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              珠光顏料應用中的問題
              時間:2014-04-29 12:31 作者:顏料應用 點擊:
              珠光顏料應用中的問題

              珠光顏料應用中的問題 
               


                     在飛速發展的今天,珠光顏料已在包裝、印刷、出版工業中獲得越來越廣泛的應用,從化妝品、煙盒、酒類、禮品包裝,到名片、賀卡、掛歷、書刊封面,再到畫報印刷、紡織品印花,珠光顏料的身影無處不在。特別是用于食品包裝的珠光膜,其市場需求量與日俱增,如在冰淇淋、軟飲料、餅干、糖果、餐巾紙包裝等領域,使用珠光膜后給消費者以賞心悅目之感。

              珠光顏料推廣遇阻

              盡管各個領域對珠光顏料的需求都非常大,但在市場推廣方面,珠光顏料卻依然遇到一定阻力。

              其一,目前市場上出售的幾類珠光顏料(云母鈦系列珠光顏料)的生產工藝十分復雜,工藝精度和設備要求較高,使得制造成本居高不下,限制了此類顏料的廣泛應用。如不少油漆涂料廠和油墨廠商一直對這種顏料十分感興趣,但在實際應用時卻因其高昂的價格而望而卻步了。所以降低生產成本,實現規?;a是擴大市場十分關鍵的一步。

              其二,珠光顏料的應用研究還處在一個十分薄弱的環節,當前珠光顏料在涂料、塑料、印刷油墨、人造革、建筑材料、化妝品、紙張、包裝材料、紡織印花印染等方面應用技術的研究開發還剛剛起步,由于大多數人對于這一新型裝飾顏料的特性還知之甚少,加上應用技術滯后,技術水平低,裝飾效果差,制約了珠光顏料的應用與推廣。使許多本可以采用該種顏料進行裝飾,以提升產品附加值的產品,失去極好的競爭機遇。但對于珠光顏料的追求,人們始終沒有停止,因為人們都清楚懂得一個道理:一個應用技術的突破往往會推動一個行業產品的更新換代,會給一個產業帶來不可估量的經濟效益。

              其三,珠光顏料生產工藝看似簡單,但實際生產技術復雜,涉及學科門類多。所以世界各國都對該技術嚴加保密和封鎖,為了保守商業秘密,至今不少公司從來沒有公布過其年銷量業績。與一些工業發達的國家相比,我國云母鈦珠光顏料的科研、生產、應用還是處于初級發展階段,無論產品質量、品種及應用技術,都處于較低的水平,不少關鍵技術問題仍未取得突破性進展,使得德國和日本顏料公司的產品仍然一統天下。

              影響珠光光澤的因素

              盡管珠光顏料在應用方面遇到種種阻力,但業界依然呼喚珠光顏料的優勢能夠在印刷各個環節得到體現。

              不妨讓我們首先來分析一下云母鈦珠光顏料在使用中的一些情況:珠光顏料是一種光澤性顏料,它的閃光效果是被動發光,也就是說必須在受光條件下才會顯現出閃光效應。用它配制成珠光油墨,其珠光效果主要取決于顏料的珠光光澤,而光澤又取決于油墨中珠光顏料的含量、形狀等。

              珠光顏料的含量

              在保證油墨中顏料分散均勻的情況下,有人研究過織物絲網印花油墨中珠光顏料的用量對珠光光澤的影響。方法為在同一油墨配方中,來改變珠光顏料在油墨中的用量,以目測方法來評價珠光光澤效果,研究中不斷增加珠光顏料在油墨中占有量的比例,當顏料用量為5%時,光澤效果較差;當用量至12%時,珠光效果較好;當用量為15%時,珠光效果最好,牢度也好;再繼續增加顏料用量為17%時,珠光效果與用量15%時相近;如果繼續增加用量時,則珠光效果不再增加。這說明一個道理,一味追求提高珠光顏料的用量,并不能明顯改善珠光的效果,當顏料用量達到一定值后,珠光效應就不再發揮其作用了。盲目追加顏料用量的結果:一是使油墨成本升高;二是使油墨的印刷牢度下降。為保證油墨的印刷適應性,有人建議珠光顏料的用量應控制在12%~15%。

              珠光顏料的形狀

              除了珠光顏料的用量外,珠光效應與顏料的形狀有關,平片狀結晶應是珠光顏料的基本構造形態,只有這樣的形態才能像鏡片一樣強烈地反射出珠光光澤,而平片狀結晶的徑厚比最好在200左右,而合乎這種條件的物質十分稀少。目前世界上生產最多和應用最廣泛的珠光顏料是以天然云母薄片為核心,通過特殊的化學工藝,在其表面包覆一層或多層鈦或其他金屬氧化物而形成的微粉。所以衡量珠光油墨的好壞,就要看油墨配制時是否采用了片狀顏料.

              如果使珠光顏料的用量越少,油墨成本就會越低,人們采用珠光油墨的動力就會越大,但是否有好的方法將油墨中珠光顏料的用量降下來呢?回答是肯定的。使珠光顏料用量降低,其實主要就是讓片狀珠光顏料達到平行取向,如果片狀珠光顏料能在墨層表面均勻平行排列,墨層的中間層或底層即使沒有顏料顆粒,也不會影響珠光效果,因為光被上表層片狀顆粒截流,中、底層顏料顆粒不受光,也就無法反射或折射光了,對珠光光澤的影響不大。以下便從各個環節實現片狀珠光顏料在墨層表面均勻排列,最終降低珠光顏料用量。

              珠光油墨配制工藝

              珠光顏料油墨的質量很大程度上取決于樹脂載體對片狀顏料的潤濕、分散性以及在墨膜中的平行取向程度。前者是由所選擇的樹脂本身結構及特性所決定的,后者則要依靠油墨設計配方及正確實施印刷工藝來實現。樹脂載體是基礎,配方設計和印刷工藝是關鍵。理想的油墨應具有較低的固體含量,為此,珠光顏料使用量不宜太多,因為顏料過多容易密集,會呈不規則狀態,極易排列不良,而在印刷的墨層干燥過程中墨層體積應有較大的收縮力,利用收縮力和片狀粉粒的自身重力作用,將片狀云母鈦珠光顏料壓縮,使其趨于平行,這與色漿、涂料、油墨的比重、黏度等諸多因素密切相關。片狀顏料越能平行于基材排列,則顏料的珠光效果越好。向油墨中加入一定量的聚乙烯蠟分散液可以提高其定向性能。

              珠光顏料片徑選擇?

              片狀顏料的選擇,應掌握好片狀大小與閃光效果之間的關系:片狀直徑越大,則閃光源的間距離(片與片的間距)就越大,閃光效應就越分散。這是因為片徑越大,表面所受到光線的多重反射、折射的機會就越多,所以閃光強度就強;若片徑小,閃光源間距就小了,閃光效應會集中,重復反射、折射機會少,閃光強度就會變弱。除了片徑大小與光的關系外,還與顏料在油墨中狀態有關,一般片徑越小,越容易凝聚,在連結料中易沉降;顆粒的縱橫比越小,在連結料中也越容易呈懸浮狀。

              在調配油墨時,可以采用加入增稠劑來防止沉降或預先潤濕顏料,然后再分散在連結料中,以避免凝聚或沉降。由于云母鈦珠光顏料具有良好的分散能力,為油墨制造創造了優越的條件,在低黏度油墨介質中,只需采用低速攪拌即可得到良好的分散效果。同時可以避免采用其他油墨制造中使用三輥機、高速攪拌機或球磨機等設備,因為其會導致云母鈦珠光顏料顆粒被打碎而失去光澤。即使生產中必須使用上述設備來分散,也應安排在油墨生產過程中的最后階段,將云母珠光顏料加入混勻即可。

              印刷工藝對珠光效果的影響

              珠光油墨適用于各種印刷方式,但各種印刷工藝對印刷品的質量都會有一定的影響,為了保證印刷質量,印刷工藝應與珠光油墨的性能相匹配。為此,需要對印刷工藝提出一些要求以滿足印刷油墨的性能。如在珠光膠印工藝中,印刷速度較快,要求油墨黏度小,為產生珠光效果,選用珠光顏料粒徑較大時,墨輥傳遞效果不是很好,速度快,墨輥間摩擦力過大,很容易將片狀顏料磨碎,珠光效果無法顯示出來。若車速過慢又會產生堆輥子故障;為了追求閃光效應,選用珠光顏料粒徑較大時,為了加大油墨流動性,使印刷油墨變稀,干燥過慢,影響印刷速度,被迫停機,這是膠印中的棘手問題。

              珠光油墨凹版印刷工藝中,印刷品表面雖然有足夠的光澤和大量的珠光顏料,卻很難呈現珠光的閃光效果。這是由于雕刻滾筒的印版中,只會把較細小的,反光能力弱的珠光粉轉移到承印物上,而較大的片狀顆粒仍然保留在印版的凹槽內,珠光顏料轉移到紙面上的分量不足,就難以發出閃光效果。

              珠光油墨的絲網印刷工藝要求也與其他油墨印刷有所區別。為使印刷工藝與印墨性能相匹配,對于珠光油墨中顏料粒徑較大時,它就更具有多面反射性能,就會形成十分均勻的等強漫射,產生良好的珠光光澤。

              但在選用絲網目數時要特別注意,絲網的孔徑與印墨中所用珠光顏料的粒徑有關。為使油墨能順利通過印版漏印到承印物上,而不致在網版上發生堵網現象,一般要求絲網孔徑要比顏料最大顆粒大1.5~2.5倍為宜,但也絕非網孔越大越好,因為過低目數的絲網會影響圖形的精度,印出的圖像會過于粗糙,因此選用網目數要適宜。珠光油墨的制造者應在油墨產品包裝中注明珠光顏料粒度,便于使用者選用時參考。一般從實驗中得出:由粒徑為20~180μm珠光顏料配制的油墨應選用40~60目/英寸網紗,可印刷一些產品要求精度不高的印刷品。若珠光粒徑為5~100μm顏料配制而成的油墨,可選用60~100目/英寸的網紗,可印一些較精細的印刷品。

              根據有關資料分析:云母鈦珠光顏料在不同印刷方式的印墨中百分濃度(質量)差別也較大,其中以絲網印刷中含量為最低。絲網印刷油墨中含量為8%~15%;凹版印刷油墨中含量15%~25%;柔性版印刷油墨中含量15%~25%;膠印油墨中含量為30%。所以,采用絲網印刷方式會降低生產成本。?

              總而言之,云母鈦珠光顏料是一類全新概念的光學變色顏料,有著廣闊的開發空間,一定會隨著研究地深入,不斷降低生產成本,為不久的將來廣泛應用云母鈦珠光顏料開創更廣闊的道路,給用戶選擇產品和使用創造更多的方便。

              珠光顏料應用過程中應注意的事項
               
              由于珠光顏料與普通顏料在物理性能及幾何參數上具有很大的區別,從而使珠光顏料具有不同于普通顏料的加工使用特點。一般要得到最佳珠光效果,須滿足以下4個條件:1、被著色塑料樹脂的透明性要好;2、盡可能用透明性好的顏料與珠光顏料混用;3、盡可能減少加工過程對珠光顏料片的破壞;4、珠光顏料充分分散并且顏料片平行于塑料表面取向。除此之外,塑料樹脂的特性及加工方法也會影響最終產品的光澤性能。
              1、  與樹脂的匹配
              珠光顏料的光澤來源于自然光在其片晶結構的薄層兩側進行的規則反射。任何干擾或者阻止這種有序反射的因素都會減弱制品的珠光效果。這些因素包括結晶、多相聚合物體系中的分散相、散射性顏料及填料等。一般來說,透明度越高的塑料越能體現最佳珠光效果。如高透明的PS和PMMA制品具有最亮澤的珠光效果。透明性差及不透明的塑料會降低色彩的光澤度和幻彩效果。然而對于透明性差但亮度較高的塑料(如PP、LDPE)、透明且耐沖擊的改性聚苯乙烯和透明PA也可以產生很好的珠光效果,不透明塑料(如HDPE)盡管其光亮度不甚理想但珠光效果仍比較好,而PA-66等有結晶度的塑料,其珠光效果較差,而含有滑石粉,玻纖的填充型塑料只有經特別處理后才會有珠光效果。
              2、  與其它顏料的匹配
              珠光顏料不能與常規的不透明顏料相混和,如鉻、鎘顏料、鈦白粉。普通金屬顏料及普通氧化鐵顏料等都是光散射性顏料,它們的加入,由于光散射而干擾珠光顏料的光折射,降低其珠光效應。透明性和低遮蓋力的有機顏料如酞菁藍、酞菁綠等與珠光顏料相混合,其珠光效果較好,其它透明度高的有機顏料如耐曬艷紅,喹啶酮、永固紫等與珠光顏料配合使用,其效果也很好。無機顏料中碳黑和群青是比較特殊的一類,它們雖然不透明且有很高的遮蓋力,但它們能吸收所有的透射光,使反射光得到加強,因此也能與珠光顏料混用。并產生明亮的附加色彩效應。
              3、  珠光顏料的分散與取向
              如果珠光顏料在塑料中的排列雜亂無序,根本就不可能產生效果,最多只看到一些閃亮的微粒。因此和普通顏料一樣,珠光顏料也必須進行充分分散,以使其在塑料樹脂中呈規則的平行分布。珠光顏料的定向過程是通過片晶在基質中位置的移動而自動完成的,一般不需采取定向措施。


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