نقش سطح‌فعال‌های غیر‌یونی در بهبود کیفیت پراکنش و پایداری خمیرآسیاب جوهرهای جوهرافشان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه پژوهشی علوم و فناوری چاپ، پژوهشکده فیزیک رنگ، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران، صندوق‌پستی: 654-167654

10.30509/jcst.2026.167739.1278

چکیده

در این پژوهش اثر ساختار مولکولی و غلظت سه نوع سطح‌فعال غیریونی سوربیتان مونو اولئات 20 مول اتوکسیله (Tween80)، اسید اولئیک 6 مول اتوکسیله (Keol6) و نونیل فنول 10 مول اتوکسیله (Kenon10) بر فرایند آسیاب و ویژگی‌های پراکنش رنگزای دیسپرس آبی 359 جهت کاربرد در جوهرهای آب‌پایه جوهرافشان بررسی شد. آزمون‌هایی نظیر اندازه ذرات، کشش سطحی، رنگ‌سنجی، طیف‌سنجی و پایداری دینامیکی انجام شد. نتایج نشان داد که Kenon10 به ‌میزان 05/0 گرم به دلیل ساختار آروماتیک و طول زنجیر اتوکسیله مناسب، موجب تشکیل پراکنشی با کوچک‌ترین اندازۀ ذرات (حدود ۱۰۰ نانومتر)، باریک‌ترین توزیع، بالاترین قدرت رنگی و پایداری مطلوب می‌شود. افزایش غلظت این سطح‌فعال به دلیل رقابت با پراکنش‌یار پلیمری و کاهش بیش‌از‌حد کشش‌سطحی، منجر‌به بزرگ‌شدن ذرات، کاهش قدرت رنگی و ناپایداری می‌گردد. سطح‌فعال‌های Keol6 وTween80  بر خلاف Kenon10 در غلظت 1/0 گرم عملکرد خوبی داشتند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که ساختار مولکولی سطح‌فعال تاثیر به‌سزایی بر عملکرد آن در تهیه کنسانتره‌های رنگزا از نقطه‌نظر بازده فرایند آسیاب، قدرت رنگی و پایداری کلوئیدی پراکنه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Role of Non-Ionic Surfactants in Enhancing the Dispersion Quality and Stability of Inkjet Ink Millbases

نویسنده [English]

  • Mojtaba Jalili
Department of Printing Science and Technology, Faculty of color physics, Institute for Color Science and Technology, P. O. Box: 16765-654, Tehran, Iran.
چکیده [English]

This study investigates the effect of molecular structure and concentration of three non-ionic ethoxylated surfactants—Sorbitan monooleate (Tween80), oleic acid (Keol6), and nonylphenol (Kenon10) —on the milling process and final properties of dispersions for water-based inkjet inks. Particle size, surface tension, colorimetry, spectroscopy, and dynamic stability were evaluated. Results indicated that Kenon10, at 0.05 g, yields dispersions with the smallest particle size (~100 nm), the narrowest distribution, the highest color strength, and superior stability, attributed to its aromatic structure and optimal ethoxylate chain. Higher Kenon10 concentrations cause excessive reduction in surface tension and competitive adsorption with the polymeric dispersant, leading to particle growth, reduced color strength, and instability. Conversely, Keol6 and Tween80 perform effectively at a higher concentration (0.1 g). The findings highlight the critical influence of surfactant molecular architecture on dispersion quality, which in turn governs milling efficiency, color performance, and colloidal stability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Disperse dye Colloidal stability of dispersion Non
  • ionic surfactant Water
  • based inkjet ink Milling process

مراجع

  1. Xu M. Dye Sublimation Inkjet Inks and Applications. In: Handbook of Industrial Inkjet Printing. 2017.179-94. https://doi.org/10.1002/9783527687169.ch9.
  2. Hutchings IM, Martin GD. Introduction to Inkjet Printing for Manufacturing. In: Inkjet Technology for Digital Fabrication. 2012.1-20. https://doi.org/10.1002/9781118452 943.ch1.
  3. Magdassi S. The Chemistry of Inkjet Inks. WORLD SCIENTIFIC; 2009. 356. https://doi.org/10.1142/6869.
  4. Jalili M, Mohammad Raei Naeini M, Bastani S, Ajili N. Optimizing the Surfactant/Polymeric Dispersant Combination in Pigment-Based Aqueous Inkjet Inks. Prog Color Color Coatings. 2025;18(2):177-88. https://pccc.icrc. ac.ir/article_82040.html.
  5. Jalili M, Naeini MMR, Ajili N. Optimizing dispersion in sublimation inkjet inks: unveiling the role of sodium naphthalene sulfonate formaldehyde condensate as a co-dispersant. J Coatings Technol Res. 2025;22(4):1557–72. https://doi.org/10.1007/s11998-024-01060-w.
  6. Pond SF. Inkjet technology and product development strategies. Torrey Pines; 2000. 153-210.
  7. Martin GD, Hoath SD, Hutchings IM. Inkjet printing - the physics of manipulating liquid jets and drops. J Phys Conf Ser. 2008;105(1):012001. https://doi.org/10.1088/1742-6596/ 105/1/012001.
  8. Annable T, Lozman O, Ewing P. Polymer Stabilized Pigment Dispersions for High Reliability Ink- Jet Printing. NIP 27 and Digital Fabrication. 2011. 586-589.
  9. Willy Herbst, Klaus Hunger, Gerhard Wilker, Heinfred Ohleier RW. General. In: Industrial Organic Pigments. 2004. 1–181. https://doi.org/10.1002/3527602429.ch1.
  10. Parfitt GD. The Dispersion of Powders in Liquids - an Iutroduction. Powder Technol. 1977;17:157-162.
  11. General Classification of Dispersing Agents and Adsorption of Surfactants at the Solid/Liquid Interface. In: Dispersion of Powders in Liquids and Stabilization of Suspensions. 2012. 85-105. https://doi.org/10.1002/9783527656592.ch6.
  12. Steenweg K, Reinhold I, Mettin T, Struck S, Voit W, Zapka W. The Influence of Surfactants on the Interfacial Tension and Droplet Formation in UV Curable Jet Inks. NIP25 and Digital Fabrication. 2009. 307-311.
  13. Kröger M, Vermant J. The Structure and Rheology of Complex Fluids. 2000;10(3):110-111. https://doi.org/10.1515 /arh-2000-0024.
  14. Washburn EW. The Dynamics of Capillary Flow. Phys Rev. 1921;17(3):273-283. http://dx.doi.org/10.1103/physrev.17. 273.
  15. Owen K, Payne KR, Porter MR, Weeks JC. Recent Developments in the Technology of Surfactants. Maurice PR, editor. Vol. 30. Elsevier; 1990. 35-64.
  16. Tadros T. Encyclopedia of Colloid and Interface Science. springer; 2013.49-52.
  17. Chang CJ, Chang SJ, Tsou S, Chen SI, Wu FM, Hsu MW. Effects of polymeric dispersants and surfactants on the dispersing stability and high-speed-jetting properties of aqueous-pigment-based ink-jet inks. J Polym Sci Part B Polym Phys. 2003;41(16):1909-1920. https://doi.org/10. 1002/polb.10562.
  18.                 Nagose S, Rose E, Joshi A. Study on wetting and dispersion of the Pigment Yellow 110. Prog Org Coatings. 2019; 133:55-60. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019. 04.045
  19. Kourti, T. Turbidimetry in Particle Size Analysis. In Encyclopedia of Analytical Chemistry (eds R.A. Meyers and R.B. Flippen) 2006. https://doi.org/10.1002/ 9780470027318.a1517.
  20. Oyarzúm J. Pigment Processing: Physico-Chemical Principles. Hannover, Germany: Vincentz Network; 2016. https://doi.org/10.1515/9783748600336.
  21. Haramagatti CR, Dhande P, Bhavsar R, Umbarkar A, Joshi A. Role of surfactants on stability of iron oxide yellow pigment dispersions. Prog Org Coatings. 2018;120:260–265. http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.03.006.
  22.  McKay RB. Influence of organic pigment particles on millbase flow of nitro-cellulose/alcohol-rich liquid inks. Prog Org Coatings. 1998;33(3):187-195. https://www. science-direct. com/science/article/pii/S0300944098000526.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار