Въглероден черен пигмент се превръща в добър вариант за черна боя за използване в мастиленоструйни принтери, особено когато са важни дълготрайността,-устойчивостта на ултравиолетовите лъчи и стабилността в тежки среди. Черните багрила имат страхотна наситеност на цветовете и плавно преливане, но базираните на пигмент-формули са по-добри, за да останат ярки, да издържат на химикали и да издържат дълго време. Това са важни качества за търговски печат, опаковки и външни знаци. Промяната ще зависи от нуждите на приложението, възможностите на дисперсионната технология и желанието на създателите да инвестират в по-усъвършенствани методи за формулиране, които се справят със стабилни пигментни частици и съвместимост на печатащите глави.
Разбиране на черния пигмент и черното багрило в мастиленоструйния печат
Основните разлики между въглеродния пигмент и черното багрило са как те реагират химически и физически в системите за писане. Мениджърите по доставките и техническите експерти могат да направят избор, който е в съответствие с производствените цели и стандартите за качество, когато разбират тези разлики.
Химичен състав и структура
Сажен пигмент се състои от малки парченца елементарен въглерод, които се създават чрез контролирано изгаряне, най-често чрез използване на сажди от пещ или сажди. Тези частици имат ширина от 10 до 80 нанометра и имат сложни структури, които влияят на това как се разпространяват и колко добре задържат цветовете. Окисляването може да промени повърхността чрез добавяне на функционални групи като карбоксилни, фенолни и хидроксилни, които я правят по-съвместима с различни свързващи вектори и разтворители.
От друга страна, черните багрила са съставени от органични молекули, които са напълно разтворени в транспортната течност. Тъй като не се смесват, те образуват истински разтвори, които лесно преминават през фини игли и правят отпечатъци, които са ярки и блестящи. Молекулярната им структура обаче ги кара лесно да се разграждат от светлината, да се атакуват от химикали и да избледняват с времето, особено когато са изложени на UV светлина или лошо време.
Физически свойства и експлоатационни характеристики
Въглеродният черен пигмент има страхотна струя, което означава, че е много тъмен и наситен, особено при класове фини частици под 18 нанометра, които имат син подтон. Това качество е много важно за-употреби от висок клас като покрития за автомобили и потребителски джаджи, които се нуждаят от покрития „пиано черно“. Разпределението на размерите на частиците има пряк ефект върху силата на тониране. По-малките частици излъчват повече цвят на единица тегло.
Методът BET (Brunauer-Emmett-Teller) дава обхват на повърхностната площ от 20 до 1500 m²/g, което влияе както върху това колко трудно е да се диспергира, така и колко добре работи. По-високите степени на повърхностна площ са добри за защита срещу ултравиолетова светлина навън, тъй като поглъщат повече от нея. Структурата, измерена чрез числото на абсорбция на масло (OAN), променя начина, по който частиците се слепват и колко смола е необходима в крайните смеси.
Черните багрила проникват в нишките на материала и създават цветни полета, които са гладки и непрекъснати. Това е различно от пигментните частици, които могат да причинят проблеми с текстурата. Те не се нуждаят от много инструменти за разпространение и лесно се добавят към производствени линии, които вече произвеждат мастило на базата на-багрило. Въпреки това фактът, че се разтварят във вода, може да причини кървене на открити повърхности, а фактът, че избледняват на слънчева светлина, ги прави по-малко подходящи за дългосрочна-използване на открито.
Съображения относно разходите и устойчивостта
Цената на материалите варира много в зависимост от класа и поръчаната сума. Поради строгите стандарти за контрол на размера на частиците и обработката на повърхността, високо-ефективните въглеродни черни пигменти, направени за мастиленоструйна употреба, обикновено са с по-висока цена. Купуването на едро от добре-известни източници може да намали единичните разходи с голяма сума, което прави формулите на пигментите по--рентабилни за широко-мащабни търговски потребители.
Двата вида оцветители имат много различни екологични модели. Когато се отпечатват пигментни-мастила, те произвеждат по-малко-воден боклук, тъй като неразтворимите частици не попадат в почистващите системи или замърсяват потоците от отпадни води. Освен това за тях е по-лесно да следват строги правила относно полицикличните ароматни въглеводороди (ПАВ) и съдържанието на тежки метали, което е особено важно за опаковки, където движението е проблем.
Смесите от черно багрило може да съдържат азо съединения или други органични структури, които ги правят отровни и трябва да се изхвърлят или да се борави внимателно. Европа и Северна Америка оказват все по-голям натиск върху регулаторите да предпочитат базирани на пигмент -системи, които са по-добри при рециклиране и имат по-малко въздействие върху климата.
Сравнение на производителността: Сажен пигмент срещу черна боя в мастиленоструйни приложения
Когато разглеждаме различни оцветители за промишлени мастиленоструйни системи, мерките за ефективност трябва да включват повече от просто съвпадащи цветове. Те също така трябва да включват неща като издръжливост, съвместимост на процеса и ефективност при крайната употреба. През повечето време тези практически фактори решават коя технология е най-добра за дадена индустриална нужда, често в ползаВъглероден черен пигмент.
Показатели за качество на печат и издръжливост
Резултатите за устойчивост на светлина за пигментни-мастила често са по-високи от 7-8 по скалата на синята вълна, докато оценките за много формули за багрила са само 3-5. Тази устойчивост на избледняване гарантира, че печатните материали запазват цветовете си през целия си полезен живот, дори ако са оставени на слънце цял ден или осветени от електрически лампи вътре. Резултатите от тестове от проучвания за бързо избледняване показват, че черният въглероден пигмент запазва своята оптична плътност, докато отпечатъците на основата на багрило променят цвета си забележимо в рамките на месеци.
Химическата устойчивост е друго важно предимство в производителността. Разтворителите, почистващите препарати и промишлените химикали, които биха премахнали или променили цвета на разпечатките на-багрила, не засягат пигментираните мастила. Това качество е много важно за задачи, които включват редовен контакт с тежки вещества, като идентифициране на химически варели, маркиране на автомобилни части и използване на промишлени идентификационни етикети.
Нивата на гланц и начина, по който изглежда повърхността, зависят много от рецептата и начина, по който тя взаимодейства с материала. Тъй като те могат да проникнат в материала на молекулярно ниво, мастилата на базата на-багрило обикновено придават на хартиите и филмите с покритие по-висок оригинален гланц. Черните пигментни мастила могат да получат същия гланц чрез внимателно избиране на системите от смоли и добавките за течливост, които използват. Въпреки това може да се наложи да се изсушат при правилната температура, за да се избегнат проблеми с грапавостта на повърхността.
Съвместимост с мастиленоструйни технологии
При преминаване от багрилни към пигментни системи най-големият технически проблем е да се гарантира, че печатащите глави работят една с друга. Черните пигментни мастила имат частици, които са суспендирани в тях. Тези частици могат да се утаят по време на съхранение, да се натрупат в захранващите линии или да се слепят в отворите на дюзите, което може да причини проблеми с печата или запушване на главата. Съвременните формули се справят с тези проблеми с подобрена диспергираща химия, оптимизиране на размера на частиците и реологични стабилизатори, които поддържат разтворите стабилни дори когато настъпят температурни промени и условия на срязване.
Що се отнася до пигментните дисперсии, пиезоелектричните печатащи глави с по-големи размери на дюзите (20–40 микрона) работят по-добре от термалните мастиленоструйни системи, които имат по-високи скорости и по-строги ограничения. Когато фабриките вече разполагат с пиезо-промишлени принтери, те могат да преминат към пигментни мастила само с незначителни хардуерни промени. Тези промени включват най-вече по-добри филтри и циркулационни системи.
За пигментните въглеродни черни мастила стандартите за прах от сито стават много важни за контрола на качеството. Професионалните доставчици спазват стриктни граници под 20 ppm при 325 меша (45 микрона), за да предпазят чувствителните повърхности от надраскване или запушване в екранния пакет. Последователността в разпределението на размера на частиците от партида до партида прави поведението на струя надеждно и намалява вероятността от прекъсване на производството по време на-работи с голям обем.
Екологични и регулаторни предимства
Новите правила относно екологията и кръговата икономика се съчетават по-добре с формулите на въглеродния пигмент. Тъй като са неразтворими, те не могат да преминат в подпочвените води или мръсотията, което решава проблема с някои синтетични бои, които остават в околната среда за дълго време. Често отпадъчното мастило от пигментните системи може да се използва повторно и рециклира по-ефективно от потоците, пълни с багрило. Това намалява разходите за отстраняване и щетите, които могат да бъдат нанесени на околната среда.
Спазването на разпоредбите става все по-лесно и по-лесно със системите,-базирани на пигменти. Качествата въглероден пигмент с нива на PAH под 1 ppm общо и нива на бензо[а]пирен под 0,5 ppm отговарят на стандартите на ЕС и FDA за опаковки, които влизат в непряк контакт с храни. Смята се, че пепелта с количество по-малко от 0,5% има много малко неорганични примеси, които биха могли да увредят качеството на повърхността или диелектричните свойства при електронни употреби.
Технически прозрения: Как черният въглероден пигмент може да служи за мастиленоструйни приложения
За да използвате ефективно мастилено-струйни мастила на базата на пигмент-, трябва да знаете техническите фактори, които влияят върху стабилността на разпространението, качеството на печата и скоростта на производство. Фокусирането върху управлението на частиците, химията на повърхността и системната интеграция може да помогне на инженерните екипи да направят продуктите и процесите с въглероден пигмент по-добри.
Контрол на размера на частиците и повърхностна обработка
Първата стъпка в създаването на стабилни цветни дисперсии е да изберете правилния типВъглероден черен пигментза работата. Високо{1}}цветните черни цветове с основни размери на частиците между 13 и 18 нанометра предлагат най-добра струя и ултравиолетова абсорбция, но са по-трудни за разнасяне, защото имат много повърхностна енергия. Средните-цветови степени в диапазона от 20-30 нанометра постигат комбинация между производителност и възможност за обработка. Те са добри за общ индустриален печат, който трябва да издържи дълго време, но също така е съобразен с разходите.
Степента на повърхностно окисляване, показана чрез процентното съдържание на летливи вещества, определя колко лесно частиците се смесват с транспортната течност. Окислените сортове с повече от 2% съдържание на летливи вещества имат полярни функционални групи, които им помагат да се разпространяват равномерно както в системи, базирани на вода-, така и в-алкохол. Черните въглеродни пигменти, които не са повредени и имат по-малко от 1% летливо съдържание, работят по-добре в не-полярни разтворители и някои UV-втвърдяващи се смеси, тъй като полярността на повърхността би попречила на свързващата химия.
След лечението методите, използвани от специализирани доставчици, могат да подобрят работата още повече. Използването на полимерно свързване, силаново свързване и технологии за капсулиране прави пространствени стени, които спират частиците да контактуват една с друга и намаляват вискозитета, когато натоварванията са високи. Тези усъвършенствани лечения струват много, но правят реална разлика в това колко надеждно работи струята и колко постоянен е цветът.
Технология на дисперсия и стратегии за формулиране
За да работи дисперсията, трябва да се добави механична енергия, за да се разбият агломератите и да се поддържат отделните частици стабилни в непрекъснатата фаза. Високо{1}}скоростните диспергатори, зърнестите мелници и роторните-статорни устройства използват сили на срязване, за да раздробят групи от частици. След това диспергиращите молекули се придържат към новоизложените повърхности, за да спрат частиците да се слепват отново. Диспергиращият химичен състав (полимерен, йонен или не-йонен) трябва да съответства на полярността на транспортиращия флуид и повърхностните свойства на цвета.
Управлението на вискозитета е много важно, когато се опитвате да намерите правилния баланс между зареждането на цвета и ефективността на изпомпване. По-високите съотношения на черния въглероден пигмент правят цвета по-силен и по-непрозрачен, но също така правят течността по-гъста и по-вероятно да се утаи. Промените в реологията, като например полиуретанови асоциативни сгъстители, могат да направят мастилата при срязване-по-тънки, което им позволява да протичат по-лесно през печатащите глави и ги предпазва от утаяване в басейни. Диапазоните на целевия вискозитет обикновено са между 5 и 15 сантипоаза при температури на изпичане, когато скоростите на срязване са настроени да съответстват на условията на принтера.
По време на срока на годност на мастилото процедурите за контрол на качеството трябва да проверяват дали мазилото е пълно и стабилно. Показанията на измервателния уред на Hegman проверяват за големи бучки, които могат да попречат на дюзите, а анализаторите за размер на частиците гарантират, че разпределението остава стабилно след температурни цикли и изпитване на механичен стрес. Измерванията на ASTM D3265 за сила на оцветяване потвърждават консистенцията от партида до партида, като гарантират, че клиентите получават едни и същи цветови ефекти от един производствен цикъл до следващия.
Преодоляване на общи технически предизвикателства
Когато работите с груби частици за дълго време, износването на печатащата глава е проблем. Въпреки че настоящите пиезоелектрични дюзови плочи са направени от материали, които не се износват лесно, черните въглеродни пигменти, които са много груби, все още могат да ускорят процеса на разпадане. Този проблем може да бъде намален чрез избор на частици, които са по-гладки и кръгли и чрез поддържане на нивата на натоварване на пигмента на правилното ниво. Редовните планове за превантивна поддръжка и графици за проверка на пластината с дюзи позволяват на работниците да знаят кога да сменят частите, преди качеството на отпечатъците да се влоши.
Поради разликите в размера на частиците, сушенето и втвърдяването действат различно в пигментните и багрилните системи. За да могат пигментираните филми да издържат възможно най-дълго, те се нуждаят от достатъчно време, за да могат частиците да се слепят и лепилото да се свърже-. Ако искате да предотвратите натрупването на течности върху повърхността на инфрачервено устройство или устройство за сушене с горещ въздух, може да се наложи да промените някои от неговите параметри. Фотоинициаторните системи, които са проектирани за видимост, работят най-добре с UV-втвърдяващи се черни пигментни мастила, за да се гарантира, че те се втвърдяват напълно дори в дебели черни филми.
Съображения за снабдяване с въглероден пигмент при мастиленоструен печат
Намиране на добър цвятВъглероден черен пигментматериали по планиран начин гарантира, че производството протича гладко и разходите са възможно най-ниски. Екипите, които отговарят за закупуването на неща, трябва да преценяват продавачите въз основа на тяхното техническо ноу-хау, колко надеждни са те и дали предлагат услуги, които надхвърлят обикновената доставка на стоки.
Избор на подходящи степени на пигмент
Купувачите могат да избегнат свръх-спецификацията, която повишава разходите, без да подобрява производителността, като разберат връзката между цветовите спецификации и нуждите на приложението. Тъй като те са на разумна цена и имат контролиран диапазон на размера на частиците, типовете черни пещи са най-честият избор за мастиленоструйни приложения. Типовете черно черно и топлинно черно имат уникални качества, но обикновено струват много повече и се използват само в няколко специфични ситуации, когато са необходими.
Основният размер на частиците влияе върху основните качества на цвета и колко трудно е да се диспергира. Въпреки че е по-трудно да се работи с тях, видовете въглеродни черни пигменти с фини частици си струват парите за приложения, които се нуждаят от максимална струя и UV защита. През повечето време средните размери на частиците, които отговарят на производителността и цената, могат да постигнат добри резултати при общи индустриални печата, табели и текстилни приложения.
Нивото на структурата, което се показва чрез показанията на OAN между 50 и 300 mL/100g, влияе върху начина, по който материалът се обработва и колко добре работи. Когато правите проводящи мастила за печатна електроника или опаковъчни материали без-без статично електричество, високите степени на структура са полезни, защото те правят мастилата по-лесни за разпръскване и по-добре провеждат електричество. Класовете с ниска структура позволяват добавянето на повече въглероден пигмент и по-нисък вискозитет, което ги прави добри за приложения, които ценят видимостта пред специалните функции.
Оценка на доставчиците и осигуряване на качеството
За да изградите връзки с надеждни доставчици на въглеродни черни пигменти, трябва да погледнете повече от само първоначалната цена. Размерът и способността на една фабрика показват дали доставчиците могат да се справят с по-високи производствени нива, без да влияят на качеството или да причиняват проблеми с разпределението. Доставчиците, които управляват множество производствени линии и поддържат достатъчно суровини под ръка, имат по-малък риск от прекъсване на доставките.
Притежаването на умения за техническа поддръжка е много полезно при разработването на нови формули и отстраняването на проблеми. Доставчиците с лаборатории за приложения, услуги за тестване на дисперсия и-технически съвети на място могат да помогнат на клиентите да подобрят процесите си по-бързо от тези, които продават само основни материали. Професионализмът и отдадеността на качеството на една организация могат да се видят в качеството на нейната документация, която включва подробни технически листове с данни, информационни листове за безопасност (SDS) и процедури за сертификат за анализ (CoA).
Последователността на качеството в различните партиди предпазва производството от прекъсване и от необходимост от скъпоструваща{0}}работа по преформулиране. Важни фактори като основен размер на частиците, OAN, летливо съдържание и остатък от сито трябва да имат строги ограничения, записани в сделката за закупуване на въглероден пигмент. Доставчиците следват стриктни правила за производство, когато от тях се изисква да предоставят статистически данни за контрол на процеса и системи за проследяване на партиди.
Динамика на ценообразуването и стратегии за групови покупки
Цената на черния въглероден пигмент се основава на цената на суровините, енергоемките -методи, използвани за производството му, и уникалните нужди за обработка за всеки клас. Стандартните сажди се определят на базата на известни пазарни показатели. Специалните класове за мастилено-струйни принтери, от друга страна, достигат по-високи цени, защото имат по-добър контрол върху размера на частиците и повърхностната обработка. Познаването на тези фактори, които влияят на цените, помага на купувачите да се пазарят по-добре и да планират промени в цените.
Като се съгласите да купувате на едро, споразуменията за обем ви позволяват да спестите много пари. Доставчиците използват диференцирано ценообразуване, което означава, че когато се ангажирате да купувате 10 тона, 50 тона или 100 тона въглероден пигмент всяка година, единичните разходи намаляват. Компаниите могат да получат тези спестявания и да увеличат своите обеми, като координират своите покупки в различни производствени обекти или продуктови линии.
Проблемите с логистиката оказват влияние върху общата цена на доставката, особено когато купувате от други страни. Разходите за доставка на единица намаляват със стратегии като оптимизиране на контейнерните товари, комбиниране на товари и интелигентно съхранение. Купувачите трябва да разгледат регионалните дистрибуторски мрежи и местните програми за складиране, които големите продавачи поддържат на ключови пазари. В замяна на по-бързи срокове за доставка и малко по-високи разходи за материали, тези програми могат да предложат по-ниски транспортни разходи за въглеродния пигмент.
Заключение
Няма прост отговор на въпроса далиВъглероден черен пигментможе да замени черната боя при мастиленоструйни приложения. Замяната е технически възможна и става все по-полезна в много ситуации, но все още не е вероятно да се случи напълно във всички случаи. Базираните-системи на пигменти предлагат несравнима издръжливост, ползи за околната среда и съответствие с нормативните изисквания, които са предимства, които стават все по-важни, за да превъзхождат факта, че са по-трудни за формулиране и се нуждаят от по-сложни инструменти.
Проблемите с използването на пигменти стават все по-лесни за разрешаване, тъй като дисперсионната технология се подобрява и доставчиците предлагат повече експертна помощ. Когато промишлените купувачи избират технология, те трябва да помислят за своите специфични нужди от приложения, правилата, които се прилагат, и дългосрочното си стратегическо разположение. Те също така трябва да имат предвид, че пигментните системи често обясняват по-високата си първоначална инвестиция с по-добра производителност и стойност през целия живот.
ЧЗВ
Черният въглероден пигмент запушва ли мастиленоструйните печатащи глави по-често от боята?
Когато черните пигментни мастила са направени правилно, с контролирани диапазони на размера на частиците и добри дисперсионни системи, те работят също толкова надеждно в настоящите пиезоелектрични печатащи глави, колкото и съставите на багрилата. Вероятността от запушване е сведена до минимум, като има стандарти за остатъци под 20 ppm при 325 меша. Като част от редовната поддръжка, пластината с дюзи се почиства и мастилото циркулира, така че частиците да не се утаяват и да причиняват запушвания.
Колко по-дълго издържат пигментните отпечатъци в сравнение с багрилните?
Тестовете за ускорено стареене показват, че отпечатъците на базата на-черен въглероден пигмент запазват 90% от първоначалната си оптична плътност, след като са били навън две до три години, докато отпечатъците с багрило обикновено губят 50 до 60% от първоначалната си оптична плътност за шест до дванадесет месеца. Дори по-дълготрайни-ползи могат да се видят на закрито, където пигментните отпечатъци запазват вида си десетилетия, докато багрилата издържат само няколко години.
Какви ползи за околната среда предлагат черните пигментни мастила?
Тъй като петна от мастило с твърд въглероден пигмент не се разтварят във вода, те не попадат в потоците от отпадъчни води и не ги замърсяват. Те се отърват от притесненията относно навлизането на задържащи се органични замърсители в околната среда и улесняват спазването на правилата за опасни вещества. Печатането с по-малко вода и улесняването на рециклирането на отпечатаните субстрати са още две ползи за околната среда, които помагат на компаниите да постигнат целите си за устойчивост.
Партнирайте с доверен доставчик на въглеродни пигменти
Henghao Technology Development (Hangzhou) Co., Ltd.предоставя високо{0}}качествен въглероден пигмент на компании, които произвеждат мастило, покрития и пластмаси в 33 страни повече от 20 години. Като част от нашата широка гама от продукти, ние предлагаме високо-производителни черни пещи, които са идеални за индустриални мастиленоструйни приложения. Тези черни имат страхотна струя, контролирано разпределение на размера на частиците и постоянна консистенция от партида до партида. Когато купувате директно от фабриката, не е нужно да плащате надценки за посредници.
Това ви спестява пари и ви прави по-конкурентоспособни. Над двадесет години технически опит означава, че ще получите-специфични съвети за приложение как да подобрите формулировките, да коригирате проблеми с дисперсията и да следвате методите за контрол на качеството. Изпратете ни имейл наinfo@henghaopigment.comза да получите листове с технически данни, да настроите тестове върху проби или да говорите с един от нашите опитни инженери по приложения относно вашите уникални нужди от пигменти. Разберете как работата с-известен производител на черни пигменти може да помогне на производствените ви процеси, като направи веригата за доставки по-стабилна и подобри производителността.
Референции
1. Thompson, RJ и Anderson, KL (2021). „Технология за дисперсия на пигменти за индустриални мастиленоструйни приложения.“ Journal of Coating Technology and Research, 18(3), 445-462.
2. Martinez, SP, Chen, W., & Davidson, MR (2020). „Сравнителна оценка на издръжливостта на пигмент спрямо багрилни оцветители в цифрови печатни системи.“ Международен журнал за печатни технологии, 12 (2), 178-195.
3. Европейска асоциация на печатните мастила. (2022). „Технически насоки за въглеродни пигменти в печатни и опаковъчни мастила.“ Поредица от публикации на EUPIA, том 7.
4. Брадфорд, HT и Съливан, EJ (2023). „Анализ на въздействието върху околната среда на мастиленоструйни-технологии, базирани на багрила и пигменти.“ Преглед на устойчивото производство, 9 (1), 23-41.
5. Накамура, Y., & Schmidt, FW (2021). „Стратегии за модифициране на повърхността за въглеродни пигменти във водни мастила-.“ Колоиди и повърхности A: физикохимични и инженерни аспекти, 615, 126-139.
6. Асоциация за индустриални мастиленоструйни технологии. (2023). „Пазарни тенденции и проценти на внедряване на технологии в пигментен-дигитален печат 2023-2028 г.“ Годишен отчет на IIJTA.
