1.Stabilność tuszu ceramicznego

Tusz ceramiczny to układ dyspersyjny uzyskiwany poprzez dyspersję barwników w medium dyspersyjnym, który jest stosunkowo stabilny. Stabilność dyspersji musi uwzględniać fakt, że nie ulega ona agregacji ani wytrącaniu po pewnym czasie. Agregacja odnosi się do wzajemnej agregacji pigmentów nieorganicznych, co jest związane z efektem dyspersji między cząsteczkami pigmentu. Strącanie odnosi się do ciągłej agregacji cząstek pigmentu nieorganicznego, aż do ich opadnięcia na dno układu dyspersyjnego. Czynniki wpływające obejmują gęstość, rozkład wielkości cząstek i skład układu dyspersyjnego pigmentu nieorganicznego. Jednocześnie układ dyspersyjny wymaga doboru odpowiednich mediów dyspersyjnych, dyspergatorów, spoiw i innych związków organicznych, co wymaga, aby tusz zachowywał dobrą stabilność chemiczną i nie ulegał zmianom w reakcjach chemicznych nawet po długotrwałym przechowywaniu. Nieorganiczne pigmenty ceramiczne charakteryzują się wysokim ciężarem właściwym. Po pozostawieniu tuszu ceramicznego na pewien czas pigmenty w tuszu ceramicznym ulegają sedymentacji. Po zastosowaniu mieszania, tusz ceramiczny ponownie stanie się jednorodnym systemem dyspersji, co jest procesem odzyskiwalnym. Tusz ceramiczny krąży w drukarkach atramentowych i dyszach, a jego odzyskiwalność jest szczególnie ważna.

Czynniki wpływające na stabilność tuszu obejmują ruchy Browna, osiadanie grawitacyjne i aglomerację kolorowych cząstek. Ruchy Browna zależą głównie od temperatury tuszu, lepkości i cząstek tuszu. Im wyższa temperatura, tym silniejszy ruch Browna, większa lepkość i cząstki, słabszy ruch Browna i mniejsze prawdopodobieństwo agregacji cząstek. Ponieważ cząstki pigmentu są stosunkowo duże i mają wysoką gęstość, prędkość osiadania tuszu zależy głównie od różnicy gęstości między pigmentem a rozpuszczalnikiem. Im większa różnica gęstości, tym szybsza prędkość osiadania. Prędkość osiadania jest wprost proporcjonalna do kwadratu wielkości cząstek. Im większa cząstka, tym większa prędkość osiadania, wyższa lepkość tuszu i wolniejsza prędkość osiadania. Istnieją dwa mechanizmy stabilizacji dyspersji cząstek tuszu: zawada przestrzenna i stabilizacja elektrostatyczna. Przeszkoda przestrzenna odnosi się do enkapsulacji mikrokapsułek polimerowych na powierzchni cząstek atramentu, co zapobiega adhezji między cząsteczkami w przestrzeni. Obecnie mechanizm ten jest szeroko stosowany w przemyśle atramentów ceramicznych, ale ma on wadę w postaci wpływu na lepkość atramentu, co skutkuje spadkiem lepkości atramentu w czasie, co wpływa na jego stabilność. Stabilność elektrostatyczna, uzyskiwana za pomocą dyspergatorów drobnocząsteczkowych, jest odpowiednia dla wody i rozcieńczalników polarnych, ale obecnie większość atramentów ceramicznych wykorzystuje rozcieńczalniki niepolarne.

2. Lepkość

Odpowiednia lepkość zapewnia płynną cyrkulację atramentu w ścieżce, co korzystnie wpływa na jego wyrzucanie z dyszy i równomierne formowanie kropelek. Zbyt niska lepkość powoduje niewielką siłę tarcia wewnątrz atramentu, a kropelki cieczy tworzą kształt półksiężyca, co powoduje tłumiące oscylacje i wpływa na prędkość natryskiwania. Zbyt wysoka lepkość powoduje słabą płynność atramentu i trudności w formowaniu małych kropelek. Ponadto natryskiwanie atramentu jest bardzo wrażliwe na zmiany lepkości, a nawet niewielkie zjawiska zagęszczania ścinającego mogą uniemożliwić drukowanie z powodu gwałtownego wzrostu lepkości. Firma Xaar informuje na swojej oficjalnej stronie internetowej, że dysza Xaar 1001 GS12 nadaje się do tuszów ceramicznych o lepkości w zakresie 7–50 mPa·s (co można rozumieć jako regulację temperatury tuszu w celu dostosowania lepkości podczas natryskiwania do 7–20 mPa·s, jednak wysoka lub niska lepkość tuszu może mieć wpływ na żywotność dyszy). Instrukcja obsługi dyszy Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC informuje, że dysza może być używana do tuszów ceramicznych o lepkości w zakresie 8–20 mPa·s, a zalecany zakres to 10–14 mPa·s.

3. napięcie powierzchniowe

Odpowiednie napięcie powierzchniowe zapewnia równomierne formowanie się kropelek atramentu i zapobiega przywieraniu dyszy, co pomaga utrzymać długotrwałą stabilność druku atramentowego. Zbyt wysokie napięcie powierzchniowe atramentu ceramicznego łatwo prowadzi do zjawiska „ciągnięcia ogonków” kropelek atramentu. Zbyt niskie napięcie powierzchniowe powoduje dyfuzję kropelek atramentu i powstawanie satelitarnych kropelek, co może zmniejszyć przejrzystość i warstwowość wzoru. Jednocześnie napięcie powierzchniowe atramentu maleje wraz ze wzrostem temperatury atramentu. System kontroli temperatury dyszy może być użyty do regulacji napięcia powierzchniowego atramentu ceramicznego. Obecnie napięcie powierzchniowe dostępnego na rynku atramentu ceramicznego w temperaturze druku atramentowego wynosi około 20–35 mN·m⁻¹.

4.Rozkład wielkości cząstek

Ze względu na ograniczenia otworu dyszy i układu ścieżek atramentu, cząsteczki pigmentu w atramencie muszą być wystarczająco małe, aby zapewnić płynny druk atramentowy. Począwszy od zapobiegania wytrącaniu się cząsteczek podczas przechowywania i użytkowania, wymagane jest również, aby cząsteczki barwnika były małe. Rozkład wielkości cząsteczek w atramencie ceramicznym powinien być jak najwęższy, aby uniknąć zjawiska nierównomiernego rozwoju koloru spowodowanego zbyt grubymi barwnikami (nierównomierne upakowanie barwników na produktach ceramicznych) oraz osłabienia spowodowanego zbyt drobnymi cząsteczkami (topienia się barwników w szkliwie). Obecnie D50 komercyjnego atramentu ceramicznego wynosi około 200–350 nm, a D90 poniżej 850 nm.

5.ciała stałe

Zawartość części stałych odnosi się do procentowej zawartości nieorganicznych pigmentów ceramicznych i powiązanych dodatków fazy stałej w tuszu ceramicznym, przy czym głównym składnikiem są nieorganiczne pigmenty ceramiczne. Im wyższa zawartość części stałych, tym wyższa zawartość pigmentu na jednostkę masy tuszu, co może poprawić intensywność i zakres kolorów ceramicznego druku atramentowego, zmniejszyć ilość zużytego tuszu ceramicznego, a tym samym obniżyć koszty przedsiębiorstw produkujących ceramikę. Pod względem siły wyrazu projektów, efekt zwiększenia zawartości części stałych w tuszu jest lepszy niż efekt nakładania się punktów tuszu poprzez wielokrotne drukowanie w tym samym miejscu. Dzieje się tak, ponieważ wielokrotne drukowanie w tym samym miejscu może łatwo spowodować odchylenie punktów tuszu od pozycji docelowej, zmniejszając przejrzystość. Zwiększenie zawartości części stałych może również prowadzić do wzrostu lepkości tuszu ceramicznego.

6.Kolor pojawia się po wypaleniu

Główne czynniki wpływające na kolor ceramicznego druku atramentowego obejmują rodzaj pigmentu, strukturę krystaliczną, czystość, zawartość pigmentu w tuszu oraz rozkład wielkości cząstek; skład masy i szkliwa; temperaturę, układ atmosferyczny itp. W porównaniu ze zwykłymi pigmentami, pigmenty atramentowe wymagają dobrej zdolności barwienia w stanie ultradrobnych cząsteczek. Wybrane pigmenty muszą całkowicie reagować podczas procesu przygotowania, mieć dobrze rozwinięte kryształy koloru, dobrą stabilność w wysokich temperaturach i być odporne na erozję szkliwa. Wymaga to wyboru surowców o wysokiej czystości, jednorodnej wielkości cząstek i wysokiej aktywności jako barwników. Pod względem procesu wymagany jest dłuższy czas wypalania, aby zapewnić pełniejszy wzrost kryształów i integralność strukturalną. Zawartość substancji stałych w tuszu również wpływa na kolor, a im wyższa zawartość substancji stałych, tym ciemniejszy kolor. Ze względu na wysoką zawartość substancji stałych wpływającą na stabilność tuszu, zawartość substancji stałych w różnych tuszach kolorowych powinna być dostosowana do sytuacji. Im większa wielkość cząstek, tym bardziej zbliżona do koloru pigmentu. Po drobnym zmieleniu pigmentu niektóre kolory, takie jak żółty i czerwony, staną się jaśniejsze lub nawet bezbarwne. Odcień koloru brązowego i pomarańczowego ulegnie zmianie, dlatego wielkość cząsteczek wpływa na odcień i głębię koloru. Ze względu na zmniejszenie rozmiaru cząsteczek, temperatura topnienia barwników do tuszy jest znacznie niższa niż w przypadku zwykłych barwników. Dlatego po dużych wahaniach temperatury barwniki mogą się całkowicie stopić, a po stopieniu nie są kryształami, lecz stopionymi ciałami, co prowadzi do różnic w kolorze, a nawet blaknięcia. Na przykład, właściwości barwiące pigmentu kobaltowego błękitu zależą od energii rozszczepienia pola koordynacyjnego. Różne energie rozszczepienia powodują różne długości fal absorbowanych, a pigment będzie wykazywał szereg kolorów. CO2+(3d2) pochłania światło pomarańczowe, żółte i trochę zielone, nadając pigmentowi fioletowo-niebieski kolor; CO3+(3d3) pochłania światło kolorowe inne niż zielone, silnie odbijając zieleń i wyglądając na zielone. Atrament ceramiczny kobaltowy błękit jest barwiony głównie przez CO2+ zawarty w pigmencie CoAl2O4. Jeśli kryształy CoAl2O4 ulegną stopieniu w wysokiej temperaturze, Co2+(3d2) może ulec utlenieniu do Co3+(3d3), co spowoduje zmianę koloru.

7. Adaptacja do glazury ciała

Gdy inne czynniki są takie same, skład ciała i szkliwa może się znacznie różnić, a efekt druku atramentowego może się znacznie różnić. Powiązane badania wykazały, że różne tlenki metali w składzie szkliwa, takie jak tlenek litu, tlenek boru, tlenek cynku, tlenek magnezu i tlenek antymonu, mogą wpływać na kolor tuszu i należy ich unikać lub ograniczać ich stosowanie. Niekorzystny wpływ tlenku potasu na kolor tuszu ceramicznego przewyższa wpływ nadtlenku sodu. Tlenek wapnia i tlenek baru nie wpływają poważnie na kolor tuszu ceramicznego i mogą być stosowane jako zamienniki takich substancji, jak tlenek litu i tlenek boru. Tlenek cyny może promować rudy kolor włosów, ale może spowodować, że produkt stanie się czerwony. Tlenek tytanu może promować czerwony i żółty kolor włosów, ale może sprawić, że produkt stanie się żółty i osłabi czarny kolor włosów.

8.Suchość

Jeśli czas schnięcia jest zbyt długi, nadmierna dyfuzja tuszu ceramicznego spowoduje zmiany koloru i rozmyte wzory; Jeśli czas schnięcia jest zbyt szybki, niedostateczna dyfuzja tuszu ceramicznego może spowodować puste obszary wypełniania, ekspansję kropli tuszu i działanie kapilarne mogą również prowadzić do efektów zadziorów. Głównym sposobem schnięcia tuszu ceramicznego na powierzchni korpusu jest dyfuzja kropli tuszu na korpusie, a drugorzędnym sposobem jest odparowywanie kropli tuszu w powietrzu. Szybkość dyfuzji zależy od wilgoci na powierzchni zielonego korpusu, porowatości zielonego korpusu, a także od składu tuszu i środka powierzchniowo czynnego. Czas schnięcia zależy od współczynnika dyfuzji tuszu, a czas schnięcia tuszu jest liniowo związany z gęstością pokrycia tuszem. Suszenie atramentowe o wysokiej rozdzielczości jest łatwiejsze.
Do procesu produkcji tuszu ceramicznego można dodać pewną ilość rozpuszczalników alkoholowych w celu zwiększenia lotności; Niewielka ilość dyspergatora (takiego jak eter poliolowo-alkilowy i inne związki organiczne) może być również dodana, aby spełnić wymagania druku atramentowego. Aby zapobiec zbyt szybkiemu parowaniu tuszu ceramicznego w temperaturze pokojowej, powodującemu przerwanie natryskiwania i zatkanie dyszy, konieczne jest dodanie w trakcie procesu przygotowania pewnych wysokowrzących i nielotnych środków nawilżających. Colorobia oświadczyła na stronie internetowej Centrum Badań nad Ceramiką, że dodała DEG (glikol dietylenowy o temperaturze wrzenia 245°C) do swojego tuszu ceramicznego, aby zapobiec jego ulatnianiu; W jej patencie europejskim EP 1840178 A1 wspomniano, że temperatura wrzenia ośrodka dyspersyjnego musi przekraczać 200°C. Aby zapobiec różnicom kolorów spowodowanym różną szybkością dyfuzji kropel atramentu od środka do krawędzi atramentu wodnego na korpusie, a także aby uniknąć generowania dużej ilości pary wodnej, obecnie atramenty ceramiczne wykorzystują głównie system dyspersji na bazie oleju (organicznej). Spośród nich dysze Xaar 1001 GS12 i Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC wymagają stosowania atramentów ceramicznych na bazie oleju w instrukcji obsługi.

9. Inne wskaźniki efektywności

Oprócz powyższych aspektów, zgodność między ceramicznym tuszem a dyszą (czy nie spowoduje poważnego zużycia dyszy, czy nie zatka dyszy, czy nie wpłynie na wtrysk innych dysz na podstawie dyszy z powodu nadmiernej ekspansji ceramicznego tuszu, czy może działać płynnie przy odpowiednim równaniu kształtu fali impulsu napięcia, czy prędkość wtrysku i pojemność kropli tuszu są rozsądne, czy punkt spadania kropli tuszu jest dokładny itp.), zgodność z ceramicznymi drukarkami atramentowymi (wartość pH, czy nie będzie korodować, rozpuszczać układu ścieżek tuszu itp.) oraz inne wskaźniki wydajności (przewodność itp.) również muszą w pewnym stopniu spełniać wymagania druku ceramicznego atramentowego.

Jeśli chcesz zapoznać się z naszymi produktami, zapytaj o cenę, wyślij do nas e-mail: lemsun002@126.com.