TW201936805A - 用於書寫工具的墨水組合物及具有該組合物的書寫工具 - Google Patents

Abstract

根據本發明揭露的多個實施例，用於書寫工具的墨水組合物是包含著色劑及水的用於書寫工具的墨水組合物，且其中包含含有分子量為200至1000的聚乙二醇或聚丙二醇以及含胺的丙烯酸樹脂之增黏劑。

Description

用於書寫工具的墨水組合物及具有該組合物的書寫工具

相關申請案的相互參照

本發明申請案是基於2017年11月1日向韓國智慧財產權局提出申請的韓國發明專利申請案第10-2017-0144465號的說明書以及2018年2月27日向韓國智慧財產權局提出申請的韓國發明專利申請案第10-2018-0023540號的說明書主張優先權，該等申請案說明書的公開揭露內容全文併入本文中以供參考。

本發明關於一種用於書寫工具的墨水組合物，以及具有該墨水組合物的書寫工具。

在習知技術領域中，已知具有由多醣類或其修飾物合成所得的增黏劑的書寫用具用墨水組合物(例如，參照專利文獻1)。使用這種增黏劑可以提供表現出剪斷且黏性降低之行為的用於書寫工具的墨水組合物。

專利文獻

日本發明專利申請公開案第59-074175號(例如，參見申請專利範圍請求項及其實施例)。

這些用於書寫工具的習知墨水組合物使用增黏劑以獲得預定的增黏效果，但是當使用的增黏劑的量大時，流動性喪失並且書寫線可能斷裂，存在書寫線不穩定的問題。

另一方面，如果為了解決這些問題而減少增黏劑的使用量，則會發生書寫時的黏滯(滾珠與筆芯尖端面之間的滑動不適)，從而產生損害書寫感的問題。

本發明揭露的目的是提供一種用於書寫工具的墨水組合物，其具有高流動性，並且在獲得預定的增黏效果的同時難以在書寫期間引起黏滯，以及包括該用於書寫工具的墨水組合物之書寫工具。

本發明揭露的一實施態樣的用於書寫工具用墨水組合物為，在包含著色劑及水的用於書寫工具的墨水組合物中，包含含有分子量為200至1000的聚乙二醇或聚丙二醇以及含胺的丙烯酸樹脂之增黏劑。

根據本發明揭露的各種實施態樣，可以提供一種用於書寫工具的墨水組合物，其具有高流動性並且在獲得預定的增黏效果的同時不容易在書寫期間引起黏滯，以及包括該用於書寫工具的墨水組合物之書寫工具。

圖1是用於說明本發明之一實施態樣的用於書寫工具的墨水組合物的圖，該墨水組合物包括含胺的丙烯酸樹脂。

本發明的實施態樣

在下文中，將更詳細地描述本公開的實施例。

聚乙二醇或聚丙二醇以及含胺的丙烯酸樹脂

在本發明揭露的一實施態樣中，用於書寫工具的墨水組合物可包含著色劑、水和增黏劑，並且可組合聚乙二醇或聚丙二醇和含胺的丙烯酸樹脂作為增黏劑。

聚乙二醇或聚丙二醇的分子量可為200以上且1000以下，較佳為200以上且800以下。聚乙二醇或聚丙二醇的使用量可為10重量%至40重量%，較佳為15重量%至30重量%，更佳為20重量%至30重量%。丙烯酸樹脂的使用量可為1%重量至5%重量，較佳為1.5%重量至3%重量。

在使用含有分子量小於200的聚乙二醇或聚丙二醇的溶劑的情況下，墨水易於滲漏。相對地，在聚乙二醇或聚丙二醇的分子量大於1000的情況下，則墨水可能易於滲漏並且儲存性降低，這是非所欲的狀況。此外，如果丙烯酸樹脂的含量小於1重量%，則可能發生集墨污點(墨水黏附)和書寫跳躍(部分寫不出來)。相對地，當丙烯酸樹脂的含量超過5重量%時，書寫感(寫字的感覺)可能惡化或可能發生跳躍。

對於丙烯酸樹脂，可以使用丙烯酸酯共聚物。根據本發明揭露的含胺的丙烯酸樹脂，較佳為鹼性增黏劑。由於含胺的丙烯酸樹脂的結合而導致的黏度增加也有效地防止墨水滲漏。

用於書寫工具的墨水組合物

本發明揭露的用於書寫工具的墨水組合物除了含胺的丙烯酸樹脂和例如聚乙二醇或聚丙二醇等二醇之外，還可包含著色劑、水溶性溶劑、分散 劑、潤滑劑、pH調節劑、防腐劑、防鏽劑、殺菌劑及合成樹脂等。

含胺的丙烯酸樹脂

根據本實施態樣的用於書寫工具的墨水組合物包括含胺的丙烯酸樹脂。含胺的丙烯酸樹脂在鹼性條件下游離，如圖1所示。胺基彼此以氫鍵聚集。當含胺的丙烯酸樹脂如上所述聚集時，聚集體為墨水組合物提供增黏效果。另外，當對含胺的丙烯酸樹脂的聚集體施加剪切力時，將引起剪切稀化作用，使聚集體的黏度因聚集作用解除而降低。這種增黏和剪切稀化作用對於使墨水保持在書寫工具的墨水儲器中是理想的，並且對書寫而言也是理想的。

聚乙二醇或聚丙二醇

本實施例的用於書寫工具的墨水組合物含有聚乙二醇或聚丙二醇。透過組合聚乙二醇或聚丙二醇和上述含胺的丙烯酸樹脂的聚集體，可以獲得甚至更佳之用於書寫工具的墨水組合物。例如，為了進一步便於將墨水組合物儲存在書寫工具的墨水儲器中，若單純地增加上述含胺的丙烯酸樹脂(及其聚集體)的含量(濃度)以增加黏度，那麼有可能在不降低書寫時黏度的情況下損失書寫感。在此，如果組合預定量的聚乙二醇或聚丙二醇，而不是單純地增加含胺的丙烯酸樹脂的含量，則發現可以在不損害書寫感的情況下適當地使墨水組合物增黏。據信聚乙二醇或聚丙二醇可以使多個上述含胺的丙烯酸樹脂的聚集體連接在一起以提供增黏效果。

另一方面，認為當對於透過聚乙二醇或聚丙二醇連接之多個含胺的丙烯酸樹脂的聚集體施與剪切力時，聚乙二醇或聚丙二醇使此等聚集體彼此連接的作用將被釋放。在透過預定量的聚乙二醇或聚丙二醇連接 多個含胺的丙烯酸樹脂的聚集體，而使墨水組合物增黏的情況下，可以在不損害書寫感的情況下獲得預定的黏度，並且已經發現，可以獲得用於書寫工具的優異墨水組合物，其在書寫時不太會引起緊黏(在滾珠和筆芯尖端面之間的滑動不順)。

可用於本發明揭露的著色劑的實例包括顏料和水溶性染料。

對顏料的種類沒有特別限制，從通常用於例如水性筆等書寫工具的所有無機和有機顏料，可以使用任何顏料。

無機顏料著色劑的實例包括碳黑、黑色氧化鐵、C.I.顏料紅2、3、5、17、22、22、38、41、48：2、48：3、49、50：1、53：1、57：1、58：2、60、63：1、63：2、64：1、88、112、122、123、144、146、149、166、168、176、177、178、179、180、185、190、194、206、207、209、216，245；C.I.顏料橙5、10、13、16、36、40、43；C.I.顏料紫19、23、31、33、36、38和50；C.I.顏料藍2、15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：5、16、17、22、25、60和66；C.I.顏料棕25和26；C.I.顏料黃1、3、12、13、24、93、94、95、97、99、108、110、117、120、139、153、166、167和173；C.I.顏料綠7、10和36等。上述著色劑實例可以單獨使用，也可以兩種以上組合使用。

此外，將顏料分散在水性介質中，可使用由DIC公司(DIC corporation)製造的Disperse系列，由富士顏料公司(Fuji Dye Corporation)製造的Fuji SP系列，由東方化工有限公司(Orient Chemical Industries Ltd.)製造的MicroPigmo系列和MicroJet系列，其等可以單獨使用，或者可將兩種或多種組合使用。

此外，有機顏料著色劑的實例包括，例如，偶氮湖，不溶性偶氮顏料，螯合偶氮顏料，酞菁顏料，苝和環酮顏料，蒽醌顏料，喹吖啶酮顏料，染料色澱，硝基顏料，亞硝基顏料等。其具體實例包括酞菁藍(C.I.74160)，酞菁綠(C.I.74260)，漢沙黃(Hansa yellow)3G(C.I.11670)，重氮黃GR(C.I.21100)和永久紅4R(C.I.12335)，亮胭脂紅6B(C.I.15850)，喹吖啶酮紅(C.I.4655)等。還可以使用由苯乙烯或丙烯酸樹脂顆粒組成的塑料顏料。此外，關於顆粒內部具有空隙的中空樹脂顆粒，可利用經由鹼性染料著色的白色顏料或樹脂顆粒(偽顏料)，並且這些顆粒具有優異的顯色性。

作為水溶性染料，可以使用任何直接染料、酸性染料、食用染料和鹼性染料。

直接染料的實例包括C.I.直接黑17、19、22、32、38、51和71；C.I.直接黃4、26、44和50；C.I.直接紅1、4、23、31、37、39、75、80、81、83、225、226和227；以及C.I.直接藍1、15、71、86、106、119等。

酸性染料的實例包括C.I..酸性黑1、2、24、26、31、52、107、109、110、119和154；C.I.酸性黃7、17、19、23、25、29、38、42、49、61、72、78、110、127、135、141和142；C.I.酸性紅8、9、14、18、26、27、35、37、51、52、57、82、87、92、94、115、129、131、186、249、254、265和276；C.I.酸性紫18和17；C.I.酸性藍1、7、9、22、23、25、40、41、43、62、78、83、90、93、103、112、113和158；C.I.酸性綠3、9、16、25和27。

大多數食用染料包括在直接染料或酸性染料中，但是C.I.食物黃3為可不包括於直接染料或酸性染料中的實例。

鹼性染料的實例包括C.I.基本黃1、2和21；C.I.基本橘2、14和32；C.I.基本紅1、2、9和14；C.I.基本黃12；C.I.基本黑2和8等。

這些著色劑可以單獨使用，也可以將兩種以上組合使用。

作為用於容納墨水的墨水儲器的材料，可以使用能夠識別剩餘墨水量的例如聚乙烯或聚丙烯的透明或半透明聚合物化合物，或者可以使用不透明的聚合物化合物或金屬。此外，墨水儲器的內部也可以用聚矽氧或石油基潤滑脂處理，以防止殘留墨水沉積在墨水儲器的內壁上。為了防止墨水從墨水的後端面開始滲漏或乾燥，較佳為在墨水的後端面注入作為防回流體的墨水從動件(墨水從動件)。

作為墨水從動件，可以使用由膠凝之非揮發性液體所獲得的墨水回流防止體，並且可以進一步添加塑料漂浮劑。

尖端(筆尖)可以由金屬或合成樹脂形成。金屬，例如可以使用鋅、黃銅或不銹鋼。合成樹脂，例如可以使用聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、芳族耐綸樹脂、改質聚苯醚樹脂或聚丙烯酸酯樹脂。

筆的滾珠可以由適當選擇的材料形成，例如可以是比筆尖端的材料更硬的樹脂，例如碳化鎢合金之硬質合金，不銹鋼或陶瓷。此外，較佳為至少在其表面上具有氧化鈦、氧化鋁和氧化矽中的至少一種或多種。滾珠的直徑可以為例如但不限於0.1mm至2mm之間。可以在筆尖端內部放置彈性體，例如螺旋彈簧，以改善筆尖端的滾珠密封性能。

實施例

現在將參考以下實施例和比較例進一步詳細描述本發明揭露，但本發明揭露不限於以下實施例。

實施例1至4和比較例1至6

將參考表1描述用於書寫工具之墨水組合物的實施例和比較例。在一些用於書寫工具的墨水組合物中，含有作為水溶性溶劑之分子量為400的聚乙二醇和上述含胺的丙烯酸樹脂。

使用EHD布氏(Brookfield)黏度計，以1rpm至50rpm，在25℃下測量由上述實施例和比較例獲得的用於書寫工具的墨水組合物的黏度值。

筆的製作

製作具有上述實施例和比較例的用於書寫工具的墨水組合物的筆。通過以下評估方法評估書寫品質、乾燥時間、經時穩定性(儲存壽命)、墨水滲漏等。結果如表1所示。

筆的製作

製作各自含有上述用於書寫工具的墨水組合物的水性圓珠筆。具體地，使用由Suhan公司製造的墨水儲器(替換筆芯)。Suhan的筆芯連接聚丙烯墨水儲存管，內徑4.8毫米，長度111.3毫米，不銹鋼尖端(滾珠直徑：0.7毫米)，連接墨水儲存管和尖端的接頭。Suhan的替換筆芯填充有上述實施例和比較例的墨水，並且在填充的墨水的後端面填充有主要由礦物油組成的墨水從動件。

評估方法

通過圓珠筆書寫和機器書寫評估書寫感和書寫線。

評估標準

◎：書寫感柔軟輕盈，書寫線條清晰美觀。

○：書寫感有點沉重但可以接受，書寫線也可以接受。

△：書寫感比較重，而且由於有集墨污點，書寫線是不可接受的。

X：書寫感非常沉重，而且由於書寫跳躍或斷線或有集墨污點，書寫線是不可接受的。

評估滲漏的方法

將如上所述製作之具有0.7mm滾珠尺寸的各圓珠筆，分別以筆尖的尖端與紙接觸並維持5秒，並且在墨水完全乾燥後測量紙吸收的墨水的直徑。

使用符合ISO 14145規定的紙進行評估，至少3個樣品進行評估，以獲得可靠的測試結果。

評估標準

◎：紙張吸收的墨水直徑約為0.3mm至0.7mm(此直徑與滾珠的直徑差別不大)。

○：紙吸收的墨水直徑約為0.8mm至1.5mm。

△：紙吸收的墨水直徑約為1.5mm至2mm。

X：紙吸收的墨水直徑超過2mm。

從表1中所示的結果可以明顯看出，發現本發明揭露的實施例1至4的用於書寫工具的墨水組合物可以提供優異的書寫感和手寫書寫線。

單獨參考比較例，在丙烯酸樹脂的量小於1重量%的比較例1中，墨水的滲漏相對較大。

相對地，在丙烯酸樹脂的量超過5重量%的比較例2中，書寫線是不可接受的。

此外，在比較例3中，聚乙二醇的量小於10重量%，書寫感 是不可接受的。

另一方面，在比較例4中，當聚乙二醇的量超過40重量%的情況下，確認發生集墨污點。

在比較例5中，使用分子量小於200的溶劑，並且書寫感黏滯(在滾球和筆尖端面之間滑動不順)，書寫感和墨水的滲漏劣化。

在比較例6中，使用分子量大於1000的聚乙二醇，機械書寫產生間斷。

因此，如同實施例1至4，組合使用分子量為200至1000且含量為10至40重量%的聚乙二醇及含量為1重量%和5重量%的丙烯酸樹脂，發現可以獲得在墨水滲出評價方面優異並且具有優異的手寫書寫線和書寫感的組合物。

儘管在上述實施例中描述了利用顏料作為著色劑，但在其他實施態樣中，染料也可作為著色劑。或者，顏料和染料可以組合使用。顏料可以是熱致變色顏料或光亮顏料。

此外，儘管上述實施例中說明的具有增黏效果的組合物中，不包括任何另外的增黏劑，在其他實施態樣中，也可任選地增加例如黃原膠之增黏劑，以作為另外的增黏劑。

此外，儘管上述實施例描述了使用聚乙二醇，但是可以使用任何其它替代材料，例如聚丙二醇，只要可以獲得上述增黏作用即可。或者，其等可以組合使用。

Claims (4)

1. 一種用於書寫工具的墨水組合物，其包含著色劑和水，該組合物更包含增黏劑，該增黏劑包含分子量為200至1,000的聚乙二醇或聚丙二醇，及含胺的丙烯酸樹脂。
2. 如請求項1所述之用於書寫工具的墨水組合物，其中該聚乙二醇或聚丙二醇的含量為10重量%至40重量%，以及該丙烯酸樹脂的含量為1重量%至5重量%。
3. 如請求項1或2所述之用於書寫工具的墨水組合物，其中該含胺的丙烯酸樹脂用鹼增黏。
4. 一種書寫工具，包含如請求項1至3中任一項中所述的用於書寫工具的墨水組合物。