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顏料分散液和著色劑調配物的製作方法

2023-04-23 21:33:11

顏料分散液和著色劑調配物的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種適用於製備液體著色劑調配物的顏料分散液,所述顏料分散液是基於脂肪酸摻合物,適用於在銷售點設備中裝填含有具備中性或透明顏色的初始塗料調配物的預加壓包裝,從而獲得匹配的或所選擇的最終顏色並且直接出售給終端使用者。
【專利說明】顏料分散液和著色劑調配物
[0001]相關申請案的交叉參考
[0002]本申請案主張2012年4月15日申請的美國申請案第13 / 087,855號的權益,其以全文引用的方式併入本文中。
【技術領域】
【背景技術】
[0003]本發明涉及新型顏料分散液組合物和著色劑調配物兩者,其中前者用來製造後者並且後者用於系統中以允許在零售點為產品的最終使用者製備具有所需顏色和光澤的塗料調配物的加壓容器。具體來說,本發明的顏料分散液調配物並有脂肪酸摻合物以便分散液與填充機分配器和與最初存在於預裝填加壓噴霧容器中的基礎塗料調配物相容。
[0004]在塗料和其它保護性塗層領域中最重要的發展之一是引入和發展了氣溶膠化塗層,其最常被稱為「噴射塗料」。零售店具有一個貨架又一個貨架的這些具有完整塗料和塗層調配物的預填充加壓容器,其呈每一種可以想像得到的顏色和光澤並且是「即用」的。這些完整的預包裝的噴射塗料容器為消費者提供了購買少量塗料的便利方式,所述塗料在隨時可用的噴霧容器中以便易於應用。令人遺憾的是,在終端使用者想好特定顏色或想要匹配特定現有顏色的情況下,噴射塗料的當前技術迫使終端使用者選擇在大多數情況下並非所述使用者需要的確切顏色的塗料顏色。這是因為沒有便利的方式允許消費者選擇顏色並且在購買點製造那種確切顏色。實際上,使用者必須搜尋無數噴射塗料品牌,以期找到至少接近所需顏色的顏色。通常,這導致終端使用者從一家商店跑到另一家商店,搜尋這種匹配。常規噴射塗料產品的另一個缺點在於不能在銷售點製備最終塗料顏色直接影響了零售商。因為常規噴射塗料只可以預選和預定顏色與光澤購自製造商,所以零售商被迫儲備並且攜帶大量罐子的庫存,以便供應大量顏色和光澤的成品。這進一步需要使用商店中過量的貨架空間,從而限制了可以展示的其它產品的數量。
[0005]以上所提到的問題的一個便利解決方案應該是允許在出售時基於終端使用者對顏色和光澤的選擇在銷售點調配最終噴射塗料顏色的零售渠道。按這種方式,零售商需要儲備和上架僅極有限數目的含有透明或中性基礎塗料調配物的噴霧容器。那麼,終端使用者可以選擇完全匹配他或她的需要的最終塗料調配物。當然,一旦選定最終顏色,即會存在將最終塗料調配物注射到罐中的問題。在製造業背景下,常規使用大型非可攜式塗料填充機將塗料調配物注射到預加壓容器中。然而,在零售層面,這些機器不存在或極罕見。現有塗料填充機目前以大型臺裝機形式可用,其經氣動操作將塗料等注射到預裝填氣溶膠罐中。這些機器的一些實例描述在美國專利第6,302, 163號、第6,543,490號和第6,138,720號以及那兩個專利中所引用的參考文獻中。這些機器通常包括連接到活塞組合件的大型手動操作杆,所述活塞組合件從儲集器中將塗料調配物氣動注射穿過氣溶膠閥並且進入罐中。類似地,美國專利第5,740,841號、第5,647,408號、第Des.361,581號、第4,938,260號和第5,535,790號各自描述可以將完整的「定製的」塗料調配物注射到加壓罐中的各種銼機設計。其它較早頒予的美國專利第6,705,359號、第7,201,191號和第6,135,165號描述填充有基礎塗料調配物的預加壓容器,其中在銷售點添加最終著色劑以最終完成最終塗料組合物,那些塗料系統遭受在銷售點場所添加的著色劑調配物與填充機和/或含於預加壓容器中的初始基礎塗料調配物不相容的缺點。
[0006]本發明通過以顏料分散液為起始物質來解決以上所提到的在銷售點中噴射塗料容器系統的缺點,所述顏料分散液產生與填充機和初始基礎塗料調配物兩者相容的成品著色劑調配物。這種新型的顏料分散液依賴於使用脂肪酸混合物,優選地在乳油木油脂中發現的那些脂肪酸混合物。

【發明內容】

[0007]本發明是針對一種新型的顏料分散液組合物和使用所述顏料分散液製造的所得著色劑調配物。特別地調配著色劑以便用於製備零售商店銷售點氣溶膠塗料產品的系統(即噴射塗料容器)。著色劑調配物必須與用於在銷售點製備定製的噴射塗料容器的填充機和含於預加壓容器中的起始基礎塗料(顏色為白色或中性)兩者相容。顏料分散液依賴於使用脂肪酸摻合物,例如通常在天然存在的乳油木油脂中發現的那些脂肪酸摻合物,就我所知其從未被併入到適用於製備噴射塗料,特別是水性塗料的顏料分散液中。
[0008]為了製備用於銷售點噴射塗料系統的各種著色劑調配物,有必要藉助於液體顏料分散液將顏料分散在液 體載劑中。然後,每一種所得著色劑調配物可以單獨或以組合形式使用,以獲得在銷售點時由終端使用者選擇或匹配的最終噴射塗料顏色。
[0009]為了形成本發明的液體顏料分散液,有必要使用脂肪酸摻合物,特別是選自包含油酸、硬脂酸、亞麻油酸棕櫚酸、次亞麻油酸和花生酸的群組的那些脂肪酸。雖然認為這些脂肪酸的精確比例不是本發明的關鍵,但是脂肪酸摻合物優選主要由硬脂酸和油酸組成。本人已發現,獲得這種脂肪酸摻合物的便利方式是以乳油木油脂開始,乳油木油脂是一種天然成分,其為通過壓碎和沸騰從非洲乳油木(也稱為乳木果(Vitellaria paradoxa)、牛油果樹(Butyrospermum parkii)、牛油果(B.paradoxa)、乳木果(vitellaria)或功夫乳油(karate))的籽中提取的略淡黃色或奶白色天然脂肪。乳木果由又薄又酸的營養豐富的果肉組成,所述果肉包圍著從中提取乳油木油脂的相對較大的富油籽。雖然其在化妝品中普遍用作保溼霜和油膏,但是本人已發現其未用於噴射塗料調配物的顏料分散液或著色劑中。乳油木油脂是一種含有許多不可皂化組分(不能通過用鹼處理完全轉化成皂的物質)的複合脂肪。具體來說,乳油木油脂包含由五種主要的脂肪酸組成:油酸(40-60% );硬脂酸(20-50%);亞麻油酸(3-11%);棕櫚酸(2-9%);次亞麻油酸(〈1%);花生酸脂肪酸組合物中硬脂酸和油酸佔主要地位,兩者一起佔脂肪酸的至少50重量%,優選85重量%到90重量%。這兩種脂肪酸的相對比例產生乳油木油脂稠度差異。高硬脂酸含量給予乳油木油脂固體稠度,而油酸的百分比乳油木油脂視環境溫度而定影響其有多軟或多硬。乳油木油脂還含有高含量的UV-B吸收性三萜酯,包括肉桂酸、生育酚(維生素A)和植物甾醇。另外,其含有高百分比的不皂化物,如植物留醇(菜油留醇、豆留醇、(6-谷留醇和a -菠菜留醇)和三萜(肉桂酸酯、a -香樹素和0 -香樹素、帕克醇(parkeol)、丁醯鯨魚醇(butyrospermol)和羽扇醇),和烴,如西非牛油樹烴(karitene)。
[0010]在整個物種分布範圍內,硬脂酸和油酸在乳油木仁和油脂中的比例不同。烏幹達(Ugandan)乳油木油脂的油酸含量一貫較高,並且在溫曖的環境溫度下是液體。烏幹達乳油木油脂細分成液相和固相,並且是液體乳油木油的來源。西非乳油木油脂的脂肪酸比例比烏幹達乳油木油脂更加多變;油酸含量在37重量%到55重量%範圍內。在相對較少的當地種群中,可變性甚至可能較高;產生硬油脂的樹可以緊挨著位於產生軟油脂的樹。從廣泛區域收集果仁用於當地產量,故乳油木油脂稠度通過所述種群的平均脂肪酸概況確定。在西非內部,來自布吉納法索(Burkina Faso)的莫西(Mossi)高原區的乳油木油脂具有較高的平均硬脂酸含量,並且發現其比來自其它西非地區的乳油木油脂硬。
[0011]具體來說,本發明的著色劑調配物是一種用於在銷售點場所注射到即用氣溶膠塗料容器中的液體組合物,其包含脂肪酸摻合物、主要顏料和水。優選地,脂肪酸摻合物包含乳油木油脂。在另一實施例中,本發明的顏料分散液是一種用於製備用於在零售點場所使用的各種著色劑調配物的液體。顏料分散液以組合形式包含脂肪酸摻合物(優選地為乳油木油脂)、聚醯胺、羥丙基纖維素、乳化劑、長油植物性醇酸樹脂;和水。優選地,乳化劑包含脫水山梨糖醇三油酸酯。[0012]本發明的其它優點將在閱讀和理解以下【具體實施方式】時變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】【具體實施方式】
[0013]向終端使用者提供完整銷售點噴射塗料產品的關鍵方面是提供含有初始塗料調配物(顏色為中性或白色)的預加壓容器,所述初始塗料調配物最少包含塗料基礎和推進劑兩者,由此作為最後步驟,在使用者購買氣溶膠化塗料之前即刻添加著色劑調配物。最後添加的著色劑必須與分配器設備(即塗料填充機)和含於預加壓容器中的初始或基礎塗料調配物兩者相容。以前所知的著色劑不對水性銷售點噴射塗料系統起作用存在若干原因,包括不當的流變概況、粘度在分配器中的預期溫度下太高或太低或不穩定、隨時間推移不穩定的顏色發展、放氣不足、乾燥著色劑的脆性或剝落回到罐中、分配孔中硬的乾燥栓塞以及液相的分離和固相的沉降。
[0014]類似地,拒絕已知著色劑用於含於預加壓容器中的水基初始塗料調配物的原因包括固化時程延遲;固化膜軟化;由於與推進劑相關的不相容性或其它問題導致固化膜光澤下降;由於與基礎塗料相關的不相容性或其它問題導致固化膜光澤下降;阻止調配令人滿意的基礎塗料的著色劑的不均勻化學性質;一些著色劑的耐候性、耐化學性和如硬度或柔性的物理性質受損;和可見光譜的圖示不充分。
[0015]從製造商向零售商店提供含有初始塗料調配物的加壓罐或容器。噴射塗料的最終使用者在出售之前即刻選擇最終顏色和光澤程度,以便完成最終噴射塗料產品。通常,噴射塗料的最終顏色由終端使用者基於匹配由所述使用者先前購買的塗料的現有顏色或類型來選擇,或通過從調色板,如色輪、塗料樣本或塗料晶片選擇所需顏色來選擇。使用者還可選擇或要求優選的光澤程度。關於可以選自調色板的每一種顏色,將存在可以用於獲得所需顏色的著色劑調配物的相應預定配方。或者,使用者可能想要基於其將隨身帶去銷售點的顏色樣品來匹配現有顏色。這通過簡單地將由使用者提供的已知顏色與色輪或塗料樣本比較,或通過使用分光光度計或其它自動化系統來匹配顏色而實現。通常,此類自動化程序涉及提供一種用於分光計分析的已知顏色樣品,藉此確定確切的樣品顏色並且報告給終端使用者或零售商店操作者或直接報告給計算機控制的填充機。以引用的方式完全併入本文中的美國專利第6,400, 906號揭示了一種可適於獲得本發明著色劑調配物的適合配方的塗料匹配工藝和設備。
[0016]使用所選顏色的預定配方,一種或一種以上著色劑調配物可以被用於注射到含於預加壓容器中的基礎塗料中,從而獲得成品的正確顏色。使用本發明液體顏料分散液的著色劑調配物可以在銷售點場所製備,或更便利地可以單次使用量或適用於可分配著色劑的儲集器的預調配包裝的著色劑形式供應給銷售點場所。在一些情況下,配方要求通過分配設備將兩種或兩種以上著色劑調配物的混合物注射到預加壓容器中。注射著色劑到預加壓容器中可以直接依次注射到所述容器中或注射到混合器皿中,其中一旦所有所需著色劑和成分在所述器皿中,即以單一步驟將所有成分同時注射到所述容器中。配方可以基於著色劑和其它成分的體積量或稱重量。無論以單次可注射量液體形式或以連續量的個別組分形式添加,填充機都將本發明的著色劑添加到加壓容器,穿過填充開口進入加壓容器,從而獲得終端使用者所選擇的所需最終顏色。另外,可以添加平整分散液以獲得所需光澤程度。通常採用光澤計來測量光澤程度,優選地在約60度的角度下。添加平整分散液以將光澤程度改變到所需成品。
[0017]如所提到的,已出人意料地發現,在接著用於製備著色劑調配物的液體顏料分散液中包含脂肪酸摻合物(優選地呈乳油木油脂形式)消除了或實質上減少了已知著色劑在銷售點噴射塗料系統中使用時遇到的問題。優選地,目前用於本發明的著色劑調配物中的乳油木油脂的量視所用主要顏料的特定類型和量而變化,但一般在約0.025重量%到約50重量%,優選約0.2重量%到約0.5重量並且更優選約0.35重量%到約0.45重量%的範圍內。尤其優選的乳油木油脂是由嘉化學工業公司(Jarchem Industries, Inc.)製造和出售的Jarplex SB-WD。然而,如所提到的,本發明不限於使用特定乳油木油脂(天然的或人造的),而是針對兩種 或兩種以上選自由油酸、硬脂酸、亞麻油酸棕櫚酸、次亞麻油酸和花生酸組成的群組的脂肪酸的摻合物。
[0018]以本發明的液體顏料分散液開始,添加一種或一種以上顏料以獲得所需著色劑調配物。顏料通常是一種著色材料,其通常是不溶解的細粉狀粉末。其懸浮於水基或油基液體溶劑媒劑中,並且變成最終塗料調配物中的著色材料。通常,在塗料調配物中使用兩種類型的顏料:根本的或主要的顏料和體質顏料。主要顏料是提供塗料的主要著色的顏料,無論是白色還是色光。體質顏料(也稱為「增量劑」)是用於塗料顏料的填充劑。其並不像主要顏料那樣進行遮蓋,但對塗料的整體特徵和性能,包括遮蓋力、耐久性、耐擦洗性和保色性具有顯著影響。體質顏料歷來由粘土、二氧化矽、滑石、白堊和氧化鋅(為了幫助預防發黴)製成,然而,近來已使用微球狀陶瓷珠來代替傳統增量劑。
[0019]用於本發明著色劑調配物中的主要顏料的實例包括(但不限於)二氧化鈦、碳黑、酞菁、鑰酸鹽、喹吖啶酮、氧化鐵和其它已知顏料。著色劑調配物中所包括的主要顏料的特定量對應於終端使用者最終所選擇的許多可能的最終顏色。舉例來說,如果選擇最終所需顏色為ASA61灰色,那麼對應於那種特定灰色的預定配方是50g白色(TiO2) ;2.5g黃色氧化物;1.95g黑色;和0.26g藍色分散液。只要將所述重量比的這些顏色添加到容器中,考慮加壓容器中初始點調配物的起始顏色,就將實現所需灰色。換句話說,如果所選擇的初始塗料調配物含有白色基礎,那麼考慮到已經存在於初始塗料調配物中的TiO2必須調節所添加的TiO2色彩的量,以便不同色彩的以上重量比仍然保持不變。
[0020]除了脂肪酸摻合物之外,本人的顏料分散液使用水作為分散液中其它成分的主要液體載劑。其它成分包括乳化劑,如脫水山梨糖醇三油酸酯(C6tlHltl8O8),或者稱為T-Sol85或Span85。所存在的乳化劑可在約0.025重量%到約50.0重量%的範圍內,優選在約0.75重量%到約1.6重量%的範圍內,並且更優選約1.1重量%到約1.5重量%。另外,可以在著色劑調配物中包括羥丙基纖維素以提供粘合和流變性質。優選的羥丙基纖維素是由亞什蘭亞跨龍(Ashland Aqualon)製造和出售的Klucel L並且以介於約0.3重量%到約0.6重量%,並且更優選約0.4重量%到約0.5重量%的範圍存在。
[0021]本發明著色劑調配物中的又一可能成分是用作粘合劑以改善著色劑調配物的分配性質的長油醇酸樹脂。醇酸樹脂是通過添加脂肪酸和其它組分而改性的聚酯。其衍生自多元醇和二羧酸或羧酸酐。包含脂肪酸賦予一種形成柔性塗層的趨勢。
[0022]長油醇酸樹脂具有高百分比的幹性油含量,即衍生自多元不飽和脂肪酸的甘油三酯(通常衍生自作物和植物油,例如亞麻籽油),並且在空氣中固化。用於醇酸樹脂塗層的幹性油的典型來源是向日葵油、紅花油、胡桃油、大豆油、魚油、玉米油和松油(紙漿和紙張製造的樹脂質油副產物)。優選的長油醇酸樹脂是由雷可德(Reichhold)製造和出售的Beckosol AQ-1Ol並且以介於約8.5重量%到約15.25重量%,並且更優選約10.5重量%到約14.0重量%的範圍存在。
[0023]也可以在本人的著色劑調配物中使用聚醯胺來提供粘合和流變性質。優選的聚醯胺是由金氏工業(King Industries)製造和出售的Disparlon AQ-607並且以介於約0.25重量%到約0.6重量 並且更優選約0.35重量%到約0.5重量%的範圍存在。
[0024]在不脫離所附權利要求書範圍的本發明精神的情況下,還可以通過填充機將產品增強劑(如增稠劑、腐蝕抑制劑和流動調節劑)添加到初始塗料調配物中。全部混雜的塗料增強劑一般將構成小於約5重量%的總氣溶膠罐內容物。這些增強劑優選在銷售點添加本發明的著色劑調配物或其它添加劑之前,在製備含有初始塗料調配物的氣溶膠化容器期間添加。使用增稠劑作為成分是因為其顯著增加組合物的粘度,這防止了溼塗料膜在其噴霧於傾斜的或豎直的表面上時出現不合需要的「流動」。各種丙烯酸系乳液增稠劑可商購。一個實例是金氏的TOR60。可商購的腐蝕抑制劑的一個實例是AMP-95並且可商購的流動調節劑的實例是任何含氟表面活化劑。
[0025]本發明著色劑調配物的一個實例可包括以下成分:
[0026]I)去離子水,作為其它組分的載劑。
[0027]2)呈各種化學物質(各種供應商)形式的主要顏料,賦予特定的光譜或顏色屬性。
[0028]3)呈Huberbritel (胡貝爾(Huber))形式的硫酸鋇通過改善主要顏料的遮蓋力來降低成本或降低所需主要顏料的量。
[0029]4)呈Lactimon-WS (畢克化學(Byk-Chemie))形式的聚羧酸醇銨鹽與聚矽氧烷共聚物的混合物幫助顏料粒子均勻分布。
[0030]5)呈水可稀釋性乳油木油脂(嘉化學SB-WD)形式的脂肪酸摻合物充當軟化劑幫助用水清洗乾燥的溢出物。
[0031]6)呈Genapol UD079(科萊恩(Clariant))形式的乙氧基化^ 燒醇幫助削減乳油木油脂的蠟狀性質。
[0032]7)呈T-Sol85以及Genapol UD079形式的脫水山梨糖醇三油酸酯使乳油木油脂分散和或乳化到其水載劑中。
[0033]8)呈Disparlon AQ-607 (金氏工業)形式的聚醯胺觸變膠賦予特定的流變性質。這是以包含以下各者的中間物形式供應的:
[0034]a)去離子水
[0035]b)Disparlon AQ-607
[0036]c)Tego901ff (戈特斯密特_德固賽(Goldschmidt-Degussa)),—種改善成品塗料的應用性質的除氣劑。
[0037]d)AMP_95(安格斯(Angus)),作為pH值調節並且在罐中防腐蝕
[0038]e)Nuosept95 (國際特殊產品(International Specialty Products)), 一種殺生物劑
[0039]9)呈Klucel L(亞什蘭)形式的羥丙基纖維素用於阻止經過乾燥的著色劑的收縮,減少或消除乾裂的趨勢。
[0040]10)在顏料分散階段引入呈D-Foam-R C740 (科萊恩)形式的有機矽酮消泡劑以阻止併入氣泡。
[0041]11)在兌稀部分中使用呈D-Foam-R C330 (科萊恩)形式的合成消泡劑以幫助釋放剩餘的截留空氣。`
[0042]12)當前呈Beckosol AQ-1Ol (雷可德)形式的長油醇酸樹脂乳液是一種非成膜粘合劑,在金屬乾燥劑存在下除外。
[0043]13)用呈AMP_95(安格斯)形式的胺調節產品的pH值幫助延長長油醇酸樹脂的水溶性。
[0044]應了解,本文中所揭示的實施例和實例是僅出於說明性目的而存在的,並且所屬領域的技術人員將建議實施所述方法、調配物和系統的許多其它組合和物品,並且因此,在以下權利要求書的術語中給出了本發明的最寬泛的解釋:已參考優選實施例描述本發明。顯然,其他人在閱讀和理解前述說明書時將想到修改和變化。打算本發明被理解為包括所有這些變化和修改,只要其處於所附權利要求書或其等效物的範圍內即可。
【權利要求】
1.一種液體著色劑調配物,其用於在銷售點場所注射到即用氣溶膠塗料容器中,所述液體著色劑調配物包含: a)脂肪酸摻合物; b)主要顏料;和 c)水。
2.根據權利要求1所述的著色劑,其中所述脂肪酸摻合物包含選自由油酸、硬脂酸、亞麻油酸棕櫚酸、次亞麻油酸和花生酸組成的群組的脂肪酸。
3.根據權利要求1所述的著色劑,其中所述脂肪酸摻合物包含至少50重量%硬脂酸和油酸。
4.根據權利要求1所述的著色劑,其中所述脂肪酸摻合物包含乳油木油脂。
5.根據權利要求1所述的著色劑,其進一步包含羥丙基纖維素。
6.一種顏料分散液,其用於製備用於在銷售點場所注射到即用水性氣溶膠塗料容器中的液體著色劑,所述顏料分散液以組合形式包含: a)脂肪酸摻合物; b)聚醯胺; c)羥丙基纖維素; d)乳化劑; e)長油植物性醇酸樹脂;和 f)水。
7.根據權利要求6所述的顏料分散液,其中所述脂肪酸摻合物包含選自由油酸、硬脂酸、亞麻油酸棕櫚酸、次亞麻油酸和花生酸組成的群組的脂肪酸。
8.根據權利要求6所述的顏料分散液,其中所述脂肪酸摻合物包含至少50重量%硬脂酸和油酸。
9.根據權利要求6所述的顏料分散液,其中所述脂肪酸摻合物包含乳油木油脂。
10.根據權利要求6所述的顏料分散液,其中所述乳化劑包含脫水山梨糖醇三油酸酯。
【文檔編號】C09B67/00GK103608410SQ201280028021
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年4月12日 優先權日:2011年4月15日
【發明者】加裡·麥庫姆斯 申請人:西卡摩爾之西摩股份有限公司

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專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀