17656

17656

سنتز پيگمنت مشكي مناسب براي استفاده جوهر چاپ ديجيتال كاشي به روش‌هاي شيميايي

كارشناسي ارشد

سراميك

بهمن 1395

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر حميدرضا رضايي

دكتر مهدي قهاري

مواد و متالورژي

چكيده در اين پروژه به منظور توليد پيگمنت¬هاي مشكي بر پايه¬ي كروميت كبالت مناسب براي تهيه‌ي جوهرهاي سراميكي جوهرافشان، از روش‌هاي احتراقي و هم‌رسوبي استفاده شده است. در مرحله‌ي اول، پيگمنت¬هاي سراميكي كروميت كبالت با روش سنتز احتراقي محلول تهيه شد. پس از انتخاب دماي بهينه¬ي °C 1000براي كلسيناسيون با افزايش منگنز و آهن، با نسبت¬هاي مختلف، پيگمنت¬هاي سبز رنگ به رنگ مشكي تغيير يافتند. پس از بررسي خواص رنگي از دو گروه نمونه كه يكي حاوي منگنز (با فرمول Mn0.9-CoCr1.1O4) و ديگري حاوي آهن (با فرمول Fe1.5CoCr0.5O4) بود. دو نمونه‌ي بهينه با توجه به خواص رنگي نمونه‌هاي مرجع ايراني و خارجي انتخاب شد. در مرحله¬ي دوم نمونه‌هاي انتخاب شده به روش هم‌رسوبي در حضور و عدم حضور عوامل فعال سطحي سنتز شد. نمونه‌ي حاوي منگنز مناسب به روش هم‌رسوبي نمونه با 4 درصد پراكنش‌كننده كو پليمر پلي‌اتيلن گليكول مالئيك مونو استر پلي متيل متا آكريلات (MP) بود. به دليل خواص مغناطيسي نمونه‌هاي حاوي آهن شرايط مناسب را براي جوهر نداشتند و به همين دليل از نمونه‌ي Mn0.9¬CoCr1.1O4 به روش سنتز احتراقي جوهر ساخته شد. در مرحله¬ي سوم پس از بررسي خواص رنگي نمونه¬ها براي ساخت جوهر¬هاي سراميكي، با استفاده از پراكنش‌كننده‌هاي مختلف فرمول¬بندي شدند. جوهر¬هاي تهيه شده از نظر خصوصيات فيزيكي بررسي شدند. با توجه به نتايج به دست آمده از آزمون‌هاي كدورت‌سنجي، كشش سطحي و فيلتراسيون، مشخص شد كه جوهرهاي تهيه شده توسط پراكنش‌كننده‌هاي AA-CO-AI و P123 داراي پايداري بهتري در مقايسه با ساير جوهر¬ها بودند. اين نتيجه با آزمون پتانسيل زتا كه از نمونه‌ي Mn0.9¬CoCr1.1O4 گرفته شده بود، تطابق داشت. روش اعمال جوهر براي پخت به صورت قطره‌اي به ميزان معين بر روي كاشي لعاب خورده، بوده است. شناسايي فازهاي موجود در پيگمنت¬هاي سنتز شده در كنار تعيين اندازه‌ي بلورك¬ها توسط الگوي پراش اشعه‌ي ايكس انجام شد. براي بررسي مورفولوژي ذرات از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد. پارامترهاي رنگي رنگ‌دانه‌ها با استفاده از دستگاه اسپكتروفوتومتري (سيستم CIE-Lab) اندازه¬گيري شد. نتايج حاصل از آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي مناسب¬تر بودن جوهرهاي تهيه شده را اثبات كرد. نتايج حاصل از آزمون كشش سطحي جوهرها نيز، مناسب با چاپ جوهرافشان بود. واژه‌هاي كليدي: رنگ‌دانه مشكي، كروميت كبالت، سنتز احتراقي محلول، سنتز هم‌رسوبي، جوهر چاپ جوهرافشان

1396/04/31

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In this project, combustion methods have been used to produce black pigment based on suitable cobalt chromite for the preparation of inkjet ceramic inks. In the first step, ceramic chromite cobalt pigments were prepared by combustion synthesis method. The optimum temperature of calcination was 1000 ° C. then by increasing of ratios of manganese and iron, green pigments were changed to black. examining the color properties of the two groups of samples revealed one containing manganese (with the formula Mn0.9CoCr1.1O4) and the other containing iron (with the formula Fe1.5CoCr0.5O4). In the second step, the samples were synthesized via co-precipitation in presence and absence of surfactant. The sample with appropriate amount of manganese was synthesized by co-precipitation which contains 4% copolymer polyethylene glycol copolymer polyethylene methacrylate (MP) mono ester. Because of the magnetic properties of iron-containing samples, they do not have suitable ink conditions, so the Mn0.9CoCr1.1O4 sample was made by using the ink combustion synthesis. In the third step, after examining the color properties of the samples, ceramic ink was prepared using different dispersant. Ink materials were investigated for physical properties. According to the results obtained from turbidi metri, surface tension and filtration tests, it was found that the ink prepared by AA-CO-AI and P123 dispersants showed better stability compared to other inks, this result was matched by the Zeta potential test. The method of applying for firing was dropping ink on glazed tile. Identification of the phases in the synthesized pigments and determination of the size of the crystals determined by the X-ray diffraction pattern. Scanning electron microscopy was used for particle morphology. Colorimetric parameters of pigments were measured using a spectrophotometer (CIE-Lab system). The results of scanning electron microscopy proved that the inks were more suitable. The results of the surface tension test of inks were also suitable for inkjet printing. Keywords: Black pigment, Cobalt chromite, Solvent combustion synthesis, Co-precipitation, Ink, Ink jet printing.