Die Lackindustrie bietet eine Vielzahl von Haushalts- und Industrieprodukten. Nach Angaben des Marktforschungsunternehmens IHS Markit werden geschätzt, dass etwa 45 Prozent der Beschichtungen für die Dekoration und den Schutz von Gebäuden verwendet werden, darunter Wohnungen und Wohnungen, öffentliche Gebäude, Vegetation und Fabriken. Weitere 40 Prozent werden für den Schutz und die Dekoration von Industrieprodukten verwendet. Die restlichen 15% sind verschiedene Arten von Spezialbeschichtungen wie Verkehrsschilderfarben, Fahrzeugfarben und Schiffs- / Seeschutzfarben.

[Oberflächenbehandlung und Beschichtung | Papier und Verpackung]

In der Verpackungsindustrie spielen Klebstoff und Feuchtigkeit in vielen Prozessen eine entscheidende Rolle. Verpackungsmaterialien umfassen in der Regel eine Vielzahl von verschiedenen Materialschichten, um alle Anforderungen an den Schutz und die Verbesserung der Produkte in der Verpackung zu erfüllen

Optimierte Haftfähigkeit von Beschichtungen auf Papier

Aufgrund der relativ niedrigen Kosten und der Erneuerbarkeit wird Papier häufig als Verpackungsmaterial verwendet. Die Barrierefähigkeit des Papiers ist in der Regel nicht ausreichend, daher werden verschiedene Polymerbeschichtungen zur Herstellung von Laminationen verwendet. Um sicherzustellen, dass Laminate gute mechanische Eigenschaften besitzen, muss die Haftung zwischen Polymer und Papier optimiert werden. Feuchtigkeit und Oberflächenrauheit spielen eine entscheidende Rolle bei der Haftung und können durch die Kombination von Kontaktwinkel- und Oberflächenrauheitsmessungen untersucht werden.

Vor der Endverwendung von Papierprodukten werden die Holzfasern in der Regel mechanisch oder chemisch modifiziert. Verbesserungen neuer Fasern, wie die Verwendung von Nanotechnologien zur Faserfunktionalisierung, sind ebenfalls ein heißes Thema der Forschung. Ein Tensiometer oder ein optisches Tensiometer in Kombination mit einem Hautverteiler kann verwendet werden, um die Leistung einer einzelnen Faser zu untersuchen.

Auswirkungen der Rauheit auf die Feuchtigkeit des Papiers

Aufgrund ihrer faserförmigen Struktur sind die Oberflächen von Papier und Karton fast alle rau. Da es die Feuchtigkeitseinwirkung der Oberflächenchemikalien verstärkt, kann diese Rauheit die Feuchtigkeit beeinflussen. Darüber hinaus können verschiedene Arten von Plasma- und Flammenbehandlung zur Verbesserung der Druckqualität die Oberflächenchemie und die Oberflächenrauheit beeinflussen, daher ist es wichtig, die Auswirkungen der Rauheit auf den Kontaktwinkel zu bewerten.

Das folgende Beispiel zeigt den Einfluss der Rauheit auf den Kontaktwinkel. Messung der Rauheit und des Wasserkontaktwinkels an drei verschiedenen Probenpositionen. Insbesondere auf hydrophilem Basispapier zeigen die gemessenen Kontaktwinkel erhebliche Veränderungen in den Kontaktwinkelmessungen. Nachdem der Einfluss der Rauheit durch Berechnung der Rauheitskorrektur entfernt wurde, näherten sich die Kontaktwinkel zueinander. Der Unterschied in den Kontaktwinkeln der Rauheitskorrektur ist auf die Oberflächenchemie der Oberfläche zurückzuführen. Die Kombination von Kontaktwinkel- und Oberflächenrauheitsmessungen ermöglicht es, zu beurteilen, wie sich die Rauheit auf den Kontaktwinkel auswirkt.

[Oberflächenrauheit und Feuchtigkeit herunterladen]

Beurteilung der Druckqualität durch Feuchtigkeitsstudien

Ein weiterer Aspekt der Verpackung ist ihr visuelles Aussehen. Der Zweck des Drucks auf der Verpackung ist der Verkauf von internen Produkten. Die Druckqualität wird von der Feuchtigkeit, der Absorptionsfähigkeit und der Ausbreitung auf poriges Papier beeinflusst. Der Druck auf Polymerbeschichtungen mit niedriger Oberflächenenergie kann eine Herausforderung sein. Der Kontaktwinkel kann mit einem optischen Tensiometer gemessen werden, um die Auswirkungen der Innen- und Oberflächenklebung auf die Absorptionseigenschaften des Papiers zu bewerten. Bei Bedarf können Hochgeschwindigkeitskameras sehr schnelle Absorptionen untersuchen.

Tintenstrahldrucktechnik wird zunehmend im Home- und Bürodruck eingesetzt und wird auch in der Industriedruck-, Verpackungs- und Funktionsdruck-Anwendungen verbreitet. Ein optisches Tensiometer in Kombination mit einem Skip-Verteiler kann zur Demonstration der Druckfähigkeit des Tintenstrahls verwendet werden, insbesondere in Bezug auf die Wechselwirkung mit Papier.

Die Absorptionseigenschaften von Beschichtungen und Tintenpigmenten werden mit der Methode der Pulverfeuchtung eines mechanischen Tensiometers untersucht.

Die Wirkung der Plasmabehandlung auf dem extrudierten Beschichtungspapier wird mit der Berührungswinkelmessung bewertet.

Die Haftung zwischen Tinte und Substrat ist eine Herausforderung beim Drucken von nicht absorbierenden und oberflächenreichen Kunststoffoberflächen. Die freie Oberflächenenergie des Substrats sollte höher sein als die freie Oberflächenenergie der Tinte. Um eine gute Druckqualität zu gewährleisten, sollten Oberflächenbehandlungsmethoden wie Plasma- und Flammenbehandlung vor dem Drucken verwendet werden, um die oberflächenfreie Energie des beschichteten Substrats zu erhöhen.

Anwendungsdegist: Bewertung der Oberflächenbehandlung in der Verpackungsindustrie

Spannungsmessung in Tintenstrahldruckanwendungen

Tintenstrahldruck ist eine Vielzwecktechnologie, die weit verbreitet wird für den kleinen Home- und Bürodruck, den Hochgeschwindigkeits-Industriedruck und weitere innovative Funktionsdruckwanwendungen. Da die Wechselwirkung zwischen Tinte und Substrat für die Definition der Tintenstrahldruckqualität von entscheidender Bedeutung ist, werden Spannungsmethoden in diesem Bereich weit verbreitet.

Durch den Vergleich der Oberflächenspannung der Tinte und der Oberflächenenergie des Substrats kann die Haftung zwischen Tinte und Substrat geschätzt werden. Kontaktwinkelmessungen zur Untersuchung der Absorption und Ausbreitung von Tropfen. Die optische Tensiometer Theta verfügen über eine Haut-Upgrade-Verteiler-Option, die Tröpfchen der gleichen Größe erzeugt, wie sie bei einem echten Tintenstrahlprozess, indem sie eine piezoelektrische Antriebstechnik verwenden.

Anwendungsdegist: Spannungsmessung im Tintenstrahldruck

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Lacke und Lacke werden auf die Oberfläche aufgetragen, um eine dekorative oder schützende Beschichtung zu schaffen. Als Grundvoraussetzung sollten sie eine gleichmäßige, fehlerfreie Beschichtung auf der Oberfläche bilden. Oberflächen- und Schnittstellenspannungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Beschichtungsqualität.

Die Beschichtung besteht aus vier Teilen; Klebstoffe, Lösungsmittel, Pigmente und Zusatzstoffe. Die Zusammensetzung der Lacke ist die gleiche, aber ihnen fehlt die Farbe.

Additive wie Feuchtigkeitsmittel können verwendet werden, um die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit zu senken und somit das Substrat besser zu befeuchten. Die von der Kontaktwinkelmessung erhaltenen Oberflächenspannungen können zur Bestimmung des optimalen Feuchtigkeitsmittels und zur Optimierung der Menge an Feuchtigkeitsmittel in der Rezeption verwendet werden.

Die meisten Beschichtungsbewertungstests basieren auf dem visuellen Aussehen der Beschichtung und sind daher qualitativ. Sowohl die Messung der Oberflächenspannung als auch der Kontaktwinkel bieten eine quantitative Bewertung, die zur Bewertung der Beschichtungsleistungen verwendet werden kann. Diese quantitative Bewertung ist besonders nützlich, wenn mehrere Beschichtungsformulationen eine ähnliche Beschichtung geben.

Vorhersage des Beschichtungsverhalten basierend auf dem Verhältnis zwischen Oberflächenspannung und Zeit

Der Oberflächenspannungswert gibt an, wie weit sich die Beschichtung auf dem Substrat ausbreitet. Niedrigere Oberflächenspannungswerte führen in der Regel zu einer besseren Beschichtung, aber zu niedrige Oberflächenspannungswerte führen zu Problemen mit der Strömungsgleichheit. Ein weiterer Aspekt der Messung der Oberflächenspannung ist sein Verhalten als Zeitfunktion. Oberflächenalterung ist ein bekanntes Phänomen, das dazu führt, dass sich die Oberflächenspannung im Laufe der Zeit ändert. Wenn eine Suspensionsmethode zur Messung der Oberflächenspannung verwendet wird, beginnen Oberflächenaktivmoleküle, sobald sich Tropfen bilden, zur Gas-Flüssigkeit-Grenzfläche zu migrieren, was dazu führt, dass die Oberflächenspannung sinkt, bis das Gleichgewicht erreicht wird. Die Zeit, die benötigt wird, um das Gleichgewicht zu erreichen, sollte in der Regel so kurz wie möglich sein, da dies zu einer besseren Beschichtung führt.

[Oberflächenspannung und Schnittstellenspannung - was es ist und wie es gemessen wird]

Optimale Beschichtungsformel für Substrate durch Berührungswinkelmessung und Oberflächenfreiheit

Wenn die visuelle Inspektion keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Beschichtungen bestimmt, können Kontaktwinkelmessungen verwendet werden, um die optimale Beschichtungsformel für ein gegebenes Substrat zu bestimmen. Niedrige Kontaktwinkel sind in der Regel ideal, da sie eine bessere Befeuchtungsfähigkeit zeigen. Obwohl die Messung der Oberflächenspannung auch Anweisungen zur optimalen Befeuchtungsformel geben kann, ist die Berührungswinkelbewertung ebenfalls wichtig, da die Wechselwirkungen zwischen der Formel und dem Substrat komplexer sind als auf den ersten Blick.

Die oberflächenfreie Energie eines Substrats ist eine feste Eigenschaft, die der Flüssigkeitsoberflächenspannung entspricht. Oberflächenfreie Energie (SFE) und Oberflächenspannung bestehen aus polaren Kräften und Diffusionskraften. Die Verteilung der polaren und dispersen Komponenten in Feststoff und Flüssigkeit bestimmt den Kontaktwinkel. Wenn das Polarität/Differenzgleichgewicht also niedriger ist als die feste Oberflächenspannung, kann eine höhere Oberflächenspannungsformel einen niedrigeren Kontaktwinkelwert erzeugen.

Es gibt mehrere ISO-Standards für Beschichtungen

[Funktionelle Oberfläche | Hyperhydrofobe und ölfobe Oberfläche]

Hyperhydrofobe Oberflächen können in vielen verschiedenen Industriebereichen eingesetzt werden, z. B. in der Textilindustrie für wasserdichte Stoffe, selbstreinige Fenster und eisdichte Beschichtungen.

Definitionsgemäß kann eine Hyperhydrofobie erreicht werden, wenn der statische Kontaktwinkel mit Wasser über 150° liegt und die Kontaktwinkelverzögerung gering ist. Daher kann die Charakterisierung einer hyperhydrophoben Beschichtung durch die Messung statischer und dynamischer Kontaktwinkel erfolgen.

Auf der anderen Seite wird die ölentfernende Oberfläche bereits in Smartphones verwendet. Zum Beispiel, um den Monitor mit einer gewissen Fingerschutz. Sie lassen Ihr Smartphone keinen Fingerabdruckbeweis anzeigen, aber Sie können das Fett einfach mit einem weichen Tuch abwischen. Zu den möglichen Anwendungsrichtungen der ultra-ölphoben Wirkung gehören die Öl-/Wasser-Trennung und die Öltropfenmanipulation. Ähnlich wie bei der Definition von Ultraölphobie und Ultrahydrophobie müssen Öltropfen anstelle von Wassertropfen einen Winkel von mehr als 150° mit der festen Matrix bilden.

Nicht zu erwähnen, dass die Ultra-Ölfobie, auch die Ölfobie ist schwieriger zu erreichen als die Ultra-Hydrofobie. Im Öl ist die Wechselwirkung zwischen den Ölmolekülen eine relativ schwache Van der Waal-Kraft. Aus diesem Grund sind Ölmoleküle nicht so fest miteinander verbunden wie im Wasser, und die Oberflächenspannung des Öls ist viel niedriger. Für die hydrophobe Oberfläche muss die freie Oberflächenenergie des Feststoffs unter der Oberflächenspannung des Wassers liegen, etwa 72,8 mN / m, aber die freie Oberflächenenergie der ölphoben Oberfläche muss unter 20 mN / m liegen, was ein typischer Oberflächenspannungswert für Öl ist. Um so niedrige freie Oberflächenenergie zu erreichen, ist eine spezielle Konstruktion basierend auf den Oberflächeneigenschaften einschließlich Chemie und Rauheit erforderlich.

Sprung Wassertropfen

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Hyperhydrofobe Oberflächen – vom Labor bis hin zu realen Anwendungen

In den letzten Jahren hat sich die hyperhydrophobe Oberfläche aufgrund ihres umfangreichen Anwendungspotenzials in der Selbstreinigung, der Verschmutzung, der Gefrierschutz, der Reduzierung des Widerstands, der Verbesserung der Wärmeübertragung und anderen Anwendungen erheblich entwickelt.

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Qualitätskontrolle, kurz QC, ist ein wichtiger Bestandteil des Herstellungsprozesses jedes Produkts. Bei der QC muss das Produkt gemäß den Spezifikationen überprüft werden und dann entsprechende Entscheidungen getroffen werden. Die Oberflächenqualitätskontrolle ist ein wesentlicher Bestandteil von Prozessen wie Entverschmutzung, Beschichtung und Druck. Bei diesen Anwendungen entscheidet der QC, ob der Implementierungsprozess erfolgreich ist.