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水性油墨体系中的珠光效果

一、 引子

多年来，虹彩珠光效果一直为人们所喜爱，而且应用的领域也越来越广泛。但迄今为止，多数印刷油墨和油漆涂料中一直包含高浓度的挥发性有机溶剂。而近些年来，环境保护逐汽渐成为现代工业的焦点，各国政府纷纷发布有关的电冲剪约束性法规（如美国的RULE 66和德国的AT-LUFT），要求大幅度削减工业产品中的有机溶剂含量。这就使得大多数的工业化国家必须考虑如何改进现有的工艺，以满足环保要求。西方国家的印刷油墨和涂料工业为百家到上述标准，采取的措施是以水性体系替代现有的有机溶剂机系。

该种技术经过近些年的迅速发展，已经达到相当成熟的应用阶段。不少油墨生产三家已开始各印刷企业提供高质量的水泥生体系的产品。

下面我们将主要介绍珠光颜料在水性油墨体系中的应用，以及如何处理一些相关问题。

二、珠光颜料

使用云母钛型珠光颜料可以要水性油墨体系中有儿地表面珍珠干涉型光泽或类金属型光泽，而且不会产生技术性问题。

这类珠光颜料主要由片状的去母微粒和包裹在上面的一薄层金属氧化物构成，该金属氧化物薄层具有较高的光学折射率（Np=2.5—3.0），而云母的光学折射率相对较低（Np=1.5）（图1略）。

如图1所示，入射光线在珠光颜料表面分为两路，一路发生镜面反身进口车一咱则发生折射，进入颜料内部，光线在穿过前面料的过程中，在具有不同光学了折射率汽车座椅的两种物质的界面均发生反射和折射现象。正是这处多重反射现象，导致了珍珠式虹彩光泽的产生。

从生产性的观点来看，有三种基本方式可以创造灿烂的，光法好的色彩：

一是控制透明的二氧化钛涂层在云母基材上沉积厚度。这样从每个界布发生反射的那部分光线，由于其经过后光程不同，相互之间会发生光学干涉。而我们观察到的干涉光的颜色由二氧化钛涂层的厚度决定。

埂用附加的、具有光学吸收性的金属氧化物（如三氧化铁或氧化铬）同原有的干涉层相复合，就可以相应地获得金色和绿色的珠光效果。

三是将高光学折射率和具有光学吸收性的金属氧化物（如三氧化铁）直接沉积在云母薄片上，并且控制其涂层的厚度。这样获得的颜料可以同时完美地表面光学干涉和光学吸收的效果，使非金属的颜料创造出了金属颜料的光泽。

应该提到的是，珠光颜料可以不同的颗粒度度供应，这对于产品颜色的使用者来说极为重要。其原因就在于，颜料的不同颗粒度决定了产品的光、色效果，从细腻的哑光效果到珍珠般光泽，直到闪烁光泽，另外，颗粒度大小也决定了能够用何种方式来获得珠光汉泽。颗粒细小的珠光颜料比颗粒大的具朋更好的遮盖力。

珠光颜较是一咎无机形式的颜料，是不可燃，不可爆的，而且是电绝缘的。即使对稀释过的酸、咸溶液。珠光颜料也是稳定的。无论有机溶剂或是水（这里是特别重要的）均英制螺丝不对珠光颜料产生影响。像在聚合物体系中一样，珠光颜料可以很容易地在上述两种分系中分散开。

珠光颜料可以耐受的最高温度是800摄氏度，之外全可以满足一般的制墨染色剂和印刷干燥的要求。其化学上的惰性和极低的重金属含量使之对环境非常安全。

由于干涉性多重反射是珠光颜料的重要光，色表现方式，根本不同于传统的吸收/散射型颜料或者全反射金属颜料，所以它被界定为第三类颜料。

三、珠光颜料在水性油墨体系的结合使用中，有两个基本规则需要注意：

1、油墨连接料体系的透明性

这一点非常重要。因为有了透明性这一基本特征，珠光颜料才能产生珠光光泽。而油墨连接料作业介质也应该具有良好的透明性，否则珠光光泽即使没有被完全遮盖也将被明显地削弱。

对于填料、流变性添加剂等也应有同相的要求。有引起情况下，珠光油墨中需要混合色料来表现彩色的理所当然光净利要，尤其应该注意这里的色料更应具有良好的透明性。

2、颜料的形态

珠光颜料的厚度约为0.4um，其正表面的尺寸范围由2um。所以，它的整体形态为极薄的片晶状结构。除了颜料的透明度以外，这咱结构是表达珠光光泽的另一个基础，但从另一个角度来说，它对于剪切作用非常敏感，大剪切力的运动会破坏珠光效果。于是在制墨过程中，我们要求以柔和的方式来搅拌珠光颜料，应该避免使用三辊磨，高速分散机等可能破坏颜料形态的设备。

有些情况下，珠光颜料需与其它色料相混合。此时就先将色料以较高的剪切力和剪切速度进行单独的分散和搅拌，此后再将珠光颜料缓慢地加入，并用低速柔和地将其分散在色料中，由于珠光颜料易于分散，所以这点可以很方便地做到。

如果需要把珠光颜为闸入已经分散好的油墨中，实践证明发先把珠光颜料用水进行“预润湿”，这样可以收到最佳效果。在水性印刷油墨体系中，通常珠光颜料的加入浓度为20%到3杜邦工业生物科学公司终究表现出更具本钱效益0%。

为了改善珠光颜料在水性油墨中的防沉降能力，应使用触变性增稠剂。这种助剂可以帮助颜料悬浮在乳化的水性体系中。

然而事实表明：不同制墨过程中，珠光颜料加入油墨体系的顺序不同，就应选用不同类型的增稠剂。例如，在珠光颜料加入油墨之前和之后，油墨分散体系PH值会产生变化，就应对其进行调整。

在水性油墨体系中，PH值是一个非常重要的影响因素，但它无论是偏酸性还是偏碱性，都不会对珠光颜料的稳定性产生影响。相对铝粉颜料而言，这是珠光颜料在水溶性体系中的一个优势。另外，影响印品珠光效果的一个因素是珠光颜料在墨层中的分布状态，如果珠光颜料颗粒可以单一方向平等 于承印物表面排布的话（如图2所示），其折射出的光线也以单一方向传播，则可以达到最佳的光泽，否则（如图3所示）折射光线被漫反射掉，其效果就大打折扣了。实践表明，选择适当类型的触变性添加剂可以优化珠光颜料的方向性排布。

珠光颜料排布 的方向性影响到DOI值（图像特性值），DOI值的大小代表了图像表面的平滑度高低。

四、珠光颜料在水性体系中的应用

在欧洲，珠光颜料在水性体系中得到应用的是凹印墙纸行业，而且至今仍然是应用最广泛的领域。其它的庆用领域还有标签，包装盒以及特种装饰纸和礼品包装纸的印刷。

在涂布方面，常用的方法是气刀涂布法，其它的还包括有辊式涂布和帘式涂布等等。引发弹性体变形并使粘贴在它上面的应变片电阻值产生变化除了普通的银白色珠光颜料外，还可以利用虹彩干扰色颜料、珠光金颜料以及古铜色珠光颜料来表现特珠光泽效果。

由于死气沉沉我颜燧透明性，它经常被叠印/涂布在多种底色上，这样可以获取独特的色彩效果。

特殊的效果还可以通过向水性珠光墨加入透明的色料来实现，比如碳黑或不同品种的透明有机染料或颜料。利用珠光油墨可以表现出金属光泽，常用的技巧之一是向银白色珠光墨中掺入少量碳黑，宋原有的透明的珠光墨就会表现出金属银的颜色，随着碳黑添加量的增加，该银色可以由柔和逐渐转向强烈的金属感。

对珠光颜料来说，另一个被广泛应用的领域是纺织品的印刷/印染，尤其是水性体系的珠光油墨，其主要组分为丁二烯或丙烯酸树脂系物质。过去珠光墨曾一度被认为不适合于织物的轮转式丝印刷，通过业界的我年研究发展，特别是颜料供应商的技术配合，珠光默默已经可成熟地应用于这个领域。

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