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以下示例简明表述,详情请见下文

优秀的墨水指标
一套合格的喷墨墨水应具备以下性质:良好的稳定性(包括墨水的兼容性,长期打印稳定性(墨水流畅性),储存稳定性和打印图档的保存稳定性(抗褪色性能))、出色的打印质量、适宜的粘度、PH值、电导率与表面张力、颜色间渗透轻微、干燥时间短、无味、安全。
对于用户日常关注的墨水稳定性,往往
稳定性 |
兼容性 |
可靠性 |
打印性能 |
健康安全 |
|
性能 |
粒径(平均粒径和最大粒径) |
无腐蚀性 |
不断线 |
色域/亮度 彩度/色阶 |
无毒 |
电导率 |
塑料兼容性 |
不堵头 |
流畅性 |
不易燃 |
|
Ph |
添加剂兼容性 |
起动性 |
出血 边缘锐利 |
无刺激气味 |
|
黏度 |
物料兼容性 |
潜伏期 |
快干性 |
||
表面张力 |
与OEM墨水的兼容性 |
打印数量 |
分辨率 |
||
冷冻/结冻稳定性 |
长时间打印稳定性 |
介质适应性 |
|||
高温稳定性 |
|||||
防水性 |
欧标 美标 亚标 |
||||
抗UV性 |
|||||
抗臭氧 |
|||||
耐摩擦 |
物化指标对照
Oem ink |
LFC ink |
|||||||
粘度 |
pH |
表面张力 |
电导率 |
粘度 |
pH |
表面张力 |
电导率 |
|
K |
2.23 |
8.68 |
34.6 |
3500 |
2.30 |
8.47 |
34.6 |
3180 |
C |
2.25 |
8.56 |
35.0 |
3250 |
2.22 |
7.90 |
35.0 |
1200 |
M |
2.38 |
8.89 |
35.4 |
4100 |
2.28 |
7.67 |
35.4 |
1720 |
Y |
2.34 |
8.75 |
37.2 |
4500 |
2.34 |
7.92 |
37.2 |
2320 |
LC |
2.18 |
8.25 |
35.4 |
1600 |
2.10 |
7.43 |
35.4 |
320 |
LM |
2.20 |
8.50 |
35.8 |
1300 |
2.28 |
7.63 |
35.8 |
590 |
以L805墨水为例,分析如下:
2, 离子浓度分析 compared with OEM L805 inks
mmol/l |
OEM |
LFC ink |
||||
K+ |
Na+ |
Cl- |
K+ |
Na+ |
Cl- |
|
K |
2.10 |
55.9 |
17.4 |
0.90 |
61.4 |
20.3 |
C |
0.80 |
64.8 |
23.8 |
1.48 |
79.4 |
19.5 |
M |
2.40 |
106.6 |
21.8 |
0.90 |
92.6 |
18.3 |
Y |
52.3 |
36.3 |
24.5 |
0.87 |
87.1 |
16.9 |
LC |
1.00 |
98.1 |
19.6 |
0.89 |
35.7 |
18.9 |
LM |
1.69 |
81.6 |
21.7 |
1.00 |
45.6 |
15.4 |
Chart 1
电导率分析LFC ink compared with OEM inks
Oem ink |
LFC ink |
|||||||
pH |
pH |
|||||||
K |
2.23 |
8.68 |
34.6 |
3500 |
2.30 |
8.47 |
34.6 |
3180 |
C |
2.25 |
8.56 |
35.0 |
3250 |
2.22 |
7.90 |
35.0 |
1200 |
M |
2.38 |
8.89 |
35.4 |
4100 |
2.28 |
7.67 |
35.4 |
1720 |
Y |
2.34 |
8.75 |
37.2 |
4500 |
2.34 |
7.92 |
37.2 |
2320 |
LC |
2.18 |
8.25 |
35.4 |
1600 |
2.10 |
7.43 |
35.4 |
320 |
LM |
2.20 |
8.50 |
35.8 |
1300 |
2.28 |
7.63 |
35.8 |
590 |
Chart 2
说明:上表与OEM墨水的对照分析,在相同的墨水浓度体系里,Na+离子Cl-离子浓度越低,说明墨水体系含盐量越少,墨水体系越稳定;或者说在某些离子浓度相同的墨水体系里,相对来说墨水体系的电导率越低,墨水的长期储存稳定性越好。如果墨水浓度或离子浓度有差异,要具体情况具体分析。
以330系列墨水为例,电导率对照
Other 1 |
Other 2 |
Lfc(精华) |
||||
pH |
Conductivity |
pH |
Conductivity |
pH |
Conductivity |
|
K |
8.31 |
6030 |
8.20 |
6890 |
7.21 |
3600 |
C |
7.77 |
2820 |
7.60 |
2490 |
7.13 |
1200 |
M |
8.00 |
3820 |
4.2 |
4920 |
7.50 |
1680 |
Y |
8.30 |
6030 |
8.05 |
4540 |
6.98 |
1980 |
LC |
7.82 |
1130 |
7.2 |
1180 |
7.23 |
900 |
LM |
8.14 |
1500 |
4.7 |
1500 |
7.50 |
480 |
说明:上表有两种黑色墨水的电导率比较高,分析来可能选择的是含盐量较高的原料。与lfc墨水比较竟然接近两倍高,预示是潜在的质量隐患。 另者ink1的黄色墨水电导率比较高,很可能过多的添加了含盐量比较高的23号染料,如果遇到温度骤变或者时间久了,也存在着质量隐患。说一下ink2的洋红色和淡洋红色Ph值竟然在4左右,很可能选择了耐温度性较差的活性红染料,分解后墨水体系呈酸性,染料很容易析出,导致墨水稳定性质量问题。
理论:
电导率就是所有游离电荷在溶液中的总和
染料分子的电荷(例如:磺酸基组);染料分子电荷的反离子(例如:钠、有机胺离子);
过多的盐(如氯化钠及硫化钠)可能会引起腐蚀及沉淀。
讨论:
墨水的稳定性,很大一部分取决于染料的含盐量,及墨水添加溶剂的纯度。Cl-容易对打印头产生腐蚀,而其形成的盐主要是Na+离子Cl-离子结合的Nacl,墨水中含有Cl-越少,相对来说稳定性越好。低价盐会增加染料溶液及墨水的稳定性,些二价金属离子会引起多种影响,例如当储存时会出现沉淀,特别是在遇热,染料会出现分解。
过多的盐(氯化钠及硫化钠)可能会引起腐蚀及沉淀
电导率是强烈依赖液体的PH值,(详细的染料含量及离子量的规格要比测试电导率更有意义。)
染料的浓度高,可能电导率就会很高,比如r270的黄色电导率就很高。实际上通过电导率评测墨水的稳定性,还有考虑墨水的浓度(系统浓度,除了离子水外),特别是如果一些墨水的离子水添加量多(离子水带入的离子很少),反而导致染料和溶剂带入的离子浓度就降低。
为什么,有些墨水价位较低的墨水,在刚开始使用时,流畅性是可以,但是在分析电导率指标时,电导率却高的很多,其实,这反应出墨水的长期储存稳定性将会有影响。
以下,具体通过老化试验分析如下:
3, 稳定性分析(储存稳定性)
A: Freezing (-20℃ -3 days)
B: Heating (70℃-7 days or 60℃-6 weeks)—相当6个月
C: Heating(70℃- 6 hours)――相当2年
好的稳定性是指墨水黏度、PH、电导率(颜料墨水:粒径、大粒子数量)经过老化试验,基本没有变化。高品质的墨水与低端墨水最根本的区别是体现在储存稳定性方面。特别是用户购买的墨水经过恶劣运输、储存过程(高低温等)或在不寻常的环境(高温、潮气等)下使用,或者长期不用后再使用,可能低品质的墨水就要出现很多麻烦。
Test results |
||||
Before aging test |
test on Dec.1,2016; T:16.5℃ |
|||
Ink |
PH |
表面张力(mN/m) |
电导率(mS/cm) |
黏度 (Pa·s) |
K |
8.47 |
34.6 |
3180 |
2.30 |
C |
7.90 |
35.0 |
1200 |
2.22 |
M |
7.67 |
35.4 |
1720 |
2.28 |
Y |
7.92 |
37.2 |
2320 |
2.34 |
LC |
7.43 |
35.4 |
320 |
2.10 |
LM |
7.63 |
35.8 |
590 |
2.28 |
老化试验
After aging test |
test on Dec.8,2016; T:16.8℃ |
|||
Ink |
PH |
表面张力(mN/m) |
电导率(mS/cm) |
黏度 (Pa·s) |
K |
8.40 |
34.6 |
3194 |
2.29 |
C |
7.88 |
35.0 |
1230 |
2.20 |
M |
7.65 |
35.3 |
1780 |
2.30 |
Y |
7.82 |
37.1 |
2320 |
2.35 |
LC |
7.40 |
35.3 |
330 |
2.12 |
LM |
7.61 |
35.6 |
595 |
2.27 |
说明:经过老化试验前后分析,墨水体系的ph值、黏度、表面张力及电导率指标基本没有发生变化。说明墨水体系比较稳定,以上数据说明DFC墨水的稳定性很好。
分析如下:黏度与表面张力影响着墨水的流畅性、与扩散性。其他黏度指标是在高低温后发生变化,体系黏度发生变化,就可能影响着打印流畅性。表面张力的大小影响着墨滴的形成、墨水的流动性及在介质上的润湿与分散性,如果经过老化试验,表面张力发生变化,可能是表面活性剂添加量多少或选择适宜程度有问题,导致活性成分的析出分解,有时体现在ph的降低,就影响墨水的稳定性。如果电导率增加,就说明体系中含盐量增加了,染料易分解析出,导致稳定性破坏。另外一个重要的因素是PH值。
pH值:
pH值是氢离子浓度指数,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。墨水的pH值可能要收以下几种条件限制:首先,在适合的pH值范围内,染料能在墨水体系中达到最好的溶解度,使体系保持好的稳定状态,这就要根据选择的不同染料,调整墨水相应适合的pH值范围,这就是为什么酸性染料、活性染料、直接染料等可能在墨水体系中体现的范围不同。从这角度,就不一定说墨水的pH值就应在中性为好。
其次,墨水是通过喷头喷射出来的,因此墨水的pH值就要适合喷头材质的要求,特别是喷头下面的保护膜。虽然,这些材质是选用特殊材料,但是,经过墨水的长期浸泡、喷射,特别是热发泡墨水,墨水是与加热元件直接接触的,在长期高温条件下,墨水品质不好,就容易发生分解,进而缩短打印头寿命,所以要求墨水的pH值尽量在中性范围内为好。有的打印头下端被腐蚀,可能墨水体系不稳定,或者是该染料有杂质问题,等等。
再者,墨水是储存在储墨仓(墨盒),连续供墨系统还有通过外置盒和管线等等。所以就要考虑胶圈、滤网、海绵、管线与墨水的体系相容性,从这方面来说,墨水的体系应该保持在温和的中性范围内。
也有另外的地方,比如hp桌面机的黑色墨水是颜料性,彩色是染料性的。要解决黑色墨水与彩色墨水的渗透性,就要尽量调整彩色墨水的pH值,这一点是指部分使用酸性染料的彩色墨水。
总之,墨水的pH值是需要综合考虑的因素,他影响又受其他墨水指标制约,其中电导率就是其中的一项。
以上分析是指墨水在正常使用环境下的pH值的情况,但墨水很多要受环境因素的制约,所以评测墨水的pH值,还有通过老化试验来检验墨水的品质。例如,1、模拟多种实验条件,温度、湿度、及其他环境变化,检测PH值变化范围,使PH值保持在合理的变化范围内。2、对打印头进行长时间浸泡测试;海绵浸泡测试;过滤筛网、弹簧、钢珠长时间浸泡测试;对PP、PS、ABS、等墨盒塑料壳及硅胶密封圈长时间进行浸泡测试,等等。检验、并保证不对墨盒产品的其他物料有损害及其他化学变化。3、不同墨水相混合,染料与染料之间,染料与颜料之间,各种溶剂之间,染料与溶剂之间进行混合,墨水的pH值是否变化。因为墨盒再生,连供加墨,可能存在这兼容墨水与原厂墨水,不同厂商墨水的兼容性等等,很难评测墨水的性能。
但是,有一点是用户需要注意的就是活性染料配置的墨水稳定性问题。特别是红色墨水。为什么大多选用活性染料,因为活性染料色彩鲜艳,色光纯正。然而,从染料特性来说,活性染料稳定性不好,很容易水解。水解时,墨水系统中的[H+]浓度增加,导致pH值降低,墨水中的染料在墨水体系中溶解度就降低。甚至有的墨水在经过3个月后,pH值要降低到5左右,这时墨水中的染料可能要析出,出现打印质量问题。

