أصبحت الطباعة النفاثة للحبر الخزفي رائجة، إلا أن جودة ألوان الحبر لا تزال أقل من جودة الأصباغ التقليدية. لذا، يُعدّ تحسين أداء ألوان المنتجات تحديًا تسعى جميع المصانع إلى التغلب عليه. تُعتبر جودة الحبر وجودة الطباعة عاملين أساسيين في تحديد لون الحبر، ولكن تأثير عملية إنتاج السيراميك على لون الحبر بالغ الأهمية ولا يُمكن تجاهله. في هذا المقال، نحلل تأثير عوامل العملية التالية على لون الحبر.

1. آلية تطوير اللون في حبر الطابعات النافثة للحبر

يعتمد ثبات لون الأصباغ بشكل أساسي على نوع الصبغة، ونطاق درجة حرارة التلوين، وجو الحرق، وتركيبة الطلاء الأساسي المطابق.
يؤثر التركيب الكيميائي للطلاء الأساسي بشكل كبير على لون الأصباغ. فعلى سبيل المثال، تتطلب بعض الأصباغ أن يحتوي الطلاء الأساسي على مستويات أعلى من الزنك أو الرصاص، مما ينتج عنه ألوان أكثر جمالاً. فعلى سبيل المثال، تتطلب أصباغ الإسبينيل البني Fe-Cr-Zn (التي تتطلب نسبة عالية من الزنك) أن يحتوي الطلاء الأساسي على كميات قليلة من الزنك والمغنيسيوم. بينما لا تتطلب بعض الملونات الأخرى وجود الزنك أو المغنيسيوم في الطلاء الأساسي، مما ينتج عنه لون طلاء أكثر جمالاً.
1) يتميز كل من الأصفر الأرزي، والبني المصفر (Fe Cr Zn Al)، والبني المحمر، والأحمر الزركونيوم الحديدي (Zr Si Fe)، والبني الداكن (Fe Cr Zn Al) بقدرة عالية على التكيف مع الطلاءات الزجاجية، ويُنتج لونًا أفضل على طلاءات الزركونيوم المعتمة. ويُعتبر ثبات تشبع اللون مع تغيرات درجة حرارة الحرق متوسطًا. أما الطلاءات الزجاجية ذات المستويات العالية من الزنك والبورون والباريوم، فهي عُرضة لظهور لون مصفر. 2) يتميز كل من الأصفر والأصفر البراسيوديميوم (Zr Si Pr) بقدرة عالية على التكيف مع الطلاءات الزجاجية، ويظهران بشكل أفضل في طلاءات الزركونيوم المعتمة ذات نطاق درجة حرارة أوسع. 3) يتميز كل من الأزرق، والأزرق الكوبالتي (Co Al Zn) أو الأزرق الداكن (Co Si)، والأزرق الكوبالتي (Co Al Sn Zn) بقدرة عالية على التكيف مع الطلاءات الزجاجية، ويكون تشبع اللون ثابتًا نسبيًا مع تغيرات درجة حرارة الحرق. مع ذلك، ينبغي تجنب الإفراط في استخدام الزنك والمغنيسيوم في الطلاء الزجاجي لمنع تحول اللون إلى البنفسجي. 4) يتميز كل من اللون الوردي والأحمر الكرومي القصديري (SnCrCaSi) بضعف التوافق مع الطلاءات الزجاجية، ويتغير تشبع لونهما بشكل ملحوظ مع تغير درجة الحرارة. يمكن أن تتسبب الطلاءات الزجاجية المحتوية على الزنك في بهتان اللون بشكل كبير؛ بينما يُعد ارتفاع نسبة الكالسيوم مفيدًا للحصول على لون وردي.
٥) يتميز اللون الأخضر والأخضر الكرومي (CrAl) بتوافقهما العام مع الطلاءات الزجاجية، كما أن تشبعهما اللوني مستقر نسبيًا مع تغيرات درجة حرارة الحرق. يُفضل استخدامهما مع الطلاءات الزجاجية الشفافة. ٦) أما اللون الأسود والأسود الكوبالتي (FeCrCoMn) فيتميزان بتوافقهما الضعيف مع الطلاءات الزجاجية، ويعود ذلك أساسًا إلى سهولة تغير درجات اللون مع تغيرات تركيبة الطلاء الزجاجي؛ ويكون استقرار تشبع اللون مع تغيرات درجة حرارة الحرق متوسطًا بشكل عام. يمكن أن يتسبب الزنك والمغنيسيوم في الطلاء الزجاجي بسهولة في تغيرات في درجة اللون. يُعد الكالسيوم والباريوم في الطلاء الزجاجي مفيدين لتطوير اللون الأسود، بينما يظهران أفتح على الطلاء الزجاجي المعتم المصنوع من الزركونيوم.

2. تأثير تحضير الطلاء الزجاجي وعملية تطبيقه على اللون

تتجلى العوامل المؤثرة في تحضير الطلاء الزجاجي على تلوين الحبر بشكل رئيسي في نعومة الطلاء وقدرته على الاحتفاظ بالماء. فكلما زادت نعومة الطلاء، انخفضت كثافة سطحه بعد التجفيف. عند الطباعة النفاثة للحبر، يتغلغل الحبر بشكل أعمق في طبقة الطلاء، ويكون تفاعله معها أكثر اكتمالاً أثناء الحرق. مع ذلك، قد تختلف التغيرات المحددة في تشبع اللون ودرجته تبعًا لكمية الحبر المستخدمة في الطباعة النفاثة، وعملية الحرق، وخصائص لون الصبغة. في الوقت نفسه، نظريًا، يمكن أن يؤدي اختلاف نعومة الطلاء إلى اختلاف درجة حرارة نضجه، مما يؤثر على تطور لون الحبر.
تؤثر انتظامية رش الماء والتزجيج في عملية التزجيج بشكل رئيسي على انتظام لون الحبر على سطح التزجيج. ويعود ذلك أساسًا إلى عدم انتظام الرش والتزجيج، مما يؤدي إلى تفاوت محتوى الماء على سطح التزجيج أثناء الطباعة، وبالتالي عدم انتظام اختراق الحبر والتصاقه بسطح التزجيج، مما يؤثر في النهاية على انتظام لون الحبر. وبالمثل، يمكن أن تتسبب التقلبات في رش الماء وتطبيق التزجيج في تقلبات في لون الحبر.
تؤثر قدرة الطلاء الزجاجي على الاحتفاظ بالماء بشكل أساسي على اختراق الحبر والتصاقه بسطح الطلاء بعد الطباعة النفاثة، وذلك من خلال تأثيرها على جفاف أو رطوبة سطح الطلاء أثناء الطباعة، وبالتالي على اللون النهائي للحبر. فكلما كانت قدرة الطلاء الزجاجي على الاحتفاظ بالماء أفضل، زاد محتوى الماء على سطحه أثناء الطباعة، وقلّت درجة اختراق الحبر للطلاء، وبالتالي قلّ اكتمال تفاعله معه أثناء الحرق. مع ذلك، قد يختلف التأثير المحدد على اللون النهائي للحبر تبعًا لكمية الحبر المستخدمة، وعملية الحرق، وخصائص لون الصبغة.

3. تأثير التركيب الكيميائي للطلاء على اللون

يؤثر التركيب الكيميائي للطلاء الزجاجي بشكل مختلف على تطور لون الأصباغ المختلفة. وتُعدّ المواد المساعدة على الصهر الشائعة الاستخدام في طلاءات السيراميك المعماري، مثل أكسيد المغنيسيوم وأكسيد الزنك وأكسيد البورون، ضارة بتطور لون معظم أصباغ الحبر، ويُنصح عمومًا باستخدامها باعتدال. أما أكسيد البوتاسيوم وأكسيد الصوديوم وأكسيد الكالسيوم وأكسيد الباريوم، فلها تأثير ضئيل نسبيًا.
عادةً، تتميز طبقات التزجيج الأساسية ذات المحتوى العالي من الزركونيا بتطور لوني أفضل بكثير من أصباغ الزركونيوم الأخرى الخالية من الزركونيوم، مثل الأصفر البراسيوديميوم والأحمر الحديدي الزركونيومي، والتي تحتوي أيضًا على الزركونيا. في طبقات التزجيج الأساسية ذات المحتوى العالي من الزنك، تتمتع الأصباغ المحتوية على الحديد، مثل الأصفر الذهبي والبيج والبني المحمر، بتلوين أفضل نسبيًا. أما بالنسبة للأسود اللامع والأسود الكوبالت في سلسلة الأسود، فإن أكسيد الزنك وأكسيد الزركونيوم في طبقة التزجيج الأساسية لا يُسهمان في تطور اللون. كما أن اللون الوردي نفسه حساس جدًا لمحتوى أكسيد الزنك. بشكل عام، عندما يتجاوز محتوى أكسيد الزنك 1%، يبدأ لون الحبر الوردي في التلاشي بشكل ملحوظ. يجب موازنة الاختلافات في تأثيرات المكونات المختلفة على تطور لون الأصباغ المختلفة في التركيبة الفعلية، مع مراعاة تأثير التزجيج، ومتطلبات تطور لون الحبر، والدرجة اللونية السائدة للمنتج.

4. تأثير الرطوبة ودرجة الحرارة على تلوين الحبر في الأسطح المزججة

تؤثر كمية الرطوبة وتجانسها على سطح الطلاء الزجاجي أثناء الطباعة النفاثة للحبر بنفس تأثير قدرة مادة الطلاء الزجاجي على الاحتفاظ بالماء على تطور لون الحبر على سطح الطلاء. ويكمن جوهر الأمر في أن الرطوبة على سطح الطلاء الزجاجي تؤثر على اختراق الحبر والتصاقه به. ولا تؤثر الرطوبة الزائدة على سطح الطلاء الزجاجي أثناء الطباعة على تطور لون كل حبر على حدة فحسب، بل قد تتسبب أيضًا في بطء اختراق الحبر وجفافه، مما يؤدي إلى اندماج واختلاط الألوان بين نقاط الحبر المختلفة، وبالتالي تقليل مستوى تفاصيل اللون.
تؤثر درجة حرارة طبقة التزجيج بدرجة معينة على لزوجة الحبر المرشوش على سطحها، وعلى معدل تبخر المذيب فيه. فكلما ارتفعت درجة حرارة التزجيج، انخفضت لزوجة الحبر، وسهُل اختراقه للطبقة. وفي الوقت نفسه، كلما ارتفعت درجة حرارة التزجيج، زادت سرعة تبخر المذيب وجفافه، وصُعق اختراقه للطبقة. وفي حال وجود فرق كبير بين تأثير هذين العاملين على سرعة تغلغل الحبر في التزجيج، فقد تؤدي التغيرات في درجة حرارة التزجيج إلى تغيرات في لون الحبر.

5. تأثير فرز الحبر على لون الطباعة

في أحبار الطباعة النافثة للحبر الخزفية الشائعة الاستخدام، يتميز اللونان الأصفر والوردي عمومًا بتشبع لوني أقل مقارنةً بالألوان الأخرى. ولتحقيق أقصى قدر من الكثافة اللونية لهذين اللونين، يُنصح بترتيب تسلسل الطباعة بحيث يُطبع اللونان الأصفر والوردي في القنوات اللاحقة. ويمكن أن تُقلل مناطق التداخل بين الألوان المتعددة أثناء الطباعة النافثة للحبر من التفاعل بين طبقة التزجيج واللونين الأصفر والوردي أثناء عملية الحرق، وبالتالي تزيد من تشبعهما اللوني، حيث يُطبع اللونان الأصفر والوردي فوق أحبار ملونة أخرى.

6. تأثير درجة التجفيف بعد الطباعة على اللون

يتأثر لون الحبر بشكل رئيسي بعملية تجفيف طبقة التزجيج بعد الطباعة بالرش، وذلك بانتقال الأملاح الذائبة في التزجيج إلى سطحه مع الماء، مما يُغير التركيب الكيميائي لسطح التزجيج. وتكون عملية تأثير الأملاح الذائبة على انتقال الماء في التزجيج بطيئة نسبيًا، ويصعب ملاحظة هذا التأثير أثناء الإنتاج المستمر لخطوط التزجيج نظرًا لاستقرار عملية التجفيف نسبيًا. مع ذلك، قد يؤدي طول مدة التخزين في الفرن إلى اختلافات لونية بين المنتجات المخزنة والمنتجات المنتجة باستمرار. لذا، يُنصح بمزج الألوان ومحاذاة الألواح أثناء الإنتاج المستمر لهذا السبب ولضمان استقرار رطوبة التزجيج.

7. تأثير نظام الحرق على تلوين الحبر

نظراً لأن أصباغ الحبر تتشكل عبر عملية حرق بدرجة حرارة عالية، فإن نطاق درجة حرارة حرق السيراميك المعماري لا يشهد تبايناً كبيراً. ويتأثر لون الحبر بشكل أساسي بنظام الحرق، وذلك من خلال تأثيره على تفاعل انصهار الطلاء الزجاجي مع جزيئات الصبغة عند درجات الحرارة العالية. وهناك ثلاثة عوامل رئيسية مؤثرة: درجة حرارة الحرق، ومدة الحرق، وظروف الحرق. وتختلف حساسية الألوان المختلفة لعملية الحرق.
عندما تكون درجة حرارة الحرق منخفضة نسبيًا مقارنةً بدرجة حرارة نضج الطلاء، فمن السهل ألا تتفاعل جزيئات الصبغة في الحبر بشكل كامل مع الطلاء، مما يؤدي إلى حرق جزئي. في هذه الحالة، يظهر الحبر على سطح الطلاء بلونٍ باهت أو يشبه قشر البرتقال، حيث يكون لونه فاتحًا على السطح ولونًا داكنًا مشبعًا في منطقة التفاعل مع الطلاء.
عندما تتساوى درجة حرارة الحرق مع درجة حرارة نضج الطلاء، فإن سمك طبقة الصبغة المتكونة بفعل حجم جزيئات صبغة الحبر وحجم حبر الطابعة النافثة للحبر المعتاد، يحدد إمكانية ذوبانها بالكامل في الطلاء دون تآكل أو ذوبان مفرط. يتميز الحبر بتطور لوني طبيعي، وتشبع لوني عالٍ، ولمعان متناسق مع سطح الطلاء. والنتيجة النهائية هي الأفضل.
عندما تكون درجة حرارة الحرق مرتفعة نسبيًا مقارنةً بدرجة حرارة نضج الطلاء الزجاجي، ونظرًا لزيادة قدرة الطلاء الزجاجي على التفاعل الانصهاري بشكل ملحوظ، فإن المزيد من جزيئات الصبغة في الحبر ستذوب وتتلف بفعل الطلاء الزجاجي، بل وقد تذوب تمامًا فيه، مما يؤدي إلى انخفاض كبير أو اختفاء كامل لجزيئات الصبغة المتبقية. خلال عملية التبريد اللاحقة، لا يمكن إعادة تشكيل بنية البلورة الملونة الأصلية، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في اللون أو حتى انعدامه. في حالة تطابق درجة حرارة الحرق مع درجة حرارة نضج الطلاء الزجاجي، فإن مدة التثبيت تتناسب عكسيًا تقريبًا مع قوة لون الحبر. قد يؤدي قصر مدة التثبيت عند درجة حرارة عالية إلى بقاء كمية صغيرة من جزيئات الصبغة غير منصهرة في الطلاء الزجاجي. عندما تتراوح مدة العزل الحراري بين دقيقتين وخمس دقائق، تكون درجة التفاعل والانصهار بين جزيئات الصبغة في الحبر والطلاء الزجاجي كافية عادةً للتغلغل في الطلاء الزجاجي والاحتفاظ بأكبر قدر من البلورات الأصلية دون تلفها. في هذه الحالة، يكون للحبر أفضل تأثير تلوين.
بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة مدة العزل تزيد من ميل طبقة التزجيج إلى التبلور، مما يتيح لأكاسيد المعادن الموجودة في بلورات الصبغة المنصهرة فرصة تكوين بلورات جديدة في المصهور الجديد، وبالتالي تكوين درجات لونية جديدة. أو قد يؤدي التبلور الناتج عن التزجيج إلى تغيير الخصائص البصرية للتزجيج، مثل امتصاص وانعكاس وانكسار ونفاذية الموجات الضوئية، مما يغير لون جزيئات الصبغة غير المنصهرة. في الواقع، في ظل تركيبة تزجيج مناسبة ودرجة حرارة حرق وجو ملائم، تميل الألوان التي تحتوي على الحديد في الصبغات، مثل البني المحمر والأسود، إلى تكوين تأثير تزجيج معدني على سطح التزجيج عند حفظها في درجات حرارة عالية لفترة طويلة، كما أن درجة اللون الإجمالية تختلف قليلاً عن درجة اللون في حالة العزل العادي.
تؤثر ظروف الحرق المختلفة أيضًا على لون الحبر، ويعود ذلك جزئيًا إلى تأثيرها على درجة اللون الأساسية للطلاء والزجاج، مما يُنتج تأثيرًا لونيًا مختلطًا. من جهة أخرى، نظرًا لصغر حجم جزيئات الصبغة في الحبر، فإن بعضها ينصهر ويتحلل بفعل الزجاج عند درجات الحرارة العالية، ويتجمع على سطح طبقة الزجاج. بالمقارنة مع بيئة الحرق المؤكسدة، فإن بيئة الحرق المختزلة تُتيح الفرصة لانصهار جزيئات الصبغة، ويتحول أكسيد المعدن الملون عالي التكافؤ إلى أكسيد منخفض التكافؤ، مُشكلاً بذلك مجموعات تلوين جديدة، مما يؤثر في النهاية على اللون النهائي للحبر.

ملخص:
تتعدد جوانب تأثير تقنية إنتاج السيراميك على لون حبر الطباعة النافثة للحبر، ومن أبرزها التركيب الكيميائي للطلاء، ومحتوى الرطوبة على سطحه أثناء الطباعة، ونظام الحرق. وبالإضافة إلى ضرورة فهم تأثير تفاصيل العملية المختلفة على لون الحبر أثناء الإنتاج، من الأهمية بمكان إدراك أن الطباعة النافثة للحبر أكثر حساسية من الطباعة العادية نظرًا لخصائص عملية تلوين الحبر. لذا، يُعد ضمان استقرار عملية الإنتاج أمرًا بالغ الأهمية لضمان ثبات لون الحبر أثناء الإنتاج والاستخدام.

إذا كنت ترغب في مزيد من الاستفسارات، يُرجى إرسال بريد إلكتروني إلى

نحن: سوق@lemsun.com.cn