油墨颜料还是染料:包装油墨着色剂如何选择

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包装油墨颜料通常是首选,因为不溶的颗粒在光照下保色稳定,迁移少,耐溶剂性也优于溶解在油墨中的染料。染料只适用于透明基材上需要通透度和鲜艳度、而耐久要求较低的场合。决定选择的三个条件是:包装的耐久要求、与食品的接触程度,以及当前使用的印刷基材。

选错着色剂,包装会在哪里出问题

着色剂决定了包装离开印刷线之后是否仍然符合要求。选错造成的缺陷往往要等货物入库、上架或到达品牌商手中才暴露,此时处理成本已经很高。

常见的缺陷形式:

  • 货架褪色:包装受到卖场灯光或透过玻璃的阳光照射,颜色逐渐变淡,色调与已确认的样品出现偏差。
  • 迁移:着色剂从油墨层转移到复合层、包装内表面或食品中。复合边缘的颜色洇开,是最早能观察到的迹象。
  • 接触油、酒精时掉色:含油脂的食品包装,或用含酒精的溶液擦拭,会使颜色蹭到接触面上。
  • 不满足出口包装要求:海外客户通常要求提供着色剂的证明文件以及重金属合规情况。缺少文件的着色剂会导致整批货被扣留或退回。

这四种缺陷都源于同一个差异,即着色剂在油墨中的状态。颜料不溶解于连接料和溶剂,以固体颗粒的形式均匀分散在墨膜中。染料完全溶解在油墨介质中,以分子状态存在,没有颗粒边界。

这一差异决定了着色剂对光、热和溶剂的反应,也决定了它能否在墨膜中移动。下一节的各项指标都可归结到这一点。油墨厂在选择原料之前需要充分理解这一点,因为客户确认样品后再修改配方,所耗时间远多于一开始就选对。

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决定选颜料还是染料的 4 项指标

下面四项指标足以涵盖大部分情况。应按各应用的优先顺序来考虑,因为没有任何一种着色剂能同时满足所有要求。

耐光性和耐热性

光,尤其是紫外线,会使发色结构中的化学键断裂。对于颜料,分子在颗粒内部排列成晶格。外层分子最先受到影响,而颗粒内部受到保护,因此褪色较慢。

溶解的染料分子单独存在于墨膜中。每个分子都直接接触光和氧,没有任何保护层,因此分解更快。对于热,原理类似:晶体比溶解的分子更耐热,这在油墨干燥和复合工序中很重要。

具体的耐久水平取决于各类颜料,并载于供应商的 TDS 中。需要结合资料中注明的测试条件一并阅读。

迁移和耐溶剂性

溶解的物质可以扩散穿过聚合物薄膜、复合胶层和接触区域,因此染料的迁移风险更高。不溶的颜料颗粒相对于分子而言尺寸大,难以穿过薄膜迁移,也不易被溶剂带走。

这对食品包装尤其重要,着色剂洇到接触层不仅是外观问题,更是安全风险。耐溶剂性也遵循同样的逻辑:溶剂可以溶解染料,而颜料只有在其结构对特定溶剂具有一定溶解度时才会受影响。颜料仍然需要用当前运行体系的溶剂和复合层进行测试。

透明度、鲜艳度和遮盖力

这是染料占优势的指标。溶解的分子不散射光,因此墨膜通透而鲜艳,适合需要透过颜色观察的透明基材印刷。

颜料颗粒会散射和吸收光,因此墨膜倾向于更不透明,并具有遮盖力。粒径影响结果:颗粒越细、分布越窄,墨膜越通透,颜色越纯净;颗粒粗则颜色发暗、光泽下降。希望油墨通透而仍使用颜料时,需要选择细颗粒的品种,并确保分散工序能达到相应的细度。

在有色基材上印刷或需要遮盖下层时,高遮盖力是有利的。此时颜料的散射特性就是优点。

分散性和油墨稳定性

染料是溶解的,无需分散。颜料则相反:颗粒必须被润湿、从团聚体中分离,并在油墨中保持稳定。分散不良会导致颜色偏弱、印面出现颗粒条纹、粘度变化,以及储存时沉降或团聚。

分散的难易程度因颗粒表面性质以及油墨的树脂、溶剂体系而异。因此,选择颜料必须同时选择分散体系和研磨工艺,不能止于选色。

这是油墨厂舍弃染料时必须计入的技术成本,换来的是更高的耐久性。

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如何对照您的包装油墨类型

下面三个步骤,从包装的要求出发,直到需要在技术资料上查阅的指标。

步骤 1:确定最终使用要求

从包装的使用场所入手,因为它决定了所需的耐久水平:

  • 食品包装:优先考虑低迁移和清晰的合规文件。可进一步要求提供着色剂符合目标市场法规的确认。
  • 户外或长期陈列:优先考虑耐光性。
  • 灭菌或加热:优先考虑耐热性,因为着色剂必须经过热循环而不改变色调。
  • 复合:油墨层位于两层材料之间,需要耐复合胶中的溶剂,并限制向相邻层迁移。

步骤 2:确定油墨体系和印刷基材

油墨体系决定了着色剂所处的环境。溶剂型、水性和 UV 油墨的连接料、极性和固化方式各不相同。颜料必须与该体系相容,并在其中稳定分散,颗粒的表面稳定剂也需要与体系匹配。

印刷基材同样影响选择。透明薄膜需要透明油墨或罩印油墨,因此透明度和粒径成为优先考虑的因素。白色基材允许油墨具有中等遮盖力,常规颜料更容易达到要求。

步骤 3:选择颜料类型,并确定 TDS 上需要查阅的指标

明确要求和油墨体系之后,在有机颜料和无机颜料之间选择,再按以下指标对照 TDS:

  • 耐光性和耐热性,并附测试条件。
  • 耐溶剂性,对照油墨体系中的溶剂和复合胶。
  • 粒径及粒径分布,尤其是需要通透油墨时。
  • 重金属合规,需要另行索取该批货的专门证明文件。

有机和无机颜料的来源可参考 Hangzhou Zealan Chemical。建议索取 TDS 和样品,并在确认之前,让实验室在实际的油墨体系和印刷基材上进行试验。

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包装油墨选择着色剂时的常见错误

按初始样品的鲜艳度来选。 染料样品通常更鲜艳、更通透,因此容易在颜色确认环节胜出。经过几周的光照或接触溶剂后,它的局限才会显现。在定案之前,需要让样品先做耐久性测试。

忽视迁移。 刚印出来看似正常的油墨,在储存一段时间之后,仍可能出现着色剂向其他层迁移。对于食品包装,从选择原料阶段就必须考虑迁移。

使用难分散的颜料却不调整分散体系。 把颜料加入油墨体系,却沿用其他颜料的分散剂和研磨工艺,会得到偏弱的颜色、颗粒条纹和沉降的油墨。更换颜料时,需要重新审视分散剂、研磨时间和达到的细度。

不索取重金属文件。 着色剂,尤其是无机类,可能因来源不同而含有重金属。缺少文件,当客户或品牌商检查时就难以回应,出口货物尤其如此。建议为每批货预先索取合规文件,并附上 TDS 和 SDS。

常见问题

颜料型油墨和染料型油墨有什么区别?

颜料型油墨含有不溶的颜料颗粒,分散在连接料中。染料型油墨含有在分子水平上完全溶解的染料。颜料型油墨的耐光性和耐溶剂性通常更好,染料型油墨的颜色更通透、更鲜艳。颜料体系需要额外的分散工序,染料体系则不需要。

食品包装应该用颜料还是染料?

通常应优先考虑颜料,因为不溶的颗粒比溶解的物质更难穿过薄膜迁移。尽管如此,最终决定还要依据食品种类、油墨与食品之间的阻隔层,以及目标市场的法规。需要索取着色剂的合规文件,并在实际的包装结构上做迁移测试。

为什么包装油墨会褪色?

根本原因是发色结构被光和氧分解。溶解的染料更容易受影响,因为每个分子都暴露在外。着色剂的耐光性相对于使用条件偏低,或者因分散不良使墨层变薄,也会使褪色更快。需要对照 TDS 上的耐久性与实际使用环境。

油墨用有机颜料还是无机颜料?

没有哪一类适用于所有情况。有机颜料颜色纯净、鲜艳,色域宽,而无机颜料通常遮盖力好、耐热性高。应根据包装的最终要求、油墨体系和重金属文件来选择。两类颜料都需要在真实的油墨体系上测试。

结论

对于包装油墨,当包装需要长期保色、不迁移并耐溶剂时,颜料是默认的选择。染料的作用范围较窄,用于将通透度和鲜艳度置于耐久性之上的应用。决定应依据最终使用要求、油墨体系、印刷基材和着色剂文件。

  • 考虑四项指标:耐光性和耐热性、迁移和耐溶剂性、透明度和遮盖力、分散性。
  • 按耐久性、耐溶剂性、粒径阅读 TDS,并为每批货索取重金属文件。
  • 改用颜料时,重新审视分散体系和研磨工艺。
  • 使用染料的例外:透明基材上的通透油墨,耐久要求低,且不接触食品。

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