专利名称：磁性承载油墨的制作方法
磁性承载油墨
相关申请的交叉引用本申请主张2008年10月14日以Burrows名义提交的名称为“点印式、磁性承载油墨”的美国临时申请第61/196，163号的权益，其全部内容以引用方式纳入本申请。同时引用共同发明且共同转让的第6，217，405号、第6，547, 626号、以及第7，192，628号美国专利，其全部内容以引用方式纳入本申请。
背景技术：
本申请总体上涉及可印刷、可磁化油墨、印有该油墨的基材、以及配制、印刷和临时或永久性以较高的磁性负荷至油墨厚度比率将该油墨磁化为能够磁性支持负荷。本申请还涉及能够以较高分辨率套印图形和/或标记的油墨。具有磁性的材料可具有各种应用。例如，制造厂商在为孩子准备的教育、指导和互动器材中加入磁性材料。磁铁和具有磁性的器材由于其看不见的磁性性质而具有特殊吸引力。有不计其数的互动玩具、游戏、应用器械和显示工具使用具有磁性质的材料以便能够有利地自由移动受磁力吸引的物体或玩具。此外，还有许多应用器械利用磁性将物体与物体， 表面与表面连接起来。将肉眼不可见磁性质加入产品的方法之一涉及加入铁磁材料，例如向普通涂料中加入铁微粒。这些铁微粒与涂料混合，形成暂时具有可磁化的涂料。然后象普通涂料一样将该暂时具有可磁化的涂料涂覆于基材的表面上，例如墙板、木头、石板、胶合板或类似物上， 形成具有可被磁铁吸引的标记或其他类型的展示内容的表面。这一方案的缺点固执已见的一在于涂料通常是手工涂刷，实际上不可能对涂料的厚度进行控制。此外，实际上使用的配方的！^密度也较低，因为!^e粉浓度超过大约60-70%以上时，涂料粘度变得过高，很难涂好。还有，微粒的分布情况通常也很糟糕，不得不重复涂刷以确保有效的相互磁性作用。还有一个局限就是普通的临时可磁化涂料没有与特定的与其共同使用的永久磁性材料或元件配对。从很宽泛的意义上来说，上述永久磁化材料可能是指， 例如“与大约0. 5mm厚的橡胶磁铁使用”，或“与稀土磁铁使用”。上述永久磁铁物体、永久磁化橡胶磁铁等需要特别具有很大的容许量以便在使用涂料时能够允许各种变化。结果， 磁铁的效率远远低于可用磁性材料理论上可以获得的磁性。使用上述的磁性涂料的另一个缺点是若要在磁性涂料上涂刷影像，需要第二道工序。完成这项工作的工具必需使用彩色涂料，然后图形涂覆到磁性涂料上-或是使用墙纸覆盖。另一种已知的为物体加入不可见磁性的方法是在基材之间置入金属板。例如，参见美国专利第5，852，890号(Pynenburg)。该方法涉及相当耗费人工的生产加工工序，对于暂时可磁化材料的使用效率也不高。所受限制主要来自于市场上可以得到的最小的金属片材厚度。使用金属片还受到成本方面和金属薄片尖锐边缘产生的安全问题的限制。还有， 由于Pyenburg没有对使用的永久性可磁化材料进行任何规格上的限定，因此效率有限。美国专利第4，702，700号(Taylor)提出一种书页中埋入磁性材料薄片的书，吸引安放在书页表面上的可移动磁铁块。Taylor的磁性薄片很厚，并在书页中产生明显的鼓起。这种鼓起不美观，由于可以明显看出书页中加入了手段，因页破坏了磁性的不可见性。这一问题可通过增加补偿性填充物弥补。Taylor的发明要求手工组装，这是其主要缺陷。据信 Taylor使用的磁性片材的重量也会对书中可实际加入的片材数量和尺寸造成限制。美国专利第6，159，577号(Pynenburg等人)描述了一种可修改的标记系统，成品暂时可磁化油墨优选以0. 025mm的厚度采用丝网印刷的方式覆盖于厚度至少为0. 25mm 的塑料基材的整个表面上，然后使用厚度小于0. Imm的100%紫外线固化白覆盖，然后丝网印刷厚度小于0. Imm的彩色油墨。这一方案中存在的极为低效的一点在于必需将厚度在 0. 6mm到1. 5mm的非常厚的挤出橡胶磁铁与相对而言低效的成品暂时可磁化油墨一同使用。基材为厚度至少为0.25mm的塑料，限制可在暂时可磁化表面上套印的方法。例如，这一厚度的基材不能印于胶版平版印刷、或是凹版印刷、或是柔版印刷。还有，在该系统中，暂时性和永久性可磁化层都较为僵硬。结果，任何不平坦处都可导致两个磁性元件之间产生无法通过任一元件的柔性弥补的间隙。这种间隙导致能够承担的磁载荷大大下降。美国专利第3，998，160号(Pearce)描述了一种印制含磁微粒的油墨并且在印制前将微粒的磁性对齐的方法，使剩磁图形能够被感应头读取，从而辨别伪造银行钞票和其他安全物品。Pearce没有描述或提示使用可磁化油墨以使用磁性承担负载。还有，Pearce 没有提示将两个表面用磁性油墨或涂料结合起来，使永久磁化油墨或涂料与永久或暂时磁化油墨或涂料相互产生磁作用。美国专利第5，525，649号(Nishimura等)描述了使用规则分散的细微粒配制磁性涂料以减少磁性记录的模拟或数字数据的噪声电平。美国专利第5，869，148号(Silverschotz等)描述了线上高速生产磁性产品的工艺，悬浮于胶粘剂中的永久性可磁化材料的浆料被以0. Imm到0. 5mm的厚度涂覆于基材上，干燥，然后使用线圈电感器以10，000奥斯特的强度将其永久性磁化。架空间距为1. 5mm 到2.5mm。SrfeW浓度为64%。逆转辊涂覆时，粘度为300到5，OOOcps，优选3，000到 4，000cps。涂覆在一移动连接板上连续进行。Silverschotz的浆料是不可印刷的，只能涂覆在基材的整个表面上。印刷被理解为允许将油墨置于基材上的选定区域以形成有意义的形状和图形。美国专利第6，853，280k号(Sugawara)描述了一种利用稀土永久性磁铁辊将磁性片材磁化的方法，辊子的截面被径向磁化，使极性相互毗邻而非与辊外侧相向。磁化辊产生 6，000高斯的磁场。美国专利第5，942，961 (Srail等人)描述了一种使用堆叠的圆片形成的辊子永久性磁化磁性纸的装置。每个圆片都被轴向磁化，相邻圆片的极性相对设置以在二者之间产生有效的外部磁极。Srail使用了位于被磁化材料两侧相向设置的具有互补磁极模式的上辊和下辊。美国专利第5，843，329 (Deetz)描述了一种广义上的磁性涂料添加剂，粒径范围很大的铁微粒悬浮于可被加入涂料中的表面活性剂中。表面活性剂是用来降低液体表面张力的湿润剂，使之易于涂布，并降低两种液体之间的界面张力。在某处曾提出上述复合磁性涂料添加剂包含大约每加仑8，000克铁粉，或按重量计约80%铁粉。Deetz称包括表面活性剂在内的添加剂增加涂料的粘性都不会超过25%。Deetz描述了许多配制磁性涂料添加剂的方法，但是没有描述干燥后的磁性涂料或涂层的磁性负载承载特性，或是形成的最佳的磁场。实例4描述了 1至6密耳(0. 02mm至大约0. 25mm)的涂层厚度。Deetz描述了涂覆磁性涂料时可能使用丝网印刷和喷涂。似乎丝网印刷仅仅是用来帮助控制涂层的厚度和均勻性，而不是作为一种用来形成图形的印刷工艺。Deetz描述了依据涂料或涂层要求的表面特性选择粒径。Deetz描述了在基材之间的涂层。Deetz描述了可产生较强磁性的较大微粒并建议使用较大范围的粒径。Deetz声称可使用任何类型的!^e微粒。一个实例描述了厚度小于10密耳(0.25mm)的已涂覆基材层压第二表面片材。美国专利第3，503，882号(Fitch)披露了一种含有铁粉和环氧树脂和可乳化聚乙烯蜡的涂料成分，亲有机性烷基铵膨润土分散于涂料烃溶剂中。涂覆于基材并干燥后，开成可附着磁性符号并可接受粉笔标记的表面。使用的铁粉是100-200目(0.005-0. 01英寸， 或0. 125-0. 25mm)，并且一半以上高于200目并包括重量对环氧树脂大约70% -85%的铁粉。该产品用于涂刷。美国专利第5，587，102号(stern等人)披露了一种磁性乳胶涂料成分，包括载体、料状磁性可浸透材料、粘合剂和增稠剂，具有触变和粘性特性，这样该涂料在静止时具有较高粘度，被涂覆于墙壁上受剪切力作用时具有低粘度。不小于350目(70μ)颗粒状铁与作为增稠剂的合成粘土使用，使微粒悬浮。如此配制完成后，需要使用干燥抑制剂，以便在涂刷后可形成光滑的表面，不产生折皱。美国专利第5，949，050号(i^sbermer)提出的磁性卡包含夹于其中的具有某种形状的磁性材料片，可通过吸引在液态图象单元中的磁性微粒产生图形。该成形磁性材料片与卡中的垫片的近挖空部分吻合。Fosbermer提出“磁性或可磁化油墨”可取代磁性片，但几乎没有披露如何配制或应用该磁性油墨。由于使用了垫片，Fosbermer的卡片较厚。垫片还增加了体积和重量。本人的美国专利第7，192，628号(Burrows的6 号专利)描述了点阵印刷可磁化油墨，其薄得足以被压制于薄卡基材中，从而能够直接进行平版套印，并且仍然能够磁性承载负荷。据Burrows所称，利用多磁极磁场，一永久性磁化层和一暂时性磁化层测得的最高效率大约为0. 7mm的组合厚度每平方厘米可承载几乎0. 4克的负荷。Burrow的6 号专利描述了基于公称粒径为2 μ m士0. 5 μ m的79%的市场有售的锶铁氧体于苯乙烯-丁二烯载体中并以矿油精为烯料的永久性可磁化油墨。实际使用中， 与现有的配料配制而成的油墨具有很高的粘度，高于50，OOOcps。Burrows的6 号专利中的磁性熟铁油墨使用大得多的微粒，大约50微米，以提高磁性。大微粒迫使形成较厚的油墨层以容纳较大的微粒，并导致油墨层具有不适于高质量印刷的过于粗糙的表面。还有，Burrows的6 号专利中确定的“二次刷洗”过程是一种湿延压和研磨。延压产生具有较高表面孔隙度的聚集的微粒，并由此产生较大的表面积。研磨产生表面积较大的具有锯齿状缺陷的微粒。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种可磁化油墨，包括平均料径为3μπι至ΙΟμπι之间表面积小于每立方厘米50，000平方厘米的可磁化微粒。根据本发明的另一实施例，提供一种可磁化油墨，包括按重量至少70%的圆形或烧结的可磁化微粒，或两者均有，具有3 μ m至10 μ m之间的平均料径，数量上0%的粒径大于18微米且不多于20%的料径小于0. 5微米。根据本发明的又一实施例，提供一种可磁化油墨，包括按重量至少65%的可磁化微粒，具有3 μ m至10 μ m之间的平均料径，并在可印刷时具有小于16，OOOcps的粘度。本发明的一些方面针对如下目的较此前的现有技术更为高效的、并可显著减少材料用量的配制、印刷和磁化支持磁性负荷、暂时和永久性地可磁化的多个油墨层。本发明的一些方面针对如下目的提供具有显著增加“磁性负荷支持”与“可磁化层厚度”的比例的磁性负荷支持油墨，大约每平方厘米的一对油墨层至少1克具有小于400微米的组合油墨厚度。本发明的一些方面针对如下目的通过胶版印刷、凹版印刷、柔版印刷、喷墨打印、 激光打印和其他类型的打印机械以准确的套色直接套印高分辨率图形印刷可磁化油墨，图形分辨率达到90LPI到150LPI和更高，在界面上，不要求对油墨进行压缩，并具有显著提高的“磁负荷支持”与“可磁化层厚度”比例。本申请是部分基于本发明人认识到的以下几点实现的已知的可磁化油墨和涂层的磁性负荷支持特性至少部分地受限于可磁化材料的密度、晶体排列及其表面积，其中可磁化材料悬浮于其中或可悬浮其中但又可保持塑性和耐用性；两磁性吸引层在其相邻的磁性吸引表面上被覆盖印刷的图形和标记时之间的距离；不确定尺寸的表面积上每平方厘米能够被均勻地诱发的磁场的强度；可磁化层的重量；承载可磁化层的基质的刚度，其任何表面偏离都会显著降低磁性负荷支持特性；用来印刷或层压图形的方法，期望在可磁化层之上形成全彩色高分辨率图形。本发明的一些方面针对如下目的配制、印刷和磁化具有负荷支持、暂时性或永久性磁化的油墨于薄且柔性的基质上，该基质能够弯曲(弯折180度不会产生油墨碎裂) 并且尽管与该对应的磁性表面的平整有偏差，仍然能够弯曲以产生与对应的磁性表面至少 75%最高达100%的接触。两个暂时性或永久性可磁化或已经磁化的油墨层之一或全部都可以是印刷在柔性基质上柔性油墨层。如果柔性基质上仅有一层油墨，其可以是暂时性可磁化层，因为较薄的油墨层通常如此。需要具有足够的柔性，当两个油墨层置于一起时，在磁性吸引力的作用下，柔性基质连同其可磁化层可弯曲到足够大的程度，以适应其中任何一层产生的初始变形，并将两个基质之间的接触面积增加到足够大的程度，并且由此产生用来支持负荷的足够大程度的磁力。—对总厚度在400微米以下永久性可磁化点印油墨层可以支持每平方厘米1克以上的负荷。在一实例中，可以形成一对层，包括一印刷于柔性基质之上的50微米厚的临时可磁化狗油墨和一 250微米厚永久性可磁化Sri^e油墨或挤出Sri^e层，具有多极性磁场， 相信能够支持至少每平方厘米1克、每平方厘米1. 5克或更多。在一实例中，油墨以薄层形式印刷多层形成直接套印，并且，如果采用点印，以50 微米或以下的厚度印刷。在一实施中，一对这种的油墨层的总厚度小于400微米。本发明的实施例在以下方面惧有新颖的约束(i)悬浮在配制的油墨中的可磁化微粒除其百分比以外及其密度；(ii)可磁化微粒的纯度；(iii)微粒表面面积；(iv)可磁化微粒的晶体结构；(ν)能够容纳高百分比的硬磁性微粒和软磁性微粒，例如铁或其他铁氧体微粒，湿时保持流态，干燥后具有柔性；(vi)印刷上述可磁化油墨的基材的柔性； (vii)例如，在暂时性可磁化油墨中油墨厚度为0. 03mm到0. Imm或0. 03mm到0. 15mm、永久性可磁化油墨中油墨厚度为0. Imm到0. 3mm或0. 2mm到0. 3mm中诱发高斯磁场强度高的多极的方法和装置。以每英寸90线(LPI)到150LPI (每毫米3. 5到6线)的分辨率将标记和图形直接套印在可磁化油墨层是理想的，这所以理想是因为这样就不必采用与可磁化层分开的印刷有标记和图形的具有厚度的纸张或卡板，再将其层压到可磁化油墨表面上的方式。直接套印减少了磁性吸引层之间的距离并增加了磁性负荷支持与可磁化层厚度的比例。本发明的一些方面提供帮助这种直接套印的磁性层。50微米或更少的点印暂时性可磁化油墨的显著优点在于该厚度或低于该厚度的油墨能够不通过压紧直接采用平版胶印的方式套印，不会在边缘妨碍印好的暂时性可磁化油墨。较厚的油墨层可产生台阶，如果不采取措施，例如 Burrows的6 号专利中描述的凹痕或用填充材料形成外敷层，会妨碍套印的进行。如果微粒粒径大约在10微米或更小，就可以150LPI的分辨率用平版胶印进行套印。150LPI(每英寸300点，每毫米12点)是人肉眼观看的高品质印刷物的最小合理分辨率。本申请人发现粒径若大于10微米就易于产生粗糙的表面，从视觉上会降低以150LPI 分辨率打印的效果。打印图形之前可在可磁化油墨上套印白色或其他底色以提高光洁度， 抹平可磁化油墨的任何点印区域的边缘，或是为了遮盖可磁化油墨自身的暗色，或是为了以上一个以上的原因。使用不高于10微米的粒径产生的光洁表面还可用薄压层覆盖，这样压层的表面上可磁化油墨的点印区域在肉眼看来是光滑的，并且磁性相互作用顺畅，这样受磁性作用附着于其上的物体可在具有平坦平面的表面上移动。暂时性或永久性可磁化油墨或两者都可以印刷在另一侧已经印刷有标记或图形而非有可磁化油墨的一侧或是加印在有可磁化油墨的一侧的基质上。根据本发明实施例配制的整体上更具效率的油墨拥有许多优点。更薄的可磁化油墨可印刷在更薄的基质上，这样可以立即减少材料的用量，增加制造时对印刷方法的选择， 减少干燥时间，提高生产速度，并显著降低可磁化层的整体重量。例如，可在纸张或薄膜上印刷或涂布，同样能够支持有用的磁性负荷。作为本发明实施例内容的薄而且有很大柔性的可磁化油墨施用于薄而且有很大柔性的基质上也具有优点，因为即使两个可磁化表面或之一最初被弯曲或变形，这两个可磁化表面仍可互相吸引接触。一对层之间的任何空间都会以相隔距离的平方的速度降低磁场强度，因此增加接触比例会显著增加一对油墨层的负荷承载能力。可在永久性可磁化油墨层内诱发磁场分布，以模拟或数字形式为数据编码，用于触发针对一个或多个附磁电子设备的响应。本发明的一个方面提供一种磁性诱发器，包括并列排列的棒体阵列，并且棒体沿其长度方向永久性磁化，该阵列包括部分由操作时每个棒体与待磁化表面接触的一端形成的接触面。上述的开成接触面的一端可形成规则的北南磁极。上述磁性诱发器还可包括设置于上述永久性磁化棒体之间的软磁材料构成的棒体。根据本发明的另一实施例，可通过由一正方形格阵排布结构中的磁极交替的独立磁极表面构成的钕格阵诱发器在永久性可磁化油墨层上诱发磁化。上述磁极表面可以是钕圆柱体的端部。然后可将铁芯置于圆柱体之间的空隙中，其作用是聚集磁场。磁极表面可以是六角或半规则棋盘格状布局。
上述磁极表面还可以不同角度和弧度放置以便磁化不规则表面。
通过以下结合附图进行的更为具体的描述，本发明上述及其他方面、特点和优点将十分明显。附图中图1所示为化学蒸馏法制造的粒径为5微米的狗微粒。图2所示为通过电解制造的粒径为10微米的!^e微粒。图3所示为通过机械还原制造的粒径为5微米的!^e微粒。图4所示为类似图3所示的!^e微粒的剖视图。图5所示为通过气体喷雾制造的粒径为5微米的!^e微粒。图6所示为类似图5所示的!^e微粒的剖视图。图7所示为1微米尺寸下的Sri^e微粒。图8为已经印刷的基材的剖视图。图9是用来磁化可磁化油墨层的装置的侧视和正视示意图。
具体实施例方式
发明的详细说明通过以下对本发明的实施例和附图的详细描述，可能会对本发明的特点和优点有更好的理解，附图中确定的实施例中使用了本发明的各种原理。参见附图，根据本发明的方法、油墨和印刷产品的实施例涉及具有高度规则晶体结构的独特的高密度纯铁(或其他熟铁微粒)或Srf^e (或其他生铁微粒)并且能够保持塑性的油墨配方。这些实施例涉及到所使用的微粒的表面积以及微粒表面积对可磁化油墨或涂层的粘度和相应的可印刷性的影响。这些方法的实施例涉及到不同方式设置的多磁极磁场，双极磁场尽管有用，但磁性附着面积有限，因此产生的磁性载荷能够过度施加于使用可磁化油墨印刷的薄基材上。实施例中还利用了印刷可磁化油墨的基材的柔性，这样，成对的永久性可磁化油墨层对永久性可磁化油墨层、或永久性可磁化油墨层对永久性可磁化油墨层可以在可磁化油墨层最初弯曲或不规则时紧密接触。重要因素包括微粒纯度、晶体完整性、微粒表面积、微粒粒径、粒径分布、以及晶畴排列，以及保持塑性和柔性的油墨基质，微粒具有相对而言较大的表面积，高分辨率图形与可磁化油墨表面的接近，其上可以印刷并在印刷后保持柔性的基质，以及在相比而言较薄油墨或涂料层内诱发出最大可能的永久性磁场的装置。印刷速率和干燥时间也是确定最优配方的关键。可磁化微粒微粒粒径、形状和油墨粘度为了找到可以悬浮于油墨中的最佳类型的可磁化微粒，或是涂料载体，使印刷并干燥、或固化的可磁化油墨保持塑性，而配制的可磁化油墨支持磁场与磁性油墨或涂层较高的比例，关于厚度涉及到各种可磁化微粒、塑性油墨载体、以及各种形态的磁场诱发器的研究。为了实现两个相互之间产生磁性作用的可磁化油墨薄层的施加，其中至少一个薄层必须被永久性磁化。在这些实施例中，永久性磁化油墨层包含生铁氧体和油墨基质，并且暂
9时性可磁化油墨层包含熟铁氧体和油墨基质。熟铁氧体微粒，例如铁(Fe)，尺寸上一般与生铁氧体具有显著的较小的表面积，生铁氧体诸如锶铁氧体，例如Srfe12O19微粒。本说明书中将锶铁氧体缩写为“Srf^e”。这主要是因为晶体的形状，狗晶体通常为立方体结构，并倾向于形成紧凑的形状，SrFe催化剂是扁平的六角形晶体并倾向于形成并非很紧凑的形状。因此对于给定的晶体体积，从很宽泛的意义上来说，SrFe微粒可具有的表面积系数是狗微粒的10倍以上甚至更高。图7是典型的Srf^e微粒的显微照相，显示出单个晶体的扁平形状，以及由此造成的参差不齐的多孔的微粒。粒径尺寸也极大地影响前微粒的总表面积。例如，每相同单位体积的平均大小为3微米的微粒的表面积是平均直径为60微米的表面积的20倍。本申请人没有现成的直接精确地测量单位体积的任意微粒的表面积的可靠方法。 因此本说明书中提供的数字主要是基于使用各种形状的模型，包括密集堆积的球体、星形多面体、以及六方柱。星形多面体模型对破碎的微粒具有经证实的可靠性，六方柱模型对烧结的六角模型具有经证实的可靠性。这些模型的可靠性可通过依靠粒径尺寸和粒径尺寸分布得到的粘度变化进行具有一定把握的评估。微粒表面积还取决于晶体结构的纯度和其制造方式导致的破碎量。图3和图4是还原法形成狗微粒的外部和剖面显微照片。机械还原形成的微粒不够理想，因为还原过程使晶体碎裂，降低微粒的磁性。图5和图6是喷雾法形成成的！^微粒的外部和剖面显微照片。可以看到还原微粒比雾化微粒具有更大的孔隙度和表面积。微粒表面积的重要性在于具有更高表面积的微粒会增加油墨的粘度。例如，含有20%的丙烯酸树脂基质和80%的5 微米圆形狗微粒的可磁化油墨的粘度为17000cps。含有20%相同丙烯酸树脂基质和80% 类似的100微米圆形!^e微粒的可磁化油墨的粘度为11020cps。含有36%相同丙烯酸树脂基质和64%类似的1微米Srf^e微粒的可磁化油墨的粘度为300，OOOcps，尽管预计较低的固体微粒含量会显著降低粘度。这些例子并不成比例，是由于存在多种因素，特别是由于制造方法导致的表面不规则。图1是化学蒸馏法制造的狗微粒，具有非常平滑的圆形。图5是雾化法制造的!^e 微粒，圆度较差。图7是Srf^e微粒，具有独特的参差不齐的形状。图2是电解法制造的狗微粒，比Srf^e微粒更为不规则。对于本例中使用的油墨基质采用每小时印刷1，000张的全自动高速丝网印刷来说，粘度范围可在5, OOOcps到25，OOOcps之间，小于15, OOOcps的粘度是最优选择，具有相对而言较大表面积的微粒由于其粘度高会产生严重的印刷问题。对于转轮丝网印刷，理想的粘度范围在800到1，200cps，对于紫外线固化油墨丝网印刷来说， 优选的粘度范围在4，000到5，OOOcps之间。因此，对于如图1所示的圆形!^e微粒，其最大粒径为3微米及以上，可能为1微米及以上，按80% 和20%载体基质的比例混合，以及上述的油墨基质，可以商业速度印刷，例如在全自动丝网印刷机上以每小时600到1000张的速度印刷。与具有图7所示形状的Srf^e微粒混合的油墨，最大粒径为1微米，当Srf^e微粒达到65%以上时，由于这些微粒的表面积非常大，通常无法印刷。目前市场上可购得的Srf^e材料通常具有1微米或以下的粒径，因为其用于磁声和数据记录设备，微粒越细数据密度就越大，主要用于涂覆而非印刷。低粘度或是更具塑性的油墨基质可以直到补偿作用，但是，总体而言，需要较大的Srf^e 微粒以获得具有成本优势的可印刷油墨。
如图1所示的化学蒸馏微粒的再一优点是其具有非常一致的粒径范围，5微米公称粒径的微粒具有dlOO. 8微米-d505微米，d9010微米(也就是说10%数量的微粒小于 0. 8微米；50%数量的微粒小于5微米；90%数量的微粒小于10微米。这一点是有益的，因为高粒组的非常微小微粒会增加每单位体积的面积，进而增加油墨的粘度；尽管大尺寸微粒会破坏可磁化油墨表面的可打印性。两个化学蒸馏!^e微粒的两个实例具有以下性质
表1实例1实例2
铁>98.5%>99.0%
碳<0.028<0.028
氮<0.01<0.01
氧<0.6<0.5 微粒尺寸分布
dlO0.8μιηΙ.Ομπι
d503.0μιη5.0μπι
d905.0μιηΙΟ.Ομπι
表观密度1.7g/cc2.2g/cc
振实密度2.2g/cc4.13g/cc
烧结密度7.60g/cc对于塑料溶胶油墨基质，65%的粒径尺寸在4-6微米的Srf^e是可印刷的，但是油墨基质自身的较低粘度，即没有Srf^e时的粘度，大约为600cps，这可导致干燥后的印刷的油墨破裂。可通过利用纤维基质克服这一缺陷，基质自身与油墨结合，减少甚至消除破裂现象，但由于基质的限制和纤维会稀释微粒密度这一事实，这样做并非理想。一种更具塑性的苯乙烯丁二烯配方支持65%的1微米Srf^e微粒，但得到的混合物粘度达到250，OOOcps以上，这种油墨对于大量印刷生产来说在商业上不可行。该粘度对于作为磁存储设备上的涂层是可行的，但对于印刷技术不可行，例如用来产生具有一致厚度的光滑点印区域的丝网印刷、凹版或柔版。因此，对于Sri^e来说，已经发现最小粒径尺寸为3到6微米，或以上，最高到60微米，取决于微粒的总体形状及其圆度或不规则程度。然而，微粒粒径尺寸与振实密度之间存在制约关系，从而诱发的磁场强度和对理想配方的描述中将其考虑在内。另一限制因素是直接平版套印的分辨率，对于300dpi (每毫米12点)的分辨率，粒径尺寸限制在10微米以下，因为较大的微粒会产生粗糙表面，降低印刷图形的视觉效果。粒径尺寸、晶体结构和晶畴排列本发明人已经确定液体沉淀或雾化法制造的!^e微粒具有相当高的表观密度，范围在2. 3克-4. 6克/cm3或更高。(固态!^e的密度为7. 87。)本发明人通过试验还发现， 某一烧结程度会戏剧性地增加潜在磁场强度。气体喷雾法制造的微粒粒径似乎相当局限，不能直接制造出远小于20微米的微粒。另一方面，化学蒸馏法制造出最大尺寸为1-5微米的微粒，可以按微粒尺寸烧结。参见Darko Makovec等人对于磁性纳米微粒的结构性质的研究发现表明，在某一温度级别下一定时间足以促进烧结。参见宾夕法尼亚州立大学创新烧结产品中心的Meal Myers和Raman Baijal的研究成果和新泽西州新那明森的I^atrick King of Hoeganaes 公司Myers 等人，Sintering of PIM Fe-2Ni_0· 8C，卩] 21^吐2004，芝加哥，伊利诺斯州，六月13-17,2004。本发明人已经对1微米以上60微米以下的粒径，以及粒径由最大1微米增加到5 和10微米的烧结微粒进行了研究。粒径在1微米以下的狗微粒的表面积按比例太大，使油墨在实际印刷时过于粘稠，甚至对于圆形微粒也如此。粒径在1微米以下的狗微粒用于本发明过于昂贵。事实上，如果狗微粒的表面积为圆形并且由此每单位体积具有相对较小的表面积，如图1所示，3到6微米的粒径是目前认为最优的。以10微米为上限的!^e微粒使可磁化油墨表面足够光滑，不会使通过平版印刷机或卷筒纸印刷机，或是任何印刷设备以大约300dpi分辨率直接印制于其上的标记破碎。！^微粒粒径大于10微米时开始影响以300dpi套印于其上的图形的分辨率，而更适合于将一表层层压于磁性层之上的产品，或是能够接受较粗糙分辨率的印刷品。通过液体沉淀和雾化制造的!^e微粒通常为不规则的圆形，具有相对平滑的表面， 这与具有非常粗糙表面的和不成比例的大表面积的使用机械还原法制造的铁粉相比有很大不同。如果使用化学蒸馏和烧结制造的粒径在5-10微米之间的狗微粒具有更高的各向异性。气或水雾化微粒的粒径显现得更受限制，接近20微米，而化学蒸馏制造的微粒最大粒径为1到5微米，并且粒径尺寸可以通过烧结增大。按时间和热量计算的烧结量戏剧性地提高了油墨的磁性负荷支持特性。这一提高在烧结密度方面很明显，烧结密度可以是振实密度的两到三倍，而且可磁化微粒的晶体结构的规则度也有显著的提高。粒径尺寸还也氧化程度相关。小于10微米的!^e微粒以几乎和粒径尺寸成比例地趋向于以更高的速率氧。 这样就会制造造成了限制，因为微粒需要在制造后3-6小时内就进行套印。对于高分辨订率印刷来说，白色底涂层在印刷图形之前被套印在磁性层之上，底涂层用来减少层的氧化。最适宜的狗粉具有小于10微米的最大粒径尺寸，并且粒径在3微米以上的占有很大比例，达到50%及以上。理想的微粒具有小的表面积并且成分上来说密度较大且纯度较高。已知的商业化的狗粉相当接近最适宜的情况，特别是通过化学蒸馏法、气体雾化法和电解法制造的狗粉。最适宜的Srf^e粉具有小于10微米的最大粒径尺寸，并且3微米以上占有很大比例，达到50%及以上。理想的微粒具有小的表面积并且成分上来说具有各向异性、密度较大且纯度较高。已知的商业化的Srfe粉不具有最适宜的性质，必须折衷。不过，目前正在研究新的制造方法，尽管用途不同，特别是在纳米微粒领域，有迹象表明未来会发现更为有效的微粒类型。例如，参见 A.A. Fargalil 等发表的，<，Phase and conductivity dynamics of strontium hexaferrite nanocrystals in a hydrogen gas flow, International Journal of Physical Sciences, Vol. 3 (5), pp. 131-139，2008 年 5 月，该文章可由 http:// www, academic journals. org/IJPS 下载。尽管Fargalil等人的文章中，研究内容涉及Srfe纳米晶体，其形状、纯度和晶体完整性都适用于本发明的油墨，本发明人相信通过额外烧结有可能制造于3微米到10微米的微粒°Jiye Fang等人在 Journal of the American Ceramic Society 中发表了名为Fine Strontium Ferrite Poweders from an Ethanol Based Microemulsion 的论文，Vol. 83, Issue 5，pp. 1049-1055.，，网上
公开日期2004年12月21日，该论文表明较高的煅烧温度对减少微粒表面积的影响，参见该论文的图8。当前现有技术中能制造出接近最适宜的Srfe粉的方法是烧结的粒径为3-6微米微粒密度大约为每立方厘米4. 9克的的各向异性粉，Br值为410-430特斯拉，矫顽磁性在 283至307KA/m之间。然而，还没有找到在这一范围内的商业化的微粒被烧结至此尺寸。所有商业化微粒都通过干压或湿压由较大尺寸减少到较小尺寸。这样导致了具有较大表面积的参差不齐的形状。商业化微粒较大的表面积限制了可悬浮于油墨中不导致油墨过于粘稠以至不适于打印的Srf^e微粒的百分比例。较低的最大微粒含量需要更厚的油墨层以便磁性支持有用负荷。较厚的油墨层会使油墨印刷在柔性基材上干燥后较难保持必要的塑性。在目前开发出来的配方中，油墨基质中实现的最大Srfe百分比为湿油墨70%，干燥后 74%，使用相同尺寸的最大!^e百分比为干燥时80%到84%，！^油墨在干燥后仍然保持塑性。对不同的Srfe粉进行了测试。通过研磨磁性六角晶铁氧体微晶团块和预烧结碳酸锶和氧化铁(1100到1300°C )制造的粉末达到大约1微米的粒径时具有较大的粒径分布和晶体缺陷。加热和烧结至平均粒径为5微米时对微粒特性有所改进。粒径尺寸的提高成比例地减少了表面积。Hcb (矫顽力)值由大约200kA/m增加到大约307kA/m。Br (磁通密度)值由大约390mT增加到450mT。表2展示了由一些供货商获取的Srf^e材料的样本的性质。 表2SrFe各向异性
粒径/μΓΠ
印刷方法加热/烧结
密度
Br(mT)
Hcb(KA/m)
Hcj(KA/m)
BH max
(KJm3)
粒径/μΓΠ
印刷方法加热/烧结
密度
Br(mT)
Hcb(KA/m)
Hcj(KA/m)
BH max
(KJm3)
3-6
湿法
加热/烧
结
4.8
380-410 175-215 183-231 25.8-28.7
3-6
湿法
加热/烧
结
4.9
395-410 271-300 307-326 29.6-32.8
3-6
湿法
加热/烧
结
4.8
390-410 239-271 247-275 27.1-30.3
3-6
湿法
加热/烧
结
4.9
400-420 215-239 219-243 39.6-32.8
3-6
湿法
加热/烧
结
4.8
370-390 263-291 307-330 28.8-31.8
3-6
湿法
加热/烧
结
4.9
415-435 215-239 219-243 31.2-34.4
3-6
湿法
加热/烧
结
4.8
370-390 279-299 342-378 25.8-28.7
3-6
湿法
加热/烧
结
4.9
410-430 283-307 307-330 32.0-35.2
3-6
湿法
加热/烧
结
4.8
370-390 279-303 382-406 26.0-29.2
3-6 湿法加热/烧结 4.9
430-450 247-271 251-275 35.2-38.4
Hcb(KA/m) Hcj(KA/m) BH max (KJm3)
119-115 183-167 5.97-5.57
111-107 159-143 5.57-5.17
111-107 159-143 5.57-5.17
167-159 223-199 11.9-11.3
159-151 223-215
方法经碾磨经碾磨经碾磨经碾磨经碾磨粒径/μΓΤ 0.50.50.50.53-6μ Br(mT)210-215230-235390-395400-405410-415Hcb(KA/m)150-154155-159235-239191-195223-227Hcj(KA/m)350-354278-282239-243199-207230-233BH max9-9.49.6-1028-28.129.2-31.222.8-31.
(KJm3)油墨基质本实施例的目的之-
-是配制一种具有能够直接以平版印刷方式在在基材上印刷 14
经碾磨 1.1-1.4 180-175
经碾磨 1.5-1.8 180-175
经碾磨 1.8-2.1 180-175
经碾磨 1.3-1.6 250-240
经碾磨 1.3-1.6 245-235
m
加P 法径￡ 方粒Br的平滑表面和厚度可磁化油墨，并且能够在印刷后保持完全的塑性并具有有用的磁性负荷支持性质。总体来说，“完全的塑性”是指印刷并干燥后的油墨能够被折叠180度而不产生碎裂。Fe油墨基质存在多种油墨配方容纳80% -84%的、使用液体沉淀法制造的、干燥的、最大粒径为5微米圆形狗微粒，如图1所示，该油墨配方会抑制狗的氧化。这些狗微粒可具有很高的晶体完整性，振实密度为未烧结时每立方厘米4. 2克，烧结密度为每立方厘米7. 6克。 如图1所示的圆形具有相对而言较小的表面积，可以被描述为98. 5%高纯度圆形不规则微粒，粒径尺寸分布为dl0 0. 8微米；d50 3. 0微米；d90 5微米。相对而言较低表面积和高密度导致较低密度油墨，可使用较高级别1 晶体印刷，从而显著增加磁性负荷支持与油墨厚度的比例。随着技术的改进，可以得到商业化的更为光滑、圆度更好的微粒，甚至具有更高的晶体完整性和纯度。以下实例展示了适于与狗微粒使用的油墨基质或载体的实例实例1。具有以下成分的一种油墨基质
丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的聚合物)33-38% ；双丙酮醇(溶剂)52-62% ； 添加剂
硅酮去沫剂1-4% ； 硅酮二氧化物2-6% ； 氯化聚烯烃1-4%该油墨基质的粘度为1182cps。实例2。具有以下成分的一种油墨基质 醋酸乙烯酯共聚物35% -40% ；
2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯(塑化剂)50% ； 妥尔油脂肪酸的盐(抗氧化添加剂)4% ； 脂肪族石油馏分中的硅酮(去沫剂)3% ； 异噻唑啉(isothaniazol)(防腐剂)2%。实例3。UV固化配方油墨厚度限制在30微米以内，因为Fe微粒的不透明性限制了 UV光线以充分固化所要求的强度穿过。UV固化油墨配方如下
脂肪族聚氨脂二丙烯酸酯低聚物(Ebecryl 270，Cytec，美国)57% ；
1,6-己二醇二丙烯酸酯(Miramer M200, Miwon，南韩)(活性稀释剂单体),38% ；
2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(MicureHP-8 Miwon，南韩)(光敏引发剂)5%。未固化的油墨基质在25°C时的粘度为480cps。适合于与当前!^e可磁化油墨使用的印刷设备包括全自动丝网印刷机，生产速度为每小时700张40" X 28" (IOOcmX 710cm)，可与基于溶剂的或需要蒸发干燥的水基油墨配方使用，或是使UV固化配方。油墨厚度可由300微米低至20微米。还可使用凹版、柔版和3遍到4遍平版胶印，特别是使用UV可固化油墨配方时。油墨厚度可由30微米降至10 微米。SrFe油墨基质
配制能够接纳高百分比Srf^e并保持完全塑性、弯折至180度而不会碎裂的油墨更具挑战性，因为市售Srf^e微粒具有相对较高的表面积。市售的最有效的Srf^e微粒采用机械还后再进行烧结以增加表面积并在边界上改善晶体结构。尽管库存生产将微粒尺寸降至 1微米以下，制造商会根据特殊定提供造较大的粒径尺寸。事实上，由于较大粒径尺寸是通过省略机械还原的最后工序实现的，能够以出乎意料的合理价格得到粒径范围在3-6微米的Srfe微粒。尽管并非最佳选择，市售的最有效的生铁氧体具有3-6微米的粒径以及每立方厘米大约4. 9克的微粒密度，410-430特斯拉的Br值，矫顽磁力范围283_307KA/m。该微粒可描述为参差不齐且不规则。两种已经经过测试能够在印刷后支持3-6% SrFe微粒的 60%-70%并且印刷后保持塑性(180度弯折后不产生碎裂)的配方为基于塑料溶胶和苯乙烯-丁二烯的。如果能够得到具有较小表面积的圆形Srf^e微粒，就可以获得较大范围的油墨基质。理想的Srf^e微粒直径的范围为6-10微米，并具有圆形和最小表面积。本发明人相信通过些烧结增加晶体的形成并且少用或不周机械还原可以制造出适宜的材料。以下实例展示了适合于与Srf^e微粒使用的油墨基质实例4:塑料溶胶油墨基质具有以下成分热塑性聚合物，例如，苯乙烯和顺丁烯二酸酐的共聚物(SMA-Sartomer) 23 % ；液态活性增塑剂，例如，环氧树脂(Epon 828-Shell)67% ；可选地也是优选地，塑化剂的热固剂，例如，双氰胺；粘度降低剂(Plus 9000-Union Ink，USA) 10%-15%。实例5 具有如下成分的SBC油墨基质
苯乙烯丁二烯共聚物(低熔点K-树脂-Chevron Philips) 45%，煤油65%。实例6 具有如下成分的丙烯酸树脂基质
丙烯酸树脂(丙烯酸脂和甲基丙烯酸丁酯聚合物)33-38%;双丙酮醇(溶剂)52-62%; 添加剂
硅酮去沫剂1-4% ； 硅酮二氧化物2-6% ； 氯化聚烯烃1-4%实例4中的塑料溶胶油墨可使用全自动丝网以每小时600张40〃 X28"的速度进行印刷。然后油墨在华氏315度(160°C)下热固60-120秒。可采用厚达300微米的油
墨厚度。实例5中的SBC油墨以每小时300张40〃 X28"的速度丝网印刷。可使用具有 100-300微米光阻模板的丝网36T。实例6中的丙烯酸树脂油墨可使用全自动丝网印刷机以每小时500张 40〃 X28"的生产速率进行。可使用具有100-150微米光阻模板的丝网36T。。凹版和柔版是可选的方法，通过3-4遍增加油墨的厚度。若需要白色套色，可使用以下内容。实例 7。
乙烯树脂10-15% 环氧树脂1-3% 二氧化钛(色素)如所需双丙酮(溶剂)10-15% 异佛乐酮(溶剂)18-23% 硅酮去沫剂1-3% 硅酮二氧化物1-6%可使用丝网43T印刷白层。实例8。UV固化白层。存在很多适宜的市售油墨。如果白层使用平版印刷，那么通常需要4遍以形成不透明层。在微粒粒径小于10微米且可磁化油墨厚度小于40微米的可磁化油墨表面上，可磁化油墨可直接以平版印刷方式套印图形和标记。可以在点印可磁化区域的边缘进行印刷而不会造成中断。可磁化油墨厚度在40-80微米甚至更大的范围内都可以如此，取决于具体的平版印刷机和印刷材料。如果平版印刷的图形位于点印可磁化区域之内，上至250微米的厚度且粒径小于10微米都可以平版印刷的方式直接套印图形和标记，这样可磁化油墨的边缘不会干扰印刷。如果可磁化油墨层对于直接印刷于点印可磁化油墨区域的边缘之上来说过厚，可以填充台阶并形成斜坡的方式施加一个白色层，使平版印刷机能够干净利落地印刷。基于上述目的，白色层的公称厚度类似于可磁化油墨层的厚度，限制了这种方法对于非常厚可磁化油墨层的应用性。目前相信最优的组合为大约200微米最多250微米厚的永久性磁化Srf^e层，与一大约50微米最多100微米厚的熟铁层配成一对。这样，上述熟铁部件通常可直接进行平版印刷，不必参照点印可磁化油墨的位置，但是生铁氧体部件常常不可如此，除非对印刷内容进行有意的设计，避免点印可磁化区域的边缘。图8展示了套印方案，层1代表基材，层2代表狗或Srf^e油墨层，层3代表白色套印，层4代表印刷的高分辨率标记或图形，例如，采用平面胶版印刷。如上所述，层3在一些实施例中被省略。层4可以是多个子印刷层，例如，多种颜色的印刷。基材还可具有在基材层1上另一侧上另外印刷有图形的层4。实用的产品可包括两个基材，均如图8所示，共同使用。该对基材中至少有一个具有磁性硬油墨层2。该对基材中至少有一个较薄且具有柔性。较佳的是使用时基材的印刷层4面对面接触，因为印刷层3和4 一般较基材层1薄，并且导致的较小的开隔使同样的磁层具有更强的磁力。如果两个基材或其中之一最初不平坦或有不同方向的弯曲，柔性层使两个基材能够更好地贴合在一起。磁化选择线圈或钕阵列可用于磁化Srf^e层。为了将一种材料磁化，必需向其施加足够强的磁场，其密度取决于材料的内禀矫顽磁力(其方向取决于对该材料施加的场力线)。通常施加的磁通密度至少应该是材料矫顽磁力(Hci)的两倍，三倍Hci或以上更好，通行的规则是为实现饱和磁化要施加三倍于材料Hci的磁场。对于本发明产品的众多应用来说，垂直于油墨层所在平面的磁化，极性在0. 5mm到2mm距离上变换是期望的情况。磁化方法包括线圈诱发器阵列，以及钕阵列或其他永久性强磁铁阵列。对于平行极性线性排列，可以使用如Burrows的6 号专利描述的线圈诱发器。或者，可任选地，可使用如美国专利第6，853，280 (sugawara)或美国专利第5，942，961 (Srail 等)号中描述的钕辊诱发器。
参见图9，用于方形格阵磁极线性排列的钕格阵诱发器900可包括在方形阵列中排列的圆柱形钕磁铁902，其北极表面904和南极表面906按棋盘图形交替排列。钕磁铁 902的高度可大约为15mm。单个磁极表面的直径可以是例如1. 5mm，位于边长1. 5mm的方形格中。或者，可任选地，该格阵排布可以是任何规则、半规则或其他需要的棋盘形布置，或是为特定目的所需要的磁化图形而定制的排布形式。例如，可以是六角形阵列。钕磁极表面可以是圆形以外的其他形状。例如，磁铁接触之处可以是扁平的，或是完全的多边形。钕格阵诱发器900可以用于小到几个毫米的格阵了，理论上没有上限。相比之下， 当钕辊阵列中采用较小的磁极间距时，辊的表面接触区域以及钕辊的磁极方向通常为辊的轴向这一事实，并因此与被磁化表面平行，削弱了磁化力度。使用诱发器900，钕磁铁的强度在某种程度上受到单个磁铁902宽度的限制，尽管能够使用相对而言较长的磁铁会对此有一定的补偿。还有，磁极904、906与被磁化的表面垂直对正，从而使磁场的利用更为有效。 通常，磁极阵900被认为至少由于磁极间距小于1.5_而较现有的钕辊更为有效。对于小于0. 3mm的油墨厚度，发现0. 5mm到2mm之间的磁极间距对于生铁氧体油墨有效，0. 15mm或 1. Omm之下对熟铁氧体油墨有效。铁芯908置于磁极表面之间的间隙中，用来聚集磁场。这种排布方案的优点在于格阵的作用相当于平坦磁诱发器，而不是Sugawara所描述的辊的形式。磁铁902的表面还可以不同的角度放置并且弯向磁化不规则表面。因为格阵900不限于每个极性的平行直线，而是自身自然地以旋转对称的方式伸向图形，格阵的另一优点在于成对的永久性可磁化层可以多个角度互相贴合，或仅以一种特定的对齐方式，这取决于格阵的对称性。按 Sugawara所述，这种方式较平行线多极磁场具有优势，平行线磁场在配对时仅以两个180 度分开的朝向相互贴合，磁力线平行，能够被多个磁极间距的两倍弥补。以下实例更为细致地展示了可磁化油墨的配方实例9:
微粒制造方法通过机械还原而非烧结制造铁氧体微粒。 粒径平均直径60微米；分布dlO 49微米-d50 60微米_d90 105微米。 密度(基准为纯狗密度每立方厘米7. 87克)视密度每立方厘米1. 85克；振实密度每立方厘米2. 39克。
形状不规则，参差不齐晶体结构破碎
每立方厘米微粒数(依据球形模型)460万。
表面积若依据球形模型为411cm7cm3，若依据星状菱形十二面体模型为> 1，OOOcm2/
3
cm ο
微粒间隙％依据球形模型69%。
Fe 纯度97. 3% Fe ；0. 34% Mn ；0. 48% C ；0. 03% 0。
油墨载体依据实例1。
油墨载体粘度1182cps。
混合后油墨粘度18020cpS。
Fe对油墨载体的百分比80%湿，84%干
油墨载体密度每立方厘米0. 99克，大致等同于微粒间隙估计值和！^对油墨基质的百分比，即，混合后湿油墨密度每立方厘米3. 35克。 悬浮狗微粒密度2. 36g/cm3。 干油墨微粒密度2. 39g/cm3(等于振实密度)。 印刷油墨厚度60微米。 成对Srfe油墨或Srfe涂料厚度250微米。 SrFe表面磁化强度峰值2mm磁极阵列内重复258高斯。 磁化表面之间的距离253微米。 层压基质厚度最小厚度0. 253mm。 4色印刷表面的磁负荷每平方厘米0. 6克。实例10
微粒制造方法通过化学蒸馏而非烧结制造铁氧体微粒。 粒径平均直径3微米；分布dlO 0. 8微米-d5 03微米-d90 5微米。 密度视密度每立方厘米1. 7克；振实密度每立方厘米2. 2克。 形状不规则圆形。 晶体结构高。
每立方厘米微粒数(依据球形模型)370万。 表面积若依据球形模型为1046cm2/cm3。 微粒间隙％依据球形模型72%。 Fe 纯度98. 5% Fe ；0. 01% N ；0. 03% C ；0. 60% 0。
油墨载体丙烯酸树脂(23到27% )，甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的共聚物，添加剂为硅酮去沫剂(1-4% )，硅酮二氧化物)，氯化聚烯烃(1-4% )，溶剂双丙酮醇 (53-61% )。
油墨载体粘度890cpS。 混合后油墨粘度14，800cps。 Fe对油墨载体的百分比80%湿，84%干
油墨载体密度每立方厘米1. 09克，大致等同于微粒间隙估计值和！^对油墨基质的百分比。
混合湿油墨密度1. 09g/cm3
悬浮狗微粒密度2. Og/cm3。
干油墨微粒密度2. 2g/cm3(等于振实密度)。
印刷油墨厚度Je油墨厚度80微米。
成对Srfe油墨或Srfe涂料厚度320微米。
成对表面磁化强度峰值1. 5mm磁极阵列内重复258高斯。
永久性磁化表面与暂时性磁化表面之间的距离20微米。
4色印刷表面的磁负荷按面积支持的重量的多磁极磁场强度峰值每平方厘米3克。实例11:
微粒制造方法化学蒸馏和烧结制造铁氧体微粒。
粒径平均直径5微米；分布dlO 1微米-d50 5微米-d90 10微米。
密度视密度每立方厘米2. 2克；振实密度每立方厘米4. 13克。形状不规则圆形
晶体结构振实密度增加而反射
每立方厘米微粒数(依据球形模型)80亿。
每立方厘米表面积若依据球形模型为6283cm2。
微粒间隙％依据球形模型
Fe 纯度99% Fe ；0. 01% N ；0. 03% C ；0. 50% 0。
油墨载体丙烯酸树脂(23到27% )，甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的共聚物，添加剂为硅酮去沫剂(1-4% )，硅酮二氧化物)，氯化聚烯烃(1-4% )，溶剂双丙酮醇 (53-61% )。
油墨载体粘度890cpS。
Fe对油墨载体的百分比80%湿，84%干
油墨载体密度
混合后湿油墨密度
悬浮狗微粒密度
干油墨微粒密度
混合油墨粘度cps
印刷油墨厚度Je油墨厚度40微米。
成对Srfe油墨或Srfe涂料厚度250微米。
成对Srfe油墨磁化强度峰值1. 5mm磁极阵列内258高斯多极重复。 永久性和暂时性磁化表面之间的距离20微米。 4色印刷表面的磁负荷每平方厘米1. 5克
实例 12 微粒制造方法 粒径平均直径3-6微米。 密度振实密度每立方厘米4. 9克。 形状破碎小片。 晶体结构各向异性规则每立方厘米微粒数(依据球形模型)110亿。
每立方厘米表面积若依据球形模型为6981cm2/cm3，若依据星状多面体模型为> 14，000cm2。
SrFe 纯度:99%0
油墨载体苯乙烯-丁二烯。
油墨载体粘度1000cpS。
SrFe对油墨载体的百分比65%
混合后油墨粘度250，OOOcps。
印刷油墨厚度300微米。
磁化1. 5mm磁极阵列下多磁极258高斯的峰值
成对磁层实例11。
永久性和暂时性磁化表面之间的距离20微米。Br (MT) :415-435
Hcb (KA/m :215-239
Hcj (M/m) :219-243
Bhmax (Kjm3) :31.2-34.4
4色印刷表面的磁负荷每平方厘米3克。低粘度油墨基质-加脱氧剂实例13。3-6微米苯乙烯-丁二烯共聚物，芳烃油填充的填油橡胶。比重 0.91-0.96。粘度 500士 150cps。混合粘度 70% SrFe 15500cps。实例14 (3-6 微米 Srf^e)
甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的聚合物23-27%
双丙酮56-65%
硅酮去沫剂1-4% ；
硅酮二氧化物2-6% ；
氯化聚烯烃1-4%
载体粘度550士 150cps
与70% 3-65微米Srfe混合后，粘度为15000cps实例15 (5 微米 1 )
甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸丁酯的聚合物23-27%
双丙酮53-61%
硅酮去沫剂1-4% ；
硅酮二氧化物2-6% ；
氯化聚烯烃1-4%
载体粘度550士 150cps
与80% 5微米!^e混合后，粘度为14800-11020cps。图3列出了以上实例中的各对可磁化层的负荷支持能力的比较结果。均为两个接触表面都采用平版印刷。“可磁化层之间的间距”一列表明印刷和其他任何实际的可磁化层之上的层产生的间距。在比较例9中，0.253mm厚的压层是必需的，因为大的磁微粒产生的表面不适合于在狗层上直接印刷。
表权利要求
1.一种可磁化油墨，包含平均直径在3 μ m到10 μ m之间且表面积小于每立方厘米 50，000平方厘米的表面积的可磁化微粒。
2.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化微粒为软磁性材料并且具有小于每立方厘米11，000平方厘米的平均直径。
3.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其在可印刷时具有小于16，OOOcps的粘度。
4.根据权利要求3所述的可磁化油墨，其在可印刷时具有小于1，500cps的粘度。
5.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的液体介质具有小于1，200cps的粘度。
6.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化微粒形成湿油墨至少65%的重量。
7.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化材料是软磁材料并且形成湿油墨至少80%的重量。
8.根据权利要求1所述的可磁化油墨，还包含液态载体，该液态载体在与可磁化微粒混合前具有小于500cps的粘度。
9.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化微粒包含熟铁微粒。
10.根据权利要求1所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化微粒包含生铁氧体微粒。
11.一种可磁化油墨，包含至少70%重量的圆形的或烧结的可磁化材料微粒，或两者都包含，具有3 μ m到10 μ m之间的平均直径，并且直径在18微米以上的微粒占总数量的 0%，直径小于0. 5微米的微粒不多于总数量的20%。
12.根据权利要求11所述的可磁化油墨，其粘度在可印刷时小于16，OOOcps。
13.一种可磁化油墨，包含至少65%重量的可磁化微粒，具有3μπι到IOym之间的平均直径并在可印刷时具有小于16，000的粘度。
14.根据权利要求13所述的可磁化油墨，其粘度在可印刷时小于1，500cps。
15.根据权利要求13所述的可磁化油墨，还包含液态载体，该液态载体在与可磁化微粒混合前具有小于1，200cps的粘度。
16.根据权利要求13所述的可磁化油墨，还包含液态载体，该液态载体在与可磁化微粒混合前具有小于500cps的粘度。
17.根据权利要求13所述的可磁化油墨，其中所述的可磁化材料是软磁材料并且形成湿油墨至少80%的重量。
18.—种基材，具有至少一部分选定的表面，该表面上覆有一层油墨，该油墨包含平均直径在3 μ m到10 μ m之间且表面积小于每立方厘米50，000平方厘米的表面积的可磁化微粒。
19.根据权利要求18所述的基材，其中所述的可磁化微粒具有小于每立方厘米12，000 平方厘米的表面积。
20.根据权利要求19所述的基材，其中所述的可磁化微粒形成油墨体积的至少70%。
21.根据权利要求20所述的基材，其中所述的可磁化微粒形成油墨体积的至少80%。
22.根据权利要求18所述的基材，其中所述的可磁化油墨的厚度在403μ m到250 μ m 之间。
23.根据权利要求18所述的基材，其中所述的可磁化微米包含永久性可磁化微粒，其磁极方向总体上垂直于所述表面并位于中心间隔为2毫米或更小的区域中。
24.根据权利要求23所述的基材，其中所述的磁极方向位于中心间隔为1.5毫米或更小的区域中。
25.根据权利要求23所述的基材，其中所述的区域位于极性按棋盘图形交替排列的正方形矩阵中。
26.根据权利要求18所述的基材，其中所述的其上具有所述可磁化油墨的一部分选定的表面由其上没有所述可磁化油墨的部分表面确定其边界。
27.一如权利要求11所述的第一基材，其中的可磁化微粒为硬磁性铁氧材料并且被永久性磁化，该第一基材与一如权利要求11所述的第二基材结合，该第二基材中的可磁化微粒为软磁性铁氧材料，上述基材中至少有一个基材具有足够的柔性，能够在第一和第二基材之间的磁力作用下与另一块基材表面的不平整处贴合，在两块基材之间形成至少75%的表面接触。
28.根据权利要求27所述的组合物，所述第一基材和第二基材至少其一被套印或涂覆一底层，并在该底层之上以至少100dpi (每毫米4点)的分辨率进行套印。
29.一种磁性诱发器，包含由棒体构成的阵列，这些棒体沿其长度方向被永久磁化且并列设置，该阵列包含一个部分由每个棒体的一端形成的用来与待磁化表面接触的接触面。
30.根据权利要求四所述的磁性诱发器，其中所述的形成所述接触面的一端形成一个规则的北、南磁极阵列。
31.根据权利要求四所述的磁性诱发器，还包含位于永久磁棒之间的由软磁材料构成的棒体。
32.如权利要求118任意一个或多个权利要求所述的一种油墨，或一个或一对覆有油墨的基材。
全文摘要
一种可磁化的油墨，包含至少65％的平均直径在3μm到10μm之间的可磁化微粒。该微粒可具有0％的大于18微米且不多于20％的小于0.5微米的粒径分布。该微粒可具有小于每立方厘米50,000平方厘米的表面积，并且/或者该油墨在可印刷前可具有小于16,000cps的粘度。对于圆形的、磁性熟铁微粒而言，表面积可小于每立方厘米12,000平方厘米且粘度可小于1,500cps。
文档编号C09D5/23GK102245720SQ200980150284
公开日2011年11月16日 申请日期2009年10月13日 优先权日2008年10月14日
发明者R·巴柔 申请人:山特维克创新公司