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水性油墨體系中的珠光效果

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

一、 引子  多年來,虹彩珠光效果一直為人們所喜愛,而且應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛。但迄今為止,多數(shù)印刷油墨和油漆涂料中一直包含高濃度的揮發(fā)性有機(jī)溶劑。而近些年來,環(huán)境保護(hù)逐汽漸成為現(xiàn)代工業(yè)的焦點(diǎn),各國政府紛紛發(fā)布有關(guān)的約束性法規(guī)(如美國的RULE 66和德國的AT-LUFT),要求大幅度削減工業(yè)產(chǎn)品中的有機(jī)溶劑含量。這就使得大多數(shù)的工業(yè)化國家必須考慮如何改進(jìn)現(xiàn)有的工藝,以滿足環(huán)保要求。西方國家的印刷油墨和涂料工業(yè)為百家到上述標(biāo)準(zhǔn),采取的措施是以水性體系替代現(xiàn)有的有機(jī)溶劑機(jī)系?! ≡摲N技術(shù)經(jīng)過近些年的迅速發(fā)展,已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)成熟的應(yīng)用階段。不少油墨生產(chǎn)三家已開始各印刷企業(yè)提供高質(zhì)量的水泥生體系的產(chǎn)品。  下面我們將主要介紹珠光顏料在水性油墨體系中的應(yīng)用,以及如何處理一些相關(guān)問題?! 《⒅楣忸伭稀 ∈褂迷颇糕佇椭楣忸伭峡梢砸杂湍w系中有兒地表面珍珠干涉型光澤或類金屬型光澤,而且不會(huì)產(chǎn)生技術(shù)性問題?! ∵@類珠光顏料主要由片狀的去母微粒和包裹在上面的一薄層金屬氧化物構(gòu)成,該金屬氧化物薄層具有較高的光學(xué)折射率(Np=2.5—3.0),而云母的光學(xué)折射率相對(duì)較低(Np=1.5)(圖1略)?! ∪鐖D1所示,入射光線在珠光顏料表面分為兩路,一路發(fā)生鏡面反身進(jìn)口車一咱則發(fā)生折射,進(jìn)入顏料內(nèi)部,光線在穿過前面料的過程中,在具有不同光學(xué)了折射率的兩種物質(zhì)的界面均發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。正是這處多重反射現(xiàn)象,導(dǎo)致了珍珠式虹彩光澤的產(chǎn)生?! 纳a(chǎn)性的觀點(diǎn)來看,有三種基本方式可以創(chuàng)造燦爛的,光法好的色彩:  一是控制透明的二氧化鈦涂層在云母基材上沉積厚度。這樣從每個(gè)界布發(fā)生反射的那部分光線,由于其經(jīng)過后光程不同,相互之間會(huì)發(fā)生光學(xué)干涉。而我們觀察到的干涉光的顏色由二氧化鈦涂層的厚度決定?! 」∮酶郊拥摹⒕哂泄鈱W(xué)吸收性的金屬氧化物(如三氧化鐵或氧化鉻)同原有的干涉層相復(fù)合,就可以相應(yīng)地獲得金色和綠色的珠光效果?! ∪菍⒏吖鈱W(xué)折射率和具有光學(xué)吸收性的金屬氧化物(如三氧化鐵)直接沉積在云母薄片上,并且控制其涂層的厚度。這樣獲得的顏料可以同時(shí)完美地表面光學(xué)干涉和光學(xué)吸收的效果,使非金屬的顏料創(chuàng)造出了金屬顏料的光澤?! ?yīng)該提到的是,珠光顏料可以不同的顆粒度度供應(yīng),這對(duì)于產(chǎn)品顏色的使用者來說極為重要。其原因就在于,顏料的不同顆粒度決定了產(chǎn)品的光、色效果,從細(xì)膩的啞光效果到珍珠般光澤,直到閃爍光澤,另外,顆粒度大小也決定了能夠用何種方式來獲得珠光漢澤。顆粒細(xì)小的珠光顏料比顆粒大的具朋更好的遮蓋力?! ≈楣忸佪^是一咎無機(jī)形式的顏料,是不可燃,不可爆的,而且是電絕緣的。即使對(duì)稀釋過的酸、咸溶液。珠光顏料也是穩(wěn)定的。無論有機(jī)溶劑或是水(這里是特別重要的)均不對(duì)珠光顏料產(chǎn)生影響。像在聚合物體系中一樣,珠光顏料可以很容易地在上述兩種分系中分散開?! ≈楣忸伭峡梢阅褪艿淖罡邷囟仁?00攝氏度,之外全可以滿足一般的制墨和印刷干燥的要求。其化學(xué)上的惰性和極低的重金屬含量使之對(duì)環(huán)境非常安全?! ∮捎诟缮嫘远嘀胤瓷涫侵楣忸伭系闹匾猓憩F(xiàn)方式,根本不同于傳統(tǒng)的吸收/散射型顏料或者全反射金屬顏料,所以它被界定為第三類顏料。  三、珠光顏料在水性油墨體系的結(jié)合使用中,有兩個(gè)基本規(guī)則需要注意:  1、油墨連接料體系的透明性  這一點(diǎn)非常重要。因?yàn)橛辛送该餍赃@一基本特征,珠光顏料才能產(chǎn)生珠光光澤。而油墨連接料作業(yè)介質(zhì)也應(yīng)該具有良好的透明性,否則珠光光澤即使沒有被完全遮蓋也將被明顯地削弱?! ?duì)于填料、流變性添加劑等也應(yīng)有同相的要求。有引起情況下,珠光油墨中需要混合色料來表現(xiàn)彩色的理所當(dāng)然光凈利要,尤其應(yīng)該注意這里的色料更應(yīng)具有良好的透明性?! ?、顏料的形態(tài)  珠光顏料的厚度約為0.4um,其正表面的尺寸范圍由2um。所以,它的整體形態(tài)為極薄的片晶狀結(jié)構(gòu)。除了顏料的透明度以外,這咱結(jié)構(gòu)是表達(dá)珠光光澤的另一個(gè)基礎(chǔ),但從另一個(gè)角度來說,它對(duì)于剪切作用非常敏感,大剪切力的運(yùn)動(dòng)會(huì)破壞珠光效果。于是在制墨過程中,我們要求以柔和的方式來攪拌珠光顏料,應(yīng)該避免使用三輥磨,高速分散機(jī)等可能破壞顏料形態(tài)的設(shè)備。  有些情況下,珠光顏料需與其它色料相混合。此時(shí)就先將色料以較高的剪切力和剪切速度進(jìn)行單獨(dú)的分散和攪拌,此后再將珠光顏料緩慢地加入,并用低速柔和地將其分散在色料中,由于珠光顏料易于分散,所以這點(diǎn)可以很方便地做到。  如果需要把珠光顏為閘入已經(jīng)分散好的油墨中,實(shí)踐證明發(fā)先把珠光顏料用水進(jìn)行“預(yù)潤濕”,這樣可以收到最佳效果。在水性印刷油墨體系中,通常珠光顏料的加入濃度為20%到30%。  為了改善珠光顏料在水性油墨中的防沉降能力,應(yīng)使用觸變性增稠劑。這種助劑可以幫助顏料懸浮在乳化的水性體系中。  然而事實(shí)表明:不同制墨過程中,珠光顏料加入油墨體系的順序不同,就應(yīng)選用不同類型的增稠劑。例如,在珠光顏料加入油墨之前和之后,油墨分散體系PH值會(huì)產(chǎn)生變化,就應(yīng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。  在水性油墨體系中,PH值是一個(gè)非常重要的影響因素,但它無論是偏酸性還是偏堿性,都不會(huì)對(duì)珠光顏料的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。相對(duì)鋁粉顏料而言,這是珠光顏料在水溶性體系中的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。另外,影響印品珠光效果的一個(gè)因素是珠光顏料在墨層中的分布狀態(tài),如果珠光顏料顆??梢詥我环较蚱降?于承印物表面排布的話(如圖2所示),其折射出的光線也以單一方向傳播,則可以達(dá)到最佳的光澤,否則(如圖3所示)折射光線被漫反射掉,其效果就大打折扣了。實(shí)踐表明,選擇適當(dāng)類型的觸變性添加劑可以優(yōu)化珠光顏料的方向性排布?! ≈楣忸伭吓挪?的方向性影響到DOI值(圖像特性值),DOI值的大小代表了圖像表面的平滑度高低?! ∷?、珠光顏料在水性體系中的應(yīng)用  在歐洲,珠光顏料在水性體系中得到應(yīng)用的是凹印墻紙行業(yè),而且至今仍然是應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。其它的慶用領(lǐng)域還有標(biāo)簽,包裝盒以及特種裝飾紙和禮品包裝紙的印刷?! ≡谕坎挤矫?,常用的方法是氣刀涂布法,其它的還包括有輥式涂布和簾式涂布等等。除了普通的銀白色珠光顏料外,還可以利用虹彩干擾色顏料、珠光金顏料以及古銅色珠光顏料來表現(xiàn)特珠光澤效果?! ∮捎谒罋獬脸廖翌侅萃该餍裕?jīng)常被疊印/涂布在多種底色上,這樣可以獲取獨(dú)特的色彩效果?! √厥獾男Ч€可以通過向水性珠光墨加入透明的色料來實(shí)現(xiàn),比如碳黑或不同品種的透明有機(jī)染料或顏料。利用珠光油墨可以表現(xiàn)出金屬光澤,常用的技巧之一是向銀白色珠光墨中摻入少量碳黑,宋原有的透明的珠光墨就會(huì)表現(xiàn)出金屬銀的顏色,隨著碳黑添加量的增加,該銀色可以由柔和逐漸轉(zhuǎn)向強(qiáng)烈的金屬感?! ?duì)珠光顏料來說,另一個(gè)被廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域是紡織品的印刷/印染,尤其是水性體系的珠光油墨,其主要組分為丁二烯或丙烯酸樹脂系物質(zhì)。過去珠光墨曾一度被認(rèn)為不適合于織物的輪轉(zhuǎn)式絲網(wǎng)印刷,通過業(yè)界的我年研究發(fā)展,特別是顏料供應(yīng)商的技術(shù)配合,珠光默默已經(jīng)可成熟地應(yīng)用于這個(gè)領(lǐng)域。

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