作者：John DuffyQ英国马文仪器有限公司变产品市场l理
本文首次刊登于《聚合物涂料颜料?014q?月刊
q年来，喷墨打印已发展成为瓷砖装饰等领域最为高效的打印Ҏ之一Q利用该技术能够在各种非^面陶瓷基材上生成高清晰度的图案和囑փ。要实现q样的打印效果，必须开发具有特定流变特性的陶瓷墨水Q以适应陶瓷喷墨打印工艺。即在储存时Q墨水即使受到重力作用也不会沉淀Q在打印Ӟ墨水在打印喷头内受到极高的剪切作用，也能辑ֈ对其动Ҏ的要求
旋{变量技术是目前市场上广泛用的一U流变特性表征手D，能够在较宽的剪切速率范围内测量材料的剪切_度。但是，如果要实现模拟打印喷头内的超高剪切速率条gӞ旋{变仪就不太适合。相对较新的微流体流变测量技术就能体现出重要价倹{?
与过E相关的变数据的重要?/strong>
墨水在打印喷头内所受的剪切速率范围?05~106s-1。ؓ在这L高剪切条件下实现有效的喷致动和液滴沉积Q墨水必d有良好的动性，_度最好保持在5~25 mPa.s。然而，低粘度对墨水的储存稳定性不利?
众所周知Q墨水是一U包含了溶剂、粘l剂和表面活性剂、悬颜料及/或染料的悬Q涌Ӏ在低粘度配方下Q这些悬成分易于沉淀。因此，Z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Q只有重力）的条件下h相对较高的粘度?
要同时满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，准确量q控制墨水配方的_度Q从而得到最佳的墨水性能?
微流体流变测量技术介l?/strong>
旋{变量技术比较适合于1s-1到几千s-1的剪切速率范围。到更高的剪切速率Ӟ会出现流动不E_、边~破裂、剪切生热等问题Q对墨水{低_度配方来说其局限性更加明显。虽然微体变量技术的问世旉短Q但它能有效弥补旋{变技术的不Q满高剪切速率下的量需求?
在微体变仪中Q液体以已知量通过狭窄的微道Q一般ؓ40-200 µmQ，利用嵌入式的微机늳l?(MEMS) 压力传感器，量沿流动方向压力降。找出压差与体积量的对应关p，可以得出样品粘度。通过改变量或者流道的几何寸Q可以测量不同剪切速率下的_度Q得到墨水的动曲线Q即剪切_度与剪切速率关系。和旋{变仪一P微流体流变A也能够精控制温度，可以研究温度对墨水流体特性的影响?
上述两大优点Q是微流体流变A对墨水配方开发的价值所在?
?Q将旋{变仪（实心正方形所C）和微体变仪（I心正方形所C）l合使用Q可得到墨水在极宽的剪切速率范围内（0.5s-1 ~100,000s-1Q的动曲线?
?Q马文仪器的m-VROCi微流体流变A能够量墨水在超高的剪切速率条g下的_度?
Z说明如何旋转流变A和微体变仪结合v来，为研制墨水配Ҏ供重要的参考数据，我们在实验中使用马尔文Kinexus旋{变仪和m-VROCi微流体流变AQ对A、B两款市售的喷墨墨水进行了量。图1中的两条动曲线分别代表了墨水A和墨水B的相x据，每一条流动曲U均可呈C用马文Kinexus旋{变仪和m-VROCi微流体流变A所得出的数据?
我们用这两种仪器定了墨水在0.5s-1 ~100,000s-1的剪切速率下的_度。尽两U墨水的动曲线均略有下降（表明墨水出现了轻微的非牛型剪切变稀行ؓQ，但两个样品的_度在整个研I范围内都相对稳定。A墨水在剪切速率1s-1时粘度约?2 mPa.sQ在剪切速率辑ֈ100,000 s-1的时_度?7 mPa.sQ这说明面对较高的剪切速率Ӟ墨水_度会略有下降。虽然粘度下降的q度不大Q但也不容忽视。在许多情况下，q种非牛特性也许对q打印喷头中墨水的E_性和高流动性能表现有非常大的帮助?
应用前景展望
随着喷墨打印在瓷砖装C的应用日益普遍，市场对具有先q配方的墨水需求量来高。所谓“先q”，是指墨水能够在所有应用阶D都发挥出最x能。作ZU相对较新的技术，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g下的_度Q因而对墨水配方的开发具有重要意义。将马尔文微体变仪和旋{变仪结合用，研究人员可以模拟墨水在打印过E中出现的所有环境和条gQ在非常宽的剪切速率范围内测定墨水粘度。这些数据能帮助研究人员开发储存稳定性好、流动性能好、打印效果理想的墨水?
