جوهرهای دیجیتال سازگار با محیط زیست برای کاشی پرسلانی پولیش | تولید کاشی های پرسلانی تمام بدنه (full-body ) پولیش شده طی ۲۰ سال گذشته به طرز چشم گیری کاهش یافته است و اکنون در سطح جهانی تقریبا یک پنجم از حجم تولید شده در اواخر دهه ۱۹۹۰ را تشکیل می دهد. کاهش جذابیت این نوع محصول تا حد زیادی به خاطر توسعه موازی فناوری های تزئین دیجیتال و در نتیجه ظهور مواد سرامیکی با نتایج زیبایی شناختی و گرافیکی بسیار برتر است.
با این حال، این به بهای قربانی کردن یکی از ویژگی های فنی پرسلان پولیش شده به دست آمده است، یعنی مقاومت فوق العاده آن در برابر سایش و خراش – چیزی که با سطوح لعاب دار و تزئین شده به صورت دیجیتالی، دستیابی به آن امکان پذیر نیست.
پروژه Eco-Ink
با شروع از این فرضیه، در سال های اخیر شرکت متکو (Metco) یک پروژه تحقیقاتی به نام Eco-Ink را آغاز کرده است که در سال ۲۰۱۸ به کمیسیون اروپا ارائه شد و برای تأمین اعتبار به عنوان بخشی از برنامه ۲۰۲۰ SME Instruments 2018-2020) EU Horizon) پذیرفته شد.
پروژه Eco-Ink که به طور رسمی در تاریخ ۱ آگوست ۲۰۱۸ راه اندازی شد، هدف بلند پروازانه آن، توسعه جوهرهای دیجیتال پایه آبی عاری از حلال آلی و سازگار با محیط زیست برای تولید کاشی های پرسلانی پولیش شده است که دوام معمول این ماده را با پتانسیل زیبایی شناسی که می تواند با جدیدترین تکنیک های تزئین دیجیتال حاصل شود، در هم می آمیزد.
Eco-Ink ، نوآوری محصول و فرآیند
پروژه Eco-Ink یک چالش فناورانهای بزرگ است که هدف آن نوآوری در نه تنها یک محصول بلکه در کل فرایند تولید است. هدف، توسعه نسل جدیدی از جوهرها است که دیگر روی لایه لعاب نشانده نشوند و پس از آن با یک پوشش شیشه ای محافظت شوند، بلکه مستقیما روی بدنه کاشی اعمال شوند.
این بدان معنی است که Eco-Ink های جدید باید بتوانند به سرعت، به طور یکنواخت و تا عمق مورد نیاز در بدنه نفوذ کنند. اضافه کردن افزودنی های ویژه به بدنه، نفوذ جوهر را تسهیل و توسعه رنگ را تقویت می کند.
پژوهش
هدف از مرحله فعلی تحقیق، توسعه دامنه رنگ با گسترش گاموت ارغوانی ، زرد و فیروزه‌ای و شکل موجهای متناظر با آنها است. نقطه شروع برای magenta جوهر دیجیتالی محلول بود که چند سال پیش توسط Metco ثبت شده بود و به طور مناسبی مطابقت داده شد تا الزامات سازگاری با محیط زیست پروژه را برآورده سازد و واجد شرایط عنوان Eco-Ink شود.
کار روی رنگ زرد تقریبا کامل است و به لطف نتایج عالی که از لحاظ روشنایی و شکل موج به دست آمده اند، به زودی ثبت اختراع خواهد شد که مکان سنجی بی نقص بر روی بدنه سرامیکی را تضمین می کند.
پژوهش در مورد جوهر Cyan به خاطر دشواری بیشتر در یافتن موادی با سمیت پایین که برای یک فرمولاسیون واقعا سازگار با محیط زیست لازم است، پیچیده تر است.
شایان تأکید است که همه Eco-Ink ها آزمون های cyan را شامل می شوند و آزمایش های سم شناسی ویژه ای را طی خواهند کرد که توسط آزمایشگاه های متخصص خارجی برای اهداف اعتبارسنجی انجام می شوند.
زمینه دیگری از پژوهش، پسا اصلاح است، یعنی فرایندی که پس از اعمال Eco-Ink بر روی بستر انجام می شود که باید نفوذ مؤثر و توسعه رنگ مناسب را تضمین کند.
از کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) برای پایش رفتار اجزای منفرد استفاده خواهد شد، در حالی که تست های نفوذ برای تعیین سطح وضوح و یکنواختی رنگ مورد نیاز برای تزئین دیجیتال تک گذره انجام خواهند شد.
جنبه های زیست محیطی
همان طور که ذکر شد، یک ضرورت اساسی برای پذیرش در برنامه Horizon | 2020 تمرکز زیست محیطی این پروژه تحقیقاتی است که شامل توسعه جوهرهای پایه آبی می شود که کاملا عاری از حلال های آلی هستند؛ بنابراین رد پای کربنی (carbon footprint) و سمیت را نه فقط از خود جوهرها بلکه از کل فرایند تولید کاهش می دهد.
بر اساس محاسبات و شبیه سازی های اولیه، Metco کاهش بالقوه در انتشار ۲CO را تا ۷۰۰ تن در سال برای هر میلیون متر مربع از کاشی های سرامیکی تولید شده با Eco-Ink ها تخمین می زند.
نتایج مورد انتظار و مزایای بیشتر برای صنعت سرامیک
سازگاری زیست محیطی بیشتر فرایند تولید پرسلان پولیش شده، تنها مزیتی نیست که از استفاده از Eco-Ink ها انتظار می رود. همان طور که در توضیحات محصول بیان شده است.
نخستین آزمون های انجام شده توسط Metco تأیید کرده اند که جوهرهای جدید قادر به کاهش قابل توجه هزینه های تولید صنعتی کاشی های پرسلانی تمام بدنه پولیش شده هستند؛ بنابراین رقابتی بودن محصول را در بازار (بخش) متوسط تا مرغوب افزایش می دهد. فهمیدن دلیل آن آسان است.
این واقعیت که جوهرهای جدید مستقیما درون بدنه سرامیکی نفوذ می کنند، نیاز به لعاب ها، فریت ها، کامپوندها و مواد شیشه ای را برطرف می کند. بخش آماده سازی لعاب کاملا از طرح بندی کارخانه حذف می شود و خط تولید بین پرس و کوره به طور قابل توجهی کوتاه تر می شود؛ زیرا این خط تولید از یک چاپگر دیجیتال منفرد و اندکی از چیزهای دیگر تشکیل می شود.
علاوه بر این، عدم وجود ماده شیشه ای بر روی سطح، باعث می شود که کاشی ها با سرعت بیشتر و در نتیجه با بار گرمایی کمتری پخت شوند. این بدان معناست که برای مقادیر یکسان تولید و با در نظر گرفتن جرم کمتری که در مقایسه با تکنیک های معمول لازم است تا شیشه ای شود، هزینه های انرژی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
و در عین حال که بهینه سازی هزینه های تولید موضوعی با حساسیت ویژه برای صنعت سرامیک در هر نقطه از جهان است، پتانسیل زیبایی شناسی اضافی که Eco-Ink ها ارائه میدهند، عامل مهم دیگری است. یک مثال، امکان ایجاد سطوح پرسلانی تمام بدنه پولیش شده با یک اثر آینه ای جدید و حیرت آور است.
تحقیقات بازار که توسط Metco در بین مشتریان انجام شد، علاقه زیاد به این پروژه تحقیقاتی را آشکار می کند که امکان بازگشت به تولید کاشی پرسلانی پولیش شده را با تمام مزایای شرح داده شده در این مقاله فراهم خواهد آورد.
پروژه Eco-Ink به طور رسمی در تابستان سال ۲۰۲۰ به پایان خواهد رسید. مراحل بعدی پژوهش باید شامل مطالعه پارامترهای چاپ و به دنبال آن توسعه نمونه های اولیه و آزمایش های تولید صنعتی در سایتهای شرکت های مختلف سرامیکی باشد.
سرانجام این پروژه، در بر گیرنده انتشار و اطلاع رسانی نتایج به دست آمده و تعیین راهبرد تجاری برای دستیابی به نفوذ (diffusion) سریع جوهرهای جدید در مهم ترین مناطق تولید کاشی سرامیکی خواهد بود.
در صورتی که این مطلب برای شما مفید بود برای دوستان خود نیز به اشتراک بگذارید
نظرات ۰