本论文利用正交实验,特征选取多个指标探讨了非涂布喷墨打印纸原料配比和工艺条件对纸性和喷墨印刷适性的影响,得出实验室条件下抄造的最佳工艺;在此基础上结合图像处理技术和光学显微镜技术,按照纸张分层的思想研究了水基型颜料油墨在非涂布纸张中的平均渗透率以及在纸张内部的分布情况;考察了纸张纤维表面状态和纸张孔隙率分布对油墨渗透扩散的影响以及对印刷质量的影响;结合油墨在非涂布纸中平均渗透率和纸张表面吸收性高的情况,固采用阳离子添加剂与两性施胶剂复配作为表面施胶剂为非涂布纸表面改性,研究了不同配比下施胶剂对纸张纸性和印刷质量的影响,使纸张在获得适宜抗水性的同时提高喷墨打印质量;最后利用主成分和聚类分析数学模型综合评价表面改性后的非涂布纸与市售典型喷墨打印纸张比较,比较纸张综合性能排名。本文主要的研究成果和结论如下:(1)利用四因素三水平多指标正交试验,综合纸张表面性能、印刷性能和抗水性能等三方面综合全面地评价非涂布喷墨打印纸质量,综合实验分析结果,非涂布纸张的最优水平组合选为A1B2C3D3,即在浆料配比为阔叶浆:针叶浆=85:15,AKD施胶量为0.1%,PCC加填量为25%,压光压力为3MPa时纸张综合性能最佳,因而选取该配方的纸张作为进一步地研究对象。(2)结合激光共聚焦显微镜和图像分析技术研究油墨在不同纸张结构内部渗透情况,能较为精确地描述油墨在纸张内部渗透的细节,确定油墨渗透深度和油墨渗透深度百分比;研究发现,在纸张定量一定的情况下,纸张内部施胶能大幅减少喷墨印刷中水性油墨的渗透;PCC加填改变了纸张内部孔隙,而孔隙的变化又影响到油墨的渗透;压光使纸张表面更为平整致密,内部结构趋向统一,油墨渗透也更为均匀;纸张表面性质(亲水性)和纸张内部结构(孔隙率和孔径分布)对油墨渗透都有一定影响。油墨渗透在不同配方的纸张上时,产生了不同的打印质量,包括色域、色密度、色相和饱和度。(3)仅使用含有两性基团的SMA1000类表面施胶剂能够很好地改善纸张表面抗水性,但对于印刷质量提升有限;阳离子型固色剂PDADMAC的加入能够在改善纸张表面抗水性的同时提高非涂布喷墨打印纸的印刷适性。阳离子固色剂的加入量存在一个最佳配比的问题。随着施胶液中固色剂量含量的不同,纸张表面物理性能和印刷性能各不相同,其中综合比较在比例为SMA1000:PDADMAC=100:5时最佳。(4)综合考虑纸张客观物理参数并统一将这些离散地数据纳入主成分分析和聚类分析这一数学模型中对纸张综合质量进行全面评价。该模型利用样品指标间不明朗地数据关系进行分析,从分析结果来看,经表面改性后的非涂布喷墨打印纸综合性能排名在中档纸范围内,能够满足生产需要。