本發(fā)明涉及噴墨打印，特別涉及一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、噴墨打印技術(shù)是一種通過(guò)精確控制墨水噴射來(lái)在各種襯底上形成圖像或文字的技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于辦公打印、家庭打印、工業(yè)打印以及專(zhuān)業(yè)打印領(lǐng)域，如廣告制作、藝術(shù)作品復(fù)制、甚至用于電路板、太陽(yáng)能電池、納米壓印等。然而，在噴墨打印過(guò)程中，墨水液滴與襯底接觸時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)所謂的“咖啡環(huán)效應(yīng)”（coffee-ring?effect），這是一種普遍現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致打印質(zhì)量下降。咖啡環(huán)效應(yīng)是指噴墨液滴在接觸襯底表面時(shí)，由于溶劑的快速蒸發(fā)和吸收，液滴邊緣的蒸發(fā)速率大于中心，導(dǎo)致液滴邊緣的表面張力高于中心，從而使得液滴向中心收縮，形成不均勻的環(huán)形沉積。這種現(xiàn)象不僅影響打印的均勻性和美觀性，還可能導(dǎo)致顏色偏差和圖像細(xì)節(jié)丟失；在半導(dǎo)體領(lǐng)域，咖啡環(huán)效應(yīng)會(huì)影響噴墨打印技術(shù)制備半導(dǎo)體器件的均勻性和性能；納米壓印技術(shù)中，咖啡環(huán)效應(yīng)同樣是一個(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)樗鼤?huì)影響壓印過(guò)程中材料的分布和最終的圖案質(zhì)量。納米壓印是一種用于制造微納尺度圖案的技術(shù)，常用于半導(dǎo)體和納米技術(shù)領(lǐng)域?？Х拳h(huán)效應(yīng)可能導(dǎo)致壓印圖案的邊緣出現(xiàn)沉積過(guò)多而中心部分沉積不足的情況，這會(huì)影響圖案的均勻性和精確性。

2、為了解決這一問(wèn)題，研究人員和工程師嘗試了多種方法，包括改變墨水配方以降低溶劑蒸發(fā)速率、調(diào)整打印參數(shù)以?xún)?yōu)化液滴沉積模式、以及使用特殊涂層的介質(zhì)以改善墨水吸收特性。然而，這些方法往往存在一定的局限性，如成本增加、打印速度降低、或?qū)μ囟徒橘|(zhì)的依賴(lài)性。近年來(lái)，馬蘭戈尼效應(yīng)（marangoni?effect）作為一種表面張力梯度驅(qū)動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，引起了科研人員的關(guān)注。馬蘭戈尼效應(yīng)描述了液體表面張力不均勻分布時(shí)，液體從表面張力較低的區(qū)域流向表面張力較高的區(qū)域的現(xiàn)象。在噴墨打印領(lǐng)域，通過(guò)巧妙地利用馬蘭戈尼效應(yīng)，可以有效地抑制咖啡環(huán)效應(yīng)，提高打印質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本申請(qǐng)公開(kāi)了一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，由功效成分和功能成分混合而成，所述功效成分包括馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑；具體包括如下步驟：

4、s1、取馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑在真空條件下脫泡，完成預(yù)處理；

5、s2、在恒溫水浴中，將預(yù)處理的馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑進(jìn)行攪拌并加熱至30~40℃；將活性劑加入馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑至完全溶解，得到混合液一；

6、s3、將混合液一加入至拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑中進(jìn)行攪拌混合，得到反應(yīng)體系；

7、s4、將功能成分加入反應(yīng)體系中，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，調(diào)節(jié)ph，得到混合體系；

8、s5、將混合體系進(jìn)行均質(zhì)化處理，得到最終的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨；所述馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的粘度范圍為10~25cp；表面張力為30~40mn/m。

9、作為優(yōu)選，所述功效成分與功能成分的質(zhì)量比為1：（0.25~0.42）。

10、作為優(yōu)選，所述功效成分中馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑的質(zhì)量比為1：（0.65~1.5）：（0.01~0.075）。

11、作為優(yōu)選，所述馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑選用正十二醇、檸檬酸三乙酯或聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯中的一種或多種。

12、作為優(yōu)選，所述拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑選用正丁醇、甲基異丁基酮或全氟乙醇中的一種或多種；所述活性劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽或脂肪酸甘油酯。

13、作為優(yōu)選，所述功能成分包括納米壓印材料和印刷材料，所述納米壓印材料選用pl-r-pc1000或pl-r-pc2000；所述印刷材料選用edag?ml?25265。

14、作為優(yōu)選，步驟s2中的攪拌速度為400~600rpm；步驟s3中的攪拌速度為800~1200rpm，攪拌時(shí)間為5~10分鐘。

15、作為優(yōu)選，步驟s5中均質(zhì)化處理如下：將混合體系在攪拌速度為2500~3500rpm下攪拌5~10分鐘。

16、作為優(yōu)選，步驟s4中采用三氟乙酸、二甲胺調(diào)節(jié)ph，所述混合體系的ph值為5~8。

17、一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨，采用如上述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法制備而成，所述馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的粘度范圍為10~25cp；表面張力為30~40mn/m。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、1、本發(fā)明的油墨可以有效抑制噴墨打印過(guò)程中的咖啡環(huán)效應(yīng)，提高打印質(zhì)量，在需要高精度圖案化的應(yīng)用中，如微電子、納米技術(shù)、半導(dǎo)體領(lǐng)域中，消除咖啡環(huán)效應(yīng)可以確保打印特征的精確度和重復(fù)性。

20、2、通過(guò)調(diào)節(jié)墨水中的比例，實(shí)現(xiàn)對(duì)馬蘭戈尼流動(dòng)的精確控制，增強(qiáng)材料利用率，減少墨水的浪費(fèi)。

21、3、適用于各種襯底，具有廣泛的應(yīng)用范圍，推動(dòng)了噴墨打印技術(shù)在新材料、新工藝和新應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

22、4、普適性高，可以用于各種噴墨打印領(lǐng)域。

23、本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于，由功效成分和功能成分混合而成，所述功效成分包括馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑；具體包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：所述功效成分與功能成分的質(zhì)量比為1：（0.25~0.42）。

3.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：所述功效成分中馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑的質(zhì)量比為1：（0.65~1.5）：（0.01~0.075）。

4.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：所述馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑選用正十二醇、檸檬酸三乙酯或聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯中的一種或多種。

5.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：所述拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑選用正丁醇、甲基異丁基酮或全氟乙醇中的一種或多種；所述活性劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽或脂肪酸甘油酯。

6.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：所述功能成分包括納米壓印材料和印刷材料，所述納米壓印材料選用pl-r-pc1000或pl-r-pc2000；所述印刷材料選用edag?ml?25265。

7.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：步驟s2中的攪拌速度為400~600rpm；步驟s3中的攪拌速度為800~1200rpm，攪拌時(shí)間為5~10分鐘。

8.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：步驟s5中均質(zhì)化處理如下：將混合體系在攪拌速度為2500~3500rpm下攪拌5~10分鐘。

9.如權(quán)利要求1所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，其特征在于：步驟s4中采用三氟乙酸、二甲胺調(diào)節(jié)ph，所述混合體系的ph值為5~8。

10.一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨，其特征在于：采用如權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法制備而成，所述馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的粘度范圍為10~25cp；表面張力為30~40mn/m。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種抑制咖啡環(huán)的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的制備方法，由功效成分和功能成分混合而成，所述功效成分包括馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑；包括如下步驟：取馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑、拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑、活性劑在真空條件下脫泡，完成預(yù)處理；在恒溫水浴中，將預(yù)處理的馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑進(jìn)行攪拌并加熱至30~40℃；將活性劑加入馬蘭戈尼效應(yīng)驅(qū)動(dòng)劑至完全溶解，得到混合液一；將混合液一加入至拉普拉斯力驅(qū)動(dòng)劑中進(jìn)行攪拌混合，得到反應(yīng)體系；將功能成分加入反應(yīng)體系中，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，調(diào)節(jié)PH，得到混合體系；將混合體系進(jìn)行均質(zhì)化處理，得到最終的馬蘭戈尼效應(yīng)油墨；所述馬蘭戈尼效應(yīng)油墨的粘度范圍為10~25cP；表面張力為30~40mN/m。本發(fā)明的油墨可以有效抑制噴墨打印過(guò)程中的咖啡環(huán)效應(yīng)，提高打印質(zhì)量，在需要高精度圖案化的應(yīng)用中可以確保打印特征的精確度和重復(fù)性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧萌萌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：璞璘科技（杭州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24