用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物及其生产工艺，该墨水由颜料、水、水溶性有机溶剂、假塑性助剂等原料按比例加工而得。其中，假塑性助剂由分别占墨水总质量０．１～０．８％的温轮胶和１～１０％的阿拉伯树胶复配组成，在上述假塑性助剂体系的墨水中，添加本发明专利技术所描述的硫酸酯类表面活性剂和丙二醇单烷基醚后，按照本发明专利技术所述方法制备的圆珠笔墨水能够同时拥有优良的储存和脱帽稳定性、书写墨迹连续无断线等多个优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于圆珠笔的水基颜料型墨水组合物，更具体地说，本专利技术涉及 一种具有假塑性的且专用于中性圆珠笔的水基颜料型墨水的组成及其生产工艺。
技术介绍
在圆珠笔中充装的墨水组合物种类较多，传统的圆珠笔墨水主要有高粘度的油性 圆珠笔油墨和低粘度的水性圆珠笔墨水两大类。油性圆珠笔油墨粘度高，容易导致书写不 流畅，书写手感较差；水性墨水虽然具有书写流畅、环保、墨迹抗紫外线性能好等一系列有 点，但也存在墨迹耐水性差、出墨量过大、书写工具价格较高等缺陷。中性笔是近二十年来 逐渐流行的一种新型圆珠笔，中性笔的最大特点在于使用粘度介于油性圆珠笔油墨和水性 圆珠笔墨水之间的水性墨水作为书写介质，该墨水具有假塑性，即在高剪切力下拥有剪切 稀化的特性，中性笔墨水一般都是选择颜料为主要着色剂，拥有优异的耐光、耐水和耐温性 能，同时具有墨水流量均勻、书写手感好、可永久保存等优点。中性圆珠笔中充装的颜料型墨水组合物通常都含有颜料、分散助剂、水、水溶性有 机溶剂和假塑性助剂等组分，假塑性助剂的加入能够赋予墨水组合物剪切稀化的特性，即 静态及低剪切力下具有较高的粘度，有利于提高墨水的储存稳定性，避免圆珠笔笔头渗墨、 漏墨等现象的发生，书写时，在笔头滚珠转动所产生的剪切作用力下，滚珠周围的墨水粘度 降低变成可流动的低粘度液体，从而通过转动的圆珠书写到纸面上，一旦书写停止，随着笔 头滚珠剪切力的消失，墨水立即恢复高粘度状态。通过添加假塑性助剂赋予中性笔墨水剪切稀化特性的方法，在中性笔墨水的现有 技术中是已知的，也是控制中性笔墨水性能的关键技术之一。但是，针对该方法所选取的假 塑性助剂差异性则较大，如公开号为CN1842576的中国专利所采用的占墨水组合物总质量 0.01 的水溶性高分子量糖类和美国专利US4545818所采用的占墨水组合物总质量 0. 2 0. 45%的黄原胶。使用单组份假塑性助剂增稠后的中性笔墨水往往存在两个问题一个问题是，装 有中性笔墨水的圆珠笔，在没有笔帽套住笔头的情况下，在较高的温度下或长时间放置时， 由于圆珠笔笔头滚珠周围墨水中水和水溶性有机溶剂等的挥发，往往会导致笔头附近的墨 水粘度显著增加甚至发生干结，造成书写困难，甚至会发生堵塞笔头导致无法书写的情况。 由于中性笔在实际使用时，使用者忘记套上笔帽的情况较普遍，因此，如何提高墨水抗脱帽 性是衡量中性笔墨水性能的重要指标之一；另一个问题是墨水在不同剪切力下的粘度难以 令墨水配方的制定者满意，例如，在静态或低剪切力下的粘度过低，往往会导致颜料粒子的 沉降，墨水储存稳定性变差，而高剪切力下的粘度过高则容易导致书写不流畅、书写墨迹易 断线，单组份假塑性助剂难以满足不同剪切力下的粘度控制要求。增加中性笔墨水抗脱帽性的方法有很多，例如，增加中性笔墨水中高沸点的乙二 醇等有机溶剂的含量，可以显著提高墨水的脱帽稳定性；瓜尔胶、温轮胶、黄原胶、槐树豆胶 等天然多糖化合物，除了能够提供墨水较好的假塑性，还能够束缚其周围的水分，降低水的挥发速度，因此，增加多糖类假塑性助剂的用量也可以增强中性笔墨水抗脱帽性能。但是， 乙二醇等水溶性有机溶剂含量的增加不仅会增加墨水中有机挥发物的含量，造成对人体和 环境的危害，还往往会导致墨水体系的储存稳定性下降，而多糖类假塑性助剂用量的增加 则会导致墨水体系粘度的增高，从而发生书写困难。如上所述，同时解决中性笔墨水的储存和脱帽稳定性、书写墨迹连续性问题的解 决方案是一个极为复杂的技术难题，现有的技术方案往往在解决一个问题的同时，加剧另 一个问题的严重程度。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合 物及其生产工艺，该墨水组合物应用在中性圆珠笔中，能够避免出现储存和脱帽稳定性差、 书写墨迹易断线等任何一个缺陷。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案为一种用于圆珠笔的假塑性水基颜 料型墨水组合物，包括颜料、分散助剂、水溶性有机溶剂、去离子水、假塑性助剂、表面活性 剂和其他功能性助剂，所述假塑性助剂是由温轮胶和阿拉伯树胶复配而成的，且该假塑性 助剂是由分别占墨水总质量的百分含量为0. 1 0. 8%的温轮胶和占墨水总质量的百分含 量为1 10%的阿拉伯树胶复配而成；所述表面活性剂为硫酸酯类表面活性剂，且该硫酸 酯类表面活性剂占墨水总质量的百分含量为0. 01 2% ；所述墨水组合物中还含有丙二醇 单烷基醚，且丙二醇单烷基醚占墨水总质量的百分含量为0. 1 10%。作为本专利技术的进一步改进，所述墨水组合物中各成分分别占墨水总质量的百分含 量为，颜料3 15%;分散助剂1 10%;水溶性有机溶剂10 35 % ；温轮胶和阿拉伯树胶复配成的假塑性助剂1. 1 10. 8% ；硫酸酯类表面活性剂0. 01 2% ；丙二醇单烷基醚0. 1 10% ；其它功能性助剂0. 5 6% ；余量为去离子水。作为本专利技术的优选方式，所述的墨水组合物各组分分别占墨水总质量的百分含量 为，颜料5 10%;分散助剂2 5%;水溶性有机溶剂20 30% ；由温轮胶和阿拉伯树胶复配成的假塑性助剂3 6% ；硫酸酯类表面活性剂0. 1 ；丙二醇单烷基醚3 6% ；其它功能性助剂1 3% ；余量为去离子水。5作为本专利技术的进一步改进，所述的丙二醇单烷基醚为丙二醇单甲醚；所述的硫酸 酯类表面活性剂为十二烷基硫酸钠和油酸正丁酯硫酸酯钠中的一种；所述的假塑性助剂由 分别占墨水组合物总质量0. 15 0. 45%的温轮胶和4 8%的阿拉伯树胶复配组成；所述 的分散助剂为含有羧酸基团的聚合物，所述的其它功能性助剂至少包含防锈剂、螯合剂、PH 值调节剂和抗菌剂中的一种；所述的分散助剂为丙烯酸树脂，所述的防锈剂为苯并三氮唑， 所述PH值调节剂为一乙醇胺。在上述墨水组合物中，触变助剂体系是赋予中性笔墨水剪切稀化特性的主要助 剂。能够用于中性笔墨水体系的假塑性助剂有很多，然而，正如本专利技术
技术介绍
部分所描述 的那样，单组份假塑性助剂难以满足不同剪切力下的粘度控制要求。为了满足中性笔墨水 在不同剪切力下的粘度控制要求以达到较好的储存稳定性和书写效果，使用多种假塑性助 剂复配成为一种可行的解决方案。当两种甚至更多种的多糖类或其它生物材料同时存在于 中性笔墨水中作为假塑性助剂时，它们的分子链因互相贯穿、发生缔合作用而形成的交织 网络，不仅能够赋予墨水很好的假塑性和稳定性，还能够通过调整假塑性助剂的用量和相 互间的比例来控制墨水在不同剪切力下的粘度以达到让使用者满意的书写效果。但是，大 部分多糖类假塑性助剂复配使用后都存在粘度显著增加的情况，以致于为了保证书写效果 而不得不降低该类假塑性助剂的使用量，从而难以发挥假塑性助剂的另一个作用束缚其 周围的水分，降低水的挥发速度，提高墨水的脱帽稳定性。温轮胶，又名文莱胶、韦兰胶，是一种天然多糖类假塑性助剂。本专利的专利技术人通 过实验发现采用温轮胶和阿拉伯树胶复配作为假塑性助剂，不仅能够控制墨水不同剪切 力下的粘度，提高墨水的储存稳定性，还能够显著提高墨水的脱帽稳定性。在本专利技术中，中 性笔墨水组合物的触变助剂体系由分别占墨水总质量0. 1 0. 8%的温轮胶和1 10%的 阿拉伯树胶复配组成，在本专利技术所揭示的中性笔墨水组合物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，包括颜料、分散助剂、水溶性有机溶剂、去离子水、假塑性助剂、表面活性剂和其他功能性助剂，其特征在于：所述假塑性助剂是由温轮胶和阿拉伯树胶复配而成的，且该假塑性助剂是由分别占墨水总质量的百分含量为０．１～０．８％的温轮胶和占墨水总质量的百分含量为１～１０％的阿拉伯树胶复配而成；所述表面活性剂为硫酸酯类表面活性剂，且该硫酸酯类表面活性剂占墨水总质量的百分含量为０．０１～２％；所述墨水组合物中还含有丙二醇单烷基醚，且丙二醇单烷基醚占墨水总质量的百分含量为０．１～１０％。

【技术特征摘要】
一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，包括颜料、分散助剂、水溶性有机溶剂、去离子水、假塑性助剂、表面活性剂和其他功能性助剂，其特征在于所述假塑性助剂是由温轮胶和阿拉伯树胶复配而成的，且该假塑性助剂是由分别占墨水总质量的百分含量为0.1～0.8％的温轮胶和占墨水总质量的百分含量为1～10％的阿拉伯树胶复配而成；所述表面活性剂为硫酸酯类表面活性剂，且该硫酸酯类表面活性剂占墨水总质量的百分含量为0.01～2％；所述墨水组合物中还含有丙二醇单烷基醚，且丙二醇单烷基醚占墨水总质量的百分含量为0.1～10％。2.如权利要求1所述的用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，其特征在于所 述墨水组合物中各成分分别占墨水总质量的百分含量为，颜料3 15% ； 分散助剂1 10%; 水溶性有机溶剂10 35% ；温轮胶和阿拉伯树胶复配成的假塑性助剂1. 1 10. 8% ； 硫酸酯类表面活性剂0. 01 2% ； 丙二醇单烷基醚0. 1 10% ； 其它功能性助剂0.5 6% ； 余量为去离子水。3.如权利要求1或2所述的用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，其特征在于 所述的丙二醇单烷基醚为丙二醇单甲醚。4.如权利要求1或2所述的用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，其特征在于 所述的硫酸酯类表面活性剂为十二烷基硫酸钠和油酸正丁酯硫酸酯钠中的一种。5.如权利要求1或2所述的用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，其特征在于 所述的假塑性助剂由分别占墨水组合物总质量0. 15 0. 45%的温轮胶和4 8%的阿拉 伯树胶复配组成。6.如权利要求1或2所述的用于圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，许丹，梅成国，张明俊，万强，
申请(专利权)人：苏州世名科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]