Размеры частиц пигмента и кроющее свойство

Размеры частиц тесно связаны с таким понятием, как укрывистость пигмента. Именно поэтому сейчас широко распространена технология, позволяющая анализировать частицы, чьи размеры составляют от нескольких миллиметров до нанометров. Эта технология называется лазерной дифракцией. Благодаря своей скорости, широкому диапазону и точным результатам по смещению частиц, дифракция позволяет следить за качеством продукта, а также правильно настроить оборудование.

Введение

Цвет имеет решающее значение. Правильное применение цвета может дать точное указание для дальнейших действий, как, например, красный цвет означает сигнал «Стоп!». Цвет также способен приносить удовольствие, как картина «Улыбка Моны Лизы». В любом случае, цвет широко применяется в печати и рисовании и, при этом, должен быть согласован во многих производственных деталях.

Пигменты – это частицы материалов, которые часто используют для придания цвета. При нужном изготовлении, они могут создать яркий цвет, который затем можно воспроизвести. Размеры частиц пигмента являются критичным свойством, поскольку они позволяют определить качество чернил или краски. Кроме того, размеры этих частиц влияют на интенсивность цвета, а это достигается за счет смешивания с другими пигментами. Рассеивание света также во многом зависит от размера частиц, что, в свою очередь, определяет укрывистость.

Укрывистость можно определить с помощью приготовления пигментной дисперсии и окраски обычного листа бумаги (также известного, как лист Лената). Изображения этих листов можно увидеть на рисунке 1. Данные вычисления являются точным показателем производительности, однако, они не указывают, как лучше контролировать процесс измельчения пигмента.

Рис. 1.

Помимо всего прочего, укрывистость улучшается путем измельчения пигмента вплоть до состояния пыли, контролируя размеры частиц. Однако здесь имеются две проблемы. Первая – измельчение, а вторая – измерение результатов для эффективного управления процессом. Здесь нас, в первую очередь, волнует второй фактор. Размеры частиц пигмента могут быть легко измеримы с помощью лазерной дифракции. Это потребует меньше затрат по времени, обучению и меньше усилий, нежели измерение силы цвета. Кроме того, мы получаем полезную информацию для производства. Быстро определив качество пигментов, можно оптимизировать оборудование, что, в свою очередь, ведет к увеличению прибыли производства.

Материалы и методы

Коммерческий пигмент был измельчен с помощью собственной технологии в Netzsch Premier Technologies в Экстоне, штат Пенсильвания, США. Затем образец для измерения разбавили с помощью лазерного анализатора LA-950, который изображен на рисунке 2.

Рисунок 2 Лазерный дифракционный анализатор размеров частиц

Результаты и обсуждения

Полученные значения размеров для различных временных периодов представлены на рисунке 3. Важно отметить, что эти данные были получены с помощью программы для LA-950.

Из графика видно, что в процессе измельчения большие частицы постепенно разрушаются до более мелких размеров.

Рисунок 3 Распределение по размерам частиц после разного времени измельчения, измеренного на LA-960. График получен с помощью ПО LA-960

В таблице 1 приведены сводные параметры распределения частиц по размерам, среднее геометрическое, стандартное геометрическое отклонение, а также средний размер в сравнении со средней величиной.

Таблица 1. Результаты измерения пигментов на LA-960 при различном времени помола

Рисунок 4 показывает зависимость силы цвета от размера частиц. На графике видно, что с увеличением измельчения размеры частиц уменьшаются, а это ведет к увеличению кроюшего свойства краски. Обратите внимание, что с увеличением времени помола положительный эффект становиться все меньше и меньше. Это важно при определении предела времени измельчения частиц, чтобы после определенного промежутка времени процесс не пошел впустую. Поэтому и была рассмотрена технология лазерной дифракции, как отличный метод для определения конечной точки процесса.

Рис.4 График процесса измельчения частиц пигмента

Заключение

LA-950 может быть использован для определения размеров частиц пигмента в течение всего процесса измельчения. Эти данные могут применяться для определения интенсивности цвета. Быстрота распределения размеров частиц позволяет оптимизировать процессы производства, снижая затраты.