由硬表面基底例如陶器、陶瓷或玻璃制成的飲用或進(jìn)食用容器通常是裝飾的,例如具有裝飾性圖案或具有諸如攝影圖像的圖像。已知的裝飾方法包括絲網(wǎng)印刷,直接至基底或通過(guò)移畫印花。由于這些裝飾方法需要大批量以便使生產(chǎn)準(zhǔn)備成本合算,因而已經(jīng)發(fā)展了可容納小批量和基底個(gè)性化的可選方法。一種這類方法為升華(sublimation),其需要基底表面上的聚合物涂層以便允許圖像顏料遷移進(jìn)入。由該方法獲得的裝飾產(chǎn)品對(duì)于機(jī)械磨損具有相對(duì)良好的抗性。另一種這類方法為干燥調(diào)色劑圖像的熱轉(zhuǎn)移。該方法也需要基底表面上的聚合物涂層,然而其所得到的裝飾產(chǎn)品對(duì)機(jī)械磨損的抗性相對(duì)較差。
因此需要一種對(duì)于干燥調(diào)色劑圖像應(yīng)用的方法,其提高基底/產(chǎn)品上的裝飾的機(jī)械磨損抗性和整體耐久性。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求,本發(fā)明通過(guò)提供具有裝飾層的飲用或進(jìn)食用容器,和用于生產(chǎn)所述容器的方法解決了上述問(wèn)題。
在一個(gè)方面,本發(fā)明提供了飲用或進(jìn)食用容器,包括限定接收液體或固體食物體積的內(nèi)表面和支撐聚合物涂層和裝飾層的外表面,
其中聚合物涂層包括通過(guò)在飲用或進(jìn)食用容器的外表面上固化涂料混合物形成的聚合物,所述涂料混合物包括消光劑,
其中所述聚合物涂層具有與飲用或進(jìn)食用容器相接觸的內(nèi)表面和與裝飾層相接觸的外表面,和
其中所述裝飾層包括應(yīng)用于聚合物涂層外表面的干燥調(diào)色劑圖像。
術(shù)語(yǔ)“飲用或進(jìn)食用容器”包括容器諸如杯子、馬克杯、碗和盤。術(shù)語(yǔ)“飲用或進(jìn)食用容器”還包括食物產(chǎn)品可從中直接消費(fèi)的儲(chǔ)存容器類型(例如瓶子和罐)。
飲用或進(jìn)食用容器可由本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)材料制成,并可具有本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)形狀和設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施方案中,該容器為陶瓷容器。通過(guò)示例的方式,該容器可由骨質(zhì)瓷、瓷器、陶瓷或粗陶瓷制成。在一個(gè)實(shí)施方案中,該容器為玻璃容器。該飲用或進(jìn)食用容器還可由金屬制成,例如鋼(如不銹鋼)或鋁。
容器具有內(nèi)表面和外表面。內(nèi)表面在容器的內(nèi)部(在正常使用過(guò)程中),即在其中接收或保持液體或固體食物,或在其上支撐所述食物的部分。在應(yīng)用本發(fā)明的任何涂層方法之前,外表面在容器的外部(在正常使用過(guò)程中)。外表面包括容器主體提供的外表面,并可包括其任何附加物(例如手柄)的外表面。
本發(fā)明的容器具有聚合物涂層。涂層為應(yīng)用至容器表面上的材料層。聚合物涂層可應(yīng)用至容器的外表面,或至容器的內(nèi)表面,或容器的外表面和內(nèi)表面兩者。
可以以任何適當(dāng)和合適的方式應(yīng)用聚合物涂層,例如通過(guò)噴涂或通過(guò)浸漬涂布。適當(dāng)?shù)膰娡糠椒òǜ呷萘康蛪海℉VLP)噴霧應(yīng)用。
聚合物涂層可以是清晰的(clear)、無(wú)色的、透明的或半透明的涂層??蛇x地,涂層可以是有色的涂層,例如以公司的企業(yè)顏色生產(chǎn)有色容器。
可在低于600℃的固化溫度,例如低于400℃或低于300℃,將容器的聚合物涂層固化至飲用容器的外表面(和/或內(nèi)表面)。適當(dāng)?shù)木酆衔锸羌夹g(shù)人員所公知的。
在一個(gè)實(shí)施方案中,涂層是通過(guò)在180-240℃溫度固化生產(chǎn)的涂層。
“固化的”和“固化”是指固化的化學(xué)過(guò)程,通過(guò)該過(guò)程,當(dāng)暴露于熱、空氣、紫外輻射、紅外輻射或化學(xué)添加劑時(shí),組合物(通常含有單體或小的聚合物)硬化(例如,由于交聯(lián)的形成)。因此,可通過(guò)固化涂料混合物以形成硬化涂層來(lái)生產(chǎn)該涂層。
因此,在一個(gè)實(shí)施方案中,聚合物涂層是通過(guò)將涂料混合物應(yīng)用于容器,隨后在有助于涂層形成的溫度進(jìn)行涂料混合物固化而生產(chǎn)的。“涂料混合物”包括(或由組成)固化以形成容器上涂層的成分。
在一個(gè)實(shí)施方案中,聚合物涂層包括(或由組成):(i)在低于250℃的固化溫度形成的聚合物,和(ii)消光劑。
聚合物為非玻璃(non-glass)聚合物。
例如,涂層可包括(或由組成):(i)一種或多種:聚氨酯(亮漆或油漆)、環(huán)氧(樹脂)、聚酯、丙烯酸、或其混合物,和(ii)消光劑。環(huán)氧樹脂可以是環(huán)氧化物和聚胺之間反應(yīng)而形成的熱固性共聚物。涂層可以作為例如水基的涂料混合物或溶劑基的涂料混合物而被提供。
在一個(gè)實(shí)施方案中,涂層包括固化的聚氨酯和/或固化的環(huán)氧(樹脂)。例如,涂層可包括(或由組成):(i)聚氨酯,和(ii)消光劑。在一個(gè)實(shí)施方案中,涂層包括(或由組成):(i)環(huán)氧樹脂,和(ii)消光劑。
例如,涂層可包括(或由組成):(i)聚合物嵌段的脂肪族二異氰酸酯環(huán)氧樹脂,或脂肪族(丙烯酸)聚氨酯,和(ii)消光劑。
典型的環(huán)氧(樹脂)組合物可包括(或由組成):
聚異氰酸酯(例如基于脂肪族二異氰酸酯的聚異氰酸酯),例如5-30wt.%;
丙二醇或醚乙酸酯(例如,丙二醇單甲醚乙酸酯),例如10-40wt.%;
二甲苯(CAS號(hào)1330-20-7),例如1-15wt.%;
有機(jī)溶劑(如溶劑石腦油(naptha)),例如1-10wt.%;
環(huán)氧樹脂(例如5-20wt.%)。
在表明wt.%值時(shí),所述組合物組分合計(jì)達(dá)100%。
環(huán)氧(樹脂)組合物的示例包括(或由組成):
基于甲基乙基酮肟嵌段脂肪族二異氰酸酯的聚異氰酸酯≤30wt%;
丙二醇單甲醚乙酸酯(CAS號(hào)108-65-6)≤40wt%;
二甲苯(CAS號(hào)1330-20-7)≤15wt%
芳香100(溶劑石腦油)(CAS號(hào)64742-95-6)≤10wt%;
環(huán)氧樹脂≤20wt%。
在表明wt.%值時(shí),所述組合物組分合計(jì)達(dá)100%。
通過(guò)特定示例的方式,參考DuraGlaze,其為聚合物嵌段脂肪族二異氰酸酯環(huán)氧樹脂。
因此,該涂層可包括(或由組成):(i)DuraGlaze,和(ii)消光劑。
環(huán)氧樹脂涂層的進(jìn)一步示例為Slotogard,其可由英國(guó)伍斯特郡裴肖勒鎮(zhèn)新路Abbey工廠Schloetter有限責(zé)任公司(Schloetter Co Ltd,Abbey Works,New Road,Pershore,Worcs,UK)獲得。
環(huán)氧樹脂涂層的更進(jìn)一步示例包括(或由組成):
乙醇組分(例如2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇),例如5-15wt.%;
有機(jī)溶劑組分(例如二甲苯),例如25-50wt.%;
丁醇組分(例如正丁醇),例如5-15wt.%;
環(huán)氧樹脂(例如數(shù)均分子量≤700),例如>50wt.%。
在表明wt.%值時(shí),所述組合物組分合計(jì)達(dá)100%。
合適的環(huán)氧樹脂涂層示例為Ceraglaze S1475,其可由英國(guó)赫特福德郡沃特福德Neogene LLP(Neogene LLP,Watford,Hertfordshire,United Kingdom)獲得。
通過(guò)示例的方式,環(huán)氧樹脂涂層例如Ceraglaze S1475通常在180-240℃的溫度8-14分鐘內(nèi)固化。
聚氨酯涂層的進(jìn)一步示例為Uraflex和Polysil SCW 700系列,其二者均可由英國(guó)伍斯特郡裴肖勒鎮(zhèn)新路Abbey工廠Schloetter有限責(zé)任公司獲得。
涂層可包括有機(jī)涂層,例如透明的熱干清漆(TSF)。通過(guò)示例的方式,TSF可以是聚氨酯和環(huán)氧樹脂的共混物。
典型的TSF可包括(或由組成):
2-甲氧基-1-甲基乙基乙酸酯(CAS號(hào)108-65-6)5-15%;
乙酸正丁酯(CAS號(hào)123-86-4)5-15%;
二甲苯(CAS號(hào)1330-20-7)25-50%;
乙苯(CAS號(hào)100-41-4)5-15%;
環(huán)氧樹脂(數(shù)均分子量≤700)(CAS號(hào)25068-38-6)1-5%。
在表明wt.%值時(shí),所述組合物組分合計(jì)達(dá)100%。
TSF的市售示例可由英國(guó)赫特福德郡沃特福德Neogene LLP獲得,例如TSF產(chǎn)品代碼S1805。
涂層可包括(或由組成):(i)聚酯,和(ii)消光劑。聚酯涂層的示例為Polysil SCW 800系列,其可由英國(guó)伍斯特郡裴肖勒鎮(zhèn)新路Abbey工廠Schloetter有限責(zé)任公司獲得。
可使用技術(shù)人員公知的其他涂層材料。
聚合物涂層可包括硅石消光劑,但它不是玻璃層。例如,本發(fā)明的聚合物涂層不是通過(guò)上釉得到的,其中上釉指的是在大于650℃(例如1210℃)的溫度加熱涂料混合物。
聚合物涂層可以是當(dāng)清洗(例如通過(guò)手,或在洗碗機(jī)中)被涂層容器時(shí)耐損壞的涂層。這種涂層的示例包括聚氨酯清漆/油漆、環(huán)氧樹脂和聚合物嵌段脂肪族二異氰酸酯環(huán)氧樹脂(例如如上所述的DuraGlaze)。
本發(fā)明的被涂層容器包括裝飾層。裝飾層包括覆蓋容器的所有或部分表面(通常至少部分外表面和/或內(nèi)表面)的裝飾,并可為用戶提供美學(xué)效果。
裝飾層可以是圖案或圖像例如攝影圖像。裝飾層可被著色。因此,通過(guò)示例的方式,裝飾層可包括圖案,文字,標(biāo)識(shí),廣告,或其它設(shè)計(jì)(例如,企業(yè)品牌或商標(biāo)),或其組合。裝飾層可包括一個(gè)圖像或多個(gè)圖像,諸如圖片或攝影圖像。
裝飾層可覆蓋飲用或進(jìn)食用容器的部分表面??蛇x的,裝飾層可包括飲用或進(jìn)食用容器的全部表面。裝飾層可應(yīng)用于飲用或進(jìn)食用容器的外表面,或內(nèi)表面(或二者)。
生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明裝飾層的合適技術(shù)是干燥調(diào)色劑熱轉(zhuǎn)移印花。
在干燥調(diào)色劑熱轉(zhuǎn)移印花中,首先使用激光打印機(jī)將即將形成裝飾層的裝飾印刷到硬表面轉(zhuǎn)印紙上,其使用干燥調(diào)色劑在紙上形成圖像。在慣常施加熱和壓力將調(diào)色劑結(jié)合到紙上之前,干燥調(diào)色劑是作為粉末應(yīng)用到紙上的。隨后,在將印刷紙放置于其上即將形成裝飾層的容器外表面上之前,可將印刷紙切割成期望的尺寸。然后通過(guò)施加熱,例如在120和180攝氏度之間,將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)移到容器的表面;這個(gè)可使用熱壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用熱可軟化調(diào)色劑內(nèi)的聚合物,使得這些聚合物附著在并且化學(xué)鍵合與容器的表面。
上述干燥調(diào)色劑熱轉(zhuǎn)移印花方法中使用的干燥調(diào)色劑可包括聚合物粘合劑組分和著色劑/顏料組分。干燥調(diào)色劑可以任選地包括進(jìn)一步的添加劑。通過(guò)示例的方式,干燥調(diào)色劑可包括約90%聚合物粘合劑,4-8%著色劑/顏料和2-6%添加劑。干燥調(diào)色劑內(nèi)使用的聚合物粘合劑的實(shí)例包括聚酯和苯乙烯/丙烯酸共聚物。
在一個(gè)實(shí)施方案中,干燥調(diào)色劑包括聚酯組分。
用于將干燥調(diào)色劑圖像熱轉(zhuǎn)移至硬面基底的常規(guī)的聚合物涂層具有光澤整理(gloss finish)。如上所述,使用這樣的涂層獲得的裝飾產(chǎn)品對(duì)機(jī)械磨損的抗性相對(duì)較差。然而,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明在聚合物涂層中含有消光劑可提高裝飾層的機(jī)械磨損抗性和整體耐久性。不希望受理論約束,據(jù)信聚合物涂層和打印機(jī)調(diào)色劑之間的附著力得以改善,原因在于聚合物涂層中存在消光劑提供了調(diào)色劑與之結(jié)合的增加的表面積。也被認(rèn)為是調(diào)色劑和聚合物涂層之間化學(xué)鍵合過(guò)程的強(qiáng)度增加。
在一個(gè)實(shí)施方案中,消光劑包括(或由組成)硅石顆粒。例如,消光劑可包括(或由組成)熔凝硅石。
在一個(gè)實(shí)施方案中,消光劑包括(或由組成)具有4-8(例如5-6)μm平均顆粒尺寸的熔凝硅石。
合適的硅石消光劑的示例為 ED 30,其具有5.0-6.0μm的平均顆粒尺寸,pH為6.0-8.5,孔體積為1.8ml/g和10%上蠟表面處理,其可由英國(guó)赫特福德郡沃特福德Neogene LLP獲得。
在一方面,本發(fā)明提供了用于生產(chǎn)具有裝飾層的飲用或進(jìn)食用容器的方法,其中該容器包括限定接收液體或固體食物體積的內(nèi)表面,和支撐聚合物涂層和裝飾層的外表面,所述方法包括以下步驟:
提供含有消光劑的涂料混合物,
將該涂料混合物應(yīng)用于飲用或進(jìn)食用容器的外表面,
固化該涂料混合物以便形成具有內(nèi)表面和外表面的聚合物涂層,所述內(nèi)表面與飲用或進(jìn)食用容器的外表面相接觸,和
將干燥調(diào)色劑圖像應(yīng)用于聚合物涂層的外表面以形成所述裝飾層。
在一個(gè)實(shí)施方案中,涂料混合物在低于250℃的溫度,或在150-300℃范圍內(nèi)(例如180-240℃的范圍內(nèi))的溫度進(jìn)行固化。
涂料混合物可固化持續(xù)1-30分鐘,例如5-25分鐘、5-20分鐘、5-15分鐘或5-10分鐘。
在某些實(shí)施方案中,固化過(guò)程需要熱量。固化過(guò)程所需的熱量可通過(guò),例如紅外輻射(諸如在紅外烤箱內(nèi)),或通過(guò)對(duì)流(諸如在對(duì)流烤箱內(nèi))而被提供??蛇x地,在空氣固化過(guò)程中固化可受到空氣的影響。
在一個(gè)實(shí)施方案中,涂料混合物包括每升涂料混合物含量為1-50g的消光劑,例如含量為5-30g每升,10-20g每升,或者14-16g每升涂料混合物。
涂料混合物可進(jìn)一步包括滑石粉(如10微米滑石粉)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,滑石粉含量對(duì)涂料混合物中存在的消光劑含量之比為0:1至1:1重量比范圍,例如1:3至2:3重量比,或約1:2重量比。例如,涂料混合物可包括滑石粉和熔凝硅石,滑石粉與熔凝硅石的重量比約為1:2。
在一個(gè)進(jìn)一步方面,本發(fā)明提供了由上文所述方法獲得的飲用或進(jìn)食用容器。
本文所述的關(guān)于飲用或進(jìn)食用容器方面的溫度數(shù)值/范圍同樣適用于方法方面的涂層步驟。
本文提及的“液體或固體食物”涵蓋了哺乳動(dòng)物(如人類)可能飲用或食用的任何項(xiàng)目。所述項(xiàng)目可具有任何(包括零)熱值。
本文提及的“限定接收液體或固體食物體積的內(nèi)表面”涵蓋了能夠支撐液體或固體食物項(xiàng)目的任何結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)可包括盤子(plate)或制造的盤狀物品(無(wú)論是平面的或是在垂直截面彎曲),和碗或制造的碗狀物品(無(wú)論是否能夠保存液體)。
本文提及的“支撐”簡(jiǎn)單表示將聚合物涂層應(yīng)用于容器的外(和/或內(nèi))表面。因此,聚合物涂層可直接接觸外(和/或內(nèi))表面和/或可由一種或多種中間層/涂層由此分離。
在一個(gè)實(shí)施方案中,涂層不包括(或由組成):聚氨酯丙烯酸酯,安息香酸乙酯,二甲基乙醇胺,硅石電氣石或硅石納米銀的任一種或多種。
下面將僅僅通過(guò)示例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
實(shí)施例
將熔凝硅石混合到涂料混合物中,濃度為每升涂料混合物中約15g熔凝硅石,用來(lái)制備含有消光劑的涂料混合物。在這個(gè)實(shí)施例中,將 ED 30熔凝硅石與Ceraglaze S1475混合,Ceraglaze S1475為基于雙組份溶劑的熱固化環(huán)氧樹脂。
使用高容量低壓(HVLP)噴霧,將上述制備的涂料混合物應(yīng)用于飲用容器(陶瓷馬克杯)。
使用180-240℃溫度的熱量持續(xù)5-10分鐘,將涂料混合物固化到馬克杯上。
允許被涂層的馬克杯冷卻。
使用激光打印機(jī)(例如,OKI C711WT激光打印機(jī)),應(yīng)用干燥調(diào)色劑將期望的圖像打印到硬表面轉(zhuǎn)印紙(例如,Magic CPM紙)上。將打印的紙切割成一定尺寸。
將打印紙應(yīng)用于馬克杯的表面,并將該組件置于熱壓中。該熱壓施加壓力和120-180℃的溫度,持續(xù)30秒至2分鐘的時(shí)間。熱量軟化調(diào)色劑中的聚合物,并允許其與馬克杯的涂層表面結(jié)合,從而將圖像從紙轉(zhuǎn)移到馬克杯。
允許所述組件冷卻,隨后將轉(zhuǎn)印紙從馬克杯除去,留下形成于馬克杯上作為裝飾層的圖像。
裝飾層對(duì)于磨損具有高抗性,并且馬克杯可在洗碗機(jī)中清洗至少100個(gè)循環(huán),其裝飾層沒(méi)有顯著惡化。