用于圆珠笔的水基油墨组合物制造技术

一种用于圆珠笔的水基油墨组合物，该组合物包括碱性溶胀缔合性增稠剂，该增稠剂包括具有羧基和疏水基团的聚合物、颜料、含水的极性溶剂、ｐＨ控制剂以及其他添加剂。它是水基油墨组合物，在长时期中是稳定的，颜料本身不会沉淀，而且能够注入与采用油基油墨的圆珠笔一样的简化了的自由油墨型结构的圆珠笔中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于圆珠笔的水基油墨组合物本专利技术涉及一种用于圆珠笔的水基颜料油墨组合物，更具体而言，涉及用于自由油墨型(free ink type)圆珠笔的水基颜料油墨组合物，该圆珠笔具有的结构是，其中，直接将油墨贮存在小直径的油墨贮存管中而没有采用油墨吸收器以及将油墨供给笔尖的给料器(feed)。通常，用于圆珠笔的油墨包括低粘度的水基油墨，该油墨含有包括水和水溶性溶剂的溶剂且具有的油墨粘度为10mPa·s或更小，此外，还包括含有溶剂例如多元醇和乙二醇一乙醚且具有的油墨粘度为1000-20000mPa·s的油基油墨。采用油基油墨的圆珠笔具有这样的结构，其中粘附在笔尖处的圆珠上的油墨经小直径的油墨贮存管通过圆珠的转动传送到纸面上，且仅将传送的部分油墨通过贮存管供给到笔尖上。采用水基油墨的圆珠笔具有这样的结构，其中通过采用粘结细纤维制作的给料器的毛细管作用将油墨供给到圆珠表面和纸面上。上述用于圆珠笔的水基油墨和油基油墨各有其突出的优点。然而另一方面，它们也有各种问题。例如，由于水基油墨的粘度较低，该油墨是利用毛细管作用的原理供料的。当圆珠笔的笔尖部分径直地接触纸张时，在接触点上受到毛细管的作用而供给油墨，即可在纸面上写出很好的线条，而不必施加很大的书写压力，这样，几乎不会发生裂缝(splitting)、缺乏油墨(starving)和斑渍(blobbing)。另一方面，在油墨传送到纸面上后同样会受到毛细管的作用，使画出的线条变得模糊，而且将油墨直接贮存在油墨贮存管中，会由于振动或冲击使油墨渗出，使得供给圆珠的油墨量不稳定。因此，需要用具有粘结细纤维制作的给料器的复杂结构。此外，有一个问题，就是难以确定圆珠笔中油墨贮存管内的油-->墨量。另一方面，油基油墨的特征在于因其粘度高，油墨可以直接贮存在小直径的油墨贮存管中，可以简化该圆珠笔的结构，其特征还在于采用透明材料用作油墨的贮存管可以确定剩余的油墨量，传送到纸面上的油墨不会变模糊。另一方面，有一些问题，即由于油墨仅传送到与转动的圆珠接触的纸面上，如果该圆珠转动不稳定就易于造成裂缝和缺乏油墨，且由于油墨难于渗透进入纸面，易于产生由于未传送的油墨而导致染污的斑渍。近年来，已报道了一些解决上述问题的对策。例如，在日本专利申请公开公报Sho 54-98826中对油墨的变模糊和渗漏问题已作了研究，提供了一种用于圆珠笔的水基油墨，其中添加了胶凝剂(苄基山梨糖醇和亚苄基木糖醇或其衍生物)或水溶性糊剂，以使该油墨具有摇溶性。此外，在日本专利申请公开公报Sho 57-49678中还提供了一种用于圆珠笔的水基油墨，其中采用交联型的丙烯酸树脂来提高该油墨的粘度，在美国专利4545818中采用黄原胶提高用于圆珠笔的水基油墨的粘度。然而，它们仍然有由于斑渍而造成的裂缝和染污的问题，因此，它们不足以令人满意。此外，在美国专利4671691中提出了将水基油墨贮存在简化了的自由油墨型的笔例如油基圆珠笔的笔杆中，且在其中公开了一种包括水基油墨的圆珠笔，其中添加了水分散性橡胶或树脂，以提供剪切稀化性能和其范围在0.01-0.6的稀化指数，以及粘弹性的衬圈。然而，仍然有一些缺点，即，该油墨受到剪切后，流动性并不好且瞬时粘性的恢复缓慢，因此，在书写时油墨的跟踪性较差，导致画出的线条缺乏油墨且在书写后油墨立即渗出，因此，这种圆珠笔不足以令人满意。此外，日本专利申请公开公报Hei 6-346014中所示的是一种用于圆珠笔的水基油墨，该油墨采用包括在碱性下增稠的乳液的增稠剂而具有摇溶性。然而，有一些问题，即仅借助含在增稠剂中的羧基的溶胀作用，单独地增加粘度并不能防止颜料的沉淀作用，以致在笔尖处转动的圆珠周围的油墨会渗出，且该油墨并不具有长期贮存的性能。-->因此，它并不足以令人满意。本专利技术的目的是解决有关上述常规技术的问题，并提供一种水基油墨组合物，该组合物在书写时具有良好的跟踪性能并可解决常见的缺陷例如裂缝、防水性差以及由于斑渍而造成画出的线条染污，且该组合物不会在书写后立即在转动的圆珠周围产生渗漏，且在长时间中是稳定的而颜料本身不会沉淀，其中可将该水基油墨组合物注入具有将油墨直接贮存在油墨贮存管中以便供给笔尖的结构的圆珠笔中，即，一种具有与所谓油基油墨圆珠笔一样的简化了的自由油墨型结构的圆珠笔。为了解决上述问题，本专利技术人已经作了一些研究，结果，终于完成了一种水基油墨，通过使用一种在分子中具有疏水基团和亲水基团的增稠剂，通过该增稠剂分子中亲水基团的水合溶胀而产生的抗位阻性的粘性(steric hindrance resistance viscosity)以及该增稠剂分子中疏水基团和亲水基团缔合吸附在该油墨组合物中所含的组分上而不是利用仅通过该增稠剂分子中的抗位阻性产生的单独增稠作用来增加粘度，从而使得该水基油墨中颜料的分散性在延续的时期中保持稳定，在书写时油墨的跟踪性能以及画出线条的质量都极好，且该油墨在转动的圆珠周围不会产生渗漏，能将其贮存在具有简化了的自由油墨型结构的圆珠笔中。本专利技术用于圆珠笔的水基油墨组合物是由碱性溶胀缔合性增稠剂、颜料、含水的极性溶剂、pH控制剂以及其他的添加剂组成的，该增稠剂包括具有作为亲水基团和疏水基团的羧基的聚合物。优选用于圆珠笔的是这样的水基油墨组合物，其中所含上述碱性溶胀缔合性增稠剂的比例以该油墨组合物为基准为0.1-8％(重量)(聚合物组分)，并通过在含水极性溶剂中在碱性范围下的溶解和溶胀提高该油墨的粘度，以便与该颜料的颗粒表面缔合。更优选用于圆珠笔的是这样的水基油墨组合物，其中用颜料表面处理剂对该颜料的颗粒表面进行表面处理。用于本专利技术油墨组合物的碱性溶胀缔合性增稠剂具有两种增稠作-->用。第一种增稠作用是这种作用，其中该增稠剂仅在碱性范围下溶于水或水和极性溶剂的混合物中，将亲水基团例如分子中的羧基水合和溶胀以产生抗位阻性，从而使粘度升高。第二种增稠作用是这种作用，其中，分子中的疏水基团和亲水基团缔合吸附在油墨的组分例如颜料、溶剂和表面活性剂上，以形成网络状聚集体，从而使粘度升高。通过在碱性下溶胀而产生的本专利技术增稠剂的第一种增稠作用可以提供一种通过施加剪切力使粘度降低的假塑性流体的油墨。由于在书写时施加了剪切力，使该油墨的粘度降低从而改进了该油墨的跟踪性能，这样，画出的线条就不会产生裂缝。仅溶于碱性范围的本专利技术增稠剂的性能导致画出的线条具有防水性，这是因为在几乎所有呈酸性范围的自来水和雨水中的不溶性所致。通过缔合性能产生的本专利技术增稠剂的第二种增稠作用是通过使颜料颗粒与增稠剂形成网络状聚集体而引起的。结果，可长期防止含在油墨中的颜料本身沉淀，且通过对该油墨施加剪切力，使其立即从降低了的粘度恢复而变为非摇溶性的流体，可防止转动的圆珠周围的油墨在书写后立即渗漏，从而使画出的线条不致由于斑渍而引起染污。由于具有上述两种增稠作用，已获得了可以长时期贮存的用于本专利技术圆珠笔的水基油墨，甚至可将该水基油墨贮存在简化了的自由油墨型圆珠笔中，例如采用油基油墨，其中具有将油墨直接贮存在笔杆中以便供给笔尖处转动圆珠的结构的圆珠笔，该油墨不会在转动的圆珠周围渗出，且书写性能良好，因此，可以得到极好的画出线条。用于本专利技术的碱性溶胀缔合性增稠剂包括具有羧基和疏水基团的聚合物。该疏水基团包括例如线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于圆珠笔的水基油墨组合物，该组合物包括碱性溶胀缔合性增稠剂、颜料、含水的极性溶剂以及ｐＨ控制剂，其中该增稠剂包括一种具有羧基和疏水基团的聚合物。

【技术特征摘要】
JP 1996-12-9 328754/961.一种用于圆珠笔的水基油墨组合物，该组合物包括碱性溶胀缔合性增稠剂、颜料、含水的极性溶剂以及pH控制剂，其中该增稠剂包括一种具有羧基和疏水基团的聚合物。2.权利要求1中所述的用于圆珠笔的水基油墨组合物，其中所含碱性溶胀缔合性增稠剂的比例以该油墨组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本胜，
申请(专利权)人：三菱铅笔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]