نانو مرکب های سرامیکی جوهرافشان

نانو مرکب های سرامیکی جوهرافشان

1-مسعود پیمان نیا، 2-آتشه سلیمانی گرگانی، 3-مهدی قهاری
1- دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی علوم وفناوری چاپ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ، تهران، ایران

2- استادیار، گروه پژوهشی علوم فناوری چاپ، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ، تهران، ایران

3- استادیار، گروه پژوهشی نانو، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ، تهران، ایران

چکیده

ورود فناوری چاپگرهای جوهرافشان در صنعت سرامیک قدمت کمی دارد ولی با این وجود استفاده از این چاپگرهای دیجیتال، روند رو به رشد بسیار سریعی را طی کرده اند و روز به روز در حال پیشرفت و تکامل می باشند. این چاپگرها به طور گسترده ای برای تزئین سطوح سرامیکی، کاشی ها و ظروف غذاخوری مورد استفاده قرار میگیرند. چاپگرهای سیلک اسکرین در گذشته تنها دستگاه مناسب برای تزئین این سطوح محسوب میشدند اما با ورود چاپگرهای جوهرافشان و پیشرفت های کنونی، این چاپگرها در حال جایگزینی چاپگرهای سیلک اسکرین در این صنعت می باشند. این چاپگرها نیز با توجه به نحوه خروج قطرات مرکب از نازل به دو دسته کلی جوهرافشان های پیوسته و جوهرافشان های قطره در صورت نیاز تقسیم بندی می شوند. مهمترین موضوع در چاپگرهای جوهرافشان تهیه مرکب مناسب میباشد، که با توجه به ساختارشان در تهیه مرکب دارای محدودیت هایی از قبیل اندازه رنگدانه ها، پراکنش ذرات و پایداری مناسب مرکب می باشند. با استفاده از نانو مرکب های سرامیکی در این چاپگرها میتوان گفت بسیاری از این مشکلات در حال  حل شدن می باشد و نانومرکب های مناسب صنعت تهیه شده است. در این مقاله به بررسی پرکاربردترین روشهای تهیه نانومرکب های سرامیکی چاپگرهای جوهرافشان که شامل هم رسوبی، میکروامولسیون و سل-ژل هستند، پرداخته شده است.

1- مقدمه

مرکب های سرامیکی غالباً از رنگدانه های معدنی تشکیل میشوند تا در مقابل حرارت تحمل بالای را داشته باشند زیرا پس از اعمال برروی سطوح سرامیکی باید قابلیت پخت و پایداری مناسب در دمای بالا را داشته باشند. این مرکب ها به طور گسترده ای جایگزین چاپگرهای سیلک اسکرین و روشهای سنتی شده اند و برای تزئین و یا ایجاد نقش بر روی سطوح سرامیکی، کاشی ها و ظروف غذاخوری مورد استفاده قرار میگیرند و نقش های دلخواه را بر روی این سطوح به صورت سفارشی با هزینه بسیار کم ایجاد میکنند. در واقع موارد ذکر شده دلیل اصلی استفاده گسترده از این چاپگرهای جوهرافشان و تهیه مرکب های سرامیکی مناسب برای آنها میباشد]1[. 

 در روش چاپ سیلک اسکرین، ابتدا مرکب های رنگدانه سرامیکی تهیه شده و توسط دستگاه چاپ سیلک اسکرین بر روی سطح مورد نظر تصویر ایجاد میشود اما به دلیل قیمت گران صفحات اسکرین و هدر رفتن مقدار بسیار زیادی از مرکب ها، کیفیت پایین تصویر چاپ شده، عدم توانایی ایجاد جزئیات در تصویر، تهیه شابلون برای هر طرح جدید به صورت مجزا و هزینه بالای این فرآیندها اجازه تولید در مقیاس کوچک را نمیدهد، به همین دلایل صنعتگران سرامیکی به دنبال استفاده از راه مناسبتری برای تزئین سطوح سرامیکی هستند و به سراغ چاپگرهای دیجیتالی در این صنعت رفته اند. چاپگرهای جوهرافشان و لیزرجت، نمونه های از این چاپگرهای دیجیتالی میباشند. چاپگرهای جوهرافشان تاکنون توانسته اند بسیاری از مشکلات موجود در دستگاههای سیلک اسکرین را برطرف کنند. در چاپگرهای جوهرافشان امکان بالا قراردادن قطرات بسیار ریز، از مواد مختلف بر روی سطح زیرآیند با دقت و قابلیت تکرارپذیری بیشتر از چاپ سیلک اسکرین وجود دارد. این تصاویر توسط نرم افزارهای کامپیوتری بر روی صفحه کامپیوتر طراحی و قبل از چاپ مشاهده میشوند و در صورت لزوم قابل اصلاح میباشند. تولید محصولات سرامیکی تزئین شده با استفاده از چاپگرهای جوهرافشان زمینه تحقیقاتی نوینی میباشد که هنوز هم در حال مطالعه، تحقیق و پیشرفت میباشد. چاپگرهای جوهرافشان در موارد متعددی مانند دیوارههای سرامیکی نازک 1، فیلمهای سرامیکی ضخیم 2و آرایه های میکرو ذرات سرامیکی 3و موارد متعدد دیگر نیز مورد استفاده قرار گرفتهاند]2،3[. در سال 2000، اولین نمایشگاه برای معرفی چاپگرهای جوهرافشان جهت چاپ برروی سطوح سرامیکی به منظور تزئین، در کشور اسپانیا برگزار شد. 

این نمایشگاه توجه بسیاری از صنعتگران سرامیک را به این روش نوین چاپ، برای تزئین سطوح سرامیکی به خود جلب کرد. پس از برگزاری این نمایشگاه روند بسیار سریعی برای حل مشکلات و محدودیتهای این روش چاپ طی شد و باعث بهبود برخی از محدودیتها از قبیل سرعت چاپ، افزایش کیفیت چاپ و بهبود مرکب های مصرفی، نسبت به قبل شد و این چاپگرها به سرعت جای خود را در صنعت سرامیک و دکوراسیون باز کردند. البته این فناوری چاپ محدودیتهایی نیز در اعمال و تهیه مرکب به همراه دارد. مرکبهای سرامیکی جوهرافشان، باید دارای خصوصیات فیزیکی قابل قبولی مانند پایداری سوسپانسیون، گرانروی 4، کشش سطحی 5و اندازه ذرات مناسب باشند تا امکان اعمال این مرکبها توسط چاپگر جوهرافشان بصورت مناسب ایجاد گردد]4[. تاکنون مرکبهای بسیار زیادی به روشهای مختلف برای استفاده در چاپگرهای جوهرافشان تهیه شده میباشند. اما مناسبترین روش تولید، برای مرکبهای سرامیکی در چاپگرهای جوهرافشان شامل، همرسوبی 6]5[، میکروامولسیون ]6[و سل-ژل7]7[میباشد. این مرکبها علاوه بر تزئین سطوح سرامیکی در موارد خاص مانند وسایل علوم پزشکی ]8[، اشیاء سه بعدی ]9[و تولید میکرو آرایه ها 8 نیز مورد استفاده قرار گرفته اند]11-10[. تمام مرکبهای سرامیکی باید پایداری مناسب داشته باشند و پراکنش ذرات موجود در آنها باید همگن باشد، همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی آنها متناسب با خصوصیات چاپگر جوهرافشان مورد استفاده باشد تا قابلیت استفاده در چاپگرجوهرافشان را داشته باشند .

2- انواع چاپگرهای جوهرافشان

فناوری جوهرافشان روش بسیار امید بخشی برای تزئین محصولات سرامیکی و تولید محصولات سفارشی خاص میباشد همانطور اشاره شد چاپ جوهرافشان، یکی از روشهای چاپ غیرتماسی میباشد که اساس آن افشاندن قطرات مرکب بر روی سطح مورد نظر میباشد. قطرات پرتاب شده بر روی سطح مستحکم میشوند، این استحکام به خاطر تبخیر حلال، افزایش دما و یا واکنش شیمیایی میباشد. چاپگرهای جوهرافشان با توجه به نحوه خروج قطرات مرکب از نازل  به  صورت مداوم و خروج قطرات مرکب در صورت نیاز به دو دسته چاپگرهای جوهرافشان مداوم و قطره در صورت نیاز تقسیم بندی میشوند. با توجه به نوع چاپگرهای جوهرافشان مرکب مصرفی برای هر کدام از این چاپگرها نیز متفاوت میباشد.

تصویر سازوکار چاپگر جوهرافشان مداوم در شکل 1 نشان داده شده است]1[. جوهرافشان های قطره در صورت نیاز با توجه به نحوه ایجاد قطرات مرکب و خروج آنها از نازل های هد 1 به دو دسته چاپگر جوهرافشان حرارتی 2 و جوهرافشان پیزو 3 تقسیم میشوند، چاپگرهای حرارتی در چاپ مرکب های سرامیکی به خاطر وجود رنگدانه های معدنی، نسبت به جوهرافشان های پیزو محدودیتهای بیشتری دارند. مرکب جوهرافشان حرارتی باید دارای فشار بخار و نقطه اشتعال پایین باشد تا در مرکب به راحتی حباب ایجاد شود و امکان خروج قطرات مرکب از نازل فراهم گردد، علاوه بر این وقتی مرکب گرما میبیند ممکن است پایداری خود را از دست بدهند و بلورهای کوچک نامحلول، ایجاد شوند که باعث گرفتگی نازل ها و تخریب هد جوهرافشان شود. به همین علت بیشتر از چاپگرهای پیزو که پرتاب شدن قطره بدون اعمال گرما و به دلیل تغییر شکل و اندازه حجم هد جوهرافشان ایجاد میشود برای چاپ مرکب های سرامیکی استفاده میشود. در شکل 2 و 3 به ترتیب نحوه تشکیل قطرات مرکب در جوهرافشان های حرارتی و پیزو نشان داده شده است]16-13[.فناوری جوهرافشان محدودیتهای زیادی را بر مرکب ها تحمیل میکند که شامل ملزوماتی چون پایداری سوسپانسیون، گرانروی، کشش سطحی، اندازه ذرات رنگدانه و استحکام رنگ میباشد.گرانروی مرکب های سرامیکی رفتار وابسته به برش 4 از خود نشان میدهند، این رفتار وابسته به جزء حجمی جامد، اندازه ذرات، شکل ذرات و همچنین نیروهای موجود بین ذرات میباشد. در حین فرآیند چاپ، سرعت برشی بالایی بر روی مرکب اعمال میشود، گرانروی مرکب وابسته به برش و جزء حجمی جامد میباشد و معمولاً بر سازوکار خروج مرکب از نازل تاثیر میگذارد، معمولاً جزء حجمی جامد در مرکب های سرامیکی حدود %30 الی20% حجمی در نظر گرفته میشود اما در مواردی، خارج از این محدوده نیز فرمولاسیون شده اند. مناسبترین گرانروی برای این مرکبها حدود mpa.s6 -20  میباشد.

اگر گرانروی مرکب در محدوده پائین باشد امکان حرکت سریع در نازل های هد چاپگر، حرکت آسانتر در کانال های موجود در مخزن مرکب و نفوذ آسانتر در زیر لایه های متخلخل را فراهم میکند اما اگر گرانروی بیش از حد پایین باشد احتمال خروج بی مورد قطرات مرکب نیز وجود دارد.در مرکب های سرامیکی، کشش سطحی نیز بسیار مهم میباشد. کشش سطحی مناسب مرکب باعث تسهیل خروج قطرات مرکب از نازل، بدون چسبندگی به دیواره های هد و یا چکه کردن بی مورد از نازل میشود، محدوده کشش سطحی مناسب برای مرکب های سرامیکیmN/m25 -35 میباشد. بزرگ بودن اندازه ذرات جامد در مرکب نیز ممکن است باعث بسته شدن نازل های هد جوهرافشان بشود. تاکنون دو روش برای ساخت مرکب های سرامیکی گسترش یافته است که البته هیچ کدام کاملاً مناسب با انتظارات بازار نبوده اند. در یکی از این مرکبها، از رنگ های نمکی محلول استفاده شده و رنگهای ایجاد شده به صورت ناچیزی اشباع میشوند .

در روش دوم، از رنگدانه های میکرونیزه شده استفاده شده است که منجر به ایجاد مشکلاتی چون بسته شدن نازلها، ناپایداری مرکب، پراکندگی نامناسب رنگدانه ها و کاهش دوام رنگ میشود. تحقیقات زیادی جهت چیره شدن به این محدودیتها انجام شده است. بخشی از این تحقیقات بر روی توسعه رنگدانه های نانومتری متمرکز شده میباشد. این مرکبهای سرامیکی نانومتری میتوانند قابلیت تکرار، تولید خوب و اشباع رنگی بالایی بر روی کاشی ها، ظروف غذاخوری و سطوح سرامیکی ایجاد کنند]1،14،15[. قطر نازلها در چاپگرهای جوهرافشان با توجه به نوع و کاربرد آنها میتواند متفاوت باشد. غالباً قطر نازل های جوهرافشان های رایج در بازار حدود100-50 میکرومتر می باشد، که برای جلوگیری از خطر گرفتگی آنها باید قطر ذرات جامد موجود در مرکبها حدود 1% قطر نازلهای هد  جوهرافشان باشند. اما برای بالا بردن میزان پایداری این مرکبها بهتر است اندازه ذرات حدود 100- 50 نانومتر در نظر گرفته شود تا هنگام خروج قطرات مرکب از نازل ذرات جامد به هم چسبیده نشوند و در مرکب تشکیل کلوخه ندهند. در مناسبترین حالت باید شکل ذرات جامد کروی باشد تا کمترین تماس سطح را با هم برقرار کنند و کمترین خطر کلوخهشدن ایجاد شود، رسوبگذاری این کلوخهها در هد جوهرافشان باعث مسدودشدن نازلهای چاپگر میشود. البته خواص رئولوژیکی نیز در نانو مرکبهای سرامیکی بسیار مهم و قابل بحث میباشد. موارد متعددی برای ساخت مرکبها وجود دارد که باید باتوجه به کاربرد آنها هنگام ساخت مرکب در نظر گرفته شود، در شکل 4 تقسیمبندی کلی چاپگرهای جوهرافشان و شرکتهای پیشرو در هر روش از فناوری جوهرافشان نشان داده شده است]1[. البته چاپگرهای موجود در بازار که بهصورت فراگیر مورد استفاده قرار میگیرند از نوع پیزوالکتریک و حرارتی میباشند و چاپگرهای الکترواستاتیک و مکانیکی میکرو الکتریک در بازار به تعداد محدودی موجود میباشد]1[

3- روش های تهیه نانومرکب های سرامیکی جوهرافشان

مرکب های رنگدانه سرامیکی معمولاً برای تزیین کردن سطوح سرامیکی استفاده میشوند. این مرکبها دارای ذرات درشت، در حدود 10 میکرومتر میباشند اما این مرکب های سرامیکی میکرونیزه، اشباع رنگی خوبی بر روی سطوح سرامیک ایجاد نمیکنند به همین خاطر از غلظت رنگدانه بیشتری برای اعمال بر روی سرامیک نسبت به سطوح دیگر استفاده میشود. غلظت و بزرگ بودن این رنگدانهها مشکلات زیادی را بوجود میآورد.

این مشکلات منجر به تهیه نانومرکب های سرامیکی شدند. با استفاده کردن از نانو رنگدانه های سرامیکی مشکلاتی که در رنگدانه های میکرونی دیده میشود دیگر وجود ندارد و نیاز روز افزون صنعت سرامیک به تزیین ارزان قیمت و با دوام که دارای کیفیت مطلوبی باشد درحال برطرف شدن میباشد. پرکاربردترین روشهای تهیه نانومرکب های سرامیکی عبارتند از همرسوبی، سل- ژل و میکروامولسیون 1 و یا میکروامولسیون معکوس 2 که در موارد متعدد، برای تهیه نانو مرکبهای سرامیکی جوهرافشان و تهیه رنگدانههای سرامیکی استفاده شده اند. در ادامه شرحی از این روشهای پرکاربرد برای تهیه نانومرکبهای سرامیکی توضیح داده شده است]1[.

1-3- روش هم رسوبی

روش هم رسوبی، یکی از روشهای پرکاربرد برای تولید نانوذرات در روشهای شیمی تر3 میباشد. این روش شیمیایی به صورت گسترده برای تولید نانوذرات مورد استفاده قرار میگیرد. تهیه نانوذرات در روش

هم رسوبی از سه مرحله هسته گذاری، رشد و انعقاد تشکیل شده است. از روش هم رسوبی به خاطر سادگی روش کار، عدم نیاز به امکانات زیاد آزمایشگاهی، انجام واکنش در دمای محیط و توزیع اندازه ذرات مناسب]17[، در مقالات متعدد، برای تولید نانوذرات و تهیه نانومرکبهای سرامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مثال سیزو اباتا و همکاران 4 در سال  2011 موفق به ساخت نانومرکب سرامیکی کبالت آلومینا 5 شدند این مرکب به خوبی در چاپگرهای جوهرافشان قطره در صورت نیاز مورد استفاده قرار گرفت و تصویر بهدست آمده است. از این مرکب بر روی سطح سرامیکی چاپ شد که از کیفیت خوبی برخوردار بود، نانو رنگدانه های تهیه شده در pHهای  9، 10، 11 و 12 به دست آمدند و مناسبترین رنگدانه سنتز شده در pH12 به دست آمد و قطری حدود 70 نانومتر داشت سپس رنگدانه های به دست آمده را با استفاده از نمک آمنیوم پلی کربکسیلات به عنوان عامل پراکنش استفاده کردند و مرکب به دست آمده را 24 ساعت در آسیاب ماهوارهای آسیاب کردند]5،18[

در روش هم رسوبی، با کنترل مراحل مختلف واکنش این امکان وجود دارد که دو و یا بیشتر از دو نوع پودر را به صورت همزمان در یک ساختار رسوب دهیم، و رنگدانه هایی با قدرت رنگی بالا و یا با ویژگیهای خاصی در ذرات که با قرار گرفتن دو نوع اکسید و یا ذره، در یک ساختار مانند ساختار اسپینلی 6 امکان پذیر است برخوردار شویم.

برای سنتز نانوذرات در روش هم رسوبی غالباً از نمک های نیترات و یا کلرید پیش ماده های مورد نظر استفاده می شود. با استفاده از پیش ماده های مورد نظر محلولهای مورد نیاز ایجاد میشود و با افزودن عامل رسوب دهنده در سیستم ایجاد رسوب میشود، سپس با کلسینه 7 کردن این رسوبات به نانوذرات یا نانو رنگدانه های مورد نظر دست مییابند ]5،19،20[.  در مرحله بعد نانو رنگدانه های به دست آمده را با پراکنش 8 کننده های مختلف در محیط مناسب بصورت پایدار پراکنده میکنند و مرکبهای پایداری که حاوی نانو ذرات تهیه شده هستند، به دست میآیند. بعد از تشکیل نانومرکب، خواص فیزیکی شیمیایی سوسپانسیون های به دست آمده را بررسی میکنند تا با چاپگر جوهرافشان مورد نظر هماهنگی لازم را داشته باشند]5[.

 

2-3-  روش میکروامولسیون و میکرو امولسیون معکوس

روش میکروامولسیون و میکروامولسیون معکوس نیز از دیگر روشهای شیمی تر محسوب میشوند و برای تهیه نانوذرات و تولید مرکب های جوهرافشان در موارد متعددی مورد استفاده قرار گرفته اند]21،22[.

به عنوان مثال رویسونگ و همکاران9در سال  2004  با استفاده از سیستم میکروامولسیون معکوس نانومرکب سرامیکی بر پایه زیرکونیا تهیه کردند. نانومرکب تهیه شده مخصوص جوهرافشان های قطره در صورت نیاز بود که با ایجاد برخی از تغییرات در فرمولاسیون این مرکب توانستند آن را برای چاپگرهای جوهرافشان پیوسته10نیز مورد استفاده قرار دهند و با موفقیت بر روی سطح سرامیک چاپ بزنند. آنها برای تهیه سیستم میکروامولسیون از ان اکتان11به عنوان فاز روغن و از ان بوتانول به عنوان فعال کننده کمکی سطح استفاده کردند و اجزای سیستم را با درصدهای متفاوت با هم مخلوط کردند تا مناسبترین حالت سیستم به دست بیاید در نهایت مرکب مناسبی با اندازه رنگدانه های پراکنده شده در حدود 6-4 نانومتر به دست آمد]6[.

سیستم میکروامولسیون ها از مخلوط آب، روغن، فعال کننده سطح12و یا کمک فعال کننده های سطح 13 تشکیل میشوند، این سیستم ها همیشه از یک فاز پیوسته و یک فاز گسسته، که معمولاً آب و روغن هستند تشکیل میشوند. فعال کننده های سطح و کمک فعال کننده های سطح نیز در مرز مشترک این دو فاز قرار میگیرند. با توجه به این که فاز پیوسته روغن باشد و یا آب، در سیستم کره های از فعال کننده های سطح و کمک فعال کننده های سطح به نام مایسل 14و مایسل معکوس15تشکیل میشوند که فاز گسسته درون این کره ها قرار میگیرد. اگر فاز گسسته از روغن تشکیل شده باشد، سیستم تشکیل شده میکروامولسیون نامیده میشود و در صورتی که فاز گسسته سیستم از آب تشکیل شده باشد سیستم، میکروامولسیون معکوس نامیده میشود. قطر مایسل ها و مایسل های معکوس در ابعاد نانو میباشد، در واقع این مایسل ها و مایسل های معکوس در سیستمهای میکروامولسیونی و میکروامولسیونی معکوس مانند نانو راکتورها عمل میکنند و واکنش های که منجر به تولید نانوذرات میشوند درون این کره ها صورت میگیرند، قطر مایسل ها و شکل آنها را میتوان با تنطیم شرایط سیستم مانند دمای سیستم، سرعت هم زدن سیستم و نوع فعال کننده های سطح مشخص کرد.

پس از انجام واکنش ها و تولید نانوذرات باید سیستم میکروامولسیون کاملاً پایدار و شفاف یا نیمه شفاف باشد تا مشخص شود این سیستم با موفقیت تشکیل شده است]1،12،17[. در شکل 5 تصور مایسل و مایسل معکوس نشان داده شده است. برای سنتز نانو مرکب های سرامیکی با روش میکروامولسیون پس از تشکیل سیستم میکروامولسیون مورد نظر و تشکیل نانو ذرات حاصل شده باید به بررسی و تنظیم خواص فیزیکی شیمایی میکروامولسیون به دست آمده پرداخته شود و با خصوصیات چاپگر جوهرافشان مورد نظر تنظیم میشوند تا مرکب سرامیکی، مناسب با چاپگر جوهرافشان تهیه شود و در روند چاپ مشکلی ایجاد نشود ]6[.

3-3- روش سل- ژل

یکی دیگر از روش های مناسب برای سنتز نانوذرات روش سل- ژل میباشد که برای تهیه نانو رنگدانه های سرامیکی در موارد مختلف از جمله تهیه نانومرکب های سرامیکی چاپگر جوهرافشان مورد استفاده، قرار گرفته است]23،25-14[. به عنوان مثال زهن جون و همکاران در سال 2008 با استفاده از روش سل- ژل مرکب سرامیکی جوهرافشان های قطره در صورت نیاز که برپایی باریوم تیتانات بود تهیه کردند و با روش  اختلاط مکانیکی مقایسه کردند درصد جامد موجود در روش سل- ژل %22 بود و درصد جامد موجود در روش اختلاط مکانیکی حدود 16% به دست آمده است، اندازه رنگدانه های به دست آمده در روش سل- ژل حدود 200 نانومتر بوده است هنگام اختلاط مکانیکی اندازه ذرات افزایش یافته و باعث کاهش کیفیت شده است]7[.

 در این روش سنتز ابتدا با استفاده از پیش ماده های مورد نیاز یک محلول کلوئیدی تشکیل میشود، سیستم کلوئیدی با توجه به خواسته ما از محصول نهایی میتواند در محیط آب و یا الکل تشکیل میشود. سپس با اضافه کردن عامل ژل کننده به محلول کلوئیدی سیستم به ژل تبدیل میشود آنگاه باید ژل به دست آمده را خشک کرد و نانوذرات مورد نظر را به دست آورد]17[. در روش سل- ژل، میتوان ژل به دست آمده را بر روی سطح اعمال کرد و سپس سطح مورد نظر را حرارت داد تا یک لایه از مرکب مانند فیلم ایجاد شود]1[در شکل 6 تشکیل فیلم بر روی زیرآیند نشان داده شده است. ماده آغازگر در فرآیند سل- ژل ، “سل”میباشد که عموماً از نمک فلزات معدنی و یا ترکیب فلزات آلی تشکیل میشود، در مرحله بعد برای تهیه نانومرکبهای جوهرافشان پودر به دست آمده را در حلال مناسب برای تهیه مرکب به صورت پایدار با استفاده از پراکنده کننده های مناسب پراکنده میکنند و خواص فیزیکی شیمیایی آن را با توجه به چاپگر جوهرافشان مورد نظر تنظیم میکنند]1[.

4 – نتیجه گیری

در گذشته برای تزئین سطوح سرامیکی، کاشی و دکوراسیون فقط از دستگاه های چاپ سیلک اسکرین استفاده میشده است این روش چاپ دارای مشکلات و محدودیت های فراوانی بود که پاسخگوی تزئین مناسب در صنعت سرامیک نبود و از لحاظ اقتصادی قادر به تهیه محصولات سفارشی با قیمت مناسب نبود، اما با ورود چاپگرهای جوهرافشان در صنعت سرامیک و تزئین دکوراسیون، دیگر مشکلاتی که در چاپگرهای سیلک اسکرین وجود داشت، در چاپگرهای جوهرافشان وجود ندارد و قابلیت ایجاد چاپ با کیفیت بسیار بالا بر روی سطوح سرامیکی، کاشی و تهیه محصولات سفارشی با صرفه اقتصادی به وجود آمد. البته به خاطر ساختار چاپگرهای جوهرافشان محدودیت های در تهیه مرکب برای چاپگرهای جوهرافشان وجود دارد. 

مهمترین موضوع در چاپگرهای جوهرافشان تهیه مرکب است. که محدودیت های را شامل میشود، اما با ورود نانومرکب های سرامیکی بسیاری از این مشکلات و محدودیت ها حل شده است. امروزه نسبت به گذشته نیاز بیشتری به تهیه این مرکب ها بوجود آمده است و صنعت را واداشته است تا در تهیه مرکب های سرامیکی متناسب با نیازشان بیش از پیش مطالعه و پژوهش انجام بدهند در این مطالعات مشخص شد مناسب ترین و پرکاربردترین روشهای تهیه نانو مرکب های سرامیکی چاپگرهای جوهرافشان شامل همرسوبی، میکروامولسیون و سل- ژل میباشد که در موارد متعدد، برای سنتز نانو مرکب های سرامیکی مورد استفاده قرار گرفته اند. پیشرفت های  بیشتری در ساخت مرکب و سیستم چاپگرهای جوهرافشان در حال شکل گیری میباشد، که نشان دهنده آینده درخشان برای چاپگرهای جوهرافشان در صنعت سرامیک و تزئین دکوراسیون میباشد.

5- مراجع

11. M. Lejeune, T. Chartier, C. Dossou-Yovo, R. Noguera, “Ink-jet printing of ceramic micro-pillar arrays”, J. Eur. Ceram. Soc., 29, .2009,905-91

12. محمد مومنی نسب، سید منصور بیدکی، کاربردهای متنوع چاپگرهای جوهرافشانDODبعنوان ابزار تولید، نشریه علمی ترویجی مطالعات در دنیای رنگ، سال اول شماره اول- تابستان،1390.

13. نجوا شکیب، دکترآتشه سلیمانی گرگانی، مروری بر چاپ پارچه های

پنبه ای به وسیله چاپگر جوهرافشان، نشریه علمی ترویجی مطالعات در

دنیای رنگ،سال اول شماره دوم-زمستان،1390.14. B .Derby, “Inkjet printing of functional and structural materials- fluid property requirements”, featurestability and resolution, Ann.

Rev. Mater. Res., 40, 395-414, 2010.
15. G. D. Martin, S .D. Hoath, I. M. Hutchings,” Inkjet printing the

physics of manipulating liquid jets and drops”. J. Phys: Conf. Ser,

.2008,1968-1972 ,105
16. L. Yuen-Wong, “OrganicElectronics@NUSScience”, http:// vhosts

.science.nus.edu.sg/organicelectronics/?p=617, 2010.
١٧.مسعود صلواتی نیاسری، زینب فرشته، نانوشیمی، روشهای ساخت،

بررسی خواص و کاربردها، علم و دانش،1388.

18. Z. Ding, Q. Li, Z. Ho u, J. I. Anqiang Wang, “Preparation of i to na noparticles by liquid phase coprecipitat ion method”, J. Nanomaterials, 75, 1-5, 2010.

19. H. P. Fu, R. Y. Hong, Y. Zheng, D. G. Wei, “Influence of surfactants on co-precipitation synthesis of Bi–YIG particles”, J. Alloys Compd., 470, 497-501, 2008.

20. P. Derakhshi, S. A. Khorrami, R. Lotfi, “An investigation on synthesis and morphology of nickel doped cobalt ferrite in presence

  1. 1. S. Magdassi, “The chemistry of ink jet inks”, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore, 2010.
  2. 2. O. F. Xiang, J. R. G. Evans, M. J. Edirisinghe, P .F. Blazdell, “Solid free forming of ceramics using a drop-on-demand jet printer”, J. Eng. Manuf, 37, 211-214, 1997.
  3. 3. M.Mott,J.H.Song,J.R.G.Evans.”Microengineeringofceramics by direct ink-jet printing”, J. Am Ceram Soc, 82, 1653–1658, 1999.
  4. 4. N. Tozzi, “Inkjet decoration of ceramic tiles”, htte://print- cmyk.blogfa.com/author-printcmyk.aspx, 2012.
  5. 5. S. Obata, M. Kato, O. Sakurada, “Synthesis of nano COAL2O4pigment for ink- jet printing to decorate porcelain”, J. Ceram. Soc. Jpn., 119, 208-213, 2011.
  6. 6. G. U. O. Ruisong, Q. i. Haitao, “Preparation and properties of the AEO9/agcohol/alkane/water reverse microemulsion ceramic inks”, Ceram. Internal, 30, 2259-2267, 2004.
  7. 7. Z. Zhen-jun, Y. Zheng-fang, Y. Qi-ming, “Barium titanate ceramic inks for continuous ink-jet printing synthesized by mechanical mixing and sol-gel methods”, Trans. Nonferrous Met. China, 18, .2007,150-154
  8. 8. H. Seitz, W. Rieder, S. Irsen, B. Leukers, “Three-Dimensional printing of porous ceramic scaffolds for bone tissue engineering”, jbm, 74B(2), 782-788, 2005.
  9. 9. R. Emi Noguera, M. Lejeune, T. Chartier, “3D fine scale ceramic components formed by ink-jet prototyping process”, J. Eur. Ceram. Soc., 25, 2055-2059, 2005.

10. M. Lejeune, T. Chartier, C. Dossou-Yovo, R. Noguera, “Ink-jet printing of ceramic micro-pillar arrays”, Ceram. Int., 29, 887-892, .2009

of surfactant at different calcination temperature by Co-Precipitation

route”, World. Appli. Sci. J., 16 (2), 156-159, 2012.
21. H. Ke-long, Y. I. N. Liang-guo, L. I. U. Su-qin, L. I. Chao-jian, “Preparation and formation mechanism of Al2O3 nanoparticles by reverse microemulsion,Trans”, Nonferrous Met. Soc., 17, 633-637,

2006.
22. M. Hosseini-Zori, A. Soleimani-Gorgani, “Ink-jet printing of

micro-emulsion TiO2 nano-particles ink on the surface of glass”, J. Eur. Ceram. Soc., 32, 4271-4277, 2012.

23. X. Duan, M. Pan, F. Yu, D. Yuan, “Synthesis, structure and optical properties of CoAl2O4 spinel nanocrystals”, J. Alloys Compd., 509, 1079-1083, 2011.

24. F. Yu, J. Yang, J. Ma, J. Du, Y. Zhou, “Preparation of nanosized CoAl2O4 powders by sol-gel and sol-gel-hydrothermal methods”, J. Sol-Gel Sci Technol., 52, 321-327, 2009.

25. M .Salavati-Niasari, M. Farhadi-Khouzani, F. Davar, “Bright blue pigment CoAl2O4 nanocrystals prepared by modified sol-gel method”, J. Alloys Compd., 468, 443-446, 2009.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برگشت به بالا
فروشگاه آنلاین کاشی و سرامیک