잉크젯으로 인쇄 된 폴리 비닐 알코올 다층

본 실험 절차의 전반적인 목표는 잉크젯 프린팅 방법을 사용하여 폴리비닐 알코올 다층 구조를 제작하는 것입니다. 잉크젯 프린팅은 유연하고 효율적인 무상 프린팅 기술로, 다양한 재료를 이용해 복잡한 3D 구조물을 제작할 수 있게 해줍니다. 이 기술의 주요 장점은 재료 사용의 효율성, 디지털 및 적층 방식의 결합, 비접촉 공정, 다양한 기판 재료와의 호환성, 상온 증착, 빠른 속도 및 저비용 제작입니다.

이 절차를 시작하려면, 정제수의 담긴 비커를 60 °C까지 가열하십시오. 용액 내 폴리비닐 알코올의 최종 중량 퍼센트가 8%가 되도록 폴리비닐 알코올을 첨가하십시오. 그런 다음, 용액 내 최종 중량 퍼센트가 10%가 되도록 모노프로필렌 글리콜을 첨가하십시오. 균질성을 확보하기 위해 용액을 6~8시간 동안 교반하십시오. 그 후, 5 µm 필터로 용액을 여과하십시오.

잉크의 균질성과 침전 징후를 육안으로 평가합니다. 텍스트 프로토콜에 명시된 대로 잉크의 특성을 분석합니다. 다음으로, 먼저 아세톤을 사용하고 이어서 탈이온수로 유리 기판을 철저히 세척합니다.

질소 스프레이 건을 사용하여 세척된 기판을 건조하십시오. 기판을 프린트 베드에 올리고 단단히 고정하십시오. 프린트 헤드를 통해 잉크를 흘려보내 저장소와 노즐 내의 공기나 세척액을 제거하십시오.

그 다음, 카트리지를 프린터에 장착하십시오. 헤드 퍼스낼리티 보드(head personality board)를 통해 프린트 헤드를 GIS 프린트 매니저에 연결하십시오. 카트리지 상단에 위치한 150 milliliter 시린지에 잉크 용액을 채우십시오.

공기가 통하지 않도록 캡으로 시린지를 밀봉합니다. 다음으로, 퍼지 버튼을 눌러 노즐을 통해 잉크를 배출합니다. 파형과 프린팅 파라미터를 설정한 후, 프린팅할 이미지를 불러옵니다.

디지털 공정을 시작하고 기판 위에 이미지 패턴을 인쇄합니다. 그런 다음, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 인쇄된 패턴을 분석합니다. 본 연구에서는 PVOH 수성 잉크의 물리적 특성을 조사합니다.

전단 속도에 따른 점도를 측정하여 유변학적 거동을 조사합니다. 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 것으로 나타나며, 이는 잉크가 가소성 전단 희석 거동을 보임을 시사합니다. 이후 30일 동안 시간에 따른 점도와 pH를 측정하여 잉크의 안정성을 테스트합니다.

평균 점도는 7.76 centipoys이며 평균 pH는 6.71로, 이는 잉크가 시간이 지나도 매우 안정적임을 나타냅니다. 이어서 잉크의 젖음성을 조사합니다. 확인된 바와 같이, PVOH 잉크는 초기 접촉각이 54.5도이며 양호한 수준의 젖음성을 보입니다.

이후 처음 25초 동안 접촉각이 약간 감소하다가 안정화되는 것이 관찰됩니다. 10회 반복 인쇄한 잉크젯 프린팅의 광학 현미경 사진을 보면 커피 고리 효과(coffee stain effect)로 인해 발생한 다수의 결함이 나타납니다. 하지만 인쇄 횟수를 75회로 늘렸을 때 품질이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있습니다.

이는 용매 증발 속도의 변화와 추가적인 중첩 층 사이의 계면 상호작용 변화로 인한 결과일 수 있습니다. 이 영상을 시청하신 후, 여러분은 잉크를 조제하는 방법과 잉크젯 프린팅이라는 적층 제조 방식을 사용하여 팟(pot)에 도색하는 데 필요한 모든 단계에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 전반적으로, 우리의 목표는 폴리비닐 알코올 다층막을 제조하기 위한 또 다른 플랫폼으로서 잉크젯 프린팅 기술의 가능성을 탐구하는 것이었습니다.

여러 산업 분야에서 이 기술에 대한 관심이 가속화되고 있습니다. 이제 가용성 보호 배리어 층으로 소비자나 활성 성분을 보호하는 동시에, 정밀한 다층 구조로 활성 성분을 투여할 수 있는 능력을 갖추게 되었습니다.