專利名稱：用于板式筆的墨水的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于板式筆的墨水，板式筆包括堆疊許多薄板以在板之間形成毛細管空間，并且對于筆桿，在板型筆體中的所述毛細管空間用作墨水通道。
所述板式筆是在日本專利公開第52976/1996號中所披露的一種已知的書寫工具。板式筆能平穩地提供墨水并允許選擇多樣的書寫寬度和自由地改變書寫角度，所以它是非常優異的書法筆。然而，這僅僅是在單色中的功能。如果在多色中試圖滿足色調(gradation)功能，唯一的手段是使其他書寫工具的吸液器或筆體與(板式)筆體尖端的觸紙部分相接觸以提供不同顏色的墨水。但是，在該方法中，難于控制每種顏色墨水所需要的量，因此，多色筆跡的效果不夠，并且該方法缺乏色調的靈活性。
用于這種板式筆的墨水是不特別公知的。
通過堆疊許多薄板，板之間的毛細管空間，和利用在筆體中所述毛細管空間用作墨水通道形成板式筆。因此，所使用的墨水的量是常規儲墨器鋼筆的約10倍至20倍，所以極大量地消耗墨水。由于該原因，需要特殊性能的墨水。
例如，該性能要求防止墨水從筆尖涌出，筆跡進入到要書寫材料中的良好的滲透性和干燥性，等等。本發明提供一種解決了這類問題的用于板式筆的墨水。
本發明涉及下列內容1．一種用于板式筆的墨水，它包括滲透劑和著色劑，濕潤劑和水；其中墨水在20℃的粘度從1.2至10mPa·s并且表面張力從35-55達因/厘米。
2．按照1段中的用于板式筆的墨水，其中滲透劑由下式(Ⅰ)表示的乙二醇醚組成式(Ⅰ)R1-(O-R2)x-O-R3在其中，R1是具有2-4個碳原子的烷基或苯基，R2是“-CH2-CH2-”或“-CH2CH(CH3)-”，R3是H或具有1-6個碳原子的烷基，X是2或3的整數。
3．按照1段中的用于板式筆的墨水，其中滲透劑是3-甲基-3-甲氧基丁醇。
4．按照1段中的用于板式筆的墨水，其中滲透劑是具有蒸汽壓力0.01-0.5mmHg的乙二醇醚，沸點150-280℃，表面張力25-35達因/厘米，在20℃的粘度從1.2至10mPa·s和760mmHg。
5．按照1-4段中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中在墨水中著色劑是5-15重量％。
6．按照1-5段中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中滲透劑的混合量是從0.5-3.0重量％。
7．按照1-6段中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中墨水的pH值從8-11。
通過在板型筆體中所堆疊的薄板之間的空隙所形成的毛細管空間將本發明的墨水供到筆尖端。當墨水的粘度超過10mPa·S(20℃)時，供至筆尖的墨水變得不足并喪失筆跡的連續性，因此發生所謂的“不充足的墨流”。當墨水的粘度是1.2mPa·S(20℃)或更少時，難于構成具有達到耐干涸和高顏色強度特性的墨水。
因此，墨水的粘度必須從1.2-10mPa·S(20℃)。
另外，在墨水的表面張力是35達因/厘米或更小的情況下，即使當墨水的粘度是從1.2-10mPa·S(20℃)時，墨水可能從筆尖涌出并還發生筆跡的墨水漬。在表面張力是55達因/厘米或更高的情況下，儲墨腔中的墨水不能被空氣置換而產生不充足的墨流。
因此，用于板式筆的墨水應該具有粘度從1.2mPa·S-10mPa·S(20℃)并且表面張力為35達因/厘米-55達因/厘米。
在本發明中，使用特殊的滲透劑。
使用本發明墨水的板式筆是消耗大量墨水的書寫工具，其墨流速度是常規書寫工具的約10倍至20倍。因此，在紙上大量書寫筆跡的干燥性能一直是一個問題。
由于紙是由高級親水的纖維素分子構成的多孔基體，因此，如沒有另外的處理，紙易于吸收墨水，容易發生墨水漬(極易變濕)。
為了防止墨水的墨水漬并調節墨水的吸收性，通常對用于書寫的紙進行上漿處理(使紙疏水)。上漿是用上漿劑(使紙疏水的試劑)填充紙表面和內部的空隙與裂縫，從而調節墨水的可濕性(使紙減少可濕潤性)并避免發生墨水漬，透印等。
因此，從在上漿的紙上用含水的墨水書寫到開始墨水滲透，通常存在“濕潤時間”，即這樣一種現象，直到墨水開始滲透進紙中需要一定時間。結果，墨水的滲透需要大量時間。特別是，由于使用本發明墨水的板式筆是消耗大量墨水的筆，因此墨水的滲透性存在問題。
在本發明中，為了改進滲透性，使用特殊的滲透劑。在本發明中所用的滲透劑是由下式(Ⅰ)表示的乙二醇醚和/或3-甲基-3-甲氧基丁醇，并且其用途是增加書寫痕跡的干燥性能并提高滲透性以防止書寫筆跡印跡不清楚。式(Ⅰ)R1-(O-R2)x-O-R3下面將說明在本發明中所用滲透劑的效果。
紙是多孔結構并能被認為是許多毛細管的集聚。通常墨水滲透進紙中的深度(h)是如下式代表的Lucas-Washburn方程所示。h=γrtcosθ2η]]>h墨水滲透的深度γ墨水的表面張力r紙的毛細管的半徑θ墨水與紙的接觸角η墨水的粘度t用于墨水滲透的時間從下面方程式導出用于墨水滲透的時間(t)如下t=(ηγcosθ)•2r•h2]]>因此，為了縮短用于滲透的時間，要有效地設計降低了墨水的粘度、增加了表面張力、減小了與紙的接觸角的一種墨水。
在本發明中，特別集中注意降低與紙的接觸角。也就是，往墨水中加入上述所提到的滲透劑以提高上漿紙可濕性，由此所得到的墨水先于在紙表面上發生不均勻的墨水漬，而在縱向上快速滲透。因此，即使使用消耗大量墨水的板式筆進行書寫，所得到的墨水具有良好的在紙上的筆跡的干燥能力，并不引起筆記變差如墨水漬。通過使用上述方程式代表的滲透劑得到良好效果的科學原因不清楚，但是可認為用于書寫紙的上漿劑與本發明的滲透劑可濕性的良好的配合導致了優良的滲透效果。
下文會具體地解釋本發明的墨水。
下面是所用的滲透劑。
屬于式(Ⅰ)的乙二醇醚的例子如下乙二醇醚類如二乙二醇單丁基醚，三乙二醇單丁基醚，和二亞乙基二乙二醇，單獨使用或使用其中的兩種或更多種的混合物。
除了這些，還優選3-甲基-3-甲氧基丁醇。
滲透劑的用量優選0.5-3.0％。
使用下面的濕潤劑。
多羥基醇類如乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙二醇，丁二醇，1，3-丁乙二醇，己二醇，甘油，聚乙二醇；和尿素等等，可以單獨使用或使用其中的兩種或更多種的混合物。所用的量優選從2-30％。
用作著色劑的染料和顏料。
與園珠筆所用墨水相比，用于板式筆的墨水需要大量地著色劑。在本發明的墨水中優選著色劑的量是5-15重量％。
用板式筆書寫要求筆跡密集和清楚，因此著色劑的用量變大。在用量小于5重量％的情況下，筆跡變得暗淡，和在用量大于15重量％的情況下，儲存穩定性降低。因此不優選采用這兩種情況。
然而，近來暗淡色調也有用，包含著色劑2.5重量％-5重量％的墨水也包括在發明中。
酸性染料酸性黃1，3，6，7，11，17，19，23，36，40，42，49酸性橙1，7，8，10，19，28，43，51，56，63，67酸性紅1，6，14，18，27，32，42，51，52，73，82，87，92，94，97，114，134，249，289酸性紫7，11，15，43，49，66酸性藍1，7，9，15，22，23，40，41，45，59，62，74，78，83，90，103，217酸性綠3，7，9，16，19，20，25，27，36，41，44酸性棕2，4，1 3，1 4，20，27酸性黑1，2，7，24，26，31，48，52，94直接染料直接黃12，44，132直接橙49直接紅39，4，9，23，31，227直接藍6，1，15，86，87，199直接黑17，19，32，38，51，74，154食用色素食用黑2食用黃3有機顏料C.1.顏料黃1，2，3，5，12，13，14，15，83C.1.顏料橙1，5，13，16，17，24C.1.顏料紅1，2，3，4，5，7，9，12，22，23，37，38，48，50，51，63，81，8388，112，214C.1.顏料紫1，2，3，23
C.1.顏料藍1，2，15，16，17C.1.顏料綠2，7，8，10C.1.顏料棕1，2，5C.1.顏料黑1，7除了上述的，還可以使用熒光染料，熒光顏料，和經過加工的顏料。
既可以單獨使用染料和顏料，也可以使用他們中的兩種或更多種的混合物。
當酸性染料和直接染料被用于墨水時，為了增加墨水中染料的溶解度，優選pH在8-11。
因為目前所用的紙是酸性紙，因此隨著時間的流逝，用墨水寫的筆跡會改變顏色，使墨水在堿性pH8-11能有效地保存筆跡。
除了上述的，可選擇性地使用防銹劑和防腐劑。
實施例下面參照各實施例具體地說明本發明。
實施例1乙二醇9.0重量％尿素 5.0重量％1，2-苯并噻唑-3-酮0.2重量％3-甲基-3-甲氧基丁醇 2.0重量％三乙醇胺 1.0重量％苯并三唑 0.2重量％C.1.酸性藍90 7.0重量％離子交換水余量混合形成墨水。
其性能如表2所示。
實施例2-6用類似于實施例1的方法形成墨水，所不同的是變換墨水的各成分如表1所示。
其性能如表2所示。
比較實施例1-4用類似于實施例1的方法形成墨水，所不同的是變換墨水的各成分如表1所示。
其性能如表2所示。
表1
注表中數值的單位重量％
表2
從上述可以看到，當表面張力低于35-55達因/厘米的下限時，即使用于板式筆的墨水的粘度在1.2-10mPa·s(20℃)，也會發生墨水漬(blotting)或懸掛(hanging)。另一方面，當墨水的粘度和/或表面張力超過每個上限時，帶來的性能和滲透性變差。
當使大量供應墨水的板式筆用于書寫材料上時，用良好滲透性的墨水，本發明顯示良好的優質筆跡，而不發生筆跡不清、墨水漬或筆尖懸掛墨水的問題。
權利要求
1．一種用于板式筆的墨水，它包括滲透劑和著色劑，濕潤劑和水；其中墨水在20℃的粘度為1.2-10mPa·s并且表面張力為35-55達因/厘米。
2．按照權利要求1的用于板式筆的墨水，其中滲透劑由下式(Ⅰ)表示的乙二醇醚組成式(Ⅰ)R1-(O-R2)x-O-R3在其中，R1是具有2-4個碳原子的烷基或苯基，R2是“-CH2-CH2-”或“-CH2CH(CH3)-”，R3是H或具有1-6個碳原子的烷基，X是2或3的整數。
3．按照權利要求1的用于板式筆的墨水，其中滲透劑是3-甲基-3-甲氧基丁醇。
4．按照權利要求1的用于板式筆的墨水，其中滲透劑是具有蒸汽壓力0.01-0.5mmHg的乙二醇醚，沸點150-280℃，表面張力25-35達因/厘米，在20℃的粘度為1.2-10mPa·s和760mmHg。
5．按照權利要求1-4中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中在墨水中著色劑是5-15重量％。
6．按照權利要求1-5中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中滲透劑的混合量是0.5-3.0重量％。
7．按照權利要求1-6中的任何一種的用于板式筆的墨水，其中墨水的pH值為8-11。
全文摘要
本發明提供一種用于板式筆的墨水,它防止墨水從筆尖涌出,并且對于書寫材料的筆跡具有良好的滲透型和干燥性。用于板式筆的墨水包括滲透劑和著色劑,濕潤劑和水;其中墨水在20℃的粘度為1.2—10mPa·s并且表面積張力為35—55達因/厘米。
文檔編號B43K1/04GK1286281SQ001238
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月21日 優先權日1999年8月25日
發明者小松澤正, 清本博史 申請人:株式會社派拉特