L’impression jet d’encre céramique est apparue comme une technologie de décoration céramique révolutionnaire et avancée ces derniers temps. Il a transformé le paysage de la décoration de surface céramique en introduisant un nouveau niveau de précision et de flexibilité. Contrairement aux techniques traditionnelles d’impression à écran et au rouleau, l’impression jet d’encre céramique se caractérise par sa nature sans pression, sans contact et sans plaque. Cet ensemble unique de caractéristiques permet la création de motifs naturels et extrêmement clairs sur les surfaces céramiques. De plus, il a la capacité remarquable d’effectuer sans contact impression "hover", surpassant efficacement les limitations imposées par les surfaces planes dans les méthodes traditionnelles. De plus, son fonctionnement numérique le rend plus simple à exécuter et la répétabilité des motifs est exceptionnelle, assurant une qualité constante dans la production à grande échelle. Cependant, la pleine réalisation de ces avantages dépend essentiellement de la qualité de l’encre céramique utilisée. Le développement et la préparation d’encre céramique de haute qualité sont non seulement importants, mais sont la Pierre angulaire pour obtenir d’excellents résultats dans l’impression jet d’encre céramique.
L’encre céramique est une formulation complexe, généralement composée de pigments céramiques (poudres inorganiques), de solvants, de dispersants, de liants, de tensioactifs et de divers autres additifs. Chaque composant joue un rôle essentiel dans la détermination de la performance globale de l’encre, et pour garantir des résultats optimaux d’impression jet d’encre, un contrôle strict de plusieurs propriétés physico-chimiques clés est essentiel. Ces propriétés comprennent la taille des particules du pigment, la viscosité, la tension superficielle, le pH et la stabilité de la dispersion.
La taille des particules des pigments de l’encre céramique est une propriété fondamentale qui influence directement la qualité d’impression. Si les particules de pigment sont trop grandes, elles présentent un risque important d’encrassement des buses de l’imprimante à jet d’encre. Cela peut entraîner des perturbations dans le processus d’impression, un dépôt inégal d’encre et, en fin de compte, une impression de mauvaise qualité. Par contre, si les particules sont trop fines, l’intensité de couleur du motif imprimé peut être compromise. Une encre céramique idéale doit avoir une distribution granulométrique étroite et très uniforme.
La taille globale des particules de l’encre céramique est généralement inférieure à 850 nm. La taille moyenne des particules est de préférence comprise entre 200 et 300 nm. Pour mesurer avec précision la distribution granulométrique, un analyseur granulométrique laser est couramment utilisé. Cet instrument sophistiqué fonctionne sur le principe de la diffusion de la lumière. Lorsqu’un faisceau laser est dirigé vers l’échantillon d’encre, les particules dans l’encre diffusent la lumière, et l’angle et l’intensité de la lumière diffusée sont analysés pour déterminer la taille et la distribution des particules.
La viscosité est une autre propriété cruciale de l’encre céramique car elle a un impact profond sur de multiples aspects du processus d’impression, y compris le flux de l’encre, sa dispersion dans le système jet d’encre et les performances de la buse. Si la viscosité de l’encre est trop faible, cela peut causer une fuite d’encre de la buse. Cela entraîne non seulement un gaspillage d’encre, mais aussi un processus d’impression instable, avec formation et dépôt de gouttelettes incohérentes. Inversement, si la viscosité est trop élevée, cela peut provoquer un bouchage des buses, ce qui empêche le bon flux d’encre et perturbe le fonctionnement d’impression.
La viscosité requise pour l’encre céramique peut varier en fonction du type d’imprimante spécifique et de la conception de la tête jet d’encre. En général, la viscosité doit être comprise entre 1 et 20 mPa· S. Pour mesurer avec précision la viscosité, un viscosimètre rotatif est utilisé. Cet instrument fonctionne généralement dans des conditions de température contrôlée parce que la viscosité est très sensible aux changements de température. En maintenant une température constante, les valeurs de viscosité mesurées sont plus fiables et représentatives de l’encre et#39; S comportement pendant l’impression réelle.
La stabilité de Dispersion fait référence à la capacité des particules de pigment dans l’encre céramique à rester uniformément dispersées dans la matrice d’encre sans décantation ou agglomération pendant le stockage et l’utilisation. Un manque de stabilité à la dispersion peut entraîner la formation de massifs ou d’agrégats de particules pigmentaires, ce qui peut causer un colmatage de la buse et une distribution inégale des couleurs dans les motifs imprimés.
Il existe plusieurs méthodes pour tester la stabilité de dispersion de l’encre céramique. Une méthode courante consiste à mesurer le potentiel zêta. Le potentiel zêta est une mesure du potentiel électrique au plan de glissement entre les particules de pigment et le milieu liquide environnant. Une valeur absolue plus élevée du potentiel zêta indique une plus grande répulsion électrostatique entre les particules, ce qui aide à maintenir leur dispersion. Une autre méthode consiste à surveiller la stabilité de la viscosité dans le temps. Si la viscosité de l’encre change considérablement au cours d’une période, cela peut indiquer que les particules de pigment s’agrégent. De plus, le contenu solide de l’encre peut être mesuré à intervalles réguliers. Une diminution de la teneur en solides au fil du temps peut suggérer une sédimentation des particules de pigment.
La tension superficielle est une propriété qui affecte plusieurs aspects critiques du processus d’impression, tels que la formation de gouttelettes, le mouillage du substrat par l’encre et le comportement de séchage de l’encre sur le substrat. Lorsque l’encre est éjectée de la buse, la tension superficielle joue un rôle crucial dans la forme et la taille des gouttelettes. Une valeur de tension superficielle appropriée garantit que les gouttelettes sont formées uniformément et sont de la taille appropriée pour une impression précise.
Sur le substrat, la tension superficielle de l’encre détermine son étalement et son adhérence. Si la tension superficielle est trop élevée, l’encre peut ne pas mouiller correctement le substrat, ce qui entraîne une mauvaise adhérence et une couverture inégale. Par contre, si la tension superficielle est trop faible, l’encre peut se répandre trop, ce qui entraîne des motifs flous ou déformés.
Pour mesurer la tension superficielle de l’encre céramique, on utilise un tensiomètre de surface. Il existe différents types de tensiomètres de surface, tels que la méthode de la goutte pendante et la méthode de l’anneau du no
La valeur du pH de l’encre céramique est un paramètre important car elle affecte la charge superficielle des particules pigmentaires et leur dispersion. Les particules de Pigment dans l’encre peuvent avoir des charges de surface différentes en fonction du pH du milieu environnant. Une valeur de pH appropriée aide à maintenir une dispersion stable en s’assurant que les particules de pigment ont une charge superficielle constante, ce qui favorise la répulsion électrostatique et empêche l’agrégation.
De plus, des valeurs de pH extrêmes peuvent avoir un effet néfaste sur l’imprimante jet d’encre elle-même. Les encres acides ou alcalines peuvent corroder les têtes de jet d’encre, conduisant à une réduction de l’imprimante et#39; S durée de vie. Par conséquent, il est essentiel de contrôler la valeur du pH de l’encre céramique dans une plage appropriée pour assurer à la fois la stabilité de l’encre et la longévité de l’imprimante.
La méthode de dispersion par broyage est l’une des techniques les plus utilisées pour la préparation d’encre céramique, en particulier dans la production industrielle. Sa popularité provient de son coût relativement faible et de son fonctionnement simple. Dans cette méthode, les pigments céramiques, les solvants, les dispersants et d’autres additifs sont soigneusement mélangés entre eux. Les fraises planétaires avec des billes de zircone sont ensuite utilisées pour le processus de fraisage. Les perles de zircone, généralement dans la gamme de taille de 0,3-0,4 mm ou de 0,35-0,45 mm, sont très efficaces pour réduire la taille des particules des pigments.
Pendant le processus de fraisage, le mélange est soumis à une rotation à grande vitesse et à une révolution dans le broyeur planétaire. Les billes de zircone entrent en collision avec les particules de pigment, les décomposant en plus petites tailles. Ce processus se poursuit jusqu’à ce que la taille des particules sous-microniques désirées soit atteinte. La taille des particules sous micron est cruciale pour assurer une impression jet d’encre lisse et empêcher l’encrassement de la buse. La méthode de dispersion par broyage permet une production d’encre céramique à une échelle relativement importante, ce qui la rend adaptée aux exigences de l’industrie céramique.
La méthode de microémulsion inverse est une technique plus avancée pour la préparation de l’encre céramique. Cette méthode utilise des microémulsions sans fil (eau - in - huile) qui sont formées à l’aide de tensioactifs et de co - tensioactifs. Dans une microémulsion inverse, de minuscules gouttelettes d’eau (qui contient le pigment) sont dispersées dans une phase huileuse continue. Les tensioactifs et les co - tensioactifs jouent un rôle crucial dans la stabilisation de ces nanogouttelettes.
L’avantage de cette méthode est qu’elle offre une excellente stabilité à la dispersion à long terme. Les nanogouttelettes de pigment sont efficacement protégées les unes des autres par les couches de tensioactif, empêchant la sédimentation et l’agglomération. Il en résulte une encre céramique qui peut être stockée pendant de longues périodes sans dégradation significative de ses performances. Cependant, la méthode de microémulsion inverse nécessite une sélection et un contrôle minutieux des tensioactifs et des co tensioactifs, et le processus global peut être plus complexe que la méthode de dispersion par broyage.
La méthode sol - gel est une technique très sophistiquée de préparation de l’encre céramique. Cette méthode implique l’hydrolyse et la condensation des précurseurs, qui sont généralement des alkoxides ou des sels métalliques. Lorsque ces précurseurs sont mélangés avec des solvants et soumis à des conditions spécifiques, ils subissent une hydrolyse, où les molécules d’eau réagissent avec les alcoxides métalliques pour former des espèces d’hydroxyde de métal. Ces espèces subissent alors des réactions de condensation, conduisant à la formation d’un réseau de gel 3D.
Au cours de ce processus, des nanocolloïdes stables sont formés, qui sont les éléments constitutifs de l’encre céramique. La méthode sol - gel a l’avantage de produire des encres très stables. Le réseau de gel 3D aide à piéger les particules de pigment et à fournir une matrice stable pour leur dispersion. Cependant, cette méthode présente plusieurs défis. Il nécessite un contrôle strict de divers paramètres tels que la température, le pH et le rapport des réactifs. Le processus est également relativement complexe, comportant plusieurs étapes et nécessitant une surveillance attentive. En outre, les matériaux utilisés, en particulier les alcoxides métalliques, peuvent être coûteux, ce qui rend la méthode sol - gel moins rentable pour la production à grande échelle par rapport à la méthode de dispersion de broyage.
La qualité de l’encre céramique, qui est définie par une combinaison de propriétés telles que la taille des particules, la viscosité, la tension superficielle, la stabilité de dispersion et le pH, a un impact direct et profond sur les performances d’impression en impression jet d’encre céramique. Alors que la microémulsion inverse et les méthodes sol - gel offrent une stabilité supérieure en termes de dispersion des pigments, la méthode de dispersion de broyage reste le choix le plus pratique pour la production à grande échelle dans l’industrie céramique. Sa simplicité, son faible coût et son fonctionnement relativement simple en font le cheval de trait pour répondre aux exigences de volume élevé du marché.
Cependant, des efforts continus de recherche et de développement sont encore nécessaires pour optimiser la technologie de préparation de l’encre céramique. Cela comprend l’amélioration de l’efficacité de la méthode de dispersion de broyage, le réglage fin des paramètres des méthodes de microémulsion inverse et sol - gel pour les rendre plus économiques, et l’exploration de nouveaux matériaux et additifs pour améliorer les performances globales de l’encre céramique. En optimisant la technologie de préparation, il est possible de fournir des encres hautes performances capables de répondre pleinement aux exigences de plus en plus exigeantes de l’impression jet d’encre céramique moderne. Ceci, à son tour, stimulera la croissance et l’innovation dans l’industrie de la décoration céramique, permettant la création de produits céramiques plus complexes et de haute qualité.
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Sanxin New Materials Co., Ltd. se concentre sur la production et la vente de perles en céramique et des pièces telles que les médias de broyage, perles de dynamitage, bille de roulement, partie de structure, revêtements en céramique résistant à l’usure, nanoparticules Nano poudre
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