La industria de recubrimientos ofrece una variedad de productos domésticos e industriales. Según datos de la firma de investigación de mercado IHS markit, se estima que alrededor del 45% de la pintura se utiliza para la decoración y protección de edificios, incluyendo viviendas y apartamentos, edificios públicos, vegetación y fábricas. Otro 40% se destinó a la protección y decoración de productos industriales. El 15% restante son diferentes tipos de recubrimientos especiales, como pinturas para señales de tráfico, pinturas para vehículos y pinturas anticorrosivas para barcos / mares.

[tratamiento de superficie y pintura | papel y embalaje]

En la industria del embalaje, la adherencia y la humectabilidad juegan un papel clave en muchos procesos. Los materiales de embalaje suelen incluir una variedad de capas de materiales diferentes para cumplir con todos los requisitos para proteger y mejorar los productos en el embalaje.

Optimizar la adherencia de la pintura al papel

Debido a los costos relativamente bajos y la renovables, el papel se utiliza a menudo como material de embalaje. La barrera del papel suele ser insuficiente, por lo que se utilizan diferentes recubrimientos de polímeros para producir laminados. Para garantizar que los laminados tengan buenas propiedades mecánicas, es necesario optimizar la adherencia entre el polímero y el papel. La humectabilidad y la rugosidad de la superficie juegan un papel clave en la adherencia y se pueden estudiar combinando la medición del ángulo de contacto y la rugosidad de la superficie.

Antes del uso final de productos de papel, las fibras de madera suelen ser modificadas mecánicamente o químicamente. Las mejoras en las nuevas fibras, como el uso de la nanotecnología para la funcionalidad de las fibras, también son temas candentes de Investigación. Se puede utilizar un tensiómetro o una combinación de tensiómetro óptico y un distribuidor de elevación de piel para estudiar el rendimiento de una sola fibra.

El efecto de la rugosidad en la humectabilidad del papel

Debido a su estructura fibrosa, la superficie del papel y el cartón es casi áspera. Debido a que amplifica el efecto de humectación de los productos químicos de la superficie, esta rugosidad afectará la humectabilidad. Además, los diferentes tipos de tratamiento de plasma y llama para mejorar la calidad de impresión afectan la química de la superficie y la rugosidad de la superficie, por lo que es muy importante evaluar el impacto de la rugosidad en el ángulo de contacto.

El siguiente ejemplo muestra el efecto de la rugosidad en el ángulo de contacto. La rugosidad y el ángulo de contacto del agua se miden en tres posiciones diferentes de la muestra. En particular, el papel hidrofílico, el ángulo de contacto medido muestra grandes cambios en la lectura del ángulo de contacto. Después de eliminar la influencia de la rugosidad calculando el ángulo de contacto corregido por la rugosidad, el ángulo de contacto está más cerca el uno del otro. La diferencia en el ángulo de contacto corregido por la rugosidad se debe a las propiedades químicas superficiales de la superficie. La combinación de mediciones del ángulo de contacto y la rugosidad de la superficie hace posible evaluar cómo la rugosidad afecta el ángulo de contacto.

[Descarga de rugosidad y humectabilidad de la superficie]

Evaluación de la calidad de impresión mediante un estudio de humectabilidad

Otro aspecto del embalaje es su apariencia visual. El propósito de la impresión en el embalaje es vender productos internos. La calidad de impresión se ve afectada por la humectabilidad de la tinta, la absorción y la extensión al papel poroso. La impresión en recubrimientos de polímeros de baja energía superficial puede ser un desafío. El ángulo de contacto se puede medir con un tensiómetro óptico para evaluar el impacto del dimensionamiento interno y superficial en las propiedades de absorción del papel. Las cámaras de alta velocidad pueden estudiar fenómenos de absorción muy rápidos si es necesario.

La tecnología de impresión por inyección de tinta se utiliza cada vez más en la impresión doméstica y de oficina, y también se ha vuelto común en la impresión industrial, la industria de envases y las aplicaciones de impresión funcional. El tensiómetro óptico combinado con el dispensador de elevación de piel se puede utilizar para demostrar la imprimibilidad de la inyección de tinta, especialmente su interacción con el papel.

El método de humectabilidad del polvo del tensiómetro mecánico se utiliza para estudiar las propiedades de absorción del recubrimiento y los pigmentos de tinta.

Se utiliza la medición del ángulo de contacto para evaluar el efecto del tratamiento de plasma en el Papel recubierto exprimido.

La adherencia entre la tinta y el sustrato es desafiante al imprimir superficies plásticas no absorbentes y de baja energía superficial. La energía libre superficial del sustrato debe ser superior a la energía libre superficial de la tinta. Para garantizar una buena calidad de impresión, antes de la impresión se deben utilizar métodos de tratamiento de superficie como el tratamiento de plasma y llama para aumentar la energía libre de la superficie del sustrato recubierto.

Resumen de la aplicación: evaluación del tratamiento de superficie en la industria del embalaje

Medición de tensión en aplicaciones de impresión por inyección de tinta

La impresión por inyección de tinta es una tecnología multipropósito ampliamente utilizada en la impresión doméstica y de oficina pequeña, la impresión industrial de alta velocidad y aplicaciones de impresión funcional más novedosas. Debido a que la interacción entre la tinta y el sustrato es crucial para definir la calidad de la impresión por inyección de tinta, el método de determinación de tensión es ampliamente utilizado en este campo.

Al comparar la tensión superficial de la tinta con la Energía superficial del sustrato, se puede estimar la adherencia entre la tinta y el sustrato. Se utiliza la medición del ángulo de contacto para estudiar la absorción y propagación de gotas. La opción distribuidor de actualización de piel del tensiómetro óptico Theta genera gotas del mismo tamaño que durante un proceso de inyección de tinta real utilizando la tecnología de accionamiento piezoeléctrico.

Resumen de la aplicación: medición de la tensión en la impresión por inyección de tinta

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[tratamiento de superficie y pintura | pintura]

Los recubrimientos y barnices se aplican a las superficies para proporcionar recubrimientos decorativos o protectores. Como requisito básico, deben formar un recubrimiento uniforme y libre de defectos en la superficie. Las tensiones superficiales e interfaciales juegan un papel clave en la calidad del recubrimiento.

La pintura consta de cuatro partes; Adhesivos, disolventes, pigmentos y aditivos. La composición de los barnices es la misma, pero les faltan pigmentos.

Los aditivos como los humectantes se pueden utilizar para reducir la tensión superficial del líquido, humedeciendo así mejor el sustrato. La tensión superficial obtenida por la medición del ángulo de contacto se puede utilizar para determinar el mejor agente humectante y optimizar la cantidad de agente humectante en la fórmula.

La mayoría de los ensayos de evaluación del recubrimiento se basan en la apariencia visual del recubrimiento y, por lo tanto, son cualitativos. Tanto la medición de la tensión superficial como el ángulo de contacto proporcionan una evaluación cuantitativa que se puede utilizar para evaluar las propiedades del recubrimiento. Esta evaluación cuantitativa es particularmente útil cuando varias fórmulas de pintura dan una apariencia de recubrimiento similar.

Predecir el comportamiento del recubrimiento de acuerdo con la relación entre la tensión superficial y el tiempo

Los valores de tensión superficial dan el grado en que el recubrimiento se propaga sobre el sustrato. Los valores de tensión superficial más bajos suelen obtener un mejor recubrimiento, pero los valores de tensión superficial demasiado bajos pueden tener problemas de igualdad de flujo. Otro aspecto de la medición de la tensión superficial es su comportamiento como función del tiempo. El envejecimiento superficial es un fenómeno conocido que hace que la tensión superficial cambie con el tiempo. Si se utiliza el método de suspensión de gotas para medir la tensión superficial, una vez formada la gota, la molécula tensoactiva comienza a migrar a la interfaz Gas - líquido, lo que provocará una disminución de la tensión superficial hasta que se alcance el equilibrio. Por lo general, el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio debe ser lo más corto posible, ya que esto conducirá a un mejor recubrimiento.

[tensión superficial e Interfacial - Qué es y cómo se mide]

Determinación de la fórmula óptima de pintura para el sustrato mediante la medición del ángulo de contacto y la energía libre de la superficie

Cuando la detección visual no puede determinar las diferencias entre los diferentes recubrimientos, se puede utilizar la medición del ángulo de contacto para determinar la fórmula óptima de pintura para un sustrato dado. Los tentáculos bajos suelen ser ideales porque muestran una mejor humectabilidad. Aunque la medición de la tensión superficial también puede dar una indicación de la fórmula óptima de humectación, la evaluación del ángulo de contacto también es importante debido a que la interacción entre la fórmula y el sustrato es más compleja de lo que se veía por primera vez.

La energía libre superficial del sustrato es una propiedad sólida comparable a la tensión superficial del líquido. Tanto la energía libre superficial (sfe) como la tensión superficial están compuestas por componentes de fuerza polar y fuerza de dispersión. La distribución de los componentes polares y dispersos en sólidos y líquidos determina el ángulo de contacto. Por lo tanto, una fórmula de tensión superficial más alta puede producir valores de ángulo de contacto más bajos si el equilibrio de polaridad / dispersión es menor que la tensión superficial sólida.

Hay varios estándares ISO disponibles para recubrimientos

[superficie funcional | superficie superhidrofóbica y drenante de aceite]

Las superficies superhidrofóbicas se pueden utilizar en muchos campos industriales diferentes, como tejidos impermeables en la industria textil, ventanas autolimpias y recubrimientos antihielo.

Según la definición, la superhidrofobicidad se puede lograr cuando el ángulo de contacto estático con el agua supera los 150 ° y el retraso del ángulo de contacto es bajo. Por lo tanto, la caracterización de los recubrimientos superhidrofóbicos se puede completar midiendo los ángulos de contacto estáticos y dinámicos.

Por otro lado, la superficie de drenaje de aceite se ha utilizado en teléfonos inteligentes. Por ejemplo, hacer que el monitor tenga cierta resistencia a la mancha de los dedos. No permitirán que su teléfono inteligente muestre el certificado de huella dactilar, pero pueden simplemente limpiar la grasa con un paño suave. Las direcciones potenciales de aplicación de la superescasez de aceite incluyen la separación aceite / agua y el control de gotas de aceite. La definición de superhidrofobicidad es similar a la de superhidrofobicidad, y las gotas de aceite en lugar de las gotas de agua deben formar un ángulo superior a 150 ° con una matriz sólida.

Sin mencionar la superhidrofobicidad, incluso la superhidrofobicidad es más difícil de lograr. En el aceite, la fuerza de interacción entre las moléculas de aceite es la fuerza vandewar relativamente débil. Por esta razón, las moléculas de aceite no se unen tan firmemente entre sí como en el agua, y la tensión superficial del aceite es mucho menor. Para las superficies hidrofóbicas, la energía libre superficial de los sólidos debe ser inferior a la tensión superficial del agua, alrededor de 72,8 mnn / m, pero la energía libre superficial de las superficies hidrofóbicas debe ser inferior a 20 mnn / m, que es el valor típico de tensión superficial del aceite. Para lograr una energía libre superficial tan baja, se necesita un diseño especial basado en las propiedades de la superficie, incluida la química y la rugosidad.

Gotas de agua rebotadas

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Superficie superhidrofóbica - del laboratorio a las aplicaciones de la vida real

En los últimos años, debido a su amplio potencial de aplicación en autopurificación, prevención de la contaminación, prevención del hielo, reducción de la resistencia, mejora de la transferencia de calor y otras aplicaciones, las superficies superhidrofóbicas han logrado un gran desarrollo en diseño y preparación.

[análisis de superficie y control de calidad | monitoreo de calidad]

El control de calidad, conocido como control de calidad, es una parte importante del proceso de producción de cada producto. En el control de calidad, el producto debe verificarse de acuerdo con las especificaciones y luego tomar la decisión correspondiente. El control de calidad de la superficie es un componente básico de procesos como la descontaminación, el recubrimiento y la impresión. En estas aplicaciones, el control de calidad determina si el proceso de implementación tendrá éxito.