專利名稱：改進(jìn)的塑性溶膠顏料及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑性溶膠型顏料(plastisol typepaints)，適用于畫家在油畫布和其它表面上作畫，具體地說，這種顏料含有由丙烯酸類聚合物及共聚物得到的或基于丙烯酸類聚合物及共聚物的基料，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸烷基酯等；還涉及畫家使用這種顏料的方法。
畫家已廣泛并成功地將聚甲基丙烯酸甲酯和類似的丙烯酸類顏料用在用畫筆、抹刀等在油畫布和其它表面上作畫。過去的幾十年間，公認(rèn)的技術(shù)都需要定期清洗畫筆和調(diào)色板，還需要再混合入一些新的各種彩色顏料以補(bǔ)還給干縮的和正在變干的補(bǔ)充物和畫筆。同樣，油畫布上的干燥顏料固有地要求畫家用新調(diào)制的顏料來覆蓋、改變或改善已上色處的干燥顏料，以獲得最終所需的效果。
作為本發(fā)明基礎(chǔ)的是一個新發(fā)現(xiàn)有希望改革繪畫技術(shù)，即，使顏料永久保持新鮮、濕潤并可用，而無需定期清洗調(diào)色板(有時甚至無需定期清洗畫筆)；或許更重要的是保持油畫布上的顏料新鮮且濕潤，這樣易于使用并且易與加入的顏料混合，直至畫家最后希望將顏料永久地固定或凝固時適當(dāng)?shù)丶訜嵊彤嫴肌＿@種新的結(jié)果是通過對具有這種性能并具有最佳粘彈性范圍的已有塑性溶膠的組成進(jìn)行相當(dāng)關(guān)鍵的改進(jìn)而達(dá)到的。
當(dāng)以前的具有粘性丙烯酸類基料的聚甲基丙烯酸甲酯塑性溶膠被推薦并被用于以下應(yīng)用中時，如用于絲網(wǎng)印刷、轉(zhuǎn)移印花、涂底涂料以及用于泡沫材料中，例如Rohm Tech Inc.的4899-F型和M914型丙烯酸類聚合物基料的產(chǎn)品特性圖中公開的，以及在德國專利DE2722752中公開的，已發(fā)現(xiàn)這類產(chǎn)品不適合于畫家在使用它時伴隨的問題中；尤其不適合于顏料厚度任意且大小相同的畫筆繪畫應(yīng)用中，在陡斜的油畫布或其它表面上的這種顏料還不適合于受到重力的作用。此外，用畫筆(或抹刀)繪畫過程的本質(zhì)上非常不同于水平均勻?qū)拥慕z網(wǎng)印刷，后者的顏料是通過擠壓織物而不是靠畫筆的揮動等成層的。
因此，本發(fā)明的首要目的是提供一種新的并更好地改進(jìn)了的丙烯酸類塑性溶膠粘性顏料，具有以下新特性，包括粘彈性的臨界區(qū)域和新的熱固化特性曲線，這種顏料特別適于被畫家用于在油畫布等上進(jìn)行畫筆繪畫或抹刀繪畫；本發(fā)明的目的還在于提供畫家使用這種顏料的新方法。
其它的以及進(jìn)一步的目的將在下文中說明，而且在附帶的權(quán)利要求中有更詳細(xì)的敘述。
一方面，本發(fā)明的包括一種永久濕潤的、黃油狀的繪畫顏料，該顏料包含塑性溶膠，塑性溶膠中含有粘性基料，其中按比例混入了表面活性劑，足以產(chǎn)生一種粘度最好在約BVSA 16泊(10rpm)至約BVSA 89泊(2.5rpm)之間，并可在約175°F至約400°F的溫度范圍內(nèi)熱固化。保持塑性溶膠中沒有填料或粘性物質(zhì)，如使產(chǎn)品變稠或發(fā)粘的PVC。
本發(fā)明的新顏料是用來代替大多數(shù)現(xiàn)在用的現(xiàn)有顏料的，如油基顏料、水彩畫顏料、丙烯酸顏料、樹膠水彩顏料、噴筆顏料和絲網(wǎng)印刷顏料，所有這些都用一種顏料介質(zhì)代替，這比傳統(tǒng)顏料更通用，使用起來也方便得多。使畫家能夠完全控制顏料的干燥性能。這種顏料由新的并且攙雜的熱固性塑料構(gòu)成，其配方基于塑性溶膠(熱固化顏料和油墨)原理，但具有為滿足職業(yè)美術(shù)家而特別設(shè)計的獨(dú)特并專有的化學(xué)組成。
因此，本發(fā)明的新顏料組合物使畫家能得到比現(xiàn)有傳統(tǒng)介質(zhì)所能達(dá)到的更高的通用性、自發(fā)性和速度。這種顏料在使用期間和使用后從不干燥或變粘，無限期地保持流動并呈黃油狀，直至畫家想使顏料硬化或固化。用一種為該產(chǎn)品設(shè)計的加熱裝置(描述在后)10分鐘之內(nèi)就可完成這一步。
這種顏料的黃油狀且不發(fā)粘的質(zhì)地可以使之用于任何傳統(tǒng)繪畫技術(shù)中，如畫筆、抹刀繪畫，或者也可以使之變稀后用作樹膠水彩顏料、噴筆顏料及用作水彩畫顏料。這種顏料還有一個優(yōu)于傳統(tǒng)水彩畫顏料的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗谑褂煤蟮娜魏螘r刻都能進(jìn)行調(diào)和，然后立刻固化；這對于傳統(tǒng)水彩畫顏料來說是不可能的。
這種顏料適合于傳統(tǒng)的上釉(glazing)工藝。本發(fā)明可以用無限期地保持濕潤的顏料上面色，然后在所希望的任何時間內(nèi)使之固化。此外，這一過程可根據(jù)需要重復(fù)多次，這對于以前的顏料來說是不可能的。也可以用一種專用的加熱槍使孤立的小區(qū)域定點(diǎn)干燥。此外，這種固化過程可以使畫家接照他(或她)所需的次數(shù)、所需的速度來上色并固化顏料，并且可在一段時間內(nèi)完成該過程。
這種顏料由一分子大小的塑料微粒、色料和專用的不干性油構(gòu)成，且不存在變稠或發(fā)粘的組分，混合在一起形成一種黃油狀液體或漿。通過將其溫度升到溶點(diǎn)然后使其冷卻，就可以固化成為一種連續(xù)的硬質(zhì)永久性膜。這使分子或孤立的顆粒結(jié)合，形成一種連續(xù)的超韌性永久性涂層。
為了實(shí)現(xiàn)固化，可以使加熱元件從著色材料表面上經(jīng)過，或安裝在表面以上，或最好是在著色材料表面以下，以便將材料的溫度充分升高，引起材料熔化并引起分子結(jié)合，后面更充分地說明了關(guān)于便宜且使用方便的裝置，該裝置包括帶電線圈、預(yù)加熱的加壓空氣、氣體的燃燒裝置、加熱燈和其它技術(shù)設(shè)備。
如上所述，類似于用于絲網(wǎng)印刷油墨的塑性溶膠，本發(fā)明的組合物達(dá)到了獨(dú)特的不同性質(zhì)。在嘗試使用傳統(tǒng)塑性溶膠時存在著固有的問題，實(shí)際上，使這適于被畫家用于美術(shù)作品中--就是本發(fā)明的目的。上述問題的例子是亮度(value shift)的改變(從濕潤狀態(tài)到固化后變深和/或變淺)以及從未固化狀態(tài)到固化狀態(tài)顏色的保持；使用的光滑性(發(fā)粘)；以及其它，在上文和下文中有所描述。值得注意的是，通過使用由塑料、油和添加劑以及代替常用于塑性溶膠中成分的組份構(gòu)成的獨(dú)有且特殊的組成，從而制成本發(fā)明的新顏料介質(zhì)，所有這些問題都被避免了。
由于本發(fā)明的這種顏料體系能無限期地保持濕潤，允許調(diào)色板體系具有由許多高度攙雜的色彩組成的完善的系列，它將保持濕潤并在畫家的調(diào)色板上，這在以前的風(fēng)干條件下是不可能的。
作為一個例子，我們已成功地制成十種最有用的顏色，細(xì)分為十個亮度級(value step)，每一個都是從盡可能最淺的至最深的，預(yù)混合，形成調(diào)色板體系以便畫家使用。只有靠本發(fā)明的永久保持濕潤的顏料才可能得到這種非常高級且易于使用的體系。在每次開始使用時，都能夠有一個就可以使用的調(diào)配好的調(diào)色板，這種奢望是畫家的夢昧以求的，這是因?yàn)檎{(diào)制新顏料(在每次使用前)是非常費(fèi)時間且易損壞的。
此外，這種新顏料也是一種出色的畫筆調(diào)理劑。使顏料留在畫筆上，而不用在每用一段時間后就進(jìn)行麻煩且費(fèi)時間的洗滌和清理工作，顏料實(shí)際上延長了畫筆的使用壽命并使之保持良好形狀。由于畫家無需清洗畫筆，他或她就可以使用許多不同類型的畫筆以獲得更復(fù)雜的效果。
本發(fā)明的顏料基于其自身以外，沒有令人擔(dān)憂的毒性，也沒有煙霧或氣味。推薦的該顏料的通用溶劑是石油溶劑油(mineral spirits)，它是所有石油基溶劑中最純凈且毒性最小的。石油溶劑油還有一個最大的優(yōu)點(diǎn)，其干燥非常緩慢，還可以用作畫筆清洗劑和稀釋劑。
改進(jìn)的且最佳方式的組成及工藝詳述于下文中。
現(xiàn)將結(jié)合唯一的一張附圖
詳述本發(fā)明，給出的是本發(fā)明新顏料性能的臨界特征圖。
如上所述，本發(fā)明提供了一種永久潮濕或濕潤的、呈適用的黃油狀且不發(fā)粘的塑性溶膠基顏料(常規(guī)的顏色，如前所述)，優(yōu)選為基于上述塑性溶膠或由上述塑性溶膠得到的聚甲基丙烯酸烷基酯塑性溶膠或相似的相當(dāng)類型的基體(base)，其中含有丙烯酸類共聚物等粘性基料，但是，該顏料具有相當(dāng)嚴(yán)格的構(gòu)成成分和性能(以下詳述)，使顏料呈黃油狀、不發(fā)粘適用于畫筆繪畫并達(dá)到本發(fā)明的其它目的。
在前述典型已有技術(shù)中平面絲網(wǎng)擠壓印刷或轉(zhuǎn)移印花(transfer)的應(yīng)用中，或在非常不同的底涂料或類似的應(yīng)用中，這種基料通常與聚甲基丙烯酸烷基酯塑性溶膠混合，使總體粘度達(dá)到約BVSA 35泊(10rpm)。這樣就能用于一些用途中，與PVC結(jié)合以減少對環(huán)境的影響影響，也可與粘附促進(jìn)劑和交聯(lián)劑一起使用以改進(jìn)性能，這些性能一般是公知的適合于絲網(wǎng)印刷的稠度或粘性，并且前面已參考Rohm產(chǎn)品數(shù)據(jù)圖加以敘述。
常規(guī)的繪畫用丙烯酸類顏料具有以下組成色料分散于乳液聚合的丙烯酸樹脂Rhoplex AC234中。見Artist′s Handbook of Material and Techniques，192頁，402-Ralph Mayer，USA，Viking Penguin，Inc.1988。
上述顏料用于繪畫用調(diào)色板和畫筆上時，通常在暴露于空氣中10分鐘后開始變干并喪失柔韌性。當(dāng)用于油畫布上的油畫中時，用畫筆畫線畫一筆、畫一片或涂沫后，顏料通常在10分鐘內(nèi)干燥。如前所述，為了改變、校正、補(bǔ)充或改善干燥的顏料，畫家必須用新調(diào)制的濕潤顏料覆蓋干燥的顏料，如油基顏料已使用了數(shù)百年，丙烯酸顏料也使用了超過數(shù)十年，并且都帶有固有的缺點(diǎn)。
通過在前述的絲網(wǎng)擠壓、平面印刷和轉(zhuǎn)移印花過程中加入粘性基料，壓過織物后留下的丙烯酸顏料或油墨的均勻薄層可以保持濕潤，印刷后，加熱干燥使薄層固定、硬化或固化。構(gòu)成這種絲網(wǎng)印刷及相關(guān)應(yīng)用中的混合物比例通常為20-30重量份的丙烯酸聚合物+30-40重量份增塑劑+30-50重量份填料(PVC、色料等)-Rohm Tech Inc.PAMA platisols.Applications andProperties。
為了進(jìn)行這種擠壓均勻薄層的水平印刷或轉(zhuǎn)移印花，建議混合物的粘度為BVSA 35泊(10rpm)，這種混合物適合于這類應(yīng)用，并能在使用過程中保持活力，直至加熱。事實(shí)上，更低或更高的粘度會降低絲網(wǎng)印刷及相關(guān)的轉(zhuǎn)移印花的效率。
然而，如前所述，要求這種混合物能使畫家用它在傾斜的油畫布或其它表面上繪畫，所用顏料厚度大不相同，在重力的作用下，發(fā)現(xiàn)這種粘度范圍是非常不適當(dāng)?shù)摹?br> 當(dāng)顏料適合于平面薄層印刷時，傾斜的油畫布上的低粘度顏料會發(fā)生起條和移動，尤其在過了一段時間之后。顏料樣本在調(diào)色板和繪畫用計色盤中儲存時也會出現(xiàn)這類問題。
此外，調(diào)色板中和油畫布上的顏料都要受到紫外光和其它射線的長期照射，有時是幾周或數(shù)月或更長時間，這勢必會影響顏料的亮度、色調(diào)和其它外觀性能、已有技術(shù)中的平面絲網(wǎng)薄層印刷、轉(zhuǎn)移印花或其它這類應(yīng)用中不存在這類問題。
此外，對畫好的油畫布的加熱干燥工藝，也顯著地不同于均勻薄層絲網(wǎng)印刷及相關(guān)過程的干燥工藝，下文將更完整地說明。
申請人發(fā)現(xiàn)發(fā)生了一種出乎意料的協(xié)同作用，極好地解決了使用這類顏料混合物用畫筆、抹刀或類似物在油畫布或類似表面作畫時存在的上述問題，靠成一定比例的組分來獲得相當(dāng)嚴(yán)格的粘度范圍、濕潤性、黃油狀，這樣一來，就達(dá)到了對紫外光作用(甚至經(jīng)過長時間暴露)的防護(hù)性和穩(wěn)定性，而且，對熱硬化及溫度范圍的限制要求少且非常不同。
從濕潤到熱干燥狀態(tài)，保持顏色亮度(color value)(明或暗)真實(shí)并牢固，只具有無法察覺的顏色改變也是重要的，由本發(fā)明的組分協(xié)同塑變(synergisticallyflows)，達(dá)到了新的結(jié)果。
實(shí)施例1本發(fā)明的濕潤黃油狀顏料組成如下白色103重量份Dupout R900色料+65重量份鄰苯二甲酸二異壬基酯增塑劑+相當(dāng)量的載體(base)。載體構(gòu)成為49重量份M914+53重量份鄰苯二甲酸二辛基酯增塑劑。在3輥磨機(jī)上進(jìn)行零級研磨(zero grind)。色料-增塑劑與丙烯酸類聚合物-增塑劑的體積比約為1∶1。此外還發(fā)現(xiàn)大約1∶1的比例也可以變成2/3∶1/3，其結(jié)果也是可以接受的。
發(fā)現(xiàn)這種顏料具有上述協(xié)同作用，具有約為BVSA51泊(10rpm)的不發(fā)粘的粘度，具有紫外線穩(wěn)定性和濕-干顏色變化穩(wěn)定性(經(jīng)500小時日光照射，色彩、柔性或粘附性均未改變)，只需加熱到250°F，并且溫度限制在400°F以內(nèi)，就可充分地、永久性地使油畫布上的全部顏料硬化。
實(shí)施例2黑色33.8重量份Engelhard色料+17.6重量份鄰苯二甲酸二異壬基酯+等量的實(shí)施例1中的大量載體。在3輥磨機(jī)中進(jìn)行零級研磨。結(jié)果與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例3灰色將同樣份數(shù)(體積)的實(shí)施例1和2的顏料混合形成灰色。紫外線穩(wěn)定性(經(jīng)500小時日光照射)沒有不同之處，不過有2％的由明至暗的亮度變化。比較之下，丙烯酸類顏料的允許值為10％，絲網(wǎng)印刷PVC顏料的允許值為10％。用4899F代替M914進(jìn)一步縮小了色度/亮度變化(1.2％)。
實(shí)施例4藍(lán)色8.3重量份Engelhard 4863+9.36重量份Kodak鄰苯二甲酸二辛基酯增塑劑，混合并在三個輥磨機(jī)中進(jìn)行零級研磨。向49重量份Rohm Tech 4899F(磨碎的/三個輥磨機(jī)零級研磨)+53重份kodak鄰苯二甲酸二辛基酯中加入與之體積份數(shù)相同的前述物質(zhì)。
結(jié)果與實(shí)施例1中的相同。
能夠用于本發(fā)明的上述目的混合物的寬范圍的粘度與適用于絲網(wǎng)印刷應(yīng)用的有限的粘度范圍一起繪制在圖中在最遠(yuǎn)的端點(diǎn)，說明更稠的粘度不適合達(dá)到本發(fā)明的目的。
此外，優(yōu)選的熱干燥過程和溫度限制是由以下的為固化油畫布及其它平面上的本發(fā)明顏料而專門設(shè)計的加熱裝置完成的。
可以看出繪畫用的油畫布和畫板的表面尺寸可以是很大的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了大多數(shù)T恤印刷網(wǎng)所需的30-40英寸及更大的油畫布的表面尺寸。塑性溶膠的普通加熱裝置通常是向下輻射熱，并需要220V的電流，這種電流在許多方面是非常危險的。
為了滿足上述嚴(yán)格的要求，產(chǎn)生了一種用本發(fā)明的產(chǎn)品繪畫的油畫布等的專用加熱裝置，由一個非常大的加熱毯構(gòu)成，該加熱層對功率強(qiáng)度的需求很低，可以用家用的110V電源。利用熱量上升的原理，加熱毯安裝在一個封閉箱體的底部。將畫面朝下接近加熱層，該加熱毯產(chǎn)生了一種非常有效的熱源，這種熱源可以有很大的尺寸，并且僅需要家用電流。
結(jié)合升高的輻射熱量并使用封閉的烘箱，就完成了固化工作，這點(diǎn)對于常用于塑性溶膠行業(yè)的加熱裝置是不可能的。
當(dāng)油基顏料在由濕態(tài)到干態(tài)的顏色亮度改變小的方面占優(yōu)勢的同時，本發(fā)明的顏料也比丙烯酸類顏料(包括列于下表的絲網(wǎng)印刷型的丙烯酸顏料)好得多。
顏料 代表性的亮度變化穩(wěn)定性(濕-干)％油基顏料 0-2丙烯酸類顏料 10絲網(wǎng)印刷丙烯酸PVC顏料 10本發(fā)明0-5本發(fā)明還有一個意外發(fā)現(xiàn)，大約BVSA 3泊(10rpm)的完全稀釋的粘度范圍根本不適合于傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷相關(guān)的已知應(yīng)用，而使用石油溶劑油作為稀釋劑和溶劑，用有些類似于水彩畫顏料的畫筆顏料就能極好地完成。
敘述有關(guān)最佳配方時，無疑這種顏料可以使用公知的同類的塑性溶膠粘性基料，而且所屬領(lǐng)域技術(shù)人員還建議對其進(jìn)行改性，這點(diǎn)被認(rèn)為是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)(如附加的權(quán)利要求中定義的)可以發(fā)生的。
權(quán)利要求
1.永久濕潤并且呈黃油狀的美術(shù)顏料，包含一種不發(fā)粘的塑性溶膠，塑性溶膠中含有按一定比例混入其中的粘性基料，這種混入比例足以使顏料的粘度處于從約BVSA 16泊(10rpm)至約BVSA 89泊(2.5rpm)的寬范圍內(nèi)，該顏料具有紫外線穩(wěn)定性，在約250°F-約400°F的溫度范圍內(nèi)可熱固化。
2.如權(quán)利要求1的顏料，其中，塑性溶膠是聚甲基丙烯酸烷基酯，粘性基料是聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的共聚物。
3.如權(quán)利要求2的顏料，其中顏料包括理想粘度為BVSA 51泊(10rpm)；零級研磨的色料和聚合物微粒；耐光(light fast)色料，最大柔性和最小的粘性。
4.使用權(quán)利要求1的塑性溶膠顏料組合物的方法，包括長期保留帶有該顏料的調(diào)色盤或調(diào)色板，用這種顏料在油畫布或其它表面上作畫，通過向油畫布的濕顏料上添加調(diào)色盤或調(diào)色板上的濕顏料進(jìn)行修改，修改時不必考慮已畫完多長時間，然后通過加熱畫完的油畫布或表面使顏料熱固化。
5.用如權(quán)利要求1的顏料繪制好的油畫布或畫板的熱固化方法，包括將油畫布或畫板水平地面朝下固定在一個包括加熱裝置的箱體中，加熱裝置在油畫布或畫板之下，熱量從加熱裝置中上升使畫好的油畫布或畫板上的顏料固化。
6.一種永久濕潤并且呈黃油狀的美術(shù)顏料，包含一種不發(fā)粘的塑性溶膠，塑性溶膠含有按比例混入其中并稀釋的限定的粘性基料，以制成以下顏料a)粘度約為幾個BVSA泊，適合于類似水彩畫顏料畫筆繪畫，以及b)粘度約為BVSA 51泊(10rpm)，適合于類似丙烯酸顏料的繪畫。
7.如權(quán)利要求6的顏料，其中塑性溶膠是混有增塑劑的丙烯酸按大約1∶1至2/3∶1/3的體積比加入顏料和增塑劑。
8.如權(quán)利要求7的顏料，其中塑性溶膠選自聚甲基丙烯酸烷基酯和聚甲基丙烯酸甲酯，增塑劑選自鄰苯二甲酸二辛基酯和鄰苯二甲酯二異壬基酯。
9.如權(quán)利要求8的顏料，其中預(yù)混合組分在3輥磨機(jī)上經(jīng)過充分的零級研磨。
10.如權(quán)利要求9的顏料，其中丙烯酸中混入大致相同重量比的增塑劑。
11.在油畫布等上繪畫的方法，包括使用如下顏料，重量份數(shù)基本相同的丙烯酸與增塑劑混合形成一種濕潤的黃油狀不發(fā)粘的混合物，再混入體積比例越為1∶1至2/3∶1/3的色料和增塑劑，形成最高達(dá)89泊(2.5rpm)的顏料粘度并保持顏料暴露于空氣中以頻繁使用。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中塑性溶膠為以下之一聚甲基丙烯酸烷基酯和聚甲基丙烯酸甲酯，增塑劑選自鄰苯二甲酸二辛基酯和鄰苯二甲酸二異壬基酯。
全文摘要
一種新的濕潤的黃油狀塑性溶膠顏料，具有嚴(yán)格的組成及粘度范圍，使這種顏料在油畫布和調(diào)色板上都能保持永久濕潤，還有一種使用該顏料的新方法。可按需要在繪畫過程之前、之中或之后通過熱固化使顏料硬化。
文檔編號C08L33/08GK1138071SQ9610661
公開日1996年12月18日 申請日期1996年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月8日
發(fā)明者托馬斯·戴爾, 約翰·皮特爾 申請人:托馬斯·戴爾, 約翰·皮特爾