کاهش اندازه ذرات جوهر توسط دستگاههای اولتراسونیک

کاویتاسیون اولتراسونیک روشی موثر برای پراکندگی و خرد کردن (آسیاب مرطوب) رنگدانه های جوهر است. دستگاههای اولتراسونیک با موفقیت در تحقیقات و همچنین در تولید صنعتی جوهرهای جوهر افشان مبتنی بر UV، آب یا حلال استفاده می شود.

جوهرهای جوهر افشان نانو پراکنده

اولتراسونیک در کاهش اندازه ذرات از محدوده 500 میکرومتر تا حدود10 نانومتر بسیار موثر هستند.

هنگامی که امواج فراصوت برای دیسپرس نانوذرات در جوهرهای مورد استفاده در پرینترهای جوهر افشان استفاده می شود، طیف رنگ جوهر، دوام و کیفیت چاپ را می توان به طور قابل ملاحظه ای بهبود بخشید. بنابراین، دستگاه های اولتراسونیک از نوع پروب به طور گسترده در ساخت جوهرهای جوهر افشان حاوی نانوذرات، جوهرهای ویژه (مانند جوهرهای رسانا، جوهرهای قابل چاپ سه بعدی، جوهرهای تاتو) و رنگ ها استفاده می شوند.

نمودارهای زیر نمونه ای از رنگدانه های سیاه با روش تولید سنتی را در مقابل روش تولید با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک در جوهرهای پرینترهای جوهر افشان نشان می دهد. فرایند اولتراسونیک با پروب اولتراسونیک 1000 واتی انجام شده است. در نتایج استخراج شده با استفاده از دستگاههای اولتراسونیک، اندازه ذرات به‌طور آشکار کوچک‌تر و توزیع اندازه ذرات بسیار باریک است.

چگونه استفاده از دستگاههای اولتراسونیک کیفیت جوهر افشان را بهبود می بخشد؟

دستگاه های اولتراسونیک با شدت بالا برای دیسپرس کردن، کاهش اندازه و توزیع یکنواخت نانوذرات بسیار کارآمد هستند. این بدان معنی است که پخش کردن نانوذرات با اولتراسونیک در جوهرهای پرینترهای جوهر افشان می تواند عملکرد و دوام آن را بهبود بخشد. نانوذرات ذرات بسیار کوچکی با اندازه‌های بین 1 تا 100 نانومتر هستند و دارای خواص منحصر به فردی هستند که می‌توانند کیفیت جوهر جوهر افشان را از طرق مختلف بهبود دهند.

در مرحله اول، نانوذرات می توانند طیف رنگ جوهر افشان را بهبود بخشند. هنگامی که نانوذرات به طور یکنواخت با دستگاه التراسونیک نوع پروب پراکنده می شوند، در نتیجه جوهر رنگ های زنده تر و اشباع تر را نشان می دهد. این به این دلیل است که نانوذرات می‌توانند نور را به روشی که رنگ‌ها و رنگدانه‌های سنتی نمی‌توانند پراکنده و منعکس کنند و منجر به بهبود تولید رنگ توسط جوهر می شود.
ثانیاً، نانوذرات پراکنده همگن می توانند مقاومت جوهرهای جوهر افشان را در برابر محو شدن، آب و لکه شدن افزایش دهند. این به این دلیل است که نانوذرات می‌توانند قوی‌تر با کاغذ یا زیرلایه دیگر پیوند بخورند و تصویری بادوام‌تر و ماندگارتر ایجاد کنند. علاوه بر این، نانوذرات می‌توانند از پخش شدن جوهر روی کاغذ (که می‌تواند باعث لکه شدن و کاهش وضوح تصویر چاپ شده شود) جلوگیری کنند.
در نهایت، نانوذرات پراکنده شده توسط دستگاه اولتراسونیک می‌توانند کیفیت چاپ و وضوح جوهر افشان را بهبود بخشند. پخش کننده های التراسونیک در آسیاب کردن و ترکیب نانوذرات در مایعات بسیار کارآمد هستند. با استفاده از ذرات کوچک‌تر، جوهر می‌تواند خطوط ظریف‌تر و دقیق‌تری ایجاد کند و در نتیجه تصاویر تمیز و واضح‌تری به دست می‌آید. این امر به ویژه در کاربردهایی مانند چاپ عکس با کیفیت بالا و چاپ هنرهای زیبا بسیار مهم است.

کنترل بر پارامترهای فرآیند و نتایج پراکندگی

اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات رنگدانه‌های جوهر بر بسیاری از ویژگی‌های محصول، مانند قدرت رنگ‌دهی یا کیفیت چاپ تأثیر می‌گذارد. وقتی صحبت از چاپ جوهر افشان می شود، مقدار کمی از ذرات بزرگتر می تواند منجر به ناپایداری پراکندگی، رسوب یا خرابی نازل جوهر افشان شود. به همین دلیل برای کیفیت جوهر افشان مهم است که کنترل خوبی بر فرآیند کاهش اندازه مورد استفاده در تولید داشته باشید.

پردازش درون خطی نانو برای جوهرهای جوهرافشان

راکتورهای اولتراسونیک شرکت دانش بنیان فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن) معمولا به صورت درون خط (InLine) استفاده می شوند. جوهر جوهر افشان به داخل مخزن راکتور پمپ می شود. مواد در آنجا با شدت کنترل شده در معرض کاویتاسیون اولتراسونیک قرار می گیرند. زمان تابش امواج التراسونیک، تابع حجم راکتور و نرخ تغذیه مواد است. اعمال امواج الترا سونیک درون خطی، بای پس را حذف می کند، زیرا همه ذرات از محفظه راکتور در مسیری مشخص عبور می کنند. از آنجایی که همه ذرات در طول هر چرخه برای یک زمان در معرض پارامترهای فراصوت یکسان قرار می گیرند، این اعمال امواج اولتراسونیک معمولاً منحنی توزیع را باریک می کند و به جای گسترش آن، آن را جابجامی کند. استفاده از دستگاههای التراسونیک، پراکندگی توزیع اندازه ذرات نسبتاً متقارن ایجاد می کند. به طور کلی، دم سمت راست (شیب منفی منحنی ناشی از وجود مواد درشت ) در نمونه های پردازش شده توسط دستگاههای التراسونیک وجود ندارد.

دیسپرس تحت دماهای کنترل شده: خنک سازی فرآیند

برای مواد حساس به دما، شرکت فاپن راکتورهای فلوسل دوجداره را برای همه دستگاه های آزمایشگاهی و صنعتی ارائه می دهد. با خنک کردن دیواره های داخلی راکتور، گرمای فرآیند را می توان به طور موثری از بین برد.

تصاویر زیر رنگدانه کربن سیاه را نشان می دهد که با پروب اولتراسونیک 1000 واتی در جوهر UV پراکنده شده است.

دیسپرس و جداسازی جوهرهای جوهر افشان در هر مقیاس

شرکت فاپن تجهیزات دیسپرس اولتراسونیک را برای پردازش جوهر در هر حجمی تولید می نماید. هموژنایزرهای آزمایشگاهی اولتراسونیک برای حجم هایی از 1.5 میلی لیتر تا 2 لیتر برای مرحله تحقیق و توسعه فرمولاسیون جوهر و همچنین برای آزمایش کیفیت ایده آل هستند. علاوه بر این، آزمایش امکان سنجی در آزمایشگاه امکان انتخاب دقیق اندازه تجهیزات مورد نیاز برای تولید تجاری را فراهم می کند.

دستگاههای دیسپرس کننده اولترا سونیک صنعتی در تولید بچ هایی از 0.5 تا تقریبا 2000 لیتر یا نرخ جریان از 0.1 لیتر تا 20 متر مکعب در ساعت استفاده می شود. متفاوت از سایر فن آوری های دیسپرس و آسیاب، توان تولید فراصوت را می توان به راحتی افزایش داد زیرا تمام پارامترهای مهم فرآیند را می توان به صورت خطی مقیاس بندی کرد.

دیسپرس کننده های اولتراسونیک چگونه کار می کنند؟

اصل کاری کاویتاسیون آکوستیک یا کاویتاسیون اولتراسونیک فرآیندی است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تولید حباب های گاز کوچک در مایع استفاده می کند. هنگامی که حباب ها تحت فشار زیاد قرار می گیرند، می توانند فرو بریزند، یا منفجر شوند و یک انفجار انرژی آزاد کنند. از این انرژی می توان برای پراکندگی ذرات در مایع استفاده کرد و آنها را به اندازه های کوچکتر تجزیه کرد.

در کاویتاسیون اولتراسونیک، امواج صوتی توسط یک مبدل اولترا سونیک تولید می‌شوند که معمولاً روی یک پروب یا هورن نصب می‌شود. مبدل انرژی الکتریکی را به صورت امواج صوتی به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که سپس از طریق پروب یا هورن به مایع منتقل می شود. هنگامی که امواج صوتی به مایع می رسند، امواج پرفشاری ایجاد می کنند که می تواند باعث ترکیدن حباب های گاز شود.

چندین کاربرد بالقوه برای کاویتاسیون اولتراسونیک در فرآیندهای دیسپرس و پراکندگی وجود دارد، از جمله تولید امولسیون، پراکندگی رنگدانه‌ها و فیلرها و جداسازی (Deagglomeration) ذرات. کاویتاسیون اولتراسونیک می‌تواند روشی موثر برای دیسپرس ذرات باشد زیرا می‌تواند نیروهای برشی بالا ایجاد کند و انرژی ورودی و همچنین سایر پارامترهای مهم فرآیند مانند دما و فشار را می‌توان دقیقاً کنترل کرد و این امکان را فراهم می‌کند که فرآیند را با نیازهای خاص مطابقت دهد. این کنترل دقیق فرآیند یکی از مزایای برجسته التراسونیک است زیرا محصولات با کیفیت بالا می توانند قابل اعتماد و قابل تولید باشند و از هرگونه تخریب نامطلوب ذرات یا مایع جلوگیری شود.

شستشوی آسان، در کنار قابلیت اطمینان بالا

یک راکتور اولتراسونیک از مخزن راکتور و سونوترود اولتراسونیک تشکیل شده است. این تنها بخشی است که در معرض تماس با مواد و سایش است و می توان آن را به راحتی در عرض چند دقیقه تعویض کرد. فلنج‌های جداکننده اجازه می‌دهند که سونوترود در ظروف باز یا بسته قابل فشار یا فلوسل در هر جهتی نصب شود. هیچ بلبرینگی مورد نیاز نیست. راکتورهای سلول جریان معمولاً از استینلس استیل ساخته می شوند و هندسه ساده ای دارند و به راحتی می توان آنها را جدا کرد و تمیز نمود. هیچ روزنه کوچک یا گوشه های پنهانی وجود ندارد.

شدت اولتراسونیک مورد استفاده برای کاربردهای دیسپرس کردن، بسیار بیشتر از حمام اولتراسونیک معمولی است. بنابراین می‌توان از قدرت اولتراسونیک برای کمک به تمیز کردن در حین شستشو استفاده کرد، زیرا کاویتاسیون اولتراسونیک ذرات و باقی مانده‌های مایع را از سونوترود و از دیواره‌های فلوسل جدا می‌کند.