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Nanotrac納米粒度儀在打印墨水中的應(yīng)用

麥奇克/Microtrac 2020-06-09 | 閱讀：1659

Microtrac品牌下的粒度測試儀被認為是打印墨水懸浮液粒度測試的標準方法。打印墨水一般在高濃度下進行測試,，可以避免稀釋對顆粒分散造成的影響,。

簡介

打印和書寫都會涉及到彩色材料或黑色材料的使用，通常這些材料包含在一定的介質(zhì)中,。第一種被使用的色素材料可以追溯到4000-5000年前的油煙,。而現(xiàn)代的打印墨水包含有多種成分，每一種成分都有它特定的作用,，比如保色,、色澤、分散度,、黏度和作為助研磨劑等,。下表列出了墨水中常見化學物質(zhì)的種類及其作用。這些物質(zhì)給墨水帶來特殊的性質(zhì),，使之適用于打印機及其他終端用途,。

噴墨打印機的墨水成本大約有50%來自于著色試劑。著色劑有兩類：色素和染料,。染料是非常小的分子,，通常被認為是完全溶解的,。粒徑小于1nm的分子被認為是溶解的,，而粒徑大于1nm的分子被認為是懸浮的。色素通常被認為是在懸浮液中（而不是溶液中）,，在化學組成上可能是有機物也可能是無機物,。過去常用的黑色色素是尖晶石、金紅石或鐵,。這些黑色色素現(xiàn)在基本上已經(jīng)被炭黑替代了,。

墨水是由這些成分混合在一起形成的。這些成分混合之后可能還需要再添加一種或多種成分，然后再進行研磨,。添加表面活性劑會降低表面張力,，使這些成分可以更好地在水中混合。添加分散劑,，有助于在后續(xù)的混合過程中保持物質(zhì)的良好分散狀態(tài),；同時，分散劑也可以降低研磨時所需的機械能,。像聚丙烯酸酯,、聚氨酯、聚酯之類的聚合物用來實現(xiàn)黏附到基質(zhì)上的封閉效應(yīng),。平衡表面活性劑和聚合物的相對含量非常重要,，它們的含量會直接影響墨水的色素懸浮穩(wěn)定性和顏色強度。

所有這些成分的最終目的是提供一種穩(wěn)定的膠體懸浮液,，懸浮液中的顆?；蚓w會根據(jù)色素和其他成分的特征產(chǎn)生散射光。最終產(chǎn)生的光散射過程直接影響顏色的耐光性,、明暗度和強度,。

20世紀80年代早期，電子行業(yè)和紙面涂料行業(yè)的發(fā)展促進了彩色打印機的發(fā)展,。彩色打印機應(yīng)用中,，最重要的就是噴墨工藝。彩色打印機的專用墨水有著相同的常規(guī)成分,，墨水中的小粒徑顆粒和墨水的低粘度能保證墨水順利通過打印機針頭的小型噴嘴噴出,。根據(jù)噴墨方式不同，產(chǎn)生3種類型的噴墨技術(shù)：連續(xù)噴墨技術(shù),，按需噴墨技術(shù)和壓電式按需噴墨技術(shù),。

Nanotrac用于墨水測試的應(yīng)用

Nanotrac可以測量準確可靠的動態(tài)光散射數(shù)據(jù)，然后通過功率譜分析,，完成各種高級分析,，獲得高重復性結(jié)果；并且利用探頭檢測,，可以直接測量高顆粒濃度的樣品,。如需更多詳細信息，請參考Microtrac應(yīng)用文章SL-AN-22 High-Concentration Submicron Particle Size Distribution by Dynamic Light Scattering,。

樣品放在燒杯里或其他合適的容器中,。打開Nanotrac FLEX software測試軟件，用水或其他與樣品相關(guān)的溶液完成背景測試,。背景測試溶液的選擇主要基于原始溶液和可溶性成分,。把檢測探頭置于待測樣品溶液中,，就可以開始測試了。背景測試時間設(shè)置為15-30s,，樣品測試時間設(shè)置為30-60s,。

如Stokes-Einstein方程所描述的，動態(tài)光散射技術(shù)受一些基本因素影響,。因此,，需要明確干凈懸浮液體的黏度。與DLS儀器推廣不同的是,，這里不需要懸浮液的黏度值,，不需要用黏度計測試每個樣品的黏度。以下是各種噴墨打印墨水和彈性印刷墨水的數(shù)據(jù),。

實驗結(jié)果

第一張圖片展示的是藍色彈性印刷墨水的測試結(jié)果,，Nanotrac在此作為一種質(zhì)控測試手段。圖片顯示的是測試墨水之后的顯示器顯示界面,。需要注意的是圖中出現(xiàn)了雙峰分布,。粒徑較大的峰是經(jīng)光學顯微鏡確認的良好分散狀態(tài)下的結(jié)果。樣品按照3：1的比例稀釋后再進行測試,。