砂磨机在油墨分散研磨中效果影响参数的研究及应用成为热点。我们通过制备水性分散体系，在纯氧化锆珠作为研磨介质、75%研磨腔填充率条件下，做了以下测试：

1、卧式砂磨机、纳米砂磨机和篮式砂磨机等不同类型砂磨机、不同研磨方式（循环研磨和道次研磨）以及研磨量对研磨效果及研磨效率的影响。

2、在不同的分散转速、分散时间和研磨时间条件下测试了分散工艺对水性柔印油墨分散性的影响。

3、在固定油墨配方（固含量30%）的条件下，测试了不同研磨珠大小和研磨机转速、不同研磨时间对墨水粒径影响。

一、搅轴转速

砂磨机搅轴转速对研磨效率有重要作用，提高搅轴的转速，能够提高研磨效率。不同转子线速度下颗粒研磨效果如图1所示。

由图1可知，不同转子线速度下颗粒研磨效果变化特征如下：

1）转子线速度越大研磨效果越好。研磨效率从高到低依次为18m/s转速、12m/s转速和6m/s转速。在循环研磨10h后，采用18m/s转速时小于2μm粒径含量接近98%，采用12m/s转速时小于2μm粒径含量达到90%，采用6m/s转速时小于2μm粒径含量仅为43%。

2）不同转速下的研磨效果随研磨时间呈先大幅增加后趋稳的变化特征。如采用18m/s转速时，小于2μm粒径含量在0.5~5h大幅增加，从0.5h的19%增加至5h的85%；在5h后小于2μm粒径含量趋稳，在5.5h时缓慢增加至98%。

砂磨机的分散研磨主要借助剪切力和摩擦力。搅轴转速越大，研磨介质离心力越大，其产生的剪切力和摩擦力也越大。

二、研磨方式

道次研磨能够使物料充分研磨，避免可能出现的研磨死角问题。但是道次研磨易产生泡沫，当且研磨道次越多时对研磨效果的负面作用越明显。不同研磨方式下的颗粒研磨效果如图2所示。

由图2可知，不同研磨方式下颗粒研磨效果变化特征如下：

1）道次研磨效果比循环研磨效果好。在道次研磨10h后，小于2μm粒径含量接近90%；在循环研磨10h后，小于2μm粒径含量接近40%。

2）两种研磨方式下研磨效果随时间呈先快速增加后趋稳的变化特征。如采用道次研磨方式时，小于2μm粒径含量在0.5~2.5h大幅增加，从0.5h的20%增加至2.5h的80%；在2.5h后小于2μm粒径含量趋稳，在5.5h时缓慢增加至85%。

三、研磨介质

研磨介质主要有氧化锆珠、玻璃珠、硅酸锆珠等。研究不同研磨介质类型、同类型研磨介质直径对研磨效果影响。

1）不同研磨介质类型。研磨介质品种不同，相应的比重不同，如碳化钨比重为11.6，钢珠比重为7.8，锆珠采用市场上常用的赛诺锆珠，比重为6.1，钛珠比重为3.9，陶瓷珠和氧化铝珠的比均为重3.85，玻璃珠比重为2.5。不同研磨介质比重下小于2μm粒径含量如表1所示

由表1可知，不同类型研磨介质下颗粒研磨效果变化特征：

①研磨介质的比重越大，研磨效率越大。在研磨10h后，采用碳化钨（比重11.6）作为研磨介质时小于2μm粒径含量达到96.71%；采用高锆珠（比重6.1）作为研磨介质时小于2μm粒径含量达到59.1%；采用玻璃珠（比重2.5）作为研磨介质时小于2μm粒径含量最少，达到31.63%。

②对低比重的溶剂基和水基油墨而言，采用大比重的研磨介质，使得介质与物料的比重差较大，如此研磨效率更高。

2）不同研磨介质直径。不同研磨介质直径下的研磨时间如图3所示。

由图3可知，不同研磨介质直径下颗粒研磨效果变特征：

①研磨介质直径越小，研磨效果越好。研磨效率从高到低依次为4μm直径、8μm直径和25μm直径。研磨介质为4μm直径时，研磨后5h小于2μm粒径含量接近50%；研磨介质为8μm直径时，研磨后5h小于2μm粒径含量接近30%；研磨介质为25μm直径时，研磨后5h小于2μm粒径含量仍维持低水平，约6%；②选用直径较小的研磨介质，在体积不变的情况下增加介质数量，增加接触面，减小研磨空隙，提高分散研磨效率，获得超细粒径的油墨产品。

四、不同砂磨机的研磨效果

采用ZWS-5卧式砂磨机、M5型纳米砂磨机和LS-5型篮式砂磨机三种设备，以一定的输出功率对同一物料进行循环研磨进行测试。不同型式的砂磨机的颗粒研磨效果测试如图4所示。

由图4可知，不同型式砂磨机研磨效率及含量时间变化特征如下：①研磨效率从高到低依次为纳米砂磨机、卧式砂磨机和篮式砂磨机。在循环研磨2.5h后，采用纳米砂磨机时小于2μm粒径含量达到80%，采用卧式砂磨机时小于2μm粒径含量为43%，采用篮式砂磨机时小于2μm粒径含量仅为22%；②不同型式砂磨机研磨效果随研磨时间呈先大幅增加后趋稳的变化特征。采用纳米砂磨机时，小于2μm粒径含量在0.5~2.5h大幅增加，从0.5h的20%增加至2.5h的80%；在2.5h后小于2μm粒径含量趋稳，在5.5h时达到84%。采用卧式砂磨机时，小于2μm粒径含量在0.5~3h大幅增加，从0.5h的9%增加至3h的58%；在3h后小于2μm粒径含量增加速度变缓，在5.5h时达到64%。采用篮式砂磨机时，小于2μm粒径含量在0.5~4h逐渐增加，从0.5h的7%增加至4h的40%；在4h后小于2μm粒径含量趋于稳定，在5.5h时达到43%。