² 顏料及其它助劑的選擇
顏料分為無機顏料和有機顏料,要根據特定需求篩選出顏色適宜、顆粒松弛、聚合度小、易于分散的顏料作為原料。良好的分散性能要求顏料顆粒變小,且顏料粒子和粒徑分布呈“正態分布”曲線。要獲得良好的顏料應用特性,必須使顏料聚集體粉碎成顏料生產者所要求的晶體粒徑,即力求減少過大或過小的粒子,即顏料粒徑分布盡量集中在一個較窄的范圍內。我們選擇的顏料考慮到成本大多選用國產,個別由于性能的要求需要進口。根據墨水性能的要求,進而選擇合適的助劑,比如防腐劑等。
生產工藝:
¯ 粒徑要求
作為墨水用色漿,為了防止在書寫中造成筆頭堵塞,所以要求顏料粒子必須足夠小(接近納米級)。顏料由于粒徑細小,比表面積大,表面自由能會促使它們以聚集狀態存在,使其在色漿中不易分散,不能充分發揮其著色能力。把顏料制成色漿就是通過加人分散劑等化學助劑,浸潤到顏料粒子中去,再通過機械研磨使其在剪切力作用下,由聚集態解聚成穩定的個體粒子懸浮在分散液中。但被分散的顏料離子間還是有產生凝聚的傾向。因此,選擇一種好的分散劑顯得尤為重要。
¯ 分散設備與工藝
色漿能否有很好的穩定性是制備色漿最關鍵的技術之一。首先要保證顏料充分有效分散,還要促進高度分散的顏料穩定而不重聚,同時還要克服色漿中高聚物對顏料的裹帶而使顏料的分散遭到破壞,這是體系的穩定保證。而分散研磨顏料是保證色漿穩定的第一步,也是制成的重要環節。
在確定了色漿的制成配方后還要正確的選擇分散設備和工藝。在制備前須將色漿的預混料充分地預分散,使其均勻混合,不出現大的附聚物,利于色漿的研磨分散。由下圖能清楚地看出隨著研磨速率的增加,被研磨的顏料粒徑逐漸減少。分析認為,速率的增加使得研磨珠子與顏料的碰撞機會增多,那么研磨珠子對顏料粒子的剪切機率相應增大,從而使顏料粒子由大變為更小,也就是平均粒徑變小。
由上圖可看出隨著研磨時間的延長,顏料粒子粒徑大小也有所降低。但四小時以后,隨著時間的延長,粒徑的變化已不再那么明顯變小。說明,不能一味使用加強研磨時間而使粒徑變小的目的。因為,顏料粒徑的變小還受到配方、研磨介質和速率等多方面的制約。