Які фактори впливають на час висихання чорнила на водній основі?
Jun 11, 2025
1. Склад чорнила: Основна логіка хімічної композиції
2. Умови навколишнього середовища: вирішальна роль температури та вологості
3. Характеристики підкладки: Фізичні ефекти поглинання та провідності
4. Процес друку: Управління параметром шару та обладнання чорнила
5. Якість води та значення рН: Прихований вплив системи розчинника
1. Склад чорнила: Основна логіка хімічної композиції
Коефіцієнт суцільного вмісту
Суцільний вміст (співвідношення неводних компонентів)чорнило на водній основібезпосередньо визначає кількість випаровування води . традиційна чорнила на водній основі має твердий вміст приблизно 30%-40%, і при сушуванні потрібно випаровувати велику кількість води; Високодосять чорнила (наприклад, суцільний вміст> 60%) може скоротити час сушіння на 30%-50%завдяки низькому вмісту води ., наприклад, висококолідна біла чорнила для одягу може скоротити час сушіння на 4 хвилини порівняно зі звичайною чорнилом у тому ж процесі .
Вплив типу смоли на час сушіння
The resin type plays a crucial role in the drying rate of water-based inks. Acrylic resins, due to their strong molecular chain polarity, facilitate faster drying by reducing the interaction with water molecules. This faster drying is particularly advantageous in applications where speed and efficiency are key, such as in textile printing. On the other Рука, чорнила на основі поліуретану мають тенденцію до сухого повільного, оскільки молекулярна структура поліуретану менш гідрофільна, і, таким чином, взаємодіє більш сильно з молекулами води ., швидкість сушіння на водній основі може бути оптимізована шляхом вибору салонів, що забезпечують правильний баланс між гідрофільністю та властивостями фільму {8
Розмір частинок та його вплив на формування плівки
The size of resin particles significantly impacts the quality and speed of the drying process. Nano-scale resin particles, typically with a size smaller than 50nm, contribute to a more compact and uniform film formation. This is because the smaller particle size allows for a denser film that reduces the water diffusion path, facilitating quicker water evaporation. Структура щільнішої плівки корисна в додатках, де потрібно швидке висихання, наприклад, у високошвидкісних операціях друку . Крім того, ці дрібні частинки створюють більш плавну обробку, посилюючи загальну естетику та довговічність друкованого матеріалу .}}}
Добавки та їх роль у контролі сушіння
The use of additives in water-based inks can be tailored to control the drying rate according to specific requirements. Slow-drying agents, such as ethylene glycol butyl ether, can be used to extend the drying time when necessary, making them ideal for processes where extended working time is needed, such as screen printing or intricate designs. By forming an azeotrope with water, these agents slow down water evaporation and allow for more time to handle the ink. Conversely, drying agents like magnesium chloride are employed to accelerate the drying process by promoting faster water evaporation. However, caution must be taken when using drying agents, as excessive amounts can cause the ink to coagulate, leading to inconsistencies in the print quality. The key полягає в ретельному врівноваженні потрібної кількості добавок для оптимізації як швидкості сушіння, так і продуктивності чорнила .
2. Умови навколишнього середовища: вирішальна роль температури та вологості
Контроль температури
For every 10℃increase in drying temperature, the evaporation rate of water increases by about 2-3 times. For example, ink that takes 8 minutes to dry naturally at 25℃only takes 2 minutes in a 60℃hot air cycle. But pay attention to the critical temperature: when the temperature exceeds the softening point of the resin (such as the softening point of acrylic resin is about 50-70 ступінь), це може призвести до того, що плівка чорнила .
Відносна вологість (RH)
Вологість навколишнього середовища нелінійно позитивно корелює з часом сушіння:
Коли RH<40%, water evaporation is not inhibited and the drying time is stable;
When RH>60%, волога повітря близька до насичення, а час сушіння продовжується більш ніж на 50%;
When RH>80%, може відбутися "Реумідифікація", і волога на поверхні чорнильної плівки знову буде .}
Ефективність циркуляції повітря
Примусова вентиляція (швидкість вітру 1-2 м/с) може прискорити конвекцію повітря та зняти насичений шар водяного пари на поверхні чорнильної плівки . експериментальні дані показують, що при одній температурі та вологості час сушит у вентильованому середовищі є 30%, ніж у статичному середовищі.}}}}
3. Характеристики підкладки: Фізичні ефекти поглинання та провідності
Характеристики поглинання води субстрату по суті визначаються пористістю, розподілом розмірів пор та поверхневою енергією . пористими субстратами, такими як чисті бавовняні тканини (пористність 70%-80%, середній розмір пор 5-10 мкм) слідують рівнянням WASHBUR and quickly absorb water from the ink into the substrate through capillary force. When the ink contacts the cotton cloth, the water is initially absorbed within 0.5-1 minute, and the remaining 20%-30% of the water is dried by diffusion between the substrate fibers and surface evaporation, and the total time is usually<=3 minutes. The Швидкість сушіння паперу (наприклад, покритий папером з розміром пор 1-5 мкм та газетним папером з розміром пор 5-20 мкм) негативно співвідноситься з грамотом - час сушіння 80 г/м², що покривається паперу (2 . 5 хвилин), 47,5%, ніж у 150. Структура, що розривається волокно, забезпечує коротший шлях міграції води.
Ядро підкладки поверхні підкладки полягає у поліпшенні змочування та розповсюдження чорнила за рахунок збільшення поверхневої енергії за допомогою введення енергії або хімічної модифікації . Corona -обробка збільшує поверхневу енергію ПЕ від 30 мН/м до 42 мН/м через бомбардувальну плазму, зменшує кут чорнила з 85 градусів до 35 градусів, і збільшує об'єднання чорнильного шарі з шарі inker ±5%. This uniform ink film distribution reduces the difference in water evaporation rate during the drying process and avoids local over-drying or under-drying. In the printing of mobile phone glass cover plates, the drying time (6 minutes) of water-based UV strippable ink on the corona-treated glass surface is 25% shorter than that of the untreated surface (8 minutes), а залишкова швидкість клею під час лущення знижується з 10% до менш ніж 1% . обробки праймерів (наприклад, застосування акрилового праймера 0.5-1 мкм товщиною на основі акрилової праймера через "і утворює нано-масштабну поверхню (ra =0.2-0.5 km) 20%-30%і сприяючи бічній дифузії води . у друку PP плівки для упаковки харчових продуктів, обробка праймерів збільшує швидкість випаровування шару чорнила на 18%, скорочує час сушіння з 7 хвилин до 5 . 5 хвилин, і вирішує "острівну проблему" (Undndied " 1-2 мм з’являється на плівці чорнила), спричиненої областю кристалізації поверхні (припадає на 60%-70%) нелікованої плівки.
4. Процес друку: Управління параметром шару та обладнання чорнила
Товщина шару чорнила
Час висихання пропорційно квадраті товщини шару чорнила ., наприклад, потрібно 5 хвилин, щоб висушити 20 мкм чорнильного шару, і більше 12 хвилин, щоб висушити шарі чорнила 50 мкм . Товщина шару чорнила може бути зменшена за рахунок збільшення екрану (наприклад, від 80t до 120t) вискоблювання .
Тип сушильного обладнання
Сушка гарячого повітря: традиційна піч на гарячому повітрі (температура 50-80 ступінь) має хорошу рівномірність сушіння, але високе споживання енергії, що підходить для друку великої області;
Інфрачервоне висихання: Короткохвильна інфрачервона (довжина хвилі 1-3 мкм) має високу швидкість поглинання води, яка може досягти швидкого висихання поверхневого шару, але може спричинити явище "поверхнево-сухої мокрого ядра";
Мікрохвильна сушіння: тепло генерується через полярну вібрацію молекул води, і час сушіння може бути скорочений до 1-2 хвилин, але вартість обладнання висока, а витоки мікрохвильової печі повинні бути запобігли .
Швидкість друку та інтервал
Високошвидкісний друк (e . g .> 10м/хв) буде стиснути вікно часу сушіння, а температуру сушіння або швидкість вітру потрібно одночасно збільшити; Під час друку декількох кольорів попередня кольорова чорнила не повністю суха, що спричинить "змішування кольорів" ., рекомендується, щоб час інтервалу був більшим або дорівнює 1 . 5 разів перевищує час сушіння.
5. Якість води та значення рН: Прихований вплив системи розчинника
Твердість води
Іони кальцію та магнію у воді (твердість> 100ppm) реагуватимуть з карбоксильною смолою чорнилом, щоб утворити осад, знищуючи чорнильну плинність та тривалий час сушіння ., рекомендується використовувати деіонізовану воду з провідністю <50 мкс/см .}}
Регулювання значення pH
Оптимальне значення рН чорнила на основі води зазвичай 8.5-9.5 (підтримується нейтралізатором аміну):
Коли рН <8, група карбонової кислоти смоли протонізується, розчинність води зменшується, а плівка чорнила схильна до тріщин після висихання;
Коли pH> 10, випаровування амінів прискорюється, що призводить до раптового збільшення в'язкості чорнила, а час сушіння розширюється (випаровування амінів утворює поверхневу кон'юнктиву, яка перешкоджає випаровуванню води) .
Стратегії оптимізації в практичних додатках
Екстрене прискорення: додавання 1-3% швидкого сухої сухої (наприклад, ізопропілового спирту) та підвищення температури сушіння до 70-80 ступеня може тимчасово скоротити час сушіння на 40%, але слід зазначити, що водостійкість плівки чорнила може зменшуватися;
Environmental protection scenario: Adopt low-energy heat pump drying technology (energy efficiency ratio COP>3.0) для досягнення ефективності сушіння, еквівалентного традиційному гарячому повітрі 60 градусів при 45-55 ступеня;
Прецизійна друк: Стабілізуйте навколишнє середовище RH на 45 ± 5% через систему контролю вологості та співпрацюйте з комбінацією інфрачервоного гарячого повітря (спочатку інфрачервона швидка сушіння поверхні, потім сушіння гарячого повітря), яка може вирішити проблему сушіння та блокування тонких ліній (ширина лінії <0 . 3 мм).
