铜金粉( 又称金粉) 是以铜锌合金为原料, 经过 特殊机械加工和表面化学处理制成, 它是具有鳞片 状结构、能够在粘结料中漂浮 、呈现黄金光泽、具有 颜料性质的一种金属颜料[ 1 ～ 3] 。近年来, 我国的印 刷技术及设备有了长足的发展, 凹版印金具有辉煌 的金属光泽, 有烘托主体和引人注目的效果, 在塑 料、高级画报、高档包装、香烟外壳 、证券印刷等方面 得到了广泛应用[ 4, 5] 。铜金粉的印金光泽度已成为 制约铜金粉生产的关键因素, 传统工艺生产的铜金粉难以满足现代要求 。因此, 对铜金粉进行深入的 研究具有重要的现实意义 。本文从宏观和微观的角度, 探讨了影响凹印铜金粉印金光泽度的主要因素。

2 试验材料及方法 2.1 材料 试验用铜金粉分别来源于福建华祥金粉厂和德 国某公司。 2.2 铜金粉微观形貌的观察 利用 AM RAT MODEL 1000B 型扫描电镜观察 了铜金粉的微观形貌, 该方法也是一种粉末粒度观 察的直观测定方法, 因而具有可靠性和直观性。首 先将一定量的粉末与无水乙醇混合后, 用超声波分 散, 使粉末充分分离 ;分散结束后, 再用镊子夹住一块干净的试样片插进溶液中, 随后与液面成一定角 度缓慢提出试样片;待乙醇挥发后, 放在电镜样品台 上, 拍摄有代表性的电镜照片进行形貌分析。 2.3 铜金粉厚度的观察 目前, 已有人用间接的方法估算过片状金属颜 粒的平均厚度[ 6] , 但直接观察、测量金属颜料厚度 的方法还未见报道。采用扫描电镜直接观察和测量 片厚的大体步骤是 :往铜金粉中加入一定比例少量 调金油和稀料( 调金油为专用树脂, 稀料是有机脂 类) , 进行充分地搅拌, 使之完全混合;经过一段时间 试样固化后, 在最大截面处折断试样;用扫描电镜观 察断口, 即可测量铜金粉片的厚度 。 2.4 铜金粉水面遮盖率的测量 所谓水面遮盖率是指单位质量的片状颜料以单 片形式漂浮于水面上所能覆盖的面积, 以 cm2/g 表 示[ 7] 。水面遮盖率的大小是铜金粉的重要指标 。 在本实验中, 采用自制的有机玻璃水槽来测量铜金 粉的水面遮盖率, 实验仪器如图 1 所示 。实验时, 用 高精度天平( 称准至 0.1mg) 称量少于 0.1g 的铜金 粉均匀地撒在水面上, 轻微搅动水面, 使金粉形成浮 于水面的薄膜 。反复前后移动玻璃板, 使薄膜均匀 分散, 直至薄膜无粉末堆积 、无破裂、无褶皱时为止; 用直尺测量薄膜的长度并计算水面遮盖率值, 进行 四次平行测定, 取其算术平均值作为水面遮盖率值。 2.5 铜金粉在油墨中的定向排布 为了真实地再现铜金粉在油墨中的实际排列行 为, 在制样时我们采用了如下的方法 :将铜金粉与油 墨按一定的比例混合后, 在高级道林纸上刮样;选取 某一区域切割试样, 借助扫描电镜观察切口形貌, 即 可观察到铜金粉在油墨中的排列情况 。 2.6 刮样光泽度的测量 先取少量的铜金粉放入小烧杯中, 并滴入适量 的稀料, 经过充分搅拌, 再按稀料量以 1∶1 的比例加 入调金油, 最后用刮板在铜板纸上刮样, 并让其自然 风干, 这样便可制成测量光泽度的刮样 。用 KGI — IC 型光泽仪测铜板纸上刮样光泽度。 3 试验结果 3.1 国内外铜金粉的微观形貌 国内外铜金粉微观形貌的典型扫描照片如图 2 所示 。图 2( a) 为进口铜金粉, 其微观形貌呈鳞片状 均匀分布, 无过大和过小的片 ;图 2( b) 是国产金粉 的微观形貌照片, 粒径分布极不均匀, 小颗粒的粒径 不到 2 微米, 大颗粒的粒径超过 20 微米, 且粉末粒 径在 3 微米以下的所占比例较大 。 3.2 国内外铜金粉的截面微观形貌 用扫描电镜的测微尺测量视野中铜金粉片的厚 度 , 发现进口铜金粉片子厚度主要集中在0.1μm,

华祥铜金粉较厚, 片子厚度主要集中在 0.1 ～ 0.3μm 之间。国内外铜金粉截面微观形貌如图 3 所示, 可 以看出, 进口铜金粉的截面为线状( 其中箭头所指为 铜金粉片的截面) , 厚度均匀;国产铜金粉的截面虽 然也为线状, 但厚度极不均匀 。 3.3 水面遮盖率的测试结果 水面遮盖率的计算公式: Pc =( L ×20) /m ( 1) 其中 :Pc ———铜金粉的水面遮盖率, ( cm2/g ) ; L ———薄膜长度, ( cm) ; m ———粉末的重量, ( g) 。 通过实验测得国内外铜金粉的水面遮盖率如表 1 所示。从表 1 可以看出, 进口粉的水面遮盖率最小 值为 12100cm2/ g, 最大值为 13003cm2/ g, 平均值为 12400cm2/ g;国产粉的水面遮盖率最小值为 9040cm2/ g, 最大值为 9550cm2/ g, 平均值为 9280cm2/ g 。 表 1 铜金粉的水面遮盖率 名称 试验序号 铜金粉的 重量/g 薄膜长度 / cm 水面遮盖率 / ( cm2·g -1) 平均值 / ( cm2·g -1) 1 0.0769 50.0 13003 进口粉 2 0.0734 45.8 12500 12400 3 0.0781 47.2 12100 4 0.0790 48.6 12300 1 0.1047 50.0 9550 国产粉 2 0.0834 37.7 9040 9280 3 0.0816 38.5 9440 4 0.0798 36.2 9100 3.4 铜金粉在油墨中的排列行为 铜金粉颜料在油墨中排列的扫描电镜照片如图 4 所示 。由图可见, 铜金粉颜料在油墨中形成与纸 面平行的定向层叠排列。进口粉定向性能良好, 几 乎都与纸面平行( 图 4( a) ) 。国产粉定向性较差, 层 间互相交错, 排列较乱 。