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上海奥法美嘉生物科技有限公司
光阻法单颗粒技术SPOS在墨水大粒子检测方面的应用
检测样品：墨水检测项目：颗粒度检测
方案概述：喷墨墨水的色素是在溶液中呈胶态分布的。色素的一定分散对避免沉降、不稳定或结块引起的喷墨失败都是很有必要的。为了确保配比并生产，我们需要一个可靠的方法来确定终产品的粒度分布。
AccuSizer 780系列仪器在喷墨墨水粒度检测中的应用
综述
喷墨墨水的色素是在溶液中呈胶态分布的。色素的一定分散对避免沉降、不稳定或结块引起的喷墨失败都是很有必要的。为了确保配比并生产，我们需要一个可靠的方法来确定终产品的粒度分布。PSS的AccuSizer系统——单颗粒计数原理(SPOS)是一个理想的工具，它可以测出喷墨墨水是否包含任何可能构成阻塞喷射器、导致性能降低等风险的粒子。本应用阐述了AccuSizer在解决喷墨墨水制造业方面问题的一些例子。
引言
将色素按配方加入到墨水中通常要分散成小颗粒形式（大约在50到200nm之间，根据应用不同而变化）并且需要呈胶态稳定。这种胶体稳定状态可以通过修饰表面形成适当的表面电荷（Zeta电位）来实现，也可以通过色素颗粒表面吸附一定量的化合物（空间稳定性）实现。
色素颗粒的大小非常重要，因为大颗粒会阻塞喷射器和通道，对印刷头造成损害。对大颗粒 (> 0.5-1.0 μm) 含量的控制就需要一个对极少量大颗粒敏感的方法—尾部大颗粒的分布
颗粒大小和计数方法
有很多方法可以测定油墨分散体的平均粒度，比如光散射法(DLS)，但是这里的大多数方法并不能测定出少数的大颗粒。而基于单颗粒计数的方法就特别适合这类分析，通过这种方法可以测出极少量异常值的大小和数量。
AccuSizer的单颗粒计数技术(SPOS)可以很好地对油墨中大颗粒定量大小和浓度，具体取决于传感器的检测范围。系统如图1所示，包括标准的LE400消光和散射传感器——可以测定加入到可自动稀释样液的AD采样器的0.5-400μm之间的颗粒，也可以测定试验的浓度。
图1：AccuSizer 780 AD
应用实例1：搅拌的作用
有很多因素会影响色素的分散，其中之一就是搅拌时间，因此，很有必要设定一个搅拌时间以减少分散系中的超大颗粒。同时对搅拌时间的控制也很重要，因为过度均质会导致粒度增大。
我们用两种色素分散液样品—红色和蓝色溶液，来研究搅拌时间对超大颗粒的影响。
图2：搅拌对红色溶液的影响
图3：品红溶液结果的放大图
Concentration of large particles > 1 μm:
大于>1μm颗粒的浓度：
50 min: 4 x 106 particles/mL
70 min: 5 x 105 particles/mL
90 min: 2 x 105 particles/mL
图2和3显示了红样液分别搅拌50、70和90min的结果。尾部颗粒从4 x 106 particles/mL减少到了2 x 105 particles/mL。
图4：搅拌对蓝色溶液的影响
图4所示的蓝色溶液，同样存在随着搅拌时间延长而超大颗粒减少的现象。多搅拌了10min，颗粒浓度就由9 x 106 particles/mL减少到大约3x 106 particles/mL。
应用实例2：过滤的作用
图5：喷墨过滤的作用
这个例子显示了过滤前后试验的结果，试验中将喷墨用2微米和5微米的过滤器进行过滤，如图5. 两种过滤器都显示可以大大提高对大于1微米颗粒的过滤作用。未经过滤的样品中大于1微米的颗粒浓度大于100,000 个/mL，而经过5微米、2微米过滤器过滤的样品分别大约为70,000和20,000 个/mL。
结论：
AccuSizer 780 在量化油墨中大粒子粒度和浓度方面是很理想的系统。本文研究了搅拌和过滤的作用，然而，该系统还可以作为一般的质量控制工具，以及研究工艺条件的工艺研发工具。我们还可以根据应用、需求的不同从多种传感器和配置中选择。
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