油墨穩(wěn)定性是決定印刷工藝、印刷性能、運(yùn)輸和貯存時(shí)間與條件的重要參數(shù)。為了使油墨性能能夠滿足如此復(fù)雜的要求，需在配方中加入很多組分，如顏料、粘合劑、螯合劑、保濕劑、潤濕分散劑、殺菌劑等。上述組分的類型和粒徑大小直接影響油墨的穩(wěn)定性。噴墨打印技術(shù)涉及噴射的過程，在這個(gè)過程中，油墨從一個(gè)小孔中噴射出來，如果油墨不穩(wěn)定，會(huì)堵塞小孔。因此，穩(wěn)定劑是油墨配方中必須添加的。研究穩(wěn)定劑對(duì)油墨穩(wěn)定性的影響，對(duì)于實(shí)現(xiàn)油墨配方優(yōu)化和達(dá)到可靠印刷過程具有重要意義。本文討論使用MultiScan 20（MS20）穩(wěn)定性分析儀對(duì)含有不同穩(wěn)定劑的兩種油墨配方的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：油墨配方  穩(wěn)定性  穩(wěn)定劑  MS20穩(wěn)定性分析儀

測量技術(shù)原理

由德國DataPhysics公司生產(chǎn)的MultiScan MS 20（圖2）穩(wěn)定性分析儀用于測量液體分散體系隨時(shí)間和溫度變化條件下的穩(wěn)定性和老化分析以及幫助判斷分散體系不穩(wěn)定機(jī)制等的測量儀器。它包括一個(gè)中控單元同時(shí)可連接1至6個(gè)測量塔，每個(gè)測量塔內(nèi)有獨(dú)立的光源和檢測器以及可控溫度樣品室。所有的測量塔均可獨(dú)立設(shè)定參數(shù)并獨(dú)立工作?？販胤秶?5°C至80°C。

配合強(qiáng)大的分析軟件MSC，即使樣品最微小的變化，也可以被捕捉到。該測量方法具有快速準(zhǔn)確的測量液體分散體系的穩(wěn)定性并對(duì)導(dǎo)致分散體系不穩(wěn)定機(jī)制給出可靠結(jié)論的方法。

實(shí)驗(yàn)

將樣品裝入樣品瓶中，一個(gè)掃描塔內(nèi)放置一個(gè)樣品，每個(gè)掃描塔內(nèi)有一套LED透射光和背散射光光源以及檢測器。光源和檢測器同步自動(dòng)垂直移動(dòng)，沿著樣品管的垂直方向（Z方向）測量。設(shè)定一定時(shí)間間隔掃描，可以同時(shí)得到透射光和背散射光強(qiáng)度與樣品管的位置關(guān)系譜圖。光強(qiáng)度的變化能夠反映出樣品穩(wěn)定性的很多信息。

油墨1和油墨2的配方含有不同的穩(wěn)定劑。將兩種油墨各25ml分別倒入透明玻璃樣品瓶中，測量溫度為T=30°C，測量時(shí)間為27小時(shí)，每間隔6分鐘掃描一次。測量高度范圍：0毫米（樣品管底部）至57毫米（樣品填充最高點(diǎn)）。圖3為測量結(jié)束時(shí)的樣品狀態(tài)，用肉眼觀察*看不到兩種油墨樣品有任何不同。

結(jié)果討論

由于樣品的體積濃度加大，對(duì)于透射光強(qiáng)度的信號(hào)較弱，所以，我們選擇背散射光結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

兩種油墨樣品的背散射光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化相似。圖4所示油墨1的背散射光強(qiáng)度與掃描位置高度的關(guān)系圖。曲線的顏色信息代表時(shí)間，從紅色（實(shí)驗(yàn)開始時(shí)t=0s）到紫色（實(shí)驗(yàn)結(jié)束，t=第27小時(shí)最后一次掃描）。每條曲線代表一次由低到高全程掃描。背散射光譜圖清晰的顯示出光強(qiáng)隨時(shí)間以及測量高度位置的變化，從圖中可以看到，在樣品管高度48mm~52 mm范圍之間光強(qiáng)逐漸減弱，背散射光強(qiáng)度在樣品頂部減小是典型的沉降過程特征譜圖。通過MSC軟件的粒子遷移速率計(jì)算功能，能夠得到每種油墨的微粒平均沉降速率。

油墨1的沉降速度分析見圖5，在最初的一小時(shí)內(nèi)微粒的遷移非常快，沉降速度為24.98毫米/天，接下來的時(shí)間，微粒遷移速度逐漸減慢，沉降速率分別變?yōu)?.201毫米/天和0.2915毫米/天。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知，油墨1很不穩(wěn)定，大部分顆粒的沉降基本上在半天內(nèi)就完成了。

同樣的方法，我們?cè)俜治鲇湍?的沉降速率變化情況，如圖6所示，在整個(gè)測量時(shí)間內(nèi)，油墨2中的微粒都以一個(gè)穩(wěn)定的速率遷移，計(jì)算得到沉降速率為：1.203毫米/天。

綜上，我們可以得出結(jié)論，與油墨1相比，油墨2配方使用的穩(wěn)定劑效果更好。這種簡單、快速的測量方法可以幫助研發(fā)人員通過準(zhǔn)確的定量分析篩選和確定油墨配方中的穩(wěn)定劑。

總結(jié)

利用MS20穩(wěn)定性分析儀可以方便快捷地研究油墨配方的穩(wěn)定性。對(duì)于肉眼不可辯的液體分散體系，借助高性能儀器快速并可靠地捕捉分散體系的微小變化，使研究人員能夠預(yù)判和量化穩(wěn)定性結(jié)果，指導(dǎo)研究人員研發(fā)成本優(yōu)的高質(zhì)量產(chǎn)品。可謂效率，成本，質(zhì)量等均得到優(yōu)化。