CN102558966A - 一种染料型乳化墨水及其制造方法 - Google Patents

一种染料型乳化墨水及其制造方法 Download PDF

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李玉娟
黄小喜
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Abstract

本发明提供一种染料型乳化墨水组合物,包括如下组分:(a)染料0.5-7.0重量份;(b)溶剂62.0-9.0重量份;(c)水30.0-55.0重量份;(d)溶剂型树脂5.0-20.0重量份;(e)乳化剂2.0-7.0重量份;所述乳化剂为可形成油包水型的乳液的乳化剂;(f)乳化助剂0.5-2.0重量份;上述(a)~(f)组分的重量总和占组合物总重量的100%。本发明提供了一种性能稳定的可用于书写的乳化墨水。

Description

一种染料型乳化墨水及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种墨水及其制造方法,具体地涉及一种染料型乳化墨水及其制造方法。
背景技术
乳化墨水的研制,是乳化技术在应用领域的拓宽。乳化技术在食品和化妆品行业应用广泛,但在书写油墨生产上还是一个空缺。乳化墨水中水的含量最高可达55%,因而具有成本低、环保、工艺简单的优点。传统的圆珠笔油墨,所用的溶剂全部是有机溶剂,这些溶剂有毒并且存在生产安全隐患,严重污染环境影响人们的身体健康。乳化墨水的研发,大大的降低了有机溶剂的用量,并且在书写的顺滑效果方面远远优于圆珠笔油墨。它带给使用者一种轻松、流畅的书写感觉。
日本相关专利为了解决染料墨水耐光性差的问题,于配方中加入颜料,虽然墨水的耐晒性提高了,但是墨水的储存稳定性大大降低。本专利通过在配方中加入溶剂型树脂,此类树脂的加入,会大大提高染料的耐晒性能。与日本的专利相比,本发明在墨水制造过程中不涉及颜料分散,制造工艺大大简化,而且墨水储存稳定性的风险大大降低。从性能上来看,与日本专利接近。
综上所述,本领域缺乏一种性能稳定的可用于书写的乳化墨水,因此,本领域迫切需要开发可用于书写的乳化墨水。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种书写顺滑的染料型乳化墨水组合物。
本发明的第二目的在于获得一种书写顺滑的染料型乳化墨水。
本发明的第三目的在于获得一种书写顺滑的染料型乳化墨水的制造方法。
本发明的第四目的在于获得一种书写顺滑的染料型乳化墨水的制造方法。
在本发明的第一方面,提供了一种染料型乳化墨水组合物,其包括如下组分:
(a)染料    0.5-7.0重量份;
(b)溶剂    62.0-9.0重量份;
(c)水            30.0-55.0重量份;
(d)溶剂型树脂    5.0-20.0重量份;
(e)乳化剂        2.0-7.0重量份;所述乳化剂为可形成油包水型的乳液的乳化剂;
(f)乳化助剂      0.5-2.0重量份;
上述(a)~(f)组分的重量总和占组合物总重量的100%。
在本发明的一个具体实施方式中,所述(d)的溶剂型树脂选自软化点在80-110℃范围内的溶剂型树脂。
在本发明的一个具体实施方式中,所述(d)的溶剂型树脂选自松香树脂、醇酸树脂、醛酮树脂、环氧树脂、乙烯类树脂;优选地,所述溶剂型树脂选自醇酸树脂。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乳化剂的HLB值在3-6范围内;优选的,所述乳化剂的HLB值在4-5之间。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乳化剂选自非离子类乳化剂;
优选地,所述乳化剂选自:
山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚或其组合。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乳化助剂选自阴离子类表面活性剂、非离子类表面活性剂或其组合。
在本发明的一个具体实施方式中,所述(a)染料选自溶剂型染料,或直接染料;优选地,所述染料选自溶剂型染料。
在本发明的一个具体实施方式中,所述(b)溶剂选自极性溶剂,优选地,所述溶剂选自苯甲醇、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚中的一种或几种。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乳化助剂选自阴离子类表面活性剂、非离子类表面活性剂或其组合;所述(a)染料选自溶剂型染料,或直接染料;优选地,所述染料选自溶剂型染料;所述(b)溶剂选自极性溶剂,优选地,所述溶剂选自苯甲醇、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚中的一种或几种。
在本发明的一个具体实施方式中,所述乳化墨水为粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。
本发明的第二方面提供本发明所述的组合物制得的乳化墨水。更具体地,所述乳化墨水为粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。
本发明的第三方面提供一种染料型乳化墨水的制备方法,包括如下步骤:
(1)按照本发明所述的配方提供组合物;
(2)依次将染料、树脂、乳化剂加入溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液;
(3)将所述乳化助剂加入水中,搅拌充分得到混合物;
(4)将所述步骤(3)的混合物进行乳化,得到所述染料型乳化墨水。
在一个具体实施方式中,步骤将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水加入,加料完毕,再乳化30±5分钟即可
本发明的第四方面提供所述的染料型乳化墨水组合物在笔制品中的应用。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过大量的原料筛选与配方试制,获得了一种书写顺滑的染料型乳化墨水。并在此基础上完成了本发明。
如本文所用,所述的“乳化墨水”,指的是粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。具体地,本发明的乳化墨水为染料型墨水,“染料型”是指着色物质为染料颗粒。
如本文所用,所述的“书写顺滑”,除非另有说明,指的是墨水在书写纸张表面书写流畅。
以下对本发明的各个方面进行详述:
本发明的原料均可以通过市售得到或是常规的合成方法制备得到。
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。
组合物
本发明的染料型乳化墨水组合物包括如下组分:
(a)染料        0.5-7.0重量份;
(b)溶剂        62.0-9.0重量份;
(c)水          30.0-55.0重量份;
(d)溶剂型树脂  5.0-20.0重量份;
(e)乳化剂      2.0-7.0重量份;所述乳化剂为可形成油包水型的乳液的乳化剂;
(f)乳化助剂    0.5-2.0重量份;
上述(a)~(f)组分的重量总和占组合物总重量的100%。
在一个具体实施方式中,所述乳化墨水为粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。
乳化剂
优选的,所述乳化剂的HLB值在3-6范围内(乳化剂的HLB值优选4-5之间)。
优选的,所述乳化剂选自非离子类乳化剂。更优选的,所述乳化剂选自:
山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚或其组合。
乳化助剂
优选的,所述乳化助剂选自阴离子类表面活性剂、非离子类表面活性剂或其组合。
染料
具体的,所述(a)染料选自溶剂型染料,或直接染料;优选地,所述染料选自溶剂型染料。
本发明的染料没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
优选地,为了达到在溶剂中有优良的溶解性,选用溶剂型染料。例如,可选用溶剂红33、溶剂红39、溶剂蓝37、溶剂蓝5、溶剂蓝43、溶剂蓝38、溶剂黄4、溶剂紫8、溶剂黑3、溶剂黑46、溶剂黑27等。
染料的用量没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。如果用量过高,会造成染料凝聚,堵塞笔头;如果用量过低,则墨水颜色强度不够,字迹色泽暗淡。较为合适的,染料的用量在0.5-7.0%重量份。(此时溶剂含量为62.0-9.0重量份、水含量为30.0-55.0重量份、树脂含量为5.0-20.0重量份、乳化剂含量为2.0-7.0重量份、乳化助剂含量为0.5-2.0重量份)
溶剂
本发明的溶剂没有特别限制,只要不对本发明的发明目的产生限制即可。
溶剂选自醇类、醚类、酮类、酯类等。优选地,所述溶剂选自苯甲醇、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚中的一种或几种。
本发明的溶剂的用量为62.0-9.0重量份。(此时染料含量为0.5-7.0重量份、水含量为30.0-55.0重量份、树脂含量为5.0-20.0重量份、乳化剂含量为2.0-7.0重量份、乳化助剂含量为0.5-2.0重量份)
树脂
具体的,所述(d)树脂选自松香树脂、醇酸树脂、醛酮树脂、环氧树脂、乙烯类树脂;优选地,所述树脂选自醇酸树脂。
本发明的树脂选择软化点在80-110℃范围内。树脂软化点太高,油相体系粘度偏高,这将影响乳化效果;树脂软化点偏低,影响书写后字迹的耐水性。
所述树脂选自松香、聚合松香、松香酯、氢化松香酯等松香系树脂;醇酸树脂;醛酮树脂;环氧树脂;乙烯类树脂等。优选地,所述树脂选自醇酸树脂。
本发明的树脂用量为5.0-20.0重量份。(此时染料含量为0.5-7.0重量份、水含量为30.0-55.0重量份、溶剂含量为62.0-9.0重量份、乳化剂含量为2.0-7.0重量份、乳化助剂含量为0.5-2.0重量份)
制备方法
本发明的染料型乳化墨水的制备方法包括如下步骤:
(1)按照前述组合物的配方提供组合物;
(2)依次将染料、树脂、乳化剂加入溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液;
(3)将所述助剂加入水中,搅拌充分得到混合物;
(4)将所述步骤(2)的混合物进行乳化,得到所述染料型乳化墨水。
在一个具体实施方式中,步骤将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水加入,加料完毕,再乳化30±5分钟即可
如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据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。
本发明的其他方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
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,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准(ASTM)、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,所述的聚合物分子量为数均分子量。
制备实施例1
(1)依次将溶剂蓝5染料5克、醛酮树脂CA(市售牌号)15克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯5克加入43克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2克油酸钾乳化助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
制备实施例2
(1)依次将溶剂蓝5染料5克、醛酮树脂CA 10克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯3克加入50克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2克油酸钾乳化助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
制备实施例3
(1)依次将溶剂蓝5染料5克、醛酮树脂CA 5克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯3克加入55克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2克油酸钾乳化助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
制备实施例4
(1)依次将溶剂黑46染料9克、醛酮树脂CA 15克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯5克加入39克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2克油酸钾乳化助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
制备实施例5
(1)依次将溶剂黑46染料9克、醛酮树脂CA 10克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯3克加入46克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2油酸钾乳化克助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
制备实施例6
(1)依次将溶剂红39染料7克、醛酮树脂CA 20克、乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯5克加入36克乙二醇苯醚溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液。
(2)将2油酸钾乳化克助剂加入30克水中,搅拌充分即可,制备得到水相。
(3)将上述油相液加入乳化机内,开启搅拌,慢慢地将水相加入,20分钟加料完毕,再乳化30分钟即可。
性能实施例
一、粘度的测定
使用E型粘度计,在温度为25℃、剪切速度为0.75/S的条件下测定粘度。其结果如表所示:
  实施例   1   2   3   4   5   6
  粘度(mPa.s)   1800   1450   1050   1900   1500   1950
二、书写
将实施例1-6的墨水配合滚珠直径为0.5mm的笔头,制作成笔芯后,置于笔芯书写机上书写(书写角度70°、负荷200克、书写速度4.5m/分)。结果为,实施例1-6的书写线路良好,无墨水污迹;笔尖上未附着墨水。
三、线迹耐水性能
将划线一小时后的线路浸入水中,一小时后取出,晾干后与原样对比线迹浓度。结果为,实施例1-6水浸后的线迹浓度无任何变化。
四、线迹耐晒性能
将划线一小时后的线路置于30W的紫外灯下照射24小时后取出,与原样对比线迹的色泽与浓度。结果为,实施例1-6线迹稍稍有褪色。
五、墨水稳定性
将密封好的墨水在室温存放3天,然后放入60°的烘箱中,放置3天,再取出,等试样恢复到室温后,在放入-20°的冰箱中,也放置3天。后续按此测试条件作循环测试,共做6个循环测试。测试完毕,按照上述性能测试一至四做测试。结果为,实施例1-6墨水稳定性良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的实质技术内容范围,本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
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)

1.一种染料型乳化墨水组合物,其特征在于,包括如下组分:
(a)染料          0.5-7.0重量份;
(b)溶剂          62.0-9.0重量份;
(c)水            30.0-55.0重量份;
(d)溶剂型树脂    5.0-20.0重量份;
(e)乳化剂        2.0-7.0重量份;所述乳化剂为可形成油包水型的乳液的乳化剂;
(f)乳化助剂      0.5-2.0重量份;
上述(a)~(f)组分的重量总和占组合物总重量的100%。
2.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述(d)的溶剂型树脂选自软化点在80-110℃范围内的溶剂型树脂。
3.如权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述(d)的溶剂型树脂选自松香树脂、醇酸树脂、醛酮树脂、环氧树脂、乙烯类树脂;优选地,所述树脂选自醇酸树脂。
4.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述乳化剂的HLB值在3-6范围内;优选的,所述乳化剂的HLB值在4-5之间。
5.如权利要求1或4所述的组合物,其特征在于,所述乳化剂选自非离子类乳化剂;
优选地,所述乳化剂选自:
山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚或其组合。
6.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,
所述乳化助剂选自阴离子类表面活性剂、非离子类表面活性剂或其组合;或者,
所述(a)染料选自溶剂型染料,或直接染料;优选地,所述染料选自溶剂型染料;或者,
所述(b)溶剂选自极性溶剂,优选地,所述溶剂选自苯甲醇、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述乳化墨水为粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。
8.一种如权利要求1所述的组合物制得的乳化墨水,其特征在于,所述乳化墨水为粘度位于1000-2000cps之间的油包水型乳化墨水。
9.一种染料型乳化墨水的制备方法,包括如下步骤:
(1)按照权利要求1的配方提供组合物;
(2)依次将染料、树脂、乳化剂加入溶剂中,充分溶解完全,制备得到油相液;
(3)将所述乳化助剂加入水中,搅拌充分得到混合物;
(4)将所述步骤(3)的混合物进行乳化,得到所述染料型乳化墨水。
10.一种权利要求1所述的染料型乳化墨水组合物在笔制品中的应用。
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