在过去30年中,商用和工业印刷的使用已发生巨大改变。 特别是喷墨技术的成熟使印刷行业发生了革命性的变化——从办公室打印机到工业编码和标记系统,以及现在的陶瓷、瓦楞纸板和 3D 打印应用。 同样,由于复印机和激光打印机成本下降,而且在办公室和家庭中的使用变得越来越普遍,对墨粉的使用需求持续增长。

为了继续满足对高质量油墨、涂料和墨粉日益增长的需求,制造商必须优化其性能。 马尔文帕纳科在这方面提供多种分析工具来支持制造商。

为什么表征很重要?

为使最终产品获得最佳性能,油墨和涂料制造商必须优化其原材料的性能。 例如,油墨是由悬浮在连续相内的染料或颜料及其他组分组成的复杂分散体或乳剂。这些组分的特性会影响墨水性能的多个方面。 例如,悬浮颜料的粒度决定了成品涂料的色调、光泽和耐候性。 同样,聚合连续相会影响配方的流变性和成膜特性,而这些特征是粘粉、敷涂和薄膜坚固性的关键。  

与油墨不同,墨粉是粉末配方,带电后粘附在电性相反的滚筒、平板或纸片上,并在激光照射下在高温下熔化。 墨粉颗粒包含颜料、聚合物和电荷调节剂(CCA)的混合物。 对于磁性墨粉,它们还可能含有铁氧体(FexOy)。 这些颗粒的最佳尺寸为3-10μm,球形或类球形可提高颜色质量和效率。

因此,在整个油墨和墨粉供应链中,油墨和涂料的表征非常重要——无论是开发、制造和鉴定涂料配方中所用的原材料,还是对各个组分进行配比,以制成具有最佳性能特征和质量属性的稳健产品。 

马尔文帕纳科 提供哪些表征解决方案?

颗粒大小

粒度分析对于任何含颗粒物的产品的性能至关重要——无论这些材料是分散体、悬浮体、粉末还是喷雾。

激光衍射是针对此需求的最常用工具。我们的Mastersizer 3000 被认为是多种应用的行业标准,具有干湿分散能力和较宽的动态范围。该产品可用于监测粉末研磨或析出、检查最终产品中的粒度分布,或用于开发和研究新产品。

我们还提供专门设计用于喷雾分析的激光衍射产品Spraytec,以及我们的在线 Insitec 分析仪,可以集成到实时粒度和自动控制流程中。对于纳米颗粒分散体 (< 1 µm) 的准确分析,Zetasizer Advance 系列可能更为适合。 该系列采用动态光散射法来测量直径小于1 nm的分散颗粒。

分散稳定性

除了测量粒度分布外,Zetasizer Advance 系列还可以测量分散体的 zeta 电位。 除了影响油墨稳定性外,zeta 电位还可用于探测配方各组分间的相互作用,或在表面测量以调查基质的相互作用。

颗粒形状

我们还可以通过分析粒形为您提供支持。 具体而言,使用我们的 Morphologi 4 自动成像系统,您可以通过分析样品中成千上万的颗粒来确定球形和不规则颗粒的大小和形状,并对其进行相应的分类。 此外,我们的 Morphologi 4-ID 还结合了自动成像和拉曼光谱,以提供颗粒的特定化学信息。

元素分析

我们主要的元素分析工具是 X 射线荧光 (XRF)——用于颜料和墨粉的分析和制造。 XRF 还可用于确定给定元素或化合物(如二氧化钛)的浓度,或检测有毒元素(如食品包装中)的痕量级别。 我们提供落地式 XRF 光谱仪(如 Zetium)和台式XRF系统(如 Epsilon 4)。 

聚合物分析

油墨和墨粉通常具有用作成膜剂或胶粘剂的聚合物组分。 此聚合物的大分子结构直接影响油墨或碳粉的成膜特性、熔化特性和流变特性。 聚合物分析可以帮助油墨或墨粉制造商优化这些特性。

要确定大分子的分子量凝胶渗透色谱法 (GPC) 是一种常用工具。 与先进的检测方法结合使用时,它还可以提供其他与分子大小和结构相关的信息,如支化度。 我们的 OMNISEC GPC 系统结合了GPC和先进的检测技术,可用于分析低分子量材料,如低聚物、光固化树脂、环氧树脂,以及墨粉中所用的高分子量聚合物。

体相和表面微结构分析

涂料中使用的许多颜料都是多相晶体或半晶体材料。 在制造这些材料时,粉末必须具有正确的结构和物相。 例如,二氧化钛 (TiO2) 可以具有不同的特性,具体取决于金红石和锐钛矿的相对量及其晶粒大小。

为了确定油漆中常用金属和无机材料的关键微结构特征(如物相组成和晶粒大小),我们的 AerisEmpyreanX 射线衍射 (XRD) 系统是理想之选。 此外,我们的多功能衍射仪Empyrean还可用于研究薄膜的结构和残余应力。 这使得它非常适合用于检查涂料本身的特性。

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