TWI519609B - 有色系統 - Google Patents

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TWI519609B
TWI519609B TW100123855A TW100123855A TWI519609B TW I519609 B TWI519609 B TW I519609B TW 100123855 A TW100123855 A TW 100123855A TW 100123855 A TW100123855 A TW 100123855A TW I519609 B TWI519609 B TW I519609B
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希爾伯奈製造股份有限公司
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Description

有色系統 領域
本揭露內容一般係有關經塗覆之基材及包括此等經塗覆之基材之系統，且特別係包括此等經塗覆之基材之有色系統之設計。
 背景
鋁色料被廣泛用於塗覆物、墨水、塑料，及化妝品，以產生金屬效果。為達成有色金屬效果，通常，鋁色料係與彩色色料結合使用。
於塗覆應用之有色金屬效果可經由一多層方式達成。於此方式，一層含有金屬色料之漆料/墨水先被塗敷於一基材上，其後係彩色色料之塗層。雖然鮮艷之有色金屬效果可被達成，但多層方式通常結合高製造成本，因為需要補充設備以提供另外之製造步驟。再者，額外之塗敷程序限制產品週轉時間。再者，需考量解決層間交互作用，諸如，製造期間及之後的濕化及黏著。
為克服與多層方式有關之製造複雜性及高成本，廣泛努力已用於以一單層系統達成有色金屬效果。於此方式，於塗敷前，有色色料係與金屬色料於單一樹脂溶液系統內混合。但是，以此單層方式具有各種挑戰，且使用此方式之所欲效果係極難以達成。例如，鋁色料具有優異之遮蔽力，因此，高濃度之彩色色料需與鋁色料使用以達成合理之色度。因為鋁色料之密度係遠高於典型彩色色料、樹脂，及溶劑，鋁色料易與漆　料/墨水內之剩餘組份快速分離。再者，雖然彩色色料採用各種形狀及範圍從數奈米至數百奈米之尺寸，鋁色料大部份係板狀且具有範圍從數微米至數百微米之尺寸。於物理參數之此等差異使色料及鋁色料於一漆料/墨水系統係相當難以運作，因此，妨礙於塗覆處理期間之均勻塗層之形成。
已致力於發展鋁色料，其具有與其附接之彩色色料以便減緩於一層系統內彩色色料與鋁基材分離。例如，US 5037475利用含有至少二個羧酸基團之熱聚合性羧酸分子，以促進有機色料於鋁基材上之吸收。聚合物塗層係於不飽和羧酸及一交聯劑聚合時形成於有色鋁色料上。於US 5558705，彩色色料係先物理性吸收於鋁基材之表面上。然後，一偶合劑被用以將鋁基材之表面改質及提供結合位置，以供其後經由溶液聚合反應形成聚合物網絡。US 5912283使用一特別之表面處理劑塗覆彩色色料及促進彩色色料與鋁基材間之黏著。然後，施加聚合物封裝以穩定彩色色料於鋁基材上之附著。於此等情況，聚合反應係於溶液內藉由交聯劑之存在而起始形成一聚合物網絡以使彩色色料穩定於其表面上。但是，使用此方式製成之有色鋁色料遭遇彩色色料之嚴重聚結或與鋁基材之嚴重分離。因此，雖然極大之市場興趣，市面上之有色鋁色料，諸如，Silberline之Silbertone及Showa之Friend ColorTM，係達成極小之市場重要性。
 概要
包括一溶劑、一經塗覆之基材及與經塗覆之基材黏著之一彩色色料之一有色系統，及用以製造此有色系統之一方法被說明。所揭露之方法可使彩色色料與經塗覆之基材有效地附著。形成之有色系統可於混合、貯存、溶劑交換及塗敷期間展現彩色色料與經塗覆之基材之最小分離。有色金屬塗料/墨水可藉由將一彩色色料分散液與一經塗覆之基材分散液混合而製備。形成之有色經塗覆之基材可顯示鮮艷顏色及強烈金屬光澤，使用先前揭示之方法係極難以達成之一效果。
於一實施例，所揭露之有色系統可包括多數個經塗覆之基材及數種彩色色料。經塗覆之基材可由諸如氧化鋁、雲母及玻璃之材料製成。於一實施例，使用之每一經塗覆之基材可包括以聚合物或聚合物網絡塗覆之一金屬基材，其中，聚合物或聚合物網絡可含有與彩色色料強烈黏著之一官能基團，且使用之彩色色料係有機或無機。於此實施例，於藉由滲出測試測定時，一彩色色料可與經塗覆之基材黏著。滲出測試可包括將有色系統分散於一或多種溶劑，及藉由沈降作用使基材沈澱。於此情況，彩色色料與經塗覆之基材黏著係意指於上層液具有極少(若有)之著色，且於沈降之基材具有深且均勻之著色。於其中彩色色料滲出程度被量化之情況，上層液之吸光性可於彩色色料產生最大吸收之波長分析。彩色色料於溶劑內之濃度可使用自使用特定有色色料之吸收率對濃度之一校正曲線獲得之一線性回歸方程式計算。色料重量及溶劑維持固定，彩色色料於溶劑內之濃度可產生色料滲出量之相對測量。
於一情況，聚合物塗覆物之功能性可包括提供一離子性電荷，其使彩色色料與一相反離子性電荷強烈結合。於一實施，經塗覆之基材之塗覆物可為帶正電荷，且彩色色料可帶負電荷。於一情況，此塗覆物之正電荷可自第四胺產生，此促進經塗覆之基材與彩色色料間之電荷與電荷之交互作用。
於所揭露方法之一實施例，基材可先封裝於聚合物內。於一實施例，聚合物可自與基材表面強烈附接之起始劑之聚合反應而合成，使得形成之聚合物鏈具有一鍵端係與基材表面強烈附接。於此實施例，形成之聚合物鏈/網絡可與基材表面強烈附接，且聚合物塗覆物於典型之反應及處理條件下維持結構完整性。
於一情況，聚合物塗覆物之組成可於聚合反應期間或之後輕易調整，而於聚合物表面與彩色色料間提供最佳交互作用。聚合物塗覆物亦可具有可撓性且能使塗覆物表面重排使其與彩色色料之交互作用達最大。不同於固定於表面上之小分子，聚合物本身可重排。若聚合物鏈具足夠可撓性，其能依循彩色色料表面及增加塗覆物表面與彩色色料間之接觸面積。使用自表面之聚合反應，一厚的穩定聚合物塗覆物可無需另外交聯劑而於基材表面上形成。因此，長聚合物鏈可具有可撓性使其與彩色色料之接觸達最大，且大量促進彩色色料與經塗覆之基材之表面間之黏著性。
於另一實施例，揭露之有色系統可直接作為漆料或墨水。傳統上使用之漆料及墨水可由數種組份組成，且於此情況，廣泛努力需轉向漆料/墨水之配製以達成可接受之性質。於一實施例，使用之基材可為一鋁板材或片材，且其上具附著之彩色色料之經塗覆之鋁板材可分散於一溶劑且直接塗敷至基材上。於此實施例，由於經塗覆板材之改良位向，最終之塗覆物顯示可促進金屬光澤。
於另一實施例，揭露之有色系統可添加至其它漆料、墨水或塑料系統。於此實施例，形成之系統可具有與傳統系統(諸如，傳統上使用之漆料及墨水)者相似或更佳之特徵。
揭露之方法可克服於有色系統塗敷處理期間彩色色料與經塗覆之基材之分離。於所揭露之系統，金屬基材上之堅實聚合物封裝可被設計以促進彩色色料強烈吸收於金屬基材上，及避免於嚴苛處理條件下及於侵略性溶劑存在中彩色色料與金屬基材分離。所揭露之系統可為穩定且提供大的配製變通性。其可被濃縮或溶劑交換以降低貯存/運送空間、危險性及成本。另外之溶劑或其它成份可於塗敷前立即於消費者端添加。於此方式，所揭露之系統可延長儲存期，因為色料間，包含彩色色料及金屬基材，及其它漆料/墨水組份，之副反應可被去除。
圖式簡單說明
第1圖例示含有a)以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695；及b)原始Silberline Sparkle Silver Premium 695之漆料之沈降測試結果。於(a)及(b)，分散液之剩餘組份係N-甲基吡咯啶酮及酞花青色料綠7。
第2圖係與含有酞花青色料綠7及以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695之漆料分離之以彩色色料塗覆之鋁片材之掃瞄電子顯微術影像。
第3圖顯示Showa之FriendColor之墨水及酞花青色料綠7及以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695之無樹脂之墨水之墨滴之美學比較。無樹脂之墨水之墨滴顯示強烈金屬光澤。
 詳細說明
可含有一經塗覆之基材及可與經塗覆之基材黏著之一彩色色料之一有色系統，及用於製造此有色系統之一方法被描述。“基材”一辭於此處可意指任何型式之透明、金屬、白色或有色，礦物或有機之顆粒，其係不溶於一生理介質且係適用於墨水、漆料，及塑料組成物。“彩色色料”一辭可意指賦予顏色之一無機或有機顆粒。所揭露之方法可將彩色色料與經塗覆之基材有效地黏著。形成之有色系統可避免其於塗覆物塗敷期間分離。
於一實施例，所揭露之有色系統可包括彩色色料及聚合物經塗覆之基材。於另一實施例，所揭露之有色系統可進一步包括一溶劑。
用於有色系統之彩色色料可為無機或有機(色料手冊(Pigment Handbook)，Wiley-Interscience；第2版，1988年1月)。於某些實施例，彩色色料可不受限地係酞花青色料綠7、酞花青色料藍15:4、喹吖酮色料紅122、苝色料紅179、異吲酮色料黃110、異吲酮色料黃139、喹吖酮色料紫19、喹吖酮色料紅122等。
彩色色料之尺寸可為從1 nm至200 nm。於一實施例，彩色色料之尺寸範圍可為從1 nm至100 nm。
用於所揭露系統之聚合物經塗覆之基材可為一無機基材。無機基材可不受限地係鋁、雲母，及玻璃。基材之形狀可不受限地係球形或碟狀。於一實施例，基材之尺寸係於從100 nm至1000 μm之範圍。於另一實施例，基材之尺寸可為於從500 nm至100 μm之範圍。於另一實施例，基材之尺寸可為於從1 μm至50 μm之範圍。
於一實施例，基材可以一無機層封裝。無機層可不受限地包括矽石、玻璃，及金屬氧化物，諸如，氧化鋁、氧化鈦，及氧化鐵。
於所揭露有色系統之一實施例，經塗覆之基材對彩色色料可具有增強之親和力。於一情況，經塗覆之基材之表面可帶正電荷，且彩色色料可帶負電荷。於一實施，經塗覆之基材之表面可包括第四胺，其促進經塗覆之基材與彩色色料間之電荷與電荷之交互作用。於此情況，經塗覆之基材可包括聚合物或聚合物網絡，其中，聚合物或聚合物網絡之三級胺基團可以一反應性四級化劑四級化。包含三級胺基團之適合聚合物或聚合物網絡之例子可不受限地係2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基乙基丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基丙烯酸酯、3-(二甲基胺基)丙基丙烯酸酯、2-(二乙基胺基)乙基苯乙烯、N,N-二甲基胺基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺、3-二甲基胺基新戊基丙烯酸酯、3-二甲基胺基新戊基甲基丙烯酸酯，及2-二異丙基胺基乙基甲基丙烯酸酯之均聚物或共聚物。
“四級化”一辭於此處可意指小分子反應物之一四級化劑與一三級胺基團化學結合產生一四級胺。“第四胺”一辭於此處可意指其中氮原子具有四個與其鍵結之基團因而載荷一正電荷之一陽離子性胺鹽。四級化劑可不受限地係烷基鹵化物及芳基烷基鹵化物。
於另一實施例，聚合物塗覆物可具有可撓性且能使塗覆物表面重排使其與彩色色料之交互作用達最大。“可撓性”一辭於此處可意指聚合物塗覆物之聚合物鍵可使其組態輕易重排，使得聚合物鏈可依循彩色色料之表面，因此增加塗覆物表面及彩色色料間之接觸面積。於一情況，於使用標準非破壞性程序測量塗覆物表面厚度而測量時，聚合物塗覆物可具有大於5 nm之乾燥塗覆物厚度。於另一情況，聚合物鏈可與基材表面強烈地附接，以提供塗覆物之堅固性及穩定性。“堅固性及穩定性”一辭於此處可意指經塗覆之基材於循環測試，重複溶劑清洗及典型反應條件下之存活能力。於另一情況，聚合物鏈可與基材表面共價鍵結。於此等情況，聚合物鏈可具有可撓性，使其與彩色色料之接觸達最大及大量增強彩色色與經塗覆之基材的表面間之黏著性。
用於所揭露之有色系統之溶劑可為適於分散經塗覆之基材或彩色色料之任何材料或混合物。於某些實施例，溶劑或溶劑混合物可不受限地係水、醇類、烴類、醚類、酯類、酮類、二醇醚類、吡咯啶酮類，及亞碸類。
最終產物內之經塗覆之基材之量可為從10重量%至70重量%。最終產物內之彩色色料之量範圍可為從2重量%至25重量%，且最終產物內之溶劑之量範圍可為從25重量%至85重量%。
於所揭露方法之一實施例，基材可先以一聚合物層塗覆。於一實施例，使用之基材可為鋁薄片，且自固定於鋁薄片表面之起始劑部份之聚合化反應會導致於鋁薄片上之聚合物塗覆物。雖然於此實施例，使用之材料可為鋁，但需瞭解於適當情況，此處所述之概念可應用於其它材料，只要存在使起始劑部份固定於其它材料表面之方法即可。
於一實施，鋁薄片之表面可以含有至少一表面活性基團及至少一起始部份之一偶合劑改質。於一情況，起始劑可具有化學結構X-R-Y，其中，X表示一表面活性基團，Y表示一起始劑部份，且R表示一間隔物。於表面活性基團與存在於薄片表面上之官能基團間反應時，起始劑部份可固著於基材。
另外，起始劑可經由一多步驟之方法固定於鋁薄片之表面上。於一實施例，此多步驟之方法可為一種二步驟之方法。於此情況，一表面活性分子，X-R-A，可先塗敷至一薄片之表面。當官能基團X將此等分子固定於表面，官能基團A能於薄片表面上進一步反應且導致起始劑部份，Y，於薄片之表面上。
於一實施，使用之基材可為鋁薄片。使用之鋁薄片可不受限地係傳統之球磨薄片、真空金屬化薄片(VMF)、矽石封裝之薄片，及金屬氧化物封裝之薄片。一旦曝置於空氣，鋁表面可與氧反應形成氧化鋁及氫氧化鋁，且提供用於偶合反應所需之表面羥基基團。
表面活性基團X可不受限地係單-、二-，及三-烷氧基矽烷類、單-、二-及三-氯矽烷類、羧酸、有機磷化合物，及對金屬、金屬氧化物或矽石之表面具強烈親和性之其它化學基團。三烷氧基矽烷及三氯矽烷之情況，有機矽烷分子間之分子間縮合反應會導致形成此等分子之高密度堅固塗覆物。
基材表面上之起始劑密度可藉由以其它表面活性分子稀釋起始劑載荷分子而調整。稀釋用之分子亦可將另外之官能基團帶至表面。
藉由應用相同原理，主要由二氧化矽及於表面上之一些矽醇基團所組成之玻璃薄片可以相似偶合劑輕易官能化。所揭露之方法可進一步應用於非鋁及矽石之基材，只要存在對基材表面具強烈親和性且將起始劑部份固定於基材之官能基團即可。
其它基材亦可以起始劑經由矽石或金屬氧化物封裝而官能化。例如，Iriodin 100，其係以氧化鈦封裝之雲母，可以如上探討之方式以聚合物塗覆。
起始劑部份Y可為起始自由基聚合化反應、控制式之基聚合化反應，及/或其它鏈聚合化反應之任何官能基團。起始劑部份Y可不受限地係一經活性化之鹵素原子、烷氧基胺、二硫基酯、二硫基胺甲酸酯、三硫基胺甲酸酯、黃原酸酯有機過氧化物，及偶氮化合物。
於一實施例，於起始劑固定於基材表面上之後，於進行聚合化反應前，基材可經由過濾純化移除未結合之偶合劑。於其中偶合劑存在於溶劑內不會顯著增加溶液黏度或不利地改變其後聚合化反應之處理條件之另一實施例，反應溶液可於未進一步純化而直接使用。
然後，經起始劑固定之基材可分散於一單體溶液。此單體溶液可包括一種單體或不同種單體之混合物。可使用單體之例子不受限地包括苯乙烯類、(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯醯胺類、(甲基)丙烯酸類、丙烯腈、乙烯基吡啶類、馬醯亞胺類、乙酸乙烯酯、氯乙烯、氯化亞乙烯，及異戊二烯。將經起始劑固定之基材分散於單體溶液內之後，自表面之聚合化反應可導致形成與基材附接之聚合物鏈。因為其小尺寸，起始劑分子可以高表面密度固定於基材表面上。因此，此方式可合成具高接枝密度之聚合物塗覆物。
因為自基材表面之聚合化反應可依循與溶液聚合化反應相同之機構，可於溶液聚合化反應中聚合化之單體可直接用於所揭露之方法。
活或控制式之基聚合化反應，諸如，原子轉移基聚合化反應、氮氧化物媒介之聚合化反應，及可逆式加成一片斷鏈轉移聚合化反應，可自許多不同種單體合成具控制分子量、多分散性，及結構之聚合物。藉由使用活聚合化反應，所揭露之方法能使塗覆物之厚度控制於從數奈米至最高達數百奈米，且進一步能使基材上之聚合物塗覆物之結構被控制。穿透式電子顯微術可用以直接觀察顆粒或基材表面上之塗覆物厚度及均勻性。於一實施例，每一經塗覆之基材可具有實質上均勻之一塗覆物厚度。於此情況，塗覆物厚度之平均及標準偏差可自x20,000與x100,000間之放大倍率之多於10個不同的經塗覆之基材之穿透式電子顯微相片計算。基材上之塗覆物厚度之標準偏差可變化少於平均塗覆物厚度之15%，其中，刻度尺係100 nm。
用於所揭露方法之控制式基聚合化反應之活性質亦能於基材上合成一多層式塗覆物。於一實施例，一第二單體或一第二組之單體可於一預定反應時間後添加至反應燒瓶。於另一實施例，於第一聚合化反應結束後，基材可與反應混合物分離，純化，然後，接受與一第二單體或第二組單體之第二聚合化反應。於二情況，一第二塗覆物層可以不同於第一層者之一組成物形成。於後者之方式，此方法能合成具一完全不同組成物之一第二層。如上之步驟可以任何次數及以任何不同之組合重複而提供一多層式塗覆物。
可用於所揭露方法之單體之例子不受限地包括丙烯腈、苯乙烯、二乙烯基苯、4-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-乙烯基苯甲醚、4-氟苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、4-(第三丁基)苯乙烯、3-氯苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第三戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正癸酯、丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸十一酯、丙烯酸正十二酯、甲基丙烯酸正十二酯、甲基丙烯酸1-十六酯、丙烯酸苯乙烯酯、甲基丙烯酸苯乙烯酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基環己酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸五溴苯酯、甲基丙烯酸五溴苯酯、丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯、丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸酯、甲基丙烯酸1H,1H,2H,2H-十七氟癸酯、丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯、甲基丙烯酸1H,1H,3H-六氟丁酯、甲基丙烯酸1H,1H,3H-四氟丙酯、丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、甲基丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、甲基丙烯酸1H,1H,7H-十二氟庚酯、丙烯酸1H,1H-七氟丁酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟異丙酯、丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、全氟環己基甲基甲基丙烯酸酯甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺類、4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二乙基胺基乙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸2-羥基乙酯，及甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸環氧丙酯、4-乙烯基苯胺、3-乙烯基苯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)乙基醚甲基丙烯酸酯,、聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-二丙烯醯基哌、1,4-苯撐基二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯基氧苯基)丙烷、2,2-雙[4-(2-丙烯基氧乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(2-羥基-3-甲基丙烯基氧丙氧基)苯基]丙烷、2,2-二甲基丙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、二丙甘醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N,N'乙撐基雙丙烯醯胺、N,N’-甲撐基雙丙烯醯胺、N,N’-六甲撐基雙丙烯醯胺、N,N-二烯丙基丙烯醯胺、四甘醇二甲基丙烯酸酯、反-1,4-環己二醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、1,1,1-三甲基醇丙烷三丙烯酸酯、1,1,1-三甲基醇丙烷三甲基丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、聚(乙二醇)二丙烯酸酯，及聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯。
另外，起始劑部份(Y)可為可起始至少一種聚合化反應之任何官能基團。此聚合化反應之例子可不受限地包括自由基聚合化反應及控制式之基聚合化反應，諸如，原子轉移基聚合化反應(美國專利第5,763,548號案)、氮氧化物媒介之聚合化反應(美國專利第6,353,107號案)，及可逆式加成-片斷鏈轉移聚合化反應(美國專利第7,205,362號案)。
聚合物塗覆物之厚度可藉由調整諸如反應時間、反應溫度、單體濃度、催化劑濃度，及溶劑選擇之聚合化反應條件而控制。可藉由經由穿透式電子顯微術直接觀察而測量之平均聚合物塗覆物厚度範圍從數奈米至多於100 nm。
聚合物塗覆物可為具有一端固接於基材之聚合物鏈。聚合物可為均聚物或共聚物。
聚合物塗覆物之化學組成可於聚合化反應期間藉由調整共單體組成而改變。此外，於聚合化反應後，化學改質可用以調整塗覆物之化學。塗覆組成物之可撓性可使其簡單地使彩色色料與聚合物塗覆物間之黏著性達最佳。
於一實施例，有色系統可藉由混合經塗覆之基材之分散液及彩色色料之分散液而製備。
於一例示實施例，可添加小分子反應物以增強或調整彩色色料與經塗覆之基材間之交互作用。可使用之小分子反應物不受限地包括烷基溴化物或烷基芳基溴化物。於一實施例，烷基溴化物或烷基芳基溴化物係與包括聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)(PDMAEMA)之一塗覆物使用。於此實施例，經塗覆之基材之三級胺基團可藉由溴化物四級化，藉此，提供聚合物一正電荷。因此，經塗覆之基材之塗覆物與帶負電荷之彩色色料間之黏著性可被增強。需瞭解經塗覆之基材之塗覆物內之諸如烷基鏈之材料之選擇會極度影響經塗覆之基材之吸附動力學及最終性能。例如，於烷基溴化物或烷基芳基溴化物中使用較長鏈會增加疏水性，將諸如羥基之極性基團併納於烷基溴化物或烷基芳基溴化物內會增加親水性等。
於基材包括，例如，鋁之情況，經塗覆之基材可具有遠高於典型彩色色料、樹脂，及溶劑者之尺寸及密度。因此，經塗覆之基材可經由沈降或離心作用而與溶劑輕易分離。於此情況，上層液之色度會提供彩色色料及經塗覆之基材分離之清楚指示。於一實施例，所揭露之有色系統之沈降或離心作用會產生一透明上層(溶劑)及一有色底層，其含有彩色色料及經塗覆之基材(見第1圖)。相反地，含有未經塗覆之基材及彩色色料之一溶液會顯示彩色色料及基材之清楚分離，其中，彩色色料於上層液係較豐富。
於一情況，於藉由沈降測試測定時，彩色色料可與經塗覆之基材黏著，此測試係用於色料滲出之測試。“黏著”一辭可指於典型漆料/墨水系統內之生理環境中彩色色料與聚合物經塗覆之基材分離之困難程度。沈降測試可包括將有色系統分散於一或多種溶劑，及藉由沈降使基材沈澱。於此情況，與經塗覆之基材黏著之彩色色料可意指於上層液具有極少(若有)之著色，且沈降之基材具有深且均勻之著色。於一實施例，彩色色料可與基材黏著，使得上層液內之彩色色料之濃度於沈降測試下係少於100 ppm，其中，0.300克之所揭露有色系統之固體係分散於15克之N-甲基吡咯啶酮(NMP)且基材藉由沈降而沈澱。
於另一情況，於沈降測試中之有色色料與經塗覆之基材黏著之量可使用吸光率分析而測量。於此分析下，上層液之吸光率可於其中彩色色料可產生最大吸收率之波長分析。溶劑內之彩色色料之濃度可使用對使用特別之有色色料之吸收率對濃度之一校正區線獲得之一線性回歸方程式計算。若離心處理後之上層液之體積被定量測量，則未與經塗覆之基材黏著之有色色料之總量可自測得之濃度計算且與原始有色色料之量，或換言之，於反應開始時添加之有色色料之總量比較。於一實施例，有色色料與經塗覆之基材黏著，使得與經塗覆之基材黏著之有色色料之量會大於原始色料量之90%。於一例示實施例，有色色料可與經塗覆之基材穩定黏著，使得與經塗覆之基材黏著之有色色料之量係大於原始色料量之99%。於此情況，彩色色料與聚合物塗覆物間之強烈交互作用可於彩色色料與經塗覆之基材間產生穩定黏著。
所揭露系統中彩色色料與經塗覆之基材間之強烈黏著亦使調整系統之組成變可能且於配製提供變通性。例如，另外之溶劑、樹脂，及添加劑可於彩色色料與經塗覆之基材無顯著分離下添加至有色系統。有色系統可經濃縮、稀釋，及溶劑交換。形成之有色系統可呈濃縮物型式，藉此，降低貯存空間，減低運送及處理成本，限制危險性，及改良儲存穩定性。
於另一實施例，揭露之有色系統可僅包括具有與其黏著之彩色色料之經塗覆之基材，及一溶劑或溶劑混合物。於此實施例，此系統可於未添加任何其它分散劑及/或樹脂，或換言之，以一無樹脂之漆料/墨水系統直接使用。“無樹脂”一辭於此處可定義為除了與基材表面黏著者外，於其配製中不具另外之分散劑及/或樹脂之漆料/墨水系統。“另外之分散劑及/或樹脂”一辭於此處可意指與和基材表面黏著之聚合物鏈分離且於此項技藝普遍作為分散劑、膜形成劑及/或黏著劑而添加至諸如墨水及漆料之塗覆配製物之聚合物。此等另外之樹脂可為，例如，醇酸、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚矽氧、酚醛、尿素、三聚氰胺、環氧、聚胺甲酸酯、聚烯烴、聚乙烯及聚烯系樹脂。另外分散劑之例子可於有機塗覆物：科學及技術(Organic coatings: science and technology)，第三版(New York: John Wiley & Sons,2007)，440及446頁中發現。
於此等無樹脂之系統，於乾燥溶劑時，經塗覆之基材上之聚合物塗覆物可提供膜形成能力，及促進以無樹脂系統塗覆之表面之黏著性。因為無外部樹脂於最終乾燥階段期間妨礙經塗覆之基材之位向，無樹脂之漆料/墨水系統可形成具增強位向及改良金屬效果之塗覆物。無不必要之樹脂亦可降低無樹脂之漆料/墨水系統之黏度。於此實施例，無樹脂之漆料/墨水系統可具有高濃度之具有與其黏著之彩色色料之經塗覆之基材。因此，無樹脂之漆料/墨水系統可降低揮發性有機內容物(VOC)釋出，且最終塗覆物可具有增加之不透明性。
於另一實施例，所揭露之有色系統可與一傳統漆料/墨水/塑料系統組合。於此情況，由於經塗覆之基材上之聚合物塗覆物之自行分散及膜形成能力，形成之漆料可以增加之色料對黏合劑之比率使用。於一實施例，組合之系統可具有1與10間之色料對結合劑之比率。
所揭露之有色系統之優點之一係此系統可於短時間製備，且除加熱及混合者外，需要極少之用於其製造之設備。再者，由於彩色色料與聚合物經塗覆之基材間之強烈親和力，於大部份情況，形成之系統可於添加必要組份後快速地用於塗敷。
於另一實施例，一物件包含含有所揭露有色系統之一塗覆物。
實施例 實施例1-藉由ATRP製備以聚合物塗覆之Al基材
4.8公斤之具有75.68%固體含量之來自Silberline Mfg. Co,Inc之SSP-695，一種雙凸透鏡狀鋁色料係與11.64公斤之二醇醚PM乙酸酯一起添加至一20公升之反應器燒瓶。混合物攪拌至均勻，然後，加熱至80℃。然後，添加16毫升之ATRP起始劑3-(三甲基矽烷基丙基)-2-溴-2-甲基丙酸酯。反應於80℃進行六小時，然後，漿料冷卻至室溫，且固體藉由過濾分離。最終產物具有64.56重量%之固體含量。
30.8克之具經固定之起始劑之如上產物分散於在一500毫升反應燒瓶內之310毫升之二醇醚PM乙酸酯。於適度攪拌下，對此添加80毫升之N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)。將燒瓶密封，且高純度之氮氣於燒瓶底部注入以惰化此系統。30分鐘後，添加0.423克之CuBr，氮氣引入管線升至高於液面，且速度增至750-800 RPM。溫度於一小時期間緩慢升至60℃，維持攪拌及氮氣流動。
於一不同之燒瓶，五甲基二乙撐基三胺(PMDETA)以氮氣脫氣30分鐘。如上之一小時混合結束時，0.62毫升之PMDETA使用一以氮氣況洗之注射器轉移至反應燒瓶以起始聚合化反應。
反應進行五小時，溫度維持於60℃。反應結束時，將容器打開通氣，且添加約150克之PM乙酸酯以快速降低溫度，使反應淬息。固體藉由離心作用與漿料分離，然後，再次懸浮於PM乙酸酯，且再次離心處理以洗掉剩餘反應物。產物分散於N-甲基吡咯啶酮(NMP)，且再次離心處理以替換溶劑。完成產物之固體含量被測得為46.02重量%。與鋁薄片結合之聚合物之量藉由TGA測定係固體重量之9.54%。
實施例2-製備綠色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之酞花青色料綠色7之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PG7分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之綠色，而固體沈降物係亮深綠色。
實施例3-製備藍色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之酞花青色料藍色15:4之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PB15:4分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之藍色，而固體沈降物係亮深藍色。
實施例4-製備紅色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之喹吖酮色料紅色122之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PR122分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之紅色，而固體沈降物係亮深紅色。
實施例5-製備紅色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之苝色料紅色179之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PR179分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之紅色，而固體沈降物係亮深紅色。
實施例6-製備黃色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之異吲酮色料黃色110之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PY110分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之黃色，而固體沈降物係亮深黃色。
實施例7-製備黃色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之異吲酮色料黃色139之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PY139分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之黃色，而固體沈降物係亮深黃色。
實施例8-製備紫色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之喹吖酮色料紫色19之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PV19分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之紫色，而固體沈降物係亮深紫色。
實施例9-製備紅色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之喹吖酮色料紅色122之固體分散液(分散於聚丙烯酸酯聚合物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PR122分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加4.0克之於NMP內之4%之溴丙烯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之紅色，而固體沈降物係亮深紅色。
實施例10-製備藍色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之酞花青色料藍色15:4之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PG7分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加5.2克之於NMP內之4%之溴甲苯溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之綠色，而固體沈降物係亮深綠色。
實施例11-製備藍色Al有色系統
4.35克之來自實施例1之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.40克之酞花青色料藍色15:4之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PG7分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加5.5克之於NMP內之4%之溴己烷溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之綠色，而固體沈降物係亮深綠色。
美學評估
實施例2至11之每一色料以NMP稀釋至20毫升總體積，且再次分散產生具有10重量%之以聚合物塗覆之鋁薄片之無樹脂之漆料。此等漆料係用以#14線纏繞之桿材繪於不透明圖表上，且於60℃短暫烘烤以閃蒸掉殘餘溶劑。
為了比較，得自Showa之四個上市之有色鋁色料，D554RE紅色、DE529YE黃色、D551BL藍色，及D507GR綠色，被評估。因為此等產品不能產生無樹脂之漆料，其等係以重量%之固體分散於一市面上之汽車整修漆料系統內，然後，用以#14線纏繞之桿材繪於不透明圖表上，且於60℃短暫烘烤以閃蒸掉殘餘溶劑。第3圖顯示Showa之FriendColor之墨水及實施例2之無樹脂之墨水(酞花青色料綠色7及以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695)之墨滴之美學比較。
無樹脂之墨水之墨滴顯示強烈金屬光澤。如上墨滴之比色係使用一X-Rite MA68測角分光光度計評估。如下之第1表顯示實施例2-11及市面上可獲得之有色鋁產品於五個角度之比色比較。由第1表清楚地，實施例2至11之色料具有比市面上可獲得之產品更亮、更平滑之著色。
色料附接
為測量色料與鋁薄片之附接強度，實施例2之綠色鋁色料及市面上之綠色鋁色料Showa D507GR被測試色料滲出。用以提供0.3000克之固體材料之足夠之每一產物被稱重，且15.0毫升之甲基乙基酮(MEK)添加至每一者。色料充份分散於MEK，且形成之漿料轉移至測試管，未受干擾地降澱隔夜。次日，實施例2之上層液係透明且僅具有極微量之綠色，而Showa D507GR之上層液係深綠色且接近不透明。此二上層液於540 nm波長之吸光率使用一Spec 20分光光度計測量。如下所示之結果清楚地指示本發明之產物係比市面上可獲得之色料具有較少之自鋁薄片萃取出之色料。第1圖顯示沈降測試之結果。
於MEK上層液內之綠色色料之濃度
實施例1　46.4 ppm
Showa D507GR　917.3 ppm
彩色色料與鋁薄片間之強烈黏著係藉由瞄掃式電子顯微術進一步確認。如第2圖所示，Al薄片之表面於多次溶劑清洗後係以彩色色料均勻塗覆。
實施例12-藉由ATRP製備以聚合物塗覆之Al基材
4.8公斤之具有75.68%固體含量之SSP-695，Silberline Mfg. Co,Inc之雙凸透鏡狀鋁色料，係與11.64公斤之二醇醚PM乙酸酯一起添加至一20公升之反應器燒瓶。混合物攪拌至均勻為止，然後，加熱至80℃。然後，添加16毫升之ATRP起始劑3-(三甲基矽烷基丙基)-2-溴-2-甲基丙酸酯。反應於80℃進行六小時，然後，漿料冷卻至室溫，且固體藉由過濾分離。最終產物具有55.75重量%之固體含量。
1291.5克之具經固定之起始劑之如上產物分散於在一20公升反應燒瓶內之9675毫升之二醇醚PM乙酸酯。於適度攪拌下，對此添加4320毫升之N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)。將燒瓶密封，且高純度之氮氣於燒瓶底部注入以惰化此系統。30分鐘後，添加15.23克之CuBr，且速度增至550-600 RPM。溫度於一小時期間緩慢升至60℃，維持攪拌及氮氣流動。
於一不同之燒瓶，五甲基二乙撐基三胺(PMDETA)以氮氣脫氣30分鐘。如上之一小時混合結束時，22.5毫升之PMDETA使用一以氮氣況洗之注射器轉移至反應燒瓶以起始聚合化反應。
反應進行五小時，溫度維持於60℃。反應結束時，漿料冷卻至100℉以停止反應。固體藉由離心作用與漿料分離，然後，再次懸浮於N-甲基吡咯啶酮(NMP)，且再次離心處理以洗掉剩餘反應物。產物再次分散於NMP，及離心處理。完成產物之固體含量被測得為40.74重量%。與鋁薄片結合之聚合物之量藉由TGA測定係固體重量之17.68%。
實施例13-製備綠色Al有色系統
3.44克之來自實施例12之以聚合物塗覆之鋁色料分散於在一40毫升玻璃瓶內之15.0克之NMP內。個別地，0.90克之酞花青色料綠色7之固體分散液(分散於聚氯乙烯/聚乙酸乙烯酯共聚物之40重量%之色料)分散於5.0克之NMP。PG7分散液添加至鋁色料分散液，然後，添加7.45克之於NMP內之4%之溴己烷溶液。混合物於室溫攪拌15分鐘，然後，溫度於約30分鐘期間升至90℃。混合物於90℃另外攪拌15分鐘，然後，冷卻至室溫。固體藉由離心作用分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液僅極淡之綠色，而固體沈降物係亮深綠色。
比較例1
重複實施例13之方法，但未添加溴己烷。固體藉由離心處理分離，然後，再次分散於NMP內兩次，且再次離心處理。每一離心處理之上層液係深不透明之綠色，而固體沈降物係極淡之綠色。
美學評估
實施例13及比較例1之色料以NMP稀釋至17.5毫升之總體積，且再次分散產生具有10重量$之以聚合物塗覆之鋁薄片之無樹脂之漆料。此等漆料用一以#14線纏繞之桿材繪於不透明之圖表上，且於60℃短暫烘烤以閃蒸掉殘餘溶劑。如上墨滴之比色係使用一X-Rite MA68測角分光光度計評估。如下之第2表顯示實施例13及比較例1於五個角度之比色比較。如第2表清楚地，實施例13之色料具有比比較例1更強之色度。
色料附接
為測量色料之附接強度，實施例13及比較例之第一離心處理之上層液被定量收集，且如上所述般測試吸光率。由計算之絕色色料濃度及已知體積，上層液內之綠色色料之總量被決定，且色料與鋁薄片之附著係以添加至反應玻璃瓶之綠色色料量之百分率計算，且結果係如下：
綠色色料之附著%
實施例13　99.80%
比較例　26.70%
實施例14-實施例1之以聚合物塗覆之Al基材之無樹脂之漆料
實施例之以聚合物塗覆之鋁基材之無樹脂之漆料係藉由以PN乙酸酯稀釋濕糊料而製備。最終之漆料具有10.1%之色料重量濃度。漆料係虹吸噴灑於聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)及丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)之塑料板上。經噴灑之板於爐內進一步乾燥。
面向
1.　一種有色系統，包含：多數個彩色色料；以及多數個經塗覆之基材，此等經塗覆之基材之每一者包括具有一表面之一基材，及圍繞此基材表面之一聚合物塗覆物，此聚合物塗覆物包括與基材表面附接之聚合物鏈，其中，彩色色料係與經塗覆之基材黏著。
2.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色色料係與經塗覆之基材黏著，使得於沈降測試後之吸光率分析下，與經塗覆之基材黏著之有色色料之量係大於有色色料之原始量之90%。
3.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物鏈之密度係於從0.001至2個鏈/nm2之範圍。
4.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物鏈於結構係實質上均一。
5.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物塗覆物包括至少一使彩色色料與聚合物塗覆物黏著之官能基團。
6.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物塗覆物之官能基團含有一離子性電荷。
7.　如此等面向任一者之有色系統，其中，此至少一官能基團包括四級胺。
8.　如此等面向任一者之有色系統，其中，基材包括鋁。
9.　如此等面向任一者之有色系統，進一步包含一溶劑。
10.　如此等面向任一者之有色系統，其中，溶劑係選自水、低級醇類、醚類、酯類、酮類、二醇醚類、吡咯啶酮類、亞碸類，及/或其等之混合物所構成之族群。
11.　如此等面向任一者之有色系統，其中，除與基材表面附接者外，有色系統不包括任何另外之分散劑及/或樹脂。
12.　如此等面向任一者之有色系統，其中，此系統係一有色金屬墨水或漆料系統。
13.　如此等面向任一者之有色系統，其中，彩色色料係選自由酞花青色料綠色7、酞花青色料藍色15:4、喹吖酮色料紅色122、苝色料紅色179、異吲酮色料黃色110、異吲酮色料黃色139、喹吖酮色料紫色19及喹吖酮色料紅色122所構成族群之至少一者。
14.　如此等面向任一者之有色系統，其中，每一彩色色料之尺寸係從1 nm至200 nm。
15.　如此等面向任一者之有色系統，其中，每一彩色色料之尺寸係從1 nm至100 nm。
16.　如此等面向任一者之有色系統，其中，基材之尺寸係從100 nm至1微米。
17.　如此等面向任一者之有色系統，其中，基材之尺寸係從500 nm至100 nm。
18.　如此等面向任一者之有色系統，其中，基材之尺寸係從1微米至50微米。
19.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物鏈包含以一反應性四級化劑四級化之三級胺基團。
20.　如此等面向任一者之有色系統，其中，含有三級胺基團之聚合物鏈係選自由2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基乙基丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基丙烯酸酯、3-(二甲基胺基)丙基丙烯酸酯、2-(二乙基胺基)乙基苯乙烯、N,N-二甲基胺基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺、3-二甲基胺基新戊基丙烯酸酯、3-二甲基胺基新戊基甲基丙烯酸酯，及2-二異丙基胺基乙基甲基丙烯酸酯之均聚物或共聚物所構成之族群。
21.　如此等面向任一者之有色系統，其中，四級胺係一陽離子性胺鹽，其中，氮原子具有四個與其鍵結之基團，因而載荷一正電荷。
22.　如此等面向任一者之有色系統，其中，四級化劑可選自由烷基鹵化物及芳基烷基鹵化物所構成之族群。
23.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色系統包括10至70重量%之經塗覆之基材。
24.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色系統包括2至25重量%之彩色色料。
25.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色系統包括25至85重量%之溶劑。
26.　如此等面向任一者之有色系統，其中，經塗覆之基材之每一者係藉由將基材之每一者之表面改質，使得起始劑係固定於基材之每一者之表面而獲得。
27.　如此等面向任一者之有色系統，其中，經固定之起始劑含有一表面活性基團、一間隔物，及一起始劑部份。
28.　如此等面向任一者之有色系統，其中，表面活性基團係選自單-、二-，及三-烷氧基矽烷類、單-、二-及三-氯矽烷類、羧酸、有機磷化合物，及與金屬、金屬氧化物或矽石表面具強烈親和性之其它化學基團。
29.　如此等面向任一者之有色系統，其中，起始劑部份係選自一鹵素原子、烷氧基胺、二硫基酯、二硫基胺甲酸酯、三硫基胺甲酸酯、黃原酸酯有機過氧化物，及偶氮化合物。
30.　如此等面向任一者之有色系統，其中，每一基材係經由矽石或金屬氧化物封裝而官能化。
31.　如此等面向任一者之有色系統，其中，每一經塗覆之基材之一塗覆物厚度係實質上均勻，使得當塗覆物厚度之平均及標準偏差自x20,000與x100,000間之放大倍率之多於10個不同的經塗覆之基材之穿透式電子顯微相片計算時，基材上之塗覆物厚度之標準偏差之變化係少於平均塗覆物厚度之15%，其中，刻度尺係100 nm。
32.　如此等面向任一者之有色系統，其中，每一經塗覆之基材之塗覆物厚度範圍係從數奈米至多於100 nm。
33.　如此等面向任一者之有色系統，其中，進一步包含一小分子反應物。
34.　如此等面向任一者之有色系統，其中，小分子反應物係選自烷基溴化物及烷基芳基溴化物，及併納諸如羥基之極性基團之烷基溴化物及烷基芳基溴化物，選擇性之與含有聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)(PDMAEMA)之塗覆物使用之烷基溴化物及烷基芳基溴化物。
35.　如此等面向任一者之有色系統，其中，彩色色料與經塗覆之基材黏著，使得一上層液內之彩色色料之濃度於沈降測試下係少於100 ppm，其中，0.300克之有色系統之固體係分散於15毫升之N-甲基吡咯啶酮(NMP)且基材係藉由沈降而沈澱。
36.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色系統不含有醇酸、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚矽氧、酚醛、尿素、三聚氰胺、環氧、聚胺甲酸酯、聚烯烴、聚乙烯及聚烯系樹脂。
37.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色系統具有1至10間之色料對結合劑之比率。
38.　一種製造如此等面向中任一者之有色系統之方法，包含：將經塗覆之基材之分散液與彩色色料之分散液混合。
39.　如申請專利範圍第38項之方法，進一步包含添加一小分子反應物而使包含於經塗覆之基材之聚合物塗覆物內之三級胺基團四級化。
40.　一種物件，包含：一塗覆物，其包含此等面向之任一者之有色系統。
41.　如此等面向任一者之有色系統，其中，聚合物鏈係與基材表面共價鍵結。
42.　如此等面向任一者之有色系統，其中，有色色料與經塗覆之基材黏著，使得於沈降測試後之吸光率分析下，與經塗覆之基材黏著之有色色料之量係大於有色色料之原始量之90%，其中，有色系統係分散於一或多種溶劑且經塗覆之基材係藉由沈降而沈澱。
雖然所揭露之有色系統及方法已結合較佳實施例作說明，但對熟習此項技藝者明顯地係所揭露之有色系統及方法之其它目的及改善可於本揭露內容之權限及範圍內為之。
以其各種面向及揭露型式之揭露內容係極適於達到其它之所述目的及優點。所揭露之細節不被作為申請專利範圍之限制。
第1圖例示含有a)以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695；及b)原始Silberline Sparkle Silver Premium 695之漆料之沈降測試結果。於(a)及(b)，分散液之剩餘組份係N-甲基吡咯啶酮及酞花青色料綠7。
第2圖係與含有酞花青色料綠7及以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695之漆料分離之以彩色色料塗覆之鋁片材之掃瞄電子顯微術影像。
第3圖顯示Showa之FriendColor之墨水及酞花青色料綠7及以聚(N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)封裝之Silberline Sparkle Silver Premium 695之無樹脂之墨水之墨滴之美學比較。無樹脂之墨水之墨滴顯示強烈金屬光澤。

Claims (10)

  1. 一種有色系統，包含：多數個彩色色料；以及多數個經塗覆之基材，該等經塗覆之基材之每一者包括具有一表面之一基材，及圍繞該基材之該表面之一聚合物塗覆物，該聚合物塗覆物包括聚合物鏈，該等聚合物鏈的密度係於從0.001至2個鏈/nm2之範圍，其中，該等聚合物鏈之每一者係藉由經由與該基材之該表面共價鍵結之起始劑部分自該基材之該表面聚合單體而獲得，使得該等聚合物鏈共價鍵結至該基材之該表面，該等聚合物鏈並未互相交聯使得該等鏈之每一者具有可撓性，該等聚合物鏈之每一者的該等單體之至少一者具有至少一可以黏著至該等彩色色料的官能基團，該等彩色色料經由該至少一官能基團黏著至該等經塗覆之基材，使得於一沈降測試下，與該等經塗覆之基材黏著之該等彩色色料之量係大於該等彩色色料之原始量之90%，其中該沈降測試包括將有色系統分散於一或多種溶劑及藉由沈降作用使基材沉澱，在該等經塗覆之基材之每一者中的塗覆物厚度可變化少於平均塗覆物厚度之15%。
  2. 如申請專利範圍第1項之有色系統，其中，該基材包括鋁。
  3. 如申請專利範圍第1項之有色系統，進一步包含一溶劑。
  4. 如申請專利範圍第3項之有色系統，其中，該溶劑係選自由水、低級醇類、醚類、酯類、酮類、二醇醚類、吡咯啶酮類、亞碸類，及/或其等之混合物所構成之族群。
  5. 如申請專利範圍第1項之有色系統，其中，除與該基材之該表面附接者外，該有色系統不包括任何另外之分散劑及/或樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項之有色系統，其中，該系統係一有色金屬墨水或漆料系統。
  7. 一種製造如申請專利範圍第1項之有色系統之方法，包含：將該等經塗覆之基材之一分散液與該等彩色色料之一分散液混合。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中，進一步包含添加一小分子反應物而使包含於該經塗覆之基材之該聚合物塗覆物內之三級胺基團四級化。
  9. 一種物件，包含：一塗覆物，其包含如申請專利範圍第1項之有色系統。
  10. 如申請專利範圍第1項之有色系統，其中該至少一官能基團係四級胺且該四級胺係藉由結合一小分子反應物至一三級胺基團而產生。
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