在很多分散體或膠體的生產過程中,比如印刷墨水或者噴墨打印墨水,對于墨水中粒度的控制有著越來越多的需求,不僅僅在實驗室需要進行粒度控制,目前很多的墨水生產企業(yè)都在實時控制生產過程中顆粒的大小及分布。這樣可以在生產過程中及時的發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題,從而實現(xiàn)達到很好的工藝控制,這對提高產品的質量或優(yōu)化產品的合格率有著重要的作用。
對于噴墨打印墨水的一個常規(guī)檢測方法是粒度測試,因為顏料的粒度對于色彩的性能有著決定性的影響。但是,目前市場上的用于粒度表征的儀器并不適合生產過程中的在線檢測。原因主要是通常需要樣品稀釋,粒度以及濃度檢測范圍的限制,還有相對較長的獲取檢測數(shù)據的時間。
作為一個公共資金的研究項目ZIM項目的聯(lián)合人—Colloid Metrix GmbH(簡稱德國CMX),開發(fā)了一款新的在線粒度分析系統(tǒng)IPAS。通過IPAS和動態(tài)光散射分析儀(即納米粒度儀)NANO-flex II配合使用,可以在生產過程中通過動態(tài)光散射(DLS)分析方法實現(xiàn)在線粒度測量,測量范圍在0.3nm-10um。
這是一種新型的測量探頭,如圖1所示,配合納米粒度分析儀NANO-flex II的測量探頭可以直接集成到生產過程中(圖2),同時也可以配合其他儀器的測量探頭,比如可以確定顏色特征,濃度以及顆粒結晶程度的各種探頭。通過實時的數(shù)據采集,可以實現(xiàn)生產工藝過程中墨水的粒度分布,固含量和顏色特征之間的相應關系。通過大量的數(shù)據,可以獲取實際生產工藝條件和成品噴墨墨水間的關系,這些數(shù)據和結論可以用于提高預設生產工藝參數(shù)的效率。
采用最新的在線測試探頭所做的個實驗已經完成并在相關的文獻發(fā)表了。從圖3可以看到,這里測試了一個粒度為300nm樣品。部分顯示了采用常規(guī)的動態(tài)光散射(DLS)探頭并且不攪拌樣品的結果。第二部分樣品在攪拌狀態(tài)下測試。第三部分,安裝了最新的在線檢測探頭,樣品不攪拌,而在第四部分,樣品是在攪拌狀態(tài)的。
圖3:沒有在線測量探頭的測試(1和2),有在線測量探頭(3和4),不攪拌(1和3),攪拌狀態(tài)(2和4)。(來自于[2])
通過這些測試,可以很好地看到,德國CMX的納米粒度儀NANO-flex II結合了最新的IPAS在線檢測探頭,實現(xiàn)了動態(tài)光散射(DLS)也可以在運動的介質中進行測試。
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