Skābes krāsvielas, tiešās krāsvielas un reaktīvās krāsvielas visas ir ūdenī šķīstošas ​​krāsvielas. 2001. gadā saražotās produkcijas apjoms bija attiecīgi 30 000 tonnas, 20 000 tonnas un 45 000 tonnas. Tomēr ilgu laiku Ķīnas krāsvielu ražošanas uzņēmumi ir pievērsuši lielāku uzmanību jaunu strukturālo krāsvielu izstrādei un pētniecībai, savukārt pētījumi par krāsvielu pēcapstrādi ir bijuši relatīvi vāji. Ūdenī šķīstošo krāsvielu standartizācijas reaģenti, ko parasti izmanto, ir nātrija sulfāts (nātrija sulfāts), dekstrīns, cietes atvasinājumi, saharoze, urīnviela, naftalīna formaldehīda sulfonāts utt. Šie standartizācijas reaģenti tiek sajaukti ar sākotnējo krāsvielu proporcionāli, lai iegūtu nepieciešamo stiprības pakāpi, taču tie nevar apmierināt dažādu poligrāfijas un krāsošanas procesu vajadzības poligrāfijas un krāsošanas nozarē. Lai gan iepriekš minētie krāsvielu atšķaidītāji ir relatīvi zemas izmaksas, tiem ir slikta mitrināmība un šķīdība ūdenī, tāpēc tos ir grūti pielāgot starptautiskā tirgus vajadzībām, un tos var eksportēt tikai kā oriģinālās krāsvielas. Tāpēc ūdenī šķīstošo krāsvielu komercializācijā krāsvielu mitrināmība un šķīdība ūdenī ir jautājumi, kas steidzami jārisina, un jāpaļaujas uz atbilstošajām piedevām.

Krāsu mitrināšanas apstrāde
Vispārīgi runājot, mitrināšana ir šķidruma (jābūt gāzei) aizstāšana uz virsmas ar citu šķidrumu. Konkrēti, pulvera vai granulu saskarnei jābūt gāzes/cietvielas saskarnei, un mitrināšanas process ir tad, kad šķidrums (ūdens) aizstāj gāzi uz daļiņu virsmas. Var redzēt, ka mitrināšana ir fizisks process starp vielām uz virsmas. Krāsvielu pēcapstrādē mitrināšanai bieži ir svarīga loma. Parasti krāsviela tiek apstrādāta cietā stāvoklī, piemēram, pulverī vai granulās, kas lietošanas laikā ir jāsamitrina. Tāpēc krāsvielas mitrināmība tieši ietekmēs uzklāšanas efektu. Piemēram, šķīdināšanas procesā krāsvielu ir grūti samitrināt, un tās peldēšana uz ūdens nav vēlama. Mūsdienās, nepārtraukti uzlabojot krāsvielu kvalitātes prasības, mitrināšanas veiktspēja ir kļuvusi par vienu no rādītājiem krāsvielu kvalitātes mērīšanai. Ūdens virsmas enerģija ir 72,75 mN/m pie 20 ℃, kas samazinās, palielinoties temperatūrai, savukārt cietvielu virsmas enerģija praktiski nemainās, parasti zem 100 mN/m. Parasti metālus un to oksīdus, neorganiskos sāļus utt. ir viegli samitrināt, ko sauc par augstu virsmas enerģiju. Cietvielu organisko vielu un polimēru virsmas enerģija ir salīdzināma ar vispārējo šķidrumu virsmas enerģiju, ko sauc par zemu virsmas enerģiju, taču tā mainās atkarībā no cietvielu daļiņu izmēra un porainības pakāpes. Jo mazāks daļiņu izmērs, jo lielāka porainības pakāpe, un virsmas enerģija ir atkarīga no substrāta. Tāpēc krāsvielas daļiņu izmēram jābūt mazam. Pēc krāsvielas komerciālas apstrādes, piemēram, sālīšanas un malšanas dažādās vidēs, krāsvielas daļiņu izmērs kļūst smalkāks, kristāliskums samazinās un mainās kristāla fāze, kas uzlabo krāsvielas virsmas enerģiju un atvieglo samitrināšanu.

Skābju krāsvielu šķīdības apstrāde
Izmantojot mazu vannas attiecību un nepārtrauktas krāsošanas tehnoloģiju, drukas un krāsošanas automatizācijas pakāpe ir nepārtraukti uzlabota. Automātisko pildvielu un pastu parādīšanās, kā arī šķidro krāsvielu ieviešana prasa augstas koncentrācijas un augstas stabilitātes krāsvielu šķīdumu un drukas pastu sagatavošanu. Tomēr skābo, reaktīvo un tiešo krāsvielu šķīdība sadzīves krāsvielu produktos ir tikai aptuveni 100 g/l, īpaši skābajām krāsvielām. Dažām šķirnēm tā ir pat tikai aptuveni 20 g/l. Krāsvielas šķīdība ir saistīta ar krāsvielas molekulāro struktūru. Jo lielāka molekulmasa un jo mazāk sulfonskābes grupu, jo zemāka šķīdība; pretējā gadījumā, jo augstāka. Turklāt krāsvielu komerciālā apstrāde ir ārkārtīgi svarīga, tostarp krāsvielas kristalizācijas metode, malšanas pakāpe, daļiņu izmērs, piedevu pievienošana utt., kas ietekmēs krāsvielas šķīdību. Jo vieglāk krāsviela jonizējas, jo augstāka tās šķīdība ūdenī. Tomēr tradicionālo krāsvielu komercializācija un standartizācija balstās uz lielu elektrolītu daudzumu, piemēram, nātrija sulfātu un sāli. Liels Na+ daudzums ūdenī samazina krāsvielas šķīdību ūdenī. Tāpēc, lai uzlabotu ūdenī šķīstošo krāsvielu šķīdību, vispirms komerciālajām krāsvielām nepievienojiet elektrolītu.

Piedevas un šķīdība
⑴ Alkohola savienojums un urīnvielas līdzšķīdinātājs
Tā kā ūdenī šķīstošās krāsvielas satur noteiktu skaitu sulfonskābes grupu un karbonskābes grupu, krāsvielas daļiņas ūdens šķīdumā viegli disociējas un tām ir noteikts negatīvā lādiņa daudzums. Pievienojot līdzšķīdinātāju, kas satur ūdeņraža saites veidojošo grupu, uz krāsvielas jonu virsmas veidojas hidratētu jonu aizsargslānis, kas veicina krāsvielas molekulu jonizāciju un izšķīšanu, uzlabojot šķīdību. Kā palīgšķīdinātājus ūdenī šķīstošām krāsvielām parasti izmanto tādus poliolus kā dietilēnglikola ēteris, tiodietanols, polietilēnglikols utt. Tā kā tie var veidot ūdeņraža saites ar krāsvielu, krāsvielas jonu virsma veido hidratētu jonu aizsargslāni, kas novērš krāsvielas molekulu agregāciju un starpmolekulāro mijiedarbību, kā arī veicina krāsvielas jonizāciju un disociāciju.
⑵Nejonu virsmaktīvā viela
Pievienojot krāsvielai noteiktu nejonu virsmaktīvo vielu, var vājināt saistīšanās spēku starp krāsvielas molekulām un starp molekulām, paātrināt jonizāciju un likt krāsvielas molekulām veidot micellas ūdenī, kam ir laba disperģējamība. Polārās krāsvielas veido micellas. Šķīdinātājmolekulas veido saderības tīklu starp molekulām, piemēram, polioksietilēna ēteri vai esteri, lai uzlabotu šķīdību. Tomēr, ja līdzšķīdinātāja molekulai trūkst spēcīgas hidrofobas grupas, dispersijas un šķīdināšanas efekts uz krāsvielas veidotajām micellām būs vājš, un šķīdība būtiski nepalielināsies. Tāpēc jācenšas izvēlēties šķīdinātājus, kas satur aromātiskus gredzenus, kas var veidot hidrofobas saites ar krāsvielām. Piemēram, alkilfenola polioksietilēna ēteris, polioksietilēna sorbitāna estera emulgators un citi, piemēram, polialkilfenilfenola polioksietilēna ēteris.
⑶ lignosulfonāta disperģētājs
Disperģētājam ir liela ietekme uz krāsvielas šķīdību. Laba disperģētāja izvēle atbilstoši krāsvielas struktūrai ievērojami palīdzēs uzlabot krāsvielas šķīdību. Ūdenī šķīstošās krāsvielās tam ir noteikta loma savstarpējas adsorbcijas (van der Valsa spēks) un agregācijas novēršanā starp krāsvielu molekulām. Lignosulfonāts ir visefektīvākais disperģētājs, un Ķīnā tiek veikti pētījumi par to.
Dispersijas krāsvielu molekulārā struktūra nesatur spēcīgas hidrofilas grupas, bet tikai vāji polāras grupas, tāpēc tām ir tikai vāja hidrofilitāte, un faktiskā šķīdība ir ļoti maza. Lielākā daļa dispersijas krāsvielu var izšķīst ūdenī tikai 25 ℃ temperatūrā. 1–10 mg/l.
Dispersijas krāsvielu šķīdība ir saistīta ar šādiem faktoriem:
Molekulārā struktūra
“Dispersās krāsvielas šķīdība ūdenī palielinās, samazinoties krāsvielas molekulas hidrofobajai daļai un palielinoties hidrofilajai daļai (polāro grupu kvalitātei un daudzumam). Tas nozīmē, ka krāsvielām ar relatīvi mazu relatīvo molekulmasu un vairāk vājām polārām grupām, piemēram, -OH un -NH2, šķīdība būs augstāka. Krāsvielām ar lielāku relatīvo molekulmasu un mazāk vāji polārām grupām ir relatīvi zema šķīdība. Piemēram, dispersās sarkanās (I) šķīdība ir mazāka par 0,1 mg/l 25 ℃ temperatūrā un šķīdība ir 1,2 mg/l 80 ℃ temperatūrā. Dispersās sarkanās (II) šķīdība ir M = 352, šķīdība 25 ℃ temperatūrā ir 7,1 mg/l un šķīdība 80 ℃ temperatūrā ir 240 mg/l.”
Disperģētājs
Pulverveida dispersijas krāsvielās tīro krāsvielu saturs parasti ir no 40% līdz 60%, bet pārējie ir disperģētāji, putekļu necaurlaidīgi līdzekļi, aizsarglīdzekļi, nātrija sulfāts utt. Starp tiem disperģētājs veido lielāku daļu.
Disperģētājs (difūzijas līdzeklis) var pārklāt krāsvielas smalkos kristāliskos graudus hidrofilās koloīdās daļiņās un stabili disperģēt to ūdenī. Pēc kritiskās micellu koncentrācijas pārsniegšanas veidosies arī micellas, kas reducēs daļu no sīkajiem krāsvielas kristālu graudiem. Izšķīdinot micellās, notiek tā sauktā "šķīdināšanas" parādība, tādējādi palielinot krāsvielas šķīdību. Turklāt, jo labāka ir disperģētāja kvalitāte un jo augstāka ir koncentrācija, jo lielāka ir šķīdināšanas un šķīdināšanas efekts.
Jāatzīmē, ka disperģējošās vielas šķīdināšanas ietekme uz dažādu struktūru dispersijas krāsvielām ir atšķirīga, un šī atšķirība ir ļoti liela; disperģējošās vielas šķīdināšanas ietekme uz dispersijas krāsvielām samazinās, palielinoties ūdens temperatūrai, kas ir tieši tāda pati kā ūdens temperatūras ietekme uz dispersijas krāsvielām. Šķīdības ietekme ir pretēja.
Pēc tam, kad dispersijas krāsvielas un disperģējošā līdzekļa hidrofobās kristāliskās daļiņas veido hidrofilas koloīdas daļiņas, tās dispersijas stabilitāte ievērojami uzlabojas. Turklāt šīs koloīdas krāsvielas daļiņas krāsošanas procesā spēlē krāsvielu "piegādātāja" lomu. Jo pēc tam, kad šķiedra absorbē izšķīdušās krāsvielas molekulas, koloīdajās daļiņās "uzglabātā" krāsviela laika gaitā atbrīvojas, lai uzturētu krāsvielas šķīšanas līdzsvaru.
Dispersijas krāsvielas stāvoklis dispersijā
1-disperģējošā molekula
2-krāsvielu kristalīts (šķīdināšana)
3-disperģējošā micela
4-krāsvielu viena molekula (izšķīdināta)
5-krāsvielu graudi
6-disperģējoša lipofīla bāze
7-disperģējoša hidrofila bāze
8-nātrija jons (Na+)
9 krāsvielu kristallītu agregāti
Tomēr, ja krāsvielas un disperģētāja “kohēzija” ir pārāk liela, krāsvielas atsevišķās molekulas “piegāde” atpaliks vai parādīsies “piegādes apjoms pārsniedz pieprasījumu”. Tādēļ tas tieši samazinās krāsošanas ātrumu un līdzsvaros krāsošanas procentuālo daļu, kā rezultātā krāsošana būs lēna un krāsa būs gaiša.
Var redzēt, ka, izvēloties un lietojot disperģētājus, jāņem vērā ne tikai krāsvielas dispersijas stabilitāte, bet arī ietekme uz krāsvielas krāsu.
(3) Krāsošanas šķīduma temperatūra
Dispersijas krāsvielu šķīdība ūdenī palielinās, palielinoties ūdens temperatūrai. Piemēram, dispersijas dzeltenās šķīdība 80°C ūdenī ir 18 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Dispersijas sarkanās šķīdība 80°C ūdenī ir 33 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Dispersijas zilās šķīdība 80°C ūdenī ir 37 reizes lielāka nekā 25°C temperatūrā. Ja ūdens temperatūra pārsniedz 100°C, dispersijas krāsvielu šķīdība palielināsies vēl vairāk.
Īpašs atgādinājums: šī dispersijas krāsvielu šķīdināšanas īpašība praktiskos pielietojumos radīs slēptas briesmas. Piemēram, ja krāsvielas šķīdums tiek karsēts nevienmērīgi, augstas temperatūras krāsvielas šķīdums plūst uz vietu, kur temperatūra ir zema. Samazinoties ūdens temperatūrai, krāsvielas šķīdums kļūst pārsātināts, un izšķīdusī krāsviela nogulsnējas, izraisot krāsvielas kristālu graudu augšanu un šķīdības samazināšanos, kā rezultātā samazinās krāsvielas uzņemšana.
(četru) krāsvielu kristāla forma
Dažām dispersijas krāsvielām piemīt "izomorfisma" fenomens. Tas nozīmē, ka viena un tā pati dispersijas krāsviela, pateicoties atšķirīgajai dispersijas tehnoloģijai ražošanas procesā, veidos vairākas kristāla formas, piemēram, adatas, stieņus, pārslas, granulas un blokus. Uzklāšanas procesā, īpaši krāsojot 130°C temperatūrā, nestabilākā kristāla forma mainīsies uz stabilāko kristāla formu.
Jāatzīmē, ka stabilākai kristāla formai ir lielāka šķīdība, bet mazāk stabilai kristāla formai ir relatīvi mazāka šķīdība. Tas tieši ietekmēs krāsvielas uzņemšanas ātrumu un krāsvielas uzņemšanas procentuālo daudzumu.
(5) Daļiņu izmērs
Parasti krāsvielām ar mazām daļiņām ir augsta šķīdība un laba dispersijas stabilitāte. Krāsvielām ar lielām daļiņām ir zemāka šķīdība un relatīvi slikta dispersijas stabilitāte.
Pašlaik sadzīves dispersijas krāsvielu daļiņu izmērs parasti ir 0,5–2,0 μm (piezīme: iegremdēšanas krāsošanas daļiņu izmēram nepieciešams 0,5–1,0 μm).