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微流体流变测量技术在低粘度陶瓷墨水喷印性能检测中的应用
2019-10-30作者:浏览次数:15

如今,喷墨打印已成为瓷砖装饰等领域最具可实施的高效的打印方法,喷墨打印技术能够在各种非平整的陶瓷基材上打印出高清晰度的图纹。要在陶瓷上实现良好的打印效果,必须使用具有特定流变特性的陶瓷墨水。这种陶瓷墨水在储存时也能保证墨水即使受到重力作用也不会沉淀。

 目前市场上检验陶瓷墨水喷印性能广泛使用旋转流变测量技术来表征其流变特性表征,这种方法能够在较宽的剪切速率范围内测量其剪切粘度。但是旋转流变仪要想实现模拟打印喷头内的超高剪切速率条件时的粘度就不太适合。业内新出现我的的微流体流变测量技术就能解决这一问题。

 陶瓷墨水是一种包含了溶剂、粘结剂和表面活性剂、悬浮颜料及/或染料的悬浮液。在低粘度配方下,这些悬浮成分易于沉淀。因此,为了保持贮存于瓶子或容器中时的稳定性,墨水需要能在低剪切应力(只有重力)的条件下具有相对较高的粘度来保持悬浮。但是墨水在打印喷头内所受的剪切速率范围为105~106s-1。为在这样的高剪切条件下实现有效的喷射致动和液滴沉积,墨水则又必须具有良好的流动性,粘度最好保持在5~25 mPa.s。即需要保持悬浮性又需要有较好的流动性,但众所周知低粘度对墨水的储存稳定性不利。要同时满足这两个互相矛盾的要求,研究人员必须在一个宽剪切速率范围内,准确测量并控制墨水配方的粘度,从而得到最佳的墨水性能。

 微流体流变测量技术介绍

旋转流变测量技术比较适合小于1s-1到几千s-1的剪切速率范围。到更高的剪切速率时,会出现流动不稳定、边缘破裂、剪切生热等问题,对墨水等低粘度配方来说其局限性更加明显。虽然微流体流变测量技术的问世时间尚短,但它能有效弥补旋转流变技术的不足,满足超高剪切速率下的测量需求。

 微流体流变仪可解决低粘度陶瓷墨水检测

在微流体流变仪中,液体以已知流量通过狭窄的微流道(一般为40-200 µm),利用嵌入式的微机电系统 (MEMS) 压力传感器,测量沿流动方向压力降。找出压差与体积流量的对应关系,就可以得出样品粘度。通过改变流量或者流道的几何尺寸,可以测量不同剪切速率下的粘度,得到墨水的流动曲线,即剪切粘度与剪切速率关系。和旋转流变仪一样,微流体流变仪也能够精确控制温度,可以研究温度对墨水流体特性的影响。上述两大优点,是微流体流变仪对墨水配方开发的价值所在。

微流体流变测量技术应用前景

 喷墨打印在瓷砖装饰中的应用市场对具有先进配方的陶瓷墨水需求量越来越高。墨水既能够拥有较好的防沉淀性又需要有较低的粘度而在应用中发挥出最佳性能。微流体流变测量技术作为一种相对旋转流变测量技术而言较新的技术,微流体流变测量技术能够测量墨水在打印喷头内高剪切速率条件下的粘度,因而对墨水配方的开发具有重要意义。

 

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