專利名稱：顏料制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要由BiOCl顏料、光澤顏料和球形粒子的混合物組成的顏料制劑，以及該顏料的用途，特別是在印刷油墨方面的用途。
印刷油墨一般由粘合劑、顏料或染料以及添加劑組成。用于包裝印刷品、標(biāo)簽和高質(zhì)量雜志的印刷產(chǎn)品中，對(duì)于能在圖像制品上產(chǎn)生特殊光澤的需要越來越普遍。
含有光澤顏料的膠印油墨都有生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性問題的缺點(diǎn)。這種油墨會(huì)很快地在墨印系統(tǒng)、印刷板和膠板上聚集或沉積，意味著一般不可能進(jìn)行10,000張無問題的生產(chǎn)運(yùn)行。主要問題在于由于其片狀結(jié)構(gòu)以及特有的化學(xué)/物理表面性質(zhì)，光澤顏料、特別是珠光顏料很易于在印刷油墨中結(jié)塊，其中顏料在油墨中按堆疊方式一個(gè)疊在另一個(gè)上面，由于其附著力強(qiáng)，很難將其分開。此外，在校樣上提供的光澤通常不能令人滿意，這可歸于沒有足夠的顏料輸送到印刷品上。在墨印系統(tǒng)、印刷板和膠板的輸送線上，油墨中的顏料逐漸損耗。顏料在印刷板和膠板的暴露點(diǎn)上積聚并導(dǎo)致堆積。
在DE-A-4446456中已經(jīng)公開了含有珠光顏料和球形粒子的顏料的制備。EM工業(yè)和Mearl公司的出版物中介紹了BiOCl顏料在印刷油墨中的應(yīng)用。用于膠印的含有珠光顏料的制劑具有高光澤，但缺點(diǎn)是依所用的粘合劑而定，印刷中珠光顏料很易于遷移到緩沖溶液中。印刷過程中BiOCl顏料被研碎，結(jié)果顏料的光學(xué)性能大部分喪失了。
本發(fā)明的目的是提供顏料制劑，優(yōu)選地用于印刷油墨、特別是膠印油墨，其中含有光澤顏料，但沒有上述的缺點(diǎn)。
現(xiàn)已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，如果在顏料制劑中除光澤顏料外還含有BiOCl顏料和球形粒子，遷移到緩沖溶液中的顏料會(huì)減少，光澤效果質(zhì)量和輸送到印刷油墨中的顏料粒子的量都會(huì)提高。
本發(fā)明的顏料制劑與先有技術(shù)中只含有珠光顏料或只含有BiOCl顏料的膠印制劑相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)-高光澤-更緊密的印制圖像-更好的顏料輸送-更少的顏料遷移到緩沖溶液中-更強(qiáng)的遮蓋力因此，本發(fā)明涉及含有BiOCl顏料、一種或多種光澤顏料、球形粒子以及如需要來自于印刷環(huán)節(jié)的添加劑的顏料制劑。
由于BiOCl顏料和光澤顏料的組合，在印刷油墨中可以達(dá)到顯著增強(qiáng)的彩色效果。BiOCl和光澤顏料的比優(yōu)選地為99∶1到1∶99，特別優(yōu)選地為70∶30到30∶70。本發(fā)明的顏料制劑優(yōu)選地含有基于制劑40到99.8％重量、特別優(yōu)選地含有70到99.5％重量的BiOCl和光澤顏料。
用于膠印的BiOCl顏料可從市場(chǎng)上買到，如從Engelhard以Mearlite Ultra Fine OFS為商品名以及以Bi-Flair66a為商品名從Merck KGaA購(gòu)買。市售的BiOCl顏料的粒徑為1-50微米。本發(fā)明的顏料制劑中，粒徑為5-20微米的BiOCl顏料特別適當(dāng)。
本發(fā)明的顏料制劑也可以用糊狀的BiOCl顏料。同粉狀的BiOCl顏料相比，這些分散體具有很高的銀色光澤、高透明度且易于分散。蓖麻油、硝化纖維、礦物油和醇酸樹脂中的BiOCl糊特別適宜。
本發(fā)明的顏料制劑的另一個(gè)重要成分是光澤顏料。例如顏料制劑可含有不同光澤顏料的混合物，以達(dá)到一定的彩色效果。
使用的光澤顏料優(yōu)選地為基于片狀、透明或半透明基層的顏料，例如頁(yè)硅酸鹽，如云母、合成云母、SiO2薄片、玻璃薄片、TiO2薄片、Al2O3薄片、滑石、絹云母、高嶺土；覆有稀土金屬硫化物如Ce2S3，覆有有色或無色金屬氧化物如TiO2、鈦的低氧化物、鈦的氮氧化物、假板鈦礦、Fe2O3、Fe3O4、SnO2、Cr2O3、ZnO、CuO、NiO及其它金屬氧化物的單一物質(zhì)或混合物形式的均一層或連續(xù)多層(多層顏料)的玻璃或其它硅酸鹽材料。例如在德國(guó)專利和專利申請(qǐng)1467468、1959998、2009566、2214454、2215191、2244298、2313331、2522572、3137808、3137809、3151343、3151354、3151355、3211602、3235017和P3842330中公開了珠光顏料，如可從德國(guó)達(dá)姆施塔特的Merck KGaA買到的商品名為Iriodin的顏料。
特別優(yōu)選的顏料制劑含有TiO2-、Fe2O3-或TiO2/Fe2O3-包覆的云母、Al2O3、玻璃或SiO2薄片。如WO93/08237(濕法化學(xué)包覆)或DE-A19614637(化學(xué)氣相沉積法)所述，可將SiO2薄片進(jìn)行包覆。EP0763573A1中公開了Al2O3薄片。DE-A19810317中公開了覆有一種或多種稀土金屬硫化物的片狀基層。
有金屬效果的顏料同樣適用，特別是用于水基或含溶劑體系的改質(zhì)鋁薄片，如Eckart出售的用于水基應(yīng)用的商品名為RotovarioAqua或Stapa Hydroxal的顏料，以及來自于BASF的商品名為Variocrom和Paliocrom的顏料，特別是來自于EP-A0681009A1、EP-A0632110A1和EP-A0634458A1的顏料以及LCP(液晶聚合物)顏料。同樣適用的有本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道的全息顏料和有金屬包覆的片狀顏料。這種顏料在Flex、BASF、Eckart和Schlenk有售。
本發(fā)明的顏料制劑可含有一種或多種光澤顏料，通過使用至少兩種不同的光澤顏料，有可能達(dá)到特殊的彩色和光澤效果。
除了珠光顏料和BiOCl顏料，本發(fā)明的顏料制劑還可含有碳黑粒子、熒光顏料和/或有機(jī)有色顏料。顏料制劑優(yōu)選地由50-100％重量的BiOCl及光澤顏料和0-50％重量的碳黑粒子、熒光顏料和/或有色顏料組成。但是，所有顏料成分在顏料制劑中的含量不能超過99.4％重量。此外，還可能加入能進(jìn)行產(chǎn)品識(shí)別的物質(zhì)和粒子(示蹤劑)。
JP62-143984中已公開了球形粒子在膠印油墨中的應(yīng)用。其中介紹的球形樹脂或蠟粒子在印刷油墨中的含量為0.1-20％重量，它既不含光澤顏料也不含BiOCl顏料，為改善積聚性并防止紙張被膠板撿拾(picking)，要加以攪拌。
特別適當(dāng)?shù)那蛐尾牧嫌杏靡蚁┗鶚渲?、尼龍、硅酮、環(huán)氧樹脂、烯烴樹脂、聚苯乙烯以及無機(jī)材料如TiO2、SiO2或ZrO2制成的中空玻璃、蠟或聚合物珠粒。優(yōu)選使用中空珠粒，另外還有粒徑為0.05到150微米的實(shí)心珠粒。本發(fā)明的顏料制劑中特別優(yōu)選地使用中空玻璃、蠟或聚合物珠粒。
球形粒子的粒徑為0.05-150微米，優(yōu)選地為0.05-50微米，特別優(yōu)選地為1-30微米。已知有基于SiO2的粒徑在3-10微米范圍內(nèi)的球形粒子，如達(dá)姆施塔特的Merck KGaA出售的商品名為L(zhǎng)iChrospher的用于高壓液相色譜的材料。優(yōu)選地以單分散的形式使用這些材料，即盡可能用均一粒徑的材料。已知有基于SiO2、TiO2和ZrO2的這種類型的單分散球形粒子。例如，可按照DE3616133中介紹的方法制備單分散的SiO2。中空玻璃珠在美國(guó)的PQ公司以商品名Q-CEL或德國(guó)法蘭克福的3M以商品名Scotchlite出售。
即使顏料制劑中僅有少量的球形粒子，印刷油墨中BiOCl和光澤顏料的解凝聚改良也很明顯。例如，球形粒子基于顏料制劑的含量?jī)H有0.5％重量時(shí)，含有本發(fā)明的顏料制劑的印刷油墨的生產(chǎn)運(yùn)行性能方面的改善也很顯著。通常使用含有1-10％重量、特別是1-5％重量的球形粒子的顏料制劑。
本發(fā)明的顏料制劑中，球形粒子可在很大程度上防止片狀BiOCl和光澤顏料一個(gè)疊在另一個(gè)上面，因而可產(chǎn)生強(qiáng)附著力。電子顯微照相結(jié)果表明，球形粒子在片狀光澤顏料的表面積聚，如此象一種滾珠一樣，提高了印刷油墨中顏料薄片之間的流動(dòng)性，因而基本上抑制了印刷過程中顏料的堆積。
在印刷油墨中使用本發(fā)明的顏料制劑，球形粒子可以通過印刷過程中球形粒子被壓入顏料塊并“破裂”這些顏料塊而“粉碎”已形成的顏料塊。過程中較大的球形粒子可能被部分地破壞。優(yōu)選地，在印刷產(chǎn)品中僅有較小粒徑的粒子，顏料塊中的碎片有松散的作用。
作為其它成分，本發(fā)明的顏料制劑還可含有基于顏料制劑的含量為0.1-5％重量、優(yōu)選地1-3％重量的磷酸鹽衍生物。適當(dāng)?shù)牧姿猁}衍生物有，例如高級(jí)或低級(jí)偏多磷酸鹽和焦磷酸鹽。特別優(yōu)選的為堿金屬的多磷酸鹽，特別是多磷酸鈉。
在顏料制劑中攪拌加入分散劑通?？尚?。可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍知道的所有分散劑，如在Karsten，Lackrohstofftabellen的[表面涂層原料表]1992年第九版中介紹的分散劑。基于聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯的分散劑特別適宜。分散劑基于成品印刷油墨的含量不應(yīng)超過10％重量，優(yōu)選地為0.05-5％重量。
顏料制劑的生產(chǎn)簡(jiǎn)單易于操作。首先，通過搖動(dòng)或在干式混合機(jī)中把光澤顏料與球形粒子一起劇烈混和。隨后以粉末形式攪拌加入或以由鹽和液體成分組成的分散體形式加入磷酸鹽衍生物和BiOCl顏料。特別適宜的液體成分為礦物油或其它非干性油，此外還有干性油，如亞麻子油、豆油以及水或有機(jī)溶劑。液體成分基于顏料制劑的含量最大為10％重量。顏料制劑也可通過把所有成分同時(shí)加入然后將其劇烈混和而制備。然后，可把成品顏料制劑與配方如印刷油墨、表面涂層、涂料、塑料和化妝品制劑混和。
本發(fā)明的顏料制劑特別適用于印刷油墨的著色。這種類型的著色印刷油墨可用于一切已知的印刷方法，特別是膠印，此外還有活版印刷、活版膠印、凹版印刷、曲面印刷和絲網(wǎng)印刷，此外還可用于罩印刷漆以及涂層。顏料制劑優(yōu)選地用于膠印。它可用于干法或濕法的卷紙式(roll)膠印和單張式膠??；但是，特別適用于濕法單張式膠印。
然后，借助于帶螺旋槳的攪拌器或槳式攪拌機(jī)，如需要在不同的分散溫度下，把本發(fā)明的顏料制劑分散到印刷油墨或粘合劑中。過程中顏料顆粒由粘合劑包覆。
對(duì)于著色印刷油墨、特別是膠印油墨的制備，可以使用所有市售的粘合劑。如Karsten，Lackrohstofftabellen的[表面涂層原料表]1992年第九版中所述，這種粘合劑由已知的合成或天然樹脂、非必需的干性油、礦物油和添加劑組成。該樹脂優(yōu)選地具有比較低的熔體或溶劑粘度。但是也可能有高聚合、高粘性的成分存在。由于可以更好地潤(rùn)濕顏料并且提供更多的光澤和耐磨性，硬樹脂和醇酸樹脂的組合特別適宜。特別地，使用含有50-90％重量的硬樹脂和5-50％重量的醇酸樹脂的粘合劑。使用的硬樹脂優(yōu)選地為烴類樹脂。使用的烴類樹脂的酸值接近于0毫克KOH/克物質(zhì)，但也可改性，使酸值最高為30毫克KOH/克物質(zhì)。此外，粘合劑還可含有1-50％重量的礦物油。油墨成分間的搭配合適，以得到具有較低油墨粘度的穩(wěn)定的油墨/水平衡。
通過樹脂的氧化聚合以及通過印刷中可被紙吸收的油如亞麻子油、木油或蓖麻油干燥印刷油墨。可通過通常為鈷、鉛、錳等的脂肪酸鹽的干燥催化劑(干燥劑)添加劑，進(jìn)一步促進(jìn)干燥過程。本發(fā)明的膠印油墨中干性油的比例在0-50％重量范圍內(nèi)，優(yōu)選地在0-30％重量的范圍內(nèi)。為改變油墨的性質(zhì)以適用于特殊應(yīng)用，可在印刷油墨中加入其它添加劑。這些添加劑可為蠟化合物、干燥劑、分散劑、溶劑、增稠劑、潤(rùn)滑劑、顏料填充物和/或抗氧化劑。A.Rosenberg的DerPolygraph(11)，1153(1987)和B.Grande的涂層(4)，138(1987)中有膠印油墨基本性質(zhì)的詳細(xì)介紹。
極低粘度的含顏料的印刷油墨通常不會(huì)得到適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)清晰度。但是，特別是對(duì)于細(xì)絲網(wǎng)，為防止印刷堵塞，這是必需的。因此推薦使印刷油墨具有一定結(jié)構(gòu)。例如，加入結(jié)構(gòu)成形物可以充分提高點(diǎn)清晰度。這樣本發(fā)明的顏料制劑優(yōu)選地含有0.1-3％重量的結(jié)構(gòu)成形物。除了改善的點(diǎn)清晰度外，按此法改性的顏料制劑在印刷油墨中具有顯著改善的顏料輸送、更好的生產(chǎn)運(yùn)行性質(zhì)以及沉淀性質(zhì)方面都有改善。
通過選擇粘合劑中的樹脂以及印刷油墨中BiOCl和光澤顏料的比例，可以個(gè)別調(diào)整對(duì)于印刷過程關(guān)鍵的參數(shù)，如分散性、粘性和粘度。對(duì)于同樣的油墨積聚，粘度和粘性相依而定，但也可通過特殊積聚以目標(biāo)方式而個(gè)別改變。這里應(yīng)注意的是，過粘的印刷油墨會(huì)導(dǎo)致紙張部分破損(撿拾)。粘性不足的油墨在印刷過程中不會(huì)以適當(dāng)方式輸送。如果油墨的滲透性太大，油墨在紙張的反面也會(huì)可見或?qū)е掳唿c(diǎn)或圖像不夠清晰。對(duì)滲透性控制不足會(huì)導(dǎo)致模糊以及油墨粘臟。該印刷油墨噴濺到墨印系統(tǒng)紙卷上絕無問題，甚至印刷速度在10,000張每小時(shí)下也沒有問題。
含有本發(fā)明的顏料制劑的印刷油墨特別重要，特別是對(duì)于廣告部門的圖像以及高質(zhì)量的印刷品，因其特有的光澤，印刷成品可滿足最高的審美要求。
為提高印刷速度和生產(chǎn)運(yùn)行性能，特別對(duì)于膠印使用具有光滑表面的印刷膠板是可取的，其中改性的表面優(yōu)選地由聚氯乙稀、聚氨酯、聚酯或聚四氟乙烯組成，表面硬度約為88-95°肖氏。在印刷油墨中使用這種印刷膠板和本發(fā)明的顏料制劑的組合可以確保理想的油墨輸送。
這樣，本發(fā)明還涉及含有最高80％重量、優(yōu)選地從5到70％重量、特別優(yōu)選地從10到55％重量的本發(fā)明的顏料制劑的印刷油墨。
本發(fā)明的顏料制劑特有高光澤，因而可以用于許多的用途。除了用于印刷油墨包括證券印刷油墨外，還可用于塑料、表面涂層、涂料，由于其良好的膚感，還可用于化妝品制劑中。
這樣，本發(fā)明還涉及含有本發(fā)明的顏料制劑的配方。
下列實(shí)施例是為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
實(shí)施例I.顏料的制備
1.用磨粉機(jī)把22.5克多磷酸鈉分散到23.7克礦物油中。
2.同樣用磨粉機(jī)把15.0克PV Fast Yellow(Hoechst)分散到85克礦物油PKWF 28/31中。
把兩種懸浮液與214克Bi-Flair66a(礦物油中的BiOCl顏料糊)均勻混和，將其加入Iriodin326/Scotchlite混合物中。在650rpm的轉(zhuǎn)速下把混合物均勻混和16分鐘。
II.膠印油墨的制備2.1用攪拌機(jī)(直徑10厘米)在450rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，把489克實(shí)施例1制備的顏料攪拌加入611克Gebr.Schmidt青銅色漆11A1034-1(Gebr.Schmidt)中。然后可以把油墨直接用在印刷機(jī)中。
2.2用攪拌機(jī)(直徑10厘米)在450rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，把655克實(shí)施例2制備的顏料攪拌加入845克Gebr.Schmidt青銅色漆11A1034-1中。然后可以把油墨直接用在印刷機(jī)中。
權(quán)利要求
1.顏料制劑，含有BiOCl顏料、一種或多種光澤顏料、球形粒子以及如需要來自于印刷環(huán)節(jié)的添加劑。
2.權(quán)利要求1的顏料制劑，特征為BiOCl和光澤顏料間的比為99∶1到1∶99。
3.權(quán)利要求1或2的顏料制劑，特征為光澤顏料為珠光顏料。
4.權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)的顏料制劑，特征為珠光顏料為覆有一層或多層金屬氧化物的云母、SiO2、玻璃或Al2O3薄片。
5.權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)的顏料制劑，特征為球形粒子為玻璃、蠟或SiO2珠?；蛑锌站酆衔镏榱！?br> 6.權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)的顏料制劑，特征為其中還含有最高30％重量的液體成分。
7.權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)的顏料制劑，特征為其中還含有磷酸鹽衍生物。
8.權(quán)利要求7的顏料制劑，特征為磷酸鹽衍生物的含量為0.1-5％重量。
9.權(quán)利要求1的顏料制劑在印刷油墨、證券印刷油墨、表面涂層、涂料、塑料和化妝品配方中的應(yīng)用。
10.含有最高80％重量的權(quán)利要求1的顏料制劑的印刷油墨。
11.含有權(quán)利要求1的顏料制劑的配方。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有BiOCl顏料、一種或多種光澤顏料和球形粒子的顏料制劑,及其在印刷油墨、證券印刷油墨、表面涂層、涂料、塑料和化妝品配方中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09C3/06GK1384160SQ02118379
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月27日
發(fā)明者J·韋澤爾, W·赫克勒 申請(qǐng)人:默克專利股份有限公司