Tintas, toners e impressão

Ferramentas analíticas para fabricantes e pesquisadores que trabalham com tintas, toners e impressão

Nos últimos 30 anos, a utilização da impressão comercial e industrial mudou substancialmente. Em particular, a maturidade da tecnologia de jato de tinta revolucionou o setor de impressão, desde impressoras de escritório a sistemas industriais de codificação e marcação, e agora aplicações de cerâmica, papelão ondulado e impressão 3D. Da mesma forma, a demanda pelo uso de toner continuou a aumentar, uma vez que o custo das fotocopiadoras e impressoras laser diminuiu e elas têm se tornado cada vez mais predominantes em escritórios e casas.

Para continuar a satisfazer a crescente demanda por tintas, revestimentos e toners de alta qualidade, os fabricantes têm de otimizar cuidadosamente as suas propriedades. A Malvern Panalytical oferece várias ferramentas analíticas para dar suporte a isso.

Por que a caracterização é importante?

Para obter o melhor desempenho em seus produtos finais, os fabricantes de tintas e revestimentos devem otimizar as propriedades de suas matérias-primas. Tintas, por exemplo, são dispersões ou emulsões complexas feitas de corantes, pigmentos e outros componentes suspensos em uma fase contínua. As propriedades desses componentes afetam vários aspectos do desempenho da tinta. Por exemplo, o tamanho das partículas dos pigmentos suspensos determina a tonalidade, o brilho e a resistência a intempéries do revestimento acabado. Da mesma forma, a fase contínua polimérica afeta as propriedades reológicas da formulação e as características de formação de filmes, que são fundamentais para a jateamento, espalhamento e robustez do filme.  

Ao contrário das tintas, os toners são formulações em pó eletricamente carregados para aderir a tambores, placas ou pedaços de papel com cargas opostas e para derreter a temperaturas elevadas quando expostas a um laser. As partículas de toner contêm uma mistura de pigmento, polímero e agente de controle de carga (CCA). No caso dos toners magnéticos, também podem conter ferrites (FexOy). O tamanho ideal para essas partículas é de 3-10μm e a forma esférica ou quase esférica permite uma melhor qualidade e eficiência da cor.

Como tal, a caracterização dos materiais da tinta e do revestimento é importante em toda a cadeia de fornecimento de tintas e toners, seja para o desenvolvimento, fabricação e qualificação de matérias-primas para utilização em uma formulação de revestimento ou para formular componentes para criar um produto robusto com as melhores características de desempenho e atributos de qualidade. 

Quais soluções de caracterização a Malvern Panalytical oferece?

Tamanho da partícula

A análise do tamanho das partículas é essencial para o desempenho de qualquer produto que contenha partículas – seja em dispersão, suspensão, pó ou spray.

A difração laser é a ferramenta mais popular para isso, e o Mastersizer 3000 é considerado o padrão do setor para diversas aplicações, com capacidades de dispersão seca e úmida e uma ampla gama dinâmica. Pode ser utilizado para monitorar fresagem ou precipitação de pó, verificar a distribuição do tamanho das partículas em produtos finais ou no desenvolvimento e pesquisa de novos produtos.

Também disponibilizamos o Spraytec, um produto de difração laser especificamente concebido para análise de pulverização, e o nosso analisador Insitec on-line, que pode ser integrado a processos para dimensionamento de partículas em tempo real e controle automático. Para análise precisa das dispersões de nanopartículas (< 1 µm), a linha Zetasizer Advance pode ser mais adequada. Ela utiliza dispersão de luz dinâmica para medir partículas dispersas de menos de 1 nm de diâmetro.

Estabilidade de dispersão

Além de medir a distribuição do tamanho das partículas, a linha Zetasizer Advance também pode medir o potencial Zeta de uma dispersão. Além de influenciar a estabilidade da tinta, o potencial Zeta pode ser utilizado para testar interações dentro de uma formulação ou medido em uma superfície para investigar interações com o substrato.

Forma da partícula

Também podemos ajudá-lo com a análise da forma das partículas. Especificamente, com o nosso sistema automatizado de imagem Morphologi 4, é possível determinar o tamanho e a forma das partículas esféricas e irregulares, analisando dezenas de milhares na amostra e classificando-as em conformidade. Além disso, o Morphologi 4-ID combina imagens automatizadas com espectroscopia Raman para fornecer informações químicas específicas sobre partículas.

Análise elementar

Nossa principal ferramenta para a análise de elementos é a fluorescência de raios X (XRF), utilizada para análise e fabricação de pigmentos e toners. O XRF também pode ser utilizado para determinar a concentração de um determinado elemento ou composto, como o dióxido de titânio, ou para detectar vestígios de elementos tóxicos, como na embalagem de alimentos. Disponibilizamos espectrômetros de bancada XRF, como o Zetium, e sistemas de bancada XRF, como o Epsilon 4

Análise de polímeros

Tintas e toners costumam ter um componente polimérico que funciona como um formador de película ou aglutinante. A estrutura macromolecular desse polímero afeta diretamente as propriedades de formação de tinta ou de filme do toner, as características de fusão e o comportamento reológico. A análise de polímeros pode ajudar os fabricantes de tintas ou toners a otimizar essas propriedades.

Para determinar o peso molecular das macromoléculas, a cromatografia de permeação de gel (GPC) é uma ferramenta popular. Quando combinado com a detecção avançada, também pode fornecer informações adicionais relacionadas ao tamanho e à estrutura molecular, como a ramificação. Combinando GPC e detecção avançada, o nosso sistema OMNISEC GPC pode ser utilizado para analisar materiais de baixo peso molecular, como oligômeros, resinas fotocuráveis e resinas epóxi, bem como polímeros de maior peso molecular usados em toners.

Microestrutura a granel e de superfície

Muitos pigmentos utilizados em revestimentos são materiais cristalinos ou semicristalinos de várias fases. Ao fabricar esses materiais, é importante que os pós tenham a estrutura e a fase corretas. Por exemplo, o dióxido de titânio (TiO2) pode ter propriedades diferentes dependendo das quantidades relativas de rutilo e de anatase e dos tamanhos do cristalito.

Para determinar as principais características microestruturais de materiais metálicos e inorgânicos normalmente utilizados em tintas, como a composição de fase e o tamanho do cristalito, os sistemas de difração de raios X (XRD), como o Aeris e Empyrean, são ideais. Além disso, o Empyrean – o nosso difratômetro multifunções – também pode ser utilizado para estudar a estrutura e as tensões residuais de filmes finos. Isto torna-o ideal para examinar as propriedades do próprio revestimento.

Nossas soluções

Mastersizer 3000

Distribuição completa do tamanho das partículas para seus pigmentos e toners
Mastersizer 3000

Linha Zetasizer

Analise o tamanho das partículas e a estabilidade das suas dispersões de tinta
Linha Zetasizer

Morphologi 4

Análise da forma e do tamanho das partículas de pigmentos e toners
Morphologi 4

OMNISEC

Determine a massa molecular, o tamanho e a estrutura dos materiais de polímero
OMNISEC

Aeris

Difração de raios X de bancada para análises de fase simplificadas dos materiais de revestimento
Aeris

Epsilon 4

Espectrômetros XRF de bancada para análise de pigmentos e revestimentos
Epsilon 4

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