
以圖2為例說(shuō)明圖片的觀察方法。從左至右依次為樣品A開(kāi)始噴射時(shí)的噴射狀態(tài)、連續(xù)噴射10分鐘、20分鐘、30分鐘時(shí)的噴射狀態(tài)。在樣品A噴射10分鐘的圖片中,箭頭起點(diǎn)處為噴嘴(即圖中黑線與噴頭表面相交處),從噴嘴向下部分的黑線為噴射出墨滴的運(yùn)動(dòng)軌跡,下端的黑點(diǎn)為噴射出的墨滴,從噴嘴向上部分的黑線為噴頭表面對(duì)墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡的鏡像。斷墨表現(xiàn)為黑線的缺失,掛墨表現(xiàn)為液體在噴頭表面積存,墨點(diǎn)跳動(dòng)表現(xiàn)為斜噴以及墨滴間距的不穩(wěn)定,見(jiàn)圖3、4所示。
分析比較圖2、圖3、圖4,樣品A、C不存在斜噴現(xiàn)象;樣品B斜噴現(xiàn)象較為嚴(yán)重。造成斜噴的原因是,噴嘴出口處有雜質(zhì)粒子附著;當(dāng)墨滴沿噴嘴噴出時(shí),雜質(zhì)粒子改變了墨滴的飛行方向。樣品A、C基本沒(méi)有墨點(diǎn)抖動(dòng)發(fā)生;樣品B墨點(diǎn)易抖動(dòng)。墨點(diǎn)跳動(dòng)往往和斜噴同時(shí)發(fā)生,墨點(diǎn)抖動(dòng)一段時(shí)間后開(kāi)始出現(xiàn)斜噴,隨后即會(huì)發(fā)生斷線。樣品A沒(méi)有出現(xiàn)掛墨;樣品C輕微掛墨;樣品B掛墨嚴(yán)重。墨水在噴頭表面的鋪展,懸掛積累造成掛墨,是引起斷墨的另一個(gè)重要原因。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三個(gè)樣品對(duì)噴頭的潤(rùn)濕填充性能均較好。樣品A連續(xù)打印30分鐘,墨點(diǎn)依舊很穩(wěn)定、無(wú)斷線,性能最好;樣品B在打印10分鐘時(shí)出現(xiàn)墨點(diǎn)抖動(dòng)現(xiàn)象,墨點(diǎn)軌跡開(kāi)始發(fā)生變化,打印30分鐘后,大部分墨點(diǎn)都處于不穩(wěn)定的狀態(tài),連續(xù)打印性能很差;樣品C打印20分鐘墨點(diǎn)基本無(wú)變化,當(dāng)打印時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí),部分墨點(diǎn)開(kāi)始變得不穩(wěn)定,打印性能接近于樣品A,比樣品B要好很多。綜合以上分析,三種樣品的噴射性能順序?yàn)?樣品A>樣品C>樣品B
2·2 分散體系粘度對(duì)噴射性能的影響

粘度反映流體內(nèi)部相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的大小。數(shù)字噴墨印花機(jī)對(duì)墨水粘度要求很高,不同的噴頭所要求的粘度范圍也不相同,較早開(kāi)發(fā)的數(shù)字噴墨印花機(jī)要求墨水粘度較低。為了滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要,噴頭生產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)出了使用高粘度墨水的噴頭,引起研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)高粘度墨水開(kāi)發(fā)的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)所配制的體系粘度數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
在噴射過(guò)程中,粘度對(duì)噴射性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是,墨水在管道中的流動(dòng)。噴射性能好的墨水要求在管道中流動(dòng)順暢,且不易形成湍流,確保及時(shí)供墨。二是,墨水在墨囊內(nèi)的過(guò)濾。在進(jìn)入噴頭之前,墨水經(jīng)墨囊里金屬濾網(wǎng)過(guò)濾,能夠有效的阻止大粒子對(duì)噴頭的損害。三是,墨水在噴頭內(nèi)部的流動(dòng)以及噴射時(shí)的流動(dòng)。噴頭內(nèi)部的管路結(jié)構(gòu)極為精細(xì)復(fù)雜,對(duì)墨水性能要求很高。墨水的粘度必須保證墨水能夠在噴頭內(nèi)部順利流動(dòng),為下一步的噴射做好準(zhǔn)備;否則在噴射時(shí)會(huì)由于供墨不及時(shí)造成斷線。
樣品A、B、C的粘度依次為8·33cP、8·19cP、9·96cP。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,樣品A的噴射性能最好;樣品B的噴射性能比樣品A差很多;樣品C的噴射性能比樣品A稍差,比樣品B好很多。可見(jiàn),粘度對(duì)體系的噴射性能影響很大。體系的粘度過(guò)大或過(guò)小,噴射性能均不好;只有當(dāng)粘度在一定的范圍時(shí),才具有較好的噴射性能。樣品C粘度較大,影響其在供墨管道、墨囊及噴頭內(nèi)部流動(dòng)的通暢性,從而造成噴射性能不佳。粘度較小的樣品B在噴頭內(nèi)部的填充性能很好,當(dāng)噴出墨滴以后,能夠及時(shí)填充腔體;然而此時(shí)容易形成湍流,使得墨水具有一定的初始動(dòng)能;當(dāng)墨水接受腔體的壓力噴出噴孔時(shí),各個(gè)噴孔噴出的墨滴差別很大,易于形成墨滴跳動(dòng)、掛墨和斷墨。 2·3 分散體系表面張力對(duì)噴射性能的影響
表面張力對(duì)打印性能的影響存在著一對(duì)矛盾。低表面張力使墨水具有更好的潤(rùn)濕特性,有利于墨水在管道中的流動(dòng)及在噴頭內(nèi)部的填充;高表面張力能夠使噴射出的墨滴具有良好的液滴形態(tài),有助于提高打印性能的穩(wěn)定性[9]。
樣品A、B、C的表面張力依次為28·72 mN·m-1、30·19 mN·m-1、31·75 mN·m-1,呈遞增趨勢(shì)。從噴射性能的對(duì)比分析來(lái)看,樣品A、B、C在噴射時(shí)形成衛(wèi)星墨滴從而引起墨滴飛濺的現(xiàn)象依次加重。可以這樣理解,較低的表面張力有利于分散體系在噴頭內(nèi)部的潤(rùn)濕填充,墨滴噴出以后噴孔再次填充時(shí)不會(huì)倒吸入空氣,能夠正常噴射;當(dāng)表面張力較高時(shí),體系對(duì)噴頭的潤(rùn)濕填充性能較差,噴墨以后噴孔填充時(shí)容易倒吸入空氣,再次噴射時(shí)會(huì)由于起泡破裂造成墨滴飛濺、形成衛(wèi)星墨滴。
2·4 高速剪切后體系粘度的變化對(duì)噴射性能的影響

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