專利名稱：水性圓珠筆黑墨水組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用筆書寫的流體，具體地說，涉及一種用圓珠筆書寫的水基黑墨水。
過去的水性圓珠筆用黑墨水的色料為碳黑或單一黑色顏料或染料。碳黑、顏料不溶于水和非水極性溶劑，而在整個可見光譜具平衡吸收可供選擇的黑色染料卻十分有限，并且相對摩爾質量較大而造成水溶性降低。用此類黑墨水制成的圓珠筆書寫的線條色澤較淺、抗干燥性(‘脫帽性’)較差，墨水對筆頭具腐蝕性，書寫手感及線條均勻性難以滿足正常書寫需要。
本發明的目的是要提供一種能夠克服上述現有水性圓珠筆黑墨水的弊端，且具有優良的書寫性能，色澤深、色光可選擇，同時具有優異的耐干燥和耐高溫性能的水性圓珠筆黑墨水組合物。
本發明的技術方案是選擇在近中性水和乙二醇的混合溶劑中溶解度大、配伍性好的酸性或直接染料—紅、黃、藍三原色拼成黑色色料；以有機堿作促溶劑；配以性能改良助劑；通過理化調配處理制備水性圓珠筆黑墨水組合物。
實現本發明目的的詳細描述本發明水性圓珠筆黑墨水組合物所用色料不同于現有技術中僅采用單一色料作著色劑，而是采用水溶性極好的、相對摩爾質量較低、極性大的紅、黃、藍三原色染料，至少用三種染料組合，根據用戶對黑色色光的要求(例紅光黑、藍光黑)按一定比例拼色調配而成。這一技術大大拓展了染料的可選擇范圍，對于防止因墨水中水分蒸發析出染料而堵塞筆頭具有重要意義。可以使用的染料例子包括(但不限于)紅色酸性大紅3R(C.I.16255)、酸性紅B(C.I.14720)、酸性大紅BS(C.I.16045)、直接桃紅(C.I.29100)；黃色酸性金黃G(C.I.13065)、酸性橙II(C.I.15510)、酸性橙G(C.I.16230)、直接橙S(C.I.29150)；藍色酸性藏青R(C.I.13390)、酸性藍黑10B(C.I.20470)、直接藍3B(C.I.23850)、直接湖藍5B(C.I.24400)；所用有色料中可以加入顯著減量的黑色染料直接耐曬黑G(C.I.35255)、酸性粒子元(C.I.50420)。
為了改善墨水在給水棒毛細管通道中的流動狀況，在墨水組合物中加入用于這種目的合適促溶劑是尿素、短碳鏈脂肪族胺及陰離子表面活性劑一十二烷基苯磺酸鈉。
本發明的水性圓珠筆黑墨水組合物采用水和非極性溶劑混合物作溶劑。非水極性溶劑包括乙二醇、丙三醇、低分子量的聚乙二醇、三乙醇胺，這些溶劑均能與水混溶，具有良好的保濕、潤濕作用。
目前圓珠筆頭大多采用銅或銅合金材料，水性墨水是一種極性的電解質溶液，盛有墨水的筆頭長期與空氣接觸形成腐蝕電池，對筆頭材料的腐蝕十分嚴重。腐蝕結果是滾珠脫落或腐蝕產物堵塞筆頭，而使圓珠筆不能正常書寫。通過加入含氮雜環類有機化合物能大大減慢墨水對筆頭材料的腐蝕速度。適用于本發明非限制性實例是甲苯三氮唑、苯并瞇唑、苯并咪唑三氮雜茂、苯并三氮唑。
適合用在本發明中的非限制性酸度調節劑實例是氫氧化鈉、防腐劑實例是苯甲酸鈉、粘度調節劑實例是黃原膠。
根據權利1要求的水性圓珠筆黑墨水組合物原料的成分和重量百分比，各組分經過配料、混合、攪拌、過濾等理化處理制成水性圓珠筆黑墨水組合物。用本發明水性圓珠筆黑墨水制成的圓珠筆具有優良的書寫性能，色澤深、色光可選擇，同時具有優異的耐干燥和耐高溫性能。在脫帽存放的過程中，水分的蒸發損失也不會有染料析出。圓珠筆脫帽在25℃和50％的相對濕度條件下水平放置14天或圓珠筆帶帽65℃烘7天后最初5cm仍能保持書寫流暢。
以下實例描述了實施本發明的方式，這些實例是用來描述本發明的，而不應理解為限制任何特定的材料和條件。
實施例1組分 重量％直接桃紅(C.I.29100)4.6酸性橙G(C.I.16230) 1.2酸性藍黑10B(C.I.20470) 3.0三乙醇胺 4.0乙二醇 42尿素 0.6苯并三氮唑 0.2十二烷基苯磺酸鈉 0.1氫氧化鈉 0.03黃原膠 0.2苯甲酸鈉 0.5凈化水 43.57實施例2組分 重量％酸性紅B(C.I.14720) 2.3酸性金黃G(C.I.13065)0.6酸性藏青R(C.I.13390)2.9酸性粒子元(C.I.50420) 2.0三乙醇胺2.0乙二醇 40尿素0.2三乙胺 0.2苯并咪唑0.3十二烷基苯磺酸鈉0.3氫氧化鈉0.02黃原膠 0.2苯甲酸鈉0.2凈化水 48.78
權利要求
1.水性圓珠筆黑墨水組合物。黑墨水的色料至少是由紅、黃、藍三種水溶性染料拼色調配而成。黑墨水組合物其它成分還包括水、非水極性溶劑、緩蝕劑、防腐劑、促溶劑、減粘劑、粘度調節劑等，其特征在于黑墨水組合物原料的成分和重量百分比(w％)為水溶性染料組合料 5-25 減粘劑 0.01-0.50非水極性溶劑 20-60粘度調節劑 0.1-1.0緩蝕劑 0.1-1.0 酸度調節劑 0.01-0.05防腐劑 0.1-0.5 凈化水 30-60促溶劑 0.2-3.0
2.根據權利1要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述水溶性染料組合料為酸性染料和直接染料，重量百分比是指三種或三種以上的染料總量為5％～25％。
3.根據權利1、2要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述的水溶性染料為經過脫鹽精制的含水固形物，固形物含固率30-70％。
4.根據權利1要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述的非水極性溶劑為乙二醇、丙二醇、低分子量的聚乙二醇、三乙醇胺中的一種或一種以上。
5.根據權利1要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述的緩蝕劑為含氮有機物甲苯三氮唑、苯并咪唑、苯并咪唑三氮雜茂、苯并三氮唑中的一種或一種以上。
6.根據權利1要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述的促溶劑為尿素及低碳鏈有機脂肪族胺，可以列舉的有二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺等。
7.根據權利1要求所述的水性圓珠筆黑墨水組合物，其特征還在于所述的防腐劑為苯甲酸鈉、減粘劑為十二烷基苯磺酸鈉、粘度調節劑為黃原膠、酸度調節劑為氫氧化鈉。
全文摘要
水性圓珠筆黑墨水組合物是一種用圓珠筆書寫的水基黑墨水。黑墨水的色料至少是由紅、黃、藍三種水溶性染料拼色調配而成，其它成分包括凈化水、非水極性溶劑、緩蝕劑、防腐劑、促溶劑、減粘劑、粘度調節劑、酸度調節劑等。水性圓珠筆黑墨水組合物具有優異的耐干燥和耐高溫性能，圓珠筆脫帽存放14天或戴帽65℃烘7天仍能保持書寫流暢，同時，具有優良的書寫性能，色澤深、色光可選擇。
文檔編號C09D11/18GK1415674SQ0213737
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月10日 優先權日2002年10月10日
發明者施文健 申請人:施文健