CN101555373A - 一种可擦中性墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可擦中性墨水,其包括如下组分:(a)温敏颜料5~40重量份;(b)润湿分散剂0.5~5重量份;(c)增稠剂0.1~8重量份;(d)附着力促进剂0.1~5重量份;(e)保湿润滑剂5~30重量份;(f)防腐防霉剂0.05~0.5重量份;(g)水15~85重量份;上述(a)~(g)组分的重量总和占组合物总重量的98~100%。本发明还提供了所述中性墨水的制备方法,并提供了采用本发明的中性墨水的制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种墨水及其制备方法,具体地涉及一种可擦中性墨水及其制备方法。
背景技术
中性墨水因为其书写手感润滑流畅,不渗墨、漏墨;书写字迹耐光、耐水、耐温和化学稳定性(耐酸、耐碱、耐强氧化剂、漂白剂等),可用于永久文档保存而普遍被人们接受。但书写时难免会有错误发生,须使用修正液进行,而使用修正液类产品不方便且修正液类毒性问题逐渐被人们关注。
目前的可擦墨水有以下几种:
第一是以高分子橡胶类物质包裹染料或颜料以溶剂挥发、橡胶类物质成膜附载在书写界面,且使用橡皮可以擦除掉的油溶性圆珠笔可擦墨水,其因为使用挥发性有机溶剂,生产使用不安全、环保。
第二是魔术中性墨水,这种墨水的可擦性是根据酸碱显色——退色的原理,所以通常有两支笔,一支作为书写显色,需要修改时用另外一支涂擦,颜色就会退掉,这种墨水使用上不方便、且要配备两支笔,且往往不能用同一支显色笔在涂擦消字的地方再书写。
而在溶剂型体系(不同于中性墨水体系)中,已经报道可采用温敏颜料以达到显色褪色的效果。通常,这些温敏颜料都采用微胶囊包裹的方法处理以保护其温敏特性。而采用微胶囊包裹的温敏颜料难以应用到中性墨水体系。原因在于,当将温敏颜料应用到中性墨水体系时,会带来以下问题:很多包裹材料在中性墨水中的润湿性很差,很难将其均匀润湿分散稳定,使得墨水的保质期很短,常出现起笔书写不出、或长时间放置后墨水分层引起笔头堵塞而书写不出等严重质量问题。
另外,因为在制笔领域内采用的温敏颜料通常在外部进行微胶囊包裹,使得其颗粒尺寸比普通颜料的颗粒尺寸大十倍左右,使得墨水更容易分层而导致书写不良。也有采用更为强力的研磨分散来达到分散均匀的目的,但因为该类温敏颜料基本都采用微胶囊包裹技术,强烈的研磨分散很容易破化微胶囊的外壳材料而使得包裹在里面的温敏物质效果降低甚至没有温敏的效果;同时,也因为温敏颜料颗粒中一些较大的颗粒无法渗透到纸张纤维孔中,书写时不小心很容易被擦拭掉。
综上所述,现有的市面上的可擦中性笔(未采用温敏颜料)均需要使用橡皮或类似工具进行擦除,故此一般的中性笔笔端若没有铅笔配有的橡皮,就需要额外配备一个橡皮。而用橡皮擦除时如果用力不当,常会把书写界面(多数情况是纸张)擦破而影响整个作业或文档的可读性和外观;更重要地就是通过用橡皮擦除字迹会产生许多橡皮与纸屑的混杂的废屑,这些废屑很不干净且影响美观。因此,本领域缺少一种新型的可擦中性墨水,它具有不用橡皮擦除、字迹擦除干净、不留废屑、不破损纸张等优良性能。而现有技术的温敏颜料通常应用于溶剂型体系,难以应用到中性墨水体系。
因此,本领域迫切需要一种具有优良书写性能、无需橡皮擦的可擦中性墨水组合物;而且所述中性墨水稳定性高、书写流畅、产品批次差异小,与笔头匹配性强。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种具有优良书写性能、无需橡皮擦的可擦中性墨水;而且该中性墨水稳定性高、书写流畅、产品批次差异小,与笔头匹配性强。
本发明的第二目的在于提供一种具有优良书写性能、无需橡皮擦的可擦中性墨水的制备方法;所述墨水稳定性高(也即报废率低)、书写流畅、产品批次差异小,与笔头匹配性强(也即适用于多种笔头)。
本发明的第三目的在于提供一种具有优良书写性能、无需橡皮擦的可擦中性墨水制品。
本发明的第一方面提供一种可擦中性墨水,其包括如下组分:
(a)温敏颜料5~40重量份;
(b)润湿分散剂0.5~5重量份;
(c)增稠剂0.1~8重量份;
(d)附着力促进剂0.1~5重量份;
(e)保湿润滑剂5~30重量份;
(f)防腐防霉剂0.05~0.5重量份;
(g)水15~85重量份;
上述(a)~(g)组分的重量总和占组合物总重量的98~100%。
本发明的第二方面提供一种可擦中性墨水的制备方法,包括如下步骤:
(A)提供温敏颜料5~40重量份;润湿分散剂0.5~5重量份;增稠剂0.1~8重量份;附着力促进剂0.1~5重量份;保湿润滑剂5~30重量份;防腐防霉剂0.05~0.5重量份;去离子水15~85重量份的混合物;
(B)将步骤(A)的混合物进行后处理得到温敏可擦中性墨水。
本发明的第三方面提供一种采用本发明的可擦中性墨水的珠类笔制品。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过改进制备工艺,获得了一种可擦中性墨水,采用了新着色物质和优化配方,发现该配方出乎意料地具有普通中性墨水优良书写性能的同时,还具有书写字迹不用橡皮即可擦拭的功能。另外,发明人根据可擦中性墨水中着色物质颗粒的特殊性,通过大量的工厂大批量实验后获得一种可擦中性墨水制品,所获得制品与所述墨水非常匹配,确保温敏可擦中性墨水稳定性高、书写流畅、产品批次差异小,与笔头匹配性强。在此基础上完成了本发明。
本发明的发明构思如下:
为了解决现有技术中所述的问题,本发明对中性墨水的组分进行了优化选择:选择增稠剂(优选纤维素、多糖类增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂的复配)以及附着力促进剂进行组合,用于提高温敏颜料的稳定性、提高温敏颜料及其他组分在纸张表面的附着力、而又不降低其温敏性能颜料的温敏变色性能,使得温敏可擦中性墨水能长时间均匀稳定,不分层、不堵塞笔头、温敏变色敏感快速,因此适用于中性墨水体系。此外,为了获得更佳的性能,本发明还提供了一些优选的实施方式。
以下对本发明的各个方面进行详述:
温敏颜料
本发明的温敏颜料是一类对温度敏感的特性颜料。
具体地,所述温敏颜料包括:各种不可逆显色温敏颜料(不可逆显色温敏颜料是指:外观无色,经受热后呈现颜色,降温后颜色不再恢复无色的温敏颜料)、不可逆变色温敏颜料(不可逆变色温敏颜料是指:原有颜色受热后由一种颜色变为另一种颜色,降温后颜色不再恢复原色的温敏颜料)、可逆显色温敏颜料(显色可逆温敏颜料是指:外观无色,受热后呈现颜色,降温后颜色消失可恢复为无色的温敏颜料)、可逆消色温敏颜料(可逆消色温敏颜料是指:原有颜色受热后颜色消失,降温后可恢复原有颜色的温敏颜料)、可逆变色温敏颜料(可逆变色温敏颜料是指:原有颜色受热后变为另一种颜色,降温后可恢复原有颜色的温敏颜料)、记忆型温敏颜料(记忆型温敏颜料是指:其颜色不仅取决于温度,还取决于温度变化的过程的颜料,也即在从不同方向先降温再升温,或先升温再降温到达同一温度区间T0~T1时,由于温度变化的过程不同,颜料会显示出有色或无色。或者说,此温敏颜料由外观无色,经升温到一定温度时呈现颜色,降温后不消色,经第二次升温至同等温度时才消色。)
通常,温敏颜料适用的变色温度为-20~100℃,优选-10~70℃。
本发明的温敏颜料的粒径可以在50~0.1微米之间,优选小于10微米;更优选小于5微米。
本发明最优选粒径小于10微米、变色温度从-20~100℃、从低温(也即变色温度的下限)有色到高温(也即变色温度的上限)消色的温敏颜料,更优选粒径小于5微米、变色温度从-10~70℃的温敏颜料。
所述温敏颜料的着色强度没有具体限制,可以根据产品的需求而定。例如,所述温敏颜料的着色强度可以在2~5级之间。
本发明的颜料的用量为5~40重量份,优选10~30份。
上述的温敏颜料可以通过市售得到,也可以根据现有技术的方法制备得到。
润湿分散剂
本发明的润湿分散剂是能将颜料润湿分散均匀、且能长时间稳定颜料颗粒、带有与颜料有亲和性基团、具有一定分子量的分散剂。
本发明人发现为了获得长时间的墨水质量稳定性、考虑到温敏颜料的特殊性(微胶囊化、平均颗粒尺寸是普通颜料的十倍左右),分子量相对较高的润湿分散剂更适合。
为此,本发明提供以下优选的具体实施方式:
所述(b)润湿分散剂的数均分子量在100~15000的阴离子或非离子表面活性剂,优选地,所述分散剂为数均分子量在500~10000的聚合型阴离子或非离子表面活性剂但不限于此,包括聚丙烯酸盐、聚二异丁烯二酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚苯乙烯顺丁烯二酸钠、顺丁烯二酸酐共聚物、聚羧酸钠盐、聚羧酸铵盐、聚丙烯酸-马来酸钠盐、聚丙烯酸-马来酸铵盐等。所述非离子表面活性剂包括但不限于:烷基酚聚乙二醇醚、聚氧化乙烯烷基苯醚、聚氧化乙烯十二烷基醚,它们可以单独及配合使用。
本发明的分散剂用量为0.5~5重量份(此时颜料5~40重量份、增稠剂0.1~8重量份、附着力促进剂0.1~5重量份、保湿润滑剂5~30重量份、防腐防霉剂0.05~0.5重量份、去离子水15~85重量份)。例如,所述分散剂用量为0.5~5重量%,优选1.5~3.5重量%,以温敏可擦中性墨水组合物总重量计算。
所述润湿分散剂可以通过市售而获得。
增稠剂
本发明的增稠剂采用使得墨水的剪切变稀指数控制在所需范围的物质。需要注意的是,目前的微胶囊包裹材料对碱性体系较为敏感,因此常用于中性墨水提高粘度的增稠剂难以调节墨水的剪切变稀指数。
为此,增稠剂选用使墨水的剪切变稀指数控制在2.5~5的物质,同时应当对温敏颜料不具有负面效果;更优选地,所述剪切变稀指数控制在2.8~3.5,同时保持微胶囊包裹的温敏颜料的稳定性。所述剪切变稀指数是指用Brookfield粘度计测墨水粘度时,在6转/分钟下的粘度除以60转/分钟下的粘度。
优选地,增稠剂选自:纤维素增稠剂、聚多糖、改性聚多糖、无机增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂,优选黄原胶、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、角叉胶、文莱胶、无机膨润土、蒙脱土和缔合性聚氨酯增稠剂。特别适合于温敏颜料的纤维素增稠剂有:羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素;聚多糖中常用增稠剂有黄原胶、汉生胶、瓜尔胶;无机增稠剂如膨润土、蒙脱土等。
所述的“改性聚多糖”具体地如ESACOL ED5、ED10、ED20。上述“改性聚多糖”均为市售可得的产品,例如,所述ESACOL ED5、ED10、ED20可由意大利宁柏迪(Lamberti)公司购得。所述“聚多糖”的分子量或分子量分布没有具体限制,只要使得剪切变稀指数控制在2.5~5即可,具体地例如在20000~100000之间。
所述“改性纤维素”中的所述“改性”包括但不限于甲醚化或乙醚化。具体地例如羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基丙基纤维素。
另外,必须在高碱性条件下使用的增稠剂不适用于本发明的中性墨水。例如,常用的碱溶性丙烯酸增稠剂(包括丙烯酸或异丁烯酸(含有异丁烯酸甲酯、丙烯酸乙酯)的共聚物)和疏水改性丙烯酸增稠剂对pH有依赖性,必须在高碱性条件下使用,因此使得温敏颜料不稳定。
本发明的增稠剂的用量为0.1~8重量份(此时颜料的用量为5~40重量份、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份、附着力促进剂为0.1~5重量份、保湿润滑剂5~30重量份、防腐防霉剂0.02~0.5重量份、去离子水15~85重量份)。
附着力促进剂
考虑到所用温敏颜料粉的特殊性,即其颜料颗粒粒径是普通颜料的十倍左右,为小于5微米的颗粒,而纸张是一个多空隙的书写表面,一些空隙的直径比5微米小,这样当墨水书写在纸张表面时,有些较大粒径的颜料颗粒无法渗透到纸张纤维的空隙中,容易擦拭不掉,玷污书写表面,降低书写线路的色强度。本发明人发现,在墨水配方中加入一定的附着力促进剂,提高墨水对书写界面的附着力,就可以提高墨水书写线路的色强度,减少玷污的可能。
所述的附着力促进剂应当可提高墨水对书写界面的附着力,同时不对增稠剂造成负面影响。常用的附着力促进剂为水溶性树脂,本发明优选各种天然和合成高分子材料,如明胶、阿拉伯胶、甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷和各种水分散乳液,这些材料具有较好的成膜性、化学稳定性以及力学性。
本发明人发现,附着力促进剂可能对增稠剂有负面影响,原因在于,附着力促进剂可能会与高分子量增稠剂的高分子链发生缠绕而导致其沉淀,反而使得中性墨水不稳定。因此,本发明人优选以下的附着力促进剂:天然高分子材料包括明胶、阿拉伯胶、琼脂、琼脂糖、麦芽糖精、脂肪类、海藻酸钠、海藻酸钙、虫胶、羟乙基淀粉、蛋白类等。这些高分子材料无毒、成膜性好、致密性好。半合成高分子材料主要是纤维素衍生物,如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、醋酸羟丙基纤维素琥珀酸酯、甲基纤维素、乙基纤维素等。其特点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大。合成高分子如聚乙烯醇、聚环氧乙烷和各种水分散乳液,这类材料具有较好的成膜性、化学稳定性以及力学性。
当增稠剂与附着力促进剂同为纤维素衍生物的时候,作为增稠剂的纤维素衍生物和作为附着力促进剂的纤维素衍生物是不相同的。作为增稠剂的纤维素衍生物应当具有合适的稠度,该稠度使得剪切变稀指数控制在2.5~5;而作为附着力促进剂的纤维素衍生物应当具有所需的附着力。通常,用作增稠剂的纤维素衍生物的分子量大于作为附着力促进剂的纤维素衍生物。
本发明的附着力促进剂的用量为0.1~5重量份(此时颜料的用量为5~40重量份、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份、增稠剂为0.1~8重量份、保湿润滑剂5~30重量份、防腐防霉剂0.02~0.5重量份、去离子水15~85重量份)。
保湿润滑剂
本发明的保湿润滑剂没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
优选地,所述保湿润滑剂选自乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚1,2-丙二醇400、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇中的一种或几种。
本发明的保湿润滑剂的用量为5~30重量份(此时颜料的用量为5~40重量份、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份、增稠剂0.1~8重量份、附着力促进剂为0.1~5重量份、防腐防霉剂0.02~0.5重量份、去离子水15~85重量份)。例如,所保湿润滑剂的含量为5~30重量%,优选10~25重量%,以温敏可擦中性墨水组合物总重量计算。
防腐防霉剂
本发明的防腐防霉剂没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
具体地例如,本发明的防腐防霉剂选自Rocima623、Kathon LXE、ProxelXL2、苯并三氮唑或其组合。优选地,选自Kathon LXE、苯并三氮唑或其组合。上述防腐防霉剂均为市售可得的产品,例如,所述Rocima623、Kathon LXE可购自罗门哈斯公司,所述Proxel XL2购自英国联合胶体有限公司。
本发明的防腐防霉剂的用量为0.05~0.5重量份(此时颜料的用量为5~40重量份、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份、增稠剂0.1~8重量份、附着力促进剂为0.1~5重量份、去离子水15~85重量份)。例如,所述防腐防霉的含量为0.05~0.5重量%,优选0.1~0.4重量%,以温敏可擦中性墨水组合物总重量计算。
水
本发明中所用的水通常为去离子水,所述去离子水的用量为15~85重量份(此时颜料的用量为5~40重量份、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份、增稠剂0.1~8重量份、附着力促进剂为0.1~5重量份、防腐防霉剂0.02~0.5重量份)。例如,所述去离子水的含量为15~85重量%,优选30~70重量%,以温敏可擦中性墨水组合物总重量计算。
本发明的可擦中性墨水
本发明的可擦中性墨水中,颜料的用量为5~40重量份(优选15~35重量份,更优选15~30重量份)、润湿分散剂的用量为0.5~5重量份(优选1.5~3.5重量份)、增稠剂0.1~8重量份(优选0.5~5重量份)、附着力促进剂0.1~5重量份(优选0.2~2.5重量份)、保湿润滑剂5~30重量份(优选10~25重量份)、防腐防霉剂0.05~0.5重量份(优选0.1~0.4重量份)、去离子水15~85重量份(优选30~70重量份,更优选40~70重量份)。
上述组分的重量总和占组合物总重量的98~100%。
在上述组合物中,还可以含有0~2%的其它助剂,以温敏可擦中性墨水组合物总重量计算。所述助剂的种类和组成没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
例如,所述助剂为香精、抗氧剂、防锈剂等。
同时,还可以含有pH调节剂,使得温敏颜料处于合适的pH环境中。
在本发明的一个具体实施方式中,按照下述方法制得:
(A)提供以下组分:(a)温敏颜料5~40重量份;(b)润湿分散剂0.5~5重量份;(c)增稠剂0.1~8重量份;(d)附着力促进剂0.1~5重量份;(e)保湿润滑剂5~30重量份;(f)防腐防霉剂0.05~0.5重量份;(g)水15~85重量份;上述(a)~(g)组分的重量总和占组合物总重量的98~100%;
(A)将所述的去离子水、防腐防霉剂和润湿分散剂加入到一个分散容器中、在缓慢搅拌下慢慢加入温敏颜料分,待温敏颜料润湿分散均匀;接着加入保湿润滑剂和附着力促进剂并搅拌均匀,在缓慢搅拌下,慢慢加入增稠剂,并随增稠剂的加入适当提高搅拌速度,混合均匀得到所述混合物。
(B)将上述所制墨水真空脱泡,后高速离心过滤,收集滤液进行二次脱泡即得成品墨水。
温敏可擦中性墨水制品
具体地,本发明的温敏可擦中性墨水为水性温敏可擦中性墨水,“水性”是指墨水的主体溶剂为水,“温敏可擦”是指用该墨水书写后的字迹不用额外的橡皮来擦拭,只要能使需要修改的字迹处温度升高就可以(如只要用笔杆尾端和可在字迹表面摩擦而不破化纸张的物体擦拭)。
如本文所用,所述的“温敏可擦中性墨水”,除非另有说明,指的是书写线路不用额外的橡皮来擦拭,只要能使需要修改的字迹处温度升高就可以。(如只要用笔杆尾端和可在字迹表面摩擦而不破化纸张的物体擦拭);粘度位于水性墨水(例如钢笔墨水)及油性油墨(例如圆珠笔油墨)粘度之间的墨水。
本发明的温敏可擦中性墨水可以制成各种制品,例如珠类笔类制品。
更优选地是,所述珠类笔类制品的笔头选自普通型,针管型、半针管型、葫芦头型等。
由于本发明的温敏可擦中性墨水采用了特定的组合,因此适用于多种笔头。
除非具体说明,本发明的原料均为市售可得的原料。也可以通过本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明,否则所有的份数为重量份,所有的百分比为重量百分比。
制备实施例1
先将63.2克的去离子水、0.3克的防腐防霉剂(购自罗门哈斯公司的KathonLXE、苯并三氮唑,重量比为1∶1)、3.5克润湿分散剂(分子量为2000~5000的聚丙烯酸铵盐)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入20克温敏颜料(黑色、不可逆温敏,印度Americos公司变色龙chameleon产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入10克甘油保湿润滑剂和0.5克羧甲基纤维素附着力促进剂混合搅拌,最后加入0.5克黄原胶和2克缔合型聚氨酯增稠剂(Rohm & Haas产品Acrysol RM-8W),逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能评定为“好”,剪切变稀指数为2.5。(其判断方式参见性能实施例,以下实施例同)
制备实施例2
先将62.25克的去离子水、0.25克的防腐防霉剂(购自英国联合胶体有限公司的Proxel XL2、苯并三氮唑,二者重量比为1∶0.5)、3克分散剂(分子量为1500~5000的聚苯乙烯顺丁烯二酸钠)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入18克温敏颜料(红色、可逆温敏,印度Americos公司变色龙chameleon产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入8克乙二醇、5克聚乙二醇400保湿润滑剂和2克阿拉伯树脂胶附着力促进剂混合搅拌,最后加入1.5克无机膨润土(Elementis公司产品Bentone EW)增稠剂,逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能评定为“好”,剪切变稀指数为3.0。
制备实施例3
先将50.6克的去离子水、0.4克的防腐防霉剂(购自罗门哈斯公司的Rocima623)、3.2克聚丙烯酸-马来酸铵盐分散剂(平均分子量为3000~10000)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入25克温敏颜料(蓝色、不可逆温敏,美国Color Change Corporation公司Thermochromic(TC)产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入4克1,2-丙二醇和8克聚乙二醇400保湿润滑剂、1克阿拉伯树脂胶附着力促进剂混合搅拌,最后缓慢加入改性聚多糖(市售的ESACOL ED5)4.5克,逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能评定为“好”,剪切变稀指数为3.5。
制备实施例4
先将65.2克的去离子水、0.3克的防腐防霉剂(购自罗门哈斯公司的KathonLXE、苯并三氮唑,重量比为1∶1)、3.5克润湿分散剂(分子量为2000~5000的聚丙烯酸铵盐)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入18克温敏颜料(黑色、不可逆温敏,美国H.W.SANDS CORP.公司产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入10克甘油保湿润滑剂和0.5克羧甲基纤维素附着力促进剂混合搅拌,最后加入0.5克羟乙基纤维素增稠剂和2克聚氨酯增稠剂(Cognis公司SN-612),逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能合格,剪切变稀指数为2.6。
制备实施例5
先将57.25克的去离子水、0.25克的防腐防霉剂(购自英国联合胶体有限公司的Proxel XL2、苯并三氮唑,二者重量比为1∶0.5)、3克润湿分散剂(分子量为1500~5000的聚苯乙烯顺丁烯二酸钠)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入22克温敏颜料(绿色、不可逆温敏,美国H.W.SANDS CORP.公司产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入8克乙二醇、5克聚乙二醇400保湿润滑剂和2克聚乙烯醇附着力促进剂混合搅拌,最后加入2.5克缔合型聚氨酯增稠剂(Degussa公司TEGO Viscoplus 3030产品),逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能合格,剪切变稀指数为3.2。
制备实施例6
先将49.1克的去离子水、0.4克的防腐防霉剂(购自罗门哈斯公司的Rocima623)、3.2克聚丙烯酸-马来酸铵盐分散剂(平均分子量为3000~10000)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入30克温敏颜料(蓝色、可逆变色,上海裕旭工贸Siltex 2006),待温敏颜料分散均匀后,接着加入4克1,2-丙二醇和8克聚乙二醇400保湿润滑剂、1克阿拉伯树脂胶附着力促进剂混合搅拌,最后缓慢加入黄原胶1.0克,逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
所得产品书写可擦性能合格,剪切变稀指数为4.0。
对比实施例1
先将55.25克的去离子水、0.25克的防腐防霉剂(购自英国联合胶体有限公司的Proxel XL2、苯并三氮唑,二者重量比为1∶0.5)、5克低分子量分散剂(六偏聚磷酸钠)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入22克温敏颜料(绿色、不可逆温敏,美国H.W.SANDS CORP.公司产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入8克乙二醇、5克聚乙二醇400保湿润滑剂和2克聚乙烯醇附着力促进剂混合搅拌,最后加入2.5克缔合型聚氨酯增稠剂(Degussa公司TEGOViscoplus 3030产品),逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
对比实施例2
先将48.6克的去离子水、0.4克的防腐防霉剂(购自罗门哈斯公司的Rocima623)、3.2克聚丙烯酸-马来酸铵盐分散剂(平均分子量为3000~10000)加入到带有桨式搅拌的搅拌釜中,在搅拌下慢慢加入25克温敏颜料(蓝色、不可逆温敏,美国Color Change Corporation公司Thermochromic(TC)产品),待温敏颜料分散均匀后,接着加入4克1,2-丙二醇和8克聚乙二醇400保湿润滑剂、1克阿拉伯树脂胶附着力促进剂和2克氨水混合搅拌,最后缓慢加入4.5克碱溶胀丙烯酸增稠剂(罗门哈斯ASE 60),逐渐提高搅拌速度,至墨水体系稳定分散混合均匀后,脱泡——过滤——脱泡即得产品。
性能测定实施例1
将实施例1~3的产品进行性能测定,测定结果如下表1所示:
本发明中所用的粘度测定方法和条件为:Brookfield型粘度计,按照国标GB/T 2794-1995测定粘度。
本发明中所用的表面张力测定方法和条件为:在室温下采用吊环法表面张力测定。
剪切变稀指数是用Brookfield粘度计测墨水粘度时,在6转/分钟下的粘度除以60转/分钟下的粘度。
颗粒尺寸及其平均颗粒尺寸的测定方法按照GB/T 13321-2004“纳米粉末粒度的测定”标准。
书写性能的评定按照如下标准:
(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1~3温敏可擦中性墨水产品各3批次,与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配,每种笔头分别与3批次的温敏可擦中性墨水进行配合,因此每个实施例得到9个温敏可擦中性笔样品;
(2)所述温敏可擦中性笔在纸面上划出3道5cm长度的划痕,若每个实施例的9个样品均达到划痕无间断、且划痕宽度均匀,停止书写时笔头无漏墨,则视为“好”;6~8个样品均达到划痕无间断、且划痕宽度均匀,停止书写时笔头无漏墨,则视为“合格”;6个以下样品达到划痕无间断、且划痕宽度均匀,停止书写时笔头无漏墨,则视为“不合格”。
及时可擦性评定按照如下标准:
(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1~3中性墨水产品各3批次,与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配,每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合,因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品;
(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道1cm长度的划痕,然后立即用橡皮擦拭,若每个实施例的9个样品均达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“好”;6~8个样品均达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“合格”;6个以下样品达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“不合格”。
长时间可擦性评定按照如下标准:
(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1~3中性墨水产品各3批次,与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配,每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合,因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品;
(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道1cm长度的划痕,将划痕保存一周后用橡皮擦拭,若每个实施例的9个样品均达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“好”;6~8个样品均达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“合格”;6个以下样品达到能擦拭掉划痕,不破损书写界面,则视为“不合格”。
再书写性能的评定按照如下标准:
(1)选取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1~3中性墨水产品各3批次,与铅黄铜制普通型笔头#1、铅黄铜制半针管型笔头#2、铅黄铜制葫芦头型笔头#3互相匹配,每种笔头分别与3批次的可擦中性墨水进行配合,因此每个实施例得到9个可擦中性笔样品;
(2)所述可擦中性笔在纸面上划出3道1cm长度的划痕,用橡皮将划痕擦拭掉,接着在划痕处再划出3道1cm长度的划痕,若每个实施例的9个样品均达到划痕清晰无间断均匀,则视为“好”;6~8个样品均达到划痕清晰无间断均匀,则视为“合格”;6个以下样品达到划痕清晰无间断均匀,则视为“不合格”。
储存稳定性的评定按照如下标准:
(1)取采用相同方法制得但是批次不同的实施例1~3各3个批次,每个批次采用3个10g墨水的样品,样品放入恒温高温烘箱,在60度下放置两周;然后取出待平衡到室温,观察墨水外观、流动情况、是否有明显粘度升高、颗粒凝聚等现象。
(2)若每个实施例的9个样品均未发现粘度升高和颗粒凝聚,则视为“好”;6~8个样品均未发现粘度升高和颗粒凝聚,则视为“合格”;6个以下样品未发现粘度升高和颗粒凝聚,则视为“不合格”。
表1产品性能指标
性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比实施例1 |
粘度CP | 1500 | 2000 | 1800 | 2200 |
剪切变稀指数 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 3.4 |
PH值 | 6.8 | 7.0 | 7.2 | 7.5 |
表面张力(达因/厘米) | 40 | 43 | 39 | 42 |
平均颗粒尺寸 | 5微米 | 4微米 | 5微米 | 15微米 |
书写性能 | 好 | 好 | 好 | 差 |
及时可擦性 | 好 | 好 | 好 | 好 |
长时间可擦性 | 好 | 好 | 好 | 好 |
再书写性 | 好 | 好 | 好 | 差 |
储存稳定性 | 好 | 好 | 好 | 差 |
将实施例4~6的产品进行性能测定,测定结果如下表2所示:
表2
性能指标 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比实施例2 |
剪切变稀指数 | 2.6 | 3.2 | 4.0 | 4.2 |
颗粒尺寸 | 0.1~50 | 0.1~50 | 0.1~50 | 0.1~50 |
书写性能 | 合格 | 合格 | 合格 | 差 |
及时可擦性 | 合格 | 合格 | 合格 | (无法测试) |
长时间可擦性 | 合格 | 合格 | 合格 | (无法测试) |
再书写性 | 合格 | 合格 | 合格 | (无法测试) |
储存稳定性 | 合格 | 合格 | 合格 | 差 |
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种可擦中性墨水,其特征在于,包括如下组分:
(a)温敏颜料5~40重量份;
(b)润湿分散剂0.5~5重量份;
(c)增稠剂0.1~8重量份;
(d)附着力促进剂0.1~5重量份;
(e)保湿润滑剂5~30重量份;
(f)防腐防霉剂0.05~0.5重量份;
(g)水15~85重量份;
上述(a)~(g)组分的重量总和占组合物总重量的98~100%。
2.如权利要求1所述的墨水,其特征在于,所述的(a)温敏颜料选自不可逆显色温敏颜料、不可逆变色温敏颜料、可逆显色温敏颜料、可逆消色温敏颜料、可逆变色温敏颜料、或记忆型温敏颜料。
3.如权利要求1所述的墨水,其特征在于,所述(b)润湿分散剂选自平均数均分子量在100~15000的阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂;
优选地,所述润湿分散剂选自数均分子量在100~15000之间的聚丙烯酸盐、聚二异丁烯二酸钠、六偏聚磷酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚苯乙烯顺丁烯二酸钠或其组合。
4.如权利要求1所述的墨水,其特征在于,所述(c)增稠剂选自纤维素增稠剂、聚多糖、改性聚多糖、缔合型聚氨酯增稠剂或无机增稠剂。
5.如权利要求1所述的墨水,其特征在于,所述(d)附着力促进剂为水溶性树脂,所述水溶性树脂选自天然高分子材料、半合成高分子材料、合成高分子材料或其组合。
6.如权利要求1所述的墨水,其特征在于,所述(e)保湿润滑剂选自乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、聚乙二醇、聚1,2-丙二醇400、N-甲基-2-吡咯烷酮、山梨醇、木糖醇中的一种或几种。
7.一种如权利要求1所述的可擦中性墨水的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(A)提供温敏颜料5~40重量份;润湿分散剂0.5~5重量份;增稠剂0.1~8重量份;附着力促进剂0.1~5重量份;保湿润滑剂5~30重量份;防腐防霉剂0.05~0.5重量份;去离子水15~85重量份的混合物;
(B)将步骤(A)的混合物进行后处理得到温敏可擦中性墨水。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,
所述步骤(A)的混合物通过包括如下步骤的方法得到:
将所述的15~85重量份去离子水、0.05~0.5重量份防腐防霉剂和润湿分散剂0.5~5重量份加入到分散容器中、在搅拌下加入5~40重量份温敏颜料,待温敏颜料润湿分散均匀;
接着加入所述保湿润滑剂5~30重量份和附着力促进剂0.1~5重量份并搅拌均匀,在搅拌下加入0.1~8重量份增稠剂,并随增稠剂的加入提高搅拌速度,所有组分混合均匀得到所述混合物;
和/或
所述步骤(B)的后处理步骤包括:将步骤(A)的混合物进行脱泡,得到所述温敏可擦中性墨水。
9.一种采用如权利要求1所述的可擦中性墨水的珠类笔制品。
10.如权利要求9所述的制品,其特征在于,所述制品为采用半针管型笔头、针管型笔头、或葫芦头型笔头的笔。
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