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高壓微射流在高端墨水上的應(yīng)用
上海奧法美嘉生物科技有限公司 2022/08/12 | 閱讀:595
產(chǎn)品配置單: 方案詳情:
高壓微射流在墨水上的應(yīng)用 摘要:隨著墨水行業(yè)的發(fā)展,,使得原先多用于醫(yī)藥、材料行業(yè)的高壓均質(zhì)機(jī),現(xiàn)已被廣泛用于染料、顏料和噴墨打印墨水等工業(yè)生產(chǎn)中。部分取代了砂磨類型的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了“超細(xì)粉碎”工藝的重大變革。數(shù)碼噴墨和噴墨打印墨水中著色劑的顆粒細(xì)度對(duì)其有十分重要的影響。若顆粒稍大,必會(huì)堵塞打印機(jī)的噴頭,也會(huì)使顏料著色劑易于沉淀,影響圖像的形成和穩(wěn)定性。一定程度上,顏料著色劑分子顆粒越小,墨水的穩(wěn)定性相對(duì)越好。 目的:使用微射流技術(shù)制備墨水,實(shí)現(xiàn)顆粒超細(xì)粉碎并對(duì)其進(jìn)行表征。 方法:使用意大利PSI微射流均質(zhì)機(jī)進(jìn)行制備、采用粒徑分析設(shè)備、穩(wěn)定性分析設(shè)備進(jìn)行表征。 關(guān)鍵詞:墨水、粒度、高壓均質(zhì)、微射流 一、基本概述 1.1 墨水的介紹 墨水是一種含有色素或染料的液體,墨水被用于書寫或繪畫。最早的墨水有使用金屬、胡桃殼或種子制作的染料或使用魚、章魚等水生動(dòng)物的墨汁。 目前國家對(duì)墨水的顆粒大小并未明確相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),只有企業(yè)內(nèi)部的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。顆粒大小對(duì)于墨水本身的呈色性能以及穩(wěn)定性能起著至關(guān)重要的作用,另外如果墨水本身顆粒過大也易造成墨水噴頭發(fā)生堵塞。 1.2 墨水的傳統(tǒng)制作工藝 常規(guī)墨水的制作工藝主要分為四個(gè)部分,分別是溶膠、拌料、軋碾、摻和。 ①溶膠:將骨膠、純堿、石碳酸等按比例混合放入攪拌容器中,按定量加入清水,用蒸汽(100℃-120℃)加壓進(jìn)行攪拌催化,約4小時(shí)即可溶為膠液。 ②拌料:將膠液移入槳式攪拌器中,按定量加入墨灰,再按比例將熱水兌入膠液中,經(jīng)過充分?jǐn)嚢瑁蛊涑蔀榫鶆虻哪唷?/span> ③軋碾:將墨膏放入磨機(jī)磨細(xì)軋勻,以增加墨汁的穩(wěn)定性,研磨得越細(xì),墨汁的光度和色澤就越好,淀性也越小。 ④摻和:在軋碾好的墨膏內(nèi)分次加入50℃熱水經(jīng)充分?jǐn)嚢枋蛊涑蔀榱髻|(zhì),再加入樟腦油和太古油,緩緩加入溫水,把墨汁調(diào)節(jié)到適當(dāng)濃度,攪拌均勻,靜置到一定時(shí)間后,用60目的銅紗鑼篩過濾,經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量合格,即可灌裝。 整個(gè)墨水的制備流程大體上遵循配料、預(yù)分散、研磨、分散攪拌、過濾充填包裝5個(gè)流程。 二、制備技術(shù) 2.1 常見墨水制備設(shè)備 分散、研磨步驟是墨水制備過程中至關(guān)重要的。常規(guī)墨水的分散研磨設(shè)備有三輥機(jī)、球磨機(jī)和捏合機(jī)。
表一 常見分散研磨設(shè)備 2.2 PSI微射流制備墨水 常規(guī)墨水分散、研磨設(shè)備為以上所述三種,微射流作為一種新式制備設(shè)備越來越受到墨水行業(yè)的關(guān)注。 PSI-20小試型微射流高壓均質(zhì)機(jī)是一款全數(shù)字控制的高壓均質(zhì)機(jī),設(shè)計(jì)用于乳化、解聚、分散和粒度減小。 圖一 PSI-20高壓微射流均質(zhì)機(jī) 該系統(tǒng)基于固定幾何形狀的處理室,能夠承受超過2000bar的壓力,每小時(shí)的生產(chǎn)量為20升。這提供了精細(xì)和均勻的粒度分布。PSI-20可在60 ml至連續(xù)進(jìn)料范圍內(nèi)的閉環(huán)和開環(huán)配置中運(yùn)行。 我們使用1400Bar的壓力均質(zhì)4次,并采用美國PSS粒度儀公司制造、生產(chǎn)的納米粒度分析儀Nicomp Z3000進(jìn)行PSD粒度分析,結(jié)果如下:
圖二 Gussian粒徑分布圖 上圖四條曲線分別表示均質(zhì)1~4次的PSD檢測(cè)結(jié)果譜圖,紫、藍(lán)、紅、綠分別代表1400Bar壓力下均質(zhì)1、2、3、4次,未均質(zhì)前,原料粒度分析平均粒徑檢測(cè)結(jié)果為1957nm,當(dāng)均質(zhì)1次后,粒徑檢測(cè)結(jié)果為291.4nm,均質(zhì)2次后粒徑減小為135.8nm,隨著均質(zhì)次數(shù)的增加,粒徑所減小的幅度越來越小,最終處理4次后該墨水粒徑檢測(cè)結(jié)果為67.5nm。
2.3 PSI微射流的優(yōu)勢(shì) 目前市面上的微射流生產(chǎn)廠家眾多,所使用的基本原理也都一樣,但意大利PSI高壓微射流均質(zhì)機(jī)憑借自身優(yōu)勢(shì)更加受到廣大用戶歡迎。 表二 意大利PSI高壓微射流均質(zhì)機(jī)優(yōu)勢(shì)介紹
三、結(jié)論與總結(jié) 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截止到2020年,全球墨水市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到200億美元。我國油墨行業(yè)整體產(chǎn)銷量也呈逐步增長(zhǎng)趨勢(shì),我國墨水年產(chǎn)量已從 1995 年的 10 萬噸左右,發(fā)展到 2015 年的 69.7 萬噸,年均增長(zhǎng)率保持在 10%以上。為了使我國墨水產(chǎn)品在激烈的國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有著更大的競(jìng)爭(zhēng)力,制備環(huán)節(jié)則至關(guān)重要,采用非傳統(tǒng)的先進(jìn)設(shè)備則有著舉足輕重的地位,而意大利PSI公司生產(chǎn)的高壓微射流均質(zhì)機(jī)可為墨水用戶提供較好的制備方案。
[1] QB/T 2063—2007,中華人民共和國輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-碳素墨水[S]. [2] QB/T 2730.1-2013,中華人民共和國輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-噴墨打印機(jī)用墨水[S]. 相關(guān)產(chǎn)品 更多
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