1.ثبات حبر السيراميك

الحبر السيراميكي هو نظام تشتيت يتم الحصول عليه عن طريق تشتيت الملونات في وسط تشتيت، وهذا النظام مستقر نسبيًا. يجب أن يؤخذ في الاعتبار استقرار التشتت أنه لا يتجمع أو يترسب بعد تركه لفترة معينة من الزمن. يشير التجميع إلى التجميع المتبادل بين الأصباغ غير العضوية، والذي يرتبط بتأثير التشتت بين جزيئات الصباغ. يشير الهطول إلى التجميع المستمر لجزيئات الصبغة غير العضوية حتى تغوص في قاع نظام التشتت. وتشمل العوامل المؤثرة الكثافة، وتوزيع حجم الجسيمات، وتكوين نظام التشتت للصباغ غير العضوي. وفي الوقت نفسه، يتطلب نظام التشتت اختيار وسائط التشتيت المناسبة والمشتتات والمجلدات والمركبات العضوية الأخرى، مما يتطلب حبرًا للحفاظ على استقرار كيميائي جيد وعدم الخضوع لتغيرات التفاعل الكيميائي حتى بعد التخزين على المدى الطويل. تتمتع أصباغ السيراميك غير العضوية بثقل نوعي عالي. بعد ترك حبر السيراميك لفترة زمنية معينة، تستقر الأصباغ الموجودة في حبر السيراميك. طالما يتم تطبيق التحريك، فإن الحبر الخزفي سوف يصبح مرة أخرى نظام تشتيت موحد، وهي عملية قابلة للاسترداد. يتم تداول الحبر الخزفي في الطابعات النافثة للحبر والفوهات، وتعد قابلية استعادته ذات أهمية خاصة.

العوامل التي تؤثر على استقرار الحبر تشمل الحركة البراونية، وتسوية الجاذبية، وتكتل الجسيمات من الجزيئات الملونة. تعتمد الحركة البراونية بشكل أساسي على درجة حرارة الحبر واللزوجة وجزيئات الحبر. كلما ارتفعت درجة الحرارة، أصبحت الحركة البراونية أقوى، وكلما زادت اللزوجة والجسيمات، ضعفت الحركة البراونية، وقل احتمال تجمع الجزيئات. نظرًا لأن جزيئات الصباغ كبيرة نسبيًا وذات كثافة عالية، فإن سرعة ترسيب الحبر تعتمد بشكل أساسي على فرق الكثافة بين الصباغ والمذيب. كلما زاد فرق الكثافة، زادت سرعة الترسيب. سرعة الترسيب تتناسب طرديا مع مربع حجم الجسيمات. كلما زاد حجم الجسيم، زادت سرعة الترسيب، وكلما زادت لزوجة الحبر، وبطأت سرعة الترسيب. هناك آليتان لتثبيت تشتت جزيئات الحبر: العائق الاستاتيكي والتثبيت الكهروستاتيكي. يشير العائق المكاني إلى تغليف كبسولات البوليمر الدقيقة على سطح جزيئات الحبر لمنع الالتصاق بين الجزيئات في الفضاء. في الوقت الحاضر، يتم استخدام هذه الآلية على نطاق واسع في صناعة الحبر الخزفي، ولكن لها عيبًا يتمثل في التأثير على لزوجة الحبر، مما يؤدي إلى انخفاض اتجاه لزوجة الحبر بمرور الوقت، مما يؤثر على استقرار الحبر. الاستقرار الكهروستاتيكي، باستخدام مشتتات جزيئية صغيرة، مناسبة للماء والمخففات القطبية، ولكن حاليًا تستخدم معظم أحبار السيراميك مواد مخففة غير قطبية.

2. اللزوجة

يمكن أن تضمن اللزوجة المناسبة تداولًا سلسًا للحبر في مسار الحبر، وهو أمر مفيد لإخراج الحبر من الفوهة والتكوين الموحد لقطرات الحبر. اللزوجة منخفضة جدًا، وقوة الاحتكاك داخل الحبر صغيرة، وتشكل قطرات السائل شكل هلال، مما يسبب تذبذب التخميد ويؤثر على سرعة الرش؛ اللزوجة المفرطة وضعف سيولة الحبر وصعوبة تكوين قطرات صغيرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن رش الحبر أيضًا حساس جدًا لتغيرات اللزوجة، وحتى ظاهرة سماكة القص الصغيرة يمكن أن تجعل الطباعة مستحيلة بسبب الزيادة الحادة في اللزوجة. تقدم Xaar على موقعها الرسمي على الإنترنت أن فوهة Xaar 1001 GS12 مناسبة لحبر السيراميك مع نطاق لزوجة يتراوح بين 7-50 مللي باسكال · ثانية (والتي يمكن فهمها على أنها ضبط درجة حرارة الحبر لضبط اللزوجة أثناء الرش إلى 7-20 مللي باسكال · ثانية، لكن لزوجة الحبر العالية أو المنخفضة يمكن أن تؤثر على عمر خدمة الفوهة). يقدم دليل المعلمات الفنية لـ Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC أنه يمكن استخدام الفوهة لحبر السيراميك مع نطاق لزوجة يتراوح بين 8-20 مللي باسكال · ثانية، والنطاق الموصى به هو 10-14 مللي باسكال · ثانية.

3. التوتر السطحي

التوتر السطحي المناسب يمكن أن يضمن التكوين الموحد لقطرات الحبر والفوهة غير اللاصقة، مما يساعد على الحفاظ على الاستقرار طويل الأمد في الطباعة النافثة للحبر. التوتر السطحي للحبر الخزفي مرتفع جدًا، مما يؤدي بسهولة إلى ظاهرة سحب قطرات الحبر للذيل؛ إذا كان التوتر السطحي صغيرًا جدًا، تكون قطرات الحبر عرضة للانتشار ويتم إنشاء قطرات حبر على شكل قمر صناعي، مما قد يقلل من وضوح النموذج وطبقاته. وفي الوقت نفسه، سينخفض ​​التوتر السطحي للحبر مع زيادة درجة حرارة الحبر. يمكن استخدام نظام التحكم في درجة الحرارة للفوهة لضبط التوتر السطحي للحبر الخزفي. في الوقت الحاضر، يبلغ التوتر السطحي للحبر الخزفي التجاري عند درجة حرارة نفث الحبر حوالي 20-35 مليون نيوتن · م-1.

4. توزيع حجم الجسيمات

نظرًا للقيود المفروضة على فتحة الفوهة ونظام مسار الحبر، يجب أن تكون جزيئات الصبغة الموجودة في الحبر صغيرة بما يكفي لضمان نفث الحبر بسلاسة. بدءًا من تجنب ترسيب الجسيمات أثناء التخزين والاستخدام، يلزم أيضًا أن تكون جزيئات المادة الملونة صغيرة. يجب أن يكون توزيع حجم الجسيمات في الحبر الخزفي ضيقًا قدر الإمكان لتجنب ظاهرة تطور اللون غير المتساوي الناتج عن الملونات الخشنة جدًا (كثافة تعبئة غير متساوية للملونات على منتجات السيراميك) والضعف الناجم عن الجزيئات الدقيقة جدًا (ذوبان الملونات في التزجيج). في الوقت الحاضر، يبلغ طول حبر السيراميك D50 التجاري حوالي 200-350 نانومتر، وD90 أقل من 850 نانومتر.

5. المواد الصلبة

يشير المحتوى الصلب إلى النسبة المئوية لكتلة أصباغ السيراميك غير العضوية وإضافات الطور الصلب ذات الصلة في الحبر الخزفي، حيث يكون المكون الرئيسي هو أصباغ السيراميك غير العضوية. كلما زاد المحتوى الصلب، زاد محتوى الصباغ لكل وحدة كتلة من الحبر، مما يمكن أن يحسن كثافة اللون ونطاق الألوان لنفث الحبر السيراميكي، ويقلل من كمية حبر السيراميك المستخدم، وبالتالي يقلل من تكلفة شركات إنتاج السيراميك. من حيث القوة التعبيرية لمسودات التصميم، فإن تأثير زيادة محتوى الحبر الصلب أفضل من تأثير تكديس نقاط الحبر من خلال الطباعة المتكررة في نفس الموضع. وذلك لأن الطباعة المتكررة في نفس الموضع يمكن أن تتسبب بسهولة في انحراف نقاط الحبر عن الموضع المستهدف، مما يقلل من الوضوح. يمكن أن تؤدي زيادة المحتوى الصلب أيضًا إلى زيادة لزوجة الحبر الخزفي.

6. يظهر اللون بعد إطلاق النار

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على لون نفث الحبر الخزفي نوع الصبغة، والتركيب البلوري، والنقاء، ومحتوى الصبغة في الحبر، وتوزيع حجم الجسيمات؛ تكوين الجسم والتزجيج. درجة الحرارة ونظام الغلاف الجوي وما إلى ذلك. بالمقارنة مع الأصباغ العادية، تتطلب أصباغ الحبر قدرة تلوين جيدة في حالة الجزيئات متناهية الصغر. مطلوب من الأصباغ المختارة أن تتفاعل بشكل كامل أثناء عملية التحضير، وأن تحتوي على بلورات ملونة متطورة، وثبات جيد في درجات الحرارة العالية، ومقاومة تآكل التزجيج. وهذا يتطلب اختيار مواد خام عالية النقاء وحجم جسيمات موحد ونشاط عالي للملونات. فيما يتعلق بالعملية، يلزم الحصول على وقت إطلاق أطول لضمان نمو بلوري أكثر اكتمالًا وسلامة هيكلية. يؤثر المحتوى الصلب للحبر أيضًا على اللون، وكلما زاد المحتوى الصلب، أصبح اللون أغمق. نظرًا للمحتوى الصلب العالي الذي يؤثر على ثبات الحبر، يجب تعديل المحتوى الصلب للأحبار الملونة المختلفة وفقًا للحالة. كلما زاد حجم الجسيمات، كلما اقتربت من لون الصباغ. بعد طحن الصبغة جيدًا، ستصبح بعض الألوان مثل الأصفر والأحمر أفتح أو حتى لا يكون لها لون. ستتغير درجة لون الحبر البني والبرتقالي، وبالتالي يؤثر حجم الجسيمات على درجة اللون وعمق اللون. نظرًا لانخفاض حجم الجسيمات، تكون نقطة انصهار ملونات الحبر أقل بكثير من الملونات العادية. لذلك، بعد التقلب الكبير في درجات الحرارة، قد تذوب الملونات تمامًا، وبعد الذوبان لا تكون بلورات بل أجسامًا منصهرة، مما يؤدي إلى اختلافات اللون وحتى التلاشي. على سبيل المثال، يعتمد أداء التلوين لصبغة الكوبالت الزرقاء على مجال التنسيق الذي يقسم الطاقة. تؤدي طاقات الانقسام المختلفة إلى أطوال موجية ممتصة مختلفة، وستعرض الصبغة سلسلة من الألوان. يمتص Co2+(3d2) الضوء البرتقالي، والأصفر، وبعض الضوء الأخضر، ليعطي لونًا أزرقًا أرجوانيًا؛ يمتص Co3+(3d3) الضوء الملون غير اللون الأخضر فيعكس اللون الأخضر بقوة ويظهر باللون الأخضر. يتم تلوين حبر السيراميك الأزرق الكوبالت بشكل أساسي بواسطة صبغة Co2 + في CoAl2O4. إذا أصبحت بلورات CoAl2O4 منصهرة عند درجات حرارة عالية، فقد يتأكسد Co2+(3d2) إلى Co3+(3d3)، مما يسبب اختلاف اللون.

7. القدرة على التكيف مع طلاء الجسم

عندما تكون العوامل الأخرى هي نفسها، قد يختلف تكوين الجسم والتزجيج بشكل كبير، وقد يختلف تأثير الطباعة النافثة للحبر بشكل كبير. أظهرت الدراسات ذات الصلة أن أكاسيد المعادن المختلفة الموجودة في تركيبة الطلاء الزجاجي، مثل أكسيد الليثيوم وأكسيد البورون وأكسيد الزنك وأكسيد المغنيسيوم وأكسيد الأنتيمون، يمكن أن تؤثر على لون الحبر ويجب تجنبها وتقليل استخدامها. التأثير الضار لأكسيد البوتاسيوم على لون حبر السيراميك يفوق تأثير بيروكسيد الصوديوم. لا يؤثر أكسيد الكالسيوم وأكسيد الباريوم بشكل خطير على لون حبر السيراميك ويمكن استخدامه لاستبدال مواد مثل أكسيد الليثيوم وأكسيد البورون. يمكن لأكسيد القصدير أن يعزز لون الشعر الأحمر، لكنه قد يتسبب في تحول المنتج إلى اللون الأحمر. يمكن لأكسيد التيتانيوم أن يعزز لون الشعر الأحمر والأصفر، لكنه يمكن أن يجعل المنتج يتحول إلى اللون الأصفر ويضعف لون الشعر الأسود.

8. الجفاف

إذا كان وقت التجفيف بطيئًا جدًا، فإن الانتشار المفرط لحبر السيراميك سيؤدي إلى تغيرات اللون وأنماط غير واضحة؛ إذا كان وقت التجفيف سريعًا جدًا، فإن الانتشار غير الكافي للحبر الخزفي يمكن أن يسبب مناطق تعبئة فارغة، كما يمكن أن يؤدي تمدد قطرات الحبر والعمل الشعري أيضًا إلى تأثيرات نتوءات. الطريقة الرئيسية لتجفيف الحبر الخزفي على سطح الجسم هي من خلال انتشار قطرات الحبر على الجسم، والطريقة الثانوية هي من خلال تبخر قطرات الحبر في الهواء. يعتمد معدل الانتشار على الرطوبة الموجودة على سطح الجسم الأخضر، ومسامية الجسم الأخضر، بالإضافة إلى تركيبة الحبر والمادة الخافضة للتوتر السطحي. يعتمد وقت التجفيف على معامل انتشار الحبر، ويرتبط وقت تجفيف الحبر خطيًا بكثافة تغطية الحبر. أصبح التجفيف بنفث الحبر عالي الدقة أسهل.
يمكن إضافة كمية معينة من المذيبات الكحولية إلى عملية حبر السيراميك لزيادة التطاير؛ يمكن أيضًا إضافة كمية صغيرة من المشتتات (مثل بوليول ألكيل إيثر والمركبات العضوية الأخرى) لتلبية متطلبات الطباعة النافثة للحبر. من أجل منع الحبر السيراميكي من التبخر بسرعة كبيرة في درجة حرارة الغرفة، مما يتسبب في انقطاع الرش وانسداد الفوهة، فمن الضروري إضافة بعض عوامل الترطيب عالية الغليان وغير المتطايرة أثناء عملية التحضير. ذكرت شركة Colorobia على الموقع الإلكتروني لمركز أبحاث السيراميك أنها أضافت DEG (ثنائي إيثيلين جلايكول، بنقطة غليان تبلغ 245 درجة مئوية) إلى الحبر الخزفي الخاص بها لتجنب تطايره؛ وقد ورد في براءة الاختراع الأوروبية EP 1840178 A1 أن نقطة غليان وسط التشتت يجب أن تتجاوز 200 درجة مئوية. من أجل منع اختلاف اللون الناتج عن اختلاف معدلات انتشار قطرات الحبر من المركز إلى حافة الحبر المائي على الجسم، ولتجنب توليد كمية كبيرة من بخار الماء، يستخدم حبر السيراميك حاليًا زيتًا بشكل أساسي - نظام التشتت (العضوي). من بينها، تتطلب فوهات Xaar 1001 GS12 وDimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC استخدام أحبار سيراميكية ذات أساس زيتي في كتاب تعريف المعلمات الخاص بها.

9. مؤشرات الأداء الأخرى

بالإضافة إلى الجوانب المذكورة أعلاه، التوافق بين حبر السيراميك والفوهة (ما إذا كان سيتآكل الفوهة بشدة، وما إذا كان سيسد الفوهة، وما إذا كان سيؤثر على حقن الفوهات الأخرى على قاعدة الفوهة بسبب التمدد المفرط للسيراميك الحبر، ما إذا كان يمكن تشغيله بسلاسة في ظل معادلة شكل موجة نبض الجهد المناسبة، وما إذا كانت سرعة الحقن وقدرة قطرة الحبر معقولة، وما إذا كانت نقطة انخفاض قطرة الحبر دقيقة، وما إلى ذلك)، والتوافق مع طابعات نفث الحبر السيراميكية (قيمة الرقم الهيدروجيني، سواء كانت سوف تتآكل، وتذيب نظام مسار الحبر، وما إلى ذلك)، وتحتاج مؤشرات الأداء الأخرى (الموصلية، وما إلى ذلك) أيضًا إلى تلبية متطلبات الطباعة النافثة للحبر الخزفية إلى حد ما.

إذا كنت ترغب في استشارة منتجاتنا، مرحبا بكم في السؤال عن السعر، أرسل لنا بريدا إلكترونيا: lemsun002@126.com.