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墨水与基板的关键相互作用

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:墨水在基板上的表现依赖于基板和墨水的物理化学性质。因此,为了获得良好的打印质量,匹配基板和墨水至关重要,基板和墨水应根据特定的应用定制。为了获得最优的铺展和润湿(大点),墨水表面张力应该低于基板的表面能量[44]。图12.2显示了打印图案在载玻片上在存在润湿剂和缺乏润湿剂下的轮廓。图12.2 有银色散的高度轮廓A—没有润湿剂 B—有润湿剂墨水的黏度对铺展也是非常重要的。

墨水与基板的关键相互作用

墨水在基板上的表现依赖于基板和墨水的物理化学性质。例如,无孔隙的基板顶部在湿度不够的情况下可能导致墨水团簇,在湿度过大的情况下会出现高“点增益”的情况,两个相邻界面的颜色不同会有“渗出”现象。在多孔基质的情况下,墨水很快将渗透到毛孔,造成低光学图像的密度,甚至渗透到另一边的基板[43]。因此,为了获得良好的打印质量,匹配基板和墨水至关重要,基板和墨水应根据特定的应用定制。基板的剪切是通过特定的涂层来实现的,例如通过薄层涂层在液滴与基板接触后能够有效吸收墨水[43]

为了获得最优的铺展和润湿(大点),墨水表面张力应该低于基板的表面能量[44]。可以通过液体添加选择适当的润湿剂获得低表面张力值,湿润剂可从许多渠道获得。图12.2显示了打印图案在载玻片上在存在润湿剂和缺乏润湿剂下的轮廓(水性墨水,25%银色散,平均值17nm)。由于著名的“咖啡环效应”,在没有润湿剂的情况下,大多数的银纳米颗粒位于边缘。添加0.1%浓度的润湿剂导致轮廓更平滑且几乎恒定的高度[8]

如果需要小点(导电墨水更高的分辨率、增加打印的高度模式等),为了防止快速润湿,表面张力应尽可能高。

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图12.2 有银色散的高度轮廓

A—没有润湿剂 B—有润湿剂

墨水的黏度对铺展也是非常重要的。铺展过程中在一个给定的时间内相比低黏度墨水,高黏度墨水将导致一个小尺寸点。当黏度非常高时,墨滴的铺展通常会停止。例如紫外光固化后溶剂挥发或热熔墨水凝固。可以通过包括挥发性下降溶剂的墨水阻止液滴铺展,这样挥发将导致黏度迅速增加。

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