为此，各大染料及墨水公司的研究机构做了大量的研究，这些工作主要集中在如何制备微乳液墨水，合成新型的分散性能优良的颜料以及对颜料进行改性处理等方面。颜料粒子的粒子尺寸、形态、粒径分布和独特的表面区域等参数不仅影响分散体系的稳定性，而且粒子尺寸与色度也有直接的关系。固体和溶液中分子的光吸收性质有差异。一般固体中的分子相比于溶液中的分子吸收较短波长的光，主要粒子的尺寸决定颜料的色度、浑浊度等性质。颜料的色度随着粒子的这些性质，要求粒子和分散介质之间有一个显著的折射率差异，小的粒子尺寸有助于生产良好的光泽和透光性。

    另外，粒径大约在光波长的一半（0.2~0.4μm）时，颜料分散相黏度有一个最大值。晶格堆彻不同，造成了颜料的多晶现象，不同晶型的同一种颜料，色光不同。如α晶型的铜酞菁是蓝色的，而β晶型的铜酞菁是青色（绿色的）；v晶型的喹吖啶是红色的，而β晶型的喹吖啶是紫色的。

    颜料合成后的原生态颗粒粒径较大，不能直接使用。中间体都溶于反应介质、水或有机溶剂，开始出现的颜料是不溶于介质的晶核，再此在颜料合成过程中需添加分散剂，以便得到易分散的颜料，同时，在颜料粒子的分散包括润湿、粉碎和分散稳定三个过程即将颜料、分散剂及各种添加剂加入到一定量的水中，调节到研磨所需要的黏度，然后在常规三辊胶磨机或球磨机中反复研磨，直至达到所需要的细度，转移到混合器中，加水达到配方要求的水量。

    这种加工方法得到的颜料粒径一般只能达到2~10μm，显然不能满足喷墨打印墨水的要求。高级颜料墨要求粒径<0.4μm，若采用砂磨工艺，得到的颜料最小粒径可<0.4μm，但颜料粒径大小不一，分布离散度很大，需要采用和成本较高。超细粉碎后颜料的分散稳定也是水基型颜料墨水生产的难题之一。当颜料颗粒达到50nm以下时，颗粒越小，表面能越大，在水中颗粒相互吸引，有重新聚集成大颗粒的倾向，墨水的形态极不稳定。过去颜料的研磨、分散过程中使用的表面活性剂、作为润湿剂、分散剂，受到分子量的约束，不可能制成超细颜料分散体系。在经典的表面活性剂化学结构基础上，开发应用了一些高分子分散剂，其分子中含有可调节的亲油性聚合链，并有锚基与颜料粒子表面通过多点吸附，牢固地结合在颜料表面，可明显降低解吸附，在分散、粉碎、研磨中加入高分子分散剂可得到水中自分散型超细颜料。

    常用的高分子分散剂有苯乙烯一顺丁烯二酸酐（SMA）、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯乙丙烯酸一a-甲基丙烯酸乙酯（J一68）。用J一68处理的颜料粒子粒径在0.3μm。为了提高颜料的分散性，也可对颜料粒子表面进行化学改性。如引入亲水性或水溶性基团：将炭黑用有机硅偶联剂改性后，再引入各种疏水性或阴离子、阳离子基团；将炭黑用氧化性酸处理使其表面产生亲水性官能团或在其表面上接枝聚氨酯、聚丙烯酸。也有专利报道在炭黑分散过程中，加入氨基萘磺酸与苯胺发生偶合反应，产物吸附沉积在炭黑表面，得到的产物经离心分离，去掉大尺寸粒子后使用。