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珠光颜料应用中的问题
时间:2014-04-29 12:31 作者:颜料应用 点击:
珠光颜料应用中的问题

珠光颜料应用中的问题 
 


       在飞速发展的今天,珠光颜料已在包装、印刷、出版工业中获得越来越广泛的应用,从化妆品、烟盒、酒类、礼品包装,到名片、贺卡、挂历、书刊封面,再到画报印刷、纺织品印花,珠光颜料的身影无处不在。特别是用于食品包装的珠光膜,其市场需求量与日俱增,如在冰淇淋、软饮料、饼干、糖果、餐巾纸包装等领域,使用珠光膜后给消费者以赏心悦目之感。

珠光颜料推广遇阻

尽管各个领域对珠光颜料的需求都非常大,但在市场推广方面,珠光颜料却依然遇到一定阻力。

其一,目前市场上出售的几类珠光颜料(云母钛系列珠光颜料)的生产工艺十分复杂,工艺精度和设备要求较高,使得制造成本居高不下,限制了此类颜料的广泛应用。如不少油漆涂料厂和油墨厂商一直对这种颜料十分感兴趣,但在实际应用时却因其高昂的价格而望而却步了。所以降低生产成本,实现规模化生产是扩大市场十分关键的一步。

其二,珠光颜料的应用研究还处在一个十分薄弱的环节,当前珠光颜料在涂料、塑料、印刷油墨、人造革、建筑材料、化妆品、纸张、包装材料、纺织印花印染等方面应用技术的研究开发还刚刚起步,由于大多数人对于这一新型装饰颜料的特性还知之甚少,加上应用技术滞后,技术水平低,装饰效果差,制约了珠光颜料的应用与推广。使许多本可以采用该种颜料进行装饰,以提升产品附加值的产品,失去极好的竞争机遇。但对于珠光颜料的追求,人们始终没有停止,因为人们都清楚懂得一个道理:一个应用技术的突破往往会推动一个行业产品的更新换代,会给一个产业带来不可估量的经济效益。

其三,珠光颜料生产工艺看似简单,但实际生产技术复杂,涉及学科门类多。所以世界各国都对该技术严加保密和封锁,为了保守商业秘密,至今不少公司从来没有公布过其年销量业绩。与一些工业发达的国家相比,我国云母钛珠光颜料的科研、生产、应用还是处于初级发展阶段,无论产品质量、品种及应用技术,都处于较低的水平,不少关键技术问题仍未取得突破性进展,使得德国和日本颜料公司的产品仍然一统天下。

影响珠光光泽的因素

尽管珠光颜料在应用方面遇到种种阻力,但业界依然呼唤珠光颜料的优势能够在印刷各个环节得到体现。

不妨让我们首先来分析一下云母钛珠光颜料在使用中的一些情况:珠光颜料是一种光泽性颜料,它的闪光效果是被动发光,也就是说必须在受光条件下才会显现出闪光效应。用它配制成珠光油墨,其珠光效果主要取决于颜料的珠光光泽,而光泽又取决于油墨中珠光颜料的含量、形状等。

珠光颜料的含量

在保证油墨中颜料分散均匀的情况下,有人研究过织物丝网印花油墨中珠光颜料的用量对珠光光泽的影响。方法为在同一油墨配方中,来改变珠光颜料在油墨中的用量,以目测方法来评价珠光光泽效果,研究中不断增加珠光颜料在油墨中占有量的比例,当颜料用量为5%时,光泽效果较差;当用量至12%时,珠光效果较好;当用量为15%时,珠光效果最好,牢度也好;再继续增加颜料用量为17%时,珠光效果与用量15%时相近;如果继续增加用量时,则珠光效果不再增加。这说明一个道理,一味追求提高珠光颜料的用量,并不能明显改善珠光的效果,当颜料用量达到一定值后,珠光效应就不再发挥其作用了。盲目追加颜料用量的结果:一是使油墨成本升高;二是使油墨的印刷牢度下降。为保证油墨的印刷适应性,有人建议珠光颜料的用量应控制在12%~15%。

珠光颜料的形状

除了珠光颜料的用量外,珠光效应与颜料的形状有关,平片状结晶应是珠光颜料的基本构造形态,只有这样的形态才能像镜片一样强烈地反射出珠光光泽,而平片状结晶的径厚比最好在200左右,而合乎这种条件的物质十分稀少。目前世界上生产最多和应用最广泛的珠光颜料是以天然云母薄片为核心,通过特殊的化学工艺,在其表面包覆一层或多层钛或其他金属氧化物而形成的微粉。所以衡量珠光油墨的好坏,就要看油墨配制时是否采用了片状颜料.

如果使珠光颜料的用量越少,油墨成本就会越低,人们采用珠光油墨的动力就会越大,但是否有好的方法将油墨中珠光颜料的用量降下来呢?回答是肯定的。使珠光颜料用量降低,其实主要就是让片状珠光颜料达到平行取向,如果片状珠光颜料能在墨层表面均匀平行排列,墨层的中间层或底层即使没有颜料颗粒,也不会影响珠光效果,因为光被上表层片状颗粒截流,中、底层颜料颗粒不受光,也就无法反射或折射光了,对珠光光泽的影响不大。以下便从各个环节实现片状珠光颜料在墨层表面均匀排列,最终降低珠光颜料用量。

珠光油墨配制工艺

珠光颜料油墨的质量很大程度上取决于树脂载体对片状颜料的润湿、分散性以及在墨膜中的平行取向程度。前者是由所选择的树脂本身结构及特性所决定的,后者则要依靠油墨设计配方及正确实施印刷工艺来实现。树脂载体是基础,配方设计和印刷工艺是关键。理想的油墨应具有较低的固体含量,为此,珠光颜料使用量不宜太多,因为颜料过多容易密集,会呈不规则状态,极易排列不良,而在印刷的墨层干燥过程中墨层体积应有较大的收缩力,利用收缩力和片状粉粒的自身重力作用,将片状云母钛珠光颜料压缩,使其趋于平行,这与色浆、涂料、油墨的比重、黏度等诸多因素密切相关。片状颜料越能平行于基材排列,则颜料的珠光效果越好。向油墨中加入一定量的聚乙烯蜡分散液可以提高其定向性能。

珠光颜料片径选择?

片状颜料的选择,应掌握好片状大小与闪光效果之间的关系:片状直径越大,则闪光源的间距离(片与片的间距)就越大,闪光效应就越分散。这是因为片径越大,表面所受到光线的多重反射、折射的机会就越多,所以闪光强度就强;若片径小,闪光源间距就小了,闪光效应会集中,重复反射、折射机会少,闪光强度就会变弱。除了片径大小与光的关系外,还与颜料在油墨中状态有关,一般片径越小,越容易凝聚,在连结料中易沉降;颗粒的纵横比越小,在连结料中也越容易呈悬浮状。

在调配油墨时,可以采用加入增稠剂来防止沉降或预先润湿颜料,然后再分散在连结料中,以避免凝聚或沉降。由于云母钛珠光颜料具有良好的分散能力,为油墨制造创造了优越的条件,在低黏度油墨介质中,只需采用低速搅拌即可得到良好的分散效果。同时可以避免采用其他油墨制造中使用三辊机、高速搅拌机或球磨机等设备,因为其会导致云母钛珠光颜料颗粒被打碎而失去光泽。即使生产中必须使用上述设备来分散,也应安排在油墨生产过程中的最后阶段,将云母珠光颜料加入混匀即可。

印刷工艺对珠光效果的影响

珠光油墨适用于各种印刷方式,但各种印刷工艺对印刷品的质量都会有一定的影响,为了保证印刷质量,印刷工艺应与珠光油墨的性能相匹配。为此,需要对印刷工艺提出一些要求以满足印刷油墨的性能。如在珠光胶印工艺中,印刷速度较快,要求油墨黏度小,为产生珠光效果,选用珠光颜料粒径较大时,墨辊传递效果不是很好,速度快,墨辊间摩擦力过大,很容易将片状颜料磨碎,珠光效果无法显示出来。若车速过慢又会产生堆辊子故障;为了追求闪光效应,选用珠光颜料粒径较大时,为了加大油墨流动性,使印刷油墨变稀,干燥过慢,影响印刷速度,被迫停机,这是胶印中的棘手问题。

珠光油墨凹版印刷工艺中,印刷品表面虽然有足够的光泽和大量的珠光颜料,却很难呈现珠光的闪光效果。这是由于雕刻滚筒的印版中,只会把较细小的,反光能力弱的珠光粉转移到承印物上,而较大的片状颗粒仍然保留在印版的凹槽内,珠光颜料转移到纸面上的分量不足,就难以发出闪光效果。

珠光油墨的丝网印刷工艺要求也与其他油墨印刷有所区别。为使印刷工艺与印墨性能相匹配,对于珠光油墨中颜料粒径较大时,它就更具有多面反射性能,就会形成十分均匀的等强漫射,产生良好的珠光光泽。

但在选用丝网目数时要特别注意,丝网的孔径与印墨中所用珠光颜料的粒径有关。为使油墨能顺利通过印版漏印到承印物上,而不致在网版上发生堵网现象,一般要求丝网孔径要比颜料最大颗粒大1.5~2.5倍为宜,但也绝非网孔越大越好,因为过低目数的丝网会影响图形的精度,印出的图像会过于粗糙,因此选用网目数要适宜。珠光油墨的制造者应在油墨产品包装中注明珠光颜料粒度,便于使用者选用时参考。一般从实验中得出:由粒径为20~180μm珠光颜料配制的油墨应选用40~60目/英寸网纱,可印刷一些产品要求精度不高的印刷品。若珠光粒径为5~100μm颜料配制而成的油墨,可选用60~100目/英寸的网纱,可印一些较精细的印刷品。

根据有关资料分析:云母钛珠光颜料在不同印刷方式的印墨中百分浓度(质量)差别也较大,其中以丝网印刷中含量为最低。丝网印刷油墨中含量为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%;胶印油墨中含量为30%。所以,采用丝网印刷方式会降低生产成本。?

总而言之,云母钛珠光颜料是一类全新概念的光学变色颜料,有着广阔的开发空间,一定会随着研究地深入,不断降低生产成本,为不久的将来广泛应用云母钛珠光颜料开创更广阔的道路,给用户选择产品和使用创造更多的方便。

珠光颜料应用过程中应注意的事项
 
由于珠光颜料与普通颜料在物理性能及几何参数上具有很大的区别,从而使珠光颜料具有不同于普通颜料的加工使用特点。一般要得到最佳珠光效果,须满足以下4个条件:1、被着色塑料树脂的透明性要好;2、尽可能用透明性好的颜料与珠光颜料混用;3、尽可能减少加工过程对珠光颜料片的破坏;4、珠光颜料充分分散并且颜料片平行于塑料表面取向。除此之外,塑料树脂的特性及加工方法也会影响最终产品的光泽性能。
1、  与树脂的匹配
珠光颜料的光泽来源于自然光在其片晶结构的薄层两侧进行的规则反射。任何干扰或者阻止这种有序反射的因素都会减弱制品的珠光效果。这些因素包括结晶、多相聚合物体系中的分散相、散射性颜料及填料等。一般来说,透明度越高的塑料越能体现最佳珠光效果。如高透明的PS和PMMA制品具有最亮泽的珠光效果。透明性差及不透明的塑料会降低色彩的光泽度和幻彩效果。然而对于透明性差但亮度较高的塑料(如PP、LDPE)、透明且耐冲击的改性聚苯乙烯和透明PA也可以产生很好的珠光效果,不透明塑料(如HDPE)尽管其光亮度不甚理想但珠光效果仍比较好,而PA-66等有结晶度的塑料,其珠光效果较差,而含有滑石粉,玻纤的填充型塑料只有经特别处理后才会有珠光效果。
2、  与其它颜料的匹配
珠光颜料不能与常规的不透明颜料相混和,如铬、镉颜料、钛白粉。普通金属颜料及普通氧化铁颜料等都是光散射性颜料,它们的加入,由于光散射而干扰珠光颜料的光折射,降低其珠光效应。透明性和低遮盖力的有机颜料如酞菁蓝、酞菁绿等与珠光颜料相混合,其珠光效果较好,其它透明度高的有机颜料如耐晒艳红,喹啶酮、永固紫等与珠光颜料配合使用,其效果也很好。无机颜料中碳黑和群青是比较特殊的一类,它们虽然不透明且有很高的遮盖力,但它们能吸收所有的透射光,使反射光得到加强,因此也能与珠光颜料混用。并产生明亮的附加色彩效应。
3、  珠光颜料的分散与取向
如果珠光颜料在塑料中的排列杂乱无序,根本就不可能产生效果,最多只看到一些闪亮的微粒。因此和普通颜料一样,珠光颜料也必须进行充分分散,以使其在塑料树脂中呈规则的平行分布。珠光颜料的定向过程是通过片晶在基质中位置的移动而自动完成的,一般不需采取定向措施。