200427791 玖、發明說明： 【相關申請案之交互參考】 本文主張2003年2月13曰申請之美國臨時專利申請案第 60/447，147 號 35 U.S.C· §119(e)之權利。 【發明所屬之技術領域】 本揭不大體而言係關於標記墨水。更明確地說，本揭示 係關於乾式可擦除標記墨水。 【先前技術】 一典型乾式可擦除板（”白板”）包括白板或基板，其塗佈有 諸如竟柚、薄膜、紫外線@化液體、液體清漆或㈣塗布 训之相對非多孔性表面。使用專門設計之標號器來在該等 板上書寫。當標號器之墨水在基板上變乾時，墨水並不黏 結至基板表面，且可藉由軟擦除器、布、手指等等來容易 于、子迹乾式可擦除板及標號器由於其便利性、功能 性及清潔性（比如’與粉筆板相比基本上免於灰塵）而獲得普 良…、而，爲具有板上快速變乾速率之目的，先前乾式可 T =墨水A劑係基於諸如甲基乙基_之揮發性有機溶劑。 k & —些有機溶劑具有快速變乾速率，但由於美學考量及 刺激性，可能不是所有消費者都能接受該等有機溶劑。 此外，爲避免將乾式可擦除板染色，先前的乾式可擦除 :::用顏料粒子來代替染料 '然而，不易自織物清洗掉 土於顏料之乾式可擦除墨水。爲提高可洗性，調配了 基於染料之#々γ h 、 工σ扒除墨水，但該等墨水易於將白板染 邑’尤其是更呈客 ’、 /、 性之白板，例如低品質板及經使用而 91277.doc 200427791 變得更具多孔性之板。 【發明内容】 本揭示提供-種乾式可擦除墨水，其包括在水性溶劑中 之大粒子尺寸之顏料、釋離劑及黏結劑。 一觀察下述結合附圖之實施方式後，對熟悉此項技術者而 σ本毛明之其他態樣及優勢可變得明顯。雖然所揭示之 墨水容許各種形式夕香 裡办式之貫靶例，但下文中只描述特定實施 例’此是基於以下理解：本揭示係說明性，且吾人不希望 將本發明限制於本文所描述之特定實施例。 【實施方式】 本揭示大體而言係關於乾式 墨水比如可在相對 非夕孔性乾式可擦除板上使用且無m容 類型。該墨水包括在水性溶劑 ①除之 协w 之大粒子尺寸之顏料、釋 離蜊及黏結劑。該墨水視需 w 包括染料、共溶劑及 界面活性劑中的一種或多種。 如以下將描述’可調配乾式可擦 墨水組份及其相對比例而具 更-由〜擇 此，本文所揭示之墨水之—實或夕個有利特徵。因 性# 1 、&蚵係具有改良的織物可洗 ! 生的乾式可掭除墨水。本文所揭示·… 且有改Ρ人 土尺之另一實施例係 良之可擦除性的乾式可擦除墨水。本文所福厂、之黑 水之又一實施例係既可自典型乾 不’土 可Μ由、、主、杰&冰t 式可“除板容易地擦除又 J猎由β洗自織物容易地移 該乾式可擦除墨水包括大:之子4:=除墨水。 於任何特定理論，咸信顏料之以子不希望受限 卞尺寸易於阻止染料在 91277.doc 200427791 使用時將白板染色。希為 隨荖#； 又限於任何特定理論，亦咸信 &者粒子尺寸之增加，藉 r立卩 精由巧冼來自織品移除粒子之能力 (:即’可洗性)亦增加。因此，在本文所揭示之墨水之—此 ΓΓΓ，顏料之大粒子尺寸可提供相較於先前乾式可擦 = 良可洗性。然而另外，隨著粒子尺寸增加，標 號态儲蓄器及尖頭材料截留# j r 柯枓戴隸子之機率亦可能增加，從而 二加由。亥寺材料製造之標號器堵塞及損耗功能性之機率。 ^而言’典型的標號器儲蓄器及尖頭材料具有大約75% ^孔隙率之上限。然、而，所報告之孔隙度值可視材料製造 商而定具有不同的含義’使得報告值通常僅爲近似值。另 二且之孔隙尺寸（比如，最小孔隙尺寸）可爲更能決 — 了之墨水將如何表現的因數，但是該孔 隙尺寸之貧訊幾乎不可得到。 ,顏枓不具有均㈣粒子尺寸，而是通常具有分佈於標稱 尺寸附近的尺寸範圍，該標稱粒子尺寸通常爲平均值 (均值）或最高頻率（模態）。顏料供應商所提供之粒子尺寸規 格可代表粒子尺寸之均值、中間值或模態，但在大多數情 況下具有4日疋粒子尺寸之結S I , 、 丁之顔枓的至少大部分粒子在標稱粒 子尺寸之一標準差内。因此，本文所指之粒子尺寸代表其 中至=大部分粒子在標稱粒子尺寸之—標準差内的顏料。 #於前述，本文所描述之乾式可擦除墨水中使料顏料之 粒子尺寸較佳爲至少約1微米或大於1微米，而典型乾式可 ，除墨水中所使用的顏料之直徑常常小於CU微米。在額外 實施例中’顏料之粒子尺寸爲至少約2微米或大於2微米， 9I277.doc 200427791 至少約3微米或大於3彳料半 2-,.. 、未，至少約4微米或大於4微米，或 者至少約5微米或大於$料本 _ 於5彳政未。對於大多數實用之目的而 言，顏料之粒子尺寸較佳爲約4〇微米或更小以與目前可得 之尖頭及儲蓄器材料配合使用，但理論上可更大(比如，幾 百微米）。 在乾式可擦除墨水中使用之較佳顏料包括諸如紹顏料之 金屬顏料。可自賓夕法尼亞州的Edg_t pigment c。卿辦 of west Chester獲得適合之紹片狀顏料，比如作爲在礦物油 中有6〇重量％(败％)之铭的㈣之以編號716〇 nl NW出售 的平均直徑爲18微米之1呂片狀顏料。其他適合之顏料包括 (但不限於）有機顏料、無機顏料（比如氧化鐵）及幹擾顏料。 幹擾顏料通常具有至少^] S外本 、 ^有主夕、力5楗未之粒子尺寸以達成所希望 之視覺效果。亦可佳用啤1 & 丌7使用褚如自新澤西州的
Wpom雨〇f Iselln獲得之Du〇chr〇m系歹4中的雙色顏 料。藉由此顏料’該墨水將在白板及黑色，，白，，(意即：低孔 隙率）板上書寫時顯示不同顏色。有機顏料與金屬（比如 顏料爲最佳。 當結合乾式可擦除調配物來使用白顏料（實例包括二氧 化鈦、氧化辞、氧㈣與硫酸鋇）時，可製造”無塵”白粉筆 ^號器。對於教師使用黑色乾式可擦除板來在黑色板=粉 板（意即黑板）上給出粉筆之效果而言，該實施例可能有 用0 在乾式可擦除墨水中所使用之大粒子尺寸之顏料的量較 佳在約重量％至約80重量％之範圍，較佳爲〇丨重量％至 9l277.doc 200427791 約5〇重量％，且通常爲約1重量％至約1〇重量％。 乾式可擦除墨水亦包括釋離劑，以防止顏料粒子黏在白 板或其他基板上並在變乾時將墨水轉化爲粉末形式。適合 之釋離劑包括（但不限於）石夕_ (比如，矽酮流體、石夕銅石夕烧 及有機官能（organofuncdonal)之矽烷）。亦具有減小表面張 力之功能性的適合釋離劑爲西維吉尼亞州的〇Si
Specialties，Inc· of South Charleston出售的名爲 SILWET L-7607的聚烷醚改質之聚二甲基矽氧烷。存在於乾式可擦 除墨水中之釋離劑的量較佳在約〇.5重量％至約3〇重量％之 範圍，較佳在i重量％至15重量％之間。 黏結劑樹脂有助於將墨水之固態及變乾之組份黏附至一 板（比如白板）’且有助於將墨水之固態及變乾之組份黏 結在一起。黏結劑樹脂可溶於墨水溶劑中，且其較佳水溶 陘。適合之黏結劑樹脂係可容易地與其他墨水組份一起自 吾人所欲之基板（較佳爲低孔隙率之基板，例如白板）移除之 树月曰。忒树脂可爲陽離子性、陰離子性或非離子性。在墨 :中所包括之樹脂的量爲至少〇·5重量％。戶斤包括之樹脂的 里車乂佳爲約90重量％或更少，更佳爲約50重量％或更少。黏 、Μ ^月曰的里應使墨水具有適合藉由毛細尖頭（及使用時 的儲蓄器）來傳遞之黏度。適合之兩性黏結劑樹脂（ρΗ值爲5 至6之非離子性樹脂）由南卡羅萊納州的Chemurgy，Inc·，of eenville以rITE BRJTE 如⑶之名稱作爲約乃重量％之 固體出售。 K疋在乾式可擦除墨水中所使用之主要溶劑，其範圍爲 91277.doc 200427791 '、、勺1 0重：ϊ %至約99重量％，較佳爲約2〇重量％至約99重量 〇/^ ^ ’、可在墨水中使用共溶劑來調節墨水溶劑之蒸發速 ;+例而S ’基板上之墨水之變乾速率較佳約少於1 〇秒， 土水製k之4示號器之去帽時間（cap_〇^Y time)較佳爲約 四小日守至約六小時。墨水溶劑之蒸發速率較佳小於 1 (one)(乙酸丁脂=1)。共溶劑可在使用時視需要地增強混合 物對一種或多種染料的溶解能力。共溶劑可爲可與水混合 之任何溶劑。較佳爲醇類，例如異丙醇。所包括之共溶劑 的里較佳在墨水之約1〇重量％至約99重量％之範圍内。 如上所述，乾式可擦除墨水亦可包括染料。可將一種或 多種染料與（例如）鋁顏料墨水一起使用來作爲主要著色 d，或者可使用染料來給包含著色顏料之墨水染色⑴加” 較佳爲酸性染料、驗性染料及聚合染料（例如，藉由將染料 ^色團附著在普通聚合骨架（backb〇ne)上來製得）。該等染 料之實例包括（但不限於）：Palmer Blue、palmer hW、
Palmer Red㈣，其可自南卡羅萊納辦的紹lllken Chemical Company of Spartanburg獲得。在美國專利 043,οη(1991^δ,2；θ；,； 5,059,244號（1991年1〇月22日）中的一個或多個中描述了該 等聚合染料。在-實施例中，其中希望乾式可擦除墨水爲 可洗，應避免大量使用可溶於溶劑之染料、反應性染料、 還原染料、直接染料及分散染料。 在墨水中所包括之染料（若使用時）的量較佳爲至少約 0.005重量％以提供可察覺之顏色，且更佳爲至少約^^重量 91277.doc 10 200427791 /〇可 5夕於一種染料以達成各種各樣的顏色，然而應（例 如）藉由染料（比如酸性染料與鹼性染料）之交互作用來調整 染料之相對濃度以使得不會真正影響墨水之安定性。 爲藉由典型的毛細標號器來進行傳遞，墨水黏度較佳小 於20厘泊’較佳爲約1厘泊至約10厘泊，且更佳爲約1厘泊 至約5厘泊（所有值均在25°C獲得）。然而，若使用非傳統的 標唬為組份’例如較高孔隙率組份，則墨水黏度可高得多。 a亥墨水亦可包括其他可選擇之添加劑，比如殺生物劑、 表面張力調節劑（包括濕潤劑）、界面活性劑、保濕劑或其他 可用於墨水中且不損及本文所揭示之墨水之乾式可擦除目 的之任何添加劑。 界面活性劑可包括乙二醇醚類與磷酸酯類。 可藉由混合所要量之選定組份直至均勻來製造本文所述 之墨水。較佳地，按溶劑、可選擇之添加劑、共溶劑、顏 料及Ik後“料之分類序列來相互添加組份。較佳地，在將 墨水裝入儲蓄器之前混合墨水，以確保萬一在裝入前即沈 降（settle)的情況下的均勻性。 可藉由將墨水分配於基板（較佳爲低孔隙率基板）上來使 用S墨水。較佳不使用溶劑，而（例如）採用毛氈擦除器，藉 由自基板擦去墨水來進一步使用該墨水。 吏用月b夠使墨水女疋且允έ午墨水無限制地穿過之任何 開放儲蓄器。適合之材料包括聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯 及其類似物。該儲蓄器之實例包括自維吉尼亞州的FUtrona mond’ Inc· of Colonial Heights獲得之溶喷儲蓄器。儲 91277.doc 200427791 蓄器之大小可根據標號器桶之大小而變化。 標號器尖頭亦應具有開放結構，以允許連續傳遞相對較 大的粒子顏料。尖頭對墨水組份亦應爲化學中性。該尖頭 之一實例爲由日本東京的Teibow Hanbai Co. Ltd提供的編 號爲TC243P的聚酯尖頭。 實例 提供下列實例來說明本發明，但吾人不希望其限制本發 明之範疇。 實例1-黃色乾式可擦除墨水 仔細稱量下表1中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表1 商品名 組 份 功 能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 31.94 異丙醇(IP A) 共溶劑 17.1 DEP (ffA 中 10 重量％) 乙二醇醚 界面活性劑 Chemurgy 1.14 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 1.14 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚 二曱基矽氧烷 釋離劑 OSi Specialties 5.84 SURFYNOL 440 乙氧基-2,4,7， 9-四甲基-5-葵炔 —4，7 —二醇 濕潤劑 Air Products 3.42 丙三醇 1.14 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 28.52 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.76 Palmer Yellow 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 5.97 91277.doc 200427791 實例2-藍色乾式可擦除墨水 仔細稱量下表2中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表2 商品名 組 份 功 能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 31.66 異丙醇（IPA) 共溶劑 16.96 DEP(IPA 中 10 重量％) 界面活性劑 Chemurgy 1.13 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 0.131 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚二甲 基石夕氧烧 釋離劑 OSi Specialties 5.79 SURFYNOL 440 乙氧基-2，4，7，9-四曱基-5-葵炔-4，7-二醇 濕潤劑 Air Products 3.39 丙三醇 1.13 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 28.57 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.73 Palmer Blue 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 6.8 實例3-紅紫色（magenta)乾式可擦除墨水 仔細稱量下表3中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表3 商品名 組 份 功 能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 32.78 異丙醇（IPA) 共溶劑 17.56 DEP (IPA 10 重量％) 界面活性劑 Chemurgy 1.17 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 1.17 9l277.doc 200427791 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚二 曱基石夕氧烧 釋離劑 OSi Specialties 5.99 SURFYNOL 440 乙氧基-2，4，7，9-四曱基-5-葵炔-4， 7-二醇 濕潤劑 Air Products 3.51 丙三醇 1.17 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 29.27 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.86 Palmer Magenta 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 3.52 實例4-綠色乾式可擦除墨水 仔細稱量下表4中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表4 商品名 組 份 功 能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 31.35 異丙醇（IPA) 共溶劑 16.8 DEP(IPA 中 10 重量％) 界面活性劑 Chemurgy 1.12 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 1.12 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚二 曱基矽氧烷 釋離劑 OSi Specialties 5.73 SURFYNOL 440 乙氧基-2，4，7，9-四曱基-5-葵炔-4， 7-二醇 濕潤劑 Air Products 3.36 丙三醇 1.12 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 27.99 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.69 Palmer Yellow 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 2.97 Palmer Blue 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 0.55 91277.doc -14- 200427791 實例5-紫色乾式可擦除墨水 仔細稱量下表5中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表5 商品名 組份 功能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 30.56 異丙醇（IPA) 共溶劑 16.37 DEP(IPA 中 10 重量％) 界面活性劑 Chemurgy 1.09 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 1.09 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚二 甲基矽氧烷 釋離劑 〇Si Specialties 5.59 SURFYNOL 440 乙氧基-2，4，7，9-四甲基-5-葵炔-4， 7-二醇 濕潤劑 Air Products 3.27 丙三醇 1.09 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 27.29 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.6 Palmer Scarlet 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 7.28 Palmer Blue 聚合染料 顔色劑 Milliken Chemical 2.76 實例6-紅色乾式可擦除墨水 仔細稱量下表6中所標識之組份，以所列順序將其添加至 適當尺寸之容器，並進行混合直至同質。 表6 商品名 組 份 功 能 供應商 量(重量％) 水 溶劑 30.56 異丙醇（IPA) 共溶劑 16.39 DEP(IPA 中 10 重量％) 界面活性劑 Chemurgy 1.09 91277.doc 200427791 CHEMPHOS TC310 磷酸酯 界面活性劑 Chemurgy 1.09 SILWET L-7607 聚烷醚改質之聚二 曱基石夕氧烧 釋離劑 〇Si Specialties 5.59 SURFYNOL 440 乙氧基-2，4，7，9-四甲基-5-葵炔-4， 7-二醇 濕潤劑 Air Products 3.28 丙三醇 1.09 Rite Brite Br Base 水基樹脂 Chemurgy 27.31 7160 nl NW 鋁漿 顏料 Edgmont Pigment 3.6 Palmer Scarlet 聚合染料 顏色劑 Milliken Chemical 9.97 乾式可擦除標號器之兩個較佳的關鍵屬性係自白板之可 擦除性與自衣服及其它織物之可洗性。爲此目的，以下實 例7及實例8展示乾式可擦除標號器之該等兩個態樣之測試 及比較結果。 實例7-可擦除性 爲評定自白板之可擦除性，藉由根據實例1 -6之墨水來在 白板上作標記，且將其留置一夜變乾。爲提供更能指示消 費者環境下的效能之嚴格測試，測試中所使用之白板爲已 經受近一年之典型使用的類型。因此，相較於新板，該板 提供舊的且估計可能（presumably)相對多孔之書寫表面。並 排評定根據本文所揭示之標號器與Binney & Smith，Inc.所 銷售之商業産品CRAYOLA可洗之乾式可擦除標號器（專利 號爲美國專利第5,968,241號及第5,900,094號）之細線（8支 (count)，産品代碼# 26 — 8401)。藉由典型的毛氈白板擦除 器來努力擦除標記，且在視覺上評定擦除後板之清潔度。 結果製成下表7。 91277.doc 16 200427791 表7
紅紫色 紫色 藉由比較用毛數擦除器擦除後留置於板上之殘餘 物的里來砰疋清潔度。在〇至4的等級上評定整體清潔度 之等、、及，其中〇表示擦除後無殘餘物留置在板上，且"4，， 表不根本未擦除標記。所使用之白板由製造。 表7所示根據本揭示之調配物在可擦除性效能方 面顯著地改良了現有商業產品。 實例8-可洗性 爲評定可洗性，藉由實例丨_6所描述之墨水來在自賓夕 法尼亞州的TestFabrics，lnc.0f Pittston獲得之多織物測 试條上作標記。該等測試條包括分別由醋酸纖維素、棉、 尼龍、聚酯、聚丙烯酸物、絲綢、纖維膠及毛纖製造之8 種織物。將作了標記的測試條分爲兩部分，每一部分均 包含標記。保留一半作爲標準，並將另一半放進洗衣機 内且以全負荷衣物量來清洗以類比消費者環境下之效 能。藉由比較清洗前與清洗後墨水標記之強度來在視覺 上#定該等墨水之可洗性。清洗之後，無織物保留任何 顏色標記（意即，未染色）。 以上描述僅爲清楚地理解而給出，且不應從其中理解 出不必要之限制，因爲熟悉此項技術者將明瞭在本發明 範疇内之修改。 91277.doc