શાહીનું અલ્ટ્રાસોનિક કદ ઘટાડવું (દા.ત. ઇંકજેટ માટે)

અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ એ શાહી રંગદ્રવ્યોના વિખેરવા અને માઇક્રોગ્રાઇંડિંગ (ભીનું મિલિંગ) માટે અસરકારક માધ્યમ છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સનો સફળતાપૂર્વક સંશોધન તેમજ UV-, પાણી- અથવા દ્રાવક-આધારિત ઇંકજેટ શાહીઓના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે.

નેનો-વિખેરાયેલી ઇંકજેટ ઇંક્સ

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ 500µm થી આશરે ની રેન્જમાં કણોના કદમાં ઘટાડો કરવામાં ખૂબ અસરકારક છે. 10nm.
જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ ઇંકજેટ શાહીમાં નેનોપાર્ટિકલ્સને વિખેરવા માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારે શાહી રંગની શ્રેણી, ટકાઉપણું અને પ્રિન્ટ ગુણવત્તા નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકાય છે. તેથી, પ્રોબ-ટાઇપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનો વ્યાપકપણે નેનોપાર્ટિકલ-સમાવતી ઇંકજેટ શાહી, વિશિષ્ટ શાહી (દા.ત., વાહક શાહી, 3D-પ્રિન્ટેબલ શાહી, ટેટૂ શાહી) અને પેઇન્ટના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
 

નીચેના ગ્રાફ્સ ઇંકજેટ શાહીમાં બિન-સોનિકેટેડ વિ અલ્ટ્રાસોનિકલી-વિખેરાયેલા કાળા રંગદ્રવ્યોનું ઉદાહરણ બતાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ UIP1000hdT સાથે કરવામાં આવી હતી. અલ્ટ્રાસોનિક સારવારનું પરિણામ દેખીતી રીતે નાના કણોનું કદ અને ખૂબ જ સાંકડી કણોનું કદ વિતરણ છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ નોંધપાત્ર રીતે નાના અને વધુ સમાન શાહી રંગદ્રવ્યોમાં પરિણમે છે. (લીલો ગ્રાફ: સોનિકેશન પહેલાં – લાલ ગ્રાફ: સોનિકેશન પછી)

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ ઇંકજેટ ઇંક ગુણવત્તામાં કેવી રીતે સુધારો કરે છે?

ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ નેનોપાર્ટિકલ્સના વિક્ષેપ, કદમાં ઘટાડો અને સમાન વિતરણ માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ છે.
આનો અર્થ એ છે કે ઇંકજેટ શાહીમાં અલ્ટ્રાસોનિક્સ સાથે નેનોપાર્ટિકલ્સને વિતરિત કરવાથી તેની કામગીરી અને ટકાઉપણું સુધારી શકે છે. નેનોપાર્ટિકલ્સ એ 1 થી 100 નેનોમીટરની રેન્જમાં કદ સાથે ખૂબ જ નાના કણો છે, અને તેમની પાસે અનન્ય ગુણધર્મો છે જે ઘણી રીતે ઇંકજેટ શાહીને વધારી શકે છે.

• સૌપ્રથમ, નેનોપાર્ટિકલ્સ ઇંકજેટ શાહીના રંગ ગમટને સુધારી શકે છે, જે ઉત્પન્ન કરી શકાય તેવા રંગોની શ્રેણીનો સંદર્ભ આપે છે. જ્યારે નેનોપાર્ટિકલ્સ પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર વડે એકસરખી રીતે વિખેરી નાખવામાં આવે છે, ત્યારે શાહી વધુ આબેહૂબ અને સંતૃપ્ત રંગો દર્શાવે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે નેનોપાર્ટિકલ્સ પ્રકાશને વેરવિખેર કરી શકે છે અને તે રીતે પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે જે પરંપરાગત રંગો અને રંગદ્રવ્યો કરી શકતા નથી, જે સુધારેલ રંગ પ્રજનન તરફ દોરી જાય છે.
• બીજું, એકરૂપ રીતે વિખરાયેલા નેનોપાર્ટિકલ્સ ઇંકજેટ શાહીનો વિલીન, પાણી અને સ્મડિંગ સામે પ્રતિકાર વધારી શકે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે નેનોપાર્ટિકલ્સ કાગળ અથવા અન્ય સબસ્ટ્રેટ સાથે વધુ મજબૂત રીતે બોન્ડ કરી શકે છે, વધુ ટકાઉ અને લાંબા સમય સુધી ચાલતી છબી બનાવે છે. વધુમાં, નેનોપાર્ટિકલ્સ શાહીને કાગળમાં રક્તસ્ત્રાવ થતા અટકાવી શકે છે, જે સ્મજિંગનું કારણ બની શકે છે અને પ્રિન્ટેડ ઇમેજની તીક્ષ્ણતા ઘટાડી શકે છે.
• છેલ્લે, અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વિખેરાયેલા નેનોપાર્ટિકલ્સ પ્રિન્ટની ગુણવત્તા અને ઇંકજેટ શાહીનું રિઝોલ્યુશન પણ સુધારી શકે છે. જ્યારે પ્રવાહીમાં નેનોપાર્ટિકલ્સને મિલિંગ અને બ્લેન્ડ કરવાની વાત આવે છે ત્યારે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સ અપવાદરૂપે કાર્યક્ષમ હોય છે. નાના કણોનો ઉપયોગ કરીને, શાહી ઝીણી અને વધુ સચોટ રેખાઓ બનાવી શકે છે, જેના પરિણામે તીક્ષ્ણ અને સ્પષ્ટ ઈમેજો આવે છે. આ ખાસ કરીને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ફોટો પ્રિન્ટિંગ અને ફાઇન આર્ટ પ્રિન્ટિંગ જેવી એપ્લિકેશન્સમાં મહત્વપૂર્ણ છે.

પ્રક્રિયા પરિમાણો અને વિક્ષેપ પરિણામો પર નિયંત્રણ

શાહી રંગદ્રવ્યોના કણોનું કદ અને કણોનું કદ વિતરણ ઉત્પાદનની ઘણી લાક્ષણિકતાઓને અસર કરે છે, જેમ કે ટિંટીંગની મજબૂતાઈ અથવા છાપવાની ગુણવત્તા. જ્યારે ઇંકજેટ પ્રિન્ટીંગની વાત આવે છે ત્યારે થોડી માત્રામાં મોટા કણો વિખેરવાની અસ્થિરતા, સેડિમેન્ટેશન અથવા ઇંકજેટ નોઝલની નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે. આ કારણોસર ઇંકજેટ શાહી ગુણવત્તા માટે ઉત્પાદનમાં વપરાતી કદ ઘટાડવાની પ્રક્રિયા પર સારું નિયંત્રણ હોવું મહત્વપૂર્ણ છે.

ઇંકજેટ ઇંક માટે નેનો-ડિસ્પર્સન્સની ઇનલાઇન પ્રોસેસિંગ

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરનો સામાન્ય રીતે ઇન-લાઇન ઉપયોગ થાય છે. ઇંકજેટ શાહી રિએક્ટરના જહાજમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. ત્યાં તે નિયંત્રિત તીવ્રતા પર અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણના સંપર્કમાં આવે છે. એક્સપોઝર સમય રિએક્ટર વોલ્યુમ અને સામગ્રી ફીડ રેટનું પરિણામ છે. ઇનલાઇન સોનિકેશન બાય-પાસિંગને દૂર કરે છે કારણ કે તમામ કણો નિર્ધારિત પાથને અનુસરીને રિએક્ટર ચેમ્બરમાંથી પસાર થાય છે. બધા કણો દરેક ચક્ર દરમિયાન સમાન સમય માટે સમાન સોનિકેશન પરિમાણોના સંપર્કમાં હોવાથી, અલ્ટ્રાસોનિકેશન સામાન્ય રીતે તેને પહોળા કરવાને બદલે વિતરણ વળાંકને સાંકડી અને પાળી કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ પ્રમાણમાં સપ્રમાણતાવાળા કણોના કદના વિતરણનું ઉત્પાદન કરે છે. સામાન્ય રીતે, જમણી પૂંછડી – બરછટ સામગ્રી (જમણી બાજુએ "પૂંછડી") તરફ પાળીને કારણે વળાંકનો નકારાત્મક ત્રાંસી – sonicated નમૂનાઓ પર અવલોકન કરી શકાતી નથી.

નિયંત્રિત તાપમાન હેઠળ વિક્ષેપ: પ્રક્રિયા ઠંડક

તાપમાન-સંવેદનશીલ વાહનો માટે, Hielscher તમામ પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક ઉપકરણો માટે જેકેટેડ ફ્લો સેલ રિએક્ટર ઓફર કરે છે. આંતરિક રિએક્ટરની દિવાલોને ઠંડુ કરીને, પ્રક્રિયાની ગરમીને અસરકારક રીતે વિખેરી શકાય છે.

નીચેની છબીઓ UV શાહીમાં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ UIP1000hdT સાથે વિખરાયેલ કાર્બન બ્લેક રંગદ્રવ્ય દર્શાવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ અસરકારક કણોના કદમાં ઘટાડો અને યુવી શાહીમાં કાર્બન બ્લેક રંગદ્રવ્યોનું સમાન વિતરણ સુનિશ્ચિત કરે છે.

કોઈપણ સ્કેલ પર ઇંકજેટ શાહીનું વિખેરવું અને ડિગગ્લોમેરેશન

Hielscher કોઈપણ વોલ્યુમ પર શાહી પ્રક્રિયા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરાઈ સાધનો બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક લેબ હોમોજેનાઇઝર્સનો ઉપયોગ 1.5mL થી આશરે વોલ્યુમ માટે થાય છે. 2L અને શાહી ફોર્મ્યુલેશનના R+D સ્ટેજ તેમજ ગુણવત્તા પરીક્ષણો માટે આદર્શ છે. વધુમાં, પ્રયોગશાળામાં શક્યતા પરીક્ષણ વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન માટે જરૂરી સાધનોના કદને ચોક્કસ રીતે પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સનો ઉપયોગ 0.5 થી આશરે 2000L સુધીના બેચ અથવા 0.1L થી 20m³ પ્રતિ કલાક સુધીના પ્રવાહ દરમાં થાય છે. અન્ય ડિસ્પર્સિંગ અને મિલિંગ તકનીકોથી અલગ, અલ્ટ્રાસોનિકેશનને સરળતાથી માપી શકાય છે કારણ કે તમામ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણોને રેખીય રીતે માપી શકાય છે.

નીચેનું કોષ્ટક પ્રક્રિયા કરવા માટેના બેચ વોલ્યુમ અથવા પ્રવાહ દરના આધારે સામાન્ય અલ્ટ્રાસોનિકેટરની ભલામણો બતાવે છે.

 
અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સ કેવી રીતે કામ કરે છે? – એકોસ્ટિક પોલાણનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત
અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ એ એક પ્રક્રિયા છે જે પ્રવાહીમાં નાના ગેસ પરપોટા ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન ધ્વનિ તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે પરપોટા ઊંચા દબાણને આધિન હોય છે, ત્યારે તે તૂટી શકે છે અથવા ફૂટી શકે છે, ઊર્જાનો વિસ્ફોટ મુક્ત કરે છે. આ ઉર્જાનો ઉપયોગ પ્રવાહીમાં રહેલા કણોને નાના કદમાં તોડીને વિખેરવા માટે કરી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણમાં, અવાજ તરંગો અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસર દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, જે સામાન્ય રીતે ચકાસણી અથવા હોર્ન પર માઉન્ટ થયેલ હોય છે. ટ્રાન્સડ્યુસર ધ્વનિ તરંગોના સ્વરૂપમાં વિદ્યુત ઊર્જાને યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે પછી તપાસ અથવા હોર્ન દ્વારા પ્રવાહીમાં પ્રસારિત થાય છે. જ્યારે ધ્વનિ તરંગો પ્રવાહી સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ દબાણના તરંગો બનાવે છે જે ગેસના પરપોટાને ફૂટી શકે છે.
વિક્ષેપ પ્રક્રિયાઓમાં અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ માટે ઘણી સંભવિત એપ્લિકેશનો છે, જેમાં ઇમ્યુલેશનનું ઉત્પાદન, રંગદ્રવ્ય અને ફિલરનું વિખેરવું અને કણોનું ડિગગ્લોમેરેશન સામેલ છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ એ કણોને વિખેરવાની અસરકારક રીત હોઈ શકે છે કારણ કે તે ઉચ્ચ શીયર ફોર્સ અને એનર્જી ઇનપુટ પેદા કરી શકે છે તેમજ અન્ય મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણ જેમ કે તાપમાન અને દબાણને ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરી શકાય છે, જે પ્રક્રિયાને ચોક્કસ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. અરજી આ ચોક્કસ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ એ સોનિકેશનના મુખ્ય ફાયદાઓમાંનો એક છે કારણ કે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ઉત્પાદનો વિશ્વસનીય અને પુનઃઉત્પાદન કરી શકાય છે અને કણો અથવા પ્રવાહીના કોઈપણ અનિચ્છનીય અધોગતિને ટાળવામાં આવે છે.

મજબૂત અને સાફ કરવા માટે સરળ

અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરમાં રિએક્ટર જહાજ અને અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડનો સમાવેશ થાય છે. આ એકમાત્ર ભાગ છે, જે પહેરવાને આધીન છે અને તેને મિનિટોમાં સરળતાથી બદલી શકાય છે. ઓસિલેશન-ડીકપલિંગ ફ્લેંજ્સ સોનોટ્રોડને કોઈપણ ઓરિએન્ટેશનમાં ખુલ્લા અથવા બંધ દબાણયુક્ત કન્ટેનર અથવા ફ્લો સેલ્સમાં માઉન્ટ કરવાની મંજૂરી આપે છે. કોઈ બેરિંગ્સની જરૂર નથી. ફ્લો સેલ રિએક્ટર સામાન્ય રીતે સ્ટેનલેસ સ્ટીલના બનેલા હોય છે અને તેમાં સરળ ભૂમિતિ હોય છે અને તેને સરળતાથી ડિસએસેમ્બલ કરી શકાય છે અને સાફ કરી શકાય છે. ત્યાં કોઈ નાના ઓરિફિસ અથવા છુપાયેલા ખૂણા નથી.

જગ્યાએ અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર

વિખેરી નાખવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા લાક્ષણિક અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ કરતા ઘણી વધારે છે. તેથી અલ્ટ્રાસોનિક પાવરનો ઉપયોગ ફ્લશિંગ અને રિન્સિંગ દરમિયાન સફાઈ કરવામાં મદદ કરવા માટે થઈ શકે છે, કારણ કે અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ સોનોટ્રોડમાંથી અને ફ્લો સેલ દિવાલોમાંથી કણો અને પ્રવાહી અવશેષોને દૂર કરે છે.