油墨研磨“段位”晋级指南:攻克高粘、团聚、温敏难关,为何这些砂磨机是“天选”设备?

更新时间:2025-12-09 所属栏目:企业博客 作者:湖南粉体 浏览:5

在印刷品绚丽的色彩、包装上细腻的图文以及电子线路精密的导电轨迹背后,一场关于“微米”与“纳米”的精密加工决定了最终的品质。油墨,作为这一切的载体,其核心性能——色彩饱和度、印刷适应性、稳定性和特殊功能性,几乎全部系于一道工序:研磨分散。

油墨并非简单的混合物,而是颜料、树脂、助剂和溶剂组成的复杂多相体系。其中,颜料颗粒的原始尺寸远未达到使用要求,且存在严重的团聚。研磨的目的,就是将这些团聚体彻底打开,并将初级颗粒均匀、稳定地分散到连接料中,形成细腻均一的浆料。研磨的精细度,直接关联着油墨的光泽、着色力、流平性和印刷适性。

实验型卧式棒销纳米砂磨机
实验型卧式棒销纳米砂磨机

挑战:油墨物料特性与研磨技术难点

不同类型的油墨,其物料特性差异显著,对研磨工艺提出了截然不同的挑战。

1. 水性油墨:温度敏感与高分散要求的平衡 作为环保趋势的主流,水性油墨以水为主要溶剂。其研磨难点在于:温度要求高(通常需≤55℃),高温容易导致水分蒸发、粘度变化,甚至引起某些树脂或助剂不稳定。同时,为实现优异的遮盖力和颜色纯度,它要求粒度分布极其均匀(通常D50<7μm)。这意味着研磨设备必须具备卓越的冷却效率和精确的粒度控制能力。

2. 高粘度油墨:流动性与团聚难题的双重考验 常见的胶印油墨、丝网油墨等通常具有高粘度特性(粘度普遍在18000cps以上)。高粘度导致物料流动性极差,不仅进料困难,在研磨腔内更容易产生死角,并加剧颗粒间的“团聚”现象。这对研磨设备的送料系统、腔内流道设计和剪切破碎力提出了极高要求,否则极易发生堵塞,且研磨效率低下。

3. UV油墨/特种油墨:极致细度与功能保持 UV固化油墨、导电油墨等高端产品,对细度的追求已达纳米级。过大的颗粒会在固化后形成“颗粒感”影响光滑度,或破坏导电网络的连续性。同时,研磨过程中的机械能可能转化为热能,或引入金属杂质污染,从而影响油墨的固化性能或电学性能。因此,“低温”、“高纯”、“超细” 是这类油墨研磨的三大核心难点。为了更直观地对比,下表概括了主要油墨类型的研磨要点:

油墨类型 核心特性 主要研磨难点 关键工艺目标
水性油墨 以水为溶剂,环保 温度敏感(≤55℃),要求高遮盖力、高色纯度 D50 < 7μm,粒度分布窄,低温研磨
高粘度油墨
粘度高(>18000cps),流动性差 易堵料,传热效率低,团聚严重 高效破聚,强效送料,D50 ≤ 10μm
UV/特种油墨 含活性组分,需纳米级分散 防止温升影响活性,避免金属污染,要求极致细度 亚微米至纳米级分散,低温,高纯研磨环境
油性油墨 溶剂型,流动性一般 进料要求相对较高 D50 ≤ 10μm,稳定高效研磨

 

破局:研磨技术难点与设备选型的内在逻辑

面对上述难点,传统的三辊机或简单搅拌设备已力不从心。现代油墨研磨的核心解决方案聚焦于 “湿法研磨” ,其主力设备是 “砂磨机” 。砂磨机的效能取决于几个关键因素,而这些因素正是攻克技术难点的钥匙:

  • 能量密度与剪切力:研磨效果源自研磨介质(锆珠等)对颜料团聚体的碰撞与剪切。棒销式研磨结构通过增加转子与定子上的销棒数量,极大地增加了剪切区域和能量密度,能更高效地打散高粘度油墨中的顽固团聚。
  • 温度控制:研究证明,过高的温度会直接影响油墨性能。优秀的砂磨机采用筒体双冷却系统(如夹套冷却)甚至转子中心冷却技术,确保水性油墨等热敏物料在整个研磨过程中温度可控。
  • 介质与分离:研磨介质的选择直接影响效率。研究表明,氧化锆珠因其高密度和高硬度,在同等条件下比玻璃珠等介质研磨效率更高,更适合高品质油墨生产。同时,动态离心分离系统能确保微小研磨介质被牢牢阻隔在研磨腔内,杜绝介质泄漏污染成品油墨的风险。
  • 耐磨与洁净:对于易产生金属离子污染的导电油墨等,设备接触物料的部件,如内筒、转子、棒销,采用氧化锆陶瓷或碳化硅等非金属耐磨材料,是保证产品纯度的关键。

 

利器:匹配油墨特性的设备方案推荐

基于对油墨研磨痛点的深刻理解,湖南粉体装备研究院提供的砂磨机系列,以其精准的设计,成为应对各类挑战的可靠选择。

方案一:卧式棒销式纳米砂磨机 —— 攻坚高粘度与极致细度的全能主力

这是应对高端油墨研磨挑战的旗舰解决方案。其核心优势直指行业痛点:

  • 高强度剪切破聚:独特的棒销式转子-定子结构,产生极高的线速度(可达13-14m/s)和能量密度,能像“精细的梳子”一样,强力撕开高粘度油墨中的颜料团聚体,效率远超传统盘式砂磨机。
  • 卓越的温控能力:配备筒体与轴心双冷却系统,能快速带走研磨产生的大量热量,确保水性油墨等对温度敏感的产品在安全温度下(如≤55℃)实现稳定研磨。
  • 广泛的物料适应性:从实验室到批量生产,提供多种容积型号(如6L,10L)。其模块化设计允许根据油墨特性(如腐蚀性、耐磨要求)选配氧化锆、碳化硅或高耐磨合金等内衬和转子材质,完美适配从普通油墨到特种油墨的研磨。

方案二:实验室纳米砂磨机 —— 研发与质控的精准起点

油墨配方的创新始于实验室。对于研发中需要频繁更换配方、进行小批量试验的需求,实验室型砂磨机(如1L机型)至关重要。

  • 结果可放大性:在实验室阶段使用与生产线相同工作原理(如棒销式)的设备进行研发,获得的最佳工艺参数(如转速、时间、介质填充率)可以直接指导规模化生产,极大缩短产品从实验室走向市场的周期。
  • 操作灵活与清洗便捷:专为实验场景设计,可进行间歇或循环研磨,最小处理量灵活。结构设计便于彻底清洗,轻松应对研发阶段频繁换料、换色的需求,避免交叉污染。

方案四:研磨介质与工艺的协同优化

“工欲善其事,必先利其器”。设备是骨架,工艺与介质则是血肉。我们强烈建议:

  • 优选高密度研磨介质:如95纯氧化锆珠。实验数据明确显示,使用高比重锆珠比使用玻璃珠能显著提升研磨效率,更快达到目标细度。
  • 关注介质粒径匹配:在追求超细研磨时(如目标粒径D90<2μm),选用更小直径(如0.3-0.5mm)的研磨介质,可以增加单位体积内的碰撞点数量,从而获得更窄的粒径分布。

 

产品推荐:实验型卧式棒销纳米砂磨机

卧式砂磨机是一种水平式连续性生产的超微粒分散机,其工作过程是利用泵浦(气动隔膜泵、螺杆泵、齿轮泵、转子泵等)将预先分散润湿处理后的固-液相混合物料输入主机研磨腔,研磨腔内填充适量的研磨介质,经由分散叶片高速转动,赋予研磨介质足够的动能,使物料和研磨介质在研磨腔内做不规则的相对运动,物料主要是在离心力和介质间的压力作用下通过冲击、摩擦、剪切的方式来使物料受力变形产生应力场,当应力大于物料的屈服应力或断裂极限时,颗粒就会发生塑性变形或破裂,达到磨细物料和分散聚集体的目的。再经由特殊分离装置,将被研磨分散物料与介质分离从出料口排出。

产品画册:实验型卧式棒销纳米砂磨机(TC-FT0.3)画册.pdf

实验型卧式棒销纳米砂磨机

实验型卧式棒销纳米砂磨机

 

实验型砂磨机技术参数

电动搅拌头:功率120W,转速3000r/min,定时0-120min/常开,对浆料进行分散防止团聚沉淀。

物料罐: 容积1L,全304不锈钢,带夹层,可通冷却液循环进行冷却。

研磨腔:设备的研磨工作部分,转子和研磨内筒可根据客户的物料特性更换相应的材质,可选氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、聚氨酯等,带夹层,可通冷却液循环进行冷却。

电机:功率1.1KW,转速2875r/min,设备研磨的主要动力。

触摸屏:西门子7寸触摸屏,连同PLC对设备进行一体化控制,可针对物料进行针对性的工艺参数设置。

 

序号 项目 参数
1 型号 TC-FT0.3
2 使用范围 湿法纳米研磨
3 输送动力 无泵自吸式
4 密封 唇封式
5 分离形式 动态缝隙分离
6 冷却方式 夹层冷却
7 外形尺寸(mm) 580*580*775
8 研磨通净容积(L) 0.3
9 电机功率(KW) 1.1
10 转速(r/min) 2875
11 线速度(m/s) 10.6
12 加工批量(L) 0.25-0.7
13 介质尺寸(mm) 0.3-1.4
14 处理能力 200nm-2μm
15 重量(kg) 90
16 电源 220V

 

油墨研磨,是从微米到纳米尺度的品质长征。其难点不在于“粉碎”,而在于“精细的分散”与“完美的保护”。选择正确的研磨设备,不仅仅是购买一台机器,更是选择了一套经过科学验证的、能够系统性解决粘度、温度、污染和效率难题的工艺保证。

湖南粉体装备研究院深耕粉体加工技术,其砂磨机产品系列正是基于对油墨等行业物料特性的深刻洞察而设计。从攻克高粘度团聚的卧式棒销式纳米砂磨机,到保障研发精准起点的实验室机型,我们提供的不仅是设备,更是助力油墨企业提升产品竞争力、实现技术升级的可靠伙伴。

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