书写凝胶油墨制造技术

本公开涉及包含非水性书写油墨的笔，所述非水性书写油墨包含溶剂、着色剂、树脂、胶凝剂和乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物，其中所述胶凝剂为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，所述乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物以在约0.05和约0.6wt％之间的量存在。约0.6wt％之间的量存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】书写凝胶油墨
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求受益于在2020年7月24日提交的标题为：“《书写凝胶油墨(WRITING GEL INK)》”的欧洲专利申请20315361.4，其内容以引用的方式并入本文中。


[0003]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

[0004]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，但它们典型地也具有高剪切粘度。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。
[0005]为了解决这些问题中的一些，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：
[0006]水为低分子量和挥发性溶剂。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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]理想地，油墨组合物将组合水基和乙二醇基油墨，或更通常的溶剂基油墨的优点，同时避免它们的缺点。在实践中，有必要尽可能地平衡这些特性。目前，用于油墨笔的溶剂基油墨仍有另外改进的空间，特别是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后(例如，冒油，即在书写后或如笔掉落的震动事件后，笔尖端立即发生不期望的泄漏)和静态情况下(例如，将笔储存在架子上或将笔储存在如当将笔放在口袋中靠近人体时遇到的热和湿度下)从笔中泄漏时。

技术实现思路

[0010]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。书写工具可含有非水性书写油墨。非水性书写油墨可包含溶剂、胶凝剂、着色剂和聚合物流变剂。聚合物流变剂可包含乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物。聚合物流变剂可为混合物，特别是上述均聚物或共聚物的混合物。相对于油墨的总重量，聚合物流变剂可以在约0.05和约0.6wt％之间的量存在。胶凝剂可包含纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维可为水不溶性的。
[0011]在一些实施例中，当聚合物流变剂为聚乙烯吡咯烷酮时可特别有利。
[0012]在一些实施例中，聚合物流变剂的重均分子量可高于约200kDa、具体地在约400和约2300kDa之间、更具体地在约450和约2000kDa之间，并且特别地在约600和约1900kDa之间。
[0013]在一些实施例中，相对于油墨的总重量，聚合物流变剂可以在约0.05和约0.3wt％之间、更具体地在约0.06和约0.25wt％之间、特别地在约0.08和约0.22wt％之间的量存在。
[0014]在一些实施例中，相对于油墨的总重量，胶凝剂可以在约0.1和约1.2wt％之间、更具体地在约0.15和约0.60wt％之间的量存在。
[0015]在一些实施例中，相对于油墨的总重量，水不溶性纤维素纳米纤维可以在约0.02和约0.5wt％之间、更具体地在约0.05和约0.25wt％之间，并且特别地在约0.08和约0.2wt％之间的量存在。
[0016]在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维可包含直径小于约1000nm、更具体地小于约800nm，并且特别地小于约500nm的纤维。确定纤维素纳米纤维的直径的方法没有特别限制并且包括测量扫描电子显微镜(SEM)图像中的纤维的直径的二维表示。替代地或另外，在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维可包含直径大于约10nm、更具体地大于约20nm，并且特别地大于约30nm的纤维。替代地或另外，在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维可包含纵横比为至少约5、更具体地至少约8，并且特别地至少约10的纤维。纵横比的确定也没有特别限制并且包括测量测量扫描电子显微镜(SEM)图像中的纤维的直径和长度的二维表示。
[0017]在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维可包含长度为至少约3μm、更具体地至少约5μm，并且特别地至少约8μm的纤维。长度的确定没有特别限制并且包括在扫描电子显微镜(SEM)图像中的纤维的二维表示上测量测量长度。
[0018]在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维可包含形成网络，特别是缠结纤维的三维网络的纤维。
[0019]在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维不包含2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧基自由基
‑
(TEMPO)
‑
介导的或以其他方式氧化的纤维素。在一些实施例中，水不溶性纤维素纳米纤维不包含包含用醚部分官能化的纤维素衍生物，特别是甲基和乙基纤维素以及羧甲基纤维素。
[0020]在一些实施例中，聚合物流变剂与水不溶性纤维素纳米纤维的相对重量比可在约6:1至约1:6之间、更具体地在约4:1和约1:4之间。
[0021]在一些实施例中，书写工具可包含在书写尖端处尺寸为约0.7mm或更大、特别地0.8mm或更大，并且特别地1.0mm或更大的圆珠尖头。
[0022]在一些实施例中，非水性书写油墨可另外包含粘度赋予剂。在一些实施例中，可特
别有利的是非水性书写油墨包含选自以下的粘度赋予剂：聚酯树脂、聚氨酯树脂、酮树脂、酮
‑
甲醛树脂、醚树脂、乙烯基树脂、聚乙烯醇、丙烯酸树脂、苯乙烯
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丙烯酸树脂、苯乙烯
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马来酸共聚物树脂、松香
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马来酸共聚物树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、酰胺树脂、醇酸树脂、松香改性树脂、松香改性酚醛树脂、二甲苯树脂、聚缩醛树脂、萜烯树脂、苯氧基树脂或其混合物。在一些实施例中，相对于油墨的总重量，上述粘度赋予剂可以在约3和约30％之间、具体地在约3和约25％之间，并且特别地在约5至约20％之间的量存在。
[0023]在一些实施例中，非水性书写油墨可包含二氧化硅颗粒。在一些实施例中，可特别有利的是二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种书写工具，特别是笔如圆珠笔，其含有非水性书写油墨，所述非水性书写油墨包含溶剂、胶凝剂、着色剂和包含乙烯基吡咯烷酮的均聚物或共聚物以及其混合物的聚合物流变剂；其中所述胶凝剂包含水不溶性纤维素纳米纤维，和其中相对于所述油墨的总重量，所述聚合物流变剂以在约0.05和约0.6wt％之间的量存在。2.根据权利要求1所述的书写工具，其中所述聚合物流变剂为聚乙烯吡咯烷酮。3.根据权利要求1或2中任一项所述的书写工具，其中所述聚合物流变剂的重均分子量高于约200kDa、具体地在约400和约2300kDa之间、更具体地在约450和约2000kDa之间，并且特别地在约600和约1900kDa之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的总重量，所述聚合物流变剂以在约0.05和约0.3wt％之间、更具体地在约0.06和约0.25wt％之间、特别地在约0.08和约0.22wt％之间的量存在。5.根据权利要求1至4中任一项所述的书写工具，其中相对于所述油墨的总重量，所述水不溶性纤维素纳米纤维以在约0.02和约0.5wt％之间、更具体地在约0.05和约0.25wt％之间，并且特别地在约0.08和约0.2wt％之间的量存在。6.根据权利要求1至5中任一项所述的书写工具，其中所述水不溶性纤维素纳米纤维包含直径小于约1000nm、更具体地小于约800nm，并且特别地小于约500nm和/或纵横比为至少约5、更具体地至少约8，并且特别地至少约10的纤维；和或其中所述水不溶性纤维素纳米纤维包含长度为至少约3μm、更具体地至少约5μm，并且特别地至少约8μm的纤维。；和/或其中所述水不溶性纤维素纳米纤维包含直径大于约10nm、更具体地大于约20nm，并且特别地大于约30nm的纤维；和/或其中所述水不溶性纤维素纳米纤维包含形成网络，特别是缠结纤维的三维网络的纤维。7.根据权利要求1至6中任一项所述的书写工具，其中所述水不溶性纤维素纳米纤维不包含2,2,6,6
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四甲基哌啶
‑1‑
氧基自由基
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(TEMPO)
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介导的或以其他方式氧化的纤维素并且不包含用醚部分官能化的纤维素衍生物，特别是甲基和乙基纤维素以及羧甲基纤维素。8.根据权利要求1至7中任一项所述的书写工具，其中所述聚合物流变剂与所述水不溶性纤维素纳米纤维的相对重量比在约6:1至约1:6之间、更具体地在约4:1和约1:4之间。9.根据权利要求1至8中任一项所述的书写工具，其中所述非水性书写油墨另外包含粘度赋予剂，更具体地选自...

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