涂料業提供各種家用和工業用產品。根據市場調研公司IHS Markit的數據，估計約有45％的涂料用于建筑物的裝飾和保護，其中包括住宅和公寓、公共建筑、植被和工廠。另有40％用于保護和裝飾工業產品。剩下的15％是不同類型的特殊涂料，如交通標識油漆，車輛漆和輪船/海洋防腐用漆。

[表面處理和涂料| 紙和包裝]

在包裝行業中，粘附性和潤濕性在許多工藝中起著關鍵作用。 包裝材料通常包括各種不同材料層以滿足保護和改進包裝內產品的所有要求

優化涂料在紙張上的粘附性

由于相對較低的成本和可再生性，紙張經常被使用作為包裝材料。紙張的阻隔性通常不足，因此不同的聚合物涂層被用于生產層壓材料。為確保層壓板具有良好的機械性能，必須對聚合物和紙張之間的粘附性進行優化。潤濕性和表面粗糙度在粘附性中起關鍵作用，并且可以通過結合接觸角和表面粗糙度測量來研究。

在最終使用紙制品之前，通常會對木纖維進行機械或化學改性。新型纖維的改進如利用納米技術進行纖維功能化，也是研究的熱點話題。可以采用張力儀或光學張力計與皮升分配器結合來研究單根纖維的性能。

粗糙度對紙張潤濕性的影響

由于其纖維狀結構，紙張和紙板表面幾乎都是粗糙的。因為它會放大表面化學物質的潤濕效果，這種粗糙度會影響潤濕性。另外，用于提高印刷質量的不同類型的等離子體和火焰處理會影響表面化學和表面粗糙度，因此評價粗糙度對接觸角的影響非常重要。

下面的例子顯示了粗糙度對接觸角的影響。 在三個不同的樣品位置測量粗糙度和水的接觸角。 特別是親水基紙，測量的接觸角在接觸角讀數中顯示出很大的變化。 通過計算粗糙度校正的接觸角剔除粗糙度的影響后，接觸角彼此更為接近。 粗糙度校正接觸角的差異是由于表面的表面化學性質。 結合接觸角和表面粗糙度測量使得評價粗糙度如何影響接觸角成為可能。

[ 表面粗糙度和潤濕性 下載]

采用潤濕性研究評價印刷質量

包裝的另一個方面是其視覺外觀。 在包裝上印刷的目的是銷售內部的產品。 印刷質量受油墨潤濕性、吸收性以及向多孔紙鋪展的影響。 在低表面能聚合物涂料上印刷可能具有挑戰性。可以采用光學張力儀測量接觸角來評價內部和表面施膠對紙張吸收性能的影響。 如果需要的話，高速攝像頭可以研究非常快速的吸收現象。

噴墨打印技術越來越多地用于家庭和辦公室打印，在工業打印、包裝行業和功能性打印應用中也變得很常見。 光學張力儀結合皮升分配器可用于演示噴墨適印性，尤其是其與紙張的相互作用。

使用力學張力儀的粉末潤濕性方法研究涂層和油墨顏料的吸收性能。

使用接觸角測量評價擠出涂布紙上的等離子體處理效果。

當印刷非吸收性和低表面能的塑料表面時，油墨和基材之間的粘附力具有挑戰性。基材的表面自由能應高于油墨的表面自由能。 為了確保良好的印刷質量，應該在印刷之前使用例如等離子體和火焰處理等表面處理方法來增加涂布基材的表面自由能。

應用文摘：包裝行業的表面處理評價

噴墨打印應用中的張力測量

噴墨印刷是一種多用途技術，廣泛應用于小型家庭和辦公室印刷、高速工業印刷以及更多新穎的功能印刷應用。由于油墨和基材之間的相互作用對于定義噴墨印刷質量至關重要，所以張力測定法在該領域中被廣泛使用。

通過比較油墨的表面張力和基材的表面能可以估計油墨和基材之間的粘附性。 采用接觸角測量來研究液滴的吸收和鋪展。 Theta光學張力儀的皮升級分配器選項通過使用壓電驅動技術生成與真實的噴墨過程中相同大小的液滴。

應用文摘：噴墨打印中的張力測量

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[表面處理和涂料| 涂料]

涂料和清漆應用于表面以提供裝飾性或保護性涂層。 作為基本要求，它們應該在表面上形成均勻、無缺陷的涂層。 表面和界面張力在涂層質量中起關鍵作用。

涂料由四部分組成; 粘合劑、溶劑、顏料和添加劑。 清漆的組成是一樣的，但它們缺少顏料。

添加劑如潤濕劑可用于降低液體的表面張力，從而更好地潤濕基材。 接觸角測量得到的表面張力可用于確定最佳潤濕劑以及優化配方中潤濕劑的量。

大多數涂層評價試驗都是基于涂層的視覺外觀，因此是定性的。 表面張力和接觸角測量都提供了可用于評價涂層性能的定量評估。 當幾種涂料配方給出的涂層外觀類似時，這種定量評價特別有用。

根據表面張力與時間的關系預測涂層行為

表面張力值給出了涂層如何在基材上擴散的程度。 較低的表面張力值通常會得到更好的涂層，但是表面張力值過低會出現流平等問題。測量表面張力的另一個方面是它作為時間函數的行為。表面老化是一種已知的現象，導致表面張力隨著時間的變化而變化。如果使用懸滴法來測量表面張力，一旦液滴形成，表面活性劑分子開始遷移到氣液界面，這將導致表面張力下降直到達到平衡為止。 達到平衡所需的時間通常應盡可能短，因為這將導致更好的涂層。

[表面和界面張力 - 它是什么以及如何測量]

采用接觸角測量和表面自由能確定基材的最佳涂料配方

在視覺檢測不能確定不同涂層之間差異的情況下，可使用接觸角測量來確定給定基材的最佳涂料配方。低接觸角通常是理想的，因為它們表現出更好的潤濕性。 雖然表面張力測量也能夠給出最佳潤濕配方的指示，但由于配方和基材之間的相互作用比初看時更為復雜，因此接觸角評價也很重要。

基材的表面自由能是與液體表面張力相當的固體性質。 表面自由能（簡稱SFE）和表面張力都是由極性力和色散力成分組成的。極性組分和色散組分在固體和液體中的分布決定了接觸角。 因此，如果極性/色散平衡比固體表面張力更低，則更高的表面張力配方可以產生更低的接觸角值。

有幾種ISO標準可用于涂料

[功能性表面| 超疏水和疏油表面]

超疏水表面可用于許多不同的工業領域，例如紡織工業中的防水織物、自清潔窗戶和防冰涂料等。

根據定義，當與水的靜態接觸角超過150°并且接觸角滯后性低時可實現超疏水性。因此，可以通過測量靜態和動態接觸角來完成超疏水涂層的表征。

另一方面，疏油表面已經被用于智能手機中。例如，使顯示器具有一定的手指抗污跡性。它們不會讓您的智能手機顯示指紋證明，但可以用軟布簡單地擦掉油脂。超疏油性潛在的應用方向包括油/水分離和油滴操控等。超疏油性與超疏水性的定義類似，油滴而不是水滴必須與固體基質形成超過150°的角度。

先不提超疏油性，即使是疏油性也比超疏水性更難實現。在油中，油分子之間的相互作用力是比較弱的范德華力。由于這個原因，油分子不像在水中那樣彼此牢固結合，并且油的表面張力要低得多。對于疏水表面，固體的表面自由能必須低于水的表面張力，約72.8mN / m，但疏油表面自由能必須低于20mN / m，這是油的典型表面張力值。要達到這么低的表面自由能，需要根據表面性質包括化學和粗糙度進行特殊設計。

彈跳水滴

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超疏水表面 – 從實驗室到現實生活應用

近年來，由于其在自清潔、防污、防結冰、減阻、增強熱轉移和其他應用方面的廣泛應用潛力，超疏水表面在設計和制備方面獲得了巨大的發展。

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