CN114729213A - 逆光致变色油墨及相关的方法和书写工具 - Google Patents
逆光致变色油墨及相关的方法和书写工具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114729213A CN114729213A CN202080081389.0A CN202080081389A CN114729213A CN 114729213 A CN114729213 A CN 114729213A CN 202080081389 A CN202080081389 A CN 202080081389A CN 114729213 A CN114729213 A CN 114729213A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- ink formulation
- ink
- formulation
- writing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/50—Sympathetic, colour changing or similar inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/16—Writing inks
- C09D11/17—Writing inks characterised by colouring agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/16—Writing inks
- C09D11/18—Writing inks specially adapted for ball-point writing instruments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Abstract
本文提供了含有至少一种逆光致变色着色剂的逆光致变色油墨配制品、通过将逆光致变色油墨配制品暴露于UV光来擦除这些配制品的方法、以及包括连接到屏蔽光的管状构件或笔芯的书写尖端部分和逆光致变色油墨配制品的书写工具。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年9月24日提交的美国临时申请号62/904,889和2019年9月24日提交的美国临时申请号62/904,900的优先权权益,将这些临时申请的披露内容通过援引方式并入本文。
背景技术
本披露总体上涉及油墨配制品及相关的方法和书写工具,并且更具体地涉及逆光致变色油墨及使用其的方法和书写工具。
由于油墨与擦除物之间的物理接触(例如,摩擦)而可擦除的油墨以及为其配置的书写工具是已知的。然而,这些可擦除的油墨组合物中的许多很难擦除,并且即使在擦除之后仍然至少部分可见。此外,擦除这些油墨可能对下面的基材造成损坏,如撕裂基材。因此,需要改进的可擦除的油墨组合物和书写工具。
附图说明
图1是使用逆光致变色油墨配制品的两个实施例制成的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图2是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图1中测试的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图3是使用逆光致变色油墨配制品的两个实施例制成的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图4是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图3中测试的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图5是使用逆光致变色油墨配制品的实施例制成的书写测试样品在暴露于来自两个来源的UV光之前和之后的一系列照片。
图6是使用逆光致变色油墨配制品的实施例制成的书写测试样品在暴露于来自两个来源的UV光之前和之后的一系列照片。
图7是使用逆光致变色油墨配制品的两个实施例制成的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图8是使用逆光致变色油墨配制品的两个实施例制成的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后的一系列照片。
图9是图5和图6中所示的书写测试样品的测量的L*值的相关图。
图10是图5和图6中所示的书写测试样品的测量的a*值的相关图。
图11是图5和图6中所示的书写测试样品的测量的b*值的相关图。
图12是从图9-11中所示的测量的L*、a*和b*值计算的ΔE*值的相关图。
图13是从图1-8中所示的书写测试样品的测量的L*、a*和b*值计算的ΔE*值的相关图。
图14是包括逆光致变色油墨的记号笔型书写工具的实施例。
图15是包括逆光致变色油墨的圆珠笔型书写工具的实施例。
图16是使用逆光致变色油墨配制品的三个实施例制成的书写测试样品在暴露于UV光前的照片。
图17是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图16中测试的书写测试样品在UV室中暴露于UV光后的照片。
图18是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图16中测试的书写测试样品在实验室工作台上暴露于环境光两周后的照片。
图19是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图16中测试的书写测试样品在封闭的实验室抽屉中储存两周后的照片。
图20是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图16中测试的书写测试样品在办公室墙壁上暴露于环境光两周后的照片。
图21是使用逆光致变色油墨配制品制成的在图16中测试的书写测试样品在60℃的烘箱中储存两周后的照片。
图22是逆光致变色配制品的实施例和UV吸收油墨配制品的实施例的刮涂膜的照片。
具体实施方式
本文提供了逆光致变色油墨配制品、使用(例如,擦除)逆光致变色油墨配制品的方法和包括逆光致变色油墨配制品的书写工具。
如本文所用,术语“UV光”广泛用于是指具有从约100nm至约400nm波长的光,并且包括真空-UV、UV-C、UV-B和UV-A光。
如本文所用,术语“逆光致变色”广泛用于是指最初有色或不透明并且在暴露于光后变得透明或半透明的物质。在一些实施例中,逆光致变色物质的测得的L*值在实质性暴露于光之前最初较小,并且在暴露于光后较大。在一些实施例中,光是UV光。
如本文所用,术语“着色剂”广泛用于是指赋予油墨配制品所需颜色的物质。例如,着色剂可以是染料或颜料。
如本文所用,术语“擦除”广泛用于指示油墨配制品的至少一部分有色组分已从基材除去,或已使得无色或透明。如本文所用,短语“基本上擦除”广泛用于指示油墨配制品的基本上全部有色组分已从基材除去,或已使得无色或透明。
逆光致变色油墨配制品
本文披露了逆光致变色油墨配制品。在一些实施例中,油墨配制品可以仅由一种或多种逆光致变色着色剂组成。在一些实施例中,逆光致变色着色剂可包括光致变色染料和活化剂或漂白剂,该活化剂或漂白剂在暴露于UV光后使染料无色。例如,由光谱集团有限公司(Spectra Group Ltd.)(俄亥俄州,美国)制造并且从其可商购的逆光致变色着色剂(包括:CR234-BT2B、CR234-R33、CR234-R33x2和CR234-V4)可用作本披露的油墨配制品的实施例中的逆光致变色着色剂。CR234-BT2B着色剂最初是蓝色的并且在暴露于UV光后从蓝色转变为透明。CR234-R33和CR234-R33x2着色剂最初是红色的并且在暴露于UV光后从红色转变为透明。CR234-V4着色剂最初是紫色的并且在暴露于UV光后从紫色转变为透明。例如,在一些实施例中,油墨配制品包括CR234-BT2B、CR234-R33、CR234-R33x2、CR234-V4或其任何组合,而没有任何额外的成分。在一些实施例中,油墨配制品含有从约20wt.%至约80wt.%,例如约20wt.%、约30wt.%、约40wt.%、约50wt.%、约60wt.%、约70wt.%、或80wt.%、约90wt.%、约90wt.%或它们之间的任何范围的量的着色剂。
在一些实施例中,油墨配制品包括树脂。在一些实施例中,树脂可包括多种合成树脂乳液,如聚丙烯酸酯的水性分散体、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物、α-烯烃-马来酸共聚物、硅酮树脂、聚酯和聚氨酯,水溶性树脂如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛,碱溶性树脂如苯乙烯-马来酸共聚物、乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,油溶性树脂如酮树脂、酮甲醛树脂、酰胺树脂、醇酸树脂、松香改性树脂、松香改性酚醛树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、α-和β-蒎烯-苯酚缩聚树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和丙烯酸树脂。
在一些实施例中,油墨配制品包括从约0.01wt.%至约50wt.%,例如约0.01wt.%、约10wt.%、约20wt.%、约30wt.%、约40wt.%、或约50wt.%的量的树脂。
在一些实施例中,油墨配制品包括溶剂。在一些实施例中,溶剂是水。在一些实施例中,溶剂是一种或多种醇,例如苯甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、双丙酮醇、或其组合。在一些实施例中,溶剂是水溶性有机溶剂,例如乙醇、丙醇、丁醇、甘油、山梨糖醇、三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、乙二醇、二乙二醇、硫代二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。在一些实施例中,溶剂是有机溶剂,例如石脑油,VM&P石脑油、精制溶剂石脑油、石油精、二甲苯、甲基异丁基酮或丙酸丁酯。
在一些实施例中,油墨配制品含有从约0.01wt.%至约80wt.%,例如约0.01wt.%、约10wt.%溶剂、约20wt.%、约30wt.%、约40wt.%、约50wt.%、约60wt.%、约70wt.%、约80wt.%或其间的任何范围的量的溶剂。
在一些实施例中,油墨配制品包含一种或多种剪切稀化赋予剂,例如具有特定HLB值的非离子表面活性剂、黄原胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖(由葡萄糖单元和半乳糖单元构成的有机酸改性杂聚糖,其具有约100至8,000,000的平均分子量)、瓜尔胶、刺槐豆胶、羟乙基纤维素、海藻酸烷基酯、主要由甲基丙烯酸烷基酯构成且具有100,000至150,000的分子量的聚合物、葡甘露聚糖、具有胶凝能力且从海藻中提取的烃(如琼脂或角叉菜胶、亚苄基山梨糖醇或其衍生物、交联丙烯酸聚合物等)、疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR)增稠剂、碱可溶胀乳液(ASE)增稠剂、疏水改性碱可溶胀乳液(HASE)增稠剂、缔合增稠剂和非缔合增稠剂单独使用或组合混合。
在一些实施例中,油墨配制品包括一种或多种其他添加剂如颜料、粘合剂、粘度调节剂、触变剂、防腐剂、润滑剂、pH调节剂、抗菌剂或杀真菌剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、湿润剂、杀生物剂等。
在一些实施例中,油墨配制品不含有聚乙烯醇、聚酰胺、甲基羟丙基纤维素、SelvolTM 203(可从日本积水公司(Sekisui)商购)、SelvolTM 205、759(可从巴斯夫公司商购)、917或PSO810001(可从德国信越公司(Shin Etsu)商购)。
在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为从如笔的记号笔型书写工具递送。在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为从滚珠笔(roller ball pen)或圆珠笔递送。在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为从中性笔递送。在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为从毛笔递送。在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为从记号笔或荧光笔递送。在一些实施例中,油墨配制品可以被配置为通过浸涂、柔版印刷、凹版印刷、胶版印刷、喷墨印刷、冲压、喷涂、刷涂、滚压、喷出(puffing)或其任何组合沉积到基材。
使用/擦除逆光致变色油墨的方法
在一些实施例中,提供了使用和擦除逆光致变色油墨的方法。在一些实施例中,将上述任何油墨配制品布置在表面上(例如,通过使含有油墨配制品的书写工具接触表面,使得油墨从工具递送到表面),并且然后使表面暴露于光。在一些实施例中,表面是纸。在一些实施例中,光是环境光。在一些实施例中,光是阳光。在一些实施例中,光是UV光。在一些实施例中,UV光具有从约315nm至约400nm的波长。在一些实施例中,光由书写工具的一部分提供。在一些实施例中,光由与书写工具分开的来源提供。在一些实施例中,使表面暴露于光持续从约0.1秒至约2小时,例如约0.1秒、约1秒、约5秒、约20秒、约1分钟、约5分钟、约10分钟、约20分钟、约30分钟、约40分钟、约50分钟、约60分钟、约70分钟、约80分钟、约90分钟、约100分钟、约110分钟、约120分钟、以及其间的任何范围。
在一些实施例中,当每种配制品通过普通消费者目视检查被认为被擦除时,可以认为油墨配制品被擦除。因此,在一些实施例中,确定油墨配制品是否已被擦除可涉及定性确定。
在一些实施例中,本文所述的油墨配制品的擦除可以使用李克特量表(Likertscale)进行评估,其中书写测试样品可以在尝试擦除之前和之后以5点量表进行评估。根据李克特量表,5代表无颜色变化,4代表轻微变色,3代表中度变色,2代表严重变色并且1代表完全颜色消除。在一些实施例中,当根据李克特量表,油墨配制品被评定为中度变色、严重变色或完全颜色消除时,可以认为它们被擦除。
在一些实施例中,可以用颜色测量仪器定量评估暴露于UV光之前和之后的油墨配制品的颜色。在一些实施例中,颜色测量仪器可以是分光光度计,而在一些实施例中,颜色测量仪器可以是分光密度计。
在一些实施例中,可以使用国际照明委员会(Commission Internationale de l’Eclairage,CIE)L*a*b*坐标来标识色差,其中L*指示亮度,a*是红色/绿色坐标,并且b*是黄色/蓝色坐标。L*值越大,颜色越亮,并且L*值越小,颜色越暗。a*值越大,颜色越红,a*值越小,颜色越绿。b*值越大,b*值越黄,并且b*值越小,颜色越蓝。可以通过根据以下公式计算ΔL*、Δa*和Δb*来指示油墨配制品在暴露于UV光之前(L*1、a*1和b*1)和暴露于UV光之后(L*2、a*2和b*2)的从其状态的颜色变化:
ΔL*=L*2-L*1
Δa*=a*2-a*1
Δb*=b*2-b*1
正的ΔL*将指示样品在暴露于UV光后变得更亮,而负的ΔL*将指示样品在暴露于UV光后变得更暗。例如,当测量UV光对白色基材上的有色逆光致变色油墨的影响时,正的ΔL*可能指示逆光致变色油墨通过暴露于UV光而变亮。
正的Δa*将指示样品在暴露于UV光后变得更红,而负的Δa*将指示样品在暴露于UV光后变得更绿。例如,当测量UV光对白色基材上的绿色逆光致变色油墨的影响时,正的Δa*可指示逆光致变色油墨的绿色至少部分地通过暴露于UV光而被除去。
正的Δb*将指示样品在暴露于UV光后变得更黄,而负的Δb*将指示样品在暴露于UV光后变得更蓝。例如,当测量UV光对白色基材上的蓝色逆光致变色油墨的影响时,正的Δa*可指示逆光致变色油墨的蓝色至少部分地通过暴露于UV光而被除去。如本领域技术人员将容易理解的,测量Δa*和Δb*可以特别地可用于评估最初颜色为红色或蓝色的逆光致变色油墨的可擦除性。
所有三个坐标L*、a*和b*之间的总色差可以通过根据以下公式计算总色差ΔE*来评估:
ΔE*=[ΔL*·2+Δa*·2+Δb*·2]/2
在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约40至约100的ΔE*值、从约1至约100的ΔL*值、从约+/-0.1至约+/-90的Δa*值、从约+/-0.1至约+/-90的Δb*值、或其任何组合(包括其间的任何范围)时,可以认为油墨配制品被擦除。例如,在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约40至约50、从约50至约80、约50、约60、约70、约80、约90、约95、约100或其间的任何范围的ΔE*值时,可以认为油墨配制品被擦除。在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约5至约40、从约40至约60、从约50至约95、约1、约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90、约95、约100、或其间的任何范围的ΔL*值时,可以认为油墨配制品被擦除。在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约-60至约60、从约-60至约-0.1、从约0.1至约90、从约-25至约-5、从约5至约25、从约-60至约-30、从约30至约60,例如约-90、约-80、约-70、约-60、约-50、约-40、约-30、约-20、约-10、约0、约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90、或其间的任何范围的Δa*值时,可以认为油墨配制品被擦除。在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约-90至约-50、约50至约90、约-40至约-20、约20至约40、约-20至约-0.1、约0.1至约20、约-90、约-80、约-70、约-60、约-50、约-40、约-30、约-20、约-10、约-0.1、约0.1、约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90、或其间的任何范围的Δb*值时,可以认为油墨配制品被擦除。
在一些实施例中,可以使用CIE L*C*h坐标来评估暴露于UV光之前和之后的油墨配制品的颜色,其中L*指示亮度,C*指示色度,并且h是色调角。可以通过根据以下公式计算ΔL*、ΔC*和Δh来指示油墨配制品在暴露于UV光之前(L*1、C*1和h1)和暴露于UV光之后(L*2、C*2和h2)的从其状态的颜色变化:
ΔL*=L*2-L*1
ΔC*=C*2-C=h2-h1
在一些实施例中,当油墨在暴露于UV光之前和之后展现出从约1至约100的ΔL*值、从约0.1至约90的ΔC*值、从约1°至约360°的Δh值、或其任何组合(包括其间的任何范围)时,可以认为油墨配制品被擦除。例如,在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出从约5至约40、从约40至约60、从约50至约95、约1、约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90、约95、约100、或其间的任何范围的ΔL*值时,可以认为油墨配制品被擦除。在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出0.1至约20、约25至约70、约75至约90、约0.1、约10、约20、约30、约40、约50、约60、约70、约80、约90、或其间的任何范围的ΔC*值时,可以认为油墨配制品被擦除。在一些实施例中,当在白色基材上油墨的书写测试样品展现出约1°、约30°、约60°、约90°、约120°、约150°、约180°、约210°、约240°、约270°、约300°、约330°、约360°、或其间的任何范围的Δh值时,可以认为油墨配制品被擦除。
书写工具
在一些实施例中,提供书写工具。在一些实施例中,书写工具包括连接到屏蔽光的管状构件或笔芯(refill)的书写尖端部分,以及上述任何油墨配制品。在一些实施例中,书写尖端部分是圆珠笔。在一些实施例中,书写尖端部分是记号笔。在一些实施例中,书写尖端部分是笔刷头。在一些实施例中,屏蔽光的管状构件或笔芯可阻挡从约50%至约100%的光接触油墨配制品。在一些实施例中,屏蔽光的管状构件或笔芯可阻挡任何地方从约50%至约100%的UV光接触光配制品。
在一些实施例中,书写工具进一步包括UV擦除部分。在一些实施例中,UV擦除部分可以包括一个或多个UV光产生元件。在一些实施例中,该一个或多个UV光产生元件可以是LED。在一些实施例中,UV擦除部分定位成与书写尖端部分相反。在一些实施例中,UV擦除部分包括被配置为产生至少0.250mW/cm2的340nm UV光的UV光。
图14示出了根据本披露的书写工具1310的实施例的局部剖视图。书写工具1310包括屏蔽光的管状体1311,该管状体围绕可以容纳上述任何逆光致变色油墨配制品的储存器1312。书写工具进一步包括书写尖端1316,该书写尖端延伸到储存器1312中的距离为1322。屏蔽光的管状体1311进一步包括第二端1320,该第二端被配置成接收盖(未示出)。
图15描绘了书写工具1410,其包括屏蔽光的管状构件1411,该管状构件可以容纳上述任何逆光致变色油墨配制品。书写工具包括被配置为可移除地覆盖书写尖端1417的帽1413。书写尖端1417可以是滚珠型、多孔尖端型或其他构造,并且可以是可缩回的或可以不是可缩回的。
书写工具1410进一步包括UV擦除部分1418,该擦除部分被配置为产生能够擦除逆光致变色油墨的UV光。UV擦除部分包括电池1414、LED 1416和帽1412,该帽被配置为可移除地覆盖UV擦除部分1418。
永久有色的逆光致变色油墨
虽然上述配制品提供了可擦除的逆光致变色油墨和相关的方法和书写工具,但应注意逆光致变色体系的可擦除性可能并不总是希望的,如当逆光致变色油墨用于法律文件时或当逆光致变色油墨可能被无意暴露于阳光时。因此,还需要用于永久有色的逆光致变色油墨的改进的方法和书写工具。因此,本文还提供了用于永久有色的逆光致变色油墨的紫外光吸收剂、使逆光致变色油墨配制品永久有色的方法以及包括紫外光吸收剂的书写工具。
如本文所用,“永久有色”广泛用于指示油墨配制品的至少一部分有色组分保留在基材上,没有使得无色或透明,并且不会通过进一步暴露于UV光而基本上被擦除。
如本文所用,“紫外光吸收剂”广泛用于是指当暴露于UV光时可通过产生自由基而经历光诱导氧化的物质。例如,紫外光吸收剂包括,但不限于,2-羟基-二苯甲酮(“BP”)及其衍生物、草酰苯胺(“Ox”)及其衍生物、2-(2-羟基苯基)-苯并三唑(“BTZ”)及其衍生物、羟基苯基均三嗪(“HPT”)及其衍生物、以及其任何组合。
用于永久有色的逆光致变色油墨的紫外光吸收剂
本文披露了用于永久有色的逆光致变色油墨的紫外光吸收剂。在一些实施例中,紫外光吸收剂可以以紫外光吸收油墨配制品(“UVA油墨配制品”)的形式提供。
在一些实施例中,UVA油墨配制品可以仅由一种或多种紫外光吸收剂组成。例如,在一些实施例中,UVA油墨配制品可以仅由2-羟基-二苯甲酮(“BP”)及其衍生物、草酰苯胺(“Ox”)及其衍生物、2-(2-羟基苯基)-苯并三唑(“BTZ”)及其衍生物、羟基苯基均三嗪(“HPT”)及其衍生物、或其组合组成,而没有任何额外的组分。在一些实施例中,UVA油墨配制品可以仅由以下组成:基于红移羟基苯基均三嗪发色团的水性UV吸收剂分散体,如477-DW(可从巴斯夫公司(德国)商购)。
在一些实施例中,UVA油墨配制品含有从约1wt.%至约95wt.%,例如从约1wt.%至约20wt.%、从约1wt.%至约10wt.%、约5wt.%、约10wt.%、约15wt.%、约20wt.%、约25wt.%、约30wt.%、约35wt.%、约40wt.%、约45wt.%、约50wt.%、约55wt.%、约60wt.%、约65wt.%、约70wt.%、约75wt.%、约80wt.%、约85wt.%、约90wt.%、约95wt.%或其间的任何范围的量的紫外光吸收剂。
在一些实施例中,UVA油墨配制品包括树脂。在一些实施例中,树脂可包括多种合成树脂乳液,如聚丙烯酸酯的水性分散体、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物、α-烯烃-马来酸共聚物、硅酮树脂、聚酯和聚氨酯,水溶性树脂如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛,碱溶性树脂如苯乙烯-马来酸共聚物、乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,油溶性树脂如酮树脂、酮甲醛树脂、酰胺树脂、醇酸树脂、松香改性树脂、松香改性酚醛树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、α-和β-蒎烯-苯酚缩聚树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和丙烯酸树脂。
在一些实施例中,UVA油墨配制品包括从约0.01wt.%至约50wt.%,例如约0.01wt.%、约10wt.%、约20wt.%、约30wt.%、约40wt.%、或约50wt.%的量的树脂。
在一些实施例中,UVA油墨配制品包括溶剂。在一些实施例中,溶剂是水。在一些实施例中,溶剂是一种或多种醇,例如苯甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、双丙酮醇、或其组合。在一些实施例中,溶剂是水溶性有机溶剂,例如乙醇、丙醇、丁醇、甘油、山梨糖醇、三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、乙二醇、二乙二醇、硫代二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。在一些实施例中,溶剂是有机溶剂,例如石脑油,VM&P石脑油、精制溶剂石脑油、石油精、二甲苯、甲基异丁基酮或丙酸丁酯。
在一些实施例中,UVA油墨配制品含有从约0.01wt.%至约80wt.%,例如约0.01wt.%、约10wt.%溶剂、约20wt.%、约30wt.%、约40wt.%、约50wt.%、约60wt.%、约70wt.%、约80wt.%或其间的任何范围的量的溶剂。
在一些实施例中,UVA油墨配制品包含一种或多种剪切稀化赋予剂,例如具有特定HLB值的非离子表面活性剂、黄原胶、韦兰胶、琥珀酰聚糖(由葡萄糖单元和半乳糖单元构成的有机酸改性杂聚糖,具有约100至8,000,000的平均分子量)、瓜尔胶、刺槐豆胶、羟乙基纤维素、海藻酸烷基酯、主要由甲基丙烯酸烷基酯构成且具有100,000至150,000的分子量的聚合物、葡甘露聚糖、具有胶凝能力且从海藻中提取的烃(如琼脂或角叉菜胶、亚苄基山梨糖醇或其衍生物、交联丙烯酸聚合物等)、疏水改性氨基甲酸酯(HEUR)增稠剂、碱可溶胀乳液(ASE)增稠剂、疏水改性碱可溶胀乳液(HASE)增稠剂、缔合增稠剂和非缔合增稠剂单独使用或组合混合。
在一些实施例中,UVA油墨配制品包括一种或多种其他添加剂如颜料、粘合剂、粘度调节剂、触变剂、防腐剂、润滑剂、pH调节剂、抗菌剂或杀真菌剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、湿润剂、杀生物剂等。
使用UVA油墨使逆光致变色油墨永久有色的方法
在一些实施例中,提供了使用UVA油墨使逆光致变色油墨永久有色的方法。在一些实施例中,逆光致变色油墨配制品可以是本文所述的那些中的任一种。例如,在一些实施例中,逆光致变色油墨配制品可以仅由一种或多种逆光致变色着色剂组成。在一些实施例中,逆光致变色着色剂可包括光致变色染料和活化剂或漂白剂,该活化剂或漂白剂在暴露于UV光后使染料无色。
在一些实施例中,将如上述任何一种的逆光致变色油墨配制品布置在表面上(例如,通过使含有逆光致变色油墨配制品的书写工具与表面接触,使得将逆光致变色油墨从该工具递送到表面),并且然后将如上述任何一种的UVA油墨配制品布置在表面上且布置在逆光致变色油墨(布置在该表面上)上(例如,通过使含有UVA油墨配制品的书写工具与表面接触,使得将UVA油墨从该工具递送到含有逆光致变色油墨的表面)。在一些实施例中,表面是纸。在一些实施例中,逆光致变色油墨配制品和UVA油墨配制品均由同一书写工具提供。在一些实施例中,逆光致变色油墨配制品和UVA油墨配制品由单独的书写工具提供。
在一些实施例中,然后使表面暴露于光,但不擦除逆光致变色油墨。在一些实施例中,光是环境光。在一些实施例中,光是阳光。在一些实施例中,光是UV光。在一些实施例中,UV光具有从约315nm至约400nm的波长。在一些实施例中,光由书写工具的一部分提供。在一些实施例中,光由与书写工具分开的来源提供。
在一些实施例中,当在暴露于具有从约100nm至约400nm的波长的UV光持续1小时后,逆光致变色油墨配制品不会被普通消费者认为被擦除时,可以认为逆光致变色油墨配制品是永久有色的。因此,在一些实施例中,确定逆光致变色油墨配制品是否已被擦除可涉及定性确定。
在一些实施例中,本文所述的逆光致变色油墨配制品的擦除可以使用李克特量表来评估,其中可以在尝试擦除之前和之后以5点量表评估书写测试样本,如上所述。
在一些实施例中,可以用颜色测量仪器定量评估暴露于UV光之前和之后的逆光致变色油墨配制品的颜色。在一些实施例中,颜色测量仪器可以是分光光度计,而在一些实施例中,颜色测量仪器可以是分光密度计。
在一些实施例中,可以使用国际照明委员会(CIE)L*a*b*坐标来标识色差,如上所述。在一些实施例中,当在白色基材上覆盖有UVA油墨的逆光致变色油墨的书写测试样品在暴露于UV光之前和之后展现出小于约0.1(包括其间的任何范围)的ΔL*值时,可以认为逆光致变色油墨配制品是永久有色的。
书写工具
在一些实施例中,提供书写工具。在一些实施例中,书写工具包括连接到屏蔽光的管状构件或笔芯(refill)的书写尖端部分,以及上述任何UVA油墨配制品。在一些实施例中,书写工具进一步包括连接到屏蔽光的管状构件的相反端或连接到第二笔芯的第二书写尖端部分,以及逆光致变色油墨配制品。在一些实施例中,书写尖端部分是圆珠笔或滚珠笔。在一些实施例中,书写尖端部分是记号笔或荧光笔。在一些实施例中,书写尖端部分是笔刷头。在一些实施例中,第二书写尖端部分与第一书写尖端部分相反。在这样的实施例中,UV擦除部分可以设置在书写工具主体上的另一个位置处(例如,在主体的一侧上)。
实例
通过参考以下实例可以更好地理解本披露的实施例。
实例1:油墨配制品
通过将树脂在封闭容器中在60℃下浸泡在溶剂中持续1-72小时直到树脂溶解在溶剂中制备了许多油墨配制品。然后将所得树脂溶液在速度混合器中以1500-2500rpm混合从2至5分钟。添加着色剂并用速度混合器以1500至2500rpm将油墨再混合2至5分钟。制备和测试的每种油墨配制品的组成示于下表1中:
表1
表1中所示的样品中使用的着色剂、溶剂和树脂的各种重量百分比示于下表2中。
表2
样品编号 | 着色剂Wt% | 溶剂Wt% | 树脂Wt% |
1 | 42% | 33% | 25% |
2 | 50% | 28% | 21% |
3 | 42% | 33% | 25% |
4 | 42% | 33% | 25% |
5 | 42% | 33% | 25% |
6 | 42% | 33% | 25% |
7 | 6% | 94% | 0% |
8 | 33% | 67% | 0% |
9 | 25% | 75% | 0% |
10 | 32% | 68% | 0% |
11 | 50% | 50% | 0% |
12 | 50% | 50% | 0% |
13 | 40% | 32% | 28% |
14 | 40% | 24% | 36% |
15 | 40% | 32% | 28% |
16 | 40% | 24% | 36% |
17 | 40% | 32% | 28% |
18 | 40% | 24% | 36% |
以上所示的样品7(其使用水作为溶剂)没有起到油墨配制品的作用,因为着色剂不溶于油墨配制品的其余部分。不旨在受理论束缚,据信CR234-BT2B着色剂不溶于水。然而,以上样品1-6和8-18中的每一个都表现得相当好,示出可以使用大范围的逆光致变色着色剂、溶剂和树脂来制备逆光致变色油墨配制品。例如,如以上制备的样品所示,可以制备逆光致变色油墨配制品,其包括从约25wt.%至约50wt.%的着色剂、从约24wt.%至约75wt.%的溶剂,以及从约0.01wt.%至约36wt.%的树脂。
实例2:擦除逆光致变色油墨配制品
制备了额外的油墨配制品以测试逆光致变色油墨配制品的可擦除性。这些测试配制品详述于下表3中:
表3
制备以上列出的每种油墨配制品的样品并将其装入单独的书写工具中。通过称量小瓶中的组分并在速度混合器上以1500至2500rpm混合2至5分钟来制备配制品5和6。将配制品1和2直接置于书写工具中。通过将树脂在封闭容器中在60℃下浸泡在溶剂中持续1-72小时直到树脂溶解在溶剂中制备配制品3、4和7-10。然后将所得树脂溶液在速度混合器中以1500-2500rpm混合从2至5分钟。添加着色剂并用速度混合器以1500至2500rpm将油墨再混合2至5分钟。
然后根据ISO 14145-1:2016在ISO 14145纸上使用100克-力(gf)在赫特(Hutt)书写测试机上产生书写痕迹。改变书写测试速度和间距以优化油墨的外观。接下来,截取每个书写痕迹的小样品,并使用16mm孔径分光光密度计获取书写痕迹的L*、a*和b*值。如以下所述,使每个样品以不同的时间间隔暴露于UV光持续60秒,并使用16mm孔径分光光密度计获取书写痕迹在UV光暴露后的L*、a*和b*值。
在以下所述的测试中使用了两种不同的UV光源——由Clearstone技术公司(Clearstone Technologies Inc.)制造的340nm LED UV头和电池供电的365nm UV闪光灯。随着电池的消耗,闪光灯展现出随着时间的推移辐照度相当稳定的下降,而没有电池供电的340nm LED UV头则展现出恒定的辐照度。在产生每个书写痕迹后,暴露以最多三个不同的时间间隔发生——小于约30分钟、约5小时和约24小时。通过这三个时间间隔,研究了擦除逆光致变色着色剂的能力的变化。
配制品1、2、5和6
首先,制备编号1和2的配制品(分别是CR234-BT2B和CR234-R33x2的“纯”样品),并将其装入Ultrafine部件中。接下来,制备编号5和6的配制品并将其装入Ultrafine部件中。由于这些配制品中的每一种的粘度都相对低,因此每一种都可以成功地单独装入笔并成功书写。
使用配制品1制成的书写痕迹的截取(cutout)示于图1中为101。使用配制品5制成的书写痕迹的截取示于图1中为103。如通过比较103和101可以看出的,使用配制品5制成的书写痕迹比使用配制品1制成的书写痕迹要暗得多。虽然不旨在受特定理论的束缚,但据信与配制品1相比,配制品5中使用的乙醇溶剂降低了油墨配制品的粘度,从而增加了油墨的流速。然后,使用配制品1和5制成的书写痕迹的截取在它们最初产生13分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图1中分别为105和107。如通过视觉比较截取101和103与辐照过的截取105和107可以看出的,通过UV处理,对于肉眼,油墨基本上被擦除。接下来,然后使用配制品1和5制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生244分钟和225分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图1中分别为109和111。如通过视觉比较截取101和103与辐照过的截取105和107以及辐照过的截取109和111可以看出的,逆光致变色油墨配制品即使在长时间留在纸上之后也能相当好地被擦除。
制备和测试这些书写痕迹的额外截取,如图2所示。使用配制品5制成的书写痕迹的截取示于图2中为203。然后使用配制品1和5制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生23分钟和16分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图2中分别为205和207。如通过视觉比较截取101和203与辐照过的截取205和207可以看出的,通过UV处理,油墨基本上被擦除。接下来,使用配制品1和5制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生346分钟和325分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nmUV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图2中分别为209和211。
如通过视觉比较截取101和203与辐照过的截取205和207以及辐照过的截取209和211可以看出的,对于肉眼,逆光致变色油墨配制品即使在长时间留在纸上之后也能基本上被擦除。最后,使用配制品1和5制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生1458分钟和1479分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图2中分别为213和215。如通过视觉比较截取101和203与辐照过的截取205和207、辐照过的截取209和211、以及辐照过的截取213和215可以看出的,逆光致变色油墨配制品即使在长时间留在纸上之后也能相当好地被擦除。
使用配制品2制成的书写痕迹的截取示于图3中为301。使用配制品6制成的书写痕迹的截取示于图3中为303。如通过比较303和301可以看出的,使用配制品6制成的书写痕迹比使用配制品2制成的书写痕迹要暗得多。虽然不旨在受特定理论的束缚,但据信与配制品2相比,配制品6中使用的乙醇溶剂降低了油墨配制品的粘度,从而增加了油墨的流速。然后,使用配制品2和6制成的书写痕迹的截取在它们最初产生11分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图3中分别为305和307。
如通过视觉比较截取301和303与辐照过的截取305和307可以看出的,通过UV处理,油墨轻微地被擦除,而且留下显著的颜色。接下来,然后使用配制品2和6制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生235分钟和221分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图3中分别为309和311。如通过视觉比较截取301和303与辐照过的截取305和307以及辐照过的截取309和311可以看出的,逆光致变色油墨配制品即使在长时间留在纸上之后也能相当好地被擦除。
制备和测试这些书写痕迹的额外截取,如图4所示。使用配制品2制成的书写痕迹的截取示于图4中为401。使用配制品6制成的书写痕迹的截取示于图4中为403。然后,使用配制品2和6制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生14分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图4中分别为405和407。
如通过视觉比较截取401和403与辐照过的截取405和407可以看出的,通过UV处理,油墨相对好地被擦除。接下来,使用配制品2和6制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生334分钟和321分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图4中分别为409和411。如通过视觉比较截取401和403与辐照过的截取405和407以及辐照过的截取409和411可以看出的,逆光致变色油墨配制品在更短的时间间隔之后(如405和407所示)比在相对更长的时间间隔之后(如409和411所示)更好地被擦除。最后,使用配制品2和6制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生1457分钟和1466分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图4中分别为413和415。如通过视觉比较截取401和403与辐照过的截取405和407、辐照过的截取409和411以及辐照过的截取413和415可以看出的,逆光致变色油墨配制品在更短的时间间隔之后(如409和411所示)比在相对更长的时间间隔之后(如413和415所示)更好地被擦除。
配制品3和4
接下来,将配制品3的样品装入圆珠笔笔芯(使用IWI笔尖2600/NW/10/TC/AW26),并制备书写痕迹。使用配制品3制成的书写痕迹的第一截取示于图5中为501。使用配制品3制成的书写痕迹的第二截取示于图5中为503。然后使用配制品3制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生15分钟和12分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图5中分别为505和507。
如通过视觉比较截取501和503与辐照过的截取505和507可以看出的,通过UV处理,对于肉眼,油墨基本上被擦除。接下来,使用配制品3制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生30分钟和25分钟后各自经受具有14-16mW/cm2辐照度的365nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图5中分别为509和511,其中黑色圆圈勾勒出辐照过的区域。如通过视觉比较截取501和503与辐照过的截取509和511可以看出的,通过UV处理,对于肉眼,在处理过的区域中油墨基本上被擦除。
接下来,使用配制品3制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生80分钟和60分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图5中分别为513和515。如通过视觉比较截取501和503与辐照过的截取505和507以及辐照过的截取513和515可以看出的,配制品3在更短的时间间隔之后(如505和507所示)比在相对更长的时间间隔之后(如513和515所示)更好地被擦除。最后,使用配制品3制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生95分钟和75分钟后各自经受具有12-14mW/cm2辐照度的365nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图5中分别为517和519,其中黑色圆圈勾勒出辐照过的区域。如通过视觉比较截取501和503与辐照过的截取509和511、辐照过的截取517和519可以看出的,配制品3在更短的时间间隔之后(如509和511所示)比在相对更长的时间间隔之后(如517和519所示)更好地被擦除。
接下来,将配制品4的样品装入圆珠笔笔芯(使用IWI笔尖2600/NW/10/TC/AW26),制备书写痕迹,并如上所述记录配制品3的样品的L*、a*和b*值。使用配制品4制成的书写痕迹的第一截取示于图6中为601。使用配制品3制成的书写痕迹的第二截取示于图6中为603。然后使用配制品4制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生15分钟和10分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图6中分别为605和607。
如通过视觉比较截取601和603与辐照过的截取605和607可以看出的,通过UV处理,对于肉眼,油墨相对好地被擦除,但与使用配制品3制成的油墨(如图5中所示)相比,通过UV处理擦除得较少。接下来,使用配制品4制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生30分钟和20分钟后各自经受具有14-16mW/cm2辐照度的365nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图6中分别为609和611,其中黑色圆圈勾勒出辐照过的区域。如通过视觉比较截取601和603与辐照过的截取609和611可以看出的,通过UV处理,在处理过的区域中,油墨相对好地被擦除,尽管它不如配制品3的油墨被擦除得好。
接下来,使用配制品4制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生80分钟和65分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图6中分别为613和615。如通过视觉比较截取601和603与辐照过的截取605和607以及辐照过的截取613和615可以看出的,配制品4在更短的时间间隔之后(如605和607所示)比在相对更长的时间间隔之后(如613和615所示)更好地被擦除。最后,使用配制品3制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生95分钟和75分钟后各自经受具有12-14mW/cm2辐照度的365nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图6中分别为617和619,其中黑色圆圈勾勒出辐照过的区域。如通过视觉比较截取601和603与辐照过的截取609和611以及辐照过的截取617和619可以看出的,配制品4在更短的时间间隔之后(如609和611所示)比在相对更长的时间间隔之后(如617和619所示)更好地被擦除。
配制品7-10
将编号7-10的配制品的样品装入圆珠笔笔芯(使用IWI笔尖2600/NW/10/TC/AW26),并如上所述制备和测试书写痕迹。
使用编号7和9的配制品制备的书写痕迹的截取示于图7中。使用配制品7制成的书写痕迹的截取示于图7中为701。使用配制品9制成的书写痕迹的截取示于图7中为703。然后使用配制品7和9制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生14分钟和12分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图7中分别为705和707。
如通过视觉比较截取701和703与辐照过的截取705和707可以看出的,通过UV处理,油墨相对地被擦除,尽管它不如不含树脂的油墨配制品(如配制品1和5)被擦除得好。接下来,使用配制品7和9制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生304分钟和297分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图7中分别为709和711。如通过视觉比较截取701和703与辐照过的截取705和707以及辐照过的截取709和711可以看出的,逆光致变色油墨配制品在纸上短量的时间之后(如705和707所示)比在纸上更长量的时间之后(如709和711所示)更好地被擦除。最后,使用配制品7和9制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生1458分钟和1449分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图7中分别为713和715。如通过视觉比较截取701和703与辐照过的截取705和707、辐照过的截取709和711以及辐照过的截取713和715可以看出的,逆光致变色油墨配制品在纸上短量的时间之后(如705和707所示)比在纸上延长量的时间之后(如713和715所示)更好得多地被擦除。
使用配制品8和10制备的书写痕迹的截取示于图8中。使用配制品8制成的书写痕迹的截取示于图8中为801。使用配制品10制成的书写痕迹的截取示于图8中为803。然后使用配制品8和10制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生13分钟和14分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图8中分别为805和807。
如通过视觉比较截取801和803与辐照过的截取805和807可以看出的,通过UV处理,油墨相对好地被擦除,尽管它不如不含树脂的油墨配制品(如编号2和6的配制品)被擦除得好。接下来,使用配制品8和10制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生307分钟和295分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图8中分别为809和811。如通过视觉比较截取801和803与辐照过的截取805和807以及辐照过的截取809和811可以看出的,逆光致变色油墨配制品在纸上短量的时间之后(如805和807所示)比在纸上更长量的时间之后(如809和811所示)更好地被擦除。最后,使用配制品8和10制成的书写痕迹的截取分别在它们最初产生1450分钟和1438分钟后各自经受具有19.7mW/cm2辐照度的340nm UV光。UV光辐照后这些样品的截取示于图8中分别为813和815。如通过视觉比较截取801和803与辐照过的截取805和807、辐照过的截取809和811以及辐照过的截取813和815可以看出的,逆光致变色油墨配制品在纸上短量的时间之后(如805和807所示)比在纸上延长量的时间之后(如813和815所示)更好得多地被擦除。
实例3:逆光致变色油墨配制品可擦除性的定量分析
如上所述,测量在每次UV光暴露之前和之后配制品3(蓝色油墨)和配制品4(红色油墨)的每个样品的L*、a*和b*。这些样品的平均L*值示于图9中,这些样品的平均a*值示于图10中并且这些样品的平均b*值示于图11中。图9、10和11各自示出了两个图——左图(示出了示于图5中的样品的测量的L*、a*和b*值)以及右图(示出了示于图6中的样品的测量的L*、a*和b*值)。图9、10和11各自具有横轴,该横轴示出了5个不同编号的步骤,其中步骤0对应于初始时间(在任何UV暴露之前),步骤1对应于第一时间间隔(最短时间间隔),并且步骤2-4对应于逐渐增加的时间间隔。例如,在图9中,501和503的测量的L*值包括在左图的步骤0中,而517和519的测量的L*值包括在左图的步骤4中。图9、10和11各自示出了分别对应于测量的L*、a*和b*平均值的纵轴,每个数据点周围的竖线示出基于从制作书写样品开始经过的时间的测量的L*、a*和b*的变化,并用一条线连接每个测量的数据点。由于产生书写痕迹与施加UV光之间经过的时间较短,这些图各自上的蓝色数据点(由三角形表示)展现出较大的颜色损失,而由于产生书写痕迹与施加UV光之间经过的时间较长,红色点(由太阳符号表示)展现出较少的颜色损失。
如从图9可以看出的,左图上的配制品3和右图上的配制品4的测量的L*值没有展现出很大的变化。这表明样品的整体亮度/暗度没有显著变化,可能是因为从配制品3和4产生的初始样品非常亮,如图5和6中可以看出的。然而,图9中测量的L*值证实:对于每个样品时间,样品在UV暴露后变得更亮。类似地,图9的L*值证实:第一次暴露于UV光时发生L*值的最大变化。换言之,油墨配制品3和4的可擦除性似乎随着油墨留在基材上的时间增加而降低。
如从图10可以看出的,用配制品3制成的样品的a*值(示于左图)随着UV暴露展现出轻微的增加,而用配制品4制成的样品的a*值(示于右图)随着UV暴露展现出轻微的降低。这与配制品3样品在暴露于UV光时蓝色减少和配制品4样品在暴露于UV光时红色减少一致。因为配制品3是蓝色油墨并且配制品4是红色油墨,所以a*值的这种变化与这些油墨在暴露于UV光时的擦除一致。
如从图11可以看出的,用配制品3制成的样品(示于左图)和用配制品4制成的样品(示于右图)的b*值展现出随着UV暴露的增加,使得这些样品的测量的b*值随着UV暴露向零值移动。这与这些样品中存在的整体颜色的消除一致。
接下来,计算每个UV暴露步骤之后的ΔE*值并将其示于图12中,配制品3的ΔE*值示于左图并且配制品4的ΔE*值示于右图。图12的每一个图中的竖直线示出了ΔE*值的变化,该变化基于从制作书写样品开始经过的时间,并且用一条线连接每个ΔE*平均值。由于产生书写痕迹与施加UV光之间经过的时间较短,这些图各自上的蓝色数据点(由三角形表示)展现出较大的颜色损失,而由于产生书写痕迹与施加UV光之间经过的时间较长,红色点(由太阳符号表示)展现出较少的颜色损失。这些ΔE*值证实:用UV光消除逆光致变色油墨配制品中颜色的能力基于油墨施加到基材时与其暴露于UV光时之间经过的时间而降低。
类似地,测量用油墨配制品1、2和5-10制成的样品的L*、a*和b*值,并从这些L*、a*和b*值计算ΔE*值。这些ΔE*值示于图13中。图13在纵轴上示出ΔE*值,并且在横轴上示出步骤编号0-4。如上所述,步骤0对应于暴露于UV光之前的样品,并且因此不具有ΔE*值。步骤1对应于在产生后以最短时间间隔第一次暴露于UV光后进行的测量,并且步骤4对应于在产生后最长时间间隔暴露于UV光后进行的测量。图100示出了从使用配制品1制成的测量样品计算的ΔE*值。图200示出了从使用配制品2制成的测量样品计算的ΔE*值。图500示出了从使用配制品5制成的测量样品计算的ΔE*值。图600示出了从使用配制品6制成的测量样品计算的ΔE*值。图700示出了从使用配制品7制成的测量样品计算的ΔE*值。图800示出了从使用配制品8制成的测量样品计算的ΔE*值。图900示出了从使用配制品9制成的测量样品计算的ΔE*值。图1000示出了从使用配制品10制成的测量样品计算的ΔE*值。
如从图13的ΔE*值可以看出的,在用UV光处理之前使油墨保留在基材上的时间越长,这些油墨配制品中的每一种变得越不可擦除。在产生书写痕迹与UV光暴露之间的短时间段后测量的ΔE*值显示为绿色,而在产生书写痕迹与UV光暴露之间的较长时间段后测量的ΔE*值显示为红色。示于图13中的ΔE*值还示出了相对宽的变化,对应于样品上沉积的重量。例如,使用配制品5制成的样品具有相对重、暗的沉积物,并且具有相应大的ΔE*值。虽然不旨在受特定理论的束缚,但据信在某些油墨配制品中使用的树脂可能干扰逆光致变色着色剂的功能,从而降低这些逆光致变色油墨配制品的可擦除性。
实例4:额外的逆光致变色油墨
通过将约3克的67树脂添加到约4克的苯甲醇中并加热和混合直到67溶解来制备几种额外的逆光致变色油墨配制品。然后以1至1.5克增量将着色剂添加到该溶液中直到达到使逆光致变色油墨的沉积在纸上可见的颜色强度。制备的并且测试耐光性的逆光致变色油墨配制品示于下表4中:
表4
表4中所示的样品中使用的着色剂、溶剂和树脂的各种重量百分比示于下表5中。
表5
样品编号 | 着色剂Wt% | 溶剂Wt% | 树脂Wt% |
11 | 42% | 33% | 25% |
12 | 50% | 28% | 21% |
13 | 42% | 33% | 25% |
实例5:逆光致变色油墨的耐光性
将油墨配制品11-13中的每一种的样品装入圆珠笔笔芯管中,并附上2600/NS/10/TC/AW26圆珠笔笔尖。然后根据ISO 14145-1:2016在ISO 12757纸上使用100克-力(gf)在赫特(Hutt)书写测试机上产生25米长的书写痕迹。改变书写测试速度和间距以优化逆光致变色油墨的外观。这些书写痕迹的截取示于图16中,其中使用配制品11制成的书写痕迹示为1101,使用配制品12制成的书写痕迹示为1102,并且使用配制品13制成的书写痕迹示为1103。
接下来,以五分钟的增量将这些书写痕迹的截取置于发出具有从300nm至800nm波长和从650W/m2至750W/m2辐照度的UV光的UV室中。在第一个间隔之后,配制品11和12被完全擦除。然而,即使在25分钟后,使用配制品3制成的书写痕迹仍保留一些残留的强烈颜色。书写痕迹在UV室中25分钟后的截取示于图17中,其中使用配制品11制成的完全擦除的书写痕迹示为1201,使用配制品12制成的完全擦除的书写痕迹示为1202,并且使用配制品13制成的部分擦除的书写痕迹示为1203。
如可以从比较图16和17看出的,油墨配制品11-13在UV室中暴露于UV光后都被很好地擦除了。然而,进行了进一步的测试以确定油墨配制品11-13在暴露于环境因素(如环境光和热量)后的耐光性,以确定这些油墨是否会被环境光或热量无意地擦除,该环境光或热量在消费者使用这些油墨时可能会遇到。
首先,将书写痕迹的截取置于实验室工作台上两周,在该实验室工作台上使其暴露于无窗实验室的环境荧光光照条件。该截取在实验室工作台上两周后的照片示于图18中,其中使用配制品11-13制成的书写痕迹分别示为1301、1302和1303。如通过比较图18与图16可以看出的,使用配制品11制成的书写痕迹在这些环境光照条件下展现出严重的变色,而使用配制品12和13制成的书写痕迹仅展现出轻微的变色。
接下来,将书写痕迹的截取置于封闭的实验室抽屉中两周。该截取在实验室抽屉中两周后的照片示于图19中,其中使用配制品11-13制成的书写痕迹分别示为1401、1402和1403。如通过比较图19与图16可以看出的,在使用配制品11-13制成的书写痕迹中没有观察到颜色变化。
接下来,将书写痕迹的截取置于办公室墙壁上,在该办公室墙壁上使其暴露于办公室的环境光照条件。办公室光照由荧光光照和来自附近窗户的自然光二者组成。然而,样品从未通过窗户暴露于直射阳光,并且在样品储存的位置测量到零UV光。该截取在办公室墙壁上两周后的照片示于图20中,其中使用配制品11-13制成的书写痕迹分别示为1501、1502和1503。如通过比较图20与图16可以看出的,使用配制品11制成的书写痕迹在这些环境光照条件下展现出中等的变色,而使用配制品12和13制成的书写痕迹仅展现出轻微的变色。
最后,将书写痕迹的截取储存在60℃的黑暗无窗烘箱中两周。该截取在办公室墙壁上两周后的照片示于图21中,其中使用配制品11-13制成的书写痕迹分别示为1601、1602和1603。如通过比较图21与图16可以看出的,使用配制品11制成的书写痕迹在这些环境光照条件下展现出中等的变色,而使用配制品12和13制成的书写痕迹仅展现出轻微的变色。
当暴露于UV室、实验室工作台、办公室墙壁、实验室抽屉和60℃烘箱中的每一个时,使用配制品11-13中的每一种制成的书写痕迹的颜色变化使用李克特量表进行评估,如下表6所示:
表6
配制品编号 | UV室 | 实验室工作台 | 办公室墙壁 | 实验室抽屉 | 60℃烘箱 |
11 | 1 | 2 | 3 | 5 | 3 |
12 | 1 | 4 | 4 | 5 | 4 |
13 | 2 | 4 | 4 | 5 | 4 |
虽然这些油墨配制品在这些有限的测试中具有一定程度的颜色稳定性,但明显需要改进耐可见光性。特别地,这些测试示出,当暴露于环境光时,配制品11的蓝色油墨会在大约几天内褪色,并且配制品12和13的红色和紫色油墨会在大约几周内褪色。
实例6:永久有色的逆光致变色油墨配制品
首先,制备仅由CR234-BT2B着色剂组成的逆光致变色油墨配制品。将该逆光致变色油墨配制品置于刮涂条上,并在Leneta Form 3NT-41纸上形成刮涂膜。接下来,制备仅由477-DW组成的UV-吸收油墨配制品。将该UV-吸收油墨配制品置于刮涂条上,并且在上述逆光致变色油墨刮涂膜的上半部产生UV吸收油墨配制品的刮涂膜。然后,使用可变功率UV-LED头使整个刮涂膜暴露于具有340nm波长和19.5W/cm2辐照度的UV光240秒。
图22示出了在刮涂膜暴露于UV光后的刮涂膜。未用UV吸收油墨配制品处理的逆光致变色油墨刮涂膜示为901并且被UV吸收油墨刮涂膜覆盖的逆光致变色油墨刮涂膜示为903。如从该图中可以看出的,UV吸收油墨刮涂膜成功地使逆光致变色油墨刮涂膜在UV暴露后永久有色,这使得未处理的逆光致变色油墨配制品基本上被擦除。
尽管已经参考多个实施例描述了本披露,但是本领域技术人员将理解本发明不限于这样的披露的实施例。相反,可以修改本发明以结合本文未描述的任何数量的变型、改变、替换或等效布置,但是这些变型、改变、替换或等效布置与本发明的精神和范围相称。另外,虽然已经描述了本发明的不同实施例,但是应当理解,本发明的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此,本发明不应被视为受前述描述的限制,而是仅受所附权利要求书的范围限制。
Claims (30)
1.一种油墨配制品,其包含逆光致变色着色剂。
2.如权利要求1所述的油墨配制品,其中,该油墨配制品含有从约20wt.%至约100wt.%的量的该逆光致变色着色剂。
3.如权利要求1所述的油墨配制品,其进一步包含溶剂。
4.如权利要求3所述的油墨配制品,其中,该油墨配制品含有从约20wt.%至约80wt.%的量的该溶剂。
5.如权利要求3所述的油墨配制品,其中,该溶剂包括醇。
6.如权利要求5所述的油墨配制品,其中,该醇是苯甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、双丙酮醇或其组合。
7.如权利要求1所述的油墨配制品,其进一步包含树脂。
8.如权利要求7所述的油墨配制品,其中,该油墨配制品含有从约10wt.%至约50wt.%的量的该树脂。
9.如权利要求7所述的油墨配制品,其中,该树脂包括丙烯酸树脂。
10.如权利要求7所述的油墨配制品,其中,该树脂不含聚乙烯醇、聚酰胺或甲基羟丙基纤维素。
11.一种擦除油墨的方法,该方法包括:
将如权利要求1-10中任一项所述的油墨配制品布置在表面上;以及
使该表面暴露于UV光。
12.如权利要求11所述的方法,其中,该表面是纸。
13.如权利要求11所述的方法,其中,该UV光包括340nm UV光或365nm UV光。
14.如权利要求11所述的方法,其中,使该表面暴露于UV光包括使该表面暴露于具有小于100,000mW/cm2的340nm UV光、小于245,000mW/cm2的365nm UV光、或小于909,000mW/cm2的400nm UV光的辐照度的UV光源。
15.如权利要求11所述的方法,其中,使该表面暴露于UV光包括使该表面暴露于具有从约1mW/cm2至约30mW/cm2的辐照度的340nm至400nm UV光源持续从约一秒至约5分钟的时间段。
16.如权利要求11所述的方法,其中,该表面是白色的,并且其中,在使该表面暴露于UV光之后,该表面具有从约40至约100的ΔE*值、从约1至约100的ΔL*值、从约+/-0.1至约+/-90的Δa*值、从约+/-0.1至约+/-90的Δb*值、或其任何组合。
17.如权利要求11所述的方法,其进一步包括在使该表面暴露于UV光之前,将UV吸收油墨配制品布置在该逆光致变色油墨配制品上,该逆光致变色油墨配制品布置在该表面上,
其中该UV吸收油墨配制品包含UV吸收剂。
18.如权利要求17所述的方法,其中,该UV吸收油墨配制品含有从约1wt.%至约20wt.%的量的该UV吸收剂。
20.如权利要求17所述的方法,其中,该UV吸收油墨配制品进一步包含溶剂。
21.如权利要求20所述的方法,其中,该UV吸收油墨配制品含有从约20wt.%至约80wt.%的量的该溶剂。
22.如权利要求17所述的方法,其中,该UV吸收油墨配制品进一步包含树脂。
23.如权利要求22所述的方法,其中,该UV吸收油墨配制品含有从约10wt.%至约50wt.%的量的该树脂。
24.如权利要求17所述的方法,其中,该表面是白色的,并且其中,在使该表面暴露于UV光之后,该表面具有小于约1的ΔE*值、小于约0.5的ΔL*值、从约-0.5至约0.05的Δa*值、从约-0.5至约0.5的Δb*值、或其任何组合。
25.一种书写工具,其包括:
连接到屏蔽光的管状构件或笔芯的书写尖端部分;
如权利要求1-10中任一项所述的油墨配制品。
26.如权利要求25所述的书写工具,其进一步包括UV擦除部分。
27.如权利要求26所述的书写工具,其中,该UV擦除部分包括被配置为产生至少0.250mW/cm2的340nm UV光的UV光。
28.如权利要求26所述的书写工具,其中,该UV擦除部分包括被配置为产生从约2mW/cm2至约5mW/cm2的340nm UV光的UV光。
29.如权利要求26所述的书写工具,其中,该书写尖端部分连接到该屏蔽光的管状构件或笔芯的第一端,并且该UV擦除部分布置在该屏蔽光的管状构件或笔芯的相反端。
30.一种套件,其包括:
如权利要求25所述的书写工具;以及
独立的UV光。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962904889P | 2019-09-24 | 2019-09-24 | |
US201962904900P | 2019-09-24 | 2019-09-24 | |
US62/904,900 | 2019-09-24 | ||
US62/904,889 | 2019-09-24 | ||
PCT/US2020/052196 WO2021061757A1 (en) | 2019-09-24 | 2020-09-23 | Reverse photochromic inks, and associated methods and writing instruments |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114729213A true CN114729213A (zh) | 2022-07-08 |
Family
ID=75167103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080081389.0A Pending CN114729213A (zh) | 2019-09-24 | 2020-09-23 | 逆光致变色油墨及相关的方法和书写工具 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220372321A1 (zh) |
EP (1) | EP4038154A4 (zh) |
CN (1) | CN114729213A (zh) |
CA (1) | CA3155502A1 (zh) |
WO (1) | WO2021061757A1 (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102009553A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-04-13 | 崔少邦 | 多功能笔 |
CN104130627A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-05 | 王勇 | 稳定的变色墨水 |
WO2019035874A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Sanford L.P. | STICK SLUDGE ACTIVATOR AND METHODS AND KITS THEREOF |
CN109476946A (zh) * | 2016-04-13 | 2019-03-15 | 西甘产业股份有限公司 | 光学渐逝变色组合物及其制备和使用的方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0228683A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Minolta Camera Co Ltd | 原本の作成方法 |
US5593486A (en) * | 1995-12-05 | 1997-01-14 | Xerox Corporation | Photochromic hot melt ink compositions |
JP4658258B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-03-23 | パイロットインキ株式会社 | 色彩記憶性光変色性筆記具及びそれを用いた色彩記憶性光変色性筆記具セット、筆記像の色彩記憶性光変色機能の互変的発現方法 |
US8012550B2 (en) * | 2006-10-04 | 2011-09-06 | 3M Innovative Properties Company | Ink receptive article |
US7684997B2 (en) * | 2006-12-27 | 2010-03-23 | Pitney Bowes Inc. | Machine readable colored envelopes |
US20090322070A1 (en) * | 2006-12-27 | 2009-12-31 | Jay Reichelsheimer | Method and system for hiding information |
JP5464905B2 (ja) * | 2009-05-19 | 2014-04-09 | パイロットインキ株式会社 | フォトクロミック材料及びそれを用いたフォトクロミック積層体 |
US8545738B2 (en) * | 2010-08-11 | 2013-10-01 | Xerox Corporation | Stabilized photochromic ink for reusable paper annotation |
US20130177703A1 (en) * | 2012-01-09 | 2013-07-11 | Chromatic Technologies Inc. | Reversible thermochromic and photochromic ink pens and markers |
WO2018035514A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Jads International LLC | Photochromic compositions, markers containing the same, and systems and methods for their use |
-
2020
- 2020-09-23 EP EP20869275.6A patent/EP4038154A4/en active Pending
- 2020-09-23 US US17/761,752 patent/US20220372321A1/en active Pending
- 2020-09-23 CN CN202080081389.0A patent/CN114729213A/zh active Pending
- 2020-09-23 CA CA3155502A patent/CA3155502A1/en active Pending
- 2020-09-23 WO PCT/US2020/052196 patent/WO2021061757A1/en active Search and Examination
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102009553A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-04-13 | 崔少邦 | 多功能笔 |
CN104130627A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-05 | 王勇 | 稳定的变色墨水 |
CN109476946A (zh) * | 2016-04-13 | 2019-03-15 | 西甘产业股份有限公司 | 光学渐逝变色组合物及其制备和使用的方法 |
WO2019035874A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Sanford L.P. | STICK SLUDGE ACTIVATOR AND METHODS AND KITS THEREOF |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3155502A1 (en) | 2021-04-01 |
EP4038154A4 (en) | 2023-10-18 |
WO2021061757A1 (en) | 2021-04-01 |
EP4038154A1 (en) | 2022-08-10 |
US20220372321A1 (en) | 2022-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7452146B2 (en) | Writing instruments with eradicable inks and eradicating fluids | |
CN107250293B (zh) | 书写工具用水性墨组合物 | |
EP1713872B1 (en) | Security ink | |
JP2000129188A (ja) | 二重発色インキ組成物及びそれを用いた筆記具 | |
TW201702323A (zh) | 筆具用油性墨水組合物、以及收納其之筆具、標記筆及鋼珠筆 | |
US9873806B2 (en) | Ink composition for aqueous ink ball point pen | |
JP2004026923A (ja) | 筆記具用水性インキ組成物 | |
CN103154160A (zh) | 包含防涂污剂的高亮墨水调配物 | |
CN114729213A (zh) | 逆光致变色油墨及相关的方法和书写工具 | |
CA2600753A1 (en) | Eradicable composition and kit | |
JP7145605B2 (ja) | 筆記具 | |
CN114729212A (zh) | 包括封装的逆光致变色着色剂的逆光致变色油墨及相关的方法和书写工具 | |
JP2007290196A (ja) | 変色性ボールペン | |
CN117083350A (zh) | 油墨根除流体以及含有油墨根除流体的套件 | |
US20220064464A1 (en) | Dry Erase Inks, and Associated Methods and Writing Instruments | |
JP2003073587A (ja) | 光照射で消去可能なインキ組成物 | |
JPS6084369A (ja) | マ−キングペン用インキ | |
JP3098900B2 (ja) | 耐水性を有する水性インキ組成物 | |
JP2005036156A (ja) | 筆記具用水性インキ組成物 | |
CN1749335A (zh) | 书写用具用水性墨水组合物 | |
TWI414567B (zh) | 書寫文具用水性消色性墨水組成物 | |
CN117751169A (zh) | 书写工具用水性墨组合物 | |
JP2005023135A (ja) | ボールペン用水性インキ組成物 | |
JP2004091649A (ja) | 筆記具用水性インキ組成物 | |
JP2001214095A (ja) | 水性インキ組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |