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炭黑在油墨中的应用

炭黑是一种理想的墨水颜料。具有对化学物质、光、热的稳定性,这是其它黑色无机颜料和有机颜料无法比拟的。炭黑加入墨水中,黑度高、耐候性好、着色力强。炭黑的基本性能直接影响墨水的黑度、流变性和光泽等性能。当炭黑粒径变小或表面积增大时,黑度增大,这时由于光的吸收增多,反射更少,使人们感觉更黑。粘度增加,分散性降低,是因为粒子间引力增大,破坏附聚体需要更多的能量。光泽减少,是由于涂层中供光线反射的漆料减少。当炭黑结构增大时,黑度降低,由于互相结团,会反射更多的光,粘度增加,漆料需要增加,表面上的自由漆料减少。当炭黑表面活性增加时,黑度增加,粘度降低,分散性增加,光泽也提高。

      但炭黑的分散却是诸颜料中最困难的。这是由于炭黑粒子比表面积大,表面自由能高,极易团聚,致使炭黑在墨水中形成不稳定悬浮质点,往往使墨水贮存过程小炭黑粒子又重新附聚使墨水返粗变质。所以在水中均匀稳定分散仍是目前急于解决的问题。

      炭黑的颜色不仅与颗粒的大小、色相有关,而且与颗粒的表面结构有直接关系,就是说,炭黑的粒径越小,黑度越高;粒径越大,黑度越低。较小的粒径即等于较高的黑度,并且影响着其他性能,诸如吸油量、分散性等;也就是说,在油墨中加入同等量的炭黑,效果是不一样的,较细粒子的炭黑将使油墨黏度增高,较粗粒子的炭黑将会使油墨无法流动,为此,要想得到适中的炭黑就需要更多的能量给炭黑以充分的分散,直到满意为止。另外,炭黑较小的粒子和较大的粒子相比,显示的色相也有很大的差距。

      结构这一术语是指炭黑的原始粒子是多或是少地聚集或熔合成如海绵状的较大的立体结构。结构的测定是以100g炭黑吸收的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的量,以mL来表示。DBP吸收量随着结构的增加而增加。总之,高结构意味着,在相同炭黑加入量产生高黏度;就结构而言,仅在预先特定的黑度要求时是最重要的。于是,在规定要求的黑度下,可选择不同黑度的炭黑。

      如上所说,要想选择适中的炭黑,就必须了解炭黑的性能、结构,炭黑的添加量,油墨生产的工艺性,才能提高油墨的技术水准。炭黑的结构、黏度和分散性之间的关系也同样影响着最终产品的光泽、流动性和色相。

      高结构槽法炭黑和低结构炉法炭黑,这两种炭黑都有氧化处理的和不氧化处理的。一般而言,经过氧化处理的炭墨能改善其分散性;不经过氧化处理的炭黑,分散性就差得多。但是,低结构炉法炭黑(吸油量为43~52mL,/100g),适用于基料含量特别低、流动性良好和高光的场合。

      槽法炭黑的主要优点是在低黏度溶剂系统和水性油墨系统中有优良的分散性及稳定性。槽法炭黑由于其黑度、分散性和抗絮凝性等,已经被广大油墨厂家所认可。

 

      油墨的品种不同对炭黑的要求也不同 

      印刷油墨和被印刷的产品对炭黑都有不同的要求,印刷油墨对炭黑的要求:良好的润湿性,容易分散,高浓度,适当的粘度,良好的流动性能,储存稳定性和经济性。被印刷的产品:黑玉色度,遮盖力,蓝色调,光泽,耐擦拭。

      a.凸版印刷    墨膜先加到凸起的图像上,然后再传递到纸上。常用凸版墨是质地细腻的黏稠流体。它有相当高的“黏性”,能使一层较厚的墨膜附着在版面然后均匀地转移到纸张上,因此使用的炭黑应有较好的流动性,使油墨在含有10%~15%的炭黑时仍有适宜的流动性能。当采用轮转机时,轮转机转速越高,则要求墨的流动性越好。如要求的油墨有高光泽时,就需要使用低吸油量的炭墨。

      b.平版胶印

      墨膜先将图像传递到橡胶布上,然后再转印到纸上,由于墨膜较薄,故要求油墨有较高的着色力,因此胶印墨中炭黑含量较高(15%~22%),但应有一定的流动性及适宜的浓度。当油墨需要光泽时,应选用低吸油量的炭黑。

c.凹版印刷    要求墨膜能充满凹处,并易传递,因此油墨的黏度应很低,易流动,易传递。另一方面,所印墨膜较厚,油墨中的炭黑含量不应太低(10 9/6~15%),在选择炭黑上仍需要采用低吸油墨的炭黑,要达到高固含、低黏度。同时,凸版印刷的柔版油墨常用于印刷塑料薄膜、PP膜、PE膜、PVC膜等包装材料,和凹版墨一样都是流动的液态,要求油墨易流动,易干燥,因此仍需要低吸油量的炭黑。


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