金属墨水与毛细标识器制造技术

公开了一种墨水，包含有金属颜料和成膜树脂的水性悬浮液，同时任选地包含有一种或多种ｐＨ调节剂、着色剂、交联剂、防沉淀剂以及防腐剂。还公开了一种标识工具，尤其是适合使用本发明专利技术之墨水的标识工具，并且包括贮存墨水的按毛细连接关系与多孔笔尖连接的低密度蓄墨器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
金属墨水与毛细标识器专利技术背景专利
本专利技术一般涉及毛细作用标识工具和其中所用的墨水。更具体地，本专利技术涉及应用水性金属墨水的毛细作用标识器。相关工艺简述分选金属墨水的书写工具，一般应用充有自由流动之墨水的中空蓄墨器以及混合该墨水以分散金属颗粒的机械方法。若无法混合墨水中的金属颗粒，则该颗粒会倾向于自液体中沉淀出来并堵塞笔尖或导致不均匀的分送。在混合之后，当笔尖缺墨时会通过打开标识器内笔尖和蓄墨器间的阀门而使该工具的书写笔尖反复地浸透墨。这样的工具价格不菲，安装复杂，其操作冗长并且容易不可靠。已公开另一类书写工具，其经由毛细作用自纤维蓄墨器分送金属墨水；但是，这类书写工具严格限于特定材料的结构，并受可加以使用的特定墨水的限制。专利技术概述要专利技术的目的是克服一个或多个上述问题。因此，本专利技术一方面是一种墨水，其包含金属颜料和成膜树脂之水性悬浮液，同时该墨水任选地包含一种或多种pH调节剂、着色剂、交联剂、防沉淀剂以及防腐剂。本专利技术另一方面是一种标识工具，其包括按毛细连接关系连接至多孔笔尖的供贮存墨水的低密度蓄墨器，并任选地含有本专利技术的金属墨水。回顾下面结合附加权利要求所作的详细描述，本专利技术进一步的情况和优点对于本领域中的技术人员可能是显而易见的。尽管本专利技术可以有不同形式的实施方案，但是此后所述的均为本专利技术特定的实施方案，只要所公开的内容是说明性的，并且无意将本专利技术局限于这里所述的特定实施方案。附图简述图1为本专利技术标识器一实例的部分剖面图，包括通过毛细作用连-->接至笔尖的蓄墨器。图2为有锥形连接部分锥头笔尖之连接区端的正视图。图3为拉长锥头笔尖之连接区端的截面图，显示出拉长锥形连接部分连同蓄墨器。图4为有凿形连接部分凿头笔尖之连接区端的正视图。图5为有楔形连接部分楔头笔尖之连接区端的正视图。图6为有金字塔形连接部分金字塔头笔尖之连接区端的正视图。专利技术详述本专利技术针对用于毛细作用标识工具(这里也称为标识器)的金属墨水，以及针对任选地含有金属墨水的毛细作用标识器。因此，本专利技术的一个方面是包括有金属颜料和成膜树脂之水性悬浮液的墨水。该金属颜料可为叶浮型(一般为片型)或非叶浮型。当使用叶浮颜料时，墨水便形成平行于基体表面的颜料层，并且为欲得到具有强金属光泽高度不透光标识的优选(例如供用在黑色的纸上)。若使用非叶浮颜料，则该墨水便产生具有另外闪烁效果的较少透光的标识。金属颜料最好为一种金属颜料，选自铝、铜、青铜、其氧化物，其阳极化物(例如提供闪光精整)以及任何上述的组合。合适的金属颜料可从伊利诺州西芝加哥的MD-Both工业公司获得。还规定金属颜料包括其它有光泽的能提供金属或闪光外观的物质，诸如珠光剂(例如氯氧化铋(BioCl))，它可除了金属颜料之外或代替金属颜料加以使用。所述金属颜料的颗粒粒度(例如平均颗粒粒度)优选地小于约15μm或在约2μm至约15μm的范围，更优选地则在约5μm至约12μm的范围，例如约5μm至约9μm。墨水中所包含的金属颜料最好约为7.5重量％至20重量％，当使用着色剂时最好约为5重量％至15重量％。用于本专利技术墨水中提供叶浮效果的优选铝颜料由MD-Both工业公司作为“非叶浮”铝粉末NPW 2900(或Aquemet NPW2900)出售，并有标定的10μm平均颗粒直径。本专利技术墨水中所用的成膜树脂起协助金属颗粒在水溶剂中分散的作用，并随着在作标识(例如书写)而墨水经由毛细作用抽至笔尖和分送时协助水溶剂牵引金属颗粒。合适的成膜树脂包括水溶性的树脂诸如乙内酰脲-甲醛共聚物，例如，二甲基乙内酰脲甲醛(DMHF)和5，5--->二甲基乙内酰脲甲醛聚合物(也称5，5-二甲基-2，4-咪唑烷二酮)。优选的二甲基乙内酰脲-甲醛成膜树脂由伊利诺州Lyons的Ele-Pelron公司作为75％水溶液出售，在商品名Dantoin739(CAS#26811-08-5；5，5-二甲基乙内酰脲甲醛聚合物(也称5，5-二甲基-2，4-咪唑烷二酮))名下；DMHF还可从新泽西州Fairlawn的Lonza公司获得。其它用于本专利技术之墨水的树脂包括聚乙烯醇和水性尿烷聚合物，诸如NEOREZ牌聚合物(例如NEOREZ R-940、R-960、R-962、R-966和R-967)，由麻萨诸塞州Wilmington的Zeneca Resins公司出售。成膜树脂在墨水中的含量最好约为10重量％至40重量％，并且当使用着色剂时最好约为7重量％至20重量％。颜料(金属与着色颜料，如果使用的话)对树脂的比例的优选范围约为0.2至0.6，更优选地约为0.6。任选地并且最好是，将一种pH调节(例如缓冲)剂加至墨水中以维持墨水的pH中性至微碱性，例如约在6至9的范围，最好约为7至8。用于本专利技术墨水的优选pH调节剂包括三乙醇胺和氨甲基丙醇(例如由密执安州Midland的DOW化学公司以5％水溶液在商品名AMP-95名下出售)。不受任何特定理论的限制，三乙醇胺和氨甲基丙醇若使用，则还都可以促进颜料的分散。在使用时，墨水中的pH调节剂含量最好约为0.25重量％至2重量％。如果希望墨水提供并非金属颜料所提供之底色的颜色，那么可以加入着色剂。合适的着色剂包括有机颜料和染料，诸如酸性染料、直接染料、分散染料和溶剂染料。合适的有机颜料包括比如酞菁蓝(例如铜酞菁)、酞菁绿(例如氯化酞菁铜)、二芳基黄(例如二芳基酰苯胺黄；C32H26Cl2N6O4)、萘酚红(例如偶氮红)以及二噁嗪紫(例如咔唑紫；C34H22Cl2N4O2)。这样的有机颜料容易以同作为载体之水的预分散混合物获得。如果将着色剂加入墨水给金属颜料着色、那么最好使用有机颜料，并把交联剂加入该悬浮液以使着色剂同金属颜料结合。优选的有机颜料可在商品名HOStafine下由罗得岛Coventry的Clariant国际公司获得，并以预分散在水溶剂中的30重量％至40重量％固体颗粒来供货，水溶剂据称包括非离子分散和润湿剂以及甘醇。例如，HOS-tafine Yellow HR颜料可连同铝金属颜料使用，并且最好连同合适的-->交联剂，以形成呈现金色的金属颜料。墨水中若使用着色剂，则其含量最好约为2重量％至30重量％，更优选地约为7重量％至25重量％。合适的交联剂将使着色剂同金属颜料颗粒结合，以克服待标识基体(例如纸)对该颜料的优先吸附。例如，具有极性端和非极性端的一种交联剂能将非极性颜料连结至极性金属表面(如该金属颜料)。优选的交联剂选自两亲的共聚物、多功能碳二亚胺、磷酸盐及其组合。合适的两亲共聚物(既有疏水性又有亲水性单元)为聚(乙烯吡咯烷酮/丙烯酸酯/甲基丙烯酸月桂酯)，由新泽西Wayne的国际特种产品公司在商品名Styleze 2000(CAS#831)下出售。优选的多功能碳二亚胺由康涅狄格Danbury的联合碳化物公司在商品名U-CARLNK XL-29SE下出售。磷酸单乙醇胺盐是一种优选的磷酸盐。对促进有机颜料粘附至金属基体有帮助的其它试剂(例如供印刷金属化膜之墨水中所用的试剂)也可用于本专利技术的墨水。以很少量使用的防沉淀剂，可有助于该墨水的稳定而不影响标识器的性能以及该墨水的标识质量。存在于墨水中的防沉淀剂最好约为0.001重量％至0.01重量％，优选地约为0.003重量％至0.006重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性金属墨水，包括金属颜料和成膜树脂的水性分散液，所述成膜树脂包括乙内酰脲－甲醛共聚物，其中该墨水的ｐＨ约为６至９。

【技术特征摘要】
US 2001-11-19 60/332,8971.一种水性金属墨水，包括金属颜料和成膜树脂的水性分散液，所述成膜树脂包括乙内酰脲-甲醛共聚物，其中该墨水的pH约为6至9。2.权利要求1的墨水，其中金属颜料的平均颗粒粒度小于15μm。3.权利要求2的墨水，其中金属颜料的平均颗粒粒度约为5μm至12μm。4.权利要求1的墨水，其中金属颜料按该墨水总重量计约占该墨水的7.5重量％至20重量％。5.权利要求1的墨水，其中该树脂包括二甲基乙内酰脲-甲醛。6.权利要求1的墨水，其中包括足量的一种pH调节剂，以维持该墨水的pH在6至9的范围。7.权利要求6的墨水，其中该pH调节剂包括选自三乙醇胺、氨甲基丙醇的化合物以及其组合。8.权利要求1的墨水，其中进一步包括着色剂，选自有机颜料、染料以及其组合。9.权利要求8的墨水，其中该着色剂按墨水总重量计，约占有该墨水的2重量％至30重量％。10.权利要求8的墨水，其中该着色剂包括有机颜料以及该墨水进一步包括交联剂。11.权利要求10的墨水，其中该交联剂选自两亲的共聚物、多功能碳二亚胺、磷酸盐以及其组合。12.权利要求11的墨水，其中该交联剂包括两亲的共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：MN赛克斯顿，
申请(专利权)人：桑福德有限合伙人公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]