印实地色密度、色域面积、点和线精度较添加PDADMAC阳离子固色剂涂层高12.44%,12.67%,54.16%和47.7%。3.在大米原淀粉/PVA涂层中添加造纸常用无机颜料进行协同作用,研究了无机颜料添加与涂层墨水渗透之间的相互关系;通过SEM表征和比较墨水渗透结果表明,在淀粉/PVA涂层中添加无机颜料可改变涂层的结构以及增强涂层对墨水的阻隔性能,其中要达到不渗透到纸背,至少需要添加相当于涂料绝干量10份的高岭土(KL)、或20份的煅烧高岭土(CKL)、或30份的重质碳酸钙(GCC)、或40份的沉淀碳酸钙(PCC);添加20份CKL和40份PCC、30份GCC的打印性能与未添加颜料的淀粉涂层打印质量基本一致,其中添加10份KL后涂层打印质量明显恶化,点和线精度较未添加颜料分别下降31.79%和50.06%;总体性能添加CKL的最优,其次为PCC、GCC、KL。4.通过酸水解法和再生法分别制备了淀粉纳米微晶和淀粉纳米颗粒,研究了淀粉纳米微晶(RSNCs)和淀粉纳米颗粒(RSNPs)在喷墨打印涂层应用的可行性;FT-IR、XRD和涂层SEM表征结果表明,RSNPs易溶水、无法保持颗粒形态作为涂层颜料使用;淀粉纳米微晶可同时作为颜料和胶黏剂使用,单独使用RNSCs制备出打印质量优异的喷墨打印涂层,其中涂层的打印实地色密度、色域面积、点和线精度较原纸提高了54.75%、77.17%、47.87%和33.01%;通过对比RSNPs与PVA作为胶黏剂涂层的打印质量,添加10份RSNCs作为胶黏剂后未见墨水渗透到纸背,大大增强涂层对墨水阻隔能力;并且显著提高大米原淀粉涂层的打印性能,其中使用RSNCs作为胶黏剂的涂层的打印实地色密度、色域面积、点和线精度较PVA胶黏剂提高了21.97%、21.14%、14.05%和12.81%。