A savas festékek, a direkt festékek és a reaktív festékek mind vízben oldódó festékek. A 2001-es termelés 30 000 tonna, 20 000 tonna és 45 000 tonna volt. Azonban hosszú ideig az ország festékgyártó vállalatai nagyobb figyelmet fordítottak az új szerkezeti festékek fejlesztésére és kutatására, míg a festékek utófeldolgozásával kapcsolatos kutatás viszonylag gyenge volt. A vízben oldódó festékekhez gyakran használt szabványosító reagensek közé tartozik a nátrium-szulfát (nátrium-szulfát), dextrin, keményítőszármazékok, szacharóz, karbamid, naftalin-formaldehid-szulfonát stb. Ezeket a szabványosító reagenseket az eredeti festékkel olyan arányban keverik, hogy elérjék a kívánt szilárdsági árucikkeket, de nem tudják kielégíteni a nyomdaipar különböző nyomtatási és festési eljárásainak igényeit. Bár a fent említett festékhígítók viszonylag olcsók, nedvesíthetőségük és vízoldhatóságuk gyenge, ami megnehezíti a nemzetközi piac igényeihez való alkalmazkodást, és csak eredeti festékként exportálhatók. Ezért a vízben oldódó festékek kereskedelmi forgalomba hozatalakor a festékek nedvesíthetősége és vízoldhatósága olyan kérdések, amelyeket sürgősen meg kell oldani, és a megfelelő adalékanyagokra kell támaszkodni.

Festék nedvesíthetőségi kezelés
Általánosságban elmondható, hogy a nedvesítés egy folyadék (gáz halmazállapotú) felületen történő helyettesítését jelenti egy másik folyadékkal. Konkrétan a por vagy granulátum határfelületének gáz/szilárd határfelületnek kell lennie, és a nedvesítés folyamata az, amikor a folyadék (víz) helyettesíti a gázt a részecskék felületén. Látható, hogy a nedvesítés egy fizikai folyamat a felületen lévő anyagok között. A festék utókezelése során a nedvesítés gyakran fontos szerepet játszik. Általában a festéket szilárd halmazállapotúvá, például porrá vagy granulátummá dolgozzák fel, amelyet használat közben nedvesíteni kell. Ezért a festék nedvesíthetősége közvetlenül befolyásolja a felvitel hatását. Például az oldódási folyamat során a festéket nehéz nedvesíteni, és a vízen való úszás nem kívánatos. A festékminőségi követelmények folyamatos javulásával a nedvesítési teljesítmény a festékek minőségének mérésére szolgáló egyik mutatóvá vált. A víz felületi energiája 72,75 mN/m² 20 ℃-on, ami a hőmérséklet növekedésével csökken, míg a szilárd anyagok felületi energiája alapvetően változatlan, általában 100 mN/m² alatt van. A fémek és oxidjaik, szervetlen sóik stb. általában könnyen nedvesednek, ezt nagy felületi energiának nevezzük. A szilárd szerves anyagok és polimerek felületi energiája összehasonlítható az általános folyadékokéval, ezt alacsony felületi energiának nevezzük, de ez a szilárd részecskemérettel és a porozitás mértékével változik. Minél kisebb a részecskeméret, annál nagyobb a porózusság mértéke, és a felületi energia nagyobb, mint a hordozótól. Ezért a festék részecskeméretének kicsinek kell lennie. Miután a festéket kereskedelmi feldolgozással, például kisózással és különböző közegekben őrléssel dolgozták fel, a festék részecskemérete finomabbá válik, a kristályosság csökken, és a kristályfázis megváltozik, ami javítja a festék felületi energiáját és megkönnyíti a nedvesedést.

Savfestékek oldhatósági kezelése
A kis fürdőarány és a folyamatos festési technológia alkalmazásával a nyomtatás és festés automatizálásának mértéke folyamatosan javult. Az automatikus töltőanyagok és paszták megjelenése, valamint a folyékony festékek bevezetése nagy koncentrációjú és nagy stabilitású festéklúgok és nyomópaszták előállítását igényli. A savas, reaktív és direkt festékek oldhatósága a háztartási festéktermékekben azonban csak körülbelül 100 g/l, különösen a savas festékek esetében. Egyes fajtáknál ez az érték akár csak körülbelül 20 g/l is lehet. A festék oldhatósága a festék molekulaszerkezetétől függ. Minél nagyobb a molekulatömeg és minél kevesebb a szulfonsavcsoport, annál alacsonyabb az oldhatóság; ellenkező esetben annál magasabb. Ezenkívül a festékek kereskedelmi feldolgozása rendkívül fontos, beleértve a festék kristályosítási módszerét, az őrlés mértékét, a részecskeméretet, az adalékanyagok hozzáadását stb., amelyek befolyásolják a festék oldhatóságát. Minél könnyebben ionizálódik a festék, annál nagyobb az oldhatósága vízben. A hagyományos festékek kereskedelmi forgalomba hozatala és szabványosítása azonban nagy mennyiségű elektrolit, például nátrium-szulfát és só felhasználásán alapul. A vízben lévő nagy mennyiségű Na+ csökkenti a festék vízoldhatóságát. Ezért a vízben oldódó festékek oldhatóságának javítása érdekében először ne adjunk elektrolitot a kereskedelmi forgalomban kapható festékekhez.

Adalékanyagok és oldhatóság
⑴ Alkoholvegyület és karbamid társoldószer
Mivel a vízoldható festékek bizonyos számú szulfonsav- és karbonsavcsoportot tartalmaznak, a festékrészecskék könnyen disszociálnak vizes oldatban, és bizonyos mennyiségű negatív töltést hordoznak. Amikor a hidrogénkötést képző csoportot tartalmazó társoldószert hozzáadjuk, a festékionok felületén hidratált ionokból álló védőréteg alakul ki, amely elősegíti a festékmolekulák ionizációját és oldódását, ezáltal javítva az oldhatóságot. A vízoldható festékekhez általában poliolokat, például dietilénglikol-étert, tiodietanolt, polietilénglikolt stb. használnak segédoldószerként. Mivel hidrogénkötést tudnak kialakítani a festékkel, a festékion felületén hidratált ionokból álló védőréteget képeznek, ami megakadályozza a festékmolekulák aggregációját és intermolekuláris kölcsönhatását, és elősegíti a festék ionizációját és disszociációját.
⑵Nemionos felületaktív anyag
Bizonyos nemionos felületaktív anyagok hozzáadása a festékhez gyengítheti a festékmolekulák közötti és a molekulák közötti kötőerőt, felgyorsíthatja az ionizációt, és a festékmolekulák micellákat képezhetnek vízben, ami jó diszpergálhatósággal rendelkezik. A poláris festékek micellákat képeznek. Az oldódást elősegítő molekulák kompatibilitási hálózatot alkotnak a molekulák között az oldhatóság javítása érdekében, például polioxietilén-éter vagy -észter. Ha azonban a társoldószer molekula nem rendelkezik erős hidrofób csoporttal, a festék által képzett micellára gyakorolt ​​diszperziós és oldódási hatás gyenge lesz, és az oldhatóság nem fog jelentősen növekedni. Ezért próbáljon meg olyan oldószereket választani, amelyek aromás gyűrűket tartalmaznak, amelyek hidrofób kötéseket tudnak kialakítani a festékekkel. Például alkilfenol-polioxietilén-éter, polioxietilén-szorbitán-észter emulgeálószer és mások, például polialkilfenilfenol-polioxietilén-éter.
⑶ lignoszulfonát diszpergálószer
A diszpergálószer nagy hatással van a festék oldhatóságára. A festék szerkezetének megfelelő jó diszpergálószer kiválasztása nagyban hozzájárul a festék oldhatóságának javításához. Vízben oldódó festékekben szerepet játszik a kölcsönös adszorpció (van der Waals-erő) és a festékmolekulák közötti aggregáció megakadályozásában. A lignoszulfonát a leghatékonyabb diszpergálószer, és ezzel kapcsolatban Kínában is folynak kutatások.
A diszperziós festékek molekulaszerkezete nem tartalmaz erős hidrofil csoportokat, csak gyengén poláris csoportokat, így csak gyenge hidrofil tulajdonságokkal rendelkeznek, és a tényleges oldhatóságuk nagyon kicsi. A legtöbb diszperziós festék csak 25 ℃-on oldódik vízben. 1～10 mg/l.
A diszperziós festékek oldhatósága a következő tényezőktől függ:
Molekuláris szerkezet
„A diszperziós festékek vízben való oldhatósága a festékmolekula hidrofób részének csökkenésével és a hidrofil rész (a poláris csoportok minősége és mennyisége) növekedésével növekszik. Vagyis a viszonylag kis relatív molekulatömegű és több gyengén poláris csoportot, például -OH és -NH2 tartalmazó festékek oldhatósága nagyobb lesz. A nagyobb relatív molekulatömegű és kevesebb gyengén poláris csoportot tartalmazó festékek viszonylag alacsony oldhatósággal rendelkeznek. Például a diszperziós vörös (I), amelynek M=321, oldhatósága kevesebb, mint 0,1 mg/l 25 °C-on, és az oldhatóság 1,2 mg/l 80 °C-on. A diszperziós vörös (II), amelynek M=352, oldhatósága 25 °C-on 7,1 mg/l, és az oldhatóság 80 °C-on 240 mg/l.”
Diszpergálószer
A porított diszperziós festékekben a tiszta festékek tartalma általában 40% és 60% között van, a többi diszpergálószer, porvédő szer, védőanyag, nátrium-szulfát stb. Ezek közül a diszpergálószer nagyobb arányt képvisel.
A diszpergálószer (diffúziós szer) a festék finom kristályszemcséit hidrofil kolloid részecskékké vonja be, és stabilan diszpergálja azokat vízben. A kritikus micellakoncentráció túllépése után micellák is képződnek, amelyek a parányi festékkristály-szemcsék egy részét redukálják. A micellákban feloldódva az úgynevezett „szolubilizációs” jelenség következik be, ezáltal növelve a festék oldhatóságát. Sőt, minél jobb a diszpergálószer minősége és minél nagyobb a koncentrációja, annál nagyobb az oldódási és szolubilizációs hatás.
Meg kell jegyezni, hogy a diszpergálószer oldódást elősegítő hatása a különböző szerkezetű diszperziós festékekre eltérő, és a különbség igen nagy; a diszpergálószer oldódást elősegítő hatása a diszperziós festékekre a víz hőmérsékletének növekedésével csökken, ami pontosan megegyezik a víz hőmérsékletének a diszperziós festékekre gyakorolt ​​hatásával. Az oldhatóság hatása ellentétes.
Miután a diszperziós festék hidrofób kristályrészecskéi és a diszpergálószer hidrofil kolloid részecskéket képeznek, a diszperziós stabilitás jelentősen javul. Ezenkívül ezek a kolloid festékrészecskék a festékek „ellátását” is ellátják a festési folyamat során. Mivel miután az oldott állapotban lévő festékmolekulákat a rost elnyeli, a kolloid részecskékben „tárolt” festék idővel felszabadul, hogy fenntartsa a festék oldódási egyensúlyát.
A diszperziós festék halmazállapota a diszperzióban
1-diszpergáló molekula
2-festék kristály (oldódás)
3-diszpergáló micella
4-festék egyetlen molekula (oldott)
5-színezék szemcsék
6-diszpergáló lipofil bázis
7-diszpergáló hidrofil bázis
8-nátriumion (Na+)
9-aggregátumú festékkristályok
Ha azonban a festék és a diszpergálószer közötti „kohézió” túl nagy, a festékmolekulák „kínálata” elmarad, vagy a „kínálat meghaladja a keresletet” jelensége jelentkezik. Ezért közvetlenül csökkenti a festési sebességet és kiegyensúlyozza a festési százalékot, ami lassú festést és világos színt eredményez.
Látható, hogy a diszpergálószerek kiválasztásakor és használatakor nemcsak a festék diszperziós stabilitását kell figyelembe venni, hanem a festék színére gyakorolt ​​​​hatását is.
(3) Festékoldat hőmérséklete
A diszperziós festékek vízben való oldhatósága a víz hőmérsékletének növekedésével növekszik. Például a Disperse Yellow oldhatósága 80°C-os vízben 18-szorosa a 25°C-oshoz képest. A Disperse Red oldhatósága 80°C-os vízben 33-szorosa a 25°C-oshoz képest. A Disperse Blue oldhatósága 80°C-os vízben 37-szerese a 25°C-oshoz képest. Ha a víz hőmérséklete meghaladja a 100°C-ot, a diszperziós festékek oldhatósága még jobban megnő.
Külön emlékeztetőül: a diszperziós festékek oldódási tulajdonsága rejtett veszélyeket rejt a gyakorlati alkalmazásokban. Például, ha a festéklevet egyenetlenül melegítik, a magas hőmérsékletű festéklevék az alacsony hőmérsékletű helyre áramlanak. A víz hőmérsékletének csökkenésével a festéklevék túltelítetté válnak, és az oldott festék kicsapódik, ami a festékkristályok szemcséinek növekedését és az oldhatóság csökkenését okozza. Ez pedig a festékfelvétel csökkenéséhez vezet.
(négy) festékkristály forma
Néhány diszperziós festéknél megfigyelhető az „izomorfizmus” jelensége. Vagyis ugyanaz a diszperziós festék a gyártási folyamat során alkalmazott eltérő diszperziós technológia miatt többféle kristályformát képezhet, például tűket, rudakat, pelyheket, granulátumokat és tömböket. A felviteli folyamat során, különösen 130°C-on történő festés esetén, az instabilabb kristályforma stabilabb kristályformává alakul.
Érdemes megjegyezni, hogy a stabilabb kristályforma nagyobb oldhatósággal rendelkezik, míg a kevésbé stabil kristályforma relatíve kisebb oldhatósággal. Ez közvetlenül befolyásolja a festékfelvétel sebességét és százalékos arányát.
(5) Szemcseméret
A kis részecskéket tartalmazó festékek általában nagy oldhatósággal és jó diszperziós stabilitással rendelkeznek. A nagy részecskéket tartalmazó festékek oldhatósága alacsonyabb, diszperziós stabilitása pedig viszonylag gyenge.
Jelenleg a háztartási diszperziós festékek részecskemérete általában 0,5–2,0 μm (Megjegyzés: a mártásos festés részecskemérete 0,5–1,0 μm).