1. De stabiliteit van keramische inkt

Keramische inkt is een dispersiesysteem dat wordt verkregen door kleurstoffen te dispergeren in een dispersiemedium, en dit systeem is relatief stabiel. De stabiliteit van de dispersie houdt in dat er geen aggregatie of neerslag optreedt na een bepaalde tijd. Aggregatie verwijst naar de onderlinge samenklontering van anorganische pigmenten, wat verband houdt met het dispersie-effect tussen pigmentdeeltjes. Neerslag verwijst naar de voortdurende samenklontering van anorganische pigmentdeeltjes totdat ze naar de bodem van het dispersiesysteem zakken. Factoren die hierop van invloed zijn, zijn onder andere de dichtheid, de deeltjesgrootteverdeling en de samenstelling van het dispersiesysteem van het anorganische pigment. Tegelijkertijd vereist het dispersiesysteem de selectie van geschikte dispersiemedia, dispergeermiddelen, bindmiddelen en andere organische verbindingen, zodat de inkt een goede chemische stabiliteit behoudt en geen chemische reacties ondergaat, zelfs niet na langdurige opslag. Anorganische keramische pigmenten hebben een hoge soortelijke massa. Na een bepaalde tijd bezinken de pigmenten in de keramische inkt. Zolang er geroerd wordt, zal de keramische inkt zich opnieuw tot een uniform dispersiesysteem vormen, een proces dat herhaald kan worden. Keramische inkt circuleert in inkjetprinters en spuitmondjes, en de mogelijkheid om deze inkt te herstellen is daarom van groot belang.

Factoren die de stabiliteit van inkt beïnvloeden, zijn onder andere de Brownse beweging, zwaartekrachtbezinking en de agglomeratie van gekleurde deeltjes. De Brownse beweging is voornamelijk afhankelijk van de temperatuur, de viscositeit en de grootte van de inktdeeltjes. Hoe hoger de temperatuur, hoe sterker de Brownse beweging; hoe groter de viscositeit en hoe groter de deeltjesgrootte, hoe zwakker de Brownse beweging en hoe kleiner de kans op aggregatie. Omdat de pigmentdeeltjes relatief groot zijn en een hoge dichtheid hebben, hangt de bezinkingssnelheid van de inkt voornamelijk af van het dichtheidsverschil tussen het pigment en het oplosmiddel. Hoe groter het dichtheidsverschil, hoe sneller de bezinking. De bezinkingssnelheid is recht evenredig met het kwadraat van de deeltjesgrootte. Hoe groter het deeltje, hoe hoger de bezinkingssnelheid; hoe hoger de viscositeit van de inkt, hoe lager de bezinkingssnelheid. Er zijn twee stabilisatiemechanismen voor de dispersie van inktdeeltjes: sterische hindering en elektrostatische stabilisatie. Sterische hindering verwijst naar de inkapseling van polymeermicrocapsules op het oppervlak van inktdeeltjes om hechting tussen deeltjes in de ruimte te voorkomen. Momenteel wordt dit mechanisme veel gebruikt in de keramische inktindustrie, maar het heeft als nadeel dat het de viscositeit van de inkt beïnvloedt, wat resulteert in een dalende trend van de inktviscositeit in de loop van de tijd en daardoor de stabiliteit van de inkt aantast. Elektrostatische stabiliteit wordt bereikt door het gebruik van dispergeermiddelen met kleine moleculen, geschikt voor water en polaire verdunningsmiddelen, maar de meeste keramische inkten gebruiken momenteel niet-polaire verdunningsmiddelen.

2. Viscositeit

Een geschikte viscositeit zorgt voor een soepele circulatie van de inkt in het inktkanaal, wat gunstig is voor de uitstoting van de inkt uit het mondstuk en de uniforme vorming van inktdruppels. Bij een te lage viscositeit is de wrijvingskracht in de inkt gering, waardoor de vloeistofdruppels een halvemaanvorm aannemen. Dit veroorzaakt gedempte trillingen en beïnvloedt de spuitsnelheid. Een te hoge viscositeit leidt tot een slechte vloeibaarheid van de inkt en maakt het moeilijk om kleine druppels te vormen. Bovendien is het spuiten van inkt zeer gevoelig voor veranderingen in de viscositeit. Zelfs kleine schuifverdikkingsverschijnselen kunnen het printen onmogelijk maken door een abrupte toename van de viscositeit. Xaar geeft op zijn officiële website aan dat de Xaar 1001 GS12 nozzle geschikt is voor keramische inkt met een viscositeit van 7-50 mPa·s (wat kan worden opgevat als het aanpassen van de inkttemperatuur om de viscositeit tijdens het spuiten te regelen naar 7-20 mPa·s; een te hoge of te lage inktviscositeit kan echter de levensduur van de nozzle beïnvloeden). De technische handleiding van de Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC vermeldt dat de nozzle gebruikt kan worden voor keramische inkt met een viscositeit van 8-20 mPa·s, waarbij het aanbevolen bereik 10-14 mPa·s is.

3. oppervlaktespanning

Een geschikte oppervlaktespanning zorgt voor een uniforme vorming van inktdruppels en voorkomt dat de spuitmond aan de spuitmond blijft plakken, wat bijdraagt ​​aan de stabiliteit van inkjetprinten op de lange termijn. Een te hoge oppervlaktespanning van keramische inkt kan leiden tot het verschijnsel van inktdruppels die een staartje vormen; een te lage oppervlaktespanning zorgt ervoor dat inktdruppels diffunderen en satellietvormige inktdruppels ontstaan, wat de helderheid en gelaagdheid van het patroon kan verminderen. Tegelijkertijd neemt de oppervlaktespanning van de inkt af naarmate de inkttemperatuur stijgt. Het temperatuurregelsysteem van de spuitmond kan worden gebruikt om de oppervlaktespanning van de keramische inkt aan te passen. Momenteel bedraagt ​​de oppervlaktespanning van commercieel verkrijgbare keramische inkt bij inkjettemperatuur ongeveer 20-35 mN·m⁻¹.

4. Deeltjesgrootteverdeling

Vanwege de beperkingen van de spuitmondopening en het inktpadsysteem moeten de pigmentdeeltjes in de inkt klein genoeg zijn om een ​​soepele inkjetprint te garanderen. Naast het voorkomen van neerslag van deeltjes tijdens opslag en gebruik, is het ook belangrijk dat de kleurstofdeeltjes klein zijn. De deeltjesgrootteverdeling in keramische inkt moet zo smal mogelijk zijn om het verschijnsel van ongelijkmatige kleurontwikkeling door te grove kleurstoffen (ongelijkmatige pakdichtheid van kleurstoffen op keramische producten) en verzwakking door te fijne deeltjes (smelten van kleurstoffen in het glazuur) te voorkomen. Momenteel ligt de D50 van commercieel verkrijgbare keramische inkt rond de 200-350 nm en de D90 onder de 850 nm.

5. vaste stoffen

Het vaste stofgehalte verwijst naar het massapercentage van anorganische keramische pigmenten en verwante vaste fase-additieven in keramische inkt, waarbij de anorganische keramische pigmenten het hoofdbestanddeel vormen. Hoe hoger het vaste stofgehalte, hoe hoger het pigmentgehalte per eenheid massa inkt. Dit kan de kleurintensiteit en het kleurbereik van keramische inkjet verbeteren, de hoeveelheid gebruikte keramische inkt verminderen en zo de kosten voor keramische productiebedrijven verlagen. Wat betreft de expressieve kracht van ontwerptekeningen, is het effect van een hoger vast stofgehalte van de inkt beter dan het effect van het herhaaldelijk printen op dezelfde positie. Dit komt doordat herhaaldelijk printen op dezelfde positie er gemakkelijk voor kan zorgen dat de inktstippen van de beoogde positie afwijken, waardoor de scherpte afneemt. Een hoger vast stofgehalte kan ook leiden tot een hogere viscositeit van de keramische inkt.

6. De kleur verschijnt na het bakken.

De belangrijkste factoren die de kleur van keramische inkjetinkten beïnvloeden, zijn onder andere het type pigment, de kristalstructuur, de zuiverheid, het pigmentgehalte in de inkt en de deeltjesgrootteverdeling; de samenstelling van de inkt en het glazuur; de temperatuur, het atmosfeersysteem, enzovoort. In vergelijking met gewone pigmenten vereisen inktpigmenten een goed kleurvermogen in de vorm van ultrafijne deeltjes. De geselecteerde pigmenten moeten volledig reageren tijdens het bereidingsproces, goed ontwikkelde kleurkristallen hebben, een goede stabiliteit bij hoge temperaturen vertonen en bestand zijn tegen glazuurerosie. Dit vereist de selectie van zeer zuivere, uniforme deeltjesgrootte en zeer actieve grondstoffen voor de kleurstoffen. Qua proces is een langere baktijd nodig om een ​​volledige kristalgroei en structurele integriteit te garanderen. Het vaste stofgehalte van de inkt beïnvloedt ook de kleur; hoe hoger het vaste stofgehalte, hoe donkerder de kleur. Omdat een hoog vaste stofgehalte de stabiliteit van de inkt beïnvloedt, moet het vaste stofgehalte van verschillende gekleurde inkten worden aangepast aan de situatie. Hoe groter de deeltjesgrootte, hoe dichter de kleur bij het pigment ligt. Nadat het pigment fijn is gemalen, zullen sommige kleuren, zoals geel en rood, lichter worden of zelfs helemaal verdwijnen. De kleurtint van bruine en oranje inkt zal veranderen, dus de deeltjesgrootte beïnvloedt de kleurtint en kleurdiepte. Door de afname van de deeltjesgrootte ligt het smeltpunt van inktkleurstoffen veel lager dan dat van gewone kleurstoffen. Daarom kunnen de kleurstoffen na een grote temperatuurschommeling volledig smelten. Na het smelten zijn het geen kristallen meer, maar vloeibare massa's, wat leidt tot kleurverschillen en zelfs vervaging. De kleurprestaties van kobaltblauw pigment zijn bijvoorbeeld afhankelijk van de splitsingsenergie van het coördinatieveld. Verschillende splitsingsenergieën resulteren in verschillende geabsorbeerde golflengten, waardoor het pigment een reeks kleuren vertoont. Co2+(3d2) absorbeert oranje, geel en een beetje groen licht, wat een paarsblauwe kleur oplevert; Co3+(3d3) absorbeert gekleurd licht anders dan groen, reflecteert sterk groen en lijkt groen. Kobaltblauwe keramische inkt wordt voornamelijk gekleurd door Co2+ in CoAl2O4 pigment. Als CoAl2O4-kristallen bij hoge temperaturen smelten, kan Co2+(3d2) oxideren tot Co3+(3d3), wat een kleurverschil veroorzaakt.

7. Aanpasbaarheid aan de glans van het lichaam

Wanneer andere factoren gelijk zijn, kan de samenstelling van de inkt en het glazuur sterk verschillen, waardoor het effect van inkjetprinten aanzienlijk kan variëren. Uit onderzoek is gebleken dat verschillende metaaloxiden in de samenstelling van het glazuur, zoals lithiumoxide, booroxide, zinkoxide, magnesiumoxide en antimoonoxide, de kleur van de inkt kunnen beïnvloeden en daarom vermeden of beperkt moeten worden. Het negatieve effect van kaliumoxide op de kleur van keramische inkt is groter dan dat van natriumperoxide. Calciumoxide en bariumoxide hebben geen ernstige invloed op de kleur van keramische inkt en kunnen worden gebruikt als vervanging voor stoffen zoals lithiumoxide en booroxide. Tinoxide kan de rode haarkleur bevorderen, maar kan ervoor zorgen dat het product rood wordt. Titaanoxide kan de rode en gele haarkleur bevorderen, maar kan ervoor zorgen dat het product geel wordt en de zwarte haarkleur verzwakt.

8. Droogte

Als de droogtijd te lang is, zal overmatige diffusie van keramische inkt kleurveranderingen en wazige patronen veroorzaken; als de droogtijd te kort is, kan onvoldoende diffusie van keramische inkt leiden tot lege plekken, en kunnen uitzetting van inktdruppels en capillaire werking ook braamvorming veroorzaken. De belangrijkste manier waarop keramische inkt op het oppervlak van het object droogt, is door diffusie van inktdruppels op het object, en een secundaire manier is door verdamping van inktdruppels in de lucht. De diffusiesnelheid is afhankelijk van het vochtgehalte op het oppervlak van het ongebakken object, de porositeit van het object, evenals de samenstelling van de inkt en de oppervlakteactieve stof. De droogtijd is afhankelijk van de diffusiecoëfficiënt van de inkt en is lineair gerelateerd aan de dekkingsgraad van de inkt. Het drogen van inkt met een hoge resolutie inkjetprinter verloopt gemakkelijker.
Aan het productieproces van keramische inkt kan een bepaalde hoeveelheid alcoholische oplosmiddelen worden toegevoegd om de vluchtigheid te verhogen. Ook kan een kleine hoeveelheid dispergeermiddel (zoals polyolalkylether en andere organische verbindingen) worden toegevoegd om te voldoen aan de eisen van inkjetprinten. Om te voorkomen dat keramische inkt bij kamertemperatuur te snel verdampt, wat kan leiden tot onderbrekingen in het spuitproces en verstopping van de spuitmond, is het noodzakelijk om tijdens de bereiding een aantal niet-vluchtige, hoogkokende bevochtigingsmiddelen toe te voegen. Colorobia heeft op de website van het Ceramic Research Center aangegeven dat het DEG (diethyleenglycol, met een kookpunt van 245 ℃) aan zijn keramische inkt toevoegt om verdamping te voorkomen. In het Europese octrooi EP 1840178 A1 wordt vermeld dat het kookpunt van het dispergeermiddel hoger moet zijn dan 200 ℃. Om kleurverschillen te voorkomen die worden veroorzaakt door de verschillende diffusiesnelheden van inktdruppels van het midden naar de rand van inkt op waterbasis op het printoppervlak, en om de vorming van grote hoeveelheden waterdamp te vermijden, wordt bij keramische inkt momenteel voornamelijk gebruikgemaakt van een dispersiesysteem op oliebasis (organisch). Zo schrijven de nozzles van de Xaar 1001 GS12 en de Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC in hun parameterhandleiding het gebruik van keramische inkt op oliebasis voor.

9. Overige prestatie-indicatoren

Naast de bovengenoemde aspecten moet ook de compatibiliteit tussen keramische inkt en de spuitmond (of de inkt de spuitmond ernstig slijt, verstopt raakt, de injectie van andere spuitmonden op de spuitmondbasis beïnvloedt door overmatige uitzetting van de keramische inkt, of de inkt soepel kan werken onder de juiste spanningspuls, of de injectiesnelheid en de druppelgrootte van de inkt redelijk zijn, of het druppelpunt van de inkt nauwkeurig is, enz.), de compatibiliteit met keramische inkjetprinters (pH-waarde, of de inkt het inktpadsysteem aantast, enz.) en andere prestatie-indicatoren (geleidbaarheid, enz.) tot op zekere hoogte voldoen aan de eisen van keramische inkjetprinters.

Wilt u meer informatie over onze producten? Vraag dan gerust een prijsopgave aan via e-mail. lemsun002@126.com.