生产小片材料的方法

生产小片材料的方法
【专利说明】生产小片材料的方法
[0001] 发明背景 发明领域
[0002] 本发明涉及生产薄片或小片形式的材料，例如效应颜料的方法，所述效应颜料可 用于各种功能和装饰应用。该薄片可以是金属，金属化合物，非金属或透明的薄片。薄片的 功能应用包括在保护涂层中使用，其中薄片可增加刚度水平，产生最终涂层某些所需的性 能，或者其中可使用薄片层筛选出某些波长的光，以保护下面的着色层。反射金属薄片可用 于各种光学或装饰应用，其中包括油墨，油漆或涂层。薄片的其他用途包括微波和静电应 用，以及化学过程和生物应用。本发明还涉及效应颜料的分散体，在其内效应颜料具有薄片 或小片形式。
[0003] 相关现有技术的说明
[0004] 典型地在含钢球，铝，溶剂油和脂肪酸，通常硬脂酸或油酸的球磨机内制造常规的 铝薄片。钢球使铝变平坦并破碎成薄片。当球磨完成时，浆液流经筛网以供颗粒筛选。难 以穿过筛网的太大的薄片被返回到球磨机中以供进一步处理。合适尺寸的薄片穿过筛网， 并引入到压滤机中，在此过量溶剂从薄片中分离。然后用额外的溶剂使滤饼松散。这种常 规的铝薄片典型地粒度为约2-约200微米，和颗粒厚度为约0. 1-约2. 0微米。这些薄片 的特征在于高的漫反射系数，低的镜面反射率，粗糙的不规则薄片微表面，和相对低的长径 比。
[0005] 制造金属薄片的另一方法是Avery Dennison Corporation制造以牌号 METALURE?4肖售的薄片的方法。在这一方法中，载体片材的一面或两面用溶剂-基树 脂溶液凹版印刷。然后将干燥的涂布网状物传输到金属化设施中，在此通过蒸汽沉积的铝 的薄膜，金属化涂布的片材的一面或两面。然后具有薄的金属薄膜的片材返回到涂布设施 中，在此用溶剂-基树脂溶液的第二薄膜涂布铝的一面或两面。然后干燥的涂布/金属片 材再次输送到金属化设施中，施加蒸汽沉积的铝的第二薄膜到片材的一面或两面上。然后 运输所得多层片材到设施中以供进一步加工，在此在溶剂，例如丙酮内从载体中汽提涂层。 汽提操作将连续的层破碎成在浆液内包含的颗粒。在浆液内，溶剂将聚合物从金属层之间 溶解出来。然后对浆液进行声音处理，并离心处理，以除去溶剂和溶解的涂层，从而留下约 50-65%固体的浓缩的铝薄片的滤饼。然后在合适的载体（vehicle)中使滤饼松散，并通过 在控制尺寸的薄片内均化，进一步分选以供在油墨，油漆和涂层中使用。在可印刷的应用， 例如油墨中使用的通过这一方法生产的金属薄片的特征在于粒度为约4-20微米和厚度为 约150到约250或到约400埃。由这些薄片制造的涂层具有高的镜面反射率和低的漫反射 系数。该薄片具有光滑的镜面状表面和高的长径比。该涂层还具有高水平的覆盖率/镑采 用的薄片，当与通过其他方法生产的金属薄片相比时。
[0006] 还在聚合物/金属真空沉积方法中生产薄片，其中在薄的塑料载体片材，例如聚 酯或聚丙烯上形成蒸汽沉积的铝的薄层，且在蒸汽沉积的铝层之间具有交联聚合物的插入 层。交联的聚合物层典型地是以蒸汽化丙烯酸酯单体形成沉积的聚合的丙烯酸酯。多层片 材材料被粉碎成在光学性能上有用的多层薄片。由这种多层薄片生产的涂层倾向于具有高 的漫反射系数和低的镜面反射率。该薄片具有低的长径比和非所需的低不透明度，当制成 油墨时。
[0007] 在筛网印刷油墨中，使用物理蒸汽沉积-(PVD)-金属颜料有时导致出现非所需的 "针孔"。用PVD-金属效应颜料着色的筛网印刷油墨偶尔且非所需地堵塞（或结垢）它们 经其中穿过的筛子。结果，筛子必须被清洁，这会延迟印刷工艺。
[0008] 本发明的一个目的是减少制造步骤的数量，和制造高度反射的金属薄片的所得成 本，但该方法还降低制造本文描述的其他薄片状材料的成本。
[0009] 本发明的另一目的是提供颜料分散体，它在印刷油墨，例如筛网印刷油墨中提供 诸如减少或最小的针孔之类的优势。
[0010] 除了金属薄片以外，还存在玻璃（SiO2)薄片的许多工业用途。常规的玻璃薄片通 常厚度范围为约1-6微米和直径为约30-约100微米。这些金属薄片可用于添加到聚合物 和涂层上，以改进各种功能性能。这些包括添加玻璃薄片作为添加剂，生产例如较薄、较光 滑的涂层。本发明的一个目的是生产非常薄的平坦光滑薄片，例如金属或玻璃薄片，例如在 聚合物，涂层和薄膜中利用它们的各种功能性能。
[0011] 发明概述
[0012] 在本发明中解决了与已知技术有关的难度和缺点。
[0013] 根据非限制性的方面，本发明提供生产金属薄片，小片和/或颗粒，例如效应颜料 的方法。该方法包括提供基底，和施加剥离体系到该基底上。该剥离体系包括（i)溶剂， (ii)至少一种聚合物剥离剂，和（iii)分散试剂（或分散剂），在一些实施方案中，所述分 散试剂是磺酸的盐，于是形成剥离层。对于一些实施方案来说，磺酸含烷基，芳基，或烷芳 基。该方法还包括施加金属层到剥离层上，除去金属层，和对金属进行一个或多个颗粒分选 控制操作，从而生产金属薄片，小片和/或颗粒。
[0014] 在另一非限制性方面中，本发明提供通过所描述的方法生产的金属薄片，小片和/ 或颗粒。通过本文描述生产的粒状物，例如效应颜料显示出一组有益的特征。粒状物的显 著优点是相对窄的粒度分布和因此相应减少非所需的过大颗粒含量。
[0015] 根据本发明，进一步提供一种效应颜料分散体，它包括（a)含量为4_25wt %的效 应颜料，基于效应颜料分散体的总重量。该效应颜料具有选自薄片状、小片形状，和/或颗 粒状的形式。该效应颜料分散体进一步包括（b)含下述的剥离层残余：（i)含量为l-15wt% 的聚合物剥离剂，基于所述效应颜料的总重量；和（ii)含量为0.025-1. 5wt%的分散剂， 基于所述效应颜料的总重量。该效应颜料分散体进一步包括（c)含量为提供平衡量为 lOOwt%的溶剂或溶剂的混合物，基于所述效应颜料分散体的总重量。对于一些实施方案来 说，残余剥离层停留在效应颜料的至少一个表面上。
[0016] 正如所意识的，本发明能实施其他且不同的实施方案，和它的若干细节能在各方 面上改性，所有这些没有脱离本发明。因此，附图和说明书被视为阐述而不是限制性的。
[0017] 附图简述
[0018] 图1是阐述制造金属薄片的现有技术方法的示意性原理框图；
[0019] 图2是阐述根据本发明方法的非限制性实施方案，施加多层涂层的真空沉积腔室 的代表性示意性正视图；
[0020] 图3是阐述在根据本发明的多层片材材料的非限制性实施方案中的层顺序的代 表性示意性截面视图；
[0021] 图4是阐述根据本发明的进一步的非限制性实施方案制造的多层片材材料的代 表性示意性截面视图；
[0022] 图5是用原理阐述根据本发明方法的非限制性实施方案的工艺步骤的代表性原 理框图；
[0023] 图6是阐述根据本发明的方法的非限制性实施方案制造的单层薄片的代表性示 意性截面视图；
[0024] 图7是根据本发明的方法的另一非限制性实施方案制造的多层薄片的代表性示 意性截面视图；
[0025] 图8是阐述根据本发明生产金属薄片的方法的另一非限制性实施方案的代表性 示意性正视图；和
[0026] 图9是用原理阐述根据本发明方法的非限制性实施方案制造的多层材料制造薄 片的工艺步骤的代表性原理框图。
[0027] 实施方案的详细说明
[0028] 本文中所使用的术语"小片状"是指具有小片形式或者为小片形式的诸如颜料，例 如效应颜料之类的材料。
[0029] 本文中所使用的术语"小片"是指直径（或宽度）与厚度之比大于1:1，例如为 1. 5:1-1000:1 的材料。
[0030] 本文中所使用的术语"薄片状"是指具有薄片形式，或者为薄片形式的诸如颜料， 例如效应颜料之类的材料。
[0031] 本文中所使用的术语"薄片"是指直径（或宽度）与厚度之比大于1:1，例如为 1. 5:1-1000:1 的材料。
[0032] 对于本发明的一些实施方案来说，术语薄片和小片是相当的且可互换使用。
[0033] 针对粒度，例如，但不限于，效应颜料的粒度，本文中所使用的术语"d50"是指针对 颗粒测定的体积平均尺寸分布函数的累积频率分布。
[0034] 本文中所使用的术语aC1-C2tl直链，支链或环状