[發明專利]墨水組合物,其制備方法及使用該墨水組合物的筆頭

有效

• 申請號: 201010115206.0
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102167935A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 陳湖雄;姚鶴忠
• 申請（專利權）人: 上海晨光文具股份有限公司
• 主分類號: C09D11/16
• 分類號: C09D11/16;C09D11/18;B43K1/08;B43K7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及一種書寫用的墨水組合物，其制備方法及使用該墨水組合物的筆頭，具體涉及一種用于制備可擦中性墨水的組合物，與可擦中性墨水配合使用的筆頭，以及相應的制造方法。

背景技術

書寫工具的主要功能是書寫，因為寫錯了就需要修改，于是就有了可擦的功能要求，也就是在不破壞紙張的前提下用普通橡皮擦能將字跡擦掉。

在書寫工具的主要門類中，鉛筆最主要的特點就是可擦性能，而鋼筆和圓珠筆因為其書寫介質(無論油性或水性)中的著色物質會滲透到紙張的纖維中，所以就無法在不破壞紙張的前提下用普通橡皮擦將字跡擦掉。于是，人們就利用氧化還原反應褪色原理和酸堿度變化及中和反應變色原理等，發明了可以將鋼筆等水性墨水的顏色消除掉的消色液，但是，這種消色方法比較麻煩，需要有其他的工具將消色液涂敷在需要消除的字跡上，如果還要在上面書寫則必須另外用灌注不會與消色液發生反應的書寫介質的書寫工具。此外，能與消色液發生反應的水性墨水，本身的酸堿度會偏強，會因為保存環境和時間而出現變色甚至褪色的現象，不利于書寫字跡的保存。

之后，又發明了可擦圓珠筆，其油性油墨中含有橡膠和樹脂等高分子材料，會在油墨周圍形成簿膜，以阻隔油墨中的著色物質滲透到紙張的纖維中，從而達到可擦的目的。由于溶解橡膠和樹脂等高分子材料的是一種易揮發的有機溶劑，在一定的時間內會揮發掉，使得之前所形成的簿膜逐漸消失，油墨中的著色物質又會滲透到紙張的纖維中，這樣書寫的字跡又擦不掉了。但是，可擦圓珠筆的油墨粘度很高，流動性較差，尤其是油墨中有易揮發的有機溶劑存在，必須置于密閉環境下才能得以保存，因此，從可擦圓珠筆誕生起，其筆芯都是采用密閉式的并且內部加壓力的結構，這樣就大大提高了制造成本，再加上對溫度的敏感性及保存問題等，經歷了三十多年的發展，可擦圓珠筆仍然未能得到比較廣泛的應用。

作為圓珠筆大類中的后起之秀，中性墨水圓珠筆僅用十多年時間就發展成為廣受歡迎的書寫工具。中性墨水圓珠筆的主要特點是采用了介于高粘度油性油墨與低粘度水性墨水之間的中粘度凝膠狀水性墨水。通常中性墨水以有機顏料作為著色物質，其書寫線跡具有良好的保存性。所謂的中粘度并非是簡單的增稠，而是采用具有良好戳變性和較強假縮性的凝膠狀增稠物質，這種凝膠狀增稠物質在靜止狀態下，其長鏈分子結構與顆粒之間的物理化學作用，形成類似網狀結構，表現為較高的粘度，既可以保持顏料顆粒分散的均勻性和穩定性，又能防止墨水從筆頭的間隙處滲出或者從儲墨管后端倒流；在書寫狀態下，由于筆頭前端球珠快速轉動而使得剪切變形速度增大，這種網狀結構被破壞，長鏈分子沿流動方向定向排列，使流動阻力減小，表現為粘度降低，書寫出墨流暢。

中性墨水圓珠筆的顯著特點造就了其優良的書寫性能，同時也為研制可擦中性墨水增加了技術難度。目前，可以見到的所謂可擦中性墨水，要么可擦性能很差，要么線跡用手一摸就糊掉甚至沒有了，尚未有可以在一定時間內可擦，過了一定時間后不可擦的可擦中性墨水。

發明內容

為了解決現有的中性墨水可擦性能很差，且不能實現一定時間內可擦，過了一定時間后不可擦的技術問題，提出了本發明。

根據本發明的一個方面，其提供了一種具有優良書寫性能、在一定時間內可擦、過了一定時間后不可擦的可擦墨水組合物。所述墨水組合物的成分包括著色物質，添加劑和水，還包括內交聯水性聚氨酯乳液，所述內交聯水性聚氨酯乳液由選自TDI(甲苯二異氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)、DMPA(二羥甲基丙酸)、(TODI)二甲基聯苯二異氰酸酯、(HMDI)六亞甲基二異氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯多醇、交聯劑Ca、TMP的一種或一種以上成分構成。通過在聚氨酯大分子中引入含有3個或以上官能團的單體，生成具有部分交聯或者支化分子結構的聚氨酯膠束；另一種方法是在水性聚氨酯乳液中加入可以與乳液穩定共存的內交聯劑，并且在乳液體系因為溫度或者pH值的變化，或者在外部能量的作用下，才與聚氨酯樹脂中的官能團發生交聯反應，形成具有網狀結構的交聯體系而生成薄膜的成膜技術，并且利用薄膜自然固化的時間，可以實現在一定時間內，即薄膜尚未固化的時間內書寫墨跡可擦，而在一定時間后，即薄膜已固化后書寫墨跡不可擦的效果。本領域技術人員應當理解，在水性聚氨酯乳液中加入可以與乳液穩定共存的內交聯劑時，所述乳液與內交聯劑的比例可以根據交聯反應的需要任意選擇，一般地，其比例可以是3～9∶1。