CN101351344B - 用于标记玻璃和陶瓷表面的油墨组合物 - Google Patents

用于标记玻璃和陶瓷表面的油墨组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种油墨组合物，该油墨组合物用于标记玻璃和陶瓷表面并在高温下烧烙在所述表面上，该组合物包括以下组分：35-55重量％颜料、15-30重量％无铅釉料、20-45重量％载色剂材料，并且所述组分总共构成100重量％。

Description

用于标记玻璃和陶瓷表面的油墨组合物
技术领域
本发明涉及用于标记玻璃和陶瓷表面的油墨组合物。更具体地，本发明涉及用于打印油墨材料(stamp pad ink material)的组合物，该组合物可用于在玻璃或陶瓷表面上作标记。
背景技术
标记，例如制造商的名称和标识、产品的商标名或性能数据，通常标明在产品上。具有玻璃或陶瓷表面的产品在其表面上显示标记。所述产品例如为光源的泡壳。另外，标签、装饰和标记还可应用于日用玻璃和陶瓷物品以及实验室器具的表面。
标记、标签和装饰可使用油墨材料制造，将所述油墨材料压印在玻璃和陶瓷表面上，然后烧烙在所述表面上，以使标记能够耐久。
已知一些油墨材料组合物适于压印和烧烙在灯泡等等上。然而，不期望的是，所述已知材料含有铅。
如在欧洲议会和欧盟理事会2002/95/EC号指令中所声明的，自2006年7月1日起，在欧洲市场上，含铅制剂不能够再用于标记光源的玻璃部件。该指令严格限制不同组合物、半成品和成品中的铅含量。鉴于该限制对制造商和经销商而言均是强制性的，在上述日期之后将不能够制造或出售含铅产品。
美国专利No.1,538,890披露了一种用于玻璃的油墨组合物。该油墨组合物包括约70重量％氧化银和约30重量％硼酸铅的均质混合物，该均匀混合物按照65重量％的比例与35重量％的甘油混合。该油墨组合物由于其硼酸铅内含物而不满足无铅组合物的要求，并因而对环境有害。
美国专利No.2,254,865涉及油墨，更具体地，涉及可应用于玻璃或其它光滑材料的表面以在其上形成拼合文字、商标或其它标识的油墨。该专利油墨组合物包含约73.7重量％甘油。大量载色剂材料(vehicle material)是不利的。
因而，特别需要满足上述指令要求并仍具有良好的压印、烧烙和寿命特性的油墨组合物。
发明内容
在本发明的示范性实施方案中，提供用于标记玻璃和陶瓷表面并在高温下烧烙在所述表面上的油墨组合物。该油墨组合物包括以下组分：
35-55重量％颜料，
15-30重量％无铅釉料，
20-45重量％载色剂材料，
所述组分总共构成100重量％。
标记可在高温下借助热效应例如直气焰烧烙在表面上。其优势在于普通的制灯生产线不需要因为使用这种油墨而进行改变。此外，这种油墨组合物不仅可在照明工业中用于标记玻璃泡壳，还可用于标记玻璃和陶瓷产品表面上的装饰涂层和装饰物。另外，所述油墨不含铅或欧洲明令限制的任何其它组分如镉、汞或六价铬。
具体实施方式
所述油墨组合物涉及压印材料，该压印材料在制造期间，甚至在其后续制品使用寿命期间适宜使用并且耐用。即使在制品使用寿命的最后，也必须保持着色特征。同时，该油墨的组分需要满足无铅组合物的要求。
能够满足前述要求的普通油墨包括作为着色材料的颜料、作为粘结材料的釉料和载色剂材料。
在该油墨组合物的示范性实施方案中，所述组分的含量如下：
35-55重量％颜料，
15-30重量％无铅釉料，
20-45重量％载色剂材料，
其中所述三种组分总共构成100重量％。
在另一种实施方案中，所述组分的含量如下：
42-52重量％颜料，
15-28重量％无铅釉料，
25-40重量％载色剂材料。
在另一种实施方案中，所述组分的含量如下：
40-45重量％颜料，
17-25重量％无铅釉料，
29-38重量％载色剂材料。
粘结材料可为具有低熔点的玻璃釉料。粘结材料的热膨胀系数必须与软玻璃泡壳的热膨胀系数相配，同样必须与硼硅玻璃泡壳的热膨胀系数相配。就标记泡壳时产生的热量不得造成任何泡壳变形而言，烧烙温度(burning-in temperature)范围的最大值必须远离泡壳玻璃材料的软化点。
有机或无机载色剂材料在液态或气态下必须是无毒的，并且必须适合制备均匀且不含块体的浆料。在浆料的制造和储存期间，有机或无机载色剂材料不得通过蒸发或化学反应造成所得浆料稠度的任何改变。另外，有机或无机载色剂材料不得破坏浆料所施涂的结构单元。在橡胶印章的情况下，有机或无机载色剂材料不得破坏印章基体(stamp mat)材料。此外，载色剂材料必须在烧烙标记的同时完全蒸发和燃烧。如果基质为水，则需要其它添加剂适于上述要求。
满足上述要求的载色剂材料可为选自下列中的至少一种：
有机液体，
水，
添加剂。
载色剂材料可优选为选自下列中一种：
100重量％甘油，
95重量％甘油和5重量％水，
90重量％甘油和10重量％水，
85重量％甘油和15重量％水。
有机液体可为选自下列中的至少一种：
甘油，
蓖麻油，
菜籽油，
合成油，
矿物油。
添加剂可为选自下列中的至少一种：
表面活性物质，
助熔剂(flux)，
消泡剂。
颜料可选自无机氧化物和加热时转变为有色化合物的金属中的至少一种。所述金属是本领域技术人员已知的。
无机氧化物可为选自下列中的至少一种：
氧化银，
二氧化钛，
一氧化锰，
氧化铁，
氧化铜。
颜料包括以下组分：
50-90重量％氧化银，
10-20重量％氧化铁，
10-20重量％二氧化钛；
或者
75-85重量％氧化银，
10-15重量％氧化铁，
10-15重量％二氧化钛。
在所述两种情况下，颜料组分总共构成100重量％。
优选使用不含铅、镉和铬的釉料。热膨胀系数为86×10-7-90×10-7K-1，烧烙温度范围为440-510℃。热膨胀系数值与软玻璃泡壳的热膨胀系数完全相配，并且还适宜于硼硅玻璃。就标记泡壳时产生的热量不得造成任何泡壳变形而言，最高烧烙温度必须远离泡壳玻璃材料的软化点。
适于标记光源的一种油墨组合物由具有下述浓度范围的上述材料构成：
35-45重量％氧化银，
15-25重量％无铅釉料，
30-40重量％甘油，
其中所述组分总共构成100重量％。
如下所述，在实验室中制备了实验用压印油墨浆料。
实施例1
该实施例为黑色标记油墨浆料。原料为：
-经沉淀、冲洗、过筛和干燥的氧化银粉末，
-EG 2998型无铅玻璃釉料，
-甘油。
EG 2998型无铅玻璃釉料可购自Ferro Corporation(Cleveland，Ohio，US)。
在混合钵中混合140g氧化银、60g EG 2998釉料和至多100cm3甘油。根据所需的油墨浆料稠度改变甘油的量。混合钵即所谓的具有瓷制捣杵的研钵。
在混合钵中混合原料直至形成浆状物质。混合所需的时间为约10分钟。混合操作之后，将所得浆状物质放置在混合钵中，同时使装有所述浆状物质的钵避光。约一天之后搅拌所述浆状物质，连续五天重复该操作。
实施例2
该实施例同样涉及黑色标记油墨浆料。采用EG 2934型无铅玻璃釉料。该釉料的二氧化硅含量略高，也可购自Ferro Corporation，Cleveland，Ohio，US.。其它原料及其量与实施例1相同。混合步骤也基本一致。
实施例3
该实施例涉及彩色标记油墨浆料。原料为：
-Sicocer A Cobalt Blue 558型无铅装饰颜料，可购自BASF AG，Germany；
-EG 2934型无铅玻璃釉料；
-甘油。
混合比例如下：
Sicocer A Cobalt Blue 558        70g
EG 2934釉料                      45g
甘油                             根据所需稠度至多为60cm3。
混合时间为约20分钟；其它操作步骤分别与实施例1和2基本一致。
实施例4
该实施例为黑色标记油墨浆料，但为水基。原料为：
-经沉淀、冲洗、过筛和干燥的氧化银粉末；
-EG 2934型无铅玻璃釉料；
-液体混合物，包括：91.5wt％去离子水、8wt％Dow Chemical Company(US)生产的Polyox Resin WSRN 3000型聚环氧乙烷、0.01wt％WackerChemie GmbH(Germany)生产的ADDID 800型消泡剂、0.4wt％AveciaNeoresins(Thailand)生产的Haloflex 202-S Emulsion型表面活性剂。
在混合钵中混合40g氧化银、14g EG 2934釉料和至多30cm3上述液体混合物。液体混合物的量根据所需的油墨浆料稠度而改变。混合时间为约10分钟。其它工艺步骤分别与实施例1、2和3基本一致。
以下表1示出了实验制备的具有不同组成的压印油墨浆料。组分为经沉淀、冲洗、干燥和过筛的氧化银，EG 2998型无铅玻璃釉料，甘油。所述组分的量以重量百分比表示。EG 2998釉料购自Ferro Corporation(Cleveland，Ohio，US)。显然，该实施例和前述实施例仅仅是示例性的，而不限制本发明的范围。
表1
Figure S2006800501437D00061

Claims (19)

1.一种油墨组合物，其用于标记玻璃和陶瓷表面并在高温下烧烙在所述表面上，所述油墨组合物包括以下组分：
35-55重量％颜料，
15-30重量％无铅釉料，
20-45重量％载色剂材料，其中所述载色剂材料是甘油或甘油与水的混合物中的一种，
并且所述组分总共构成100重量％。
2.权利要求1的油墨组合物，其中所述烧烙温度为440-510℃。
3.权利要求1的油墨组合物，其中所述组合物包括以下组分：
42-52重量％颜料，
15-28重量％无铅釉料，
25-40重量％载色剂材料，
并且所述组分总共构成100重量％。
4.权利要求1的油墨组合物，其中所述组合物包括以下组分：
40-45重量％颜料，
17-25重量％无铅釉料，
29-38重量％载色剂材料，
并且所述组分总共构成100重量％。
5.权利要求1的油墨组合物，其中所述颜料为选自下列中的至少一种：
无机氧化物，
加热时转变为有色化合物的金属。
6.权利要求5的油墨组合物，其中所述无机氧化物为选自下列中的至少一种：
氧化银，
二氧化钛，
一氧化锰，
氧化铁，
氧化铜。
7.权利要求1的油墨组合物，其中所述颜料包括以下组分：
50-90重量％氧化银，
10-20重量％氧化铁，
10-20重量％二氧化钛，
并且所述组分总共构成100重量％。
8.权利要求7的油墨组合物，其中所述颜料包括以下组分：
75-85重量％氧化银，
10-15重量％氧化铁，
10-15重量％二氧化钛，
并且所述组分总共构成100重量％。
9.权利要求1的油墨组合物，其中在玻璃和陶瓷表面暴露于火焰所形成的高温下，所述组合物能够烧烙。
10.权利要求1的油墨组合物，其中所述组合物为具有浆状稠度的物质。
11.一种油墨组合物，其用于标记玻璃和陶瓷表面并在高温下烧烙在所述表面上，所述油墨组合物包括以下组分：35-55重量％颜料，15-30重量％无铅釉料，20-45重量％载色剂材料，其中所述载色剂材料为选自下列中的至少一种：
100重量％甘油，
95重量％甘油和5重量％水，
90重量％甘油和10重量％水，
85重量％甘油和15重量％水，
并且所述组分总共构成100重量％。
12.权利要求11的油墨组合物，其中所述烧烙温度为440-510℃。
13.权利要求11的油墨组合物，其中所述颜料为选自下列中的至少一种：
无机氧化物，
加热时转变为有色化合物的金属。
14.权利要求11的油墨组合物，其中所述无机氧化物为选自下列中的至少一种：
氧化银，
二氧化钛，
一氧化锰，
氧化铁，
氧化铜。
15.权利要求11的的油墨组合物，其中在玻璃和陶瓷表面暴露于火焰所形成的高温下，所述组合物能够烧烙。
16.权利要求11的油墨组合物，其中所述组合物为具有浆状稠度的物质。
17.一种油墨组合物，其用于标记玻璃和陶瓷表面并在高温下烧烙在所述表面上，其中所述组合物包括以下组分：
35-45重量％氧化银，
15-25重量％无铅釉料，
30-40重量％甘油，
并且所述组分总共构成100重量％。
18.权利要求17的油墨组合物，其中所述烧烙温度为440-510℃。
19.权利要求17的油墨组合物，其中所述组合物为具有浆状稠度的物质。
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