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油墨分散機(jī)研磨工藝原理——蘇州中久新材料
2023-10-10
油墨分散機(jī)研磨的主要目的就是將顏料聚集體分散于連結(jié)料中，使之形成細(xì)顆粒的分散體。由于顏料是決定油墨色彩和光學(xué)特性的關(guān)鍵，所以它不僅取決于對(duì)光的擴(kuò)散與吸收，且這些與它的顆粒大小也有關(guān)。例如在相對(duì)條件下，油墨沖淡后的飽和度(著色力)、色相等均與顏料顆粒的分散度有關(guān)，這是人所共知的。
由于顏料的化學(xué)組成與物理特性不同，故它們的分散性能也就各異。分散機(jī)運(yùn)作過(guò)程一般分三個(gè)階段，即(1)顏料聚集體開始潤(rùn)濕，(2)顏料聚集體破碎成小顆粒，即聚集體被分離，(3)用連結(jié)料置換顏料顆粒表面的空氣，即顏料顆粒表面吸附的水或氣被潤(rùn)濕介質(zhì)所取代——在顏料顆粒表面附著潤(rùn)濕介質(zhì)。
顏料顆粒在連結(jié)料體系中的情況可以這樣來(lái)說(shuō)明之：
(A)一些干的顏料顆粒由于它們的表面引力而相互“抱”在一起，顆粒之間的空間是空氣，這種現(xiàn)象叫聚集；(B)顏料顆粒良好地分散在連結(jié)料中；
(C)一些已潤(rùn)濕或分散的顏料顆粒由于某些力的作用慢慢又形成絮狀，顆粒之間是連接料，這種現(xiàn)象叫絮凝。分散體的絮凝作用取決于連結(jié)料和顏料的性質(zhì)以及絮凝物質(zhì)的出現(xiàn)；
(D)當(dāng)分散顆粒間的引力小到不可能產(chǎn)生絮凝時(shí)，則顏料顆粒就可能定向，從而形成疏松結(jié)構(gòu)。
顏料顆粒在開始潤(rùn)濕時(shí)，先應(yīng)使顏料和連結(jié)料很好地混合，為了使它們具有良好的親和性以便更快地潤(rùn)濕，所以采用表面活性劑是常用的做法。因?yàn)楸砻婊钚詣┛筛淖冾伭虾瓦B結(jié)料之間的極性，有些表面活性劑具有平衡的極性和非極性結(jié)構(gòu)，從而可在兩個(gè)表面間形成一個(gè)橋或聯(lián)結(jié)。
為了破壞這些聚集，就需要利用各種力，例如(1)物理撞擊，(2)顆粒與顆粒之間的相互碰撞，(3)通過(guò)流體(如連接料)的剪切。一般說(shuō)，比較大的聚集體(50—100微米)可以被分散設(shè)備(如三輥機(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)等)的剪切力進(jìn)行物理分散。而比較小的顏料聚集體則大多是由于包在顏料聚集體外面的連接料的剪切作用而分散的。連結(jié)料對(duì)顏料的剪切作用主要是由于(1)連結(jié)料對(duì)研磨表面的粘附；(2)連結(jié)料對(duì)顏料表面的粘附；(3)連結(jié)料的內(nèi)粘附(內(nèi)聚力)強(qiáng)度，即粘性。
當(dāng)以連結(jié)料置換(替代)包在顏料外面的空氣時(shí)，潤(rùn)濕過(guò)程才算后完成，達(dá)到了分散的目的。這個(gè)過(guò)程可以提高顏料的透明度，降低顏料顆粒間的引力，這是由于在顏料和連結(jié)料之間形成了反抗聚集的物理鏈，使顏料顆粒不能再聚集之故。
顏料分散后形成的分散體的穩(wěn)定性主要取決于以下三種力：(1)排斥的靜電力——由顏料顆粒表面的離子或帶電基團(tuán)而引起；(2)吸引的倫敦—范德華引力——由于顏料顆粒和連結(jié)料之間的介電常數(shù)不同而引起；(3)由于顆粒表面出現(xiàn)的不帶電基團(tuán)(使顆粒間相互像一個(gè)柵欄一樣)而引起的“位阻”穩(wěn)定作用。由于排斥性的靜電力在水性介質(zhì)中比較明顯，而吸引性的倫敦—范德華力則在有機(jī)和水性介質(zhì)中均有，故顏料分散體在有機(jī)介質(zhì)中的穩(wěn)定性，一般是取決于“位阻”效應(yīng)的。
由于電的力量而排斥的理論，即DLVO理論，它基于當(dāng)介質(zhì)中的一種可離子化的物質(zhì)以正或負(fù)離子的形式吸附在顏料表面上，其相對(duì)應(yīng)的電荷擴(kuò)散入介質(zhì)中后，就會(huì)發(fā)生電荷排斥。故這些顆粒就會(huì)得到一種相似的電荷，雖然分散體中出現(xiàn)了這些電荷，但其保護(hù)力也會(huì)隨著因陸續(xù)加入更多的連結(jié)料而破壞。如果在分散體中一次加入大量的連結(jié)料時(shí)，就會(huì)發(fā)生“肢體震蕩”效應(yīng)。這樣，由于顏料體積的變化，顏料顆粒會(huì)發(fā)生再聚集作用。同樣，在體系中加入過(guò)量的溶劑時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種情況，因?yàn)槿軇?huì)從顏料顆粒上洗去連結(jié)料。
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