中國粉體網訊 納米碳酸鈣是指粒徑為1-100nm的功能性無機填料,超細化使其晶體結構和表面電子結構發(fā)生變化,具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應。納米碳酸鈣應用在油墨產品中,具備優(yōu)異的分散性、透明性、光澤度以及油墨吸收性和高干燥性,多方面增強了油墨的適用性。
UV膠印油墨應用 圖源:杭華股份
1種類豐富的油墨產品
油墨是一種顏料微粒平均分散在連接料中并有一定黏性的流體物質,是印刷中無法缺少的重要材料,油墨的種類有很多,不同類型的油墨組成差異都比較大,性能也不一樣。油墨里有主要成分與輔助成分,都平均地混合并經反復軋制而成一種黏性膠狀流體,通過連結料(樹脂)、顏料、填料、助劑與溶劑來組成,廣泛應用在書刊、包裝裝潢、建筑裝飾及電子線路板材等領域。
依據不同標準,油墨可以劃分為不同種類,除按照印刷方式分類以外的其他分類如下:
油墨分類
2油墨中納米碳酸鈣的作用和研究方向
納米碳酸鈣主要適用于平版膠印油墨、凹版印刷油墨。使用納米碳酸鈣所配置的油墨,身骨及粘性較好,故具有良好的印刷性能;穩(wěn)定性好;干性快且沒有相反作用;由于顆粒小,故印品光滑,網點完整,可以提高油墨的光潔度,適用于高速印刷。
目前,油墨用納米碳酸鈣主要解決兩大類問題,專用型納米碳酸鈣和納米碳酸鈣改性。一方面,目前生產的納米碳酸鈣,由于合成條件不同及表面處理等因素的限制,大多只能用于傳統(tǒng)的溶劑型油墨,在用于水性油墨時,存在易沉淀,相溶性差,分散性差,易起泡和遷移等不足,因此開發(fā)水性油墨或其他主流油墨專用納米碳酸鈣具有現實意義和經濟效益。另一方面,納米級的碳酸鈣粒子較細,比表面積大,表面能極高,容易發(fā)生二次團聚,應用到油墨中效果大大降低,因此要對納米碳酸鈣的表面進行改性,降低其表面能,提高其在油墨中的應用效果。
納米碳酸鈣 圖源:華宇納米
3油墨用納米碳酸鈣的關鍵指標
一般要求:碳酸鈣在油墨中的填充量為3%-10%,必須經過活化處理,晶形多為球形或立方形。
透明度:油墨用納米碳酸鈣一般選擇透明或微透明兩種,選擇的方法是將碳酸鈣與一定比例的調墨油研磨后,所得到的膏狀物不帶灰色為宜。納米碳酸鈣的透明度與粒徑、晶形、產品的分散性等有關,一般粒徑越小,透明度越高。
細度:要求Ⅰ型平均粒徑小于30nm,Ⅱ型平均粒徑30~60nm,分散良好,鹽酸不溶物低。
粘度:粘度與納米碳酸鈣的用量、分散性和粒徑有關,碳酸鈣在連接料中的分散性好,油墨的粘度小。
流動性:Ⅰ型要求30~40mm,Ⅱ型要求28~36mm,流動性是粘度的倒數,表示油墨的稀稠程度。碳酸鈣產品可以通過控制晶形、粒徑來滿足不同油墨對流動性的要求。
光澤度:光澤度是大多數油墨的一項主要特性指標,影響因素很多,一般會根據客戶要求特定。生產中,納米碳酸鈣的晶形及粒徑分布對光澤度的影響較大。
白度:油墨用納米碳酸鈣對白度要求一般在80以上即可,白度太高也會影響對顏料的遮蓋力;也有部分油墨對白度有指定要求,體系和應用場景不同各有要求。
膠印油墨用納米碳酸鈣推薦指標
4國內外油墨市場概況
(1)國外:頭部“玩家”占據主要市場
根據《油墨世界》雜志發(fā)布的“2021年全球油墨企業(yè)十強名單”顯示,各大公司銷售額都以數億或數十億美元計,行業(yè)發(fā)展?jié)摿σ琅f處于釋放過程。其中,迪愛生(含太陽化學)年銷售額41億美元,富林特集團年銷售額18億美元,坂田油墨年銷售額15.7億美元,盛威科集團年銷售額(未知),東洋油墨年銷售額12.2億美元,繪博集團年銷售額7.42億美元,富士膠片北美公司年銷售額4億美元,錫克拜公司年銷售額4億美元,阿爾塔納年銷售額3.9億美元,東華油墨年銷售額3.86億美元。據不完全統(tǒng)計,9家頭部企業(yè)每年總銷售額已超過700億元(也包括在中國市場的銷售額)。
(2)國內:十年“膨脹”產業(yè)集中分布
油墨行業(yè)主要服務于印刷包裝領域,但隨著印刷技術的不斷發(fā)展,油墨的應用領域不斷擴大,產量不斷增加。據了解,2016中國油墨市場規(guī)模約為331億元,2021年約為610億元,其中2018年至2020年增速緩降,分別為:8.8%、8.0%、7.6%。
據天眼查顯示,目前中國與“油墨”相關的企業(yè)約有3.72萬家。廣東約有1.18萬家,占總數的32%。近10年來,油墨企業(yè)注冊數量逐年增加,2021年上半年注冊5569家,同比增長127%。從地域分布來看,我國油墨企業(yè)多分布在東南和南部沿海地區(qū)。其中廣東省有1.18萬家,占油墨企業(yè)總數的32%。江蘇和山東的相關企業(yè)超過3000家,分別為3475家和3231家。浙江、上海、福建等省市相關企業(yè)數量排名靠前。
結語
“十四五”期間,國內印刷行業(yè)將力爭在出版物印刷、VOCs源頭治理方面取得突破性進展,積極有序深入推進植物性油墨、水性油墨、LED-UV在全行業(yè)中的應用。隨著印刷行業(yè)向綠色、高速、多色彩方向發(fā)展,油墨中使用的傳統(tǒng)填料也必將面臨“升級換代”的新局面。與大多數新材料相比,納米碳酸鈣都具有價格優(yōu)勢,產業(yè)化程度高;與傳統(tǒng)材料相比,納米碳酸鈣補強效果明顯,功能化產品更加豐富,在油墨行業(yè)優(yōu)勢與潛力并存。
信息來源:粉體網、普華有策、印業(yè)獨家、油墨世界雜志、第一財經、蕪湖卓越納米新材料股份有限公司等
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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