關(guān)于Inkjet噴墨打印質(zhì)量的影響因素及對其改進(jìn)的探討

在Inkjet噴墨打印過程中，液滴形成的墨水行為和質(zhì)量是獲得優(yōu)質(zhì)印刷品的最重要方面。液滴生成必須使得每個脈沖產(chǎn)生一個液滴。

從分配的角度來看，揮發(fā)性較低的溶劑有利于溶液，因為它們降低了孔口的干燥效果。如果需要揮發(fā)性溶劑來溶解感興趣的材料，則可以使用揮發(fā)性較低的助溶劑來減緩蒸發(fā)。然而，一旦溶液在基材上，這些溶劑可能會產(chǎn)生不良的影響，例如液體的積聚和池化。另一方面，揮發(fā)性溶劑可能導(dǎo)致沉積和干燥后的點(diǎn)出現(xiàn)“咖啡環(huán)”或“魚鱗”外觀。應(yīng)選擇溶劑系統(tǒng)以優(yōu)化孔口處和基材上的所需行為。

溶液中固體的數(shù)量和類型也*重要。即使在低濃度下，某些材料，如聚合物和蛋白質(zhì)，也會顯著地改變?nèi)芤旱男再|(zhì)。具有高分子和鏈狀結(jié)構(gòu)的材料往往使溶液是非牛頓量的。非牛頓流體可能會導(dǎo)致流體在破裂之前在孔外延伸更長的時間，并且在足夠高的濃度下，可以防止流體破裂成液滴。解決方法是降低溶液中固體的濃度。即使在這種情況下，液滴的形成也可能表現(xiàn)出*長的尾巴，會破裂成小衛(wèi)星液滴。

低粘度也可能是一個問題，因為它會在液滴生成期間導(dǎo)致衛(wèi)星液滴。添加劑可用于增加粘度并通過衰減殘余聲波來消除衛(wèi)星液滴。較高的粘度也可以通過減少基體的擴(kuò)散來改變水滴的行為，添加劑（表面活性劑）可以加入到溶液中，以降低高表面張力。并不是所有的表面活性劑在液滴產(chǎn)生的時間尺度上都有效。過量的表面活性劑會使溶液更容易捕獲空氣（發(fā)泡）。表面張力調(diào)整也會改變液滴的形成，并在影響基底（更擴(kuò)散）時影響液滴的行為。盡管有許多因素需要考慮，但一個考慮所有流體需求的解決方案是可能的。由于其復(fù)雜性，解決方案的開發(fā)通常是一個迭代的過程，因為它必須與基底和實際的涂層工藝一起完成。

▲ 圖1 同樣的墨水在兩種紙張上的作用，說明了流體與承印物相互作用的影響。

▲ 圖2 同一張紙上的兩種墨水。底部的墨水會產(chǎn)生衛(wèi)星，導(dǎo)致打印質(zhì)量差。

▲ 圖3 粘合劑沉積在加工表面上。左：打印后立即拍攝的圖像；右圖：打印后約1分鐘拍攝的圖像

對于具有極低（優(yōu)先潤濕）或極高（“四處走動”）接觸角的表面，非均勻性影響更為顯著。在某些情況下，物理特征用于限制和定義流體在基材上擴(kuò)散的區(qū)域。

打印的點(diǎn)的尺寸，其主要驅(qū)動因素是液滴直徑。落在均勻基材上的液滴的擴(kuò)散受流體-基材相互作用和液滴動能（液滴體積/直徑和速度）的影響?；纳洗蛴〉狞c(diǎn)的最終尺寸和外觀還取決于溶液配方和基材溫度。

在大多數(shù)情況下，流體由溶解或懸浮在溶劑系統(tǒng)中的固體（生物分子、聚合物、顆粒、細(xì)胞等）組成。 它們在溶劑蒸發(fā)后的最終分布是蒸發(fā)過程中溶劑組合和固體對流的函數(shù)。 在某些情況下，該點(diǎn)表現(xiàn)出“咖啡環(huán)效應(yīng)”，其中更厚或更濃縮的材料出現(xiàn)在更靠近圓周的位置。 通過調(diào)整溶劑系統(tǒng)，可以**限度地減少這種影響。