CN110003718A - 光致可变色色粉及油墨、制作光致可变色器皿表面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光致可变色色粉，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β‑羟基丁酸，所述β‑羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
Description
技术领域
本发明属于印刷技术领域，尤其涉及一种光致可变色色粉，一种光致可变色油墨，以及一种制作光致可变色的器皿表面的方法。
背景技术
油墨曲面网版印刷，又称透孔法(Porous)或油印法(stencil)，是印纹透空如孔的印刷方式。油墨曲面网版印刷的方法通常为：将油墨加在一张有细孔的网幕，油墨穿过细孔印到置于网幕之下的纸张上(不需印刷的部位在网幕上以人工或机械方式制成负片蜡版加以保护)。网版印刷是一中具有多种用途的印刷方法，可在纸张以外其他材料例如衣服、瓷砖、茶具、电器、大型广告牌、电路板、计算机、计算机及高科技相关产品等上，从事少量多样的印刷，也成为现代高科技电子行业不可或缺的一门技术。
油墨曲面网版印刷由于其工艺特性，适用于材质较硬的圆筒、锥状及椭圆形曲面的印刷。具体的，油墨曲面网版印刷技术可以广泛用于包括塑胶材料(如PS、PP、PE、PET、HDPE、PVC、LDPE、PP、PS、PLA)的网版印刷；金属铝材质、玻璃材质的网版印刷；喷涂、烤漆、电镀特殊制造技术中。油墨曲面网版印刷的领域没有限制，可广泛用于各项产品工具类、电子零件、饮料容器、医美使用胺瓶、化妆美容霜、礼赠品等。
器皿表面的印刷是油墨曲面网版印刷的重要领域，印刷对象包括餐具如碗、盘、碟以及饮料杯等的表面，塑胶、玻璃、陶瓷及纸制品等表面。随着印刷技术的发展，采用无毒、无菌或可使用的油墨染色剂用于制药、食品等净化要求较高的器皿中得以推广。然而，目前的油墨曲面网版印刷的颜色相对比较稳定，不存在多变性，不能形成光致可变色的印刷图案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光致可变色色粉，一种光致可变色油墨，以及一种制作光致可变色的器皿表面的方法，旨在解决目前的油墨曲面网版印刷的颜色相对比较稳定，不存在多变性，不能形成光致可变色的印刷图案的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供一种光致可变色色粉，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
本发明第二方面提供一种光致可变色油墨，所述光致可变色油墨为油墨与光致可变色色粉的混合物，其中，所述光致可变色色粉，其特征在于，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
本发明第三方面提供一种制作光致可变色的器皿表面的方法，包括以下步骤：
底片的设计：采用计算机软件程序设计阳片；
网版的制作；
晒版；
印刷：提供本发明所述的光致可变色油墨，对网版进行网框定位，调节所述网版与被印物之间的距离为3到5mm，沉积所述光致可变色油墨后，用刮刀将多余的光致可变色油墨刮去，留下渗透被印物的油墨，得到成品。
本发明提供的光致可变色色粉，含有结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸。一方面，本发明提供的光致可变色色粉，在光谱原理上具有吸收与反射特性，利用光谱原理可产生颜色互补性，可有效阻碍UV吸收，即利用阳光照射过程中的辐射变化，产生受激变色效果。因此，在网版印刷术所用的油墨中混入该光致可变色色粉，运用网版印刷术将此光致可变色油墨印刷在器皿的表面上，可以使得在器皿表面上产生多样性的变色效果。另一方面，将结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸混合后，由于聚羟基丁酸酯的支链数目较少，其与β-羟基丁酸的键合不紧密而形成弱的交联作用(cross-linking)，降低了聚合物的黏度与弹性，使得在色粉的制程上有利于形成粉末状，同时亦具有环境可分解与生物可分解的优异化学特性。相对地也可以延长物质、材质、生命组织的使用寿命及减少对人体的伤害，特别有利于在制药、食品等凈化要求较高的工业中推广应用。
本发明提供的光致可变色油墨，首先，由于含有上述可变色色粉，因此随着阳光照射过程中的辐射变化，表面可产生受激变色效果，从而实现多元化的图样变色效果，增加大众娱乐性与新奇性。其次，本发明提供的光致可变色油墨，可在大自然中被分解，更加环保。特别的，当采用含有光致可变色色粉之食用油墨用于网版印刷制品，可减少对人体及自然的伤害。此外，在制造过程中，所述光致可变色油墨可以与其他颜料一起搭配使用，实现多元化的色彩效果，从而满足不同商家对个性化主题产品的不同创意需求。
本发明提供的制作光致可变色的器皿表面的方法，一方面，采用上述油墨产生图样多元化的色彩效果。另一方面，为了达到在器皿表面产生光致可变色的印刷效果，本发明有别于一般网版印刷术，为了达到考量不同的色粉混合所产生的效果，必须采用二次印刷上色或多层色粉混合的技术，才能产生颜色渐变的效果。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例第一方面提供一种光致可变色色粉，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
本发明实施例提供的光致可变色色粉，含有结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸。一方面，本发明实施例提供的光致可变色色粉，在光谱原理上具有吸收与反射特性，利用光谱原理可产生颜色互补性，可有效阻碍UV吸收，即利用阳光照射过程中的辐射变化，产生受激变色效果。因此，在网版印刷术所用的油墨中混入该光致可变色色粉，运用网版印刷术将此光致可变色油墨印刷在器皿的表面上，可以使得在器皿表面上产生多样性的变色效果。另一方面，聚羟基丁酸酯(Poly-(R)-3-hydroxybutyrate(P3HB))成分具有生物可分解性和较佳的耐紫外光老化性能。将结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸混合后，由于聚羟基丁酸酯的支链数目较少，其与β-羟基丁酸的键合不紧密而形成弱的交联作用(cross-linking)，降低了聚合物的黏度与弹性，使得在色粉的制程上有利于形成粉末状，同时也具有环境可分解与生物可分解的优异化学特性。相对地也可以延长物质、材质、生命组织的使用寿命及减少对人体的伤害，特别有利于在制药、食品等凈化要求较高的工业中推广应用。
所述光致可变色色粉中，结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸的重量比范围为(1-5)：100，从而产生更显著的受激变色效果。
进一步优选的，所述光致可变色色粉还包括三聚氰酸、甲苯、分子式为C18H34O2的油酸和杂环化合物染剂。其中，所述三聚氰酸的作用在于稳定其他分子的结构，同时，在最后阶段让产品固化。优选的，以所述光致可变色色粉的总重量为100％计，所述三聚氰酸的重量百分含量为1～5％。所述三聚氰酸的含量在此范围内，以便实现上述功能。所述甲苯作为溶剂成分，用以溶解所述三聚氰酸。所述油酸用于包覆所述光致可变色色粉的各组成物，且可以通过调整油酸的含量，来调节油酸包覆的厚度，改变UV光感应变色的程度，达到控制颜色变化的目的。以所述光致可变色色粉的总重量为100％计，所述油酸的重量百分含量为80～90％。所述杂环化合物在UV光照射之下，产生氧化还原反应或电子转移链过程而造成各种变色效果，从而赋予色粉光致可变色的作用。以所述光致可变色色粉的总重量为100％计，所述杂环化合物的重量百分含量为1～4％。
将所述可变色色粉添加到油墨中用于网版印刷时，可依照所需印刷的变色效果添加含有一种或多种杂环化合物的光致可变色色粉来配色，从而形成不同的颜色变化范围，包含黄(yellow)、蓝(blue)、桃红(magenta)及紫(purple)等四种单色系列之变色效果，也可以混合多种色粉调配出各种混色之变色效果，例如对应黄色系的杂环化合物可混出黄蓝、黄红及黄紫色之变色效果；对应蓝色系者有蓝黄、蓝红及蓝紫色之变色效果；对应桃红色系者有红黄，红蓝，红紫色之变色效果；对应紫色系者有紫黄，紫蓝，紫红色之变色效果。
本发明实施例所述杂环化合物优选为螺恶嗪类杂环化合物(oxazine)及螺吡喃类杂环化合物(pyran)。所述螺恶嗪类杂环化合物包含紫色(purple)、蓝色(blue)及桃红色(magenta)系列；螺吡喃类杂环化合物包括黄色(yellow)系列。下面结合一个具体实施例说明杂环化合物染料光致可变色化学反应的原理。
X＝CH：螺吡喃类杂环化合物
X＝N：螺恶嗪类杂环化合物
在一些优选实施例中，所述杂环化合物染剂选自紫色系列的螺恶嗪类杂环化合物、蓝色系列的螺恶嗪类杂环化合物、桃红色系列的螺恶嗪类杂环化合物和黄色系列的螺吡喃类杂环化合物中的一种。
所述杂环化合物染剂作为所述光致可变色色粉的关键成分，与结构式1所示的聚羟基丁酸酯和结构式2所示的β-羟基丁酸共同作用，将所述光致可变色色粉包覆形成粉末胶囊或颗粒状物质。
在一个具体实施例中，所述光致可变色色粉由结构式1所示的聚羟基丁酸酯、结构式2所示的β-羟基丁酸、三聚氰酸、甲苯、油酸、具有光致可变色效果的杂环化合物六种物质组成。
本发明实施例第二方面提供一种光致可变色油墨，所述光致可变色油墨为油墨与光致可变色色粉的混合物，其中，所述光致可变色色粉，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
本发明实施例提供的光致可变色油墨，首先，由于含有上述可变色色粉，因此随着阳光照射过程中的辐射变化，表面可产生受激变色效果，从而实现多元化的图样变色效果，增加大众娱乐性与新奇性。其次，本发明提供的光致可变色油墨，可在大自然中被分解，更加环保。特别的，当采用含有光致可变色色粉之食用油墨用于网版印刷制品，可减少对人体及自然的伤害。此外，在制造过程中，所述光致可变色油墨可以与其他颜料一起搭配使用，实现多元化的色彩效果，从而满足不同商家对个性化主题产品的不同创意需求。
本发明实施例中，所述光致可变色油墨中添加单色色粉可制作成光致可变色的特殊油墨，均可显示出单一颜色。将不同颜色的色粉任意比例混合，可以产生各种的颜色效果。
本发明实施例所述光致可变色油墨中，所述光致可变色色粉为上文所述的光致可变色色粉。
在一些优选实施例中，所述光致可变色色粉还包括三聚氰酸、甲苯、分子式为C18H34O2的油酸和杂环化合物染剂。
在一些优选实施例中，所述杂环化合物染剂选自紫色系列的螺恶嗪类杂环化合物、蓝色系列的螺恶嗪类杂环化合物、桃红色系列的螺恶嗪类杂环化合物和黄色系列的螺吡喃类杂环化合物中的一种。
优选的，以所述光致可变色油墨的总重量为100％计，所述光致可变色色粉的重量百分含量为15％～25％，从而实现油墨呈现渐变色的效果。
在具体优选实施例中，以所述光致可变色油墨的总重量为100％计，所述光致可变色色粉的重量百分含量为20％。
本发明实施例中，与所述光致可变色色粉混合的油墨为大豆油墨，两者经过UV干混合搅拌成型，可直接印刷于任何物体表面。
采用含有光致可变色色粉的所述光致可变色油墨印于器皿表面，利用阳光照射过程中的辐射变化，可以在器皿表面产生多样化的受激变色效果。且在器皿长期使用或废弃后，所述光致可变色色粉能够在大自然环境中自然降解。
本发明第三方面提供一种制作光致可变色的器皿表面的方法，包括以下步骤：
S01.底片的设计：采用计算机软件程序设计阳片；
S02.网版的制作；
S03.晒版；
S04.印刷：提供本发明所述的光致可变色油墨，对网版进行网框定位，调节所述网版与被印物之间的距离为3到5mm，沉积所述光致可变色油墨后，用刮刀将多余的光致可变色油墨刮去，留下渗透被印物的油墨，得到成品。
本发明实施例提供的制作光致可变色的器皿表面的方法，一方面，采用上述油墨产生图样多元化的色彩效果。另一方面，为了达到在器皿表面产生光致可变色的印刷效果，本发明有别于一般网版印刷术，为了达到考量不同的色粉混合所产生的效果，必须采用二次印刷上色或多层色粉混合的技术，才能产生颜色渐变的效果。
具体的，上述步骤S01中，涉及阳片的计算机软件程序可采用word软体程序，但不限于此。
上述步骤S02中，在优选实施例中，所述网版的制作步骤中，采用金属或塑胶材质制作网版，且网布采用150到180目的网目。
上述步骤S03中，在优选实施例中，所述晒版的步骤中，采用灯管功率为2500W～3500W的紫外线晒版机制版，将感光乳剂涂布在网布上，置于烘箱中烘干后，晒版处理；将乳剂涂在网布上，用吹风机烘干，将阳片贴合并置于阳光下曝晒，再用水冲洗掉乳剂。
在具体为优选实施例中，采用灯管功率约3000W的紫外线晒版机制版，先用感光乳剂涂布在网布上，再置于90℃烘箱中烘干，然后进行晒版35秒左右，视状况而简单定形，接着再将乳剂涂在网布上，用吹风机烘干3到5分钟后，将阳片贴合并置于阳光下曝晒10分钟左右，再用水冲洗掉乳剂即可。
上述步骤S04中，提供本发明所述的光致可变色油墨，对网版进行网框定位，调节所述网版与被印物之间的距离为3到5mm，从而控制印刷油墨的可操作性。沉积所述光致可变色油墨后，用刮刀将多余的光致可变色油墨刮去，留下渗透被印物的油墨，得到成品。更优选的，用刮刀呈45度角左右，将光致可变色油墨用力刮去，留下渗透被印物的油墨，即为所要的成品。
具体的，所述被印物为器皿，所述器皿包括餐具、饮料杯。其中，所述餐具包括但不限于玩、盘、碟。
所述被印物为器皿，所述器皿的材质为塑胶、玻璃、陶瓷及纸制品。
本发明提供的制作光致可变色的器皿表面的方法，在网版印刷术中应用具有光致可变色的油墨制作出光致可变色的器皿表面，在UV光的照射下即可产生各种变色的效果，形成炫丽表面，且具有优异的化学安定性。
运用不同的特殊油墨在器皿表面上，可印刷出含有表层与底层两层之光致可变色的渐变色彩效果。如在饮料杯上使用光致可变色原理产生图样显现出多元化的色彩效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光致可变色色粉，其特征在于，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为CH3CH(OH)CH2CO2H的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
2.如权利要求1所述的光致可变色色粉，其特征在于，还包括三聚氰酸、甲苯、分子式为C18H34O2的油酸和杂环化合物染剂。
3.如权利要求2所述的光致可变色色粉，其特征在于，所述杂环化合物染剂选自紫色系列的螺恶嗪类杂环化合物、蓝色系列的螺恶嗪类杂环化合物、桃红色系列的螺恶嗪类杂环化合物和黄色系列的螺吡喃类杂环化合物中的一种。
4.一种光致可变色油墨，其特征在于，所述光致可变色油墨为油墨与光致可变色色粉的混合物，其中，所述光致可变色色粉，包括分子式为(C4H8O3)n的的聚羟基丁酸酯，所述聚羟基丁酸酯的化学结构如下式1所示，以及分子式为(CH3CH(OH)CH2CO2H)的β-羟基丁酸，所述β-羟基丁酸的化学结构如下式2所示：
5.如权利要求4所述的光致可变色油墨，其特征在于，所述光致可变色色粉还包括三聚氰酸、甲苯、分子式为C18H34O2的油酸和杂环化合物染剂。
6.如权利要求5所述的光致可变色油墨，其特征在于，所述杂环化合物染剂选自紫色系列的螺恶嗪类杂环化合物、蓝色系列的螺恶嗪类杂环化合物、桃红色系列的螺恶嗪类杂环化合物和黄色系列的螺吡喃类杂环化合物中的一种。
7.如权利要求4至6任一项所述的光致可变色油墨，其特征在于，以所述光致可变色油墨的总重量为100％计，所述光致可变色色粉的重量百分含量为15％～25％。
8.如权利要求7所述的光致可变色油墨，其特征在于，以所述光致可变色油墨的总重量为100％计，所述光致可变色色粉的重量百分含量为20％。
9.一种制作光致可变色的器皿表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
底片的设计：采用计算机软件程序设计阳片；
网版的制作；
晒版；
印刷：提供权利要求4至8任一项所述的光致可变色油墨，对网版进行网框定位，调节所述网版与被印物之间的距离为3到5mm，沉积所述光致可变色油墨后，用刮刀将多余的光致可变色油墨刮去，留下渗透被印物的油墨，得到成品。
10.如权利要求9所述的制作光致可变色的器皿表面的方法，其特征在于，所述被印物为器皿，所述器皿包括餐具、饮料杯；和/或
所述被印物为器皿，所述器皿的材质为塑胶、玻璃、陶瓷及纸制品；和/或
所述网版的制作的步骤中，采用金属或塑胶材质制作网版，且网布采用150到180目的网目；和/或
所述晒版的步骤中，采用灯管功率为2500W～3500W的紫外线晒版机制版，将感光乳剂涂布在网布上，置于烘箱中烘干后，晒版处理；将乳剂涂在网布上，用吹风机烘干，将阳片贴合并置于阳光下曝晒，再用水冲洗掉乳剂。
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