著色劑又稱食品色素，是以食品著色為主要目的，使食品賦予色澤和改善食品色澤的物質(zhì)。目前世界上常用的食品著色劑有60余種，我國(guó)允許使用的有46種，按其來(lái)源和性質(zhì)分為食品合成著色劑和食品天然著色劑兩類。隨著人們對(duì)食品添加劑安全意識(shí)的提高，大力發(fā)展天然、營(yíng)養(yǎng)、多功能的天然著色劑已成為著色劑的發(fā)展方向。

物料作用

　　飼料著色基礎(chǔ)

　　為了使飼料產(chǎn)品更迎合用戶的傳統(tǒng)習(xí)慣，一般把飼料染色加工成淡黃色或黃色產(chǎn)品。在生 產(chǎn)飼料過(guò)程中，只需把檸檬黃等常用著色劑按一定比例加入，即可達(dá)到該目的。

　　著色基礎(chǔ)

　　動(dòng)物本身并不能合成色素。研究也發(fā)現(xiàn)，只有含氧功能基(如羥基、酰基、酮基等)的類 胡蘿卜素(carotenoids)類在畜、禽、水產(chǎn)品內(nèi)才有著色效果。這類類胡蘿卜素包括 ：

　　葉黃素、番茄紅素和玉米黃素等幾大類。飼料中的類胡蘿卜素都是以棕油酸二酯的形式存 在。這些存在于飼料中的類胡蘿卜素經(jīng)動(dòng)物的消化，以自由態(tài)的形式吸收，主要是與低密度 脂蛋白(LDL)結(jié)合而被吸收;吸收后的類胡蘿卜素以游離狀態(tài)進(jìn)入血液，并隨著血液循環(huán)進(jìn)入皮膚和蛋黃等組織。在此，類胡蘿卜素重新轉(zhuǎn)化為棕油酸二酯沉積下來(lái)，使皮膚和蛋黃等 呈現(xiàn)出人們喜歡的顏色(如黃色)。不同的類胡蘿卜素以不同的效率沉積于不同的組織中， 一般酯化的葉黃素和玉米黃素比結(jié)晶的葉黃素和玉米黃素在動(dòng)物機(jī)體組織中的沉積效果更 好。飼料中添加脂肪更能促進(jìn)色素的沉積作用，且發(fā)現(xiàn)添加動(dòng)物脂肪比添加植物油更有效。 此外，隨著飼料中色素水平的提高，在動(dòng)物組織中色素的沉積比例下降。據(jù)報(bào)道，如果每天 每只雞進(jìn)食0.3～1.0mg的色素，大約有30%～45%可沉積在蛋黃中，若色素進(jìn)食量提高到 5mg或更高，則只有15%～20%可在蛋黃中沉積。甲殼動(dòng)物通過(guò)食入綠色植物，將植物中的 類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為蝦育素和雞油菌黃質(zhì)沉積在體內(nèi)。魚類通過(guò)攝食大量的甲殼類和浮游生 物，使其肉質(zhì)呈鮮色。金魚和對(duì)蝦等可改變吸收后色素的組成，如將葉黃素轉(zhuǎn)變?yōu)槲r紅素，然后再在體組織中沉積。

特點(diǎn)用途

　　當(dāng)今世界塑料材料及其制品的應(yīng)用已涉及到各行各業(yè)、方方面面、以至每一個(gè)家庭，越來(lái)越多的企業(yè)人士參與到塑料制品的生產(chǎn)與銷售中來(lái)。對(duì)于塑料制品該選用何種著色劑也成為塑膠行業(yè)人士的討論話題。

　　1　塑料著色劑的種類

　　塑料著色劑的種類，以其物理形態(tài)共分為四種：粉狀著色劑-色粉;糊狀著色劑-色漿;液狀著色劑;固狀著色劑-色母。其中，廣泛應(yīng)用的是粉狀著色劑和固狀著色劑。因此，對(duì)于其它二種著色劑本文不作討論。

　　2　各種著色劑的特點(diǎn)

　　2.1　色粉著色的特點(diǎn)

　　直接用色粉(顏料或染料)添加適量粉狀助劑對(duì)塑料粒子進(jìn)行著色的方法，又稱干法著色。

　　其優(yōu)點(diǎn)是分散性好、成本低，可小批量操作。由于它省卻了其它著色劑，如色母、色漿等加工過(guò)程中人力物力的消耗，因而成本低，買賣雙方不受量的限制。制造色母不可能做1～2kg，但色粉可以根據(jù)需要任意指定質(zhì)量，配制十分方便。使用色粉著色，與其它造粒著色相比，加工的樹脂少經(jīng)歷一次降解過(guò)程，有利于減少塑料制品的老化，增加其使用壽命。

　　但最大缺點(diǎn)是顏料在運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、稱量、混和過(guò)程中會(huì)飛揚(yáng)，產(chǎn)生污染，嚴(yán)重影響工作環(huán)境。隨著環(huán)保、企業(yè)ISO9000指標(biāo)等要求，色粉著色越來(lái)越受到局限，但對(duì)于特殊效果的著色，采用色粉直接混合著色具有一些色母著色達(dá)不到的效果。舉例來(lái)說(shuō)：一些耐熱性差、怕剪切的顏料粉制成色母，由于其承受高溫的時(shí)間長(zhǎng)，而在色母加工設(shè)備中受剪切作用的時(shí)間長(zhǎng)，著色效果會(huì)明顯減弱，如珠光色粉、熒光粉、夜光粉。用珠光色粉制成色母再著色塑料，比直接用珠光粉混入塑料著色，其珠光效果要減弱10%左右，且注塑產(chǎn)品還容易產(chǎn)生流線狀疤痕和接縫。在制造這類色母時(shí)，均采取相應(yīng)措施，盡可能地減少色母在加工過(guò)程中受熱的溫度、時(shí)間及受剪切的程度(不用雙螺桿造粒機(jī)，而用單螺桿造粒機(jī)等)。

　　干法著色另一個(gè)令用戶頭疼的問(wèn)題是擠出機(jī)的料斗不易清洗。用以著色的色粉在白油等濕潤(rùn)劑的作用下，沾附上料筒內(nèi)壁(乃至螺桿上)。當(dāng)需要換料時(shí)，清洗料筒便成了現(xiàn)場(chǎng)操作工的難題，費(fèi)時(shí)費(fèi)料，事倍功半，而使用色母著色就沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

　　另外，使用色粉著色，由于顏料粉均勻分布在需著色的樹脂中，所以其分散性較好，這個(gè)結(jié)論只能針對(duì)注塑產(chǎn)品，特別是厚壁產(chǎn)品而言，對(duì)于吹膜、紡絲類產(chǎn)品則另當(dāng)別論。因?yàn)樯垡话愣紱](méi)進(jìn)行過(guò)預(yù)處理，當(dāng)其混于樹脂后，僅靠從擠出機(jī)進(jìn)料口、螺桿、至出料口這么一段距離以及這么短的塑化混合時(shí)間，要使顏料粉的分子與被著色的顏料分子很好地?cái)y起手來(lái)--充分結(jié)合，是完全不能保證的，會(huì)有“夾生”現(xiàn)象產(chǎn)生。但這種“夾生”現(xiàn)象在厚壁產(chǎn)品中會(huì)被掩蓋掉，在吹膜、紡絲產(chǎn)品中就顯而易見。所以后者的著色方法仍以色母為主。

　　除此以外，色粉因生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)日期、批號(hào)的不同，同一牌號(hào)的色粉也存在著一定的色差，即使用戶堅(jiān)持用同一配方，但在加工過(guò)程中很難做到批與批之間的注塑產(chǎn)品的顏色一致性，而色母在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)中途取樣、檢驗(yàn)、調(diào)節(jié)來(lái)彌補(bǔ)每批色粉的色差，相對(duì)來(lái)說(shuō)，色母對(duì)顏色的重復(fù)性明顯優(yōu)于色粉。

　　正因?yàn)樯塾糜谒芰现破返闹蟹N種局限，受到了其它著色劑的挑戰(zhàn)，但由于生產(chǎn)成本相對(duì)較低，定色、配色不受量的限制，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家的中小企業(yè)、私人企業(yè)來(lái)說(shuō)，要想?yún)⑴c激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，使用色粉有其一定的經(jīng)濟(jì)性，特別是一些色樣單一、產(chǎn)量大、對(duì)著色要求不高的產(chǎn)品，如PVC門窗、EVA鞋底等，還是青睞于它，因而色粉著色劑無(wú)法完全退出舞臺(tái)。

　　2.2　色母著色特點(diǎn)

　　為了克服色粉著色的種種弊端，提高塑料制品的質(zhì)量，隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料樹脂種類、助劑種類、塑料制品加工設(shè)備及工藝的不斷創(chuàng)新、突破，塑料著色的另一途徑--色母粒著色已被廣泛采用，色母粒著色技術(shù)也在應(yīng)用與實(shí)踐中不斷得到提高。

　　所謂色母粒，即采用某種工藝與相應(yīng)設(shè)備，在助劑的作用下，將顏料(或染料)混入載體，通過(guò)加熱、塑化、攪拌、剪切作用，最終使顏料粉的分子與載體樹脂的分子充分地結(jié)合起來(lái)，再制成與樹脂顆粒相似大小的顆粒。將這種高濃度著色劑稱為色母粒，其作用與“糖精”相似，使用時(shí)，只需在要著色的樹脂中添加較小的比例(1%～4%)，就能達(dá)到著色樹脂的目的。

　　與色粉著色相比，色母粒著色有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)改善了由于色粉飛揚(yáng)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，使用過(guò)程中換色容易，不必對(duì)擠出機(jī)料斗進(jìn)行特別的清洗，倍感方便。

　　(2)針對(duì)性強(qiáng)，配色正確。由于色母制造工廠在制造過(guò)程中已針對(duì)適用樹脂的性能，合理地選擇了顏料(染料)、助劑、加工設(shè)備、加工工藝，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中不同批號(hào)的色粉可能帶來(lái)的色差，及時(shí)進(jìn)行修正、補(bǔ)色，出廠時(shí)再進(jìn)行檢驗(yàn)，因此，可以保證相同牌號(hào)的色母，前后兩批顏色保持相對(duì)的穩(wěn)定。

　　(3)與成批樹脂干法染色造粒后再去制塑件相比，使用色母可以減少塑料制品經(jīng)二次加工后所造成的樹脂性能老化，有利于塑料制品使用壽命的提高。

　　使用色母最大的優(yōu)點(diǎn)是：在加工過(guò)程中，顏料在助劑的作用下，色母粒經(jīng)過(guò)充分混煉與載體樹脂完全結(jié)合。在使用時(shí)，按一定的比例置于待加工的樹脂中，色母很快地進(jìn)入角色，與該樹脂認(rèn)“親家”。親和力--相容性明顯優(yōu)于色粉著色，因此，對(duì)于生產(chǎn)薄膜與紡絲制品的廠家來(lái)說(shuō)，更能體會(huì)到。

　　當(dāng)然，色母粒著色也有其局限性，由于添加量少，塑料制品的加工時(shí)間短，受擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比的限制，色母分散性往往不如色粉。多了一次制造過(guò)程，染色成本也必定高于色粉著色。色母中的載體與需著色樹脂的性能有差異時(shí)，塑料制品表面常常會(huì)出現(xiàn)未分散點(diǎn)、色斑、花紋，所以，色母的使用因其相容性及分散性而受到限制。

　　3　通用色母和專用色母的選擇

　　正因?yàn)樯噶Ｖ壬壑兄S多的優(yōu)越性，隨著塑料制品加工工業(yè)的發(fā)展，特別是眾多合資企業(yè)的建立及出口產(chǎn)品對(duì)著色要求的提高，色母粒著色逐漸占主導(dǎo)地位，就色母粒的適用性分類，它可分為通用色母與專用色母。

　　3.1　專用色母

　　在生產(chǎn)制造色母粒時(shí)，選用與欲著色樹脂相同的樹脂作為載體，加入高濃度的顏料(染料)，在助劑的作用下，經(jīng)加溫、塑化、混煉、擠出造粒，制成專門適合于該種樹脂的染色劑，稱為專用色母。專用色母的濃度可高可低，一般添加量在1%～4%之間。

　　3.2　通用色母

　　通用色母(也有人稱之為“萬(wàn)能色母”)與專用色母主要區(qū)別在于：通用色母雖然也用某種樹脂作載體，但它可以適用于除其載體樹脂之外的其它樹脂的著色，因此稱之為通用色母。

　　所謂通用色母，一般采取以下幾個(gè)措施(有的制造工廠干脆不用樹脂作載體，而全部用高熔點(diǎn)的丙烯蠟作載體)：首先選用低熔點(diǎn)、高融體指數(shù)的樹脂作為通用色母的載體，如PE或EVA;其次，色母粒中顏料粉比率盡可能的高，因此通用色母必定是高濃度色母，在注塑制品中使用量一般是1%。由于色母中不同介質(zhì)載體十分少(扣除助劑因素，一般在20%左右)，當(dāng)它再以1%的比例稀釋于欲著色的樹脂中時(shí)，該塑料制品內(nèi)所含的不同樹脂的含量：0.2kg/100=2g/kg。為了使通用色母能與被著色的其它種類的樹脂結(jié)合好(親和性好)，在通用色母中還采用了其它措施，如多加入特殊作用的偶聯(lián)劑、延長(zhǎng)密煉時(shí)間等，這些都有利于提高通用色母的廣泛適用性。

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　　3.3　選擇原則

　　究竟選用何種色母為宜?是否通用色母最妥?讓從制造工廠、經(jīng)銷商、用戶以及經(jīng)濟(jì)效益、方便與否、制品效果等幾方面來(lái)進(jìn)行分析。

　　從制造工廠來(lái)講：為了生產(chǎn)通用色母必須選用耐熱等級(jí)較高的、適用面廣的顏料，而顏料粉耐溫等級(jí)到了某個(gè)程度后，每提高10℃～20℃，顏料的成本卻要上升50%～100%。當(dāng)用某種耐高溫的顏料制成的通用色母，用于高熔點(diǎn)樹脂著色時(shí)，是物當(dāng)其用，而用于LDPE這樣低熔點(diǎn)的樹指，提高的卻是剩余價(jià)值。

　　除上面所述的著色偏色外，由于添加比率小，分散性相對(duì)差些，塑料制品表面易出現(xiàn)花紋、色斑、色點(diǎn)，仍至因料種不和而引起脆皮等現(xiàn)象，特別是對(duì)大面積、薄壁形狀又復(fù)雜的塑件更要引起注意，這時(shí)盡可能采用專用色母，且選擇濃度低的色母，以增加添加量來(lái)提高其分散性(可選擇1∶20、1∶10的專用色母)。

　　通過(guò)上面的分析比較可以看到，通用色母及專用色母各有千秋，但從著色效果及制品性能來(lái)說(shuō)專用色母仍優(yōu)于通用色母。建議當(dāng)用戶確定了自己欲著色的樹脂的種類后，首選專用色母。