油墨用顏料技術(shù)新發(fā)展
     

   在油墨制造過(guò)程中，油墨連接料中的有機(jī)顏料無(wú)論采取何種研磨方式，都是以細(xì)微結(jié)晶粒子形式分散存在的。

因此，當(dāng)顏料的化學(xué)結(jié)構(gòu)確定以后，顏料制造工藝，顏料化加工及應(yīng)用的技術(shù)差異對(duì)顏料最終的粒子物理特性都

具有十分重要的影響。
     

    隨著近年來(lái)我國(guó)油墨工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)油墨用有機(jī)顏料的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。許多油墨技術(shù)人員也

意識(shí)到，顏料作為印刷油墨的重要原料之一。不僅為油墨提供必要的印鮮明色彩，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和粒子物理特性在

一定程度上還會(huì)影響到油墨的印刷適性，如膠印油墨的鮮明性、流變性、抗水性等，又如溶劑型油墨的黏度穩(wěn)定

性、耐遷移性、耐熱性、耐光性等。
    

 

    通常，顏料的鮮明性，著色強(qiáng)度，透明度，光澤度，耐光性等性能主要由分子結(jié)構(gòu)，粒子大小及頒情況決

定，分散性和分散穩(wěn)定性，抗絮凝性，耐遷移性等主要由顏料粒子表面的物理特性決定。因此，對(duì)于油墨用有機(jī)

顏料來(lái)說(shuō)，一項(xiàng)重要的研究課題就是通過(guò)多種改善方法，賦予傳統(tǒng)顏料品種新的應(yīng)用特性。
  

油墨用顏料的主要品種

1、四色膠印油墨用顏料品種

（1）黃色顏料
     

     從化學(xué)結(jié)構(gòu)上區(qū)分，黃色顏料通常以PY12、PY13、PY174、PY176聯(lián)苯胺黃系列品種為主，這類顏料一般

具有良好的應(yīng)用性能，比如高著色力，純正的中黃色光，適宜的透明度等，可以滿足油墨套色印刷的要求。
 

2、藍(lán)色顏料 

    藍(lán)色顏料多采用各項(xiàng)物理化學(xué)性能優(yōu)良的PB15：3穩(wěn)定型（β型）酞菁藍(lán)顏料，屬于穩(wěn)定的β型綠光藍(lán)顏料，

除了具有鮮明的色彩外，還具有良好的應(yīng)用性能，比如流變性，耐光性等。

3、紅色顏料
     

    紅色顏料多采用一般采用PR57：1偶氮色淀紅系列品種，在制造過(guò)程中，這類顏料可以采用不同的工藝條

件，制造出具有不同程度鮮明藍(lán)相的品紅墨，以供油墨用戶根據(jù)不同印刷要求選擇。需要更加純正的桃紅色時(shí)，

還可使用少量堿性桃紅，堿性玫瑰紅染料的磷鎢鉬復(fù)合酸鹽沉淀的PR81染料色淀顏料，但是這類顏料價(jià)格比較

昂貴，目前基本上已經(jīng)被PR57：1偶氮色淀紅顏料替代。
  

2、單色膠印油墨用顏料品種

在各種單色膠印油墨中，黃色顏料多使用耐曬黃PY1和PY3，聯(lián)苯胺黃系列PY17、PY81、PY83，聯(lián)苯胺橙

PO13、PO34等；紅色顏料有金光紅PR53：1，耐曬大紅PR48：1、PR48：2，立索爾紅PR49：1、PR49：2

等。

3、UV及印鐵油墨用顏料品種 
      

    對(duì)于應(yīng)用在UV及印鐵等油墨中的相對(duì)特殊的連結(jié)料體系中的顏料品種，選用時(shí)應(yīng)特 別注意以下幾個(gè)問(wèn)題
 

對(duì)于UV膠印油墨，由于連結(jié)料體系與顏料的相容性較差，顏料粒子不易潤(rùn)濕，會(huì)影響顏料的相容性較差，顏料

粒子不易潤(rùn)濕。會(huì)影響顏料的分散性能，同時(shí)油墨的流動(dòng)性較差；比如耐熱性，耐光性，耐溶劑性等，因此，對(duì)

于這類油墨用顏料更需要慎重選擇。
   

4、溶劑型油墨用顏料品種

      

   除了顏色，著色強(qiáng)度等常規(guī)性指標(biāo)以外，由于溶劑型油墨使用的樹脂，溶劑種類較多，物理化學(xué)性能差異較

大，顏料對(duì)如黏度和儲(chǔ)存黏度穩(wěn)定性等油墨應(yīng)用性能的影響更為明顯。

（1）黃色顏料 
        

   目前普遍使用且應(yīng)用性能良好的黃色顏料以PY14，PY13，PY83聯(lián)苯胺黃系列為主。其中，PY14聯(lián)苯胺黃由

于自身化學(xué)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)特殊的表面處理可制造具有多種應(yīng)用性能的系列品種；PY83聯(lián)苯胺黃的價(jià)格相對(duì)較高，

因此通常只少量應(yīng)用于有特殊要求的油墨品種。此外，PY12價(jià)格較低，加以適當(dāng)改善也可以用于溶劑型油墨

中。

（2）藍(lán)色顏料
   

     藍(lán)色顏料廣泛采用PB15：3和PB15：4酞菁藍(lán)系列品種。其中，PB15：4酞菁藍(lán)屬于具有抗絮凝，抗結(jié)晶特

性的專用品種，在溶劑型油墨中具有良好的分散穩(wěn)定性及黏度穩(wěn)定性。

（3）紅色顏料
    

      紅色顏料品種主要有偶氮色淀紅系列PR48：1，PR48：2，PR48：3，PR53：1，PR57：1等，以及不溶性

偶氮顏料PR2，PR3，PR8，PR243等。

   

    其他一些高性能有機(jī)顏料品種也適用于各種溶劑型油墨，但是價(jià)格一般比較昂貴，因而用量較少。水基油墨

對(duì)顏料的要求更加苛刻一些，這主要是因?yàn)楸�烯酸水性樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，體系組成不同于其他溶劑型油墨所致，

特別是對(duì)于偶氮色淀類紅色顏料尤為明顯。實(shí)際上，由于各品種油墨制造工藝的區(qū)別，即便同一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的顏

料也會(huì)呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用性能，因此需要針對(duì)油墨的溶劑樹脂體系的不同慎重選擇。

  

油墨用顏料的質(zhì)量特性評(píng)價(jià)
   

   準(zhǔn)確評(píng)價(jià)顏料在油墨中的質(zhì)量特性，對(duì)于顏料和油墨工作者來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)極其重要的工作。

1、油墨用有機(jī)顏料應(yīng)用性能評(píng)價(jià)由于印刷方式，承印材料的不同，油墨的品種和類型很多，其連結(jié)類型等組成

可能存在很大的差異，因此，評(píng)價(jià)一種顏料的品質(zhì)是否符合油墨的要求，首先要從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)確定顏料的

應(yīng)用體系類型，根據(jù)連結(jié)料體系的不同來(lái)選擇相應(yīng)的應(yīng)用性能評(píng)價(jià)方法，這樣才能比較準(zhǔn)確地掌握顏料的應(yīng)用性

能。

（1）四色膠印油墨用顏料應(yīng)用性能評(píng)價(jià)
   

     目前，四色膠印油墨中主要使用松香改性的酚醛樹脂類，在生產(chǎn)該樹脂過(guò)程中已經(jīng)考慮到諸如抗水性，成膜

強(qiáng)度及附著性，與顏料的潤(rùn)濕性等多方面的問(wèn)題，因此此類顏料的應(yīng)用性能就要圍繞著膠油墨連結(jié)料的物理化學(xué)

性能進(jìn)行正確評(píng)價(jià)，也就是說(shuō)要選用相應(yīng)的檢測(cè)方法。比如對(duì)于干粉顏料，可以用三輥研磨方法制成油墨來(lái)檢測(cè)

顏料的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，并可準(zhǔn) 確評(píng)價(jià)其分散性。 
   

對(duì)于一些專用型的濾餅，則可以直接用擠水換相方法制成油墨基墨加以評(píng)價(jià)。

 

（2）溶劑型油墨用顏料應(yīng)用性能評(píng)價(jià)
 

    由于樹脂和溶劑制成的連結(jié)料體系的物理化學(xué)性能差異較大，對(duì)于溶劑型油墨用顏料的評(píng)價(jià)更需要有針對(duì)

性。由于不同溶劑型油墨中的連結(jié)料具有不同的性質(zhì)，因此應(yīng)根據(jù)不同的連結(jié)料體系選擇不同應(yīng)用性能的顏料。

水基油墨用顏料的質(zhì)量要求相對(duì)其他類型的溶劑型油墨來(lái)說(shuō)要更加嚴(yán)格，主要體現(xiàn)在顏料對(duì)水基油墨流變性能方

面的影響。目前，水基油墨一般使用丙烯酸樹脂的乳液體系，由于該體系構(gòu)成的特殊性，一些在其他體系中應(yīng)用

性能良好的顏料品種在水基油墨連結(jié)料體系中可能無(wú)法使用。例如廣泛使用的偶氮色淀紅PR57：1顏料，普通

品種用于水基油墨時(shí)往往造成黏度過(guò)高，且存放時(shí)間越長(zhǎng)，油墨越稠，嚴(yán)重影響其印刷適性。為解決這一問(wèn)題，

應(yīng)采用必要的表面處理技術(shù)和混合色淀化方法加以改善。

   

     此外，溶劑型油墨在承印材料上的耐遷移性，耐蒸煮性等方面的要求也什得重視，有機(jī)顏料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，分

子量結(jié)晶粒子大小，極性發(fā)及制造過(guò)程中使用的表面處理劑的種類等，都有可能對(duì)其產(chǎn)生影響。

 2、油墨用顏料物化特性分析 
      

     上述應(yīng)用性能評(píng)價(jià)得到的數(shù)據(jù)是油墨用顏料質(zhì)量特性的一種表現(xiàn)形式。但是決定這種表現(xiàn)形式的內(nèi)在因素卻

是其物理化學(xué)特性。事實(shí)表明，將有機(jī)顏料物化特性分析與應(yīng)用性能評(píng)價(jià)結(jié)合起來(lái)，可以起到兩者單獨(dú)評(píng)價(jià)達(dá)不

到的效果。

     

    利用儀器分析評(píng)價(jià)有機(jī)顏料的物理化學(xué)特性是一種高效、快捷的方法。有機(jī)顏料的儀器分析主要包含以下兩

個(gè)方面，一是對(duì)化學(xué)分子結(jié)構(gòu)及構(gòu)成元素測(cè)定。其中，后者對(duì)有機(jī)顏料在油墨中的實(shí)際應(yīng)用性能的評(píng)價(jià)更顯重

要。其中，后者對(duì)有機(jī)顏料在油墨中應(yīng)用性能更有說(shuō)明力。
    

常用的有機(jī)顏料物化特性分析儀器有以下幾種：
 

（1）粒度分布測(cè)定儀。粒度
    

    分布測(cè)定儀（PSDA）可以測(cè)定顏料粒子分散狀態(tài)下的粒徑大小和分布區(qū)域。理想狀態(tài)下，粒度分布越集中越

好，以最大程度保證顏料的鮮明性，透明度，著色強(qiáng)度，耐光性和分散穩(wěn)定性等。 
      

      透射型電子顯微鏡（TEM）可以直觀觀察顏料粒子的結(jié)晶形態(tài)和粒徑大小。同一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的顏料，結(jié)晶形

態(tài)不同，其色光，流變性能會(huì)有很大差異。
  

（3）X-射線衍射分析儀
     

      X-射線衍射分析儀（XRD）可用來(lái)判定顏料的結(jié)晶種類和相對(duì)含量組成，可輕松判別顏料的同質(zhì)異晶特征。

有機(jī)顏料在合成過(guò)程中，最終粒子的發(fā)育狀態(tài)以及存在缺陷的程度可以依據(jù)顏料結(jié)晶度（借助X-射線衍射峰的

半峰寬度數(shù)據(jù)）表現(xiàn)，結(jié)晶度高的顏料粒子，在膠印油墨中主要表現(xiàn)為鮮明性，流動(dòng)性，透明度，抗水性等方面

性能良好，在溶劑型油墨中則對(duì)油墨的黏度及黏度穩(wěn)定性有益。采用多組分混合的顏料具有較高的結(jié)晶度，可使

油墨具有更好的著色強(qiáng)度，透明度和鮮明性。

（4）比表面積測(cè)定儀    

比表面積測(cè)定儀（BET）可以對(duì)粉末顏料的比表面積進(jìn)行測(cè)定，一般情況下顏料粒徑越小，比表面積越大，吸油

量越大，易造成油墨流動(dòng)性能有良。
    

    

   總之，對(duì)于油墨用顏料來(lái)說(shuō)，有針對(duì)性地進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)與分析是一項(xiàng)十分重要的工作，只有采用正確的評(píng)

價(jià)方法，才能最大程度地掌握顏料的應(yīng)用特性。
     

采用顏料擠水換相技術(shù)制造膠印油墨
  

 1、顏料擠水換相技術(shù)基本原理 
        

    采用顏料擠水換相技術(shù)制造膠印油墨的基本原理為：利用油墨連結(jié)料與有機(jī)顏料之間的“親和性”，使顏料

粒子在一定的剪切攪拌條件下，從水相轉(zhuǎn)移到油相連結(jié)料中，作為油墨的著色材料，有機(jī)顏料在油墨連結(jié)料中必

須充分分散，該分散狀直接影響其應(yīng)用性能，諸如色光，流變性能，著色強(qiáng)度，光澤度，透明度及各種耐牢度

等。因此，在顏料制造或顏料化加工過(guò)程中采用多種表面處理方法對(duì)顏料的分散性能加以改善，可降低顏料在干

燥，粉碎過(guò)程中發(fā)生粒子間聚集的程度，其效果還是比較理想的。為使顏料最大程度地分散到油墨連結(jié)料中，一

般采用含水濾餅顏料（粒徑約0.01~1.00μm）直接在捏合機(jī)中與油墨連結(jié)料進(jìn)行擠水換相處理,以避免顏料在干

燥過(guò)程中粒子間過(guò)度聚集,導(dǎo)致顏料分散不充分,著色強(qiáng)度降低以及鮮明性下降

3、顏料擠水換相技術(shù)工藝特點(diǎn)  
     

    采用顏料擠水換相技術(shù)制造膠印油墨的工藝具有以下特點(diǎn)。

 (1) 未經(jīng)干燥的有機(jī)顏料濾餅中一般含顏料量約為25%~40%,基本保持著”初級(jí)粒子”狀態(tài),經(jīng)擠水換相使油

墨連結(jié)料包覆顏料粒子,大部分粒子尚未形成不易分散的聚集體,相對(duì)于用粉體顏料制造的油墨而言,顏色鮮明性,著

色強(qiáng)度,光澤度均更好,同時(shí),顏料濾餅中約法三有85%~90%的水分從油墨基墨中排出,真空脫水后的油墨基墨中殘

留的可溶性鹽組分比用粉末顏料要少得多,利于提升油墨的流變性能和抗乳化性能.

(2) 濾餅顏料的擠水換相減少了顏料生產(chǎn)中的干燥,粉碎過(guò)程,降低能耗的同時(shí),避免了粉末污染. 

(3) 由于顏料粒子處于高度分散狀態(tài),在后續(xù)油墨軋制,調(diào)整階段可比用粉體顏料明顯降低成本,節(jié)約時(shí)間,降低能耗.  

(4) 采用擠水換相,只需適當(dāng)?shù)姆稚⒓庸?然后按照油墨配方適當(dāng)補(bǔ)加連結(jié)料,干燥劑和助劑,攪拌即可得到相應(yīng)的油墨產(chǎn)品

4、顏料擠水換相技術(shù)局限
  

    需要注意的是，采用顏料擠水換相技術(shù)制造油墨時(shí)，由于各膠印油墨品種采用的連結(jié)料不同。因此即便選用

同一種顏料，其也有可能在不同的連結(jié)料體系中表現(xiàn)出不同的質(zhì)量特性。同時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備的品種變更不宜太頻

繁，也就是說(shuō)該法比較適合大批量生產(chǎn)的膠印油墨品種，對(duì)于小批量制造有一定的局限性，因此，為提高生產(chǎn)效

率，采用一種油墨調(diào)整出幾種類型的油墨產(chǎn)品是今后膠印油墨制造的主要研究課題。

5、顏料擠水換相技術(shù)工藝要求
     

    顏料擠水換相技術(shù)的工藝過(guò)程受到的諸多因素的影響，主要包括連結(jié)料的類型，黏度，顏料固含量以及與連

結(jié)料的加入比例，加入速度，捏合體系溫度，真空脫水時(shí)間等。
    

    此外，不同的顏料品種，其顏料擠水換相技術(shù)的工藝要求也是不同的。如對(duì)于三原色膠印油墨的擠水換相技

術(shù)來(lái)說(shuō)，各色系、各品種顏料在擠水換相過(guò)程中受加工條件的影響程度也有一定的差異。

（1）黃色顏料 
     

    黃色顏料由于化學(xué)結(jié)構(gòu)原因，顏色比較淺，較高的溫度條件下易產(chǎn)生過(guò)度聚集，粒子增大，比表面積減小，

吸油量降低，會(huì)對(duì)油墨的鮮明性，透明度產(chǎn)生不良影響（但是流動(dòng)性能可以得到改善）。

（2）藍(lán)色顏料
    

    酞莆藍(lán)顏料的分子結(jié)構(gòu)是一種對(duì)犯法的金屬惡性合物，化學(xué)及熱穩(wěn)定性非常好，耐加工性能優(yōu)良，因此在擠

水換過(guò)程中質(zhì)量較小。此外需要注意的是，目前膠印油墨使用權(quán)的酞菁藍(lán)顏料屬于PB15：3穩(wěn)定的β型結(jié)晶，具

有綠光藍(lán)色相，經(jīng)X-射線衍射分析，即便是穩(wěn)定的β型酞莆藍(lán)顏料，其中也會(huì)含有一定比例的α型PB15組分，可

以使顏料的鮮明性提高，但普通的α型酞菁藍(lán)顏料屬于不穩(wěn)定性結(jié)晶，與β型酞莆藍(lán)顏料相比呈紅光色相，雖具

有較高的著色強(qiáng)度，但是吸油量較大。在有機(jī)溶劑、溫度等環(huán)境條件下容易向綠光藍(lán)β型結(jié)晶轉(zhuǎn)化，因此，為了

保證油墨的鮮明性，在擠水換相過(guò)程中應(yīng)該注意溫度和時(shí)間的控制。
 

（3）紅色顏料 
 

    PR57：1立索爾寶紅顏料的擠水換相工藝相對(duì)于黃色，藍(lán)色顏料來(lái)說(shuō)要復(fù)雜一些，主要是真空脫水過(guò)程中加

熱溫度較高，這種溫度條件會(huì)促使偶氮色黨淀類顏料的結(jié)晶向穩(wěn)定，高著色強(qiáng)度，純正的藍(lán)相色光方面轉(zhuǎn)化，這

種結(jié)晶的調(diào)整轉(zhuǎn)化過(guò)程被稱為“發(fā)色”，“發(fā)色”程度的控制直接影響最終油墨的色光，透明度，流動(dòng)性，著色

強(qiáng)度和鮮明性等。

油墨用顏料的環(huán)�；� 
    

    隨著社會(huì)上健康生活方式意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越注重工作和生活環(huán)境的清潔程度，印刷業(yè)對(duì)油墨的要

求也逐漸向無(wú)毒，無(wú)污染方面過(guò)渡�；�于這種趨勢(shì)，選用不含芳烴的大豆油部分代替石油溶劑制造的環(huán)保型膠印

油墨已在一些發(fā)達(dá)國(guó)家普遍使用，在國(guó)內(nèi)也已受到印刷業(yè)的普遍關(guān)注和推廣使用，可以相信，隨著印刷和油墨工

業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)油墨用顏料的要求將不僅停留在產(chǎn)品質(zhì)量方面，其使用的化學(xué)安全性相關(guān)特性也會(huì)越來(lái)越受關(guān)

注。
     

    對(duì)于我國(guó)有機(jī)顏料行業(yè)來(lái)說(shuō)，由于目前有機(jī)顏料制造采用的裝備，工藝主要還是依靠比較傳統(tǒng)的方法，使用

的原料質(zhì)量指標(biāo)控制也不是十分嚴(yán)格，因此顏料制造過(guò)程中使用的有毒有害物質(zhì)（如重金屬含量，致癌芳胺，氯

苯類有機(jī)溶劑的殘留量等）應(yīng)引起關(guān)注。
      

     因此，國(guó)內(nèi)在有機(jī)顏料制造中，要選用各種清潔的原材料，助劑和添加劑，優(yōu)化工藝配方，最大程度地降低

或消除有害物質(zhì)殘留量，更新栓測(cè)分析儀器以及提高檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)水平，改善傳統(tǒng)工藝設(shè)備，逐步實(shí)行自動(dòng)化控

制以及生產(chǎn)在線檢測(cè)，加強(qiáng)高新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的投入和應(yīng)用，通過(guò)提高治理技術(shù)水平來(lái)降低“三廢”排放

量，同時(shí)充分關(guān)注如歐盟REACH法規(guī)等與有機(jī)顏料生態(tài)安全性相關(guān)的法規(guī)。