1. 세라믹 잉크의 안정성

세라믹 잉크는 착색제를 분산매에 분산시켜 얻은 분산 시스템으로 비교적 안정적입니다. 분산의 안정성은 일정시간 방치 후 응집되거나 침전되지 않는다는 점을 고려해야 한다. 응집이란 무기안료간의 상호응집을 말하며, 이는 색소입자간의 분산효과와 관련이 있다. 침전은 무기안료 입자가 분산 시스템의 바닥으로 가라앉을 때까지 연속적으로 응집되는 현상을 말합니다. 영향을 미치는 요인으로는 밀도, 입자 크기 분포, 무기 안료 분산 시스템의 구성 등이 있습니다. 동시에 분산 시스템은 적절한 분산 매체, 분산제, 결합제 및 기타 유기 화합물의 선택이 필요하므로 잉크는 장기간 보관 후에도 우수한 화학적 안정성을 유지하고 화학 반응 변화를 겪지 않아야 합니다. 무기 세라믹 안료는 비중이 높습니다. 세라믹 잉크를 일정 시간 방치하면 세라믹 잉크 속의 색소가 침전됩니다. 교반이 적용되는 한 세라믹 잉크는 다시 균일한 분산 시스템이 되며 이는 복구 가능한 과정입니다. 세라믹 잉크는 잉크젯 프린터와 노즐 내부를 순환하며 특히 복원성이 중요합니다.

잉크의 안정성에 영향을 미치는 요인으로는 브라운 운동, 중력 침강, 유색 입자의 입자 뭉침 등이 있습니다. 브라운 운동은 주로 잉크 온도, 점도 및 잉크 입자에 따라 달라집니다. 온도가 높을수록 브라운 운동이 강해지고, 점도와 입자가 커지며, 브라운 운동이 약해지고, 입자가 응집될 가능성이 줄어듭니다. 안료 입자가 상대적으로 크고 밀도가 높기 때문에 잉크의 침전 속도는 주로 안료와 용매의 밀도 차이에 따라 달라집니다. 밀도 차이가 클수록 침전 속도가 빨라집니다. 침전 속도는 입자 크기의 제곱에 정비례합니다. 입자가 클수록 침전 속도는 빨라지고, 잉크의 점도는 높아지며, 침전 속도는 느려집니다. 잉크 입자 분산에는 입체 장애와 정전기적 안정화라는 두 가지 안정화 메커니즘이 있습니다. 공간 장애란 잉크 입자 표면에 고분자 마이크로캡슐을 캡슐화해 공간 내 입자 간 접착을 방지하는 것을 말한다. 현재 이 메커니즘은 세라믹 잉크 산업에서 널리 사용되고 있지만 잉크 점도에 영향을 주어 시간이 지남에 따라 잉크 점도가 감소하는 경향이 있어 잉크 안정성에 영향을 미치는 단점이 있습니다. 정전기 안정성, 저분자 분산제를 사용하여 물 및 극성 희석제에 적합하지만 현재 대부분의 세라믹 잉크는 비극성 희석제를 사용합니다.

2.점도

적절한 점도는 잉크 경로에서 잉크의 원활한 순환을 보장할 수 있으며, 이는 잉크가 노즐에서 토출되고 잉크 방울이 균일하게 형성되는 데 유리합니다. 점도가 너무 낮고 잉크 내부의 마찰력이 작으며 액체 방울이 초승달 모양을 형성하여 진동을 감쇠시키고 분사 속도에 영향을 미칩니다. 점도가 너무 높고 잉크 유동성이 좋지 않으며 작은 방울을 형성하기 어렵습니다. 또한, 잉크 분사 역시 점도 변화에 매우 민감하며, 작은 전단 농화 현상이라도 급격한 점도 증가로 인해 인쇄가 불가능할 수 있습니다. Xaar는 자사 공식 홈페이지를 통해 Xaar 1001 GS12 노즐이 점도 범위가 7~50mPa·s인 세라믹 잉크에 적합하다고 소개하고 있다. 그러나 잉크 점도가 높거나 낮으면 노즐의 서비스 수명에 영향을 미칠 수 있습니다). Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC의 기술 매개변수 매뉴얼에는 노즐이 점도 범위 8~20mPa·s의 세라믹 잉크에 사용할 수 있으며 권장 범위는 10~14mPa·s라고 소개되어 있습니다.

3. 표면 장력

적절한 표면 장력은 잉크 방울과 논스틱 노즐의 균일한 형성을 보장하여 잉크젯 인쇄의 장기적인 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 세라믹 잉크의 표면 장력이 너무 높아 잉크 방울이 꼬리를 끌리는 현상이 쉽게 발생합니다. 표면 장력이 너무 작으면 잉크 방울이 확산되기 쉽고 위성 모양의 잉크 방울이 생성되어 패턴의 선명도와 레이어링이 떨어질 수 있습니다. 동시에 잉크 온도가 증가하면 잉크의 표면 장력이 감소합니다. 노즐의 온도 제어 시스템을 사용하여 세라믹 잉크의 표면 장력을 조정할 수 있습니다. 현재 상용화된 세라믹 잉크의 잉크젯 온도에서의 표면장력은 약 20~35mN·m-1 수준이다.

4.입자 크기 분포

노즐 구멍과 잉크 경로 시스템의 한계로 인해 잉크의 안료 입자는 원활한 잉크젯을 보장할 수 있을 만큼 작아야 합니다. 보관 및 사용 중 입자 침전을 방지하는 것부터 시작하여 착색제의 입자가 작은 것도 필요합니다. 세라믹 잉크의 입자 크기 분포는 너무 거친 착색제(세라믹 제품에 착색제의 충전 밀도가 고르지 않음)로 인해 발생하는 불균일한 발색 현상과 너무 미세한 입자(유약에 용해되는 착색제)로 인해 약화되는 현상을 피하기 위해 가능한 한 좁아야 합니다. 현재 상용화된 세라믹 잉크의 D50은 200~350nm 정도이고, D90은 850nm 미만이다.

5.고체

고형분이란 세라믹 잉크에 함유된 무기 세라믹 안료 및 관련 고상 첨가제의 질량 비율을 말하며, 주성분은 무기 세라믹 안료입니다. 고형분 함량이 높을수록 잉크 단위 질량당 안료 함량이 높아져 세라믹 잉크젯의 색상 강도와 색상 범위를 향상시키고 세라믹 잉크 사용량을 줄여 세라믹 생산 기업의 비용을 절감할 수 있습니다. 디자인 초안의 표현력 측면에서는 같은 위치에 반복 인쇄하여 잉크 도트를 쌓는 효과보다 잉크 고형분 함량을 높이는 효과가 더 좋습니다. 같은 위치에 반복해서 인쇄하면 잉크 도트가 목표 위치에서 벗어나 선명도가 떨어지기 쉽기 때문입니다. 고형분 함량을 높이면 세라믹 잉크의 점도도 높아질 수 있습니다.

6. 발사 후 색상이 나타납니다.

세라믹 잉크젯의 색상에 영향을 미치는 주요 요인으로는 안료의 종류, 결정 구조, 순도, 잉크 내 안료 함량, 입자 크기 분포 등이 있습니다. 몸체와 유약의 구성; 온도, 대기 시스템 등. 잉크안료는 일반안료에 비해 초미립자 상태에서 좋은 발색력이 요구됩니다. 선택된 안료는 준비 과정에서 완전히 반응해야 하며, 잘 발달된 색상 결정, 우수한 고온 안정성, 유약 침식 방지가 필요합니다. 이를 위해서는 고순도, 균일한 입자 크기, 고활성 착색제 원료의 선택이 필요합니다. 공정 측면에서는 보다 완전한 결정 성장과 구조적 완전성을 보장하기 위해 더 긴 소성 시간이 필요합니다. 잉크의 고형분 함량도 색상에 영향을 미치며, 고형분 함량이 높을수록 색상이 어두워집니다. 잉크의 안정성에 영향을 미치는 높은 고형분 함량으로 인해 상황에 따라 다양한 색상의 잉크의 고형분 함량을 조정해야 합니다. 입자 크기가 클수록 안료의 색상에 가까워집니다. 안료를 잘게 분쇄한 후에는 노란색, 빨간색과 같은 일부 색상이 더 밝아지거나 ​​색상이 없을 수도 있습니다. 갈색과 주황색 잉크의 색상 톤이 바뀌므로 입자 크기가 색상 톤과 색 농도에 영향을 줍니다. 입자 크기가 감소하기 때문에 잉크 착색제의 녹는점은 일반 착색제보다 훨씬 낮습니다. 따라서 온도 변동이 크면 착색제가 완전히 녹을 수 있으며, 녹은 후에는 결정이 아닌 용융체로 변색이 발생하고 심지어 퇴색되기도 합니다. 예를 들어, 코발트블루 안료의 착색 성능은 배위장 분할 에너지에 따라 달라집니다. 서로 다른 분할 에너지로 인해 서로 다른 흡수 파장이 발생하고 안료는 일련의 색상을 나타냅니다. Co2+(3d2)는 주황색, 노란색 및 일부 녹색광을 흡수하여 자줏빛 파란색을 나타냅니다. Co3+(3d3)은 녹색 이외의 유색광을 흡수하여 녹색을 강하게 반사하여 녹색으로 나타납니다. 코발트 블루 세라믹 잉크는 주로 Co2+in CoAl2O4 안료로 착색됩니다. CoAl2O4 결정이 고온에서 용융되면 Co2+(3d2)가 Co3+(3d3)로 산화되어 색차가 발생할 수 있습니다.

7. 바디 글레이즈에 대한 적응성

다른 요소가 동일할 경우 몸체와 유약의 구성이 크게 다를 수 있으며 잉크젯 인쇄의 효과도 크게 달라질 수 있습니다. 관련 연구에 따르면 산화리튬, 산화붕소, 산화아연, 산화마그네슘, 산화안티몬 등 유약 구성에 포함된 다양한 금속 산화물이 잉크 색상에 영향을 줄 수 있으므로 사용을 피하고 줄여야 하는 것으로 나타났습니다. 세라믹 잉크의 색상에 대한 산화칼륨의 부작용은 과산화나트륨의 부작용보다 큽니다. 산화칼슘과 산화바륨은 세라믹 잉크의 색상에 큰 영향을 미치지 않으며 산화리튬, 산화붕소 등의 물질을 대체할 수 있다. 산화주석은 모발의 붉은색을 촉진할 수 있지만 제품이 붉어지는 원인이 될 수 있습니다. 산화티타늄은 빨간색과 노란색 머리 색깔을 촉진할 수 있지만, 제품이 노란색으로 변하고 검은 머리 색깔을 약화시킬 수 있습니다.

8.건조함

건조 시간이 너무 느리면 세라믹 잉크가 과도하게 확산되어 색상이 변하고 패턴이 흐려집니다. 건조 시간이 너무 빠르면 세라믹 잉크의 확산이 불충분하여 공백 채우기 영역이 발생할 수 있으며, 잉크 방울의 팽창 및 모세관 현상도 버 효과로 이어질 수 있습니다. 세라믹 잉크가 본체 표면에서 건조되는 주요 방법은 본체에 잉크 방울이 확산되는 것이고, 두 번째 방법은 공기 중 잉크 방울이 증발하는 것입니다. 확산 속도는 성형체 표면의 수분, 성형체의 다공성, 잉크 및 계면활성제의 조성에 따라 달라집니다. 건조 시간은 잉크의 확산 계수에 따라 달라지며 잉크의 건조 시간은 잉크 적용 밀도와 선형적으로 관련됩니다. 고해상도 잉크젯 건조가 더 쉽습니다.
휘발성을 높이기 위해 일정량의 알코올 용매를 세라믹 잉크 공정에 첨가할 수 있습니다. 잉크젯 인쇄 요구 사항을 충족하기 위해 소량의 분산제(예: 폴리올 알킬 에테르 및 기타 유기 화합물)를 첨가할 수도 있습니다. 세라믹 잉크가 상온에서 너무 빨리 증발하여 분사가 중단되고 노즐이 막히는 것을 방지하려면 준비 과정에서 끓는점이 높고 비휘발성인 보습제를 첨가해야 합니다. Colorobia는 세라믹 연구 센터 웹사이트에 세라믹 잉크의 휘발을 방지하기 위해 DEG(디에틸렌 글리콜, 끓는점 245℃)를 첨가했다고 밝혔습니다. 그리고 유럽 특허 EP 1840178 A1에는 분산매의 비등점이 200℃를 초과해야 한다고 언급되어 있습니다. 수성잉크는 본체 중앙에서 가장자리까지 잉크방울의 확산속도 차이로 인한 색상차이를 방지하고, 다량의 수증기가 발생하는 것을 방지하기 위해 현재 세라믹잉크에서는 주로 유성잉크를 사용하고 있습니다. 기반(유기) 분산 시스템. 그중 Xaar 1001 GS12 및 Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC 노즐은 매개변수 소개 책에서 유성 세라믹 잉크를 사용해야 합니다.

9.기타 성과지표

위의 측면 외에도 세라믹 잉크와 노즐의 호환성(노즐이 심하게 마모되는지, 노즐이 막히는지, 세라믹의 과도한 팽창으로 인해 노즐 베이스에 다른 노즐의 분사에 영향을 미치는지 여부) 잉크, 적절한 전압 펄스 파형 방정식에 따라 원활하게 작동할 수 있는지, 분사 속도와 잉크 방울 용량이 합리적인지, 잉크 방울 방울 지점이 정확한지 등), 세라믹 잉크젯 프린터와의 호환성(pH 값, 부식, 잉크 경로 시스템 용해 등) 및 기타 성능 지표(전도도 등)도 세라믹 잉크젯 인쇄의 요구 사항을 어느 정도 충족해야 합니다.

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