IPAS-在線粒度檢測

2021-10-09

在很多分散體或膠體的生產過程中，比如印刷墨水或者噴墨打印墨水，對于墨水中粒度的控制有著越來越多的需求，不僅僅在實驗室需要進行粒度控制，目前很多的墨水生產企業都在實時控制生產過程中顆粒的大小及分布。這樣可以在生產過程中及時的發現問題及時解決問題，從而實現達到很好的工藝控制，這對提高產品的質量或優化產品的合格率有著重要的作用。

對于噴墨打印墨水的一個常規檢測方法是粒度測試，因為顏料的粒度對于色彩的性能有著決定性的影響。但是，目前市場上的用于粒度表征的儀器并不適合生產過程中的在線檢測。原因主要是通常需要樣品稀釋，粒度以及濃度檢測范圍的限制，還有相對較長的獲取檢測數據的時間。

作為一個公共資金的研究項目ZIM項目的聯合人—Colloid Metrix GmbH（簡稱德國CMX），開發了一款新的在線粒度分析系統IPAS。通過IPAS和動態光散射分析儀（即納米粒度儀）NANO-flex II配合使用，可以在生產過程中通過動態光散射（DLS）分析方法實現在線粒度測量，測量范圍在0.3nm-10um。

這是一種新型的測量探頭，如圖1所示，配合納米粒度分析儀NANO-flex II的測量探頭可以直接集成到生產過程中（圖2），同時也可以配合其他儀器的測量探頭，比如可以確定顏色特征，濃度以及顆粒結晶程度的各種探頭。通過實時的數據采集，可以實現生產工藝過程中墨水的粒度分布，固含量和顏色特征之間的相應關系。通過大量的數據，可以獲取實際生產工藝條件和成品噴墨墨水間的關系，這些數據和結論可以用于提高預設生產工藝參數的效率。

采用最新的在線測試探頭所做的個實驗已經完成并在相關的文獻發表了。從圖3可以看到，這里測試了一個粒度為300nm樣品。部分顯示了采用常規的動態光散射（DLS）探頭并且不攪拌樣品的結果。第二部分樣品在攪拌狀態下測試。第三部分，安裝了最新的在線檢測探頭，樣品不攪拌，而在第四部分，樣品是在攪拌狀態的。