지난 30년 동안 산업 및 상용 인쇄의 사용이 크게 바뀌었습니다. 특히 잉크젯 기술의 성숙은 사무용 프린터에서 산업용 코딩 및 마킹 시스템을 거쳐 오늘날에는 세라믹, 골판지, 3D 인쇄 용도까지 인쇄 산업을 혁신적으로 바꾸어 놓았습니다. 마찬가지로 복사기와 레이저 프린터 비용이 감소하면서 사무실이나 가정에서도 토너 사용에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다.

증가하고 있는 고품질 잉크, 코팅 및 토너에 대한 수요를 계속 충족하려면 제조업체는 특성을 신중하게 최적화해야 합니다. Malvern Panalytical은 이를 지원하는 여러 분석 도구를 제공합니다.

특성 분석이 중요한 이유는 무엇입니까?

최종 제품에서 최상의 성능을 얻으려면 잉크 및 코팅 제조업체에서 원자재의 특성을 최적화해야 합니다. 예를 들어 잉크는 염료, 안료 및 기타 성분들로 만들어진 복합 분산 또는 에멀젼으로, 연속 상 내에서 부유합니다. 이러한 구성 요소의 속성은 잉크 성능의 여러 측면에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 부유 안료의 입자 크기에 따라 마감 코팅의 색상, 광택 및 내후성이 결정됩니다. 이와 마찬가지로 고분자 연속상은 제형의 유변학적 특성 및 분사, 살포 및 막 견고성의 핵심이 되는 피막 형성 특성에 영향을 미칩니다.  

잉크와 달리, 토너는 분말 제형으로, 반대로 하전된 드럼, 플레이트 또는 종이에 부착되거나 레이저에 노출될 때 높은 온도에서 녹도록 하기 위해 전기적으로 충전됩니다. 토너 입자에는 안료, 고분자 및 전하 제어제(CCA)의 혼합물이 함유됩니다. 자기 토너의 경우 페라이트(FexOy)가 함유될 수도 있습니다. 이러한 입자의 가장 적합한 크기는 3~10μm이며, 구형 또는 준구형 형상은 색상 품질과 효율성을 향상합니다.

따라서 잉크와 코팅 물질의 특성 분석은 전체 잉크 및 토너 공급망에서 제형에 사용할 원료의 개발, 제조, 적합성 평가, 또는 구성 요소를 함께 공식화하여 최선의 성능 특성과 품질 특성을 가진 견고한 제품을 만들기 때문에 중요한 요소입니다. 

Malvern Panalytical은 어떤 특성 분석 솔루션을 제공합니까?

입자 크기

입자 크기 분석은 분산, 서스펜션, 분말 또는 스프레이 등 미립자 물질이 포함된 제품의 성능에 매우 중요합니다.

레이저 회절은 이를 위한 가장 인기 있는 도구이며 Mastersizer 3000은 건식 및 습식 분산 기능과 동적 범위가 넓은 다양한 응용 분야에서 업계 표준으로 인정받고 있습니다. 이 제품은 분말 분쇄 또는 침전 공정을 모니터링하고 최종 제품의 입자 크기 분포를 확인하거나 신제품의 개발 및 연구를 위해 사용할 수 있습니다.

또한 분무 분석을 위해 특별히 설계된 레이저 회절 제품 Spraytec도 제공하며 실시간 입자 크기 조정 및 자동 제어를 위한 공정에 통합할 수 있는 온라인 Insitec 분석기도 제공합니다. 나노입자 분산(< 1µm)을 정확히 측정해야 하는 경우 Zetasizer Advance 제품군이 더 적합할 수 있습니다. 동적 광산란을 사용하여 직경이 1nm보다 작은 분산된 입자의 크기를 측정합니다.

분산 안정성

Zetasizer Advance 제품군은 입자 크기 분포를 측정할 뿐 아니라 제타 전위를 측정할 수도 있습니다. 제타 전위는 잉크 안정성에 영향을 줄 뿐 아니라 제형 내에서 상호 작용을 측정하거나 표면에서 측정하여 기질 상호 작용을 조사하는 데에도 사용할 수 있습니다.

입자 형상

입자 형상 분석을 지원할 수도 있습니다. 특히, 당사의 Morphologi 4 자동 이미징 시스템은 시료에서 수만 개를 분석하고 그에 따라 분류하여 구형 및 불규칙 입자의 크기와 모양을 결정합니다. 또한 Morphologi 4-ID는 Raman 분광법이 결합된 자동화된 영상을 통해 입자별 화학 정보도 제공합니다.

원소 분석

당사의 원소 분석을 위한 주요 도구는 X선 형광(XRF)으로 안료 및 토너의 분석 및 제조에 사용됩니다. XRF는 또한 이산화 티타늄과 같은 특정 원소 또는 화합물의 농도를 알아내거나 식품 포장 등에서 미량의 독성 원소를 검출하는 데 사용할 수 있습니다. Zetium과 같은 플로어 스탠딩 XRF 분광기와 Epsilon 4와 같은 벤치톱 XRF 시스템도 제공됩니다. 

고분자 분석

잉크와 토너에는 일반적으로 피막 형성제나 결합제 역할을 하는 고분자 성분이 있습니다. 해당 고분자의 거대분자 구조는 잉크 또는 토너의 피막 형성 특성, 용융 특성 및 유변학적 거동에 직접적인 영향을 미칩니다. 고분자 분석은 잉크 또는 토너 제조업체가 이러한 특성을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

거대분자의 분자량을 확인하기 위해 겔 투과 크로마토그래피(GPC)가 널리 사용되고 있습니다. 고급 검출과 함께 사용하면 분지화와 같은 분자 크기 및 구조와 관련된 추가 정보를 제공할 수도 있습니다. 당사의 OMNISEC GPC 시스템은 GPC와 고급 검출을 결합하여 올리고머, 광 경화 수지, 에폭시 수지와 같은 저분자량 물질 및 토너에 사용되는 고분자량 고분자를 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

벌크 및 표면 미세 구조

코팅에 사용되는 많은 안료는 다상 결정질 또는 반결정질 물질입니다. 이러한 물질을 제조할 때는 분말의 구조와 상이 정확해야 합니다. 예를 들어 이산화 티타늄(TiO2)은 금홍석 및 아나타제의 상대적인 양과 결정립 크기에 따라 다른 특성을 가질 수 있습니다.

상 조성, 결정립 크기 등 페인트에 흔히 사용되는 금속 및 무기 물질의 주요 미세구조 특성을 파악하기 위해 AerisEmpyrean과 같은 X선 회절(XRD) 시스템이 이상적입니다. 뿐만 아니라 다목적 회절계인 Empyrean을 사용하면 박막의 구조와 잔류 응력을 모두 연구할 수 있습니다. 따라서 코팅 자체의 특성을 검사하기에 이상적입니다.

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