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超細高嶺土 打印出更不透明、更光亮的白色

2015-11-27 14:54:08| 次閱讀| 來源歐洲涂料雜志| 作者ECJ

摘要:在水性柔版油墨中添加了這種高嶺土后,在不降低不透明 度或印刷濃度的前提下能優(yōu)化TiO2含量。

液體油墨的印刷光澤度主要受基材、印刷濃度和印刷層的 最終粗糙度影響。為了達到較高的印刷光澤,即使存在礦物質(zhì)填 料的情況下,也需要具有更加平滑的印刷油墨表面,因此,超細 層狀高嶺土的優(yōu)點在于可極易分散在油墨配方中,并在表面上排 列整齊。為了滿足上述要求,特設(shè)計出了一種新型、高純度的超 細層狀高嶺土"ImerPrint 02K";圖3中的SEM圖顯示其良好的片 狀結(jié)構(gòu)。通過沉淀法(esd)測得的平均粒徑(等效球徑)為0.2 μm,對應(yīng)的平均片粒直徑約為0.4 μm、片厚度約為0.05 μm(或50 nm),所以,該產(chǎn)品能很好地形成均勻的油墨薄層,遮蓋住整個待印刷的表面。同時,還可對其進行研磨加工,使其不但能夠容 易地分散在水中,而且也可以分散在溶劑型系統(tǒng)中(采用Hegman 細度計進行測量,通常小于30 μm)。

通過檢查油墨在長期貯存后的沉淀率,可驗證高嶺土在液體 油墨中的超細粒徑和良好分散性。圖4照片顯示與只含TiO2的參照 油墨相比,同時含有TiO2和研磨超細高嶺土的水性柔版油墨2周后 的沉淀率(脫水收縮作用)降低情況。

彰顯超細高嶺土的不透明優(yōu)點的配制方法

為評估包裝油墨中優(yōu)化TiO2含量的機會,建議使用適用于紙和 紙板的柔版/凹版水性通用油墨。采用與之前涂料研究[6-8]類似的 PVC梯度法法,本試驗包括觀察PVC從25%增加至35%時TiO2增加水 平、光澤和不透明度變化情況,從而確定達到最佳遮蓋力時TiO2含量。

通過以下兩個階段制備了油墨:首先,以60 %(質(zhì)量分數(shù))的 固含量,將市售金紅石TiO2高速分散在含表面活性劑、消泡劑和水 性丙烯酸乳液的配方中。然后,用其他表面活性劑、乳液樹脂、 PE蠟和水,低速兌稀調(diào)制,使所有油墨配方的最終體積固體分達 40.5%(體積分數(shù)相當于質(zhì)量分數(shù)約60%的質(zhì)量固含量)。用24 μm的手持式涂漆棒將油墨刮涂到黑色聚脂薄膜上,使干膜厚度達 到約9 μm。干燥和放置1 d后,測量20°和60°時的光澤。然后,將 聚酯上的印刷油墨切成盤狀,測量反射率與油墨膜厚度的關(guān)系。 將干膜厚度為9 μm時在黑板上的內(nèi)插反射率作為每一種油墨遮 蓋力的度量,以了解在TiO2含量增加時的散射性能。用CIE L *a *b * 值,對顏色進行了表征。

圖5中不同TiO2 PVC的不透明度結(jié)果表明,在干油墨膜中,最 佳散射出現(xiàn)在PVC約34%時(相當于該配方的質(zhì)量濃度約37%,質(zhì) 量分數(shù)),在PVC33%~35%不透明度的差異小于0.1個單位。TiO2 PVC從24%變?yōu)?9%,反射率增加2個單位,從29%變?yōu)?4%,反射 率只增加了0.8個單位。圖5表明采用高于34% PVC(折算為質(zhì)量固 體分),液體油墨中超過35%(質(zhì)量分數(shù))的TiO2含量來配制白色 油墨是沒有必要的,因為實際上在較低TiO2含量時就能夠達到不錯 的不透明度。圖5直觀呈現(xiàn)隨著許多顆粒物聚集在最終干膜中、并逐漸變稠密時TiO2散射效率下降的情況。
另一個感興趣的是保持配方中相同體積固含量(油墨干燥膜厚 相同),將TiO2 PVC含量維持在29%(低于非常稠密情況下的最佳 量),通過添加超細層狀高嶺土顆粒,來"間隔"TiO2顆粒。圖5表 明在PVC29% TiO2配方中高嶺土含量的增大可提高干油墨膜不透明 度。因此,僅含TiO2的配方不透明度性雖然也可以達到,但TiO2含量 要更高。圖中的虛線表示TiO2降低約10%。

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