油墨用顏料技術(shù)新發(fā)展
     

   在油墨制造過程中，油墨連接料中的有機(jī)顏料無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。
     

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

意識到，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，對于油墨用有機(jī)

顏料來說，一項(xiàng)重要的研究課題就是通過多種改善方法，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，

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 
      

    對于應(yīng)用在UV及印鐵等油墨中的相對特殊的連結(jié)料體系中的顏料品種，選用時應(yīng)特 別注意以下幾個問題
 

對于UV膠印油墨，由于連結(jié)料體系與顏料的相容性較差，顏料粒子不易潤濕，會影響顏料的相容性較差，顏料

粒子不易潤濕。會影響顏料的分散性能，同時油墨的流動性較差；比如耐熱性，耐光性，耐溶劑性等，因此，對

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，顏料對如黏度和儲存黏度穩(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)苯胺黃的價格相對較高，

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，但是價格一般比較昂貴，因而用量較少。水基油墨

對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

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

  

油墨用顏料的質(zhì)量特性評價
   

   準(zhǔn)確評價顏料在油墨中的質(zhì)量特性，對于顏料和油墨工作者來說是一項(xiàng)極其重要的工作。

1、油墨用有機(jī)顏料應(yīng)用性能評價由于印刷方式，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，評價一種顏料的品質(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)料體系的不同來選擇相應(yīng)的應(yīng)用性能評價方法，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)用性能評價
   

     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，與顏料的潤濕性等多方面的問題，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)行正確評價，也就是說要選用相應(yīng)的檢測方法。比如對于干粉顏料，可以用三輥研磨方法制成油墨來檢測

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

對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價。

 

（2）溶劑型油墨用顏料應(yīng)用性能評價
 

    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，對于溶劑型油墨用顏料的評價更需要有針對

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)量要求相對其他類型的溶劑型油墨來說要更加嚴(yán)格，主要體現(xiàn)在顏料對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往往造成黏度過高，且存放時間越長，油墨越稠，嚴(yán)重影響其印刷適性。為解決這一問題，

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)及制造過程中使用的表面處理劑的種類等，都有可能對其產(chǎn)生影響。

 2、油墨用顏料物化特性分析 
      

     上述應(yīng)用性能評價得到的數(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)用性能評價結(jié)合起來，可以起到兩者單獨(dú)評價達(dá)不

到的效果。

     

    利用儀器分析評價有機(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

個方面，一是對化學(xué)分子結(jié)構(gòu)及構(gòu)成元素測定。其中，后者對有機(jī)顏料在油墨中的實(shí)際應(yīng)用性能的評價更顯重

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

常用的有機(jī)顏料物化特性分析儀器有以下幾種：
 

（1）粒度分布測定儀。粒度
    

    分布測定儀（PSDA）可以測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）可用來判定顏料的結(jié)晶種類和相對含量組成，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，流動性，透明度，抗水性等方面

性能良好，在溶劑型油墨中則對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）比表面積測定儀    

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

量越大，易造成油墨流動性能有良。
    

    

   總之，對于油墨用顏料來說，有針對性地進(jìn)行綜合質(zhì)量評價與分析是一項(xiàng)十分重要的工作，只有采用正確的評

價方法，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程中采用多種表面處理方法對顏料的分散性能加以改善，可降低顏料在干

燥，粉碎過程中發(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

燥過程中粒子間過度聚集,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,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,粉碎過程,降低能耗的同時,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，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，生產(chǎn)設(shè)備的品種變更不宜太頻

繁，也就是說該法比較適合大批量生產(chǎn)的膠印油墨品種，對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。如對于三原色膠印油墨的擠水換相技

術(shù)來說，各色系、各品種顏料在擠水換相過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)生過度聚集，粒子增大，比表面積減小，

吸油量降低，會對油墨的鮮明性，透明度產(chǎn)生不良影響（但是流動性能可以得到改善）。

（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，在擠水換相過程中應(yīng)該注意溫度和時間的控制。
 

（3）紅色顏料 
 

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

熱溫度較高，這種溫度條件會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，流動性，著色

強(qiáng)度和鮮明性等。

油墨用顏料的環(huán)�；� 
    

    隨著社會上健康生活方式意識的不斷增強(qiáng)，人們越來越注重工作和生活環(huán)境的清潔程度，印刷業(yè)對油墨的要

求也逐漸向無毒，無污染方面過渡。基于這種趨勢，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)國家普遍使用，在國內(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)特性也會越來越受關(guān)

注。
     

    對于我國有機(jī)顏料行業(yè)來說，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，更新栓測分析儀器以及提高檢測評價技術(shù)水平，改善傳統(tǒng)工藝設(shè)備，逐步實(shí)行自動化控

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

量，同時充分關(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)。