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有机颜料在油墨中的应用


  伴随着油墨的出现和发展。颜料业—尤其是有机颜料业得到了较大的发展。目前得到广泛应用的油墨品种主要有:胶印油墨、凹印油墨、紫外光光固化油墨、柔印油墨、丝网油墨和特种油墨(如喷印油墨等)。
       一.关于油墨体系的对颜料的选择
  油墨由于体系及应用的原因,对有机颜料主要存在以下几点要求:
  (1)颜色:颜料是油墨的发色基团,首先要求其色彩鲜艳。明亮、饱和度好;
  (2)着色力颜料着色力的高低,直接影响着颜料在油墨中的用量,进而影响着成本及墨性;
  (3) 透明性和遮盖力由于印刷方式和承印物的不同,对颜料的透明性和遮盖性不同;
  (4)光泽:由于印刷品光泽要求的提高,对颜料光泽性的要求也提高;
  (5)吸油量:吸油量一般与颜料颗粒度分散度、润湿能力、水分表面静电等有关。颜料的吸油量大,则油墨的浓度不易提高、墨性调节困难;
  (6)分散性:分散性直接关系到油墨性能的稳定是一项比较重要的指标。一般与颜料的润湿能力、颗粒大小、晶型大小等有关;
  (7)物化性能印刷品的应用场合越来越广,因此对颜料物化性能的要求也越来越多,主要有:耐光、耐热、耐溶剂、耐酸碱耐迁移等性能。
  二.油墨中使用的有机颜料以偶氮颜料(单偶氮、双偶氮、缩合偶氮、苯并咪唑酮)、酞菁颜料、色淀颜料(酸性色淀、碱性色淀)为主。下面简单介绍几种主要油墨的颜料选择。
  (一)胶印油墨
  胶印油墨目前用量最大,世界市场上用量约占油墨总量的40%,国内达到70%左右,其所用颜料的选择主要考虑以下几点:
  1. 体系溶剂主要是矿物油和植物油,因此它的体系中含有一定的羧基(-COOH)。故不能用碱性大的颜料;
  2. 在印刷过程中,油墨要与给水辊接触,因此耐水性要好;
  3. 印刷时墨层较薄,因此浓度要高;
  4. 胶印采用套印比较多,故要求透明性好。尤其是黄颜料。
  (二)溶剂型凹印油墨
  此类油墨中的溶剂主要是各类有机溶剂如苯类、醇类、酯类、酮类等,不同的体系溶剂对颜料的选择又有不同的要求,但概括起来,总体上要考虑以下几点:
  1.凹印油墨本身的粘度较低,这就要求颜料的分散性要好。在连接料中有良好的流动性并且在储存过程中不会发生絮凝及沉淀现象;
  2.由于印刷物的原因,溶剂型凹印油墨以挥发干燥为主,故要求在体系干燥时有良好的溶剂释放性;
  3.耐溶剂性要好,在溶剂体系中不会发生变色、褪色现象;
  4.在印刷过程中要与金属辊筒接触,颜料中的游离酸对金属筒不应有腐蚀作用。
  溶剂型凹印油墨中醇溶型、酯溶型油墨由于对人体毒害性小。是将来的发展方向。
  (三)紫外光固化油墨(y油墨)
  UV油墨最近几年在全世界得到了广泛的应用。年增长率超过10%远远高于油墨的总增长率。它主要有胶印、柔印和丝印三种形式,它的干燥方式决定了颜料选择主要考虑以下因素:
  1.颜料在紫外光下不会变色2.为避免影响油墨的固化速度应选用对紫外光谱吸收率小的颜料。
  (四)水性油墨
  水性油墨主要采用柔印、凹印两种形式,由于水性油墨一般呈碱性故不宜使用含有易在碱性环境中反应的离子的颜料:另外,水性油墨中般含醇类溶剂故要求颜料要耐醇。从长远来看水性油墨与UV油墨由于极低的VOC,极具环保性,是今后油墨的发展方向。有机颜料的研制也应该往这个方向靠拢。
  三、颜料的结构与表面处理化学结构相同而晶系不同的颜料,其色光与各项性能有很大不同,如铜酞菁a-型为红光蓝溶剂不稳定B型为绿光蓝溶剂稳定。颜料的着色力遮盖力、透明度吸油量、耐候性等重要性质均与颜料的颗粒度有直接关系。一般规律如下:
  1.颜料粒子大小、形状与性能的关系:粒径越小,则耐光、耐候性越差耐溶剂性分散性也相对较差粒子大小与色光的关系则相对较复杂见表3

  粒子大小与遮盖力的关系主要取决于粒径的临界值。临界值以上随着粒径减小遮盖力增大,到临界值时最大,此后随着粒径减小,遮盖力减小而透明度增加。在油墨体系中,粒径在0.05μm-0.15μm时,着色力最强。另外,颜料粒径小,则粒子间空隙就大,吸油量也就大。
  2.颜料分子结构与性能的关系颜料本身的各种性能与其分子结构有较大的关系。我们可以通过在颜料分子中引入各种基团来提高其性能:
  (1)引人酰胺基、磺酰胺基或环化酰胺基,可以增加分子的极性,从而改进颜料的耐光、耐热、耐溶剂、耐迁移性:
  (2)引入氯或其它卤素可改进耐光、耐溶剂性:
  (3)引入磺酸基或羧基能改善耐溶剂和耐热性容
  (4)引入硝基能提高耐光和耐溶剂性能。
  3.颜料的分散与表面处理现在颗的油墨尤其是凹印油墨趋向于低粘度、高颜料含量,因此对颜料的可分散性要求越来越高。
  现在有一个方式用颜料湿浆滤饼来生产油墨,可改善油墨的光泽和流动性。从总的方向上来看,油墨用的颜料有一个有机化的趋势,同时有机颜料的趋势是环保型的,各颜料厂家应生产对环境有利的颜料。