CN1212006A - 墨水/去墨液体系 - Google Patents

Abstract

一种墨水/去墨液组合包括一种含有染料和结合剂的墨水和一种含有碱性氮化合物的去墨液。该结合剂能与碱性氮化合物结合。

Description

墨水/去墨液体系

本发明涉及一种墨水/去墨液体系(ink eradicator system)。

墨水/去墨液体系通常包括两种组分。一种组分为含水墨水，其包括在与诸如亚硫酸盐还原剂或碱性氮化合物的物质接触时可转化为无色形式的染料(通常为三芳基甲烷)。第二组分为含水去墨液，其包括一种能使染料转化成无色形式的物质。用户用墨水书写且如果需要更正，则将去墨液施于墨迹上以使染料脱色。

希望能够在施有去墨液的区域重新写字。试图在去墨处重新写字时可能出现的一个问题是新的字迹可能随着时间的推移而褪色，因为墨水中的染料与硬化去墨液中过量的去墨物质(例如亚硫酸盐或胺)接触。

本发明涉及一种可消去的含水墨水与一种含水去墨液的组合。墨水含有一种与碱性氮化合物如胺接触时脱色的染料。去墨液含有碱性氮化合物。重要的是，墨水还含有能与去墨液中的过量碱性氮化合物结合的碱性氮化合物结合剂。结果，当用墨水在已施用去墨液的区域重新书写时，去墨液中残余的碱性氮化合物与墨水中的氮化合物结合剂结合，因而不会使染料明显脱色。因此在去墨区上书写的墨迹随时间而褪色的趋势降低。

优选的染料是三芳基甲烷。优选的碱性氮化合物是非挥发性的无毒胺，如甘氨酸钠。优选的结合剂是金属盐。优选结合剂的实例是镁盐如硫酸镁和锌盐如硫酸锌。

优选的去墨液还含有一种成膜聚合物。成膜聚合物在去墨区形成薄膜，结果可降低重新书写的时间。还可以降低去墨液向纸张的扩散，并可改善重新书写的质量。优选的成膜聚合物包括聚丙烯酸钠。

优选的去墨液的去墨时间为低于约3秒钟，更优选低于2秒钟。优选的去墨液的重新书写时间低于约15秒，更优选低于10秒。

本发明的特征还在于一种可消去的墨水，包括一种当墨水与8wt％甘氨酸钠水溶液接触时脱色的染料和一种能与甘氨酸钠配合的金属盐。

本发明的特征还在于一种消除基底上的墨迹的方法。该方法包括两步。首先将含有与碱性氮化合物接触时脱色的染料、能与碱性氮化合物结合的结合剂以及水的墨水施于基底上以得到墨迹。然后，将包含碱性氮化合物和水的去墨液施于墨迹上。该碱性氮化合物使染料脱色。

本发明的特征还在于另一种产生墨迹的方法。该方法也包括两步。首先将含碱性氮化合物和水的去墨液施于基底上以得到去墨液涂层。然后，将含有与碱性氮化合物接触时脱色的染料，能与碱性氮化合物结合的结合剂以及水的墨水施于去墨液涂层上。优选该方法还包括首先用相同墨水在基底上产生墨迹，在其上施加去墨液。

本文所用“去墨体系”是指墨水和去墨液组合不加混合地储存在相同的总体包装中。例如墨水可位于一容器中且去墨液位于第二容器中，但这两个容器包括在相同包装中。

本发明的其他特征和优点从本发明优选实施方案的描述和权利要求书可以更为明了。

优选的组合包括墨水和去墨液。墨水含有三芳基甲烷染料，能与去墨液中所用胺结合的金属盐，有机酸，聚丙烯酸盐成膜聚合物以及水。去墨液包括能使三芳基甲烷染料脱色的非挥发性胺，成膜聚合物和水。墨水和去墨液也可包括表面活性剂来调节表面张力。

在胺存在下能脱色的三芳基甲烷染料对本领域熟练技术人员来说是已知的。实例包括酸性蓝93和酸性蓝22。墨水中应包含足够的染料，以提供所需的颜色强度，但不应多到必须施用大量的去墨液到用该墨水产生的墨迹上以使之脱色。优选的墨水按重量计包含2-5％，更优选约4％的三芳基甲烷染料。

优选的金属盐能与去墨液中所用胺结合。该金属盐还优选可溶于墨水中。该盐的实例是硫酸镁和硫酸锌。

该墨水包含的金属盐量应足以在将墨水施于在墨迹上生成的去墨液层时与过量胺结合。但包含的金属盐不应多到必须施用过量的去墨液来消除待改正的墨迹。待改正的墨迹可包括金属盐且去墨液中必须有足够的胺来与墨迹中的金属盐结合并同时使染料脱色。优选的墨水按重量计包括5-15％，更优选8-12％的金属盐。

有机酸增加墨水的酸性并因而增加三芳基甲烷染料的颜色强度。有机酸的实例包括柠檬酸和酒石酸。应包括足量的有机酸以提供包含所需强度的染料的墨水。优选的墨水按重量计可包括1-3％，更优选约2％的有机酸。

聚丙烯酸盐成膜聚合物可改进颜色强度并降低重新书写所产生的羽痕(feathering)。聚丙烯酸盐成膜聚合物的实例包括SokalanCP10s,CP12s和PA13PN，均购自BASF。墨水中应包含足量的聚丙烯酸盐成膜聚合物，以提供目标益处，但不应多到使墨水粘度变得不希望地高。优选的墨水按重量计可包含1-5％，更优选2-4％的聚丙烯酸盐成膜聚合物。

墨水中应包含足量的水以溶解各组分并使墨水具有所需粘度。优选的墨水可具有的粘度为1-3厘泊，更优选2-2.5厘泊。优选的墨水按重量计可包含75-85％水。

去墨液中的非挥发性胺在该液施于用墨水产生的墨迹上时使三芳基甲烷染料脱色。所选用的胺除了优选为非挥发性外，还应无毒，且优选无臭味。优选胺的实例包括甘氨酸(呈甘氨酸钠形式)，其他氨基酸盐和多胺。

去墨液中包含的胺量足以在以合理量施于用墨水产生的墨迹上时使染料脱色。但大量的胺可能妨碍墨水中的金属盐充分抑制施于硬化去墨液上的更正性墨迹褪色的能力。优选的去墨液按重量计可含有7-12％，更优选8-10％的胺。

成膜聚合物增加去墨液粘度。它还通过在用去墨液产生的覆盖层表面上提供薄膜而降低重新书写时间；该薄膜增加表面硬度并可使该表面适于接收用墨水产生的墨迹，尽管去墨液尚未完全干。成膜聚合物应与去墨液中所用的胺相容。优选的成膜聚合物为聚丙烯酸的钠盐。优选的聚丙烯酸成膜聚合物的数均分子量为1200-5000。

去墨液中包含的成膜聚合物量应足以提供所需薄膜和粘度。太多的成膜聚合物可能使粘度升高到不利的水平。优选的去墨液按重量计可包含15-25％，更优选约20％的成膜聚合物。

去墨液中应包含足量的水以溶解各组分并使去墨液具有所需粘度。优选的去墨液例如具有的粘度为5-15厘泊，更优选6-7厘泊。

去墨液还优选含有缓冲剂来将溶液的pH维持在例如11-12之间(更优选约11.7)。优选的去墨液按重量计可包含例如75-85％的缓冲剂水溶液。

墨水和去墨液的表面张力可影响去墨体系的去墨和重写性能。墨水的表面张力优选为30-45达因/厘米，更优选约40达因/厘米。去墨液的表面张力优选为20-40达因/厘米，更优选25-35达因/厘米，最优选约30达因/厘米。墨水和去墨液的表面张力可以通过使用常规表面活性剂来调节。若墨水的表面张力太低，则墨水与随后施加的去墨液相比可能太快且太深地渗入纸基底之中。若去墨液的表面张力太高，则它不可能与预先施加的墨水一样深，或至少一样快地渗入纸张中。这可能引起不完全去墨或延长去墨时间。

墨水或去墨液中可以包含其他常用成分如杀菌剂、增稠剂和着色剂。

优选的墨水和去墨液可用于辊式圆珠笔(roller ball point pen)中，如包括如下部件的笔：一个与储液器(纤维或中空储液器)液体连通的管状部件；在该部件一端的管套，该管套带有一个支座和一个从支座延伸的内壁表面；一个置于内壁表面端与支座相对的凸边；以及一个置于管套中的球形球，可与支座旋转相接并由凸边包住(capture)。该书写设备也可包括例如一毡尖。墨水和去墨液也可用于自来水笔中。

在一个实施方案中，墨水和去墨液装在单独的笔中。若需要，也能提供几种含墨水的笔，各笔含有一种墨水。

在另一实施方案中，墨水和去墨液装在一支笔中，该笔含有各自的储液器。各储液器可以是中空或纤维储液器。这两个储液器由管状部件如聚丙烯套筒环绕。若该笔为标记器，则包括位于两端的笔尖，各笔尖由一帽盖盖住。适宜笔尖的实例为聚乙烯凿尖，购自Interflo。另外，若为辊式圆珠笔，则在各端包括一个球和一个管套结构，正如以上所述且在本领域众所周知。墨水储液器可以大至足以例如包括大约3倍于去墨液储液器中的流体。

墨水和去墨液可以通过混合各组分制备。

实施例1

通过混合4份酸性蓝93(购自Orient)，2份柠檬酸，10份硫酸镁，25份Sokalan CP10s(购自BASF)和81.5份水制备墨水。

通过混合10份甘氨酸钠，20份聚丙烯酸钠(购自Aldrich,分类号42034-4),0.2份表面活性剂(Dynol，购自AirProducts)和70份缓冲剂水溶液(pH11.7)制备去墨液。1升缓冲液包含1.4841g硼酸、4.1050g氢氧化钠，1.4ml乙酸和1.4ml磷酸。

用该墨水在Ampad笔记纸(例如购自Phase One OfficeProducts Co.，分类号AMP-20-372)上书写。在一部分墨迹上施用去墨液。去墨液充分硬化之后，施用更正的墨迹。未观察到更正的墨迹褪色或呈羽状。

实施例2

通过混合10％(按总重量计)硫酸锌，2.5％SokalanCP10s,21柠檬酸，41酸性蓝93和81.51水制备去墨液。

实施例3

通过混合5％(按总重量计)硫酸锌，5％硫酸镁，2.5％Sokalan CP10s,2％柠檬酸，4％酸性蓝93和81.5％水制备去墨液。

其他实施方案在权利要求书之内。例如，可以将去墨液与两种墨水组合使用，一种墨水包括与去墨液中的胺结合的金属盐，而另一种不含该金属盐。可以用不含金属盐的墨水在纸上形成墨迹，并施用去墨液使染料脱色。然后用包含金属盐的墨水产生更正墨迹。

Claims (27)

1．一种墨水和去墨液组合，包括

一种含有碱性氮化合物和水的去墨液；和

一种含有染料、结合剂和水的墨水，该染料在与所述碱性氮化合物接触时脱色，该结合剂能与所述碱性氮化合物结合。

2．权利要求1的组合，其中所述去墨液还包含成膜聚合物。

3．权利要求2的组合，其中所述成膜聚合物包括聚丙烯酸盐。

4．权利要求2的组合，其中所述去墨液按重量计含有8-10％所述碱性氮化合物，15-25％所述成膜聚合物和60-70％水。

5．权利要求1的组合，其中所述墨水还包含成膜聚合物。

6．权利要求1的组合，其中所述墨水按重量计含有3-4％所述染料，8-12％所述结合剂和75-85％水。

7．权利要求5的组合，其中所述成膜聚合物包括聚丙烯酸盐。

8．权利要求7的组合，其中所述去墨液的pH为约10-11。

9．权利要求1的组合，其中所述染料包括三芳基甲烷。

10．权利要求1的组合，其中所述墨水还包含有机酸。

11．权利要求1的组合，其中所述结合剂包括金属盐。

12．权利要求11的组合，其中所述金属盐包括镁盐。

13．权利要求12的组合，其中所述镁盐包括硫酸镁。

14．权利要求11的组合，其中所述金属盐包括锌盐。

15．权利要求14的组合，其中所述锌盐包括硫酸锌。

16．权利要求1的组合，其中所述碱性氮化合物包括胺。

17．权利要求16的组合，其中所述胺包括甘氨酸钠。

18．权利要求1的组合，其中所述去墨液的去墨时间低于3秒。

19．权利要求1的组合，其中所述去墨液的重写时间低于10秒。

20．权利要求1的组合，其中所述墨水的表面张力为25-35达因/厘米，所述去墨液的表面张力为35-40达因/厘米。

21．一种可消去墨水，包含一种在所述墨水与8％(重量)的甘氨酸钠水溶液接触时脱色的染料，能与甘氨酸钠配合的金属盐和水。

22．权利要求21的可消去墨水，其中所述墨水还包含非挥发性有机酸。

23．权利要求21的可消去墨水，其中所述金属盐包括一种选自镁盐和锌盐的盐。

24．一种消去基底上的墨迹的方法，包括：向所述基底上施加一种墨水，该墨水包含与碱性氮化合物接触时脱色的染料，能与所述碱性氮化合物结合的结合剂和水，以在所述基底上产生墨迹，和

向所述墨迹上施加一种包含所述碱性氮化合物和水的去墨液，所述碱性氮化合物使所述染料脱色。

25．权利要求24的方法，其中所述结合剂包括金属盐。

26．权利要求24的方法，其中所述碱性氮化合物包括胺。

27．一种产生墨迹的方法，包括

向基底施加含有碱性氮化合物和水的去墨液，以在所述基底上产生去墨液涂层，和

向所述去墨液涂层上施加一种含有在与所述碱性氮化合物接触时脱色的染料，能与所述碱性氮化合物结合的结合剂和水的墨水。