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    油墨用碳黑的研究與應用

    2020-03-01 14:51:23

    油墨用碳黑的研究與應用

    油墨

    油墨是用于印刷的重要材料,它通過印刷或噴繪將圖案、文字表現在承印物上。油墨中包括主要成分和輔助成分,它們均勻地混合并經反復軋制而成一種黏性膠狀流體。由連結料(樹脂)、顏料、填料、助劑和溶劑等組成。用于書刊、包裝裝潢、建筑裝飾及電子線路板材等各種印刷。隨著社會需求增大,油墨品種和產量也相應擴展和增長。

    碳黑

    碳黑是人類最早使用的納米級材料,是由烴類物質不完全燃燒得到的產物。炭黑是油墨中用得最多的黑色顏料,和其它可用于油墨的黑色顏料,如骨碳、石墨、氧化鐵黑、苯胺黑等對比,炭黑的光學性能、耐候性、耐化學品性均較好

    油墨用碳黑

    專門用于油墨生產的碳黑稱之為油墨用碳黑。根據油墨的分類我們可以吧油墨用碳黑分為凸版油墨用碳黑,凹版油墨用碳黑,平板油墨用碳黑,絲網油墨用碳黑等。顏料是不溶于水、油和其它介質的,只能分散在膠粘狀連結料中,是反射特定波長光線的固體粉狀物質,是使油墨顯示一定顏色的著色劑,它直接影響油墨的流變性、干燥性和各種耐抗性性能。因此選擇用一款合適的碳黑對油墨的品質至關重要。

    碳黑性質對油墨性能的影響

    1、炭黑基本性質對油墨性能的影響?

    ???當粒徑較大(比表面積較?。?,結構較高時,油墨性能和表中的趨勢相反。

    油墨性能?    粒徑較小? 結構較低? 油墨性    粒徑較小?   結構較

    黑度            較黑 流動性 較差      較好

    著色            較強     較強      光澤 較好

    底色            偏棕     偏藍      潤濕性       較慢 較快

    吸油量          較高 較低      添加量              較多

    分散性          較難     較難

    2、印刷效果

    印刷品的顏色取決于油墨的顏色及其光學性質,而炭黑的性質又對黑色油墨的黑度、著色力、光澤、色相有重大影響。炭黑的黑度和著色力與炭黑的粒徑(比表面積)、結構密切相關.炭黑粒徑小(比表面積大)、結構低時,吸收光和散射光的作用大,則黑度和著色力高.但粒徑小于16~20nm時,由于炭黑難分散,炭黑被白色顏料粒子遮蓋以及油墨透明度增加等原因,著色力會降低。光澤和炭黑的結構性、分散性有關,結構低、分散度高時,光澤就好。在淡色體系中,炭黑粒徑小時趨于紅相,炭黑粒徑大時則趨于藍相.這是因為粒子大時,波長長的光散射多,并被炭黑吸收,因此波長短的光反射較多,即趨于藍相。為了消除紅相,可用藍色顏料作補色劑。

    3、流動性

    印刷油墨是固體顏料分散到連結劑中的微粒子分散體系。這種分散體在印刷到承印材料表面時所需的流動性,取決于所用印刷機械、版的類型、印刷速度等。

    炭黑基本性質和油墨流動性的關系大致如下.

    (1)粒徑(比表面積)

    炭黑粒子小(即粒徑小,或比表面積大)時,單位質量的粒子數和表面積就大,流動性變差。換言之,炭黑粒徑小(比表面積大),油墨的流動性差。

    (2)結構

    一般而言,炭黑的結構高時,容易在連結劑中形成三維網絡,在網絡的空隙中,吸留的(連結劑)樹脂、油脂、溶劑等較多,因此油墨的粘度也較高,并顯示出較大的觸變性。而炭黑結構低時空隙少,粘度低,并顯示良好的流動性。因此,油墨希望采用結構較低的炭黑,其DBP吸收值在45~120cm/100g為佳。

    (3) 表面化學性質(揮發分)

    炭黑的揮發分成分包括炭黑表面的含氧基團(羥基、醌基、內酯基)和表面吸附的含氧化合物,這些成分起著類似于表面活性劑的作用,可促進連結劑在研磨、混合時對炭黑的潤滑和分散作用,從而使油墨的流動性提高,觸變性和屈服值降低。當炭黑的揮發分低于4%時,油墨的流動性和分散性均較好。

    4、干燥性

    干燥性是指轉移到印刷紙張表面的油墨墨層,在干燥過程中所顯現的干燥現象。油墨的干燥性主要取決于所用連結劑的性質及其在組成中的配比。油墨在印刷紙張上的結膜過程,一般可分為固著和干燥兩個階段。若固著所需時間過長即干燥性不好,易在印刷紙張背面產生粘臟或轉印現象,影響印刷品質量。在以亞麻仁油、桐油為連結劑的油墨中,炭黑會起延遲干燥的作用,其原因是炭黑會吸附催干劑。炭黑的比表面積愈大(粒徑愈小),表面酸性基團愈多,

    延遲干燥的作用愈大在紫外線固化油墨中,由于炭黑的紫外線吸收功能,對油墨的固化有阻礙作用。為解決這一問題,可以增加助劑用量,或采用粒徑較大,紫外光吸收能力較小的炭黑品種。

    2.2炭黑的分散對油墨性能的影響

    炭黑在連結劑中的分散性,對油墨的光澤、著色力、流動性等有重要影響。一般來說,炭黑的分散性好,油墨的黑度高,流動性好,著色力強,光澤好,底色偏藍.

     


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