[发明专利]用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于圆珠笔的水基颜料型墨水组合物，更具体地说，本发明涉及一种具有假塑性的且专用于中性圆珠笔的水基颜料型墨水的组成及其生产工艺。

背景技术

在圆珠笔中充装的墨水组合物种类较多，传统的圆珠笔墨水主要有高粘度的油性圆珠笔油墨和低粘度的水性圆珠笔墨水两大类。油性圆珠笔油墨粘度高，容易导致书写不流畅，书写手感较差；水性墨水虽然具有书写流畅、环保、墨迹抗紫外线性能好等一系列有点，但也存在墨迹耐水性差、出墨量过大、书写工具价格较高等缺陷。中性笔是近二十年来逐渐流行的一种新型圆珠笔，中性笔的最大特点在于使用粘度介于油性圆珠笔油墨和水性圆珠笔墨水之间的水性墨水作为书写介质，该墨水具有假塑性，即在高剪切力下拥有剪切稀化的特性，中性笔墨水一般都是选择颜料为主要着色剂，拥有优异的耐光、耐水和耐温性能，同时具有墨水流量均匀、书写手感好、可永久保存等优点。

中性圆珠笔中充装的颜料型墨水组合物通常都含有颜料、分散助剂、水、水溶性有机溶剂和假塑性助剂等组分，假塑性助剂的加入能够赋予墨水组合物剪切稀化的特性，即静态及低剪切力下具有较高的粘度，有利于提高墨水的储存稳定性，避免圆珠笔笔头渗墨、漏墨等现象的发生，书写时，在笔头滚珠转动所产生的剪切作用力下，滚珠周围的墨水粘度降低变成可流动的低粘度液体，从而通过转动的圆珠书写到纸面上，一旦书写停止，随着笔头滚珠剪切力的消失，墨水立即恢复高粘度状态。

通过添加假塑性助剂赋予中性笔墨水剪切稀化特性的方法，在中性笔墨水的现有技术中是已知的，也是控制中性笔墨水性能的关键技术之一。但是，针对该方法所选取的假塑性助剂差异性则较大，如公开号为CN1842576的中国专利所采用的占墨水组合物总质量0.01～1％的水溶性高分子量糖类和美国专利US4545818所采用的占墨水组合物总质量0.2～0.45％的黄原胶。

使用单组份假塑性助剂增稠后的中性笔墨水往往存在两个问题：一个问题是，装有中性笔墨水的圆珠笔，在没有笔帽套住笔头的情况下，在较高的温度下或长时间放置时，由于圆珠笔笔头滚珠周围墨水中水和水溶性有机溶剂等的挥发，往往会导致笔头附近的墨水粘度显著增加甚至发生干结，造成书写困难，甚至会发生堵塞笔头导致无法书写的情况。由于中性笔在实际使用时，使用者忘记套上笔帽的情况较普遍，因此，如何提高墨水抗脱帽性是衡量中性笔墨水性能的重要指标之一；另一个问题是墨水在不同剪切力下的粘度难以令墨水配方的制定者满意，例如，在静态或低剪切力下的粘度过低，往往会导致颜料粒子的沉降，墨水储存稳定性变差，而高剪切力下的粘度过高则容易导致书写不流畅、书写墨迹易断线，单组份假塑性助剂难以满足不同剪切力下的粘度控制要求。

增加中性笔墨水抗脱帽性的方法有很多，例如，增加中性笔墨水中高沸点的乙二醇等有机溶剂的含量，可以显著提高墨水的脱帽稳定性；瓜尔胶、温轮胶、黄原胶、槐树豆胶等天然多糖化合物，除了能够提供墨水较好的假塑性，还能够束缚其周围的水分，降低水的挥发速度，因此，增加多糖类假塑性助剂的用量也可以增强中性笔墨水抗脱帽性能。但是，乙二醇等水溶性有机溶剂含量的增加不仅会增加墨水中有机挥发物的含量，造成对人体和环境的危害，还往往会导致墨水体系的储存稳定性下降，而多糖类假塑性助剂用量的增加则会导致墨水体系粘度的增高，从而发生书写困难。

如上所述，同时解决中性笔墨水的储存和脱帽稳定性、书写墨迹连续性问题的解决方案是一个极为复杂的技术难题，现有的技术方案往往在解决一个问题的同时，加剧另一个问题的严重程度。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物及其生产工艺，该墨水组合物应用在中性圆珠笔中，能够避免出现储存和脱帽稳定性差、书写墨迹易断线等任何一个缺陷。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：一种用于圆珠笔的假塑性水基颜料型墨水组合物，包括颜料、分散助剂、水溶性有机溶剂、去离子水、假塑性助剂、表面活性剂和其他功能性助剂，所述假塑性助剂是由温轮胶和阿拉伯树胶复配而成的，且该假塑性助剂是由分别占墨水总质量的百分含量为0.1～0.8％的温轮胶和占墨水总质量的百分含量为1～10％的阿拉伯树胶复配而成；所述表面活性剂为硫酸酯类表面活性剂，且该硫酸酯类表面活性剂占墨水总质量的百分含量为0.01～2％；所述墨水组合物中还含有丙二醇单烷基醚，且丙二醇单烷基醚占墨水总质量的百分含量为0.1～10％。

作为本发明的进一步改进，所述墨水组合物中各成分分别占墨水总质量的百分含量为，

颜料：3～15％；