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金属油墨应用和测试

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.09.07
信息摘要:
提高快速消费品产品识别和商标认知度,成为包装和标签印刷的一个潮流和主流趋势。其中金属效果是达成这一目标的有效手段,闪烁的金银效果非常容易在第…


        提高快速消费品产品识别和商标认知度,成为包装和标签印刷的一个潮流和主流趋势。其中金属效果是达成这一目标的有效手段,闪烁的金银效果非常容易在第一时间吸引人们的视线。

        目前很多技术可以在薄膜、纸张或卡纸上实现金属效果,其各有优缺点。本文主要探讨金属油墨展示的金属效果。

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包装印刷使用的金属效果油墨应用非常广泛,配合各种树脂体系和干燥/固化方式,金属油墨可以应用于印刷行业的各个领域,展示独特的视觉效果。近年来,金属油墨在改善金属效果的同时,也按照行业法规(如烟包和食品包装)、政府管控(如 VOCs、危险品、低迁移)以及品牌商内定限制的要求调整方向,实现安全与效果的兼容。

例如:金属效果铝颜料的生产

铝颜料生产的起点是金属铝锭。不同级别的铝锭,比如不同纯度,对后加工及产成品的质量影响很大。铝锭中通常所含的杂质有铁、铜,这些成分对铝颜料应用于水性及UV油墨中的稳定性影响很大;另外铝锭中常见的重金属杂质,如铅、砷,则限制了铝颜料在食品包装的应用。

描述了铝颜料生产的第一步:从铝锭到铝颜料的原料---非常细的雾化铝粉。在这一过程中,铝锭在熔化、高压下雾化成非常细的铝粉。

控制雾化过程的生产参数,可以得到不规则形状或球形的雾化铝粉,再经过下一步的研磨可以制得不同特性的铝颜料。

不规则形状的雾化铝粉显微镜照片,可以看到颗粒的大小粗细不等,经过下一步的研磨工艺,铝颜料的粒径形成一定分布,从而使印刷油墨表现出金属感和遮盖力的变化。与之对应,不同的雾化工艺生产出的球形铝粉。

雾化工艺制得的铝粉,进入下一步研磨工艺,得到微观上一面面小金属“镜子”。研磨工艺需要加入研磨溶剂(矿油)和润滑剂,润滑剂可以使颜料粒子在研磨时保持分散。

研磨过的原料铝粉形状对成品性能影响很大,如图5所示,不规则的铝粉研磨生产出不规则的玉米片形的颜料,而球状的铝粉则生产出规则的硬币状颜料(又称为银元形)。右上角是玉米片颜料照片,与银元形颜料相比,颜料粒子的厚度较低,且小粒径粒子比例较大,这一特性对金属油墨印刷品的外观影响显著。

目前金属颜料介绍中,常用D50这个值表征金属颜料性能。D50值的意义就是50%的颜料粒径小于这个数值。D10 (则表示10%颜料粒径小于该值)、 D90、 D99 等的定义也是基于相同道理。这个数值对使用金属颜料有指导意义,比如,柔版印刷使用的颜料粒径通常小于凹版印刷。

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测量铝颜料的粒径分布可以看出小颗粒与大颗粒的数量分布,它们分别影响了遮盖力与金属光泽,比如汽车漆工业要求铝颜料表现较高的金属光泽和随角异性,这是汽车漆金属效果颜料通常含有较少的细颗粒的原因。相反地,印刷工业需要平衡遮盖力与金属光泽,金属颜料需要保持较多比例的细粒径粒子。选择铝颜料的粒径分布同样也是匹配印刷参数需要考虑的重要因素,如柔印网纹辊线数、凹印网穴开口尺寸、丝印网版目数等。

 玉米片形与银元形颜料的显微镜照片,结合粒径分布图,可以看出通常玉米片形的颜料比同级的银元形颜料具有更高的遮盖力,而银元形颜料则表现出较强的金属光泽。

显微镜照片我们还可以看到,不规则形状的玉米片形结构比银元形结构产生了较大的边缘周长。对光泽要求高的应用,这一点非常重要,粒子的边缘周长与表面积之比较大,会产生较强的光线散射。假设铝颜料粒子的反射面接近完美平滑,光线的散射主要发生在粒子的边缘面,当边缘表面积(与边缘表面长度,厚度有关)增大,颜料对图文反射的清晰程度则下降。有时铝颜料的这一特性可用于制备丝柔平滑低镜面反射效果。而当需要高光泽时,大边缘面的铝颜料则不是理想的选择,这是因为边缘处发生了较多光线散射。


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