在本实验中，利用热工科学公司（Thermo Scientific）的获奖K-αX射线光电子能谱仪（XPS）系统对两种不同的印刷纸样品进行了研究。
其中一个样品用激光打印机打印，另一个用喷墨打印机打印。XPS被用来发现两个表面之间的化学差异，以及来自同一台打印机的墨色之间的差异。
介绍
印刷应用程序使用许多表面处理。这些包括油墨的分布（通过喷嘴或其他形式的加药机构），通过圆筒或板应用油墨，最后是油墨与介质表面之间的相互作用。
在打印头和墨水之间的表面相互作用不理想的情况下，打印可能会被弄脏或打印头堵塞。如果承印物表面不均匀，印刷品可能看起来斑驳、斑驳或片状。
在大多数情况下，这些故障是由表面化学偏离预期引起的。这种偏差可能很小，甚至可能是表面成分相对于块体的微小变化，也可能是重大变化，例如在制造过程中引入污染物。
在任何一种情况下，都必须对表面的元素和化学信息进行表征。
这K-α™ X射线光电子能谱仪（XPS）系统来自Thermo Scientific™ 提供了表征这些类型样本的简单方法。该系统能够分析导电和绝缘样品，并且不需要任何特殊的样品制备步骤，只要样品是真空兼容的。
实验
使用喷墨和激光打印机印刷与标准复印纸的样品相同的图形。从未打印的纸张和印刷的区域收集光谱，印刷黑色或红色。
K-alpha XPS系统提供更高的灵敏度，允许与原始仪器相比，在显着降低的时间范围内收集数据，并且在频谱质量中没有损失。
因为样品是绝缘的，所以采用K-α交钥匙电荷补偿系统。该系统易于使用，不需要用户干预以在整个样本集中维护一致的分析条件。
图1。K-Alpha XPS系统中一个样品的光学图像。分析区域由X射线光斑的大小定义，在图像上显示为椭圆。
图1显示了一个样本之一的光学图像，如光谱仪的分析位置所示。椭圆标记叠加在此图像上，突出显示分析区域的尺寸和位置。
后果
图2至图5显示了分析结果。图2包括两台打印机用黑色墨水打印的纸张和区域的测量光谱。测量光谱通常用于显示表面的元素信息，使其在污染物识别中有效。
图2。来自印刷和未印刷区域的调查光谱。
在这里，可以在墨水的次要成分中观察到明显的差异，激光打印相对富含硅，而喷墨墨水显示氮含量增加。还可以识别与纸张基材本身相关的成分；例如漂白中使用的氯。
在收集调查光谱之后，可以使用自动化程序来识别存在的元素。然后，可以用高分辨率光谱进一步分析这些元素。
图3。来自喷墨和激光打印机印在黑色墨水中印刷的区域的高分辨率C1S光谱。
图3示出了C1S高分辨率扫描的示例。光谱确认激光和喷墨油化学中存在可辨别的变化，喷墨墨水显示出更复杂的化学。
这Thermo Scientific Avantage数据系统（随所有热科学表面分析仪器提供）可用于拟合高分辨率光谱的峰值，也可用于量化单个化学状态。图3显示了此类光谱分析的输出，而图4和图5突出显示了红色和黑色喷墨墨水的比较。
图4。仅基于C1s和O1s高分辨率光谱的黑色墨水打印区域的量化结果。
图4示出了激光和喷墨油墨之间的差异，主要是由于分子内饱和烃键的差异。图5显示XPS可以区分所研究的两种墨水颜色。
图5。红色和黑色喷墨墨水的C1s和O1s高分辨率光谱的量化结果。
这里的化学变化相当微妙，但这些变化主要涉及（C-C/C-H）功能的差异，以及油墨分子中氧气含量的微小变化。
结论
有可能利用XPS.探索印刷中涉及的表面效应。可以确定不同印刷方法的化学特征，同时也可以量化油墨的化学功能化。
这些信息已被采购，从Thermo Fisher Scientific - X射线光电子谱（XPS）提供的材料中审查和调亚博网站下载整。
有关此来源的更多信息，请访问Thermo Fisher Scientific–X射线光电子能谱（XPS）。