油墨用填料.docx

油墨用填料（一）来源：卓创资讯2008-09-28填料（Piller）亦叫填充料或伸展剂（Extender）其种类包括碳 酸盐类，硅和硅酸盐类，硫酸盐类以及其它等等由于填 料的内容比较广泛，故这里主要讨论与油墨工业有关的产 品，它们大致包括碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、铝 钡白和硅酸铝（高岭土）等几种一、碳酸钙 碳酸钙分为两 大类，一类是天然碳酸钙（如白垩，以机械磨细的石灰石、牡 蛎壳、白云石等），一类是合成的由于天然产品颗粒粗硬、 比重较大（俗称重体碳酸钙），含杂质较多，故在油墨工业中 的地位已被合成碳酸钙（也称沉淀碳酸钙）所替代由于超细 碳酸钙的出现，现在，碳酸钙在油墨工业中的应用，已在世 界范围内铺开它的主要特点是价格低而质量优异我们 主要讨论合成碳酸钙一）组成特性用沉淀碳酸钙这个 术语，目的就是为了区别于天然碳酸钙虽然两者的组成都 是碳酸钙，但沉淀品颗粒比较细而一致，化学纯度高，杂质 比较少沉淀碳酸钙一般有两种晶型，即方解石（Calcite） 型和文石（Aragonite）型这两种碳酸钙晶型的特性数据可见 下表项目晶型（方解石）晶型（文石）结晶习性六方 晶系斜方晶系密度（克/厘米3）2.71 2.93折光（射）率（20/D） a 1.5300 1.681丫 1.6858 1.488 3 1.658 熔（分解） 点°C 1.339（ 100大气压）825溶解性（克/毫升）冷水0.0014 0.0015溶解性（克/毫升）热水0.0018 0.0019这两类沉淀 碳酸钙均不溶于水和有机溶剂中。

就表面活性而言，未处 理的属于亲水范畴（将其投于水中后，沉于水底）用树脂、 硬脂酸及其金属盐类处理的属于憎水范畴（将其投于水中后， 漂浮于水面）几种表面未处理的代表性的沉淀碳酸钙的特 性数据及其成分分析情况，见下表项目方解石粗颗粒文 石中间颗粒方解石超细颗粒外观纯白色粉状浅奶黄色粉状 纯白色粉状密度（克/厘米3）2.65 2.65 2.65吸油量（克/100 克）28 54 58颗粒尺寸（微米）平均3 0.4 0.06颗粒尺寸（微米）范围 1.0 — 10.0 0.1—2.0 0.03 —0.15pH 值 9.4 9.8 10.4 化学分析％（CaCO3） 99.3 98.5 98.8 化学分析％（MgCO3） 0.04 0.84 0.04化学分析％（SiO2） 0.01 0.31 0.01 化学分析％（Fe2O3） 0.004 0.15 0.003 化学分析％（CaSO4） 0.50 0.21 1.0 化学分析％（AIO3） 0.02 0.19 0.02化学分析％（ H2O） 0.10 0.25 0.05碳酸钙的颗粒范 围从超细级（〜0, 03微米）至粗级（〜10微米）细颗粒的碳 酸钙有极大的聚集现象（方解石型尤为严重），这是由于沉淀 时颗粒间的静电力所造成的。

中间级（0・15—0・25微米） 的聚集倾向较小，故有比较好的分散性及遮盖力粗级的几 乎无聚集倾向，较易分散油墨工业采用的主要是高质量 的超细级沉淀碳酸钙（俗称胶质碳酸钙、苛化碳酸钙等）以 这种碳酸钙配制的油墨，身骨及粘性比较好，故具有良好的 印刷性能而且稳定性好，尤其是在油墨进入树脂时代以后, 碳酸钙在这类油墨中的优异稳定性是远非其它填料所能比 拟的干性快而且没有相反作用由于颗粒小，故印品光滑, 网点完整在老的一些传统填料中，铝钡白的光泽是比较好 的，但是一个经有机物处理过的超细碳酸钙的光泽也可与之 相比总之，由于超细碳酸钙所具有的各种优异特性，所 以在油墨工业中它几乎已有取代其它所有填料之势二） 制造方法沉淀碳酸钙的制造方法一般有四条路线1、 商业上的一般方法是石灰乳的碳酸化在此法中，是将二 氧化碳气通入一定密度的石灰乳液中，使氢氧化钙转变成碳 酸钙此法的温度、浓度、比例和混合情况等的幅度很大 颗粒范围一般可在超细级幅度内，属于文石（斜方晶系）晶型 2、用氯化钙和碳酸铵（苏尔维法用碳酸钠）制造的沉淀碳酸 钙，颗粒比较大（1一10微米），一般属于方解石（六方晶系） 晶型苏尔维法所形成方解石晶形并在超细范畴之内。

它 的特点是可以形成比较紧密的聚结3、即所谓“石灰一苏打” 反应法在这个反应中，由于与石灰乳的反应，碳酸钠转变 成氢氧化钠此法的最初用意是想制造氢氧化钠，碳酸钙 是副产物由于这样生成的碳酸钙中含有微量碱并很难除 去，故限制了它的应用4、一种水处理生产沉淀碳酸钙的 方法当含有暂时硬度的水（溶液中含有重碳酸钙）以石灰乳 处理时，就生成碳酸钙此法形成的碳酸钙，颗粒大小一 般在10—20微米间，属方解石晶型，纯度比较高碳酸钙 沉淀后，比较现代化的工厂一般用真空旋转过滤器（装有洗 环）洗去水溶盐另一种工艺是在稠化器中或以离心法使浆浓 缩滤饼中一般含有25—65%的水分，这取决于颗粒大小 的情况为了对碳酸钙进行表面处理，磺化油、脂肪酸、 树脂、硬脂酸金属盐类等均可在其沉淀时加入当然，也可 在干的时候加入下面举三个生产实例：（1）氧化钙法先 将石灰制成石灰乳，过滤以除去比较粗的颗粒及杂质，然后 再以碳酸钠苛化下表是它的生产示意配方原 料名称 数量生石灰300碳酸钠550注：生石灰中有效石灰约 为225它的工艺是：将挑选的生石灰以1000升热水消化并 沸煮两小时，以100—250目的筛子过滤之，得氢氧化钙悬 浮液，加水使总体积为2000升，温度为23°C土 2°C。

将碳 酸钠以1500升60 C的水溶解之，加水使其总体积为2200 升，温度23°C±2°C将2/3的碳酸钠溶液在5 一 10分钟 内倾入搅拌的氢氧化钙悬浮液中，15分钟后会发生增稠现 象，应以人力破坏之，再过约6分钟后会变稀，搅拌1小时 后再加入其余1 / 3的碳酸钠溶液，用10分钟加完，再搅拌 l小时后，分桶冲洗压滤，烘干，粉碎2）氯化钙法 此法是将氯化钙与氢氧化钠先制成氢氧化钙，再以碳酸钠反 应而得下表是它的生产示意配方原 料名称数 量无水 氯化钙222氢氧化钠160碳酸钠266它的工艺是：将 氯化钙以1000升水溶解之，温度20°C土 5°C,比重约1.17 氢氧化钠以水溶解后，稀释至500升，比重约1. 28在不 断搅拌下，将其投入氯化钙溶液中，加完后，搅拌10分钟 然后将温度降至20—22C（可用冰降温），此时的总体积约为 2000升将碳酸钠溶解后，加水至总体积为1500升，温 度20—22C,比重约1・152然后在不断搅拌下，用5—10 分钟将1000升碳酸钠溶液加于氢氧化钙浆液中，加完后搅 拌1小时（搅至5—10分钟时，浆液变稠，如上层太稠时， 可以人力协助搅拌之），然后将其余的500升碳酸钠溶液加 入其中，再搅拌一小时。

冲洗至pH值为7止，压滤，烘干, 粉碎以上这两种方法的缺点是成本比较高3）石灰乳碳 酸化法此法的成本比较便宜，具有大规模专业化生产的意 义，但必须从矿石煅烧开始此法可生成立方形结晶，其平 均粒径小于0. 04微米其生产工艺是：①生石灰消化： 在容量为10, 000升的容器中放入7,000升水，加入 300—500公斤生石灰，由于放热反应，温度应控制在50C 左右，强烈搅拌一小时，放置10—15小时，然后在不断搅 拌（800转/分）下于氢氧化钙悬浮液中通入二氧化碳和空气 的混合气体（二氧化碳0. 30—0. 45米3/小时，空气0. 55—0. 70米3/小时）进行碳酸化，温度控制在20 士 2C②在结晶成核前加入结晶控制剂（如柠檬酸，EDTA等）加 入量为0. 5%,以钙计在不断搅拌下一直通气至pH值为 7—8止③表面涂覆处理在碳酸化结束后的悬浮液中加入 5%（以钙计）的表面处理剂（如松脂酸锌，丙烯酸锌等），加完 后搅拌一小时，再在35~50°C的温度下搅拌两小时压滤、 冲洗、烘干、粉碎上述工艺中，石灰乳中悬浮粒子的分 散度很重要，粒子小则可形成不易沉淀的乳状物，便于输送 和反应而影响粒子大小的因素有石灰的活性和纯度以及水 量、水温和搅拌强度。

尤其是消化用的水的温度高时，可以 加速消化而呈悬浮松散的细软粉末状来源：卓创资讯2008-09-28填料（Piller）亦叫填充料或伸展剂（Extender）其种类包括碳 酸盐类，硅和硅酸盐类，硫酸盐类以及其它等等由于填 料的内容比较广泛，故这里主要讨论与油墨工业有关的产 品，它们大致包括碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、铝 钡白和硅酸铝（高岭土）等几种一、碳酸钙 碳酸钙分为两 大类，一类是天然碳酸钙（如白垩，以机械磨细的石灰石、牡 蛎壳、白云石等），一类是合成的由于天然产品颗粒粗硬、 比重较大（俗称重体碳酸钙），含杂质较多，故在油墨工业中 的地位已被合成碳酸钙（也称沉淀碳酸钙）所替代由于超细 碳酸钙的出现，现在，碳酸钙在油墨工业中的应用，已在世 界范围内铺开它的主要特点是价格低而质量优异我们 主要讨论合成碳酸钙一）组成特性用沉淀碳酸钙这个 术语，目的就是为了区别于天然碳酸钙虽然两者的组成都 是碳酸钙，但沉淀品颗粒比较细而一致，化学纯度高，杂质 比较少沉淀碳酸钙一般有两种晶型，即方解石（Calcite） 型和文石（Aragonite）型这两种碳酸钙晶型的特性数据可见 下表项目晶型（方解石）晶型（文石）结晶习性六方 晶系斜方晶系密度（克/厘米3）2.71 2.93折光（射）率（20/D） a 1・ 530 0 1. 681y 1・ 685 e 1. 488 ①熔.（分8解） 点°C 1.339（ 100大气压）825溶解性（克/毫升）冷水0.0014 0.0015溶解性（克/毫升）热水0.0018 0.0019这两类沉淀 碳酸钙均不溶于水和有机溶剂中。

就表面活性而言，未处 理的属于亲水范畴（将其投于水中后，沉于水底）用树脂、 硬脂酸及其金属盐类处理的属于憎水范畴（将其投于水中后， 漂浮于水面）几种表面未处理的代表性的沉淀碳酸钙的特 性数据及其成分分析情况，见下表项目方解石粗颗粒文 石中间颗粒方解石超细颗粒外观纯白色粉状浅奶黄色粉状 纯白色粉状密度（克/厘米3） 2.65 2.65 2.65吸油量（克/100 克）28 54 58颗粒尺寸（微米）平均3 0.4 0.06颗粒尺寸（微米）范围 1.0 — 10.0 0.1—2.0 0.03 —0.15pH 值 9.4 9.810.4 化学分析％(CaC03) 99.3 98.5 98.8 化学分析％ (MgC03) 0.04 0.84 0.04化学分析％(SiO2) 0.01 0.310.01 化学分析％(Fe2O3) 0.004 0.15 0.003 化学分析％ (CaSO4) 0.50 0.21 1.0 化学分析％(AIO3) 0.02 0.190.02化学分析％( H2O) 0.10 0.25 0.05碳酸钙的颗粒范 围从超细级(〜0, 03微米)至粗级(〜10微米)细颗粒的碳 酸钙有极大的聚集现象(方解石型尤为严重)，这是由于沉淀 时颗粒间的静电力所造成的。

中间级(0・15—0. 25微米) 的聚集倾向较小，故有比较好的分散性及遮盖力粗级的几 乎无聚集倾向，较易分散油墨工业采用的主要是高质量 的超细级沉淀碳酸钙(俗称胶质碳酸钙、苛化碳酸钙等)以 这种碳酸钙配制的油墨，身骨及粘性比较好，故具有良好的 印刷性能而且稳定性好，尤其是在油墨进入树脂时代以后, 碳酸钙在这类油墨中的优异稳定性是远非其它填料所能比 拟的干性快而且没有相反作用由于颗粒小，故印品光滑, 网点完整在老的一些传统填料中，铝钡白的光泽是比较好 的，但是一个经有机物处理过的超细碳酸钙的光泽也可与之 相比总之，由于超细碳酸钙所具有的各种优异特性，所 以在油墨工业中它几乎已有取代其它所有填料之势二) 制造方法沉淀碳酸钙的制造方法一般有四条路线。