Inserção de microcápsulas no processo de impressão a jato de tinta líquida por sistema termoelétrico

Abstract

Esse trabalho discute a viabilidade de utilização de impressoras domésticas a jato de tinta líquida por sistema termoelétrico para a inserção de microcápsulas em papel. O procedimento experimental, em etapas, consistiu inicialmente da desmontagem do cartucho termoelétrico e da análise por microscopia óptica e estéreo microscopia. A síntese das microcápsulas poliméricas e cerâmicas ocorreu via polimerização por miniemulsão e sol-gel, respectivamente. A caracterização das partículas foi realizada via microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia por energia dispersiva - EDS, granulometria e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier - FT-IR. As microcápsulas misturadas em tinta, água deionizada e etanol 99,8% através de agitador magnético e sonda ultrassônica foram analisadas por MEV. As tintas puras e as diferentes misturas, com quantidades específicas de tinta e cápsulas, foram submetidas a testes de densidade relativa, viscosidade, granulometria e FT-IR. Já a caracterização dos papéis deu-se por MEV e EDS. Finalizando o procedimento, a impressão da tinta contendo microcápsulas foi avaliada por MEV e FT-IR. Os resultados demonstraram que as dimensões das partículas estão diretamente relacionadas com o desempenho da impressão. O uso de partículas menores, com tamanho médio de 250 nm, mostrou-se eficiente, posto que a dimensão dos pigmentos em tintas a jato está entre 100 e 200 nm e os orifícios no cabeçote dos cartuchos termoelétricos testados possuem aproximadamente 13,5 μm. Dessa forma, o design de produto pode se beneficiar da aplicação de microcápsulas, com dimensões controladas, pelo processo de impressão termoelétrico em materiais fibrosos, porosos ou ocos.

This research discusses the use viability of domestic inkjet liquid printers for thermoelectric system to insert microcapsules in paper. The experimental procedure, in stages, consisted firstly at the disassembly of the thermoelectric cartridge and analysis by optical and stereo microscopy. The polymeric and ceramic microcapsules synthesis occurred by miniemulsion polymerization and sol-gel reaction, respectively. The characterization of the particles was performed by scanning electron microscopy - SEM, energy dispersive system - EDS, granulometry and Fourier transform infrared spectroscopy - FT-IR. The microcapsules blended into paint, deionized water and 99.8% ethanol by ultrasonic probe and magnetic stirrer were analyzed by SEM. The pure inks and the different mixtures with specific amounts of ink and capsules were subjected to relative density, viscosity, granulometry and FT-IR tests. Concomitant, the characterization of the papers was performed by SEM and EDS. As a last stage of the experimental procedure, the impression with ink containing microcapsules was assessed by SEM and FT-IR. The results showed that the particle sizes are directly related to the printing performance. The use of smaller particles with an average size of 250 nm was efficient, since the size of the pigments in ink-jet is between 100 and 200 nm and the holes in the head of the thermoelectric cartridges. The holes are 13.5 μm. Therefore, the product design can take advantage of the application of microcapsules, with controlled dimensions, by thermoelectric printing process, in fibrous, porous or hollow materials.