摘要通過(guò)實(shí)驗測試了陶瓷墨水的容重、表面張力、粘度參數隨溫度的變化狀況，有利于分析解決墨水使用過(guò)程中出現滴墨、掛墨等問(wèn)題。研究結果表明，墨水的粘度、表面張力、容重在35～45℃呈現線(xiàn)性的變化，45℃下墨水粘度比35℃要低3cp±0.3cp，45℃下墨水的表面張力比35℃要低1dyn/cm2±0.2dyn/cm2，45℃下墨水的容重比35℃要低0.01g/cm3±0.005g/cm3。最后得出結論，陶瓷墨水在35～45℃溫度范圍內使用，容重和表面張力隨溫度的變化不明顯，而粘度變化顯著(zhù)，在實(shí)際生產(chǎn)中需要高度重視。

前言

陶瓷墨水是由有機溶劑、無(wú)機陶瓷色料、分散劑以及一些助劑經(jīng)過(guò)機械分散研磨制得的混合液體。其合適的粘度、表面張力、細度、容重等性能參數有利于噴墨打印機的流暢打印?；谔沾缮a(chǎn)環(huán)境特別是溫度、濕度、粉塵量等的多變性，對陶瓷噴墨打印有著(zhù)重要的影響，所以通過(guò)研究環(huán)境的變化對陶瓷墨水性能的變化，有利于分析解決陶瓷噴墨生產(chǎn)中遇到的滴墨、掛墨等問(wèn)題。

1實(shí)驗儀器

數顯恒溫水浴鍋，數顯旋轉粘度計，表面張力儀，容重瓶，溫度計。

2實(shí)驗方法

2.1粘度隨溫度的變化實(shí)驗

1)選擇國產(chǎn)棕色墨水和進(jìn)口棕色墨水各500ml作為樣品。

2)將數顯恒溫水浴鍋調到25℃，并用小隔膜泵將熱水連接到數顯粘度計的套筒。

3)將墨水樣品裝入粘度計的測量杯，進(jìn)行測量，直至數據上下浮動(dòng)不大且溫度計探測墨水溫度達到25℃為止。

4)記錄實(shí)驗數據。

表1粘度隨溫度的變化實(shí)驗數據

5)將數顯恒溫水浴鍋從25～45℃逐步調節，并依照上述步驟進(jìn)行測量并記錄粘度值(見(jiàn)表1)。

2.2表面張力隨溫度的變化實(shí)驗

1)選擇國產(chǎn)桔色、黃色墨水和進(jìn)口黃色墨水各500ml作為樣品。

2)將數顯恒溫水浴鍋調到25℃，并將墨水樣品裝入100ml燒杯并浸入水中，至溫度達到25℃后測量表面張力。

3)記錄測量實(shí)驗數據。

4)按以上步驟分別測量35～45℃的表面張力(見(jiàn)表2)。

表2表面張力隨溫度的變化實(shí)驗數據

2.3容重隨溫度的變化實(shí)驗

1)選擇國產(chǎn)黃色、米色墨水和進(jìn)口黃色墨水各500ml作為樣品。

2)將數顯恒溫水浴鍋調到18℃，并將墨水樣品裝入100ml燒杯并浸入水中，至溫度達到18℃后測量容重。

3)記錄測量實(shí)驗數據。

4)按以上步驟分別測量18～70℃的容重(見(jiàn)表3)。

表3容重隨溫度的變化實(shí)驗數據

3實(shí)驗結果討論與分析

3.1粘度隨溫度變化

從圖1分析得出,陶瓷墨水的粘度隨著(zhù)溫度的升高而呈現線(xiàn)性下降趨勢，噴墨生產(chǎn)為了減少環(huán)境變化對噴墨的影響，噴墨二級墨盒(即直接連接噴墨的墨水中轉裝置)的溫度一般在35～45℃范圍內調節，正常設置溫度為40℃。所以，如果生產(chǎn)中出現滴墨的情況，或者出現由于墨水粘度太高造成打印不流暢，可以通過(guò)調節溫度來(lái)調節墨水的粘度以及墨水的流動(dòng)性。實(shí)驗結果表明，無(wú)論是進(jìn)口墨水還是國產(chǎn)墨水，35℃比45℃時(shí)的墨水粘度一般都高3cp左右。實(shí)驗也說(shuō)明國產(chǎn)墨水的流動(dòng)性能可與進(jìn)口墨水相媲美。

陶瓷墨水粘度隨著(zhù)溫度的升高而降低的原因是由于陶瓷墨水的主要成分是有機油類(lèi)溶劑，所以隨著(zhù)溫度的升高，有機溶劑分子之間的引力降低，分子之間的內摩擦力減少，使得剪切力減少，表觀(guān)為粘度數值減小(見(jiàn)圖1)。

3.2表面張力隨溫度變化

從實(shí)驗分析數據得知陶瓷墨水的表面張力隨溫度的升高而下降，但是，在陶瓷墨水的正常使用溫度內(35～45℃)變化不明顯，基本不影響陶瓷墨水的表面張力性能。實(shí)驗也得出國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水的表面張力參數基本一致，由于表面張力會(huì )影響到墨滴的形成狀態(tài)，所以國產(chǎn)墨水與進(jìn)口墨水的打印墨滴基本相接近。

對于主要成分是有機油類(lèi)的陶瓷墨水，隨著(zhù)溫度的升高，內部分子運動(dòng)加劇，分子之間距離增大，使得分子力減弱，從而導致液體表面使其面積縮小的力減弱，即表現為表面張力減小(見(jiàn)圖2)。

圖1粘度隨溫度變化曲線(xiàn)

圖2表面張力隨溫度的變化情況

3.3容重隨溫度變化

實(shí)驗結果表明，陶瓷墨水的容重隨著(zhù)溫度的升高而測量容重值線(xiàn)性降低，但是，在陶瓷墨水的正常使用溫度下(35～45℃)變化只有0.01g/cm3，通過(guò)上機調節測試，基本不影響陶瓷墨水的打印。從進(jìn)口墨水與國產(chǎn)墨水對比來(lái)看，容重值有一定差別，國產(chǎn)墨水要比進(jìn)口墨水的容重低，原因主要是與墨水的固含量和溶劑有關(guān)。然而，從實(shí)際使用效果來(lái)看，容重的差異可以通過(guò)調節設備的負壓等參數來(lái)達到穩定打印的狀態(tài)。陶瓷墨水隨著(zhù)溫度升高，其中的油品受熱膨脹，體積增大，所以測量得到的容重減小(見(jiàn)圖3)。

4結論

1)陶瓷墨水在陶瓷噴墨機正常工作溫度范圍內(35～45℃)，墨水的粘度隨著(zhù)溫度的升高而呈現線(xiàn)性下降，且變化相對較明顯，說(shuō)明墨水的流動(dòng)性在使用過(guò)程中可調節，實(shí)際生產(chǎn)中如果出現滴墨或打印不流暢等與墨水性能有關(guān)的問(wèn)題，可考慮通過(guò)增減噴墨機二級墨盒溫度來(lái)調整。

2)陶瓷墨水的容重、表面張力在噴墨機正常工作溫度范圍內(35～45℃)，隨著(zhù)溫度的升高而呈現線(xiàn)性下降，但數值變化相對不明顯。如生產(chǎn)中出現墨水溫度在范圍內波動(dòng)，基本可以忽略表面張力、容重變化的影響。

圖3容重隨溫度的變化

3)進(jìn)口陶瓷墨水與國產(chǎn)陶瓷墨水相比，內在的性能參數(表面張力、粘度、容重)隨溫度變化的規律一致。