超细高岭土打印出更不透明、更光亮的白色

发表于2015/11/26 7:59:08| 次阅读| 来源欧洲涂料杂志| 作者ECJ

摘要：在水性柔版油墨中添加了这种高岭土后，在不降低不透明度或印刷浓度的前提下能优化TiO2含量。

液体油墨的印刷光泽度主要受基材、印刷浓度和印刷层的最终粗糙度影响。为了达到较高的印刷光泽，即使存在矿物质填料的情况下，也需要具有更加平滑的印刷油墨表面，因此，超细层状高岭土的优点在于可极易分散在油墨配方中，并在表面上排列整齐。为了满足上述要求，特设计出了一种新型、高纯度的超细层状高岭土"ImerPrint 02K"；图3中的SEM图显示其良好的片状结构。通过沉淀法（esd）测得的平均粒径（等效球径）为0.2 μm，对应的平均片粒直径约为0.4 μm、片厚度约为0.05 μm（或50 nm），所以，该产品能很好地形成均匀的油墨薄层，遮盖住整个待印刷的表面。同时，还可对其进行研磨加工，使其不但能够容易地分散在水中，而且也可以分散在溶剂型系统中（采用Hegman 细度计进行测量，通常小于30 μm）。

通过检查油墨在长期贮存后的沉淀率，可验证高岭土在液体油墨中的超细粒径和良好分散性。图4照片显示与只含TiO2的参照油墨相比，同时含有TiO2和研磨超细高岭土的水性柔版油墨2周后的沉淀率（脱水收缩作用）降低情况。

彰显超细高岭土的不透明优点的配制方法

为评估包装油墨中优化TiO2含量的机会，建议使用适用于纸和纸板的柔版/凹版水性通用油墨。采用与之前涂料研究[6-8]类似的 PVC梯度法法，本试验包括观察PVC从25%增加至35%时TiO2增加水平、光泽和不透明度变化情况，从而确定达到最佳遮盖力时TiO2含量。

通过以下两个阶段制备了油墨：首先，以60 %(质量分数）的固含量，将市售金红石TiO2高速分散在含表面活性剂、消泡剂和水性丙烯酸乳液的配方中。然后，用其他表面活性剂、乳液树脂、 PE蜡和水，低速兑稀调制，使所有油墨配方的最终体积固体分达 40.5%（体积分数相当于质量分数约60%的质量固含量）。用24 μm的手持式涂漆棒将油墨刮涂到黑色聚脂薄膜上，使干膜厚度达到约9 μm。干燥和放置1 d后，测量20°和60°时的光泽。然后，将聚酯上的印刷油墨切成盘状，测量反射率与油墨膜厚度的关系。将干膜厚度为9 μm时在黑板上的内插反射率作为每一种油墨遮盖力的度量，以了解在TiO2含量增加时的散射性能。用CIE L *a *b * 值，对颜色进行了表征。

图5中不同TiO2 PVC的不透明度结果表明，在干油墨膜中，最佳散射出现在PVC约34%时（相当于该配方的质量浓度约37%，质量分数），在PVC33%～35%不透明度的差异小于0.1个单位。TiO2 PVC从24%变为29%，反射率增加2个单位，从29%变为34%，反射率只增加了0.8个单位。图5表明采用高于34% PVC（折算为质量固体分），液体油墨中超过35%（质量分数）的TiO2含量来配制白色油墨是没有必要的，因为实际上在较低TiO2含量时就能够达到不错的不透明度。图5直观呈现随着许多颗粒物聚集在最终干膜中、并逐渐变稠密时TiO2散射效率下降的情况。
另一个感兴趣的是保持配方中相同体积固含量（油墨干燥膜厚相同），将TiO2 PVC含量维持在29%（低于非常稠密情况下的最佳量），通过添加超细层状高岭土颗粒，来"间隔"TiO2颗粒。图5表明在PVC29% TiO2配方中高岭土含量的增大可提高干油墨膜不透明度。因此，仅含TiO2的配方不透明度性虽然也可以达到，但TiO2含量要更高。图中的虚线表示TiO2降低约10%。