專利名稱：顏料制劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顏料制劑，該制劑主要包含一種或多種閃光顏料、磷酸鹽衍生物和具有粒度為0.05—150微米的球形顆粒，此外，還涉及其應(yīng)用，特別是在印刷油墨中的應(yīng)用。
印刷油墨通常由粘合劑、顏料或染料和添加劑組成。在包裝、標(biāo)簽和高質(zhì)量雜志的印刷品中，越來越頻繁的要求是要對描繪的成品賦予特殊的光澤。
含閃光顏料的印刷油墨在耐印力穩(wěn)定性問題上都有缺點(diǎn)。它們會很快地積累或沉積在輸墨裝置、印版和橡膠墊上，因而無故障印數(shù)往往達(dá)不到10,000張以上?；镜膯栴}是，由于片狀結(jié)構(gòu)和特殊的物理化學(xué)表面性質(zhì)的緣故，閃光顏料，特別是珠光顏料強(qiáng)烈地趨向于在印刷油墨中形成附聚物，使顏料一層壓一層地堆積，由于粘著力很強(qiáng)，難以將其分開。此外，傳遞給這些印刷品的光澤往往不能令人滿意，這是由于轉(zhuǎn)移到印刷品上的顏料量不足所致。當(dāng)其通過輸墨裝置、印版和橡膠墊時，油墨變得缺乏顏料。顏料在印版和墊上的暴露區(qū)聚集從而導(dǎo)致堆墨和結(jié)塊。
通常，唯一適用的是平均粒度很小的閃光顏料，因?yàn)樵谟∷⑦^程中粒度對顏料的遷移性是關(guān)鍵的。這類顏料僅用于珍珠白和淺色效果，而不能用于更有實(shí)用價值的金、銀、青銅和銅色調(diào)。采用膠印法用閃光顏料產(chǎn)生這類彩色色調(diào)迄今還不能達(dá)到滿意的效果。
使用片狀氯氧化鉍顏料來產(chǎn)生珠光光澤，其結(jié)果同樣不能令人滿意，因?yàn)檫@種顏料的顆粒對機(jī)械剪力非常敏感，會在油墨輥縫中被研磨而破壞。
將含有珠光顏料的印刷油墨用于膠版印刷，可從DE 29 03212中得知，該文獻(xiàn)公開了商品油基印刷調(diào)墨油的顏料淀積，該調(diào)墨油具有優(yōu)選的研磨得很細(xì)的珠光顏料。其中所述的膠印調(diào)墨油制劑的特色在于珠光顏料的比例很高，在懸浮體中，顏料的濃度上限基本上僅取決于所要求的混合物的流動性。在這種制劑中，珠光顏料的比例范圍可擴(kuò)大到65％(重量)。具有這樣高比例顏料的調(diào)墨油是高粘度的，因而需要用稀釋劑使其流動性更好，以便能在常規(guī)的膠印機(jī)中使用。試驗(yàn)表明，與DE 29 03 212所述相反，采取這樣高含量的顏料淀積，顏料從輸墨裝置遷移到底材會受到阻礙。常發(fā)生印刷操作上的故障例如堆墨和結(jié)塊；換言之，單靠高含量的顏料淀積不可能使珠光光澤效果最佳化。此外，根據(jù)DE 29 03 212的油墨系統(tǒng)通常不能顯示出足夠的點(diǎn)清晰度，因此，其中所述油墨系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上受到印刷三維區(qū)域(solid areas)的限制。
本發(fā)明的目的是尋找一種制劑，特別是用于印刷油墨的制劑，該制劑含閃光顏料，特別是珠光顏料，其特殊的表面處理可達(dá)到較高含量的印刷油墨的顏料淀積以及滿意的耐印力特性。
已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，如果采用基本上由一種或多種閃光顏料、磷酸鹽衍生物和球形顆粒組成的顏料制劑，則印刷油墨中光澤效果的質(zhì)量和遷移的顏料顆粒數(shù)量可以最佳化。這些球形顆粒應(yīng)具有的粒度為0.05—150微米，優(yōu)選0.05—50微米，特別優(yōu)選1—30微米。
根據(jù)JP 62—143 984，在膠印油墨中使用球形顆粒已為人所共知。其中，為了改善結(jié)構(gòu)性質(zhì)和防止橡膠墊將紙張拉毛，將所述直徑為0.1—30微米的樹脂或蠟的球形顆粒按0.1—20％(重量)的用量在攪拌下?lián)饺氩缓W光顏料的印刷油墨中。
在本發(fā)明的顏料制劑中，球形顆?？梢苑乐箍赡墚a(chǎn)生強(qiáng)粘著力的片狀閃光顏料在彼此之上堆墨到顯著的程度。如電子顯微照片所示，球形顆粒沉積在片狀閃光顏料表面上，因而使其可以像滾珠軸承一樣，使顏料片晶易于在印刷油墨中彼此移動，從而在很大程度上消除印刷操作過程中顏料的堆墨和結(jié)塊。
當(dāng)在印刷油墨中采用本發(fā)明的顏料制劑時，球形顆粒甚至可以碎裂存在的顏料附聚物，這是通過在印刷操作中球形顆粒被壓入顏料的集聚物中，從而使這些復(fù)合結(jié)構(gòu)崩裂。在此過程中，一些較大的球形顆?？赡芷茐?。優(yōu)選在最終印刷品中留下的只是粒徑較小的顆粒，而碎裂的顆?？梢栽趶?fù)合顏料結(jié)構(gòu)中起疏松的作用。
因此，本發(fā)明涉及一種顏料制劑，該制劑主要包含一種或多種閃光顏料、磷酸鹽衍生物和具有粒度為0.05—150微米的球形顆粒。
適宜的球形顆粒特別是玻璃、蠟或包括乙烯基樹脂、尼龍、硅氧烷、環(huán)氧樹脂、烯烴樹脂或聚苯乙烯的聚合物和例如TiO2、SiO2或ZrO2無機(jī)材料的空心球。優(yōu)選使用空心球，否則使用具有粒度為0.05—150微米的實(shí)心球。在本發(fā)明的顏料制劑中，特別優(yōu)選使用玻璃、蠟或聚合物的空心球。
以SiO2為基礎(chǔ)粒度為3—10微米的球形顆粒是已知的，例如用于高壓液相色譜的材料，例如Merck，Darmstadt銷售的LiChrospher。這些材料優(yōu)選以單分散的形式使用，即具有盡可能均勻的粒度。這種基于SiO2、TiO2和ZrO2的單分散的球形顆粒是已知的。單分散的SiO2例如可以根據(jù)DE 36 16 133制備?？招牟Ａ蚩砂碤—CEL商品名稱通過PQ Corporation，USA或Scotchlite通過3M，F(xiàn)rankfurt，F(xiàn)RG買到。
即使在顏料制劑中添加少量球形顆粒，也可顯著地改進(jìn)印刷油墨中閃光顏料的脫聚集。例如，甚至當(dāng)使用具有含量為0.5％(重量)的球形顆粒的閃光顏料(以干顏料計(jì))時，可顯著地改進(jìn)含有本發(fā)明顏料制劑的印刷油墨的耐印力特性。通常，在顏料制劑中使用含1—10％(重量)，特別是1—5％(重量)球形顆粒的閃光顏料。
本發(fā)明顏料制劑的另一種重要組分是閃光顏料。在這種情況下，例如，為了達(dá)到特殊的彩色效果，顏料制劑也可含不同閃光顏料的混合物。在顏料制劑中閃光顏料的比例可達(dá)至多99.4％(重量)。
顏料制劑的制備簡便，易于操作。首先，采用振蕩或在干式混合機(jī)中將閃光顏料與球形顆粒充分混合。然后，在攪拌下以細(xì)顆粒粉的形式或以由鹽和液體組分組成的懸浮體形式加入磷酸鹽衍生物。特別適宜的液體組分是礦物油或其它不干性油，例如亞麻仁油，也可以是干性油，例如豆油，和水或有機(jī)溶劑。在上述情況下，液體組分的補(bǔ)充量以顏料制劑為基準(zhǔn)應(yīng)不超過10％(重量)。也可以采取將所有的組分同時引入，并將其彼此充分混合來制備顏料制劑。然后，可將成品顏料制劑混合到例如印刷油墨、涂料、油漆、塑料以及化妝品制劑的配方中。
使用的閃光顏料優(yōu)選包括商品金屬顏料，例如片狀氧化鐵、薄鋁片，如Eckart的Standart，特殊效果顏料，如BASF的Paliochrom以及珠光顏料(涂以金屬氧化物的云母片顏料)，這些顏料可從例如Merck，Darmstadt以商品名稱Iriodin買到。后者，例如可從德國專利和以下專利申請中得知14 67 468、19 59 998、20 09 566、22 14 545、22 15 191、22 44 298、23 13 331、25 22 572、3137 808、31 37 809、31 51 343、31 51 354、31 51 355、32 11 602以及32 35 017。對印刷油墨而言，優(yōu)選使用珠光顏料。特別優(yōu)選使用的是涂以TiOa和/或Fe2O3的云母顏料、SiO2片、玻璃片、陶瓷片或沒有載體的合成片晶。
除了閃光顏料和球形顆粒之外，本發(fā)明的顏料制劑也可以含炭黑顆粒、熒光的和/或有機(jī)彩色顏料。在此情況下，該制劑優(yōu)選包括50—100％(重量)閃光顏料和0—50％(重量)炭黑顆粒、熒光顏料和/或彩色顏料。然而，在顏料制劑中顏料的總含量應(yīng)不超過99.4％(重量)。
作為另一種重要組分，本發(fā)明的顏料制劑含0.1—5％(重量)，優(yōu)選1—3％(重量)的磷酸鹽衍生物。適宜的磷酸鹽衍生物的實(shí)例是高級和低級的偏多磷酸鹽和焦磷酸鹽。特別優(yōu)選堿金屬偏多磷酸鹽，尤其是偏多磷酸鈉。
將分散劑通過攪拌加入顏料制劑中通常是可行的?？梢允褂玫姆稚┦潜绢I(lǐng)域技術(shù)熟練人員已知的，這些試劑例如在Karsten，Lackrohstofftabellen，9th edition 1992中作了敘述。特別適宜的分散劑是以聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯為基礎(chǔ)的。分散劑的使用量應(yīng)不超過10％(重量)，優(yōu)選0.1—5％(重量)。
本發(fā)明的顏料制劑特別適用于印刷油墨的顏料著色。這種著色的印刷油墨可以在所有已知的印刷工藝特別是膠版印刷、書版印刷、干膠印凹版印刷、照相印刷、絲網(wǎng)印刷以及套印中使用，此外，也可用于涂料。特別優(yōu)選用于膠版印刷，在其應(yīng)用中，它們可以用于采用干法和濕法的卷筒紙膠印和單張紙膠?。蝗欢?，它們特別適用于濕法單張紙膠印。
在這種情況下，采用帶有螺旋槳或漿葉式攪拌器的攪拌機(jī)將顏料制劑分散到印刷油墨或粘合劑中，需要時，可以采用不同的分散溫度。在此過程中，粘合劑將顏料顆粒包裹。隨后，通過添加添加劑將裝置中射出的磨細(xì)的膏劑補(bǔ)充到成品中。
為了制備著色的膠印印刷油墨可以使用所有的商品粘合劑。這類粘合劑由已知的合成樹脂或天然樹脂組成，含有或不含干性油、礦物油和添加劑，例如Karsten，Lackrohstofftabellen，9th edi-tion 1992中所述。所用的樹脂優(yōu)選具有較低的熔融粘度或溶劑粘度。然而，也可以含高度聚合的和高粘度的組分。已發(fā)現(xiàn)，特別適宜使用硬樹脂和醇酸樹脂組合物，因?yàn)檫@些組合物可以更好地潤濕閃光顏料，并可產(chǎn)生更好的光澤和耐摩擦牢度的印刷品。特別優(yōu)選使用由50—90％(重量)硬樹脂和5—50％(重量)醇酸樹脂組成的粘合劑。所用的硬樹脂優(yōu)選烴樹脂。所用的烴樹脂可具有的酸值接近于0毫克KOH/克固體，否則，可將其改性而具有酸值至多為30毫克KOH/克固體。此外，粘合劑可含1—50％(重量)的礦物油。油墨組分應(yīng)彼此配伍，以便達(dá)到墨/水平衡，而成為穩(wěn)定的且適用于低粘度油墨。
印刷油墨通過樹脂的氧化聚合，并借助在印刷過程中進(jìn)入紙中的油，例如亞麻仁油、桐油或蓖麻油而干燥。干燥作業(yè)可以通過添加干性催化劑(催干劑)進(jìn)一步加速，該催干劑通常是鈷、鉛、錳等的脂肪酸鹽。本發(fā)明的膠印印刷油墨中干性油的比例為0—50％(重量)，優(yōu)選0—30％(重量)。為了改善用于特殊用途的油墨性質(zhì)可將另一些添加劑引入印刷油墨中。這類添加劑可以是蠟化合物、催干劑、分散劑、溶劑、增稠劑、潤滑劑、顏料填料和/或抗氧化劑。
關(guān)于膠印印刷油墨的基本特性的詳細(xì)說明可參閱A.Rosen-berg，Der Polygraph(11)，1153(1987)或B.Grande，Coating(4)，138(1987)。
含粘度很低的顏料的印刷油墨常常不能提供滿足要求的點(diǎn)清晰度。然而，在細(xì)網(wǎng)線網(wǎng)屏中必需使用低粘度顏料，以避免在印刷中淤塞，因而上述清晰度必然如此。因此，提供具有結(jié)構(gòu)的印刷油墨是可行的。例如，添加結(jié)構(gòu)成形劑能顯著地改善點(diǎn)清晰度。在這種情況下，本發(fā)明的印刷油墨優(yōu)選含0.1—3％(重量)的結(jié)構(gòu)成形劑。除了改善點(diǎn)清晰度之外，按這種方式改良的印刷油墨可顯著地表現(xiàn)出較好的顏料遷移并能增強(qiáng)耐印力性能。
通過選擇粘合劑中的樹脂和印刷油墨中閃光顏料的比例，可以逐一地調(diào)節(jié)印刷工藝的關(guān)鍵性參數(shù)，例如分散性、膠粘性和粘度。對于給定的油墨組合物而言，粘度和膠粘性是互相依賴的，但是，也可以采用特殊的油墨組合物分別地加以調(diào)整。在這種情況下，應(yīng)該指出的是，具有膠粘性程度太高的印刷油墨可能使一些紙撕裂(紙張拉毛)。膠粘性不適當(dāng)?shù)挠湍谟∷⒉僮鬟^程中不能按合適的方式遷移。如果油墨的滲透性太強(qiáng)，就會顯露在紙的背面上或造成污跡或使重顯圖象缺乏清晰度。對滲透性的控制太差，會產(chǎn)生模糊和沉積物。相反，粘性過度的油墨不能從加料器處恰當(dāng)?shù)亓鞯接湍?。市場上可買到的印刷油墨被配制成粘度為12—30Pa.s。包括本發(fā)明顏料制劑的印刷油墨可配制成粘度＜12Pa.s，優(yōu)選＜10Pa.s，特別優(yōu)選＜8Pa.s。這樣，甚至在印刷速度為每小時10,000張的情況下，印刷油墨從油墨輥噴出也不會出現(xiàn)任何問題。
包括本發(fā)明顏料制劑的印刷油墨尤其對廣告部門的圖表成品和高質(zhì)量的印刷品是特別重要的，因?yàn)?，印刷成品的光澤表明上述印刷油墨符合最高的美學(xué)要求。
為了提高印刷速度和耐印力性能，特別是在膠版印刷的情況下，使用具有光滑表面的壓印膠板是可行的，在這種情況下，應(yīng)優(yōu)選由聚氯乙烯、聚氨酯、聚酯或特氟隆組成并具有表面硬度為約88—95°Shore的改進(jìn)的表面。使用這種壓印膠板與本發(fā)明著色印刷油墨結(jié)合可以保證無故障的油墨遷移。
因此，本發(fā)明涉及印刷油墨，該印刷油墨含至多40％(重量)，特別是10—30％(重量)的本發(fā)明的顏料制劑。
本發(fā)明的顏料制劑的特征在于它的高光澤，因而能夠用于各種用途。除了用于印刷油墨之外，它也可以用于塑料、油漆、涂料，由于其良好的皮膚感覺，還可以用于化妝品制劑。
因此，本發(fā)明涉及包括本發(fā)明顏料制劑的配方。
以下提供的實(shí)施例旨在詳細(xì)說明本發(fā)明，對本發(fā)明絕無限制。
實(shí)施例1I.顏料的制備1.閃光顏料和球形顆粒的干混合將300克Iriodin 123 Hellglanzsatin(TiO2粒度為5—20微米的云母顏料，來自E.Merck，Darmstadt，F(xiàn)RG)在1.5升的塑料容器中，與9克Scotchlite S22(具有粒度為70微米的空心玻璃球，來自3M.Frankfurt，F(xiàn)RG)在劇烈攪拌下混合。2.多磷酸鈉懸浮體的制備將100克Druckl L(Kast & Ehinger，Stuttgart，F(xiàn)RG生產(chǎn))和100克多磷酸鈉(E.Merck，Darmstadt，F(xiàn)RG生產(chǎn))在帶有球磨機(jī)插件(100克直徑1.25—1.6毫米的氧化鋯球)的高速變速分散機(jī)的鋼制容器中在800轉(zhuǎn)、水冷卻條件下分散2—3小時。一旦檢不出粗顆粒(手指試驗(yàn))分散即完成。將懸浮體通過快速篩(E—D100微米篩網(wǎng))，用Druckl L洗滌兩次，每次25克。3.顏料制劑的生產(chǎn)將步驟1的300克干混合物和步驟2的20克多磷酸鈉懸浮體彼此劇烈混合。
II.單張紙膠印油墨的制備將700克單張紙膠印粘合劑(Gebr.Schmidt Bronzefirnis11A10342；在Laray落球粘度計(jì)測定的粘度約24±2Pa.s)置于3升帶有槳葉式攪拌器的攪拌槽中。在分批添加步驟3的320克顏料制劑的同時，緩慢地?cái)嚢枵澈蟿?，在添加混合物的過程中加熱至約40℃。當(dāng)組分均勻分布后，將油墨氣密密封。貯存24小時后，測定油墨的粘度和膠粘性Eta*＝20±4Pa.s(20℃)膠粘性**120±10(30℃)*按照DIN 53222用Laray落球粘度計(jì)(Lhomary S.A.)測定的粘度使用的重量800、600、400、200克**用Tack—o—scope(Test print B.V.生產(chǎn))測定的膠粘性；輥速100米/分鐘。
實(shí)施例2I.顏料的制備將720克Iriodin 123置于5升不銹鋼容器中，添加21.6克Scotchlite S22(3M生產(chǎn)的空心玻璃球)，然后，用高速變速分散機(jī)劇烈攪拌。隨后，添加由49.4克多磷酸鈉和24.7克Druckl L(Kast & Ehinger生產(chǎn))組成的多磷酸鈉的懸浮體(按實(shí)施例1制備的)將所有組分彼此劇烈混合。
II.膠印油墨的制備將1400克膠印粘合劑(Gebr.Schmidt Bronzefirnis 11 A1034)引入5升帶有槳葉式攪拌器的不銹鋼容器中，在攪拌下分批添加來自I的680克顏料制劑。當(dāng)組分均勻分布后，將油墨氣密密封。貯存24小時后，按實(shí)施例1的II測定粘度。Eta＝4±1Pa.s(20℃)實(shí)施例3—膠印試驗(yàn)印刷機(jī)MAN Roland 202印刷油墨 實(shí)施例1的試驗(yàn)油墨紙 銅版紙115克/平方米印版Ozasol P51墊 Spezialdrucktuch(Streb生產(chǎn))潤版液 含10％乙醇印刷參數(shù)版—墊壓力0.2毫米進(jìn)料壓力0.2毫米著墨110％成品的特征在于其高光澤。未觀察到含閃光顏料的印刷油墨堆積在壓印膠版表面上。
實(shí)施例4I.顏料的制備4.1.閃光顏料和球形顆粒的干混合將300克Iriodin 123 Hellglanzsatin(粒度為5—20微米的TiO2云母顏料，E.Merck，Darmstadt，F(xiàn)RG生產(chǎn))與9克Scotch-lite S22(粒度為70微米的空心玻璃球，3M，F(xiàn)rankfurt，F(xiàn)RG生產(chǎn))在1.5升塑料容器中劇烈攪拌混合。4.2.多磷酸鈉懸浮體的制備將900克Druckl L(Kast & Ehinger，Stuttgart，F(xiàn)RG生產(chǎn))和600克多磷酸鈉(E.Merck，Darmstadt，F(xiàn)RG生產(chǎn))在帶有球磨機(jī)插件(2千克直徑1.2—1.6毫米的氧化鋯球)的高速變速分散機(jī)的鋼容器中在2850—3000轉(zhuǎn)、水冷卻條件下分散2—4小時。一旦檢不出粗顆粒(手指試驗(yàn))分散即完成。將懸浮體通過快速篩(E—D100微米篩網(wǎng))。
II.單張紙膠印油墨的制備將700克單張紙膠印粘合劑(Gebr.Schmidt Bronzefirnis11A1034—1；在Laray落球粘度計(jì)測定的粘度η＝12±2 Pa.s)置于3升帶有槳葉式攪拌器的攪拌槽中。在相繼添加步驟4.1的300克干混合物、20克步驟4.2的多磷酸鈉懸浮體和40克Druckl L(Kast & Ehinger生產(chǎn))的同時，緩慢地?cái)嚢枵澈蟿?，在添加混合物的過程中加熱至約50℃。當(dāng)組分均勻分布后，將油墨氣密密封。貯存24小時后，測定油墨的粘度和膠粘性Eta*＝10±2Pa.s(25℃)膠粘性**120±10(32℃)*按照DIN 53222用Laray落球粘度計(jì)(Lhomary S.A.)測定的粘度使用的重量800、600、400、200克**用Tack—o—scope(Test printB.V.生產(chǎn))測定的膠粘性；輥速100米/分鐘。
權(quán)利要求
1.一種顏料制劑，該制劑主要包含一種或多種閃光顏料、磷酸鹽衍生物和具有粒度為0.05—150微米的球形顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，其特征在于該制劑含至多99.4％(重量)閃光顏料，特別是珠光顏料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，其特征在于該制劑含0.1—5％(重量)的磷酸鹽衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，其特征在于該制劑以閃光顏料計(jì)含至少0.5％(重量)的球形顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，其特征在于該球形顆粒是玻璃、蠟或聚合物的空心球或SiO2球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，其特征在于該制劑還含至多10％(重量)的液體組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑，該顏料制劑可用于印刷油墨、涂料、油漆、塑料以及化妝品制劑。
8.含有至多40％(重量)的根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑的膠印油墨。
9.包括根據(jù)權(quán)利要求1的顏料制劑的配方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顏料制劑，該制劑主要包含一種或多種閃光顏料、磷酸鹽衍生物和具有粒度為0.05-150微米的球形顆粒，此外，還涉及其應(yīng)用，特別是在印刷油墨中的應(yīng)用。
文檔編號C09C3/00GK1135508SQ9512016
公開日1996年11月13日 申請日期1995年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者D·海恩茲, H·默爾, J·維澤爾 申請人:默克專利股份有限公司