Seramik karoların dekorasyonu için su bazlı inkjet mürekkeplerinin geliştirilmesi
Development of water based inkjet inks for ceramic tile decoration
Yazar: GÜLŞEN LEYLA GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. ALPAGUT KARA ; PROF. DR. FERHAT KARA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı; seramik karoların dijital dekorasyonunda kullanılan solvent bazlı mürekkeplerin yerine, çevre dostu su bazlı mürekkeplerin kullanılabilirliğini değerlendirmektir. Bu amaca yönelik olarak, üç farklı pigmentin öğütülmesi ve kolloidal özelliklerinin su bazlı mürekkepler için uygunluğu konusunda araştırma yapılmıştır. Su bazlı sistemlerin viskozite, sedimentasyon karakteristikleri ve reolojik özelliklerindeki değişimin incelenmesine yönelik olarak; dağıtıcı türü, mevcut pigmentlerin tane boyutu, şekli ve yüzey alanı temel parametreler olarak kabul edilmiştir. 
Turkuvaz V-zirkon, turuncu Cr-rutil ve siyah Fe-Cr-Co-Ni spinel pigmentleri mikron altı boyuta öğütülmüş ve taramalı elektron mikroskobu (SEM), dinamik ışık saçılımı (DLS) ile tane boyutu, BET analizi ile yüzey alanı, x-ışını kırınımı (XRD) ile kristal yapısı, rotasyonel reometre ile akış profillerinin oluşturulması ve reolojik özellikleri, zeta-potansiyel ölçüm cihazı ve piknometre ile elektrokimyasal ve fiziksel özellikleri karakterize edilmiştir. Pigmentlerin öğünme karakteristikleri değerlendirildiğinde, turkuvaz pigmentlerin en etkili öğünen pigment olduğu ve turuncu pigmentin en fazla plastik deformasyona uğradığı gözlemlenmiştir.  Reolojik özelliklerle ilgili olarak, turkuvaz ve turuncu süspansiyonun Newtonian akış türüne, siyah süspansiyonun psödolpastik akış davranışına sahip olduğu görülmüştür. Farklı üç renkteki su bazlı pigment süspansiyonları mikron altı boyuta öğütülmüştür ve elektrokimyasal açıdan kararlı ve teorik açıdan baskıya uygun süspansiyonlar elde edilmiştir. Renk şiddetinde düşüş ve aşırı öğünme sonucu kristal yapıda farklı oranlarda deformasyon ve jelleşme sorunları ile karşılaşılmıştır.

Abstract:
The aim of the study is to evaluate the use of environmentally friendly water based inks instead of solvent based commercial inks for the digital decoration of ceramic tiles. In this context, three different pigments were chosen and their grinding behaviour and the colloidal stability were investigated. In order to understand the rheological properties and viscosity, sedimentation and electrochemical characteristics of the current systems, particle size, shape and surface area of the pigment particles were accepted as the main characteristics.
Turquoise V-zircon, orange Cr-rutile and black Fe-Cr-Co-Ni spinel pigments were ground to submicronic scale and scanning electron microscopy (SEM-EDX-WDX), particle size determination with dynamic light scattering (DLS), surface area with BET analysis, and crystal structure analysis with x-ray diffraction (XRD), flow behaviour determination with rotational rheometer, electrochemical stabilization with zeta potentiometer, density measurement with liquid picnometer were applied. 
When the grindability of each pigment were compared, it was seen that the most effectively ground pigment was turquoise zircon and the most plastically deformed pigment was orange rutile. For the rheological behaviours, turquoise and orange suspensions showed Newtonian flow behaviour, while black suspensions had pseudo-plastic flow. Printability of the systems were evaluated theoretically and it was observed that each three different coloured inks were accepted as printable.
As a summary, three different pigmented aqueous systems were ground to submicronic scale effectively and the electrochemically stable with an optimum sedimentation behaviour. On the other hand, decrease of colour intensity, deformation on crystal structure and gelation problem for black system were observed.