專利名稱：用于電子攝像印刷的陶瓷調(diào)色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷調(diào)色劑，其能借助電子攝像印刷而轉(zhuǎn)移到具有耐高溫性的玻璃基材、玻璃陶瓷基材或陶瓷基材上，其在后續(xù)的溫度加工過程中可進(jìn)行燃燒并且除了玻璃熔液顆粒外還含有顏料顆粒。
如DE4413168A1，WO98/39272和EP0647885B1中所述的，其中將陶瓷顏料組合物用于了陶瓷和玻璃制品的裝飾中，并且這些組合物在電子攝像復(fù)制過程中是作為轉(zhuǎn)移劑而被涂覆到紙張載體上的。這些紙張載體上涂有阿拉伯膠(Gummi-Arabicum)、聚醋酸乙烯酯或蠟。在涂覆于待印花的物品上之后，要將復(fù)制于紙張載體上的且進(jìn)行染色的物質(zhì)燃燒進(jìn)入玻璃或陶瓷表面。因而要燒掉紙載體。這種直接印花過程是非常繁瑣的，并且也不能總是保證紙張載體的燃燒能完全沒有剩余物殘留。這些殘留物經(jīng)常會造成廢品出現(xiàn)。在這些文獻(xiàn)中所述的陶瓷混合顏料都是專門為裝飾陶瓷物件而設(shè)計(jì)的。這些顏料并不能用于特種玻璃、玻璃陶瓷和具有低熱膨脹性的玻璃上。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種如開頭所述的調(diào)色劑，其能用于在玻璃基材、玻璃陶瓷基材和陶瓷基材上進(jìn)行電子攝像的直接印相的過程中，其也能滿足特別的使用的要求并且其載體物質(zhì)在調(diào)色劑圖案的燃燒過程中可以幾乎不留殘余地燃盡，同時(shí)該過程也不會對玻璃熔液顆粒和顏料顆粒的均勻融合造成阻礙并能保證基材獲得很好、均勻的潤濕性。
該任務(wù)可以根據(jù)本發(fā)明的方案來解決，即調(diào)色劑應(yīng)具有＞30到80重量％、優(yōu)選45到60重量％的特種玻璃料，0到＜20重量％、優(yōu)選＞5到＜20重量％的無機(jī)顏料和20到60重量％、優(yōu)選＞30到50重量％的塑料基體。這種調(diào)色劑具有特別符合玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷印花過程的玻璃料和無機(jī)顏料的組合物。由此就能克服現(xiàn)有技術(shù)中在對特種玻璃印花時(shí)所產(chǎn)生的粘結(jié)缺陷問題。調(diào)色劑可以是一種特別的熱塑性塑料基體，其在100℃到400℃的溫度范圍內(nèi)可以均勻地熔粘到基材上，并在300℃到500℃的溫度范圍內(nèi)可以幾乎不留殘余地蒸發(fā)掉和/或燃盡。此外，該調(diào)色劑還可以含有流動(dòng)助劑，利用該助劑就可以控制待印花的基材的潤濕性。
任務(wù)的解決方案偏離了改進(jìn)方向。但申請人的研究在于注意到，如果將顏料含量恰到好處地降低到玻璃料的允許值就能獲得更好的印花效果。
作為無機(jī)玻璃料和顏料載體的塑料基體，可以通過對所用塑料進(jìn)行熔融溫度、分解溫度和/或蒸發(fā)溫度的選擇而使其適應(yīng)于燃燒過程，即使塑料在燃盡前能均勻熔粘在基材上，然后蒸發(fā)和/或分解掉，因而不會對玻璃熔液顆粒和顏料顆粒的融合產(chǎn)生阻礙。調(diào)色劑圖案可以以電子攝像印刷法而直接轉(zhuǎn)移到基材上，同時(shí)能保證在燃燒過程中載體材料毫無殘留。
在此需要明確指出的是，所述重量％，特別是在單組分調(diào)色劑中，是以調(diào)色劑的總重量計(jì)的。而在所謂的雙組分調(diào)色劑中，即在有磁載體的調(diào)色劑中，不考慮載體是在組合物總重之內(nèi)的。通常，在市場上的雙組分調(diào)色劑中都使用3到25重量％的調(diào)色劑，其余(75到97重量％)都是載體。
要說明如果使用例如，含有10重量％調(diào)色劑和90重量％載體的雙組分調(diào)色劑，則根據(jù)本發(fā)明，熔流的重量％份數(shù)在總雙組分調(diào)色劑中，介于3到8重量％(10重量％·30重量％或80重量％·10重量％)之間。相應(yīng)的顏料份數(shù)也就在0到2重量％的范圍內(nèi)。樹脂粘合劑含量在3到5重量％之間的范圍內(nèi)。
也可以考慮，使調(diào)色劑間接進(jìn)行轉(zhuǎn)移。這里要使用轉(zhuǎn)移劑，例如一種涂有阿拉伯膠的紙張。
在另一實(shí)施方案中，調(diào)色劑不具有有色的顏料，從而使得玻璃料的含量在50到70重量％的范圍內(nèi)，并且塑料基體的量在30到50重量％的范圍。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，塑料基體所具有的調(diào)色劑樹脂是基于丙烯酸酯的，特別是苯乙烯丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯。這些物質(zhì)可以進(jìn)行簡便的加工并對基材有著很好的粘合性。此外，這些物質(zhì)還是燃燒無殘留的。
對于解聚熔融溫度、蒸發(fā)溫度和/或分解溫度的影響可以通過選擇不同的用于塑料基體的聚合物來實(shí)現(xiàn)。合適的材料有聚乙烯醇、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚乙烯縮丁醛、聚酯(不飽和和/或飽和的或者是其混合物)、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基咪唑共聚物以及聚醚。
這里，以已知方法來改善圖形轉(zhuǎn)移或使有機(jī)物無殘留地分解的調(diào)色劑，還可另含有電荷控制物質(zhì)或氧化劑。所含的氧化劑能加速塑料基體的熱分解。
在將調(diào)色劑熔粘到通常比較極化且平滑的、不同于紙張沒有吸水能力的表面上的過程中，為改善潤濕性就要將調(diào)色劑另外用助劑進(jìn)行涂層。通過選擇合適的已知添加劑，就可以使調(diào)色劑的極化度在非極化、疏水、中性、極化、親水之間變化，并因此而控制基材上的潤濕性。這里，必要時(shí)還可以使用已知的流動(dòng)助劑，如高分散的硅膠和轉(zhuǎn)移助劑，用以提高印刷質(zhì)量。這種助劑的用量在0到0.1重量％，通常在0.2到0.5重量％之間。
為分解聚合物(解聚)，可以向調(diào)色劑中添加過氧化物或偶氮化合物，但由于其有＞150℃的分解溫度，因此在熔粘時(shí)期(固定時(shí)期)分解作用不會進(jìn)行。另外，還可以加入無機(jī)添加劑，如有催化作用的顏料，其能加速有機(jī)塑料基體的分解。它們的實(shí)例有具有通式ABO3，如LaMnO3，LaCoO3，LaαSrβCoχMnσO3+ε的所謂的鈣鈦礦(Perowskite)。
下表顯示了特別適于陶瓷調(diào)色劑的玻璃組合物(玻璃料或液體)的實(shí)施例。重量％均是以玻璃料組合物計(jì)的。
玻璃組合物1至6是特別適于玻璃和玻璃陶瓷的。
玻璃組合物1的具體實(shí)施例
玻璃組合物2的具體實(shí)施例
玻璃組合物7特別適于處于二次燒制時(shí)的玻璃陶瓷。
玻璃組合物8到10特別適于玻璃。
玻璃組合物11到12特別適于陶瓷、石料、骨灰瓷和瓷器。
此處描述的是至少在組合物范圍1和2中的玻璃料的性質(zhì)，特別滿足于對有小于2×60-6K-1(在20到700℃的溫度范圍內(nèi))膨脹系數(shù)的玻璃陶瓷進(jìn)行直接印花的要求。根據(jù)使用情況，上述玻璃料的混合物同樣是可以考慮的。
因此，根據(jù)這些玻璃料的性質(zhì)，它們和相應(yīng)無機(jī)顏料組合時(shí)是特別適用于特種玻璃盤的電子攝像印刷，例如鈣鈉玻璃或硼硅玻璃等(有時(shí)常常首先例如用SiO2和/或TiO2或用一種上述玻璃料進(jìn)行涂層)，諸如用于爐子的配套盤、燒烤爐內(nèi)的盤、冰箱嵌板、吧臺玻璃等。以及用于對具有很低膨脹性能的，如用于玻璃陶瓷制成的烹調(diào)面或燒烤面或壁爐安全板(Kaminsichtscheibe)的玻璃陶瓷進(jìn)行直接印刷。因此也就可以對陶瓷表面，如瓷磚或衛(wèi)生用品進(jìn)行直接印花。表中的各玻璃料組合物同樣也考慮到要滿足耐磨性、粘結(jié)性和化學(xué)穩(wěn)定性方面的要求。
作為顏料通常有無機(jī)化合物，如金屬氧化物、混合相金屬氧化物顏料或CIC顏料(復(fù)合無機(jī)顏料)、包核(Eingchluss)顏料、金屬粉或金屬碎片、金屬膠體、基于云母或玻璃或SiO2或Al2O3小顆粒的珠光顏料或釉上顏料，熒光顏料，磁性顏料，抗腐蝕顏料，透明顏料，燒結(jié)顏料和/或含有玻璃料的顏料混合物、用于四色套組套的顏料等或是上述這些方案的混合物，它們都已記載在文獻(xiàn)(例如“Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry”，A20卷，1992，VCH出版公司)中。這些顏料可以是基于不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)(金紅石，尖晶石，鋯石、斜鋯石、錫石、金剛砂、石榴石、榍石、燒綠石、橄欖石、硅鈹石、方鎂石、硫化物、鈣鈦礦(Perowskite)......)。
玻璃熔液顆粒以及無機(jī)顏料的一般尺寸在0.5到25μm(D50體積)的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在1到10μm。用于制備這種顆粒的研磨法如有反向噴射研磨，在球磨、環(huán)隙磨機(jī)或針錐磨(stiftmublen)中研磨。
由于調(diào)色劑的生產(chǎn)制備過程，玻璃熔液顆粒以及顏料一般都只是部分被塑料基體，即不完全包裹，并且通常都具有不規(guī)則的形狀。與有機(jī)塑料基體比較，使無機(jī)組分(玻璃熔液和顏料)具有不同的斷裂韌性，并且在調(diào)色劑的研磨過程中在顆粒邊界處產(chǎn)生破裂。稍后添加的添加劑或流動(dòng)助劑在塑料基體的表面上積累，或在自由放置的的熔液顆粒和/或顏料顆粒上積累。
權(quán)利要求
1.陶瓷調(diào)色劑，其能借助電子攝像印刷而轉(zhuǎn)移到具有高耐溫性的玻璃基材、玻璃陶瓷基材或陶瓷基材上，其可以在后續(xù)的溫度加工過程中進(jìn)行燃燒并且除了玻璃熔液顆粒外還含有顏料顆粒，特征在于其含有＞30到80重量％、優(yōu)選45到60重量％的特種玻璃料，0到＜20重量％、優(yōu)選5到＜20重量％的無機(jī)顏料和20到60重量％、優(yōu)選＞30到50重量％的塑料基體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于玻璃熔液具有以下組分
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于調(diào)色劑是熱塑性塑料基體，該基體在100℃到400℃的溫度范圍內(nèi)時(shí)能均勻熔粘到基材上，并在300℃到500℃的溫度范圍內(nèi)可以幾乎不留殘余地蒸發(fā)掉和/或燃盡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于塑料基體含有基于丙烯酸酯，特別是苯乙烯丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯的調(diào)色劑樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于塑料基體含有如下聚合物，如聚乙烯醇、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚乙烯縮丁醛、聚酯(不飽和和/或飽和的或者是其混合物)、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基咪唑共聚物和/或聚醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于該調(diào)色劑含有作為添加劑的電荷控制劑和/或氧化劑，以及附加的流動(dòng)助劑，如高度分散的硅膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于該調(diào)色劑另用流動(dòng)助劑，如高度分散硅膠進(jìn)行涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于添加劑和流動(dòng)助劑的添加量均為0到1.0重量％，特別優(yōu)選0.2到0.5重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和8中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于玻璃料和顏料的粒徑在0.5到25μm(D50體積)的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在1到10μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于調(diào)色劑顆粒具有不規(guī)則形狀，并且只是部分地被塑料基體所包裹。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于調(diào)色劑含有用于分解聚合物的、其分解溫度為＞150℃的過氧化物和/或偶氮化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中之一的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于調(diào)色劑是可以涂于轉(zhuǎn)移劑上的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的陶瓷調(diào)色劑，其特征在于轉(zhuǎn)移劑是一種利用阿拉伯膠涂層的載體，例如紙張或薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷調(diào)色劑，其能借助電子攝像印刷而轉(zhuǎn)移到具有耐高溫性的玻璃基材、玻璃陶瓷基材或陶瓷基材上，其可以在后續(xù)的溫度加工過程中進(jìn)行燃燒并且除了玻璃熔液顆粒外還含有顏料顆粒。根據(jù)本發(fā)明，陶瓷調(diào)色劑中含有熱塑性塑料基體，該基體在100℃到400℃的溫度范圍內(nèi)時(shí)能均勻熔粘到基材上，并在300℃到500℃的溫度范圍內(nèi)可以幾乎不留殘余地蒸發(fā)掉和/或分解，使所得到的調(diào)色劑可以以直接印刷方式轉(zhuǎn)移并在燃燒后幾乎沒有塑料基體的剩留物。
文檔編號G03G9/097GK1610864SQ02826557
公開日2005年4月27日 申請日期2002年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月8日
發(fā)明者伯恩德·舒爾特海斯, 科拉·克勞斯, 英卡·亨齊, 哈里·恩格爾曼 申請人:艙壁玻璃公司