Aplicarea pigmenților organici în cerneluri

Unul: Prefață
Odată cu apariția și dezvoltarea de cerneală. Industria pigmentelor - în special industria pigmentului organic - a crescut considerabil. În prezent, varietățile de cerneală utilizate pe scară largă sunt: cerneala de imprimare offset, cerneala gravure, cerneala de întărire a luminii ultraviolete, cerneala flexo, cerneală cu ecran și cerneală specială (cum ar fi cerneala de imprimare).

Două: selecția pigmentului a sistemului de cerneală
Datorită sistemului și aplicării cernelii, următoarele cerințe principale pentru pigmenții organici sunt următoarele:
(1) Culoare: Pigmentul este cromoforul cernelii, care trebuie să fie mai întâi strălucitor. Luminoase și bine saturate;
(2) Puterea de colorare a pigmentului afectează direct cantitatea de pigment din cerneală, care la rândul său afectează costurile și cerneala;
(3) Transparența și puterea de ascundere sunt diferite pentru transparența și ascunderea pigmentului, datorită diferenței dintre metoda de imprimare și substrat;
(4) Luciu: Datorită îmbunătățirii cerinței de luciu a materialului tipărit, sunt îmbunătățite și cerințele pentru luciul pigmentului;
(5) Absorbția uleiului: Absorbția uleiului este în general legată de dispersia particulelor de pigment, umectabilitatea și umiditatea de pe suprafața apei. Atunci când absorbția uleiului a pigmentului este mare, concentrația de cerneală nu este ușor îmbunătățită, iar reglarea cernelei este dificilă;
(6) Dispersibilitate: Dispersibilitatea este direct legată de stabilitatea performanței cernelii este un indicator important. Legat în general de umectabilitatea pigmentului, dimensiunea particulelor, dimensiunea cristalului etc.;
(7) Proprietăți fizico-chimice Aplicarea materialelor tipărite este din ce în ce mai extinsă, astfel încât există din ce în ce mai multe cerințe pentru proprietățile fizico-chimice ale pigmenților, inclusiv: rezistență la lumină, rezistență la căldură, rezistență la solvenți, rezistență la acid și la alcali și rezistență la migrare.

Pigmentul organic folosit în cerneală este compus în principal dintr-un pigment azo (monoazo, disazo, azo condensat, benzimidazolon), un pigment ftalocianină, un pigment lac (lac acid, lac alcalin). Următoarea este o scurtă introducere în selecția de pigmenți a mai multor cerneluri majore.

(1) Cerneală de imprimare offset
Cernelurile offset au în prezent cea mai mare doză, iar cantitatea folosită pe piața mondială reprezintă aproximativ 40% din cerneala totală, iar la nivel intern ajunge la aproximativ 70%. Alegerea pigmenților utilizați are în vedere următoarele:
1. Solventul sistemului este în principal ulei mineral și ulei vegetal, astfel încât sistemul său conține o anumită grupare carboxil (-COOH). Prin urmare, nu este posibil să se utilizeze un pigment alcalin mare;
2. În procesul de imprimare, cerneala trebuie să fie în contact cu rola de alimentare cu apă, astfel încât rezistența la apă este bună;
3. Stratul de cerneală este mai subțire în timpul imprimării, deci concentrația este mare;
4. Tipărirea offset folosește mai mult supraimprimare, astfel încât necesită o bună transparență. Mai ales pigmenți galbeni.

(2) Cerneală gravur pe bază de solvent
Solvenții din astfel de cerneluri sunt, în principal, diverși solvenți organici, cum ar fi benzeni, alcooli, esteri, cetone, etc. Solvenții diferiți ai sistemului au cerințe diferite pentru selecția pigmenților, dar, în rezumat, următoarele trebuie considerate ca un întreg. punct:
1. Vâscozitatea cernelii gravure în sine este scăzută, ceea ce impune ca dispersibilitatea pigmentului să fie bună. Fluiditate bună în liant și fără floculare și precipitații în timpul depozitării;
2. Datorită materialului de tipărire, cerneala de gravare pe bază de solvent este în principal volatilă și uscată, astfel încât este necesară o bună eliberare a solventului când sistemul este uscat;
3. Rezistența solventului este mai bună, nu există decolorare sau decolorare în sistemul de solvent;
4. În procesul de imprimare, acesta trebuie să fie în contact cu rola metalică. Acidul liber din pigment nu trebuie să corodeze cilindrul metalic.
Cernelurile solubile în alcool și ester-solubile în cernelurile gravure pe bază de solvent sunt mai puțin toxice pentru om. Este direcția viitoare de dezvoltare.
(3) cerneală de întărire UV (cerneală y)
Cernelurile UV au fost utilizate pe scară largă în toată lumea în ultimii ani. Rata de creștere anuală de peste 10% este mult mai mare decât rata de creștere totală a cernelii. Are în principal trei forme de imprimare offset, imprimare flexo și serigrafie. Metoda sa de uscare determină selecția pigmenților având în vedere, în principal, următorii factori:
1. Pigmentul nu își va schimba culoarea sub lumina ultravioletă. 2. Pentru a evita afectarea vitezei de întărire a cernelei, ar trebui selectat un pigment cu o rată de absorbție mică în spectrul ultravioletelor.
(4) cerneală pe bază de apă
Cerneala pe bază de apă adoptă în principal două tipuri de imprimare flexografică și de gravură. Deoarece cerneala apoasă este în general alcalină, nu este potrivit să se utilizeze un pigment care conține ioni care reacționează cu ușurință într-un mediu alcalin: în plus, cerneala apoasă conține un solvent asemănător alcoolului, deci pigmentul este necesar. Rezistent la alcool. Pe termen lung, cernelurile pe bază de apă și cernelurile UV sunt extrem de ecologice datorită COV extrem de scăzute și reprezintă direcția viitoare de dezvoltare a cernelurilor. Dezvoltarea pigmenților organici ar trebui să se apropie, de asemenea, în această direcție.

În al treilea rând: structura pigmentului și tratarea la suprafață a aceleiași structuri chimice și a diferitelor cristale ale pigmentului, culoarea și performanța acestuia sunt foarte diferite, cum ar fi ftalocianina de cupru tip a este solvent roșu albastru deschis instabil tip B este solvent albastru verde grajd. Proprietățile importante ale puterii de vopsire a pigmentului, transparența, absorbția uleiului și rezistența la intemperii sunt direct legate de mărimea particulelor pigmentului. Normele generale sunt următoarele:

1. Relația dintre dimensiunea, forma și performanța particulelor de pigment: cu cât dimensiunea particulelor este mai mică, cu atât este mai bună rezistența la lumină și rezistența la intemperii. Dispersibilitatea solventului este, de asemenea, relativ slabă. Relația dintre mărimea particulelor și lumina de culoare este relativ complicată.

Relația dintre mărimea particulelor și puterea ascunzătoare depinde în primul rând de valoarea critică a mărimii particulelor. Deasupra valorii critice, opacitatea crește odată cu scăderea dimensiunii particulelor și atinge valoarea maximă la valoarea critică. După aceea, pe măsură ce dimensiunea particulelor scade, opacitatea scade și transparența crește. În sistemul de cerneală, puterea de colorare este cea mai puternică atunci când diametrul particulelor este de la 0,05 μm la 0,15 μm. Mai mult, atunci când diametrul particulelor pigmentului este mic, intervalul dintre particule este mare, iar cantitatea de absorbție a uleiului este mare.

2. Relația dintre structura și proprietățile pigmenților Diferitele proprietăți ale pigmenților au o relație deosebită cu structura lor moleculară. Îi putem îmbunătăți performanțele introducând diferite grupe în molecula de pigment:
(1) Introducerea unei grupe amidă, a unei grupări sulfonamidă sau a unei grupe amide ciclizate, care poate crește polaritatea moleculei, îmbunătățind astfel rezistența la lumină, rezistența la căldură, rezistența la solvent și la migrația pigmentului:
(2) Introducerea clorului sau a altor halogeni pentru îmbunătățirea rezistenței la lumină și la solvenți:
(3) Introducerea grupărilor de acid sulfonic sau a grupurilor carboxilice poate îmbunătăți rezistența la solvenți și rezistența la căldură
(4) Introducerea grupului nitro poate îmbunătăți rezistența la lumină și la solvenți.

3. Dispersarea și tratarea suprafeței pigmenților În prezent, cernelurile, în special cernelurile gravitoriale, tind să aibă o vâscozitate scăzută și un conținut ridicat de pigmenți și astfel dispersibilitatea pigmenților este din ce în ce mai solicitantă.
Există acum o modalitate de a produce cerneluri folosind prăjituri umede pigmentate pentru a îmbunătăți luciul și fluxul de cerneală. Din punct de vedere general, pigmenții pentru cerneluri au o tendință organică, în timp ce tendința pigmenților organici este ecologică. Fiecare producător de pigmenți ar trebui să producă pigmenți ecologici.