1.A estabilidade da tinta cerâmica

A tinta cerâmica é um sistema de dispersão obtido pela dispersão de corantes em um meio de dispersão, e esse sistema é relativamente estável. A estabilidade da dispersão precisa levar em consideração que ela não se agrega nem precipita após ser deixada por um determinado período de tempo. Agregação refere-se à agregação mútua entre pigmentos inorgânicos, que está relacionada ao efeito de dispersão entre partículas de pigmento. A precipitação refere-se à agregação contínua de partículas de pigmento inorgânico até que afundem no fundo do sistema de dispersão. Os fatores que influenciam incluem a densidade, a distribuição do tamanho das partículas e a composição do sistema de dispersão do pigmento inorgânico. Ao mesmo tempo, o sistema de dispersão requer a seleção de meios de dispersão, dispersantes, aglutinantes e outros compostos orgânicos apropriados, exigindo que a tinta mantenha uma boa estabilidade química e não sofra alterações de reação química mesmo após armazenamento a longo prazo. Os pigmentos cerâmicos inorgânicos têm uma alta gravidade específica. Depois que a tinta cerâmica é deixada por um determinado período de tempo, os pigmentos da tinta cerâmica assentam. Enquanto a agitação for aplicada, a tinta cerâmica voltará a se tornar um sistema de dispersão uniforme, que é um processo recuperável. A tinta cerâmica circula em impressoras jato de tinta e bicos e sua capacidade de recuperação é particularmente importante.

Os fatores que afetam a estabilidade da tinta incluem movimento browniano, sedimentação gravitacional e aglomeração de partículas coloridas. O movimento browniano depende principalmente da temperatura da tinta, da viscosidade e das partículas da tinta. Quanto mais alta a temperatura, mais forte o movimento browniano, maiores a viscosidade e as partículas, mais fraco o movimento browniano e menor a probabilidade de as partículas se agregarem. Como as partículas de pigmento são relativamente grandes e possuem alta densidade, a velocidade de sedimentação da tinta depende principalmente da diferença de densidade entre o pigmento e o solvente. Quanto maior a diferença de densidade, mais rápida será a velocidade de sedimentação. A velocidade de sedimentação é diretamente proporcional ao quadrado do tamanho da partícula. Quanto maior a partícula, maior será a velocidade de sedimentação, maior será a viscosidade da tinta e mais lenta será a velocidade de sedimentação. Existem dois mecanismos de estabilização para dispersão de partículas de tinta: impedimento estérico e estabilização eletrostática. O obstáculo espacial refere-se ao encapsulamento de microcápsulas de polímero na superfície das partículas de tinta para evitar a adesão entre as partículas no espaço. Actualmente, este mecanismo é amplamente utilizado na indústria de tintas cerâmicas, mas tem a desvantagem de afectar a viscosidade da tinta, resultando numa tendência decrescente da viscosidade da tinta ao longo do tempo, o que afecta a estabilidade da tinta. Estabilidade eletrostática, utilizando dispersantes de moléculas pequenas, adequados para água e diluentes polares, mas atualmente a maioria das tintas cerâmicas utiliza diluentes não polares.

2. Viscosidade

A viscosidade apropriada pode garantir uma circulação suave da tinta no caminho da tinta, o que é benéfico para que a tinta seja ejetada do bico e para a formação uniforme de gotículas de tinta. A viscosidade é muito baixa, a força de atrito dentro da tinta é pequena e as gotículas de líquido formam uma forma crescente, causando oscilação de amortecimento e afetando a velocidade de pulverização; Viscosidade excessiva, baixa fluidez da tinta e dificuldade na formação de pequenas gotas. Além disso, a pulverização de tinta também é muito sensível às mudanças de viscosidade, e mesmo pequenos fenômenos de espessamento por cisalhamento podem impossibilitar a impressão devido a um aumento acentuado na viscosidade. A Xaar apresenta em seu site oficial que o bico Xaar 1001 GS12 é adequado para tinta cerâmica com faixa de viscosidade de 7-50mPa · s (que pode ser entendido como ajustar a temperatura da tinta para ajustar a viscosidade durante a pulverização para 7-20mPa · s, mas a viscosidade alta ou baixa da tinta pode afetar a vida útil do bico). O manual de parâmetros técnicos do Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC apresenta que o bico pode ser usado para tinta cerâmica com faixa de viscosidade de 8-20mPa · s, e a faixa recomendada é de 10-14mPa · s.

3. tensão superficial

A tensão superficial adequada pode garantir a formação uniforme de gotículas de tinta e bico antiaderente, o que ajuda a manter a estabilidade a longo prazo na impressão a jato de tinta. A tensão superficial da tinta cerâmica é muito alta, o que facilmente leva ao fenômeno de gotículas de tinta arrastando a cauda; Se a tensão superficial for muito pequena, as gotículas de tinta são propensas à difusão e são geradas gotículas de tinta em forma de satélite, o que pode reduzir a clareza e as camadas do padrão. Ao mesmo tempo, a tensão superficial da tinta diminuirá com o aumento da temperatura da tinta. O sistema de controle de temperatura do bico pode ser usado para ajustar a tensão superficial da tinta cerâmica. Atualmente, a tensão superficial da tinta cerâmica comercializada em temperatura de jato de tinta é de cerca de 20-35mN · m-1.

4.Distribuição do tamanho das partículas

Devido às limitações da abertura do bico e do sistema de passagem da tinta, as partículas de pigmento na tinta devem ser pequenas o suficiente para garantir um jato de tinta suave. Começando por evitar a precipitação de partículas durante o armazenamento e utilização, também é necessário que as partículas do corante sejam pequenas. A distribuição do tamanho das partículas na tinta cerâmica deve ser tão estreita quanto possível para evitar o fenômeno de desenvolvimento desigual de cor causado por corantes muito grossos (densidade de empacotamento desigual de corantes em produtos cerâmicos) e enfraquecimento causado por partículas muito finas (corantes derretendo no esmalte). Atualmente, o D50 da tinta cerâmica comercializada é de cerca de 200-350nm e o D90 é inferior a 850nm.

5. sólidos

O conteúdo sólido refere-se à porcentagem em massa de pigmentos cerâmicos inorgânicos e aditivos de fase sólida relacionados em tinta cerâmica, sendo o componente principal os pigmentos cerâmicos inorgânicos. Quanto maior o teor de sólidos, maior o teor de pigmento por unidade de massa de tinta, o que pode melhorar a intensidade da cor e a gama de cores do jato de tinta cerâmico, reduzir a quantidade de tinta cerâmica utilizada e, assim, reduzir o custo das empresas de produção de cerâmica. Em termos de poder expressivo dos rascunhos de design, o efeito de aumentar o conteúdo sólido da tinta é melhor do que o efeito de empilhar pontos de tinta imprimindo repetidamente na mesma posição. Isso ocorre porque a impressão repetida na mesma posição pode facilmente fazer com que os pontos de tinta se desviem da posição alvo, reduzindo a clareza. O aumento do teor de sólidos também pode levar a um aumento na viscosidade da tinta cerâmica.

6. A cor aparece após a queima

Os principais fatores que afetam a cor do jato de tinta cerâmico incluem o tipo de pigmento, estrutura cristalina, pureza, conteúdo de pigmento na tinta e distribuição do tamanho das partículas; A composição do corpo e do esmalte; Temperatura, sistema atmosférico e assim por diante. Em comparação com os pigmentos comuns, os pigmentos de tinta requerem boa capacidade de coloração no estado de partículas ultrafinas. Os pigmentos selecionados devem reagir completamente durante o processo de preparação, ter cristais de cor bem desenvolvidos, boa estabilidade em altas temperaturas e resistir à erosão do esmalte. Isso requer a seleção de matérias-primas de alta pureza, tamanho de partícula uniforme e alta atividade para corantes. Em termos de processo, é necessário um tempo de queima mais longo para garantir um crescimento cristalino mais completo e integridade estrutural. O conteúdo sólido da tinta também afeta a cor e, quanto maior o conteúdo sólido, mais escura será a cor. Devido ao alto teor de sólidos que afeta a estabilidade da tinta, o teor de sólidos de diferentes tintas coloridas deve ser ajustado de acordo com a situação. Quanto maior o tamanho da partícula, mais próximo ela está da cor do pigmento. Depois que o pigmento for finamente moído, algumas cores como amarelo e vermelho ficarão mais claras ou até mesmo sem cor. O tom da tinta marrom e laranja mudará, portanto o tamanho das partículas afetará o tom e a profundidade da cor. Devido à diminuição do tamanho das partículas, o ponto de fusão dos corantes de tinta é muito inferior ao dos corantes comuns. Portanto, após uma grande flutuação de temperatura, os corantes podem derreter completamente e, após a fusão, não são cristais, mas corpos fundidos, levando a diferenças de cor e até mesmo desbotamento. Por exemplo, o desempenho da coloração do pigmento azul cobalto depende da energia de divisão do campo de coordenação. Diferentes energias de divisão resultam em diferentes comprimentos de onda absorvidos e o pigmento exibirá uma série de cores. Co2+(3d2) absorve luz laranja, amarela e um pouco de verde, apresentando uma cor azul arroxeada; Co3+(3d3) absorve luz colorida diferente do verde, refletindo fortemente o verde e parecendo verde. A tinta cerâmica azul cobalto é colorida principalmente pelo pigmento Co2+in CoAl2O4. Se os cristais de CoAl2O4 fundirem em altas temperaturas, o Co2+(3d2) pode ser oxidado em Co3+(3d3), causando diferença de cor.

7. Adaptabilidade ao esmalte corporal

Quando outros fatores são iguais, a composição do corpo e do esmalte pode diferir bastante e o efeito da impressão a jato de tinta pode variar bastante. Estudos relacionados mostraram que vários óxidos metálicos na composição do esmalte, como óxido de lítio, óxido de boro, óxido de zinco, óxido de magnésio e óxido de antimônio, podem afetar a cor da tinta e devem ser evitados e reduzidos em uso. O efeito adverso do óxido de potássio na cor da tinta cerâmica excede o do peróxido de sódio. O óxido de cálcio e o óxido de bário não afetam seriamente a cor da tinta cerâmica e podem ser usados ​​para substituir substâncias como óxido de lítio e óxido de boro. O óxido de estanho pode promover a cor vermelha do cabelo, mas pode fazer com que o produto fique vermelho. O óxido de titânio pode promover a cor vermelha e amarela do cabelo, mas pode fazer com que o produto fique amarelo e enfraqueça a cor preta do cabelo.

8. Secura

Se o tempo de secagem for muito lento, a difusão excessiva da tinta cerâmica causará alterações de cor e padrões borrados; Se o tempo de secagem for muito rápido, a difusão insuficiente da tinta cerâmica pode causar áreas de preenchimento em branco, a expansão das gotas de tinta e a ação capilar também podem causar efeitos de rebarbas. A principal forma de a tinta cerâmica secar na superfície do corpo é através da difusão das gotículas de tinta no corpo, e a forma secundária é através da evaporação das gotículas de tinta no ar. A taxa de difusão depende da umidade na superfície do corpo verde, da porosidade do corpo verde, bem como da composição da tinta e do surfactante. O tempo de secagem depende do coeficiente de difusão da tinta, e o tempo de secagem da tinta está linearmente relacionado à densidade de cobertura da tinta. A secagem por jato de tinta de alta resolução é mais fácil.
Uma certa quantidade de solventes alcoólicos pode ser adicionada ao processo de tinta cerâmica para aumentar a volatilidade; Uma pequena quantidade de dispersante (como éter poliol alquílico e outros compostos orgânicos) também pode ser adicionada para atender aos requisitos da impressão a jato de tinta. Para evitar que a tinta cerâmica evapore muito rapidamente à temperatura ambiente, causando interrupção da pulverização e bloqueio do bico, é necessário adicionar alguns agentes hidratantes não voláteis e de alto ponto de ebulição durante o processo de preparação. A Colorobia afirmou no site do Centro de Pesquisa Cerâmica que adicionou DEG (dietilenoglicol, com ponto de ebulição de 245 ℃) à sua tinta cerâmica para evitar sua volatilização; E é mencionado na sua patente europeia EP 1840178 A1 que o ponto de ebulição do meio de dispersão deve exceder 200 ℃. A fim de evitar a diferença de cor causada pelas diferentes taxas de difusão das gotículas de tinta do centro para a borda da tinta à base de água no corpo e para evitar a geração de uma grande quantidade de vapor de água, atualmente a tinta cerâmica utiliza principalmente um óleo sistema de dispersão baseado em (orgânico). Entre eles, os bicos Xaar 1001 GS12 e Dimatix Fujifilm StarFireTM SG-1024/MC exigem o uso de tintas cerâmicas à base de óleo em seu livro de introdução de parâmetros.

9.Outros indicadores de desempenho

Além dos aspectos acima, a compatibilidade entre a tinta cerâmica e o bico (se irá desgastar severamente o bico, se irá entupir o bico, se afetará a injeção de outros bicos na base do bico devido à expansão excessiva da cerâmica tinta, se ela pode funcionar suavemente sob a equação de forma de onda de pulso de tensão apropriada, se a velocidade de injeção e a capacidade de gota de tinta são razoáveis, se o ponto de gota de tinta é preciso, etc.), compatibilidade com impressoras jato de tinta de cerâmica (valor de pH, se é irá corroer, dissolver o sistema de caminho de tinta, etc.) e outros indicadores de desempenho (condutividade, etc.) também precisam atender aos requisitos da impressão a jato de tinta cerâmica até certo ponto.

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