一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，所述的水寫(xiě)紙由顯色組分和基質(zhì)組成，這種新型可重復(fù)使用水寫(xiě)紙的顯色原理是以水致變色染料作為顯色組分，遇水后能發(fā)生分子構(gòu)型或構(gòu)象變化引起明顯顏色變化而顯色，水干后，分子結(jié)構(gòu)恢復(fù)，顏色褪去，且通過(guò)分子取代基的改變可以實(shí)現(xiàn)不同顏色顯示，其書(shū)寫(xiě)起來(lái)字跡清晰，不易擴(kuò)散，表面光滑，可重復(fù)使用，其不僅可適用于毛筆書(shū)，畫(huà)練習(xí)，也可用于鋼筆日常書(shū)寫(xiě)，此外還可以利用噴水實(shí)現(xiàn)無(wú)墨打印，由于對(duì)水的特殊響應(yīng)，這類(lèi)水寫(xiě)紙也可以應(yīng)用于濕度檢測(cè)卡、安全防偽等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的遇水顯色的可重復(fù)使用的水寫(xiě)紙。屬于重復(fù)使用書(shū)寫(xiě)打印材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]一次性書(shū)寫(xiě)或打印用紙浪費(fèi)嚴(yán)重，從保護(hù)環(huán)境和資源重復(fù)利用的角度出發(fā)，紙張的循環(huán)利用顯得尤為重要。目前市場(chǎng)上也有大量可重復(fù)使用的遇水顯色的水寫(xiě)紙，但現(xiàn)有這些水寫(xiě)紙都是由紙基、炭黑層和噴白層或直接由深色原紙與噴白層組成。如中國(guó)專(zhuān)利CN2628572Y，公布了一種可重復(fù)使用的水寫(xiě)紙。但它們都是基于噴白層遇水變透明，顯色炭黑層或深色原紙顏色而實(shí)現(xiàn)水寫(xiě)這種物理性質(zhì)變化，此方法制備的水寫(xiě)紙字跡顯示顏色多為黑色，對(duì)比度及分辨率不高，且應(yīng)用范圍局限為書(shū)、畫(huà)練習(xí)之用。發(fā)明具有多種顏色，能同時(shí)滿足書(shū)寫(xiě)和打印兩種需求，可重復(fù)使用的水寫(xiě)紙有巨大的市場(chǎng)潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明涉及一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，所述的水寫(xiě)紙由顯色組分和基質(zhì)組成，遇水后能發(fā)生明顯顏色變化，水干后顏色復(fù)原，可重復(fù)使用。
[0004]這里所述的顯色組分是指遇水能發(fā)生分子結(jié)構(gòu)變化，并伴隨明顯顏色變化的水致變色染料，水干后，分子結(jié)構(gòu)和顏色能恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。根據(jù)所用顯色組分的不同，可得到不同顏色顯示的水寫(xiě)紙。
[0005]這里所述的基質(zhì)包含結(jié)構(gòu)支撐材料和性能增強(qiáng)添加劑，所述的結(jié)構(gòu)支撐材料用于負(fù)載顯色組分和性能增強(qiáng)添加劑，它可以是生物質(zhì)材料及其衍生物，如纖維類(lèi)或天然橡膠，也可以是人造材料，如金屬、玻璃、石棉、高分子聚合物、有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料等。性能增強(qiáng)添加劑是具有保色、粘合、保濕、增潤(rùn)、防洇、防潮、防曬、防泄漏等功能的一種、或多種有機(jī)物小分子，有機(jī)聚合聚合物、無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物。根據(jù)基質(zhì)的性質(zhì)，性能增強(qiáng)添加劑也可以沒(méi)有。
[0006]其中，所述的保色添加劑是用于鈍化紙基表面的活性基團(tuán)，防止紙基與水致變色染料發(fā)生作用。主要是指含有一種或一種以上氧、硫、氮、磷等雜原子的有機(jī)化合物、有機(jī)金屬化合物、或高分子聚合物，如聚乙二醇、聚氧化乙烯等。
[0007]所述的粘合添加劑是用于增強(qiáng)基底和顯色層的結(jié)合度，通常是一類(lèi)具有粘結(jié)作用的水溶性或水溶脹性的聚合物材料，如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯，聚乙烯基吡咯烷酮等。
[0008]所述的保濕添加劑能長(zhǎng)久保持水分，用于調(diào)節(jié)字跡保留時(shí)間，通常是指一類(lèi)能長(zhǎng)久保持水分的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料及其鹽類(lèi)，如無(wú)機(jī)鹽(氯化鈉、氯化銨等)、聚乙烯醇、二氯亞砜、肽類(lèi)化合物和水凝膠(聚丙烯酰胺等)等。根據(jù)不同的需求，采用不同的保濕劑，可以使字跡保留不同時(shí)間長(zhǎng)短。
[0009]所述的增潤(rùn)添加劑用于促進(jìn)水滲透，調(diào)節(jié)顯色速度，通常是一類(lèi)具有易吸濕、能促進(jìn)水滲透的有機(jī)或無(wú)機(jī)添加劑，如表面活性劑、無(wú)機(jī)鹽等。
[0010]所述的防洇添加劑用于防止水橫向擴(kuò)散，常用的有淀粉及其衍生物或有淀粉中分離的成分、環(huán)糊精、分子篩、硅膠、酸化膨潤(rùn)土等。
[0011]所述的防潮添加劑劑用于防止環(huán)境中的水汽等對(duì)水致變色染料的破壞作用；防曬添加劑用于防止環(huán)境中的紫外線等對(duì)水致變色染料的破壞作用；所述的防止泄露添加劑用于防止染料泄露和直接接觸引起使用安全等問(wèn)題。在這些添加劑中，其中常用的是一類(lèi)親水性或具有水溶脹性的聚合物材料，如聚乙二醇、聚氧化乙烯等。
[0012]此外，性能增強(qiáng)層根據(jù)需要，上述的性能增強(qiáng)添加劑既可以是單一物質(zhì)兼具多種功能，也可以是具有不同功能的多種物質(zhì)復(fù)合。
[0013]該水寫(xiě)紙用清水即可書(shū)寫(xiě)顯色，自然條件下待水揮發(fā)或加熱使水快速揮發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)褪色，此過(guò)程可以循環(huán)多次，從而實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。由于其顯色是依靠水刺激染料分子結(jié)構(gòu)可逆變化，其對(duì)水響應(yīng)敏感，顯色前后對(duì)比度高，且通過(guò)水致變色染料分子取代基的改變可以實(shí)現(xiàn)不同顏色顯示。其書(shū)寫(xiě)起來(lái)字跡清晰，不易擴(kuò)散，表面光滑，可重復(fù)使用。其不僅可適用于毛筆書(shū)，畫(huà)練習(xí)，也可用于鋼筆日常書(shū)寫(xiě)，此外還可以利用噴水實(shí)現(xiàn)無(wú)墨打印。由于對(duì)水的特殊響應(yīng)，這類(lèi)水寫(xiě)紙也可以應(yīng)用于濕度檢測(cè)卡、安全防偽等領(lǐng)域。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明給出了一種以水致變色染料作為顯色組分的新型水寫(xiě)紙。顯色組分或化學(xué)鍵連或物理?yè)诫s到基質(zhì)中即得到本發(fā)明新型產(chǎn)品。以下的描述僅僅是為了讓普通水平的讀者能夠懂得和實(shí)踐本專(zhuān)利申請(qǐng)的科學(xué)原理和特點(diǎn)給出的示意性的部分例證，但并非局限我們的發(fā)明于此，任何基于本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)給出的科學(xué)原理和產(chǎn)品特點(diǎn)的應(yīng)用方式都屬于本項(xiàng)專(zhuān)利保護(hù)范疇內(nèi)。
[0016]實(shí)施例一:
以濾紙為基底，聚乙二醇為性能增強(qiáng)添加劑組成的復(fù)合材料基質(zhì)，以惡唑啉類(lèi)水致變色染料為顯色組分，通過(guò)將顯色組分物理?yè)诫s到基質(zhì)中，即得到本發(fā)明新型產(chǎn)品。用毛筆或鋼筆蘸清水書(shū)寫(xiě)，或用模板噴水，可以清晰顯示字跡或圖案，將其放置自然揮發(fā)，或置于一定溫度的加熱臺(tái)一定時(shí)間，或用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹一定時(shí)間，則所書(shū)寫(xiě)的字或圖案消失，并且可多次循環(huán)。根據(jù)惡唑啉類(lèi)水致變色染料分子上取代基的不同，可以得到不同顏色字跡或圖案顯示的水寫(xiě)紙。
[0017]實(shí)施例二:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為(E) -4- (2- (9，9- 二甲基-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3, 2-a]吲哚-9a_)乙烯基)_N，N-二甲基苯胺染料，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合劑，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液以一定比例混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙用鋼筆或毛筆沾清水寫(xiě)后字跡顯玫紅色，在自然環(huán)境下，三十分鐘字跡會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
[0018]實(shí)施例三:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為(E) -4- (2- (9，9- 二甲基-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3，2-a]吲哚-9a_)乙烯基)_N，N-二甲基苯胺染料，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合劑，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液按體積比為二比三進(jìn)行混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙用鋼筆或毛筆沾清水寫(xiě)后字跡顯玫紅色,在七十度加熱臺(tái)上加熱，半分鐘字跡會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
[0019]實(shí)施例四:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為(E)-4-(2-(9，9-二甲基-7-硝基-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3，2-a]吲哚-9a_)乙烯基)-N，N-二甲基苯胺染料，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合劑，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液按體積比為二比三進(jìn)行混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙用鋼筆或毛筆沾清水寫(xiě)后字跡顯藍(lán)色，在自然環(huán)境下，三十分鐘字跡會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
[0020]實(shí)施例五:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為以(E)-9，9-二甲基-9a-(4-甲氧基苯乙烯基)-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3，2-a]吲哚，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合齊U，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液按體積比為二比一進(jìn)行混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙用鋼筆或毛筆沾清水寫(xiě)后字跡顯黃色，在自然環(huán)境下，字跡保留三十分鐘后會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
[0021]實(shí)施例六:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為(E)-4-(2-(9，9- 二甲基-7-硝基-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3，2-a]吲哚-9a_)乙烯基)-N，N-二甲基苯胺，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合劑，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，以氯化鈉為保濕劑，染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液以及氯化鈉的水溶液混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙用鋼筆或毛筆沾清水寫(xiě)后字跡顯藍(lán)色，在自然環(huán)境下，字跡可以保留四小時(shí)左右會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
[0022]實(shí)施例七:
如實(shí)施例一中所述的顯色組分為(E)-4-(2-(9，9-二甲基-7-硝基-2，3，9，9a-四氫惡唑啉[3，2-a]吲哚-9a_)乙烯基)-N，N-二甲基苯胺，以聚乙二醇為性能增強(qiáng)劑中的保色劑和粘合劑，以聚氧化乙烯為性能增強(qiáng)劑，它兼具防潮、防曬、防泄露等功能，以硝酸鈉為保濕齊U，將染料分子溶于乙醇，聚乙二醇溶于水，將其染料分子的乙醇溶液與聚乙二醇的水溶液以及硝酸鈉的水溶液混合，涂覆于紙基上經(jīng)熱處理即可得到水寫(xiě)紙。該水寫(xiě)紙亦可以用噴水裝置結(jié)合模板實(shí)現(xiàn)噴水打印，字跡顯藍(lán)色，在自然環(huán)境下，字跡可以保留三十小時(shí)左右會(huì)消失，可以多次重復(fù)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:所述的水寫(xiě)紙由顯色組分和基質(zhì)組成，遇水后能發(fā)生明顯顏色變化，水干后顏色復(fù)原，可重復(fù)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:所述的顯色組分是指遇水能發(fā)生分子結(jié)構(gòu)變化，并伴隨明顯顏色變化的水致變色染料，水干后，分子結(jié)構(gòu)和顏色能恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:所述的基質(zhì)包含結(jié)構(gòu)支撐材料和性能增強(qiáng)添加劑，根據(jù)基質(zhì)的性質(zhì)，性能增強(qiáng)添加劑也可以沒(méi)有。
4.如權(quán)利要求1和3所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:所述的結(jié)構(gòu)支撐材料用于負(fù)載顯色組分和性能增強(qiáng)添加劑，可以是生物質(zhì)材料及其衍生物，如纖維類(lèi)或天然橡膠，也可以是人造材料，如金屬、玻璃、石棉、高分子聚合物、有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料等。
5.如權(quán)利要求1和3所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:性能增強(qiáng)添加劑是具有保色、粘合、保濕、增潤(rùn)、防洇、防潮、防曬、防泄漏等功能的一種、或多種有機(jī)物小分子，有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物。
6.如權(quán)利要求1和5所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:所述的保色添加劑是用于鈍化紙基表面的活性基團(tuán)，防止紙基與水致變色染料發(fā)生作用；所述的粘合添加劑是用于增強(qiáng)基底和顯色層的結(jié)合度；所述的保濕添加劑能長(zhǎng)久保持水分，用于調(diào)節(jié)字跡保留時(shí)間；所述的增潤(rùn)添加劑用于促進(jìn)水滲透，調(diào)節(jié)顯色速度；所述的防洇添加劑用于防止水橫向擴(kuò)散；所述的防潮添加劑用于防止環(huán)境中的水汽等對(duì)水致變色染料的破壞作用；所述的防曬添加劑用于防止環(huán)境中的紫外線等對(duì)水致變色染料的破壞作用；所述的防止泄露添加劑用于防止染料泄露和與其直接接觸引起使用安全等問(wèn)題；上述的性能增強(qiáng)添加劑既可以是單一物質(zhì)兼具多種功能，也可以是具有不同功能的多種物質(zhì)復(fù)合。
7.如權(quán)利要求1所述的一種新型的可重復(fù)使用水寫(xiě)紙，其特征在于:根據(jù)所用顯色組分的不同，可得到不同顏色顯示的水寫(xiě)紙。
【文檔編號(hào)】B43L1/00GK103434309SQ201310405782
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】張曉安, 盛蘭, 李敏杰 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)