水性与溶剂性油墨所需纳米颜料的配制(中)
颗粒大小 正如最近的报道,“100纳米级”颜料(d50)达到类似染料行为和耐光要求的最佳平衡(图2)。如果d50值过高,印刷可靠性将因大颗粒颜料或团聚体阻塞打印头通道和喷嘴而削弱。在泡沫喷射打印头下,可能发生短时间温度升高至500℃。这是一种准完成工艺:色料在一种或多种溶剂(油墨助剂)内受热,可能导致非需要颗粒增多或再凝聚。较大颗粒还会降低喷墨印刷的透明度和色度。 另一方面,极细小颗粒由于比表面较大而容易再凝聚,结果会使颗粒间相互作用增强。进而粘度增加,降低贮存稳定性。需要指出的是,即使颜料的高耐光性也各不相同:有些颜料的耐光性极强,另外一些的褪色和染料一样快。但是,通常趋向于颗粒远小于50纳米时,耐光性下降。 纯度 色料满足喷墨使用质量的另一参数是高纯度,残留的有机或无机杂质含量应控制在几个ppm以内。众所周知,氯离子会加快腐蚀打印头;一些阳离子会和许多分散剂分子一起形成不溶混合物,从而降低颜料配制的稳定性。含有类似杂质离子的油墨在贮存时可能表现出絮凝或者沉淀,导致打印头喷嘴堵塞。为了保证喷印使用的油墨质量,特殊级颜料正在开发之中,其含盐量和杂质都非常低。只有经过筛选及与喷墨系统保持良好兼容性的颜料才能被采纳,立方形颗粒最适合喷墨油墨。 表面电荷与极性 表面电荷与极性主要取决于颜料的分子结构和化学性质。有机颜料的极性可能呈非极性(疏水性)、高极性(亲水性)或者介于两者之间。颜料的极性可从不同溶剂的接触角度(张力测量法)计算出来。颜料的极性在分散工艺中是一个重要因素。为保证颜料良好的润湿特性,必须找出颜料和分散介质的正确组合。图3 显示P.Y. 180的2个样品和极性完全不同的分散介质所形成的实例。A类(Type A)疏水性极强,可以漂浮在水上;而B类(Type B)亲水性强,在水基系统中具有良好润湿性。此外,要在疏水溶剂介质中获得更好润湿性,A类更合适。因此,颜料的极性在不同应用上需要优化,必须在颜料加工过程中达到这些要求。 图3:P.Y. 180的两种表面特性(疏水的Type A和亲水的Type B)(待续)