不透明墨水制剂和相关书写工具制造技术

本文提供一种高不透明度持久性墨水制剂，包括溶剂、聚合物基遮光剂、着色剂、树脂以及保湿剂，其中所述墨水制剂显示小于约50cP的粘度。

Opaque ink preparations and related writing instruments

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不透明墨水制剂和相关书写工具相关申请的交叉引用本申请要求2017年10月26日提交的美国临时专利申请号62/577,372的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开总体上涉及墨水制剂和相关的书写工具，且更具体地，涉及不透明墨水制剂和使用不透明墨水制剂的书写工具。
技术介绍
高度不透明的墨水是各种艺术和手工艺应用所需要的。然而，常规的不透明颜料的尺寸非常小并且不能保持在基材的表面上，特别是在所需的高度多孔的表面上，如纸上。因此，颜料颗粒“沉入”多孔基材中，并且预期的不透明度大大降低。另外，已知的具有不透明度增加的水基制剂不能提供足够的墨水持久性水平。因此，期望提供一种高度不透明的墨水制剂，其可以保留在基材表面上以提供不透明度。具体实施方式提供具有高不透明度的墨水制剂和包含所述制剂的书写工具。在某些实施例中，本文所述的墨水制剂显示高不透明度水平并且也是持久性的。如本文所使用，术语“不透明的”或“不透明度”是指当施加到基材时基本上不透可见光的制剂。也就是说，不透明的制剂是基本上非透明的。如本文所使用，术语“持久的”或“持久性”是指墨水制剂粘附到各种介质基材上而不能通过简单的磨损去除的能力。例如，如果在玻璃上书写的制剂样品然后在环境条件下浸入水中二十四个小时仍保持完整，即不消失，则可以认为墨水是持久性的。在某些实施例中，高不透明度持久性墨水制剂包含溶剂、聚合物基遮光剂和树脂。在一些实施例中，制剂还包含着色剂和/或保湿剂。在一些实施例中，制剂还包含一种或多种合适的添加剂，诸如分散剂、表面活性剂、助溶剂、流变添加剂、杀生物剂和水基荧光增白剂。在一些实施例中，墨水制剂显示小于约50cP的粘度，诸如约0.1cP至约50cP的粘度。在一些实施例中，墨水制剂显示小于约20cP的粘度，诸如从约0.1cP至约20cP，例如约0.1cP、约0.5cP、约1cP、约5cP、约10cP、约15cP、约20cP或它们之间的任何范围的粘度。在一些实施例中，墨水制剂显示小于约10cP的粘度，诸如从约0.1cP至约10cP，例如约0.1cP、约0.5cP、约1cP、约5cP、约10cP或它们之间的任何范围的粘度。例如，墨水组合物可以包含赋予不透明度的聚合物基遮光剂、着色剂、赋予对非多孔基材持久性和粘附性的树脂、保湿剂和任选地分散剂。墨水可以具有低粘度(例如，小于50cP，小于20cP或小于10cP)，以使其可以输送通过常规的渗入式贮液器-笔尖书写工具系统。在某些实施例中，本文所述的墨水制剂还显示高表面张力的墨水以最小化到多孔基材中的有害渗透。例如，墨水制剂可以显示每米约30至约70达因的表面张力。此特征可以允许墨水主要存留在基材表面上并且看起来相同，而与下面的基材的颜色和孔隙率无关。聚合物基遮光剂为了提供不透明度，可以使用聚合物基遮光颜料。这些颜料在潮湿时可能会提供部分不透明度，而在完全没有溶剂时会达到完全不透明度。此外，已发现与其无机对应物相比，这些颜料更可能存留在多孔基材上。不既定受特定理论的束缚，据信这归因于增大的粒度和窄粒度分布。在某些实施例中，遮光颜料将包括但不限于来自DowChemicals(美国密歇根州)的EvoqueTM和RopaqueTM系列(RopaqueTMUltra、RopaqueTMUltraEF、RopaqueTMOP-96、RopaqueTMDual等)、来自BASF(德国)的633、来自Arkema(德国)的CelocorTM和CelocorTMAF，来自EmulsionSystems(美国佛罗里达州)的E-cryl11、来自RohmandHaas(美国)的AcusolTmOP301、OP302B、OP303和OP305、来自Organikkimya的OPAC-101、由Woodplus(美国)制造的WoodPlusPSOpaque、Hique821(来自HukuLattice)等。在某些实施例中，有机遮光颜料可以是无机颜料和有机聚合物之间的杂化物。实例包括但不限于HeubachGmbh(德国)以及“TA”和“TR”系列，GREA公司(中国)。这些遮光剂的比重可能较低。例如，遮光剂的比重可以为约0.9至约1.3g/cc。不既定受特定理论的束缚，据信与非聚合物基替代物相比，低比重提供了更稳定的墨水。还已经发现这类遮光剂在非常低的膜厚度下提供极大的不透明度。例如，已经发现，即使在约10至约20微米的膜厚度下，这些制剂也可以提供有效的覆盖。溶剂在某些实施例中，溶剂是能够溶解制剂的粘合剂树脂的溶剂。适用的溶剂可以是质子极性的或非质子极性的。质子极性溶剂包括但不限于水；醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇等；以及醚，如二丙二醇单醚。非质子极性溶剂可以包括但不限于二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺；甲酰胺；N-甲基吡咯烷酮；N-甲基吗啉；碳酸亚丙酯；碳酸亚乙酯；酮，如甲基异丁基酮(MIBK)和丙酮。但是，考虑到消费产品，可以使用低气味的溶剂，如水和低醇。着色剂有用的着色剂可以是染料或颜料，或其组合。如果着色剂是颜料，则可以先将颜料分散在适当的溶剂中成为颜料分散体，然后再添加到制剂中。这种分散体的实例包括但不限于水基分散体系列(Elementis)、来自BASF(德国)的Levylyl系列和来自Clariant(德国)的Hostafine系列。颜料也可以是在与适当的溶剂接触后可以容易地分散的配剂中。这种实例包括但不限于来自BASF(德国)的和系列，和来自Clariant(德国)的系列。颜料也可以以分散体形式在液体中获得，如来自Lanxess(德国)的系列、来自Chromatech(密歇根州坎顿)的水基颜料分散体、来自Chromaflo(俄亥俄州阿什塔比拉)的896。有用的着色剂还包括一些染料。在一些实施例中，这些染料即使在深色多孔基材上书写时也可能能够粘附到不透明颗粒的表面并提供颜色。这类染料的实例包括但不限于维多利亚蓝、碱性红14、碱性黄49、碱性红15等。这些染料也可以液态形式使用，如FiscoPink664和FiscoBlue(OrientUSA)以及来自Sensient(美国圣路易斯)的IntrabondPinkBR200。树脂在某些实施例中，树脂应具有以下一种或多种特性：(a)在指定溶剂中的溶解度按重量计为至少为5％；(b)具有极性和非极性域两者(即提供在各种极性和非极性表面上的粘附性)，并且(c)表现出耐磨性、耐化学品性并且抵抗其他环境挑战，如光、热和湿气。可以使用各种种类的树脂，包括但不限于：丙烯酸树脂，如来自BASF(德国)的67；苯乙烯丙烯酸树脂，如来自BASF(德国)的528或74A或2561或1568，或来自DowChemical(美国密歇根州)的RhoplexTM2019RX，或来自MallardCreekPolymer(美国)的6103；乙烯丙烯酸树脂，如来自Celanese；醋酸乙烯脂/乙烯(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高不透明度持久性墨水制剂，包括：/n溶剂；/n聚合物基遮光剂；/n着色剂；/n树脂；以及/n保湿剂，/n其中所述墨水制剂显示小于约50cP的粘度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 US 62/577,3721.一种高不透明度持久性墨水制剂，包括：
溶剂；
聚合物基遮光剂；
着色剂；
树脂；以及
保湿剂，
其中所述墨水制剂显示小于约50cP的粘度。


2.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述墨水制剂显示小于约20cP的粘度。


3.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述墨水制剂显示小于约10cP的粘度。


4.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述聚合物基遮光剂是来自DowChemicals(美国密歇根州)的EvoqueTM(由Dow制造)、RopaqueTM系列(RopaqueTMUltra、RopaqueTMUltraEF、RopaqueTMOP-96、RopaqueTMDual等)、来自BASF(德国)的633、来自Arkema(德国)的CelocorTM和CelocorTMAF，来自EmulsionSystems(美国佛罗里达州)的E-cryl11、来自RohmandHaas(美国)的AcusolTMOP301、OP302B、OP303和OP305、来自Organikkimya的OPAC-101、由Woodplus(美国)制造的WoodPlusPSOpaque、以及Hique821(来自HukuLattice)。


5.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述聚合物基遮光剂是无机颜料与有机聚合物之间的杂化物。


6.根据权利要求5所述的墨水制剂，其中所述聚合物基遮光剂是HeubachGmbh(德国)以及“TA”和“TR”系列，GREA公司(中国)。


7.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述树脂在所述溶剂中的溶解度按重量计为至少5％，并且具有极性和非极性域两者。


8.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述树脂是水基树脂。


9.根据权利要求5所述的墨水制剂，其中所述树脂选自：丙烯酸树脂，诸如来自BASF(德国)的67；苯乙烯丙烯酸树脂，诸如来自BASF(德国)的528或74A或2561或1568，或来自DowChemical(美国密歇根州)的RhoplexTM2019RX，或来自MallardCreekPolymer(美国)的6103；乙烯丙烯酸树脂，诸如来自Celanese；以及醋酸乙烯脂/乙烯(VAE)树脂溶液，来自Celanese。


10.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述溶剂和树脂被选择为使得所述溶剂能够溶解所述树脂。


11.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述溶剂是质子极性的或非质子极性的。


12.根据权利要求1所述的墨水制剂，其中所述溶剂选自水；醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇；醚，...

【专利技术属性】
技术研发人员：颖琛·文森·关，M·塞克斯顿，
申请(专利权)人：桑福德有限合伙人公司，
类型：发明
国别省市：美国;US