无随动件笔用书写凝胶油墨制造技术

本公开涉及一种具有书写尖端的书写工具，所述书写工具包含容纳在管状油墨笔芯中的非水性书写油墨，其中所述管状油墨笔芯具有约1mm至约2.5mm之间的内径，以及两个开口端，其中所述第一开口端与所述书写尖端连接，并且所述第二开口端与所述书写工具的外部环境连接，其中容纳在管状油墨笔芯中的所述非水性书写油墨经由所述第一开口端与所述书写尖端流体连通并且经由所述第二开口端与所述书写工具的外部环境流体连通，并且其中所述非水性书写油墨包含溶剂、树脂、着色剂和胶凝剂，其中所述胶凝剂是二氧化硅颗粒和脂肪酸酰胺蜡的混合物，并且其中相对于所述油墨的总重量，所述树脂以高于约3重量

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无随动件笔用书写凝胶油墨


[0001]本公开涉及书写工具领域，特别是笔例如圆珠笔，以及用于此类书写工具的书写油墨。

技术介绍

[0002]传统上，圆珠笔油墨是牛顿高粘度溶剂基油墨。由于使用低挥发性的乙二醇溶剂，圆珠笔油墨在储存期间非常稳定，因为油墨不干燥。因此，此类油墨可用于没有尖头保护的笔中。虽然此类乙二醇溶剂基系统是期望的，但它们通常也具有高剪切粘度。此外，高剪切粘度本身不是不期望的特性，因为它有助于避免静态泄漏。静态泄漏对应于当笔尖头朝下储存时，特别是在热湿条件下，尖头上的油墨滴的形成。在牛顿系统中，高剪切粘度也与静止时的粘度相关，并且因此有助于减少可能堵塞笔尖头的颜料和其它固体的沉降的问题。然而，在具有高剪切粘度的情况下，书写体验不如消费者所希望的那样平滑。结果是，平衡这些特性是极其困难的。
[0003]为了解决这些问题，配方设计师转向凝胶油墨。凝胶油墨具有假塑性流变概况。通常，凝胶油墨是基于水的。它们是低静态泄漏、平滑度和颗粒稳定性之间的良好折衷。然而，它们仍然具有几个缺点：
[0004]水是轻质的挥发性溶剂。当在没有尖头保护(盖或热熔粘接剂)的情况下储存时，尖头中的油墨会干燥并堵塞尖头。此外，发现基于凝胶油墨的笔的脱盖时间比基于乙二醇的圆珠笔的脱盖时间低得多。
[0005]尽管使用了腐蚀抑制剂，但基于水的油墨仍然是腐蚀性流体。因此，不可能使用黄铜尖头并且必须使用不锈钢尖头，不锈钢尖头是非常昂贵的材料并且由于材料硬度而难以制造。
[0006]此外，由于水是不良的润滑剂，也必须使用具有强流量的尖头。对于典型的笔，发现具有基于水的油墨的圆珠笔的流量不能降低到小于约300mg/200m。这与流量约为35mg/200m的基于乙二醇的油墨相比是不利的。结果，基于水的油墨笔的里程(即笔的书写总长度)比基于乙二醇的油墨笔的里程低得多。
[0007]现有技术中还描述了用于圆珠笔的基于乙二醇的油墨，或更通常的基于溶剂的油墨。特别地，JP3078172和JPH07
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196972描述了脂肪酸酰胺蜡在油性油墨组合物中作为触变剂的用途。然而，单独使用脂肪酰胺蜡不足以避免油墨的静态泄漏。在WO 2019/122017 A1中，通过使用脂肪酸酰胺蜡和二氧化硅颗粒的组合作为胶凝剂解决了该技术问题。
[0008]然而，用于笔的基于溶剂的油墨仍然有进一步改进的空间，特别地，当达到平衡油墨的流变特性以实现优异的书写性能和避免油墨在动态情况(例如通过在书写期间从笔芯中排出油墨)后和在静态情况(例如将笔储存在架子上或将笔储存在热和湿度下，例如当将笔放在口袋中靠近人体时遇到的热和湿度)后从笔中泄漏时。
[0009]与平衡流变特性相关的另一个问题是笔的笔芯中含有的油墨在受到例如笔从某一高度掉落的冲击时不应意外地移动。当下落的笔击中地面时施加在油墨上的力的持续时
间短但相当大，并且油墨贮存器可分裂成多个不同的贮存器，这可在书写期间中断或耗尽油墨的连续流动。这个问题还取决于笔芯的几何形状，因为较薄的笔芯受到不同的毛细作用力和笔芯内壁表面的表面张力。可通过向笔芯提供所谓的随动件来改善导致贮存器分裂的掉落问题。随动件是粘性但可流动的组合物，设置在笔芯中的油墨贮存器的后端。其主要用于防止油墨从笔芯的开口后端流出。因此，随动件的动作可比作可移动插头的动作。然而，随动件还可具有进一步的功能，例如防止贮存器的分裂(通过拒绝贮存器内的油墨真空区，响应于笔的掉落其可扩展到该真空区中)。虽然是可接受的解决方案，但是添加随动件是进一步的制造步骤并且增加了成本。此外，存在随动件在升高的温度下与油墨混合的风险，以及色料迁移到随动件中的风险，这给笔带来比实际更饱满的印象。因此，可能期望不使用随动件。

技术实现思路

[0010]本专利技术人惊奇地发现，特定的非水性书写油墨组合物不需要在特定的管状笔芯中使用随动件，特别是用于防止前述油墨贮存器在书写工具掉落时分裂。
[0011]在第一方面，本公开涉及书写工具。书写工具可以是笔，特别是圆珠笔。书写工具可包含管状油墨笔芯。管状油墨笔芯可具有约1mm至约2.5mm之间的内径和两个开口端。管状油墨笔芯的第一开口端可与书写尖端连接。管状油墨笔芯的第二开口端可与书写工具的外部环境连接。
[0012]书写工具可包含非水性书写油墨。非水性书写油墨可包含溶剂、树脂、着色剂和胶凝剂。胶凝剂可包含二氧化硅颗粒和脂肪酸酰胺蜡的混合物。相对于油墨的总重量，树脂可以以高于约3重量
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％的量使用。
[0013]在一些实施例中，树脂可选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、酮树脂、醚树脂及其混合物。在一些实施例中，相对于油墨的总重量，树脂可以以约3％至约30％之间、具体地约3％至约25％之间、并且特别地约5％至约20％之间的量存在。
[0014]在一些实施例中，非水性书写油墨可包含乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物。在一些实施例中，乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物可有利地包含聚乙烯吡咯烷酮。在一些实施例中，相对于油墨的总重量，乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物可以以约0.05重量
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％至约0.8重量
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％之间、更具体地约0.1重量
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％至约0.6重量
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％之间、特别地约0.15重量
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％至约0.5重量
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％之间的量存在。
[0015]在一些实施例中，乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物可以是重均分子量高于约200kDa、具体地约400kDa至约2300kDa之间、更具体地约450kDa至约2000kDa之间、并且特别地约600kDa至约1900kDa之间的聚乙烯吡咯烷酮。
[0016]在一些实施例中，乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物——特别地是聚乙烯吡咯烷酮——的按重量计的量可低于二氧化硅颗粒和脂肪酸酰胺蜡的混合物的按重量计的量。
[0017]在一些实施例中，二氧化硅颗粒可包含亲水性二氧化硅颗粒。在一些实施例中，相对于油墨的总重量，亲水性二氧化硅颗粒可以以约0.10重量
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％至约0.60重量
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％之间的量存在。
[0018]在一些实施例中，脂肪酸酰胺蜡可包含N,N'
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乙烯
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双
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脂肪酸酰胺。在一些实施例中，可能有利的是，脂肪酸酰胺蜡可包含下式(I)的硬脂酸酰胺
[0019][0020]在一些实施例中，相对于油墨的总重量，胶凝剂可以以约0.1重量
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％至约1.2重量
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％之间、更具体地约0.15重量
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％至约0.60重量
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％之间的量存在。
[0021]在一些实施例中，溶剂可选自由以下组成的组：乙二醇醚、醇及其混合物。可能有利的是，溶剂选自聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、苯氧乙醇、1
‑
苯氧基
‑2‑
丙醇或其混合物。
[0022]在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有书写尖端的书写工具，特别是圆珠笔，所述书写工具包含容纳在管状油墨笔芯中的非水性书写油墨，其中所述管状油墨笔芯具有约1mm至约2.5mm之间的内径，以及两个开口端，其中所述第一开口端与所述书写尖端连接，并且所述第二开口端与所述书写工具的外部环境连接，其中容纳在管状油墨笔芯中的所述非水性书写油墨经由所述第一开口端与所述书写尖端流体连通，并且经由所述第二开口端与所述书写工具的外部环境流体连通，并且其中所述非水性书写油墨包含溶剂、树脂、着色剂和胶凝剂，其中所述胶凝剂包含二氧化硅颗粒和脂肪酸酰胺蜡的混合物，并且其中相对于所述油墨的总重量，所述树脂以高于约3重量
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％的量使用。2.根据权利要求1所述的书写工具，其中所述树脂选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、酮树脂、醚树脂及其混合物；及/或其中相对于所述油墨的所述总重量，所述树脂以约3％至约30％之间、具体地约3％至约25％之间、并且特别地约5％至约20％之间的量存在。3.根据权利要求1或权利要求2所述的书写工具，其中非水性书写油墨包含乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物，特别是聚乙烯吡咯烷酮，并且其中相对于所述油墨的所述总重量，所述乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物以约0.05重量
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％至约0.8重量
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％之间的量存在。4.根据权利要求3所述的书写工具，其中所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量高于约200kDa、具体地约400kDa至约2300kDa之间、更具体地约450kDa至约2000kDa之间、并且特别地约600kDa至约1900kDa之间。5.根据权利要求3或4所述的书写工具，其中所述乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物的按重量计的量低于二氧化硅颗粒和脂肪酸酰胺蜡的所述混合物的按重量计的量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的书写工具，其中所述二氧化硅颗粒包含亲水性二氧化硅颗粒，并且特别地，其中相对于所述油墨的所述总重量，所述亲水性二氧化硅颗粒以约0.10重量
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％至约0.60重量
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％之间的量存在。7.根据权利要求1至6中任一项所述的书写工具，其中所述脂肪酸酰胺蜡包含N,N'
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乙烯
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双
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脂肪酸酰胺，特别是下式(I)的硬脂酸酰胺8.根据权利要求1至7中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的所述总重量，所述胶凝剂以约0.1重量
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％至约1.2重量
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％之间、更具体地约0.15重量
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％至约0.60重量
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％之间的量存在。9.根据权利要求1至8中任一项所述的书写工具，其中所述溶剂选自由以下组成的组：乙二醇醚、醇以及其混合物；更具体地，其中所述溶剂是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、苯氧乙醇、1
‑
苯氧基
‑2‑
丙醇或其混合物。10.根据权利要求1至9中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的所述总重量，所述溶剂以约35重量
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％至约80重量
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％之间、更具体地约45重量
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％至约75重量
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％之间的量存在。11.根据权利要求1至10中任一项所述的书写工具，其中所述着色剂是染料，特别是选
自由以下组成的组的染料：偶氮染料、三芳基甲烷染料、酞菁衍生物染料、呫吨染料以及其混合物。12.根据权利要求1至11中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的所述总重量，所述着色剂以约5重量
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％至约30重量
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％之间、特别地约7重量
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％至约28重量
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％之间的量存在。13.根据权利要求1至12中任一项所述的书写工具，其中所述非水性书写油墨进一步包含一种或多种添加剂，特别是选自由以下组成的组的一种或多种添加剂：增稠剂、透明排水剂、粘度赋予剂、润滑剂、分散剂及其混合物。14.根据权利要求1至13中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的所述总重量，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：法国比克公司，
类型：发明
国别省市：