TW321679B - - Google Patents

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321679 at B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於筆用油墨組合物，特別是鋼珠筆用油墨。 雖然在鋼珠筆中使用水性油墨早已爲人所知具有許多優 點，但這些油墨之黏度必須小心調整，以避免鋼珠筆周圍 漏油等流動問題。爲調整黏度，可用黃原膠等天然膠質使 油墨增黏。但含有膠質之油墨常會具有不好的特性，例如 滲墨及當筆中之油墨供應耗盡之時之不正常油墨流動等。 有人嘗試用很小的滾珠克服滲墨之問題，但裝有小鋼珠之 筆在使用之時常有「刮紙」的感覺。 水性油墨亦常缺乏滑溜性及良好之書寫一致性，且當筆 蓋未蓋上之時易從滾珠尖端乾掉。 本發明提供一種水性油墨，其具有良好之持久性，較長 之開蓋時間，較高之書寫一致性，滑溜之書寫特性，均勻 之油墨流動及較長之保存時限。 在一態樣中，本發明提供一種製造具有上述優良性質之 油墨之方法。 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 --------L ^ 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在一態樣中，該方法包括混合一油墨前驅體，再於一均 化器中處理該油墨前驅體，而形成一乳化油墨。該油墨前 驅體包含成膜聚合物、顏料、水及油。較佳之前驅體另包 含與pH値相關之增黏劑、鹼及乳化劑。由於均化器可有效 地形成一穩定之微乳化液，通常有利地只需要少量之乳化 劑。在包含與pH値相關之增黏劑及鹼之實施態樣中’可省 略成膜聚合物，但因此舉會降低油墨所作標記之持久性， 故通常並非較佳者。 -4 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（2 ) A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 均化器通常包含一液體噴射交互作用室，在其中複數個 液體混合物之薄層之前端在壓力壓迫之下衝撞到液體之低 壓渦流區中。較佳之裝置包括複數個具有長形小孔之噴 嘴，以在壓力下射出液體之薄層，其噴嘴之排列使薄層能 沿著一共同之液體噴射交互作用前端而進行衝撞。適當之 此類均化器可見於美國專利第4,90 8, 1 5 4號及第 4,5 3 3,2 5 4號，其揭示內容則參照倂入此處。 在一態樣中，本方法包括混合油及水，在均化器中處理 該混合物以形成水中油微乳化液，再加將該水中油微乳化 液加入一含有成膜聚合物、顏料及水之油墨中。在一更佳 實施態樣中，該油墨另包含與pH値相關之增黏劑及鹼，且 在形成微乳化液之前在油與水之混合物中加入乳化劑。 在另一態樣中，本發明提供一油墨組合物，其包含顏 料、水、與pH値相關之增黏劑及鹼》較佳地，此組合物另 外包含一成膜聚合物。較佳之組合物提供良好油墨流動控 制特性、持久性耐水性。 在另一態樣中，本發明提供一油墨組合物，其包含成膜 聚合物、顏料、水及油。此組合物提供特佳之書寫滑溜 性、較長開蓋時間、持久性及耐水性。 在較佳之實施態樣中，此油墨組合物在成膜聚合物、水 及顏料之外亦包含油及與pH値相關之增黏劑與鹼之組合。 在較佳之組合物中，油係擇自乾性及半乾性油，且聚合物 爲丙烯酸聚合物。此等組合物提供良好之性質上之平衡。 --------» ^ II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 第831 請荼 中立銳明婁條7F苜（84年ft月） A7 B7 W8Ϊ 修- 月a福充 五、發明说明（ 3 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 此處所用之「與pH値相關之増黏劑」一詞係指在加入組 合物之後，只有當pH値爲7到1〇，較佳在約8及1〇之間之 時始會使組合物增黏之物質。此等增黏劑在業界亦稱 「結合性增黏劑」。雖然不受限於任何理論，一般相信由 於增黏劑本身在與鹼接觸時會膨脹，故會提高油墨之黏 度。 此處所用之「乳化劑」一詞係指能加強組合物成爲乳化 液之能力之添加劑。此一用詞涵蓋界面活性劑及其他傳統 類型之乳化劑。 此處所用之「微乳化液」一詞係指一乳化液，即一微觀 上非均質（混合物，其包含第—液體之微小液滴懸浮在第 二液體之中，其中懸浮液滴具有微小、均勻；且通常小於 約一微米I粒子大小。此處所用之「微乳化」一詞係指處 理一落液以形成一微乳化液，而「均化器」係指任何能形 成微乳化液之裝置。 此處所用之「乾性油」一詞係指交聯並氧化之後會形成 乾燥膜之油。「半乾性油」—詞係指在氧化之後會缓慢稠 化之油。 本發明之其他特徵及優點在閲讀較佳實施態樣之説明及 申請專利範圍後將更清楚。 較佳之油墨包含一成膜丙烯破聚合物、潤滑油，更佳包 含一乾性油或半乾性油、與pH相關之增黏劑、鹼、顏料、 乳化劑及水。乳化油墨之形成係將此等成分預混之後以均 化器處理而形成一微乳化液。 本纸張尺度適财關家料（CNS ) Μ規格（训/所公董）— 83. 3. !0,〇〇〇 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,衣

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 丙烯酸聚合物較佳以乳化液之形態提供。但，如有需 要，可使用水可溶性丙烯酸聚合物。一部分丙烯酸聚合物 可以顏料分散液之形態加入顏料中，其中丙烯酸聚合物爲 媒質，而顏料則分散其中。較佳之丙烯酸聚合物包括熱塑 性丙烯酸樹脂，例如聚甲基丙烯酸脂（聚甲基甲基丙烯酸 脂及其他甲基丙烯酸脂）。一較佳之丙烯酸乳化液爲 RHOPLEX® AC-261，其可自費城（PA)之羅門哈斯公 司購得。RHOPLEX AC-261爲一全丙烯酸共聚物之組 合，即丁基烯酸脂/甲基甲基丙烯酸脂之摻合物，其酸含量 低，分子量約1,000，〇〇〇，玻璃轉移溫度介於15到20。 較佳之組合物包含約5到30重量百分比，更佳10到20重量 百分比之丙烯酸聚合物。丙烯酸樹脂太多將會導致在有效 量之顏料下之不良高黏度，而太少將使油墨在乾燥時耐水 性不良。 適當之乾性及半乾性油包括植物油，例如亞麻子油（乾 性）、紅花油（乾性油）、棉子油（半乾性）及玉黍蜀油（半乾 性），其中亞麻子油爲較佳者。亦可用例如矽酮等其他潤 滑油取代乾性或半乾性油。但是，此等其他油容易使油墨 之乾燥時間變長。此組合物較佳含有約1〇到25重量百分 比，更佳約15重量百分比之油。此等油對油墨同時賦與潤 滑性及良好之開蓋特性。太多油將使油墨乾得太慢’而太 少油將不會得到所要之潤滑性及開蓋特性β油可在組合物 之微乳化之前加入油墨組合物中，或是油及一部分水亦可 在加入組合物之前先另行微乳化，此一步驟可附加或取代 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ，訂------一』 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 321679 A7 B7五、發明説明（5 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裂 整個組合物之微乳化。如果油及水係另行微乳化者，則在 微乳化液中之油對水的比率通常較佳爲1 : 5到2:5之間。 與pH相關之增黏劑較佳一酸安定丙烯酸樹脂。適當之與 pH相關之增黏劑有可自聯合電石公司購得之商品名爲 POLYPHOBE者，及可自Alco公司購得之ALCO膠增黏 劑。POLYPHOBE 9823丙烯酸膠乳增黏劑較佳者。組 合物較佳含有約1到5重量百分比，更佳約2重量百分比之 增黏劑。更高量之增黏劑將會造成不良之高黏度，而較低 之黏度將不足以提供適當之流動控制特性。在油墨組合物 中不含成膜聚合物之實施態樣中，爲提供適當之黏度，通 常較佳使用接近較佳範圍之上限之增黏劑量。 爲使與pH相關之增黏劑能有效地使組合物增黏，組合物 必須具有較高之pH値，例如至少爲7且較佳爲8到10。要 提高組合物之pH値可在組合物中加入作爲另一成分之鹼， 如氨或2-胺基-2-甲基-1-丙醇（AMP)»此外，亦可以含 有鹼之顏料分散物之形態提供顏料，及/或以含有鹸之聚合 物乳化液之形式提供聚合物，如此處所說明之較佳顏料分 散物及聚合物乳化液般。較佳地，此組合物應含有足夠量 之鹸，不論是以單獨之成分提供或是包含於其他成分中均 可，以將組合物之P Η値提高到較佳之値。 應在油墨之中加入足量之顏料以提供適當之顏色強度， 但不應使黏度過高》較佳之油墨應包含介於約2 %及 10%，更佳介於4%及8%間以重量計之顏料。可用於本發 明之顏料包括水可分散顏料，且爲能精確測量及均勻地混 --------1 务------訂------^ i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 合，顏料較佳以水性分散液的形態提供。適當之分散液包 括可購自霍斯特西蘭尼斯（Hoechst Celanese)公司之商 品 FLEXONYL 或 HOSTAFINE，可購自 KVK U.S.A. 公司之商品PREDISOL，可購自Heucotech公司之商品 HEUCOSPERSE，可購自曰本螢光化學公司（Nippon Keiko Kagaku)之商品LUMIKOL，及可購自三國彩色 工藝（Mikuni Color Works)公司之商品 TITICACA。 較佳之顏料分散液爲HEUCOSPERSE III分散液。所加 入之顏料分散液之總量將視分散液之固形分而定，且應如 上所述般以得到有效量之顏料爲原則選擇之。爲避免沉 積，顏料較佳具有相當小的粒子大小，較佳小於5微米。 小粒徑亦可防止筆尖之阻塞》 乳化劑可安定水中油之微乳化液。適當乳化劑包括最常 見之乳化劑，特別是適於乳化蔬菜油之乳化劑。乳化劑較 佳爲乙氧化脂肪酸，更佳爲乙氧化油酸。組合物較佳含有 自約0.5到2重量百分比之乳化劑。 較佳地，應油墨中加入足量之水，以使油墨之黏度介於 約 20cps 及 60cps 間（以 Haake CV-100 Rotovisco 黏度 計在3 00秒-1及25°C下測童）。如果黏度太低，可能導致 組合物在鋼珠筆中之過度流動。如果黏度過高，油墨可能 會有性能上問題，例如書寫時之滲墨、分叉及不適當之油 墨流動等。 其他傳統成分亦可加入組合物中，如抗生物劑及界面活 性劑等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------------、訂------*·ν (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（7 ) 一種製造本發明之含有油之較佳組合物之較佳方法係以 分散劑之形態提供顏料，以乳化液之形態提供丙烯酸聚合 物，預混此等成分及組合物之其他成分，在約80〇〇psi下 使所得到之混合物通過一含有液體噴射交互作用室之均化 器（如可購自美國麻省牛頓城Micro fluidics公司之商品 MICROFLUIDIZER M-110Y型）。亦可使用其他均化 器，只要其能形成微乳化液即可。在微乳化液離開液體噴 射交互作用室後，較佳以例如使之通過一冷卻線圈之方法 將之冷卻到約室溫。爲得到具有最佳安定性之微乳化劑， 宜使之通過均化器多次。 在本發明之另一實施態樣中，只有油及水（且較佳地另有 乳化劑）以與上述同之微乳化步驟被微乳化。隨後用傳統 之混合技術使所得到之水中油微乳化液與組合物之其他成 分混合。 不含有油之本發明組合物不必微乳化，但可用傳統技術 混合。 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 ---------^ II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在含有與pH値相關之增黏劑及鹼（含或不含油均是）之組 合物中，在與鹸及/或任何具有鹼性pH値成分接觸之前， 較佳將與pH値相關之增黏劑單獨與水（或水與其他酸到中 性pH値成分）預混。若不事先在水中稀釋而直接加入具有 鹼性pH値之溶液中，則與pH値相關之增黏劑容易凝聚或 結塊。 實施例 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 321679 - 五、發明説明（8 ) 製備配比如表一所示之油墨組合物。該組合物係以下述 步驟製備。首先將40份亞麻子油，58份水及2份 TRYDET 2676# @ ^ ft flj (乳化劑）用 MICROFLUIDIZER M-110Y 型均化器在約 8000psi 下 處理3次，而形成水中油微乳化液。每次處理中將流出之 液流以通過均化器中之浸於冰水浴中線圈之方式冷卻之。 隨後將POLYPHOBE增黏劑與一部分水預混，再用實驗 室之磁石攪拌器將此混合物與37.5份水中油微乳化液及組 合物之其他成分混合。將所得到之油墨組合物置於鋼珠筆 中，再用以在紙基質上作標記。該標記顯示優良之均一性 及顏色強度。筆本身則具有優良之書寫滑溜性。 表1 ---------Μ.— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 成份 重量百分比 PHOPLEX AC 261 乳化液 40 翌麻子油 15 TRYDET 2676 乳化劑 0.75 POLYPHOBE 9823 增黏齊I 2 HEUCOSPERSE m 分15 SILWET L7001 界面掛_ 0.5 TRYFAC 5571 界面活讎 0.5 水 26.25 其他實施態樣則見於申請專利範圍中。例如，油墨可用 於其他類之筆，例如毛細管進墨式滾珠筆。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -59

Claims (1)

1. 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 Α8 第83110083號專利申請案 g 中女申請專利範圍修正本Γ86车08 六、申請專利範圍 , N - ' ' 人\. . . 1 *· * I ... ，—一 _| 1. 一種製造乳化墨之ϋ，包含下列步驟： 在ρ Η値自7到1 0下，混合成膜聚合物、顏料、水及油 以形成一油墨前驅體；及. 於一均化器中處理該油墨前驅體以形成一微乳化液。 2. —種製造乳化油墨之方法，包含下列步驟： 在ρ Η値自7到1 0下，混合一種與ρ Η値相關之増黏劑， 其當墨水之ρ Η値大於7時，> 增稠該乳化液墨水，足量 之驗以將墨水組合物之ρ Η値提昇至大於7，顏料，水及 油，以形成混合物；及 於均化器中處理該混合物以形成水包油微乳化液。 3. —種製造乳化油墨之方法，包含下列步驟： 混合油及水以形成一混合物； 於一均化器中處理該混合物以形成一水包油微乳化液； 在ρ Η値自7到1 〇下，使該水包油微乳化液與成膜樹脂 、顏料及水混合以得一油墨組合物；及 在油墨組合物中加入與ρ Η値相關之增黏劑及鹼。 4. 一種製造礼化油墨之方法，包含下列步驟： 混合油及水以形成一混合物； 於一均化器中處理該混合物以形成一水中油乳化液；及 在ρ Η値自7到1 〇下，使該水包油微乳化液與ρ η値相關 之增黏劑、其當墨水之ρ Η値大於7時、會增稠該乳化液 墨水，足量之鹼以將墨水组合物之ρ Η値提昇至大於7， 顏料及水混合，以得到一油墨組合物。 5. 根據申請專利範圍第1或3項之方法，進一步包含添加一 L:\EXT\37\378S8CL.DOCM — 1 — 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公董） --------:装-- (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) -a A8 B8 C8 D8

   '申請專利範圍 821679 種與pH値相關之増黏劑、並冬 八田墨水之pH値大於7時、 會增稠該乳化液墨水，足景夕认、. I II I I I _ ί ^ ϋι— ϋ 訂 (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 疋I 鹼以將墨水組合物之pH 値提昇至大於7，至墨水組合物中之步驟。 6，根據申請專利範圍第1或3項之太 , K疋万去，其中該成膜聚合物 爲丙埽酸樹脂。 7. 根據申請專利範圍第i，2，3戈 、 λ - ?又4頁夂万法，其中該油 爲乾性油或半乾性油。 8. 根據巾請專利範圍第7項之.方法，其中該油爲蔬菜油。 9. 根據申請專利範圍第8項_之方法，其中該蔬菜油爲亞麻 子油。 瓜根據申請專利範圍第2或4項之方法，其中該與ρΗ値相 關之増黏劑爲酸安定化丙烯酸樹脂。 U.根據申請專利範圍第1，2，3或4受之方法，另外包含 在進行該均化器中之處理之前加入乳化劑。 设根據申請專利範圍第1項之方法，其中該油墨前驅體包 。5到3 〇重量百分比之成膜聚合物、2到丨〇重量百分比 經濟部中央揉牟局工消費合作社印*. 又顏科、1到5重量百分比之與p H値相關之增黏劑及i 〇 到2 5重量百分比之油。 U —種具P Η値自7到1 0之水性筆油墨，其爲水包油形式之 微乳液，且包含顏料，與pH値相關之增黏劑，鹼及水 ’其中該油墨成份係通過均質器而形成微乳液。 R根據申請專利範圍第1 3項之油墨，另外包含乾性或半乾 性油。 15.根據肀請專利範圍第1 3或丨4項之油墨，另外包含成膜 *21679、^--- 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 聚合物。 16. 根據申請專利範圍第1 5巧之油墨 酸樹脂。 17. 根據申請專利範圍第1 4，之油墨 18·根據申請專利範圍第1 4 I貝之油墨 其中該聚合物爲丙婦 其中該油爲蔬菜油。 其中在將該油加入該 油墨之前於一均化器中處理一部分該水及該油以形成微 乳化液。 ’一- 19·根據.申請專利範圍第1 4項之油墨，其中該油墨係藉混合 該成分而形成，以形成一油墨前驅體，並於—均化器中 處理該油墨前驅體。a I 11 ϋI I IJ I— I —,訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉隼局負工消费合作社"'簟 3 V紙張纽逍用中( CNS > A齡（210χ297公釐)