喷墨印刷是一种被广泛接受和相对低成本的技术,用于生产高分辨率的图像。喷墨打印机最初开发于上世纪50年代,上世纪80年代开始投入商业使用,但主要用于快速、低分辨率的应用,如标签生产。
20世纪90年代,喷墨技术和颜料的发展使其获得了广泛的应用。该技术的一个主要优点是打印头不需要接触接收表面,允许在不平整的表面上进行打印。喷墨打印机现在不仅可以用于家庭和办公室,还可以用于广告牌广告,海报制作,甚至地毯制造。
喷墨操作
大多数可用于国内市场的喷墨打印机使用液滴按需打印系统,其中一组微型喷射器用于在打印表面发射单个液滴墨水。在不同的打印机制造商之间,液滴输送的驱动力是不同的。热传递系统是最常见的(图1)。当墨水被一个小的加热元件加热到沸腾温度时,热打印机头中的墨滴就会被传递。
这导致形成一个气泡,这迫使墨滴从一个孔(喷射)。然后加热元件冷却,压碎气泡,将墨水从储液器中吸进,以取代从打印机头部喷射出来的墨水。其他的油墨输送方法包括压电喷墨,其中振动压电晶体被用来迫使墨水出喷嘴。
图1所示。热喷墨打印机头。
染料与颜料墨水
当油墨是一种可移动的液体时,喷墨装置的操作方式效果最好。因此,为喷墨打印机开发的油墨通常以染料为基础,即颜色是通过将有机染料溶解在适当的溶剂中而获得的。基于染料的油墨可以获得高分辨率的图像,并产生最明亮的颜色。
它们也非常可靠,因为喷流堵塞的风险在印刷期间是非常小的。然而,染料也有一些缺点,最明显的是它们的耐光性差(暴露在U/V环境下会导致颜色迅速退化)和它们的水溶性。
彩色油墨越来越多地用于要求耐久性和暴露于湿气的喷墨应用。这些墨水使用固体,不溶性颜料来实现颜色。在印刷过程中,固体颗粒粘附在接收表面。欧洲杯猜球平台一旦溶剂蒸发,颜料就不会溶解,从而使薄膜防水。
颜料的表面积也小于染料型油墨(染料是一种分子分散体),因此暴露在U/V环境下的降解速度要慢得多。然而,当使用颜料油墨时,添加的复杂因素是颜料的粒度必须很小(200纳米或更小)。超大颗粒的存在会导致喷嘴堵塞、印刷膜内的缺陷形成和颜色密欧洲杯猜球平台度不一致。因此,重要的是,在生产过程中仔细控制颜料的颗粒大小,并了解储存的影响。
喷墨粒子大小
mastersizzer 3000使用激光衍射技术来测量从0.02微米到2000微米范围内的粒子大小。欧洲杯猜球平台这是在无需改变光学系统的情况下实现的。
因此,该技术是监测颜料基喷墨在研磨过程中的尺寸的理想方法,因为“初级”墨水颗粒和任何大的结块的颗粒尺寸都可以作为同一测量的一部分进行测量。欧洲杯猜球平台
油墨分散和研磨
喷墨油墨的生产有两个阶段。首先,使用机械搅拌器将颜料分散在适当的流动相中。这样可以确保颜料粉的任何块都被分散。然后用球磨机对这种“预混合”样品进行研磨,以减少颗粒大小,并导致任何强结合团聚体的破裂。
图2显示了粉体粒度3000在喷墨油墨研磨过程中报告的粒度分布。在磨机运行开始时送入磨机的预混分散体含有大的集料。
Mastersizer 3000能够成功地跟踪这些集料在磨矿过程中的断裂情况。180分钟后,得到一个狭窄的分布,中心在137 nm左右。在这种粒径下,喷流堵塞和印刷过程中产生缺陷的风险被降到最低。
图2。不同研磨时间下的粒度分布。
图3可能更清楚地说明了铣削过程,它显示了Dv10、Dv50和Dv90随铣削时间的变化。在铣削过程的开始,粒度较大。分布宽度也很大,由Dv10和Dv90之间的差异给出。
最初,观察到颗粒尺寸的快速减小-这对应于松散团聚材料的破裂。除此之外,粒子尺寸的减小要慢得多,因为任何进一步的尺寸减小都需要大的原始粒子的分裂。欧洲杯猜球平台只有Dv90在铣削过程的后半部分发生了显著变化,这就证明了这一点。
图3。粒径随磨铣时间的变化。
稳定性监测
一旦墨水分散被创造,重要的是它保持稳定在很长一段时间。图3显示了存储对喷墨配方颗粒大小的影响。
在这里,我们测量了储存3天后产品的粒度。可以看出,在储存过程中发生了团聚,导致亚微米模式拓宽,形成大于1微米的大颗粒。欧洲杯猜球平台这些大的结块会导致喷墨打印机在操作过程中阻塞。
图4。研磨后和储存3天后的粒度分布记录。
结论
颗粒大小是定义喷墨功能的一个重要因素,并且与喷墨打印机头阻塞和打印膜内缺陷形成的可能性密切相关。mastersizzer 3000已被证明是成功的监测分散和研磨的喷墨油墨。
使用该系统的大动态范围允许检测初级颗粒和大的团聚材料。欧洲杯猜球平台这使得整个铣削过程第一次被遵循。储存时间对颜料颗粒大小的影响也可以理解。
该信息的来源、审查和改编来自Malvern Panalytical提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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