IPAS

Inline Partikelanalyse z.B. bei der Herstellung von Inkjet-Tinten

In vielen Herstellungsprozessen von Dispersionen wie bei Drucktinten bzw. Inkjet-Tinten, gibt es einen steigenden Bedarf, Dispersionen bereits während der Herstellung in Echtzeit zu messen. Dadurch werden eine optimierte Prozesskontrolle sowie eine energieeffiziente Produktherstellung möglich. Durch kontinuierliche Messung kann eine hervorragende Qualitätssicherung des Verarbeitungsprozesses bzw. des Endproduktes erzielt werden.

Die Partikelgrößenmessung ist eine wichtige Messmethode bei der Inkjet-Tintenherstellung, da die Pigmentgröße einen entscheidenden Einfluss auf die Farb- und Produkteigenschaften hat. Jedoch sind die bisher am Markt verfügbaren Messgeräte zur Partikelcharakterisierung nicht für eine Inline Messung während des Herstellungsprozesses geeignet. Gründe dafür sind die für die Analyse oft erforderliche Probenverdünnung, der eingeschränkte Partikelgrößen- und/oder Konzentrationsmessbereich sowie die relativ lange Dauer einer Messdatensatzaufnahme.

Im Rahmen des öffentlich geförderten ZIM-Projektes entwickelten die Partner des Netzwerks nanoInk ein neues Inline Partikel Analyse System – IPAS. Mit IPAS ist es möglich, Produkte mit einer Partikelgröße von 0,8 nm bis 10 µm mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS) während der Herstellung inline zu charakterisieren.

Der neuartige Sondenmesskopf kann direkt in den Verarbeitungsprozess (Abbildung 2) integriert werden. Der Messkopf soll künftig durch weitere Sonde ergänzt werden, um Farbeigenschaften sowie Konzentrationen und Kristallinität der Partikeln zu bestimmen. Durch eine Live-Datenaufnahme könnte die Korrelation von Farbeigenschaften mit der Partikelgrößenverteilung und der Feststoffkonzentration in Abhängigkeit des Herstellungsfortschritts realisiert werden. Durch eine große Datenbasis ist es möglich, Informationen über den aktuellen Herstellungsfortschritt von etablierten Inkjet-Tinten zu bekommen, wodurch auf die Effektivität der eingestellten Verarbeitungsparameter rückgeschlossen werden kann. In Folge kann eine schnelle Prozessoptimierung erreicht werden.

Mit dem neuen IPAS Inline-Messkopf lassen sich nun auch DLS-Messungen in bewegten Medien durchführen. Abbildung 3 zeigt verschiedene Messergebnisse einer Probe mit Partikeldurchmessern von ca. 300 nm. Zu den möglichen Anwendungsgebieten zählen u.a. Rührwerkskugelmühlen zur Dispersion von Pigmenten (Abbildung 4).

Broschüre zum Download (PDF, 3 MB)

Laufzeit des Projekts: Das Projekt wurde im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des BMWi gefördert.

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Projekt IPAS

Projektpartner:

Shortfacts:
Bestimmung der Partikelgrößenverteilung in bewegten Medien bspw. bei der Herstellung von Inkjet-Tinten.