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著色的特效油墨的制作方法

文檔序號:11632621閱讀:284來源:國知局
著色的特效油墨的制造方法與工藝
本公開內(nèi)容涉及著色的特效油墨以及用于制備該著色的特效油墨的方法。技術(shù)實現(xiàn)要素:本公開內(nèi)容的一個方面是一種著色的特效油墨,包括特效顏料(特殊效果顏料,specialeffectpigment)和著色顏料(coloredpigment)。著色顏料比特效顏料更疏水,并且著色顏料能夠混溶在選自由醇類、醚類、酯類、酮類和水組成的組的溶劑中。本公開內(nèi)容的另一個方面是用于著色的特效油墨的著色顏料,其中著色顏料具有小于35達因/厘米的表面能,并且能夠混溶在選自由醇類、醚類、酯類、酮類和水組成的組的溶劑中。本公開內(nèi)容的又一個方面是一種制備著色的特效油墨的方法,包括以下步驟:將特效顏料分散在第一溶劑中,以形成特效分散體。對著色顏料進行表面處理以形成比特效顏料更疏水的經(jīng)處理的著色顏料。將經(jīng)處理的著色顏料分散在第二溶劑中,以形成著色分散體。將特效分散體和著色分散體結(jié)合。在研究了以下說明書、權(quán)利要求和附圖后,本領(lǐng)域技術(shù)人員將進一步理解和明白本裝置的這些以及其他特征、優(yōu)點和目的。附圖說明圖1是一個實施方式的基底(基質(zhì),substrate)的橫截面示意圖,根據(jù)本公開內(nèi)容,特效油墨被施加到基底;以及圖2是如圖1中所示的施加有特效油墨的基底在基底上的特效油墨干燥之后的橫截面示意圖。具體實施方式為了本文描述的目的,術(shù)語“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“豎直”、“水平”及其派生詞應(yīng)當(dāng)涉及如在如圖1所示的印刷基板的橫截面視圖中取向的特效油墨及其組分。然而,應(yīng)當(dāng)理解的是,除非另有明確相反的規(guī)定,否則特效油墨及其組分可以采取各種替代的取向,并且用于制作油墨的方法可以包括各種步驟順序。還應(yīng)當(dāng)理解的是,附圖中圖示的并且在以下說明書中描述的特定組分(組成,組合物)、裝置和工藝僅僅是所附權(quán)利要求中限定的發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方式。因此,除非權(quán)利要求另有明確指出,否則與本文所公開的實施方式相關(guān)的特定組分(組成,組合物)、尺寸和其他物理特性不應(yīng)當(dāng)被認為是限制性的。如在圖1所描繪的實施方式中所示出的,用于施加至基底12的著色的特效油墨10包括特效顏料14、著色顏料16、溶劑18以及可選地一種或多種樹脂20或其他添加劑。如在圖2所描繪的實施方式中所示出的,當(dāng)被干燥時,溶劑18基本上從著色的特效油墨10蒸發(fā),從而在基底12上留下特效顏料14、著色顏料16以及可選的樹脂20或添加劑。如本文所描述的著色的特效油墨10適合于具有著色的外觀和特效二者的油墨,諸如著色的金屬油墨或著色的珠光油墨,并且油墨10特別適合于保持所期望的著色外觀,即使在多孔基底12上使用時也是如此。如以下進一步描述的,本文所描述的著色的特效油墨10也可以被配制成具有低粘度,優(yōu)選地10厘泊(cps)或更低,并且被配制成快速干燥,優(yōu)選地在被施加至基底12之后,在30秒內(nèi)或更優(yōu)選地在15秒內(nèi)干燥至觸摸。還如以下所描述的,本文所描述的著色的特效油墨10可以被配制成用于各種基底12或不同的施加方法,諸如用于書寫用具中或用于印刷在基底12上。在一個實施方式中,特效顏料14是金屬顏料,包括但不限于鋁基顏料。在替代的實施方式中,特效顏料14包括但不限于云母(天然的或合成的)、青銅、銅或銀。在某些應(yīng)用中,諸如在使用簽字筆型標記物施加著色的特效油墨10的情況下,小于10微米的粒度(顆粒尺寸)對于特效顏料14是優(yōu)選的??梢再徺I一些市售的特效顏料14作為特效顏料14在選擇的或指定的溶劑18中的糊狀物或分散體。鋁顏料通常被用于產(chǎn)生銀色金屬效果。當(dāng)鋁顏料被用于特效顏料14時,鋁顏料可以是懸浮的(leafing)、非懸浮的或真空金屬化的顏料(“vmp”)。通常,市售的懸浮和非懸浮的金屬鋁顏料用脂肪酸進行表面處理,以促進諸如硬脂酸的顆粒的產(chǎn)生和分級。用于生產(chǎn)本文所描述的著色的特效油墨10的合適的特效顏料14的非限制性實例包括可從silberline購得的以下產(chǎn)品:sparklebrite011nl-pa(非懸浮鋁顏料)、eternabrite651-pa(懸浮鋁顏料)以及starbriterevealr4102-pa(真空金屬化的鋁顏料,其中粒度可選地經(jīng)由超聲處理來減小)。即使在油墨10已經(jīng)在基底12上干燥之后,本文所描述的用于著色的特效油墨10的著色顏料16也對著色的特效油墨10提供著色。著色顏料16具有小于10微米的粒度,并且更優(yōu)選地,具有亞微米粒度,例如小于5微米或小于1微米的粒度。著色顏料16還被選擇或處理成比與其結(jié)合的特效顏料14更疏水。在某些優(yōu)選的實施方式中,著色顏料16具有小于45達因/厘米的表面能,以及在其他實施方式中,著色顏料具有小于35達因/厘米的表面能。期望使用市售的噴墨印刷的著色顏料16和其他市售顏料,以形成著色的特效油墨10。然而,當(dāng)將標準市售的著色顏料16與特效顏料14在所期望的粘度的油墨中結(jié)合時,當(dāng)使用多孔基底12時,市售的著色顏料14傾向于滲透穿過基底12,從而在基底12的頂側(cè)僅留下特效顏料14。例如,當(dāng)將預(yù)先可購得的著色顏料與金屬顏料在油墨配方中結(jié)合并且施加至多孔基底的頂側(cè)時,金屬顏料保留在基底的頂側(cè)上,并且著色顏料傾向于滲透多孔基底到其相反側(cè),從而在基底的頂側(cè)上主要留下金屬顏料,并且在基底的底側(cè)上主要留下著色顏料。市售的噴墨印刷的著色顏料16的實例包括renolredhf2b-hw30、renolredfgr-hw30、renolredf5rk-hw30或renolcarminefbb-hw30、hostaperm顏料、hostaprint顏料(均可從clariant股份有限公司購得),可從flint集團購得的macatawareddrytoner以及立索爾寶紅(litholrubine)粉狀著色顏料。如上所描述的,著色顏料16被選擇或處理成比將與著色顏料16結(jié)合的特效顏料14更疏水。處理著色顏料16以使其更疏水的一種方法是用疏水表面處理化合物處理著色顏料16,以形成疏水處理的著色顏料16,并且可選地,使用超聲破碎研磨經(jīng)疏水處理的著色顏料16,以減小其粒度。在一個實例中,為了用油酸對著色顏料16進行表面處理,將著色顏料16放置在小瓶中并且用油酸覆蓋。為了使著色的顆粒分級,于是可選地將超聲探頭放置在小瓶中并且用于超聲處理。如本文所使用的,除非上下文另外需要或指明,否則術(shù)語“著色顏料”16包括已經(jīng)經(jīng)疏水處理的著色顏料16。經(jīng)疏水處理的著色顏料16可以被用作著色顏料16,以配制如本文所描述的著色的特效油墨10。合適的疏水表面處理化合物的實例包括聚二甲基硅氧烷(dimethicone)、聚甲基硅氧烷(methicone)、巴西棕櫚蠟、硬脂酸、油酸或另一種油、脂肪、脂肪酸、硅、乳化劑、硅或蠟,以形成經(jīng)疏水處理的著色顏料16。在一些實施方式中,疏水表面處理化合物被選擇成具有比施加至特效顏料14的任何涂層中存在的脂肪族尾部(aliphatictail)更長的脂肪族尾部。例如,在鋁金屬顏料用具有20-碳長的脂肪族尾部的化合物進行表面處理的情況下,可選地選擇具有比20-碳長更長的脂肪族尾部的用于著色顏料16的疏水表面處理化合物。在將著色顏料16添加到著色的特效油墨10中之前,本文所描述的表面處理可以用來處理市售的著色顏料,以便使著色顏料16比特效顏料14更疏水,所述市售的著色顏料包括但不限于以上列出的那些。在某些優(yōu)選的實施方式中,疏水表面處理是其施加到的著色顏料的重量的1%至50%。在一個實施方式中,在著色的特效油墨10中使用的溶劑18是異丙醇,優(yōu)選地在油墨重量的約10%-80%的范圍內(nèi)。在著色的特效油墨10中使用的替代的溶劑18包括:醇類,所述醇類包括但不限于一元脂肪醇、一元環(huán)醇、多元醇、醚醇、乙醇、異丙醇以及正丙醇;酯類,所述酯類包括但不限于乙酸酯和羥基酸酯;以及酮類,所述酮類包括但不限于丙酮和甲基乙基酮。調(diào)節(jié)本文所描述的溶劑18(在類型和量上),以獲得油墨10的所期望的粘度和干燥時間,并且可以將溶劑18在可相容的情況下結(jié)合。所使用的溶劑18優(yōu)選地是這樣的溶劑,其為油墨10提供所期望的粘度并且在優(yōu)選的時間范圍內(nèi)干燥,并且還優(yōu)選地對用戶不具有不良氣味。溶劑18也被選擇成可與特效顏料14和著色顏料16以及其上的任何涂層相容。另外,在一些實施方式中,樹脂20或其他添加劑可以用于著色的特效油墨10的配方中,以給予著色的特效油墨10所期望的性能。例如,可以使用樹脂20來增加油墨10與所期望的基底12的粘附性,并且也可以使用在油墨生產(chǎn)中所使用的其他添加劑,諸如助粘劑、粘合劑、香料、抗沫劑等。合適的樹脂20和添加劑的非限制性實例包括但不限于,可從dowchemicalcompany購得的ethocelstandard4premium,可從dowchemicalcompany購得的ethocelstandard10,硝化纖維、pvb、丙烯酸樹脂、酮類、醇酸樹脂、順丁烯、纖維素衍生物、甲醛、橡膠樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧化合物、聚乙烯醇縮丁醛、富馬酸、聚酰胺、烴類、蟲膠、無異氰酸酯的聚氨酯、助粘劑、香料、香料、防沫劑或其他添加劑。通常,在使用樹脂20或粘合劑的情況下,典型的顏料(特效顏料和著色顏料)14、16與樹脂20的比例為約1:1至約1:2.1。在一些實施方式中,限定樹脂20和添加劑,以使得著色的特效油墨10的總固體含量小于15%的固體??梢詫渲?0或其他添加劑單獨或以添加劑預(yù)混物的形式添加到特效預(yù)混物、著色預(yù)混物中或者將其添加到結(jié)合的特效預(yù)混物和著色預(yù)混物中??梢哉{(diào)節(jié)油墨10中存在的樹脂20或其他添加劑的量或類型,以影響油墨10的性能(諸如干燥時間)和基板12上的油墨10的涂抹量。為了調(diào)節(jié)著色的特效油墨10的外觀,可以改變特效顏料14和著色顏料16的相對關(guān)系。在相對于特效顏料14并入更多著色顏料16的情況下,著色的特效油墨10將具有更鮮艷的著色的外觀,并且反之亦然。在一個實施方式中,著色的特效油墨10包括特效顏料14和比特效顏料14更疏水的著色顏料16。著色顏料16能夠混溶在選自由醇類、醚類、酯類、酮類和水組成的組的溶劑18中。在另一個實施方式中,用于著色的特效油墨10中的著色顏料16具有小于35達因/厘米的表面能,并且能夠混溶在選自由醇類、醚類、酯類、酮類和水組成的組的溶劑18中。在又一個實施方式中,一種制備著色的特效油墨10的方法包括以下步驟:將特效顏料14分散在第一溶劑18中。對著色顏料16進行表面處理,以形成經(jīng)處理的著色顏料16,并且經(jīng)處理的著色顏料16比特效顏料14更疏水。將經(jīng)處理的著色顏料16分散在第二溶劑18中,以形成著色的分散體。將特效分散體和著色分散體結(jié)合,以形成著色的特效油墨10。實驗:實驗1-3:在以下實驗中,以糊狀物形式獲得異丙醇(ipa)中的鋁顏料,并且使鋁顏料與另外的溶劑ipa混合,以形成特效預(yù)混物。將具有亞微米粒度(在約50%的顏料含量中獲得)的著色顏料(renolredf5rk-hw30)并入到ipa中,以使用以1000rpm的空氣混合器30分鐘來形成30%的溶液,從而形成著色的油墨預(yù)混物(具有大約15%的著色顏料)。使用以100rpm的空氣混合器,將ethocelstandard4premium溶解在ipa中,以制備具有18.5%固體的樹脂預(yù)混物。將特效預(yù)混物、著色預(yù)混物和樹脂預(yù)混物結(jié)合,以形成著色的特效油墨。將著色的特效油墨印刷在各種基底上,包括輕質(zhì)涂層(lwc)紙(其中g(shù)urley孔隙率為5854.4秒/100ml)和多用途辦公紙(其中g(shù)urley孔隙率為12.2秒/100ml)。使用profileplustechnidyneoil-gurleymeter測量基底的孔隙率。多用途辦公紙基底的附加特征包括如下:基本重量(定量,basicweight)為0.76g/m2(紙基底的基本重量、tappi測試方法t410);厚度為4密耳(紙基底的卡尺,tappi測試方法t411);孔隙率為1505ml/分鐘(parkerprintsurf方法,1000厘泊(cp)和500cp);粗糙度為3.6-4.7微米(對于500cp和1000cpparkerprintsurf方法);接觸角,二碘甲烷的完全吸收發(fā)生在9-17秒內(nèi)(fta200);表面能為38.7達因/厘米(使用歐文斯溫特法(owenswendtmethod),用于計算的第一滴)。在第一實驗中,使用來自silberline的鋁顏料eternabrite651-pa制備在ipa中的6.3%的特效顏料溶液,用于特效顏料。如下表1所示,將特效預(yù)混物與樹脂預(yù)混物、顏料預(yù)混物和溶劑結(jié)合。表1:使用eternabrite651-pa的著色的特效油墨組分干基重(g)實際重量(g)特效預(yù)混物(eternabrite651-pa)6.39.0樹脂預(yù)混物(ethocelstd4)13.472.43著色預(yù)混物(renolredf5rk-hw30)3.311.0溶劑(ipa)--7.57在第二實驗中,使用來自silberline的鋁顏料sparklebrite011nl-pa制備在ipa中的6.3%的特效顏料溶液,用于特效預(yù)混物。如下表2所示,將特效預(yù)混物與樹脂預(yù)混物、顏料預(yù)混物和溶劑結(jié)合。表2:使用sparklebrite011nl-pa的著色的特效油墨在第三實驗中,使用來自silberline的鋁顏料starbrite4102-pa制備在ipa中的3%的特效顏料溶液,用于特效預(yù)混物。如下表2所示,將特效預(yù)混物與樹脂預(yù)混物、顏料預(yù)混物和溶劑結(jié)合。表3:使用starbrite4102-pa的著色的特效油墨當(dāng)將實驗1-3的油墨印刷在多用途紙上時,當(dāng)油墨的粘度在目標范圍內(nèi)時,油墨中的著色顏料傾向于滲透多孔基底。實驗4在以下實驗中,以糊狀物形式獲得異丙醇(ipa)中的真空金屬化鋁顏料,并且將真空金屬化鋁顏料與另外的溶劑ipa混合,以形成特效預(yù)混物。使用粉狀立索爾寶紅(立索爾大紅,lithol)作為著色顏料。通過將立索爾寶紅與ipa結(jié)合以形成著色預(yù)混物并且將著色的預(yù)混物添加到特效預(yù)混物中來制備著色的特效油墨的一個樣品。通過用兩種不同水平(0.4%和0.8%)的油酸分別對著色顏料進行表面處理,來制備著色的特效油墨的附加的樣品。將經(jīng)表面處理的著色顏料并入到ipa中,以形成兩種著色預(yù)混物。然后將著色預(yù)混物添加到特效預(yù)混物中,并且使用汲取法將所得到的具有經(jīng)處理的著色顏料的著色特效油墨印刷在多孔基底上。具有經(jīng)表面處理的著色顏料的兩種油墨具有比未經(jīng)處理的著色顏料的油墨更少的滲透。當(dāng)被印刷在多孔基底上時,用較高水平的油酸(0.8%)進行表面處理的著色顏料比用較低水平的油酸(0.4%)進行表面處理的著色顏料滲透少。實驗5:在以下實驗中,以糊狀物形式獲得異丙醇ipa中的真空金屬化鋁顏料,并且將真空金屬化鋁顏料與另外的溶劑ipa混合,以形成特效預(yù)混物??蓮膋obo購得的低粘度的bro-cw4顏料用巴西棕櫚蠟進行表面處理,并且用來形成著色預(yù)混物。將著色預(yù)混物添加到特效預(yù)混物中,以形成著色的特效油墨。在多孔基底上使用汲取法來印刷著色的特效油墨。所印刷的著色的特效油墨具有期望的著色的金屬外觀。巴西棕櫚蠟也被用來對macatawareddrytoner著色顏料、renolredf5rk-hw30進行表面處理。還重要的是要注意,示例性實施方式中所示和描述的組分(組成)的要素(元素)的構(gòu)造和布置僅僅是說明性的。雖然在本公開內(nèi)容中僅詳細地描述了本發(fā)明的幾個實施方式,但是查看本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白的是,在實質(zhì)上不背離所記載的主題的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點的情況下,許多修改是可以的(例如,各種要素的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例的變化,參數(shù)值的變化,安裝布置的變化,材料的使用的變化,顏色的變化,取向的變化等)。例如,示出為一體形成的要素可以由多個部分或要素構(gòu)成,多個部分或要素被示出為可以一體形成的多個部分,界面的操作可以顛倒或以其他方式改變,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和/或構(gòu)件或連接器或其他要素的長度或?qū)挾瓤梢宰兓?,要素之間提供的調(diào)節(jié)位置的性質(zhì)或數(shù)量可以變化。應(yīng)當(dāng)注意的是,系統(tǒng)的要素和/或組件可以由提供足夠的強度或耐用性的任何各種各樣的材料以各種各樣的顏色、紋理和組合構(gòu)造。因此,所有這些修改旨在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不背離本發(fā)明的精神的情況下,可以在期望的和其他示例性實施方式的設(shè)計、操作條件和布置中進行其他替換、修改、改變和省略。應(yīng)當(dāng)理解的是,所描述的工藝中的任何所描述的工藝或步驟可以與其他公開的工藝或步驟結(jié)合,以形成本裝置范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)。本文公開的示例性結(jié)構(gòu)和工藝用于說明的目的并且不應(yīng)被解釋為限制性的。還應(yīng)當(dāng)理解的是,在不背離本裝置的概念的情況下,可以對上述結(jié)構(gòu)和方法進行變化和修改,并且還應(yīng)當(dāng)理解的是,這樣的概念旨在被以下權(quán)利要求覆蓋,除非這些權(quán)利要求通過其語言另外明確指出。以上描述僅被認為是圖示實施方式的描述。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員以及制造或使用該裝置的人來說,會想到該裝置的修改。因此,應(yīng)當(dāng)理解的是,附圖中所示和以上描述的實施方式僅僅是為了說明的目的,而不是旨在限制裝置的范圍,裝置的范圍由如根據(jù)專利法的原理(包括等同原則)所解釋的以下權(quán)利要求限定。當(dāng)前第1頁12
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