液态墨水制造技术

公开了一种用于标记工具的不可擦液体墨水，它包括着色剂和溶剂，其含水量为０－１５ｗｔ％，粘度约１５－４，５００ＣＰＳ。还公开了一种在其储蓄器腔内装有这种粘度或更低粘度的墨水的标记工具。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
液态墨水本专利技术涉及一种液态墨水。更具体的说，本专利技术涉及一种用于标记工具的液态墨水。标记工具，如笔和标记器，都具有一个尖端，墨水可以从储蓄器导向这个尖端，通过将该尖端在基质表面运动而留下液体痕迹，这样的基质如纸张。传统上，用于标记工具的液态墨水的粘度可以是大约5厘泊(“CPS”)或更低(例如，用于纤维笔尖的笔或自来水笔的墨水)，或者其粘度也可高达大约7,500CPS或更高(例如，用于圆珠笔的墨水)。后者通常含有一定量的一种或多种聚合材料。本专利技术的特点之一是涉及一种用于标记工具的、具有特定粘度范围的不可擦液态墨水。因此，本专利技术的一个方面是涉及一种含水0-15wt％的用于标记工具的不可擦液态墨水。可擦墨水是一种当其在多孔基质表面沉积后用普通橡皮擦擦不掉的墨水。不可擦墨水包含一种溶剂和一种溶于或悬浮于溶剂中的着色剂，如染料或颜料，墨水的粘度大约为15-4500CPS。较优选的粘度范围是50-2000CPS、100-1000CPS或150-600CPS，但并不以此为限。本专利技术所描述的墨水的粘度是在室温下、300sec-1的剪切速率下测量的。液态墨水也可含有一种或多种平均分子量约为1×104-1×106道尔顿(优选1×105--->6×105道尔顿)的聚合物，该聚合物的总量占墨水总重量的0.05％-2.5％。更优选的聚合物的总含量为0.05-1.0wt％。特别优选的聚合物的总含量为约0.3wt％。合适的聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮(“PVP”)和酮/甲醛树脂，但并不以此为限。优选的是可以在液态墨水中加入一种或多种润滑剂，从而降低标记工具与被施用的基质(如，纸)间的接触摩擦，或者对于圆珠笔来说，可以降低滚珠和滚珠承窝之间的摩擦，因此可以加强使用标记工具时的平滑性，这样的润滑剂如油酸或油酸二乙醇胺(“ODEA”)。用于液态墨水的着色剂既可以是染料(即、可溶于溶剂中)也可以是颜料(即只能悬浮于溶剂中而不是溶解于溶剂中)。使用颜料时，优选在墨水中加入一种胶凝剂，以防止颜料沉淀或墨水泄漏。本专利技术的另外一个方面涉及一种含水约0～15wt％的、用于标记工具的不可擦液态墨水。该标记工具包含：(i)一种或多种平均分子量为1×104～1×106道尔顿的聚合物，优选地，其分子量为1×105～6×105道尔顿(如PVP或酮/甲醛树脂)；(ii)一种着色剂和(iii)一种溶剂，聚合物的总含量为墨水总重量的0.05～2.5wt％(更优选地是约0.05～1wt％)。在一特别优选的实施方案中聚合物总含量约为0.3wt％。与此类似，如果需要的话，可以在墨水中加入一些其它组分，如润滑剂或胶凝剂。需要注意的是，加入到本专利技术所述的墨水中的着色剂不包括有色聚合物，如：聚合物染料。类似地，用于本专利技术的聚合物定义为无色的。“聚合物”是指基本上由重复单元组成的大分子，其分子量至少为1×104道尔顿。优选的分子量范围是1×104～1×106道尔顿。特别优选的分子量范围是1×105～6×105道尔顿。-->属于本专利范围之内的还有一种标记工具，它包括：工具主干、安装于主干内部的储蓄器腔和腔内的液态墨水。液态墨水可以是本专利技术中上述的墨水，或是最适用于纤维笔尖钢笔或化妆笔的低粘度墨水。优选地，标记工具进一步包括一种墨水输送装置，该装置具有一个使墨水从腔内导入标记笔尖的通道、一个部分地封闭腔体与在主干内支撑输送装置的弹性体和一个由输送装置和弹性体所决定的控制腔体与管道之间输送的阀门。在这里当笔尖受力时输送装置相对于工具主体是可回缩的，在此回缩的作用下腔体受到弹性体的挠曲而受压，从而阀门打开使墨水从腔体内进入输送管道。需要注意的是，按以上描述所组装的标记工具可以配有各种不同的标记笔尖(例如滚珠)，而且并不受任何具体笔尖类型的限制。本专利技术进一步涉及一种在基质上，如一张纸上产生标记的方法。本方法包括以下步骤：提供一种本专利技术中上述的液态墨水，将此液态墨水施加于基质表面形成标记。本专利技术的一个特点是应用了带有阀门的墨水输送装置，该装置只有在笔尖受压于基质表面时才会使低粘度的墨水流入标记笔尖。没有这个限制墨水流向标记器笔尖的阀门，则低粘度的墨水就会从标记器笔尖泄漏。通过使用这种带有阀门的输送装置，就可使用低粘度的墨水了，这种墨水在使用时具有较小的书写摩擦力。本专利技术的其它特点和优点在以下的优选实施例的附图和描述中，以及在附加的权利要求书中都可以明显地看到。首先简要描述一下附图。图1是一个基于本专利技术实施例的纤维笔尖的前端部分的轴向-->截面图，图中阀门处于关闭状态。图2与图1相同，只是图中阀门处于开启状态。图3是一个基于本专利技术另一实施例的纤维笔尖化妆标记工具前端部分的纵向截面图，图中阀门处于关闭状态。图4与图3相同，只是图中阀门处于开启状态。图5是一个带有滚珠的本专利技术的标记笔尖。用于制备本专利技术中墨水的着色剂可以是染料或颜料。染料的例子有溶剂蓝38、溶剂紫8、碱性蓝7、溶剂红125和溶剂黑46，但并不以此为限。另一方面，颜料蓝6、酞菁蓝、颜料蓝15.2和碳黑等都可作为颜料。为了获得理想的颜色、色度等可在一种墨水中使用不只一种染料或颜料。墨水的粘度可以通过改变染料的含量来调整。溶剂的选择是基于，在其它因素中，所使用的染料或颜料。用于制备液态墨水的溶剂包括：二甘醇单乙醚、苯基溶纤剂、乙二醇苯基醚、二丙二醇和辛二醇，但并不以此为限。作为一个例子，二甘醇单乙醚可用于溶解溶剂蓝38。另一方面，颜料可以通过本领域所熟知的技术分散于溶剂中，如使用高剪切混合设备。需要注意的是优选使用低挥发性(例如沸点高于180℃)和高收湿性的溶剂。也需注意的是，为改善染料的溶解性或颜料的分散性、或调整墨水的粘度，在一种墨水中可使用不只一种溶剂。但是，在液体墨水中加入一种或几种平均分子量为1×104～1×106道尔顿的聚合物，可以大幅度地调整墨水的粘度。这样的聚合物例如：PVP和酮/甲醛树脂，但并不以此为限。需注意的是，PVP不仅可以赋予液体墨水粘度而且其本身还可作为增弹剂。“增弹剂”是指墨水中的一种在墨水使用时能减少墨水在标记器笔尖处粘集的-->组分。如果需要的话，一种合适的增弹剂，并不考虑它的分子量，可以加入到液态墨水中以减少或消除粘集现象。本专利技术中的液态墨水也可以含有一处润滑剂，如油酸或油酸二乙醇胺，以减小摩擦，这种摩擦发生于标记工具和被标记基质之间的接触或滚珠和滚珠承窝之间的接触，该润滑剂还可以防止硬启动。当用颜料来制备液态墨水时，在墨水中也可以含有一种胶凝剂，以防止颜料沉淀或墨水泄漏。在液态墨水中加入胶凝剂，可以使墨水具有屈服点并使墨水剪切得更细，从而延缓了颜料的沉淀。本专利技术的液态墨水最适用于具有输送装置的标记工具，该输送装置可以将标记液体从储蓄器腔导向由弹性隔膜支撑的标记笔尖，该弹性膜部分地封闭着储蓄器腔，而且形成输送装置的阀门，从而当笔尖相对于基质表面受力时，输送装置回缩引起弹性隔膜压迫储蓄器腔内的液体，打开阀门，于是液体就被泵到笔尖。关于这样的“隔膜阀门”组件，我们可以参考国际公开No.Wo93/05966(公开日：4月1日，1993年)。参考的PCT申请中的图5、6、7、8、和图14都分别包含在本文的图1、2、3、4和图5中。本文中图1和图2中所示的是一个纤维笔尖的笔。垫圈6通过装于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由一种或多种分子量范围１×１０↑［４］～１×１０↑［６］道尔顿的聚合物、着色剂和溶剂组成的用于标记工具的不可擦液态墨水，所述的一种或多种聚合物的含量为该墨水重量的０．０５％～２．５％，该墨水的含水量为墨水重量的０～１５％。

【技术特征摘要】
US 1993-10-18 1392251.一种由一种或多种分子量范围1×104～1×106道尔顿的聚合物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：NJ林，AR克莱斯曼，R尼考尔，CC帕克曼，V休尔瑟，J汤普森，
申请(专利权)人：吉莱特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]