Summary
एक इंकजेट प्रिंटर का इस्तेमाल पॉलिवाइनल अल्कोहल बहुपयोगी बनाने के लिए किया गया था। पोलिविनाल अल्कोहल का पानी आधारित स्याही तैयार किया गया था, और मुख्य भौतिक गुणों की जांच की गई।
Abstract
इंकजेट मुद्रण बहुलक प्रसंस्करण के लिए एक आधुनिक तरीका है, और इस काम में, हम यह दर्शाते हैं कि यह तकनीक पॉलीविनाल अल्कोहल (पीवीओएच) बहुपरत संरचनाओं का उत्पादन करने में सक्षम है। एक पॉलीविनाल शराब जलीय समाधान तैयार किया गया था। स्याही के आंतरिक गुण, जैसे सतह तनाव, चिपचिपापन, पीएच, और समय की स्थिरता, की जांच की गई। पीवीओएच-आधारित स्याही एक तटस्थ समाधान था (पीएच 6.7) जिसमें 39.3 एमएन / एम की सतह तनाव और 7.5 सीपी की चिपचिपाहट थी। स्याही कम कतरनी दर पर छद्मोपलास्टिक (गैर-न्यूटोनियन कतरनी पतलापन) व्यवहार को प्रदर्शित करती है, और कुल मिलाकर, यह अच्छा समय स्थिरता का प्रदर्शन करती है। विभिन्न सब्सट्रेट्स पर स्याही की कमजोरियों की जांच की गई और इस विशेष मामले में कांच की पहचान सबसे उपयुक्त सब्सट्रेट के रूप में की गई। बहुलक बहुपरत संरचनाओं के निर्माण के लिए एक मालिकाना 3 डी इंकजेट प्रिंटर का इस्तेमाल किया गया था। ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के माध्यम से आकारिकी, सतह प्रोफ़ाइल, और इंकजेट मुद्रित बहुपरमाणकों की मोटाई एकरूपता का मूल्यांकन किया गया।
Introduction
पॉलीविनाल शराब अर्धक्रियात्मक, कृत्रिम, गैर विषैले, पानी में घुलनशील, सबसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील, बायोडिग्रेडेबल और मानव ऊतकों में जैव-संगत है और उत्कृष्ट गैस-बाधा गुण 1 हैं । इसके अलावा, इसके कई उपयोगी गुणों के कारण, पीवीओएच व्यापक रूप से बड़ी संख्या में अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। आजकल, पीवीओएच का उपयोग किया जाता है: सफाई और डिटर्जेंट उत्पादों, खाद्य पैकेजिंग उद्योग, जल उपचार, कपड़ा, कृषि और निर्माण (एडिटिव्स के रूप में) 1 का निर्माण । हालांकि, पीवीओएच ने हाल ही में फार्मास्यूटिकल उपयोग 2 ( यानी, दवा वितरण) और चिकित्सा अनुप्रयोगों 3 , 4 ( जैसे, घाव ड्रेसिंग, मुलायम संपर्क लेंस, आंखों की बूँदें, और उपास्थि प्रतिस्थापन के लिए नरम प्रत्यारोपण) के लिए बढ़ी हुई ध्यान आकर्षित किया है। पीवीओएच फिल्मों का उत्पादन पिघला या समाधान के माध्यम से किया जाता है। पिगलो प्रसंस्करण कंपैट हैपीवीओएच के साथ ही कम हाइड्रोलिस स्तर या भारी प्लास्टिक के पीवीओएच इस प्रकार, इस मार्ग का उपयोग करते समय, कुछ गुणों को बलिदान किया जा सकता है 1 दूसरी ओर, पीवीओएच परत को ड्रॉ कास्टिंग 5 , स्पिन कोटिंग 6 या इलेक्ट्रोस्पिनिंग 7 द्वारा समाधान फॉर्म के माध्यम से जमा किया जा सकता है। हालांकि, इन विधियों में अवांछित सामग्री की बर्बादी के संदर्भ में कई सीमाएं हैं। उदाहरण के लिए, स्पिन कोटिंग के मामले में, यह बताया गया है कि सामग्री का 95% व्यर्थ है। इसके अतिरिक्त, ये विधियां डिजाइन / सुविधाओं (कोई पैटर्निंग क्षमता) की अवधि में काफी कठोर हैं और उच्च समग्र प्रसंस्करण लागत हैं पारंपरिक समाधान प्रसंस्करण की सीमा को दूर करने के लिए, हम यहां इंकजेट प्रिंटिंग प्रौद्योगिकी की क्षमता का पता लगाने के लिए पॉलीविनाल अल्कोहल (पीवीओएच) मल्टी लेयर संरचनाएं तैयार करने के लिए एक उपन्यास मंच प्रदान करते हैं, जो कि दोनों सामग्री और ऐपतर्क दृष्टिकोण
विनिर्माण क्षेत्र में हाल के घटनाक्रमों ने सस्ते, सरल, पर्यावरण-अनुकूल और ऊर्जा-बचत प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित किया है। इंकजेट प्रिंटिंग (आईजेपी) एक आधुनिक निर्माण प्रक्रिया है जो इस रूपरेखा के भीतर पूरी तरह फिट बैठती है। आईजेपी टेक्नोलॉजी का मुख्य लाभ सामग्री उपयोग की दक्षता, डिजिटल (मुखौटा मुक्त) और योजक पैटर्निंग, बड़े क्षेत्र की क्षमता, कठोर / लचीली सबस्ट्रेट्स के साथ संगतता और कम लागत है।
आईजेपी एक बयान है जो एक विलायक में फैली बहुलक सामग्री का उपयोग करता है। तिथि करने के लिए, कार्यात्मक बहुलक -9 , सिरेमिक -10 , प्रवाहकीय nanomaterial- 11 , 2D- 12 , जैविक रूप से, और औषधीय-आधारित 13 सामग्री सफलतापूर्वक जमा कर दी गई है। हाल ही में, यह बताया गया है कि आईजेपी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के हिस्से के रूप में घटकों के बयान में शामिल था,जैसे ट्रांजिस्टर 14 , सेंसर 15 , सौर कोशिकाएं 16 , और स्मृति उपकरणों 17 , साथ ही साथ इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग 18 में ।
स्याही, कारतूस, और सब्सट्रेट समान रूप से महत्वपूर्ण घटक हैं जो मुद्रण प्रक्रिया में कार्यरत हैं। सबसे पहले, स्याही की भौतिक गुणधर्म, जैसे कि सतह तनाव और रूहिक गुण ( यानी, कतरनी चिपचिपाहट), का मुद्रण योग्यता व्यवहार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, पीएच दोनों समाधानों ( जैसे, सुखाने, फोमिंग, और चिपचिपापन) पर और IJP प्रिंट कारतूस के जीवनकाल पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। दूसरा, कारतूस (पीज़ोइलेक्ट्रिक) के लिए, ड्राइविंग वोल्टेज तरंग वास्तव में ड्रॉप संरचना को परिभाषित करता है और दोनों दिशात्मकता और तरल जेट की एकरूपता है। अंत में, यह जरूरी है कि संकल्प और सटीकता के रूप में स्याही / सब्सट्रेट इंटरैक्शन बहुत अच्छी तरह से समझा गया हैमुद्रित ऑब्जेक्ट का इस इंटरफ़ेस पर दृढ़तापूर्वक निर्भर है सॉल्वेंट वाष्पीकरण, तरल से ठोस तक के चरण परिवर्तन और रासायनिक प्रतिक्रियाएं मुख्य प्रक्रियाएं हैं जो तरल पदार्थ ड्रॉप और सब्सट्रेट के बीच होती हैं। IJP में शामिल सभी पहलुओं, स्याही गुणों से ड्रॉप / सब्सट्रेट तंत्रों के लिए, हचिंग्स 1 9 और डर्बी 20 द्वारा समीक्षा पत्र में हाइलाइट किए गए हैं।
इस अध्ययन में, हम आईजीपी की क्षमताओं का पता लगाने के लिए पॉलीविनाल अल्कोहल बहु-स्तरीय निर्माण करते हैं। सबसे पहले, एक पीवीओएच पानी आधारित स्याही तैयार की गई, और मुख्य भौतिक गुण, जैसे कि rheological व्यवहार, सतह तनाव, और पीएच, की जांच की गई। इस काम में, एक piezoelectric इंकजेट प्रिंटर कार्यरत था, और उचित तरंग पैरामीटर तब पहचाने गए थे। पीवीओएच बहुपरिवार मुद्रित थे, और गुणवत्ता और सतह / मोटाई प्रोफाइल ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी द्वारा मूल्यांकन किया गया।
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Protocol
1. इंक तैयार करना
- शुद्ध पानी में 60 डिग्री सेल्सियस तक गर्म पानी में पोलिविनाल शराब (8 वेट।% पीवीओएच) को भंग करके आईजेपी के लिए समाधान तैयार करें।
- मोनो-प्रोपीलीन ग्लाइकोल (एमपीजी) के 10 ग्राम (पानी में 10% मोनो-प्रोपीलीन ग्लाइकोल), एक हार्मक्टर के रूप में, समाधान में जोड़ें।
नोट: हम्केट की भूमिका प्रिंटहेड में रुकावटों को रोकने के लिए है। - समरूपता को सुनिश्चित करने के लिए कई घंटों के समाधान को हल करें और फिर 5 μ मीटर फिल्टर के माध्यम से फ़िल्टर करें ताकि कोई भी कण नलिका को अवरुद्ध कर सके।
- स्पष्ट रूप से एकरूपता के लिए स्याही का आकलन करें, विशेष रूप से अवसादन की किसी भी घटना के लिए। यदि अवसादन देखा जाता है, तो या तो लंबे समय (दिन) के लिए हल हलचल / अल्ट्रा-सोनकेट या कम आणविक वजन वाले पीवीओएच के साथ एक नया पानी आधारित समाधान तैयार करें।
नोट: कमरे के तापमान पर सील बीकरों में सभी द्रवों को स्टोर करें
2. इंक विशेषता
- सभी स्याही चरित्र को पूरा करेंकमरे के तापमान पर एक साफ कमरे के वातावरण में परीक्षण करना
- विस्कोमेटर का उपयोग करके समाधान की चिपचिपाहट को मापें
नोट: यह परीक्षण यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि तैयार की गई स्याही IJP हार्डवेयर के साथ संगत है। इंकजेट प्रिंटिंग प्रक्रिया में 4-20 सीपी की कम चिपचिपाहट समाधान की आवश्यकता होती है। घुमावदार विस्कोमेटर का उपयोग करके कतरनी दर के फ़ंक्शन के रूप में स्याही की चिपचिपाहट को मापें। - लटकन ड्रॉप विधि का उपयोग करके कमरे के तापमान पर स्याही की सतह तनाव का परीक्षण करें। एक उपयुक्त माप उपकरण जैसे कि एक tensiometer का उपयोग करें निर्माता के प्रोटोकॉल का उपयोग करें
नोट: inkjet छपाई के लिए एक विशिष्ट समाधान 30-40 एमएन / मी की सतह तनाव है - एक पीएच मीटर का उपयोग करके पीएच का परीक्षण करें निर्माता के प्रोटोकॉल का उपयोग करें
नोट: पीएच पानी-आधारित स्याही में एक आवश्यक पैरामीटर है, क्योंकि यह दोनों गुणों और तैयार समाधानों की स्थिरता के बारे में आवश्यक जानकारी प्रदान करता है। 7 की एक तटस्थ समाधान पीएच एक स्थिर पी की गारंटी देता हैरोशनी और प्रिंटहेड के लिए एक अच्छा जीवनकाल - अलग-अलग सब्सट्रेट्स पर स्याही की असंतुलन का मूल्यांकन करें जो किसी असल ड्रॉप ड्राप प्रयोग के माध्यम से संपर्क कोण को मापता है। संभव substrates ( जैसे, कांच, प्लास्टिक, और कागज) की सतह ऊर्जा मापने के लिए एक tensiometer का उपयोग करें टेनेसीमीटर निर्माता द्वारा प्रदत्त प्रोटोकॉल का उपयोग करके सतह ऊर्जा को मापें।
नोट: ड्रॉप और सब्सट्रेट के बीच की बातचीत का मुद्रण गुणवत्ता पर एक मजबूत प्रभाव है। सब्सट्रेट के लिए स्याही के अच्छे आसंजन को सुनिश्चित करने के लिए, सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा 10 से 15 एमएन / मी की स्याही की सतह के तनाव से अधिक होनी चाहिए।
3. इंकजेट प्रिंटिंग
नोट: कमरे के तापमान पर सभी इंकजेट मुद्रण ब्योरा किए गए थे पीवीओएच बहुपरिवारों को एक piezoelectric संकर स्याही जेट मुद्रण मशीन का उपयोग कर जमा किया गया। 512 नलिकाएं (256 x 2 पंक्तियां), एक 30 माइक्रोन नोजल व्यास और 42-पीएल ड्रॉप आकार के साथ एक प्रिंटहेड का उपयोग किया गया थाडी इस काम में
- प्रिंट करने से पहले, एसीटोन / मेथनॉल / आईसोप्रोणोल और डि पानी के साथ ग्लास substrates को अच्छी तरह से साफ करें। एक एन 2 बंदूक के साथ substrates सूखी
- सब्सट्रेट को प्रिंट-बेड पर लोड करें और इसे दृढ़ता से सुरक्षित करें।
- प्रिंट सिर के माध्यम से स्याही निस्तब्धता द्वारा कारतूस तैयार। जलाशय और नलिका से किसी भी हवा या सफाई समाधान को निकालें
- प्रिंटर में कारतूस इम्बेड। प्रधान व्यक्तित्व बोर्ड के माध्यम से वैश्विक इंकजेट सिस्टम (जीआईएस) प्रिंट प्रबंधक को प्रिंटहेड से कनेक्ट करें
- कारतूस के ऊपर स्थित 150 एमएल सिरिंज में समाधान लोड करें और एक एयरटैड कैप के साथ सिरिंज को सील करें।
- शुद्ध बटन दबाकर नोजल के माध्यम से स्याही को शुद्ध करें।
नोट: नोजल-सब्सट्रेट दूरी जेट प्रक्षेपवक्र पर एक मजबूत प्रभाव है और इसलिए मुद्रित पैटर्न की गुणवत्ता पर। इसलिए, जेट फैलाने को कम करने के लिए प्रिंटर के सॉफ्टवेयर का उपयोग करके नोजल-सब्सट्रेट दूरी समायोजित करें। - सेटजीआईएस प्रिंट सॉफ्टवेयर और तालिका 2 का उपयोग कर तरंग और मुद्रण मापदंडों को अप करें
नोट: जीआईएस सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस दोनों आकर्षित और रिलीज आयाम और चौड़ाई पर नियंत्रण की अनुमति देता है। - जीआईएस प्रिंट प्रबंधक सॉफ्टवेयर का उपयोग कर मुद्रण के लिए वांछित छवि फ़ाइल लोड करें।
- डिजिटल प्रक्रिया शुरू करें और सब्सट्रेट पर छवि पैटर्न मुद्रित करें।
4. मुद्रित पैटर्न का विश्लेषण
- ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके मुद्रित पैटर्न की गुणवत्ता की जांच करें। मुद्रित सुविधाओं के भीतर दोषों की उपस्थिति की जांच करें और अधिक परतें मुद्रित होने पर गुणवत्ता में सुधार का आकलन करें।
- एक 3 डी ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के माध्यम से गैर-संपर्क 3 डी सतह प्रोफाइलमीटर (सफेद प्रकाश इंटरफेरोमीटर पर आधारित) का उपयोग करते हुए इंकजेट-मुद्रित बहुलायकों की सतह टोपोलॉजी और मोटाई प्रोफ़ाइल का मूल्यांकन करें।
नोट: मापन और उपकरणों के बारे में अधिक विवरण जो तैयार / मुद्रित करने और चिह्नित करने के लिए उपयोग किए गए थेमुद्रित पैटर्न संदर्भ 21 में प्रस्तुत किए जाते हैं।
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Representative Results
पीवीओएच जल-आधारित स्याही की भौतिक गुण, जैसे कि सतह तनाव, चिपचिपापन / राइजिकल व्यवहार, पीएच, गीला और समय की स्थिरता, की जांच की गई। इस काम में इस्तेमाल की गई स्याही का चिपचिपापन 7.5 सीपी था, और सतह तनाव 39.3 एमएन / एम था। इसके अतिरिक्त, तैयार की गई स्याही तटस्थ (पीएच 7) थी, जिसके परिणामस्वरूप तालिका 1 में संक्षेप किया गया था।
| स्याही | सतह तनाव (एमएन / एम) | चिपचिपापन (सीपी) 1 मिनट / 25 आरपीएम | पीएच | ||||
| PVOH_ink | वैल का मतलब = 39.5; एसई = 0.2 | वैल का मतलब = 7.6; एसई = 0.17 | 6.75 ± 0.05 * | ||||
समाधान की एक दृश्य परीक्षा एकरूपता की जांच के लिए और स्याही के किसी भी अवसादन या flocculation की पहचान करने के लिए किया गया था। जैसा कि चित्रा 1 में देखा जा सकता है, तैयार समाधान बड़े कणों से मुक्त है और इसमें एक दूधिया आकृति मौजूद है। इसके अलावा, यह जोर दिया जाना चाहिए कि समाधान के rheological गुणों printability व्यवहार पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; वे इस कारण के लिए विश्लेषण कर रहे हैं। कतरनी दर के एक समारोह के रूप में चिपचिपाहट को मापने के द्वारा rheological व्यवहार की जांच की गई थी जैसा कि चित्रा 2 में दिखाया गया है, चिपचिपापन की बढ़ती कतरनी दर से कमी आई है, नॉन-न्यूटनियन कतरनी पतित व्यवहार को कतरनी दर की सीमा 1 से 100 एस -1 के बीच दिखा रहा है यह ज़रूरी है कि मुद्रण के दौरान गुणवत्ता बनाए रखने के लिए स्याही की स्थिरता महत्वपूर्ण है; इस प्रकार, परिवेश की स्थिति पर स्याही की स्थिरता का मूल्यांकन किया गया था। स्तिबीलिटि परीक्षण 30 दिन से लगातार दैनिक माप के माध्यम से पीवीओएच स्याही की चिपचिपाहट और पीएच को मापने के द्वारा किया गया था। चित्रा 3 चित्रा 3 एकत्रित डेटा के हिस्टोग्राम को दिखाता है, जिसमें मतलब और मानक विचलन मूल्य दोनों शामिल हैं। इसके अलावा, आईजेपी के दौरान, जेटिंग प्रक्रिया ( यानी, कक्ष में स्याही खींचकर और बाहर निकलने वाली स्याही बाहर निकलती है)नलिका के माध्यम से) पूरी तरह से विद्युत क्षमता के आवेदन के बाद पाईज़ेइलेक्ट्रिक झिल्ली के भौतिक विरूपण द्वारा नियंत्रित है। यह दोहराए जाने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है कि जेटिंग विश्वसनीयता और स्थिरता दोनों स्याही गुणों और इष्टतम तरंग सेटिंग्स द्वारा परिभाषित की गई है। ड्रॉ वोल्टेज पल्स (वी डी ) और रिलीज़ पल्स (वी आर ) के इष्टतम तरंग मापदंडों की पहचान की गई और उन्हें तालिका 2 में शामिल किया गया। तालिका 2: प्रयोग में पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रिंटहेड पर लागू मुद्रण (तरंग) मापदंड। ड्रिप और रिलीज दालों के आयाम और चौड़ाई जेटिंग प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं। एक उच्च-गुणवत्ता वाला मुद्रित परत सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त मानों को पहचानना चाहिए। प्रारंभिक बिंदु के रूप में, वोल्टेज दालों के आयाम / चौड़ाई को तदनुसार चयन किया गया, सतह के तनाव और चिपचिपापन दोनों सहित द्रव के गुणों के साथ। फिर, एक पैटर्न मुद्रित किया गया था, और मुद्रित परतों की गुणवत्ता का मूल्यांकन किया गया था। इसके अलावा, सबसे अच्छी गुणवत्ता हासिल होने तक तरंग सेटिंग्स को समायोजित किया गया था। इसके अतिरिक्त, ड्रॉप-सब्सट्रेट इंटरैक्शन प्रिंटिंग की गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह अच्छी तरह से ज्ञात है कि इनका एक अच्छा आसंजन हैयदि सब्सट्रेट की सतह की ऊर्जा 10 से 15 एमएन / एम की स्याही की सतह तनाव 22 से अधिक है, तो सब्सट्रेट के लिए कश्मीर होता है। सबसे पहले, कई संभावित substrates की सतह ऊर्जा ( यानी, कांच, प्लास्टिक, इलेक्ट्रॉनिक पेपर, और फोटो पेपर) का परीक्षण किया गया, और परिणाम तालिका 3 में शामिल किए गए हैं। स्याही के सब्सट्रेट के सबसे अच्छे मैच की पहचान करने के लिए, परीक्षण किए गए सब्सट्रेट्स की सतह की ऊर्जा और तैयार की गई स्याही की सतह तनाव की तुलना की गई, और आगे के काम के लिए ग्लास स्लाइड का चयन किया गया। तालिका 3: चार संभावित substrates की सतह मुक्त ऊर्जा। सब्सट्रेट को स्याही के उत्कृष्ट आसंजन को सुरक्षित करने के लिए, चार संभावित substrates की सतह ऊर्जा निर्धारित की गई थी। इसलिए, सब्सट्रेट के लिए स्याही के उचित आसंजन के लिए, स्याही की सतह के तनाव को 10-बिंदु के नियम का पालन करना चाहिए ( यानी, सब्सट्रेट सतह की सतह ऊर्जा की तुलना में सतह तनाव कम से कम 10 एमएन / मी कम होनी चाहिए )। पीवीओएच स्याही के गीला व्यवहार की जांच की गई। जैसा कि चित्रा 4 (इनसेट चित्र) में सचित्र है, पीवीओएच स्याही 54.5 ± 0.1 डिग्री (संपर्क कोण माप की परिशुद्धता को ± 0.1 डिग्री के रूप में उद्धृत किया गया है) के "पहले संपर्क" संपर्क कोण के साथ एक अच्छी तरह से कमजोरियों को दर्शाता है।समय के साथ संपर्क कोण का विकास चित्रा 4 में प्रस्तुत किया गया है ; यह देखा जा सकता है कि संपर्क के कोण में मामूली कमी पहले 25 एस में होती है, जिसके बाद यह काफी स्थिर होता है। पीवीओएच के 10 और 75 परतों के आईजेपी के ऑप्टिकल माइक्रोग्राफ चित्र 5 में सचित्र हैं। 10 प्रिंटिंग पास ( चित्रा 5 ए ) द्वारा पैटर्न बनाया गया था, जब एक बहुत प्रसिद्ध अंगूठी / कॉफी दाग प्रभाव 23 , 24 से उत्पन्न कई दोष प्रकट होते हैं। बहरहाल, यह देखना दिलचस्प है कि गुणवत्ता 75 परतों के मुद्रण के बाद बहुत सुधार हुई है। यह स्पष्ट है कि 75 परतें मुद्रित की गईं ( चित्रा 5 बी) जब अंगूठी गठन प्रभावी ढंग से दब गया। मुद्रित पैटर्न की गुणवत्ता में मनाया सुधार विलायक वाष्पीकरण दर / द्रव प्रवाह में परिवर्तन और अतिव्यापी परतों की एक बड़ी संख्या के बीच इंटरफेस इंटरैक्शन में बदलाव के कारण हो सकता है। इसके अतिरिक्त, जमाण के दौरान सब्सट्रेट को गर्म करने और एक वाष्पशील सह-विलायक का उपयोग करने से इन दोषों पर काबू पाने के लिए दो संभव दृष्टिकोण हैं। "वार्विक" लोगो को 100 प्रिंटिंग पास से मुद्रित किया गया था, और सतह प्रोफाइल और मोटाई एकरूपता की जांच की गई थी। जैसा कि चित्र 6 में देखा जा सकता है, पैटर्न का पहला भाग आंशिक रूप से कवर किया गया है। हालांकि, छपने वाले खराब-कवर वाले क्षेत्रों को प्रिंटिंग प्रक्रिया में "पहले ड्रॉप" प्रभाव 25 से जोड़ा जा सकता है। अपेक्षित रूप से, यह प्रभाव मोटाई एकरूपता को दर्शाता है ( यानी, पूरे स्कैन क्षेत्र में मोटाई समान नहीं है) 
चित्रा 1: पीवीओएच पानी आधारित स्याही यह चित्र दिखाता है कि तैयार होने के बाद, समाधान दृश्यमान बड़े कणों से स्पष्ट रूप से मुक्त है। 
चित्रा 2: कतरनी दर के एक समारोह के रूप में चिपचिपापन तैयार की गई स्याही कम कतरनी दर पर एक छद्म प्लास्टिक / गैर-न्यूटनियन कतरनी पतली व्यवहार दर्शाती है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें 
चित्रा 3: पीवीओएच पानी आधारित स्याही की चिपचिपाहट (बाएं) और पीएच (दाएं) का हिस्टोग्राम एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए, स्याही की स्थिरता की जांच की गई और परिणाम इस तस्वीर में दिखाए गए हैं। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें स्याही नाड़ी बनाएं रिलीज पल्स वोल्ट (वी) समय (μs) वोल्ट (वी) समय (μs) PVOH_ink 15 5 7.5 10 सब्सट्रेट सतह ऊर्जा (एमएन / एम) कांच की स्लाइड 65 प्लास्टिक 51.5 इलेक्ट्रॉनिक पेपर 50.8 फ़ोटो कागज 47.5 
चित्रा 4: पीवीओएच स्याही / ग्लास सब्सट्रेट के लिए कोण बनाम समय से संपर्क करें। इनसेट: कांच सब्सट्रेट पर स्याही छोटी बूंद की छवि। 
चित्रा 5: इंकजेट प्रिंटिंग पीवीओएच के ऑप्टिकल माइक्रोग्राफ (ए) 10 और (बी) प्रिंटिंग पास की 75 परतें। छपी हुई परतों की गुणवत्ता का मूल्यांकन ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के माध्यम से किया गया था। यह तस्वीर 10 और 75 मुद्रित परतों की गुणवत्ता की तुलना करती है। चित्र से पता चलता है कि 75 परतें मुद्रित की गईं जब गुणवत्ता में बहुत सुधार हुआ है।Ftp_upload / 55093 / 55093fig5large.jpg "target =" _ blank "> कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें। 
चित्रा 6: पीवीओएच जल आधारित स्याही सतह (बाएं) और मोटाई (दाएं) प्रोफाइल के साथ मुद्रित "वार्विक" लोगो। यह चित्र दिखाता है किपैटर्न का पहला अक्षर खराब कवर किया गया है; यह मोटाई एकरूपता द्वारा भी परिलक्षित होता है हालांकि, बाकी मुद्रित पैटर्न काफी अच्छे लगते हैं।
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Discussion
इस काम में, हमने पॉलिमर मल्टीलेयर जमा करने के लिए इंकजेट प्रिंटिंग तकनीक की सफलतापूर्वक प्रदर्शन की। रियोलॉजिकल व्यवहार की जांच की गई और प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि तैयार की गई स्याह छद्मोपैल्सी कतरनी पतला व्यवहार दिखाती है। इसके अलावा, पीवीओएच स्याही एक तटस्थ समाधान (पीएच 7) है और समय के साथ अच्छी स्थिरता दिखाता है। विशेष रूप से, यह सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया गया था कि आईजेपी प्रौद्योगिकी पॉलीविनाल शराब बहुपरत संरचनाओं का निर्माण करने में सक्षम है, लेकिन मुद्रण कवरेज में और सुधार और समग्र गुणवत्ता की आवश्यकता है।
इसके अलावा, मुद्रित पैटर्न की सटीकता में सुधार के लिए, स्याही और सब्सट्रेट के बीच बातचीत के साथ-साथ आसन्न परतों के बीच एक बेहतर समझ, जेटटिंग व्यवहार के अधिक प्रभावी नियंत्रण के साथ, आवश्यक हैं।
ड्रॉप-ऑन-डिमांड (डीओडी) आईजेपी एक आधुनिक तरीका है जो जमा करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, और इसमें हाल ही में कैप हैअनुसंधान समुदाय का ध्यान आकर्षित किया। डीओडी आईजेपी टेक्नोलॉजी के पास पॉलिमर से धातुओं तक और यहां तक कि फार्मास्यूटिकल्स से बहुत सी सामग्रियों को जमा करने की क्षमता है। हालांकि, कई चुनौतियां हैं, जैसे दोष रहित मुद्रित परतें जमा करना; उच्च संकल्प पैटर्न 26 को प्राप्त करना ; और पतली उत्पादन (1 माइक्रोन से कम), बहुपरत संरचनाएं। विशेष रूप से, मुद्रित रिज़ॉल्यूशन निकाली जाने वाली बूंदों की मात्रा के द्वारा परिभाषित किया गया है, और वर्तमान में, अधिकतम मात्रा को फैलाया जा सकता है लगभग 1 पीएल है हालांकि, निकट भविष्य में आगे के विकास की उम्मीद है इसके अलावा, दोनों स्याही और प्रिंटहेड डीओडी मुद्रण प्रक्रिया में समान रूप से ज़िम्मेदार हैं। उदाहरण के लिए, स्याही के लिए, मुख्य पैरामीटर, जैसे सतह तनाव, चिपचिपापन, और पीएच, IJP हार्डवेयर के साथ संगत होना चाहिए। वाष्पीकरण दर को नियंत्रित करने के लिए और मुद्रित परतों की एकरूपता में सुधार करने के लिए, एक सह-विलायक का उपयोग किया जा सकता है। दूसरी तरफ, प्रिंटहेड के लिए, तरंग डिजाइन, अवधि, और लागू दालों के आयाम मुद्रण प्रक्रिया में प्रमुख पैरामीटर हैं
इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में एक हालिया रणनीति पर्यावरण के अनुकूल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों बनाने के तरीकों की पहचान करना है इस संदर्भ में, 3 डी आईजेपी तकनीक बिना किसी हानिकारक विकिरण और गर्मी उत्पादन को कम करने और लागत में कटौती को प्राप्त करने के लिए सबसे अधिक संभावनाजनक प्रौद्योगिकियों में से एक है। IJP सामग्री चयन, डिजाइन और निर्माण, और डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन और आर्किटेक्चर सहित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण की पूरी व्यवस्था में क्रांतिकारी परिवर्तन करने में सक्षम है। 3 डी आईजेपी तकनीक पारंपरिक विनिर्माण मार्ग का एक विश्वसनीय विकल्प है, और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभावों को कम करने के लिए एक सक्रिय कदम है।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
लेखकों को डायरेक्ट (33417-239227) और पीसीएपी (27508-196153) परियोजनाओं के तहत इस शोध को निधिकरण के लिए यूएनओवेट को स्वीकार करना चाहूंगा। लेखकों ने पीवीओएच पॉलीमर्स लिमिटेड को इस काम के दौरान सामग्रियों और व्यावसायिक मार्गदर्शन के लिए, और उनके समर्थन के लिए यूनिलीवर, एक्झोनोबेल और कार्क्लो तकनीकी प्लांट्स का शुक्रिया अदा करना चाहूंगा।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polyvinyl alcohol | PVOH Polymers Ltd, UK | Poval 4-88 | |
| Mono-propylene glycol | Sigma Aldrich, UK | W29004 | |
| DV2T viscometer | Brookfield, UK | ||
| Attension Theta Optical Tensiometer | Biolin Scientific, Sweden | ||
| HANNA pH meter | HANNA Instruments, UK | ||
| industrial Inkjet XYPrint100Z | Industrial Inkjet Ltd, UK | ||
| ContourGT-K 3D optical microscope | Bruker Corp, USA |
References
- Goodship, V., Jacobs, D. Polyvinyl Alcohol: Materials, Processing and Applications. Rapta Review Reports. 16, (2008).
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