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一、油墨簡史及發(fā)展趨勢     中國是最先使用墨的國家，早在西漢時期（公元前200 年）人們就開始用墨了，這種墨可以在竹帛上寫字傳遞信息，其某些功能可與當代油墨類比。    15世紀德國谷登堡發(fā)明了鉛合金活字印刷，油墨有了改進。用燈黑作為顏料，亞麻油為連接料，用手工將其均勻混合制成當時的油墨。19 世紀中葉，油墨制造商能夠根據(jù)用戶要求制造出具有不同色相、明度、不飽和度的各種顏料來。油墨生產(chǎn)進入了新的發(fā)展階段。    中國現(xiàn)代油墨工業(yè)的形成，是從前清在北京的紙坊印刷紙幣開始的，當時生產(chǎn)油墨用的原料都依靠進口。解放前，國內(nèi)僅有生產(chǎn)油墨的作坊，規(guī)模很小的油墨制造廠，技術力量薄弱，生產(chǎn)設備落后，只能生產(chǎn)一些低級油墨，質(zhì)量差，品種少，局面不景氣。    解放后，特別是改革開放以來，中國印刷業(yè)發(fā)展迅猛。中國油墨生產(chǎn)企業(yè)有160 余家，年產(chǎn)量10 余萬噸，占全世界年油墨消費量的5%。目前已有中外合資、合作企業(yè)30余家，產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的50% 以上。油墨工業(yè)存在的主要問題是生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品單一，低檔產(chǎn)品過剩，高檔產(chǎn)品和專用產(chǎn)品不足；生產(chǎn)原料（如顏料、樹脂、溶劑等）在品種質(zhì)量、數(shù)量上不能與油墨同步發(fā)展等。油墨用納米級碳酸鈣開始全部依賴日本產(chǎn)的“OT”型油墨專用超微細碳酸鈣，20 世紀80 年代北京建材廠、資江氮肥廠等單位開始生產(chǎn)油墨專用超微細碳酸鈣產(chǎn)品，代替“OT”鈣，但到目前為止，極少部分高檔油墨仍需進口日本白石工業(yè)株式會社的“OT”鈣。因此油墨專用納米級碳酸鈣的研究與開發(fā)，特別是在透明度、著色力、分散性、光澤度等項指標全盤兼顧方面，有待提高。    納米級碳酸鈣是印刷油墨的填料，具有穩(wěn)定性好、光澤高、不影響印刷油墨的干燥性能、適應性強等優(yōu)點。碳酸鈣產(chǎn)品廣泛用于國民經(jīng)濟各部門，隨著科學繼續(xù)發(fā)展，微細碳酸鈣產(chǎn)量會相應增加，納米級碳酸鈣的應用，可有效提升油墨、醫(yī)藥、食品、日化等產(chǎn)品的質(zhì)量，其重要性將日益為人們所了解。    二、納米油墨及作用機理    納米材料運用到油墨體系中會給油墨產(chǎn)業(yè)帶來巨大的推動。1994 年，美國的馬薩諸塞州XMX 公司已成功地獲得了一項用于制造油墨用的納米級均勻微粒原料的專利。而后，XMX公司準備設計一套商業(yè)性的生產(chǎn)系統(tǒng)，利用這項專利，選擇適當體積的納米微粒原料來得到油墨的各種顏料。另據(jù)報道，我國近年被科技部評為國家重點新產(chǎn)品的納米級透明氧化鐵系列顏料也已開發(fā)成功。它對傳統(tǒng)顏料的升級換代將產(chǎn)生重要的影響，主要應用于納米油墨、納米水性涂層材料等。該材料典型的針狀微粒的尺寸，長軸為45 納米，短軸為6～7 納米，具有很好的分散性、結晶性和耐候性、高明度和著色力強的特點。它的開發(fā)成功，對我國傳統(tǒng)顏料的更新?lián)Q代具有重大的意義，尤其可用于制作納米油墨，可使油墨質(zhì)量大為提高。    如今，借助高新技術可以將油墨中的各種成分（如樹脂、顏料、填料等）制成納米級的原材料，這樣，由于它們的高度微細而具有很好的流動與潤滑性，可以達到更好的分散懸浮和穩(wěn)定，顏料用量少反而遮蓋力高，光澤好，樹脂粒度細膩，成膜連續(xù)，均勻光滑，膜層薄，使印刷圖像清晰；若用在UV 油墨中，可能導致更快的固化速度，同時由于填料的細微均勻分散而消除墨膜的收縮起皺現(xiàn)象；在玻璃陶瓷的印墨中，若無機原料構成為納米級的細的顏色。因為有些物質(zhì)處在納米級時，粒度不同顏色也不同，或不同物質(zhì)不同顏色，如Ti02、Si02 在納米粒子是白色，Cr203 是綠色，F(xiàn)e203 是褐色。還有如納米AI203 這類無機納米材料具有很好的流動性，若加入油墨中可以大大提高墨膜的耐磨性。納米級碳墨具有導電性，對靜電具有很好的屏蔽作用，防止電信號受到外部靜電的干擾，若把它加入油墨就可以制成導電油墨，如大容量集成電路，現(xiàn)代接觸式面板開關等。另外，在導電油墨中如將Ag 制成納米級而代替微米級Ag，可以節(jié)省50% 的Ag 粉，這種導電油墨可以直接印在陶瓷和金屬上，墨膜層薄且均勻光滑，性能很好。若將Cu、Ni 材料制成0.1～1 μm的超微顆粒，它可以代替鈀與銀等貴重金屬導電。此外，有些納米粉微粒自身具有發(fā)光基團，可能自己發(fā)光。這些新型納米發(fā)光材料，經(jīng)幾分鐘的光照就能在黑暗中自行發(fā)光12～24 小時以上，其發(fā)光強度和維持時間是傳統(tǒng)螢光材料的30倍以上，且材料本身無毒、無害、不含任何放射性元素，其穩(wěn)定性和耐候性優(yōu)良，并可無限次循環(huán)使用。用添加有這種納米微粒的油墨印出的印品不需要外來光源的照射，僅靠自身發(fā)光就能被人眼識別，用于防偽印刷也可以達到很好的一線防偽效果。用于戶外大型廣告噴繪或夜間閱讀的圖文印刷品，就不再需要外來光源，不但可以節(jié)省能源，而且大大方便了使用者。還有，由于納米微粒具有很好的表面濕潤性，它們吸附于油墨中的顏料顆粒表面，能大大改善油墨的親油和可潤濕性，并能保證整個油墨分散系的穩(wěn)定，所以添加有納米微粒的納米油墨，其印刷適性能得到較大的改善。相信隨著納米材料技術的進一步發(fā)展，會有更多的具有不同特性的納米材料會被人們所認識和利用。把這些納米材料應用到油墨制造中，用于機密文件印刷、多種防偽印刷及各種工藝品的印刷，都能獲得非同一般的良好效果。    納米微粒還可以替代化學顏料來制作印刷油墨。這套生產(chǎn)系統(tǒng)采用了顆粒均勻的納米微粒印刷油墨。制得的油墨色彩鮮艷，色相純正，無毒無味。納米油墨在膠印、凹印、柔印制作彩色紙箱、紙盒的應用前景十分廣泛。    三、油墨專用納米級碳酸鈣的生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量    油墨的成分可以分為三大部分：其中液體成分稱為連接料；固體成分為色料（顏料或染料）以及各種助劑。納米級碳酸鈣在油墨行業(yè)中屬于體質(zhì)顏料及顏料中的填充料（炭墨、鈦白粉、鋅鋇白、鐵鉻黃、鐵蘭、氧化鐵蘭、金屬顏料、氫氧化鋁、膠質(zhì)碳酸鈣、有機顏料和染料、還原顏料、喹丫啶酮、二惡秦紫、四氧異嘌啉酮）。膠質(zhì)碳酸鈣即為納米級碳酸鈣，其平均粒徑在0.02～0.1 μm之間。用于油墨中的膠質(zhì)碳酸鈣最早是用氫氧化鈣與碳酸鈣沉淀，并經(jīng)表面改性，制取具有良好透明性、光澤性的碳酸鈣。用于油墨制造中具有較好的印刷適應性，即將其與一定比例的調(diào)墨油研磨后，以具有合適流動性、光澤、透明度、不帶灰色等性狀為好?，F(xiàn)在大多采用石灰石碳化法制取納米級酸鈣，其生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量必須適應制造油墨的要求。    （1）碳化法工藝流程及工藝指標 曹運長根據(jù)研磨高檔油墨填料206# 小試、中試等提出采用間歇鼓泡碳化法生產(chǎn)油墨專用超微細碳酸鈣工藝流程，見圖1 所示。工藝條件見表1。在一定濃度的精制石灰乳中加入一定量的螯合劑和分散劑，在一定溫度范圍內(nèi)通入CO2 氣體進行反應，直至達反應終點，其反應機理見圖。    所采用的螯合劑種類有脂肪族（多羧基）羧酸鹽、含氧羧酸類、硫代羧酸鹽、芳香族磺酸類、氨基酸類等；分散劑主要有鋁鹽、鈉鹽、鋅鹽、鐵鹽、鎂鹽等。    （2）產(chǎn)品質(zhì)量及影響因素 高檔油墨填料206# 是一種超微細碳酸鈣，它的性質(zhì)指標與普通PCC 有很大差別，與微細碳酸鈣也有差別，詳見表2 所示。   　　油墨的細度和純度如何，對印刷品的質(zhì)量十分重要。要印刷出高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須要有細度高純度好的油墨作保證。因此，正確認識油墨細度、純度與印刷質(zhì)量的關系，加深對納米油墨的了解，研制出更高質(zhì)量的納米油墨，對印刷領域來說具有十分重要的意義?！　‘a(chǎn)品206# 經(jīng)過油墨生產(chǎn)廠家檢測鑒定，將所測數(shù)據(jù)進行分析整理，得出206#產(chǎn)品質(zhì)量影響因素，見表3所示。四、納米級碳酸鈣在油墨中的添加量　　油墨的生產(chǎn)大致可分為準備、配料、攪拌、軋研、檢驗及裝罐等工序。準備工作這一階段是把進廠的各種原材料按照制造油墨的要求進行預加工，保證原料符合制造油墨的要求；配料即按制造油墨的配方將各種原料按比例混合好，這是制造油墨的關鍵；攪拌是把顏料顆粒分散在液體連接料之中，需要一定能量將固狀材料打碎并且分散在液體連接料之中；攪拌后混合料進行軋研，根據(jù)稀稠不同的油墨，分別采用三輥機或者球磨機進行研磨，其目的是使顏料充分分散到連接料中，并使顏料顆粒達到一定的細度，經(jīng)檢驗色相、細度、流動性、黏性、干燥性等性質(zhì)符合設計要求，即可裝桶，完成油墨的生產(chǎn)過程?！　∮捎湍a(chǎn)過程可知，顏料是固形物，其分散性越好、平均粒徑越小，越容易在連接料中分散均勻，油墨質(zhì)量越好，否則油墨質(zhì)量就差。作為油墨中的體質(zhì)顏料——碳酸鈣，如果達到納米級，并進行表面改性，與連接料具有很好的相容性，將對油墨的生產(chǎn)及提高油墨的質(zhì)量起到一定的作用，故油墨制造中需要納米級活性碳酸鈣作為填充料。不同類型的油墨，需碳酸鈣量不同，現(xiàn)舉例說明如下。       五、結語    　　在包裝印刷行業(yè)中, 納米微粒扮演著越來越重要的作用。納米油墨兼容各方面性能。產(chǎn)品（尤其是食品）包裝印刷中，很多都對除菌、保鮮等有很高的要求，而傳統(tǒng)的油墨和包裝材料在這方面是個空白。  轉載自：中國油墨網(wǎng)