TW202026371A - 運用網版印刷術製作光致可變色的器皿表面 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種方法，能夠運用網版印刷術製作出光致可變色的器皿表面。其原理是使用在網版印刷油墨內添加紫外光(UV)激發下可產生變色效果之特殊色粉，即可在器皿上印刷出光致可變色的炫麗表面，此特殊油墨在UV光照射下可產生變色效果且具有優異的化學安定性。
本發明提供一種新穎具有光致可變色功能的色粉，添加於網版印刷術所用之油墨中，其技術特徵在於摻合(A)聚羥基丁酸酯(C4H8O3)n；(B)β-羥基丁酸(CH3CH(OH)CH2CO2H)；(C)三聚氰酸(CNOH)3；(D)甲苯(C7H8)；(E)油酸(C18H34O2)；(F)具有光致可變色效果的雜環化合物。
本發明公開之網版印刷術所製作之光致可變色的器皿表面，其變色機制係利用油墨所含特殊色粉中的光致可變色之雜環化合物，經由吸收UV光而產生氧化還原反應，使其驅動在UV的照射下產生各種變色效果，藉著添加含有雜環化合物的色粉於油墨中，可利用網版印刷術製作出各種光致可變色的器皿表面。本發明所採用的特殊油墨可依不同變色範圍添加對應各種UV指數範圍的不同色粉，印刷出所需變色效果的器皿表面，包括黃、藍、桃紅及紫色等四種系列，亦可採用混合多種色粉所調配成具有混色效果的網版印刷油墨，印刷出如黃藍、黃紅及黃紫等變色效果的器皿表面。

Description

運用網版印刷術製作光致可變色的器皿表面
本發明之目的在於提供一種方法，能夠運用網版印刷術製作出光致可變色的器皿表面。其原理是使用特殊的色粉，在UV光的激發下產生可變色的效果。將此色粉添加於油墨內，運用網版印刷術可在器皿上製作出光致可變色的炫麗表面。此特殊油墨在UV光照射下可產生變色之效果，且具有優異的化學安定性。
油墨曲面網版印刷，適用於較硬材質之圓筒、錐狀及橢圓形曲面印刷。其特性如下：
1、又稱透孔法(Porous)或油印法(stencil)，是印紋透空如孔的印刷方式，將油墨加在一張有細孔的網幕，油墨穿過細孔印到置於其下紙張上，不需印刷的部位則在網幕上以人工或機械方式製成負片蠟版加以保護。因為常有用絹布為版材，所以也稱絹印。此種印刷主要用作藝術品上之。網版印刷是一多用途的印刷，可在紙張以外其他材料例如衣服、瓷磚、茶具、電器、大型看板、電路板、計算機、電腦及高科技相關產品等上，從事少量多樣的印刷，也成為現代高科技電子行業不可或缺的一門技術。
2、較硬材質之圓筒、錐狀及橢圓形曲面印刷，常見容器之材料如PS、PP、PE...等塑膠材料、玻璃材質之容器。各類塑膠材質如PET、HDPE、PVC、LDPE、PP、PS、PLA等網版印刷、金屬鋁材質、玻璃材質之網版印刷、噴塗、烤漆、電鍍特殊製造技術。可應用的種類非常繁多，如各項產品工具類、電子零件、飲料容器、醫美使用胺瓶、化妝美容霜、禮贈品等皆可印刷於本體上。
3、可以採用無毒、無菌或可食用的油墨染色劑，有利在製藥、食品等凈化要求較高的工業中進行推廣。
另外，近年來，利用光致可變色的原理所開發的技術，已出現在若干機能性產品的應用上。例如，一種用塑膠製的防眩性的墨鏡上，藉由與光致可變色的色素組合，可根據週遭的亮度改變透過率而調節防眩性的塑膠製光致可變色墨鏡。專利文獻1記載一種光致可變色組合物，使用該組合物所製造的層積體，顯示優良的密著性、耐熱性與光致可變色性。因此，巧妙地利用光致可變色的原理，即可開發出各種不同的光致可變色應用產品。
本發明的構想，即為在網版印刷術中應用具有光致可變色的油墨製作出光致可變色的器皿表面，所印刷的餐具包括碗、盤、碟、以及飲料杯等之表面，器皿材質包括塑膠、玻璃、陶瓷及紙製品等。將含有光致可變色色粉的油墨，運用網版印刷術可製作出光致可變色的器皿表面，利用此特殊油墨所印刷得出之器皿表面，在UV光的照射下即可產生各種變色的效果。專利文獻2描述了螺噁嗪及螺吡喃類的雜環化合物之光致可變色原理。
本發明中所使用的特殊油墨包含具有光致可變色的色粉，其成分含有聚羥基丁酸酯(Poly-(R)-3-hydroxybutyrate(P3HB))。專利文獻3說明P3HB是一種具有環境可分解性的聚酯成份，專利文獻4提到P3HB是具有生物可分解性的聚酯成份，專利文獻5強調PHB具有較佳的耐紫外光老化性能。因此，使用P3HB加入具有光致可變色的色粉，便成為本發明的最佳選擇。
先前技術文件
專利文獻1：TW-201211090
專利文獻2："The crystalline-state photochromism, thermochromism and X-ray structural characterization of a new spiroxazine", Hee-Jung Suha, et.al., Dyes and Pigments, 57 (2002) 149-159.
專利文獻3：TW-200738805
專利文獻4：TW-200740917
專利文獻5：TW-200846387
本發明中所使用的特殊油墨包含具有光致可變色的色粉，其成分含有聚羥基丁酸酯(Poly-(R)-3-hydroxybutyrate(P3HB))，分子式為(C4H8O3)n，化學結構式為：
Figure 108100611-A0101-12-0003-2
 以及β-羥基丁酸(β-Hydroxybutyric acid)，分子式為(CH3CH(OH)CH2CO2H)，化學結構式為：
Figure 108100611-A0101-12-0004-3
當聚羥基丁酸酯與β-羥基丁酸混和後，由於聚羥基丁酸酯的支鏈數目較少，使其與β-羥基丁酸的鍵結(bonding)不緊密而形成弱的交聯作用(cross-linking)，降低了聚合物的黏度與彈性，使得在色粉的製程上有利於形成粉末狀，同時亦具有環境可分解與生物可分解的優異化學特性。
本發明中所使用的特殊油墨包含具有光致可變色的色粉，由於是在UV光照射之下，使雜環化合物產生氧化還原反應或電子轉移鏈過程而造成各種變色效果，故稱為光致可變色的色粉。
本發明中所使用的特殊油墨包含具有光致可變色的色粉，含有甲苯(C7H8)、三聚氰酸(CNOH)3與油酸(C18H34O2)等次要成份。其最主要的關鍵成份為光致可變色性的雜環化合物，以及聚羥基丁酸酯(Poly-(R)-3-hydroxybutyrate(P3HB))與β-羥基丁酸(CH3CH(OH)CH2CO2H)等次要成份，最終色粉組合物為粉末膠囊的包覆或顆粒狀物質。三聚氰酸的作用在於穩定其他分子的結構，同時在最後階段讓產品固化。甲苯則作為製程中的溶劑，用以溶解三聚氰酸。油酸則作為包覆所有組成物之用途，利用調整不同的油酸包覆厚度，可以改變UV光感應變色的程度，達到控制顏色變化的目的。
本發明所使用的網版印刷油墨中，可依照所需印刷的變色效果添加含有一種或多種雜環化合物的光致可變色色粉來配色，所形成之各種光致可變色的油墨可分別對應到不同的顏色變化範圍，包含黃(yellow)、藍(blue)、桃紅(magenta)及紫(purple)等四種單色系列之變色效果，亦可混合多種色粉調配出各種混色之變色效果，例如對應黃色系的雜環化合物可混出黃藍、黃紅及黃紫色之變色效果；對應藍色系者有藍黃、藍紅及藍紫色之變色效果；對應桃紅色系者有紅黃，紅藍，紅紫色之變色效果；對應紫色系者有紫黃，紫藍，紫紅色之變色效果。
添加特殊色粉的網版印刷油墨所製作成器皿表面之光致可變色化學反應。
本發明中所使用的特殊油墨包含具有光致可變色的色粉，乃經由混合聚羥基丁酸酯(Poly-(R)-3-hydroxybutyrate(P3HB)、β-羥基丁酸(CH3CH(OH)CH2CO2H)、三聚氰酸、甲苯、油酸、具有光致可變色效果的雜環化合物等六種物質製作而得。
[具體實施例]
本發明所揭露的特殊油墨含有光致可變色的雜環化合物如下所示：螺噁嗪類雜環化合物(oxazine)及螺吡喃類雜環化合物(pyran)。前者包含紫色(purple)、藍色(blue)及桃紅色(magenta)系列；後者則為黃色(yellow)系列。
運用前述實施例中的色粉可製作成光致可變色的特殊油 墨，均可顯示出單一顏色。利用混合任意比例的不同色粉就可以產生各種的顏色效果。
光致可變色色粉在光譜原理上具有吸收與反射特性，利用光譜原理所產生之顏色互補性，可有效阻礙UV吸收，相對地亦可延長物質，材質，生命組織的使用壽命及減少對人體的傷害。因此，可在網版印刷術所用的油墨中混入該光致可變色色粉，運用網版印刷術將此光致可變色油墨印刷在器皿的表面上，使得在器皿表面上產生多樣性的變色效果。
本發明所採用的光致可變色油墨，組成物包含一般油墨80%(重量百分比)，光致可變色色粉占20%。
使用光致可變色油墨，製作顏色漸變之新產品，其優點有：
1、利用陽光照射過程中的輻射變化，使得器皿的表面產生受激變色效果。
2、本特殊油墨中所含之光致可變色色粉可大自然中被分解。
3、可創造出多元化的器皿表面之圖樣變色效果，增加大眾娛樂性與新奇性。
為了達到在器皿表面產生光致可變色的印刷效果，本發明所揭露之製作方式有別於一般網版印刷術，在考量不同的色粉混合所產生的效果下，必須採用二次印刷上色或多層色粉混合的技術，才能產生顏色漸變之效果。亦即運用不同的特殊油墨在器皿表面上，可印刷出含有表層與底層兩層之光致可變色的漸變色彩效果。本發明運用網版印刷術製作光致可變色的器皿表面的製造流程如下：
步驟一：底片的設計：可用word等電腦軟體程式直接做出陽片。
步驟二：網版的製作：是以金屬或塑膠材質，網布是採用150到180目的網目設計。
步驟三：曬版：採用燈管功率約3000W的紫外線曬版機製版，先用感光乳劑塗佈在網布上，再置於90℃烘箱中烘乾，然後進行曬版35秒左右，視狀況而簡單定形，接著再將乳劑塗在網布上，用吹風機烘乾3到5分鐘後，將陽片貼合並置於陽光下曝曬10分鐘左右，再用水沖洗掉乳劑即可。
步驟四：印刷：首先對網版進行網框定位，注意與被印物保持間隙約3到5mm左右，用刮刀呈45度角左右，將光致可變色油墨用力刮去，留下滲透被印物的油墨，即為所要的成品。
增進飲料杯設計之實用價值與新穎性：
1、在飲料杯上使用光致可變色原理產生圖樣顯現出多元化的色彩效果。
2、採用含有光致可變色色粉之食用油墨用於網版印刷製品，可減少對人體及自然之傷害。
3、在製造過程中與其他顏料皆可一起搭配使用。
4、可依商家的創意需求創造出個性化主題之產品設計。
Figure 108100611-A0101-11-0003-1

Claims (6)

  1. 一種運用網版印刷術製作光致可變色的器皿表面，其方法步驟為：(1)步驟一：底片的設計：用word等電腦軟體程式直接做出陽片。(2)步驟二：網版的製作。(3)步驟三：曬版。(4)步驟四：印刷：首先對網版進行網框定位，注意與被印物保持間隙約3到5mm左右，用刮刀呈45度角左右，將光致可變色油墨用力刮去，留下滲透被印物的油墨，即為所要的成品。其中，光致可變色油墨，為油墨與光致可變色色粉的混合物。再其中，光致可變色的色粉，其特徵在於摻合以下成份：(1)聚羥基丁酸酯(C4H8O3)n；(2)β-羥基丁酸聚酯(CH3CH(OH)CH2CO2H)；(3)三聚氰酸(CNOH)3；(4)甲苯(C7H8)；(5)油酸(C18H34O2)；(6)雜環化合物之染劑，可為以下數種之一：紫色(purple)、藍色(blue)及桃紅色(magenta)系列的螺噁嗪類雜環化合物，和黃色(yellow)系列的螺吡喃類雜環化合物。將以上(1)~(6)加以混合可製作成光致可變色色粉。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中的器皿，可以為餐具如碗、盤、碟，及飲料杯。
  3. 如申請專利範圍第2項之器皿，其材質可以為塑膠、玻璃、陶瓷及紙製品。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中的網版的製作：是以金屬或塑膠材質，網布是採用150到180目的網目設計。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中的曬版，採用燈管功率約3000W的紫外線曬版機製版，先用感光乳劑塗佈在網布上，再置於90℃烘箱中烘乾，然後進行曬版35秒左右，視狀況而簡單定形，接著再將乳劑塗在網布上，用吹風機烘乾3到5分鐘後，將陽片貼合並置於陽光下曝曬10分鐘左右，再用水沖洗掉乳劑即可。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中的光致可變色油墨，重量百分比為一般油墨80%，光致可變色色粉20%。
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