專利名稱：：用于標(biāo)記玻璃和陶瓷表面的油墨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于標(biāo)記玻璃和陶瓷表面的油墨組合物。更具體地，本發(fā)明涉及用于打印油墨材料(stamppadinkmaterial)的組合物，該組合物可用于在玻璃或陶瓷表面上作標(biāo)記。
背景技術(shù)：
：標(biāo)記，例如制造商的名稱和標(biāo)識(shí)、產(chǎn)品的商標(biāo)名或性能數(shù)據(jù)，通常標(biāo)明在產(chǎn)品上。具有玻璃或陶瓷表面的產(chǎn)品在其表面上顯示標(biāo)記。所述產(chǎn)品例如為光源的泡殼。另外，標(biāo)簽、裝飾和標(biāo)記還可應(yīng)用于日用玻璃和陶t:物品以及實(shí)驗(yàn)室器具的表面。標(biāo)記、標(biāo)簽和裝飾可使用油墨材料制造，將所述油墨材料壓印在玻璃和陶瓷表面上，然后燒烙在所述表面上，以使標(biāo)記能夠耐久。已知一些油墨材料組合物適于壓印和燒烙在燈泡等等上。然而，不期望的是，所述已知材料含有鉛。如在歐洲議會(huì)和歐盟理事會(huì)2002/95/EC號(hào)指令中所聲明的，自2006年7月1日起，在歐洲市場(chǎng)上，含鉛制劑不能夠再用于標(biāo)記光源的玻璃部件。該指令嚴(yán)格限制不同組合物、半成品和成品中的鉛含量。鑒于該限制對(duì)制造商和經(jīng)銷商而言均是強(qiáng)制性的，在上述日期之后將不能夠制造或出售含鉛產(chǎn)品。美國(guó)專利No.1,538,890披露了一種用于玻璃的油墨組合物。該油墨組合物包括約70重量％氧化^1艮和約30重量％硼酸鉛的均質(zhì)混合物，該均勻混合物按照65重量％的比例與35重量％的甘油混合。該油墨組合物由于其硼酸鉛內(nèi)含物而不滿足無(wú)鉛組合物的要求，并因而對(duì)環(huán)境有害。美國(guó)專利No.2,254,865涉及油墨，更具體地，涉及可應(yīng)用于玻璃或其它光滑材料的表面以在其上形成拼合文字、商標(biāo)或其它標(biāo)識(shí)的油墨。該專利油墨組合物包含約73.7重量％甘油。大量載色劑材料(vehiclematerial)是不利的。因而，特別需要滿足上述指令要求并仍具有良好的壓印、燒烙和壽命特性的油墨組合物。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的示范性實(shí)施方案中，提供用于標(biāo)記玻璃和陶瓷表面并在高溫下燒烙在所述表面上的油墨組合物。該油墨組合物包括以下組分35-55重量％顏料，15-30重量％無(wú)鉛釉料，20-45重量％載色劑材料，所述組分總共構(gòu)成100重量％。標(biāo)記可在高溫下借助熱效應(yīng)例如直氣焰燒烙在表面上。其優(yōu)勢(shì)在于普通的制燈生產(chǎn)線不需要因?yàn)槭褂眠@種油墨而進(jìn)行改變。此外，這種油墨組合物不僅可在照明工業(yè)中用于標(biāo)記玻璃泡殼，還可用于標(biāo)記玻璃和陶資產(chǎn)品表面上的裝飾涂層和裝飾物。另外，所述油墨不含鉛或歐洲明令限制的任何其它組分如鎘、汞或六價(jià)4各。具體實(shí)施例方式所述油墨組合物涉及壓印材料，該壓印材料在制造期間，甚至在其后續(xù)制品使用壽命期間適宜使用并且耐用。即使在制品使用壽命的最后，也必須保持著色特征。同時(shí)，該油墨的組分需要滿足無(wú)鉛組合物的要求。能夠滿足前述要求的普通油墨包括作為著色材料的顏料、作為粘結(jié)材料的釉料和載色劑材料。在該油墨組合物的示范性實(shí)施方案中，所述組分的含量如下35-55重量％顏料，15-30重量％無(wú)鉛釉泮牛，20-45重量％載色劑材料，其中所述三種組分總共構(gòu)成100重量％。在另一種實(shí)施方案中，所述組分的含量如下42-52重量％顏料，15-28重量％無(wú)鉛釉料，25-40重量％載色劑材料。在另一種實(shí)施方案中，所述組分的含量如下40-45重量％顏料，17-25重量°/。無(wú)鉛釉料，29-38重量％載色劑材料。粘結(jié)材料可為具有低熔點(diǎn)的玻璃釉料。粘結(jié)材料的熱膨脹系數(shù)必須與軟玻璃泡殼的熱膨脹系數(shù)相配，同樣必須與硼硅玻璃泡殼的熱膨脹系數(shù)相配。就標(biāo)記泡殼時(shí)產(chǎn)生的熱量不得造成任何泡殼變形而言，燒烙溫度(buming-intemperature)范圍的最大值必須遠(yuǎn)離泡殼玻璃材料的軟化點(diǎn)。有機(jī)或無(wú)機(jī)載色劑材料在液態(tài)或氣態(tài)下必須是無(wú)毒的，并且必須適合制備均勻且不含塊體的漿料。在漿料的制造和儲(chǔ)存期間，有機(jī)或無(wú)機(jī)載色機(jī)或無(wú)機(jī)載色劑材料不得破壞漿料所施涂的結(jié)構(gòu)單元。在橡膠印章的情況下，有機(jī)或無(wú)機(jī)載色劑材料不得破壞印章基體(stampmat)材料。此外，載色劑材料必須在燒烙標(biāo)記的同時(shí)完全蒸發(fā)和燃燒。如果基質(zhì)為水，則需要其它添加劑適于上述要求。滿足上述要求的載色劑材料可為選自下列中的至少一種有機(jī)液體，水，$力口劑。載色劑材料可優(yōu)選為選自下列中一種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。有機(jī)液體可為選自下列中的至少一種甘油,蓖麻油，菜籽油，合成油，礦物油。添加劑可為選自下列中的至少一種表面活性物質(zhì)，助熔劑(flux),消泡劑。顏料可選自無(wú)機(jī)氧化物和加熱時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔锏慕饘僦械闹辽僖环N。所述金屬是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。無(wú)機(jī)氧化物可為選自下列中的至少一種氧化銀，二氧化鈦，一氧化錳，氧化鐵，氧化銅。顏料包括以下組分50-90重量％氧化4艮，10-20重量％氧化鐵，10-20重量％二氧化鈥；或者75-85重量％氧化4艮，10-15重量％氧化鐵，10-15重量％二氧化鈥。在所述兩種情況下，顏料組分總共構(gòu)成100重量％。優(yōu)選使用不含鉛、鎘和4各的釉料。熱膨脹系數(shù)為86xlO:90xlO々K",燒烙溫度范圍為440-510°C。熱膨脹系數(shù)值與軟玻璃泡殼的熱膨脹系數(shù)完全相配，并且還適宜于硼硅玻璃。就標(biāo)記泡殼時(shí)產(chǎn)生的熱量不得造成任何泡殼變形而言，最高燒烙溫度必須遠(yuǎn)離泡殼玻璃材料的軟化點(diǎn)。適于標(biāo)記光源的一種油墨組合物由具有下述濃度范圍的上述材料構(gòu)成35-45重量％氧化銀，15-25重量％無(wú)鉛釉料，30-40重量％甘油，其中所述組分總共構(gòu)成100重量％。如下所述，在實(shí)驗(yàn)室中制備了實(shí)驗(yàn)用壓印油墨漿料。實(shí)施例1該實(shí)施例為黑色標(biāo)記油墨漿料。原料為-經(jīng)沉淀、沖洗、過(guò)篩和干燥的氧化銀粉末，-EG2998型無(wú)鉛玻璃釉料，-甘油。EG2998型無(wú)鉛玻璃釉料可購(gòu)自FerroCorporation(Cleveland,Ohio,US)。在混合缽中混合140g氧化銀、60gEG2998釉料和至多100cmS甘油。根據(jù)所需的油墨漿料稠度改變甘油的量?；旌侠徏此^的具有瓷制搗桿的研缽。在混合缽中混合原料直至形成漿狀物質(zhì)?；旌纤璧臅r(shí)間為約10分鐘。混合操作之后，將所得漿狀物質(zhì)放置在混合缽中，同時(shí)使裝有所述漿狀物質(zhì)的缽避光。約一天之后攪拌所述漿狀物質(zhì)，連續(xù)五天重復(fù)該操作。實(shí)施例2該實(shí)施例同樣涉及黑色標(biāo)記油墨漿料。采用EG2934型無(wú)鉛玻璃釉料。該釉料的二氧化硅含量略高，也可購(gòu)自FerroCorporation,Cleveland,Ohio,US.。其它原料及其量與實(shí)施例1相同?；旌喜襟E也基本一致。實(shí)施例3該實(shí)施例涉及彩色標(biāo)記油墨漿料。原料為-SicocerACobaltBlue558型無(wú)鉛裝飾顏料，可購(gòu)自BASFAG,Germany;-EG2934型無(wú)鉛玻璃釉料；-甘油。〉'昆合比例i口下SicocerACobaltBlue55870gEG2934釉料45g甘油根據(jù)所需稠度至多為60cm3。混合時(shí)間為約20分鐘；其它操作步驟分別與實(shí)施例1和2基本一致。實(shí)施例4該實(shí)施例為黑色標(biāo)記油墨漿料，但為水基。原料為-經(jīng)沉淀、沖洗、過(guò)篩和干燥的氧化銀粉末；-EG2934型無(wú)鉛玻璃釉料；畫液體混合物，包括91.5wt%去離子水、8wt%DowChemicalCompany(US)生產(chǎn)的PolyoxResinWSRN3000型聚環(huán)氧乙烷、0.01wt%WackerChemieGmbH(Germany)生產(chǎn)的ADDID800型消泡劑、0.4wt%AveciaNeoresins(Thailand)生產(chǎn)的Haloflex202-SEmulsion型表面活性劑。在混合缽中混合40g氧化銀、14gEG2934釉料和至多30cm3上述液體混合物。液體混合物的量根據(jù)所需的油墨漿料稠度而改變?；旌蠒r(shí)間為約10分鐘。其它工藝步驟分別與實(shí)施例1、2和3基本一致。以下表1示出了實(shí)驗(yàn)制備的具有不同組成的壓印油墨漿料。組分為經(jīng)沉淀、沖洗、干燥和過(guò)篩的氧化銀，EG2998型無(wú)鉛玻璃釉料，甘油。所述組分的量以重量百分比表示。EG2998釉料購(gòu)自FerroCorporation(Cleveland,Ohio,US)。顯然，該實(shí)施例和前述實(shí)施例僅僅是示例性的，而不限制本發(fā)明的范圍。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種油墨組合物，其用于標(biāo)記玻璃和陶瓷表面并在高溫下燒烙在所述表面上，所述油墨組合物包括以下組分35-55重量％顏料，15-30重量％無(wú)鉛釉料，20-45重量％載色劑材料，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。2.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述燒烙溫度為440-5l(TC。3.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述組合物包括以下組分42-52重量％顏料，15-28重量％無(wú)鉛釉料，25-40重量n/。載色劑材^K并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。4.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述組合物包括以下組分40-45重量％顏料，17-25重量％無(wú)鉛釉料，29-38重量％載色劑材料，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。5.權(quán)利要求1的油墨組合物，其中所述顏料為選自下列中的至少一種無(wú)才幾氧化物，加熱時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔锏慕饘佟?.權(quán)利要求5的油墨組合物，其中所述無(wú)機(jī)氧化物為選自下列中的至少一種氧化銀，二氧化鈦，一氧化錳，氧化鐵，氧化銅。7.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述載色劑材料為選自下列中的至少一種有機(jī)液體，水，添力口劑。8.權(quán)利要求7的油墨組合物，其中所述有機(jī)液體為選自下列中的至少一種甘油，荒麻油，菜籽油,合成油，礦物油。9.權(quán)利要求7的油墨組合物，其中所述添加劑為選自下列中的至少一種表面活性物質(zhì)，助熔劑，消泡劑。10.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述顏料包括以下組分50-90重量％氧化4艮，10-20重量％氧化鐵，10-20重量％二氧化鈥，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。11.權(quán)利要求IO的油墨組合物，其中所述顏料包括以下組分75-85重量％氧化4艮，10-15重量％氧化鐵，10-15重量％二氧化鈥，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。12.權(quán)利要求1的油墨組合物，其中所述載色劑材料為選自下列中的至少一種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。13.權(quán)利要求l的油墨組合物，其中所述組合物包括以下組分35-45重量氧化4艮，15-25重量％無(wú)鉛釉料，30-40重量％甘油，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。14.權(quán)利要求1的油墨組合物，其中在玻璃和陶瓷表面暴露于火焰所形成的高溫下，所述組合物能夠燒烙在所述表面上。15.權(quán)利要求1的油墨組合物，其中所述組合物為具有漿狀稠度的物質(zhì)。全文摘要本發(fā)明提供一種油墨組合物，該油墨組合物用于標(biāo)記玻璃和陶瓷表面并在高溫下燒烙在所述表面上，該組合物包括以下組分35-55重量％顏料、15-30重量％無(wú)鉛釉料、20-45重量％載色劑材料，并且所述組分總共構(gòu)成100重量％。文檔編號(hào)C09D11/06GK101351344SQ200680050143公開日2009年1月21日申請(qǐng)日期2006年10月17日優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日發(fā)明者佐爾坦·皮爾特,弗倫克·杜達(dá)斯,拉茲洛·巴拉茨申請(qǐng)人:通用電氣公司