一種墨水組合物以及書寫工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油墨技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種墨水組合物以及書寫工具。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬墨水由于其線跡具有強烈的金屬閃光效果而廣受歡迎，近幾十年來有很多關(guān) 于金屬墨水的產(chǎn)品問世。
[0003] 早期的金屬墨水多以脂肪烴類或長鏈有機物作為溶劑，但是這類化合物的來源多 依靠化石燃料，并且在生產(chǎn)過程中會有大量污染物產(chǎn)生，易對環(huán)境造成嚴重的污染，因此不 利于節(jié)能環(huán)保。另外，使用有機物作為溶劑在多數(shù)情況下會對人體和環(huán)境造成一定的危害。 例如，美國專利US8846797B2中優(yōu)選的溶劑為石腦油，雖然該專利能夠解決金屬墨水組合 物在棉芯式書寫工具中無法長期穩(wěn)定儲存并進行書寫的問題，但是石腦油會對人體神經(jīng)系 統(tǒng)造成損害，對于使用者會有一定程度的健康風險。
[0004] 為了解決環(huán)保和人體安全的問題，當前的金屬墨水組合物大多采用水作為溶劑 來溶解和分散其中所含的各種組分，以配成水基墨水組合物，例如美國專利US6099629、 US6083311、US6616741B1等所公開的水基金屬墨水組合物。由于水基金屬墨水的干燥時 間長，難以在短時間內(nèi)達到干燥的目的，對于書寫者而言，連續(xù)書寫時會產(chǎn)生不慎污染書寫 面的問題；另外，以水作為金屬墨水組合物的主溶劑還會導致如下問題，即金屬顏料特別是 鋁顏料在水體系中會產(chǎn)生氫氣，使得此類金屬墨水組合物的加工和儲存會有一定的危險， 不利于長途運輸；同時，由于水的表面張力比較高，使得這種墨水在一些光潔表面上的鋪展 性不好，會發(fā)生縮邊、縮孔等問題，限制了其適用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無污染并且書寫表面通用性 強的墨水組合物。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種能夠承載上述的墨水組合物并且與其性能相匹配的書寫工 具。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0008] -種墨水組合物，其含有：金屬顏料、樹脂、著色劑、助劑和溶劑。
[0009]其中，上述墨水組合物的各組分的含量可以為：
[0010] 金屬顏料 10-70wt%； 樹脂 10-30wt%；
[0011] 著色劑 0-20w:t%-, 助劑 0-20wt%; 溶劑 余量；
[0012] 或者，墨水組合物的各組分的含量也可以為：
[0013] 金屬顏料 20._50wt%; i:4 脂 10-20wt%： 著色劑 5_.15wt%; 助劑 2-15wt°/〇； 溶劑 余量；
[0014] 或者，墨水組合物的各組分的含量還可以為：
[0015] 金屬顏料 30-45wt%; 樹胎 10-15wt%； 著色劑 7-12wt$6; 助劑 3-12wt%; 溶劑 余量。
[0016] 上述的溶劑為主溶劑或者為主溶劑和輔溶劑的混合物。
[0017] 主溶劑可以為低級一元醇溶劑，輔溶劑可以為能與低級一元醇溶劑互溶的多元醇 溶劑、醚溶劑和酯溶劑中的任意一種或幾種。
[0018] 低級一元醇溶劑可以優(yōu)選為乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任意一種或幾種。多元醇 溶劑可以為二元醇或三元醇。醚溶劑可以為丙二醇甲醚、丁二醇甲醚和二丙二醇甲醚的任 意一種或幾種。酯溶劑可以為乙酸乙酯或乙酸丁酯的任意一種或幾種。
[0019] 金屬顏料可以選自元素周期表第IB族、第IIB族和第IIIA族的金屬元素中的任 意一種或幾種。金屬顏料的表面可以經(jīng)過二氧化硅和長鏈脂肪族化合物包覆處理，此時，墨 水組合物中金屬顏料的含量為經(jīng)過二氧化硅和長鏈脂肪族化合物包覆的金屬顏料的重量 占墨水組合物總重量的百分比。
[0020] 金屬顏料可以優(yōu)選為銅、鋅、鋁或銅鋅合金。若金屬顏料為銅鋅合金，則銅鋅質(zhì)量 比可以優(yōu)選為（60 -80) : (40 -20)。經(jīng)過表面包覆處理的金屬顏料的平均粒徑為2 -15ym。 [0021 ] 樹脂可以包括成膜樹脂和增稠樹脂。
[0022] 成膜樹脂可以為聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂的改性產(chǎn)物、聚乙烯 醇樹脂或聚乙烯吡咯烷酮樹脂，可以更優(yōu)選為聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂 的戊二醛改性產(chǎn)物或聚乙烯醇縮丁醛樹脂的芳香族二醛的改性產(chǎn)物。
[0023] 增稠樹脂可以優(yōu)選為酚醛樹脂、酚醛樹脂的胺類改性產(chǎn)物、酚醛樹脂的有機硅改 性產(chǎn)物、醇酸樹脂、醇酸樹脂的丙烯酸改性產(chǎn)物或醇酸樹脂的有機硅改性產(chǎn)物。
[0024] 成膜樹脂和增稠樹脂的重量份之比可以為1 : (1 -20)，可以優(yōu)選為1 : (2-10)， 還可以優(yōu)選為1 : (3-8)。
[0025] 著色劑可以為有機顏料；有機顏料可以優(yōu)選為酞菁顏料或偶氮顏料。
[0026] 助劑可以為潤濕分散劑、黏度調(diào)節(jié)劑和有機胺中的任意一種或幾種；
[0027] 潤濕分散劑可以為嵌段共聚物和潤濕型有機硅混合物；黏度調(diào)節(jié)劑可以為防沉蠟 或氣相二氧化硅。有機胺可以為三乙醇胺。
[0028] -種書寫工具，其包括：用于儲存上述的墨水組合物的儲墨腔以及與儲墨腔管道 連接并且用于將墨水組合物書寫至媒介物上的書寫構(gòu)件。
[0029] 由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 第一，本發(fā)明主要采用低級一元醇溶劑作為主溶劑來溶解墨水組合物的各個組 分，由于低級一元醇溶劑的沸點較低，當在媒介物表面形成書寫印跡時，該書寫印跡在短時 間內(nèi)會很快干燥，不容易造成書寫媒介物的書寫面被污染的問題。
[0031] 第二，當采用本發(fā)明的墨水組合物在書寫媒介物表面形成書寫印跡時，書寫印跡 所含的低級一元醇溶劑在自然環(huán)境中能夠快速分解，不會造成明顯的污染；另外，低級一元 醇溶劑可采用發(fā)酵方法大量生產(chǎn)制備，其生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生大量的污染物，有利于環(huán)境保 護。
[0032] 第三，由于低級一元醇溶劑的表面張力較低，因此，本發(fā)明的墨水組合物在更加光 潔的表面上也具有較好的鋪展性，不易發(fā)生縮邊或縮孔等問題，從而能夠適用于更多的書 寫媒介物。
[0033] 第四、由于本發(fā)明主要采用低級一元醇溶劑，因此，金屬顏料不容易使其產(chǎn)生氫 氣，很大程度上降低了金屬墨水組合物在加工或儲存時的風險。
[0034] 第五，本發(fā)明的成膜樹脂含有聚乙烯醇縮丁醛樹脂及其改性產(chǎn)物，由于聚乙烯醇 縮丁醛樹脂及其改性產(chǎn)物具有優(yōu)良的成膜性能和較好的附著強度，因此，本發(fā)明的墨水組 合物能夠在多種書寫媒介物的表面（如水或油表面）進行書寫，有效解決了當前的水基墨 水組合物在水或油表面書寫時附著力不足并且成膜性不好的問題，使本發(fā)明的墨水組合物 具有較好的書寫面通用性。
【具體實施方式】
[0035] 本發(fā)明提供了一種墨水組合物以及使用了該墨水組合物的書寫工具。
[0036] [墨水組合物]
[0037] -種墨水組合物，其至少含有金屬顏料、樹脂和溶劑，然而，根據(jù)具體情況，還可以 含有著色劑和/或助劑。
[0038] 其中，上述墨水組合物的各組分的含量可以為：
[0039] 金屬顏料 10-70wt%; 樹脂 10-30wt%; 著色劑 0-20wt%;
[0040] 助劑 0-20wt%; 溶劑余量
[0041] 上述墨水組合物的各組分的含量還可以為：
[0042] 金屬顏料 20-50wt%; ^!)ln 10-20wt%； 著色劑 5-15wt%； 助劑 2-15wt°/〇； 溶劑余量；
[0043] 上述墨水組合物的各組分的含量還可以為：
[0044] 金屬顏料 30-45wt%; WiJiT 10-15wt%； 著色劑 7-12wt%; 助劑 3-12wt%; 溶劑余量
[0045] 上述的墨水組合物的每種組分的含量在各自的數(shù)值范圍內(nèi)可以任意調(diào)整以形成 新的組合，只要保證各組分的含量之和為l〇〇wt%并且最終形成的墨水組合物能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā) 明目的即可。
[0046]〈金屬顏料〉
[0047] 金屬顏料用于使本發(fā)明的墨水組合物在書寫媒介物上產(chǎn)生具有較佳的金屬光澤 的書寫標記或書寫線跡，使其具有閃爍、閃耀或閃光效應(yīng)。
[0048] 金屬顏料可以為元素周期表第IB族、第IIB族和第IIIA族的金屬元素中的任意 一種或幾種，可以優(yōu)選為銅、鋅、鋁或銅鋅合金。若金屬顏料為銅鋅合金，則銅鋅質(zhì)量比可以 優(yōu)選為（60 - 80) : (40 - 20)。
[0049] 金屬顏料可以優(yōu)選為表面經(jīng)二氧化娃和長鏈脂肪族化合物包覆的金屬顏料，此 時，墨水組合物中金屬顏料的含量為經(jīng)過二氧化硅和長鏈脂肪族化合物包覆的金屬顏料的 重量占墨水組合物總重量的百分比。其中長鏈脂肪族化合物優(yōu)選為碳原子數(shù)目為16至21 的脂肪族化合物。例如，如果