剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物、其制备方法及使用该墨水的圆珠笔技术

一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物，其中含有着色剂１ｗｔ％－３５ｗｔ％、水溶性极性溶剂２ｗｔ％－３５ｗｔ％、ＨＬＢ值在８－１２范围内的非离子型表面活性剂１ｗｔ％－３０ｗｔ％以及余量为水和调整用添加剂，其粘度在２５ｍＰａ.ｓ－１６０ｍＰａ.ｓ（使用一种ＥＭ型旋转粘度计，在旋转数１００ｒｐｍ，２５℃时测得的值）的范围内以及其剪切减粘指数在０．１－０．６的范围内；所说非离子型表面活性剂具有一种混合相，其中包含以微粒形式稳定分散的相和以分子状态稳定溶解的相。另外还公开了用于制备该墨水组合物和使用该墨水组合物的圆珠笔的制造方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物、其制备方法及使用该墨水的圆珠笔本专利技术涉及一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水的制备方法、剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物及使用该墨水的圆珠笔。在通常的圆珠笔墨水中，油性圆珠笔墨水由油性溶剂体系组成，其粘度约为10,000-20,000mPa·s，而水性圆珠笔墨水含有水性介质，其粘度约为10mPa·s，二者都获得了广泛的应用。使用油性圆珠笔墨水的圆珠笔的优点在于，它只需要一种相当简单的圆珠笔结构，其中只有一根充满完全为液态的墨水的管状墨水收集器(贮存器)，而不需要任何控制墨水流速的装置，但是另一方面，由于这种墨水本身具有较高的粘度，因此要求有较重的书写接触，从而要求较高的笔尖压力。另外，由于这样一种结构，在书写时，在圆珠上由高粘性的墨水形成的墨水薄膜就转移到书写表面上，这时容易造成笔迹模糊或者引起其他的困难，例如，由于墨水积聚于笔尖处而造成一种称为墨水污点(blobbing)的现象，或者在户外的高温环境中书写时由于墨水流出而形成羽毛状(字迹发洇)的现象。而使用具有低粘度的水性圆珠笔墨水的圆珠笔的优点在于，它能以轻的笔压来获得浓的笔迹，但另一方面，它需要一种墨水流速控制装置，以便使低粘度的墨水以合适的速度流出。这样，它不仅不能避免使用一种由很多零件组成的复杂结构，而且在书写时由于墨水的低粘度而容易引起羽毛状笔迹或墨水滴落的现象。鉴于这种情况，近年来，已经开发了一种具有触变性的水性介质墨水，也就是所谓剪切减粘型水性圆珠笔墨水，并已投入实际应用。这种类型的墨水，当其处于没有施加剪切力时具有高的粘度，因此可以稳定地贮存于圆珠笔机构中，而仅仅在书写时圆珠周围的墨水才成-->为低粘度，这是因为以高速旋转的圆珠产生一种高剪切力，从而使得墨水借助毛细管作用而顺利地从圆珠与圆珠保持器之间的空隙通过并转移到纸张的表面上。已转移到纸张表面之类物品上的墨水不再受剪切力的作用并因此重新变成高粘度状态，这样就不会在书写时形成羽毛状笔迹，而这种羽毛状笔迹正是常规非剪切减粘型水性圆珠笔的一个缺点。已经公开了某些有关上述剪切减粘型水性圆珠笔墨水。例如，这类墨水包括那些利用水分散性树胶、树脂、多糖类等的墨水(例如，美国专利US4,671,691和特公昭64-8673号公报)。可是，在这些公开文件中公开的水分散性树胶、树脂、增粘性多糖类容易由于微生物引起的解聚作用、光化学氧化引起的分解作用和由于强剪切力引起的分子链断裂作用而发生变质或劣化。因此可以说，这类墨水不能稳定而持续地满足剪切减粘的效果。还公开了一种利用有机聚合物，例如一种交联性丙烯酸树脂，作为提供剪切减粘性能的试剂的墨水(特开昭57-49678号公报)。虽然这类墨水由于交联性丙烯酸树脂的固有性质，当其处于高粘度状态时，该墨水能显示出某种程度的剪切减粘性能，但是，当将该墨水用于一种水性墨水圆珠笔的书写结构中时，其剪切减粘性能未必能有效地显示出来。更具体地说，其剪切减粘效果不够，也就是在书写时应由剪切力产生足够低的粘度以适合于书写，而在不书写时的贮存期间则要求较高的粘度这两方面关系的平衡未必能达到满意的状态。也有人试图使用一种无机化合物，例如无机细颗粒作为一种提供剪切减粘性能的试剂(特开平6-256699号公报)。虽然诸如粉末状无水硅酸(二氧化硅)之类细颗粒在吸湿时能够显示出剪切减粘性能，但是这种性能在很大程度上归功于细颗粒之间的凝聚力。因此，当将这类墨水作为圆珠笔墨水使用时，很难让这些具有三维结构的凝聚颗粒以均匀的状态通过圆珠与圆珠室(圆珠夹持器)之间狭小的空隙，因此容易发生墨水中断的现象。另外，诸如亲水性合成蒙脱石之类的膨胀性粘土类可以分散成更细的颗粒以致于近似地呈溶解的状态，并且它们能在初始阶段赋予良好的剪切减粘性。但是随着时间的迁移，它们容易引起分离和从凝胶中渗出水，也就是所谓“离浆”现象，由于这一缺点，使得墨水-->局部地分离或者在圆珠笔机构中的墨水柱断开。本专利技术的目的是提供一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水的制备方法、一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物及使用该墨水组合物的圆珠笔，所说墨水组合物已经克服常规圆珠笔墨水中所存在的缺点，可以给出一种流畅书写的感觉并且可以同时给出满意的书写性能和贮存性能。为了克服常规技术中的困难，本专利技术人对水性圆珠笔墨水进行了深入的研究，结果发现，当把一种特定的表面活性剂混合于水性载体中时，即可以获得一种适用于水性圆珠笔的，具有剪切减粘性能的圆珠笔墨水，至此便完成了本专利技术。本专利技术提供了一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水的制备方法，其特征在于，该方法包括，在一种含有着色剂、水和水溶性极性溶剂的水性载体中，加入一种HLB值在8-12范围内的非离子型表面活性剂，其加入量为水性载体的1wt％-30wt％，将其搅拌混合均匀，以获得一种其水性载体具有剪切减粘性能，其粘度在25mPa·s-160mPa·s(使用一种EM型旋转粘度计，在旋转数为100rpm，温度为25℃时测得的数值)的范围内，其剪切减粘指数调节至0.1-0.6的范围内的墨水组合物。本专利技术还提供了一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物，其中含有着色剂1wt％-35wt％、水溶性极性溶剂2wt％-35wt％、HLB值在8-12范围内的非离子型表面活性剂1wt％-30wt％以及余量为水和调整用添加剂，其粘度在25mPa·s-160mPa·s(使用一种EM型旋转粘度计，在旋转数为100rpm，温度为25℃时测得的数值)的范围内以及其剪切减粘指数在0.1-0.6的范围内；所述非离子型表面活性剂具有一种混合相，其中包含一种以微粒形式稳定分散的相和一种以分子状态稳定溶解的相。本专利技术还提供了一种圆珠笔，其中包含一个可旋转地夹持圆珠的笔尖部和一个墨水贮存器，其中所含的墨水在书写时流出，上述的剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物以一种完全的液态贮存在墨水贮存器中而没有配备任何墨水流速控制部件。本专利技术上述的和其他的目的、特征和优点将在下面描述，或者从下面对优选实施方案的描述而成为显而易见。-->图1A和1B是微胶囊颜料一个实例的外形示意图。其中，图1A是外形图，图1B是截面图。图2A和2B是微胶囊颜料另一个实例的外形示意图。其中，图2A是外形图，图2B是截面图。图3A和3B是微胶囊颜料另一个实例的外形示意图。其中，图3A是外形图，图3B是截面图。图4A和4B是微胶囊颜料另一个实例的外形示意图。其中，图4A是外形图，图4B是截面图。图5A和5B是微胶囊颜料另一个实例的外形示意图。其中，图5A是外形图，图5B是截面图。图6是本专利技术实施方案的圆珠笔笔尖部的垂直截面示意图。图7是沿图6中X-X线的剖面图。图8是本专利技术另一个实施方案的圆珠笔笔尖部的垂直截面示意图。图9是沿图8中Y-Y线的剖面图。图10是本专利技术再一个实施方案的圆珠笔笔尖部的垂直截面示意图。图11是本专利技术一个实施方案的圆珠笔的垂直截面图。图中符号说明1圆珠笔2圆珠3圆珠夹持器31中心孔32引流凹槽33圆珠支座4墨水贮存器5微胶囊颜料51壁膜52凹坑53热致变色组合物6剪切减粘性墨水-->7墨水追随体本专利技术的特征在于，将一种特定的表面活性剂按特定的数量加入一种水性载体中并将其混合均匀，以制备一种具有剪切减粘性能的水性载体，借此可以获得一种具有能够满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备剪切减粘型水性圆珠笔墨水的方法，该方法包括，在一种含有着色剂、水和水溶性极性溶剂的水性载体中，加入一种ＨＬＢ值在８－１２范围内的非离子型表面活性剂，其加入量为水性载体的１ｗｔ％－３０ｗｔ％，将其搅拌混合均匀，以获得一种其水性载体具有剪切减粘性能，当使用一种ＥＭ型旋转粘度计在旋转数为１００ｒｐｍ，温度为２５℃的条件下测定时测得的粘度在２５ｍＰａ.ｓ－１６０ｍＰａ.ｓ的范围内，并且其剪切减粘指数调节至０．１－０．６的范围内。

【技术特征摘要】
JP 1996-5-13 143620/96;JP 1996-2-5 44119/96;JP 1991.一种用于制备剪切减粘型水性圆珠笔墨水的方法，该方法包括，在一种含有着色剂、水和水溶性极性溶剂的水性载体中，加入一种HLB值在8-12范围内的非离子型表面活性剂，其加入量为水性载体的1wt％-30wt％，将其搅拌混合均匀，以获得一种其水性载体具有剪切减粘性能，当使用一种EM型旋转粘度计在旋转数为100rpm，温度为25℃的条件下测定时测得的粘度在25mPa·s-160mPa·s的范围内，并且其剪切减粘指数调节至0.1-0.6的范围内。2.如权利要求1所述的方法，其中所说墨水组合物这样来制备，即所说非离子型表面活性剂具有一种混合相，其中包含一种以微粒形式稳定分散的相和一种以分子状态稳定溶解的相。3.如权利要求1所述的方法，其中所说非离子型表面活性剂在其分子中具有至少一个羟基。4.如权利要求1所述的方法，其中所说非离子型表面活性剂在室温下或者在高于室温的一个温度范围内为液态或膏状。5.如权利要求1所述的方法，其中所说的非离子型表面活性剂选自下列物组：聚甘油脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯的环氧乙烷衍生物、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、脂肪酸单乙醇酰胺、脂肪酸二乙醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯烷基胺、蔗糖酯和磷酸酯。6.如权利要求1所述的方法，其中所说的着色剂是一种可逆性热致变色的微胶囊颜料。7.一种剪切减粘型水性圆珠笔墨水组合物，其中含有着色剂1wt％-35wt％、水溶性极性溶剂2wt％-35wt％、其HLB值在8-12范围内的非离子型表面活性剂1wt％-30wt％以及余量为水和调整用添加剂，其粘度在25mPa·s-160mPa·s(使用一种EM型旋转粘度计，在旋转数为100rpm，温度为25℃时测得的数值)的范围内以及其剪切减粘指数在0.1-0.6的范围内；所说非离子型表面活性剂具有一种混合相，其中包含一种以微粒形式稳定分散的相和一种以分子状态稳定溶解的相。8.如权利要求7所述的方法，其中所说非离子型...

【专利技术属性】
技术研发人员：鬼头勤，千贺邦行，
申请(专利权)人：百乐墨水股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]