Nano boyutlu Co-Ferrit pigmentlerinin üretimi ve öğütme prosesinin pigment özelliklerine olan etkisinin belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında ink-jet mürekkep renklerinden biri olan siyah renkli, yüksek kimyasal ve termal kararlılığa sahip Co-ferrit (CoFe₂O₄) pigmentlerinin nano boyutta üretilmesi ele alınmıştır. Bu kapsamda, CoFe₂O₄ pigmentin geleneksel seramik yöntemle üretimi, nanoboyuta öğütülmesi ve öğütme parametrelerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca pigment tozlarının alternatif olarak birlikte çöktürme prosesi ile nano boyutta üretilmesi ve öğütülmüş pigment tozlarıyla fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması da hedeflenmiştir. CoFe₂O₄ pigmentleri geleneksel ve birlikte çöktürme olmak üzere iki farklı metotla farklı tane boyut aralığında başarıyla üretilmiştir. Geleneksel yöntem ile Co₃O₄ ve Fe₂O₃ başlangıç hammaddeleri 1200 ⁰C'de kalsine edilerek ortalama 800 nm boyut aralığında olan pigment tozları üretilmiştir. Birlikte çöktürme yöntemiyle ise Co-ferrit siyah pigmenti FeCl₃.6H₂O ve CoCl₂ başlangıç malzemelerinin sulu çözeltilerinden çöktürülerek 800 ⁰C'de kalsinasyonuyla ortalama 58 nm tane boyut aralığında elde edilmiştir. Öğütme prosesi öncesinde yapılan sedimentasyon deneyleriyle CoFe₂O₄ pigment tozları için en kararlı ortamın DEG ve ağırlıkça %2.5 STPP içeren sisteminden oluştuğu belirlenmiştir. Geleneksel yöntemlerle üretilen pigmentlerin öğütme sonrasında tane boyutu eksenel değirmen kullanılarak 4 saatlik öğütme sonunda yaklaşık 190 nm'ye indirilmiştir. Atritör tipi değirmende ise 4 saat sonunda 465 nm gibi daha yüksek tane boyutu elde edilmiştir. Sonuç olarak, inkjet baskılama teknolojisinde kullanılan mürekkeplerde kullanılan pigmentlerin ortalama tane boyutunun 200-400 nm aralığında olduğu göz önünde bulundurulduğunda, öğütme yoluyla inkjet mürekkeplerinde kullanılabilme potansiyeline sahip nanoboyutlu CoFe₂O₄ siyah pigmentleri renk özellikleri korunarak başarıyla üretilmiştir.