[发明专利]水性油墨

说明书

本发明涉及水性油墨，尤其涉及适用于具有墨囊与外界隔断的密闭结构且墨囊后端部件随着油墨的消耗而向笔尖方向移动的ink-free式(墨囊式，或日直液式，即将油墨直接贮在墨囊中，而非贮在棉芯里，如钢笔、油性圆珠笔等)书写用具的水性油墨。更具体地说，涉及用于在温度变化和长期使用过程中油墨不会产生气泡、长期使用后也不会发生由气泡引起的字写出飞白来的现象的书写用具如钢笔、毡笔、签名笔、毛笔、绘图笔的水性油墨。

这种墨囊式书写用具的例子有图1所示的书写用具。在图1中，将聚丙烯等制成的油墨贮管2装入主体容器1内，水性油墨3直接充入油墨贮管2中，在油墨后端部分装有防逆流材料4，油墨前端部分与嵌有锌白铜或不锈钢笔尖5的前栓6在笔的前端连接。图中，7表示墨囊，8表示尾栓。

这种书写用具的墨囊7与外界成隔开的密闭结构，防逆流材料4在油墨被消耗的同时向笔尖方向移动。该防逆流材料以例如聚丁烯等为基料，根据需要，也可在该基料中加入凝胶化剂，凝胶化后制成。另外，也可在使用具有同样作用、效果的橡胶或弹性体材料。

图2为另一例墨囊密闭型墨囊式书写用具的剖面图。该书写用具具有如下结构：在用聚丙烯等成型的容器内直接充入水性油墨10，在油墨后端部分装入与上述同样的塑料栓11，用设在笔前端的阀装置12在水性油墨10被消耗的同时，使阀壳体13产生负压，将水性油墨10供至笔尖14，与此相伴，塑料栓11在容器9内向笔尖方向移动。

任何一种的书写用具均具有与外界隔断的密闭结构的墨囊。

但是，在现有技术中，作为充入这种书写用具的容器中的水性油墨，系在含水溶性染料或颜料、树脂乳液着色体的水溶液中加入多元醇或其衍生物等水溶性有机溶剂和水，根据需要，还可加入水溶性树脂、天然多糖类构成的增粘剂，制成水性组合物。

但是，在将现有的水性油墨用于例如上述墨囊密闭型墨囊式书写用具时，若将上述书写用具放置在夏天时的汽车内等比制造书写用具时的温度高的地方或长期放置，则会发生字迹断断续续、写出飞白等现象，还存在油墨泄漏等问题。

本发明的目的在于提供一种克服墨囊密闭型墨囊式书写用具的上述缺点、即使在高温下放置或长期放置，也不会发生字迹断断续续、写出飞白和油墨泄漏等的水性油墨。

本发明系一种由至少含着色剂、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物组成的、使油墨中的溶解气体量处于不饱和状态的水性油墨。

这里，油墨中的溶解气体量只要处于不饱和状态即可，无特殊限定，具体地说，若以溶解氧量为基准，则宜在3毫克/升以下(20℃)。

除了墨囊为非密闭结构的书写用具之外，本发明的水性油墨尤其适用于墨囊为密闭结构的墨囊式书写用具。用于墨囊为密闭结构的墨囊式书写用具时，由于在温度变化和时效变化过程中，油墨不会产生气泡，经过相当长时间后，气泡也不会从笔尖尖端分逸出，因此，可防止字迹断断续续和写出飞白来。另外，由于还可阻止墨囊内气体的产生，因此，先前的气体膨胀导致油墨泄漏的现象也得以防止。

图1为墨囊密闭型的墨囊式书写用具的一个实施例的剖面图。

图2为另一实施例的剖面图。

图3表示氧及氮在水中的溶解度。

下面详细说明本发明。

本发明为一种由至少含着色剂、水溶性有机溶剂和水的油墨组合物组成的、使油墨中的溶解气体量处于不饱和状态的水性油墨。

这里，发现了使油墨中的溶解气体量处于不饱和状态具有重要意义，其理由如下：

即，本发明者对油墨在高温下放置及长期放置后出现字迹断断续续、写出飞白来和油墨泄漏等原因进行了深入的研究，结果发现，油墨在高温下和长时间放置过程中，其中的水分蒸发，其结果，油墨中的饱和溶解气体量减少，变得不能溶解的氧、氮等气体出现在墨囊内/或笔尖内，该气体由笔尖尖端部分逸出时，成为字迹断断续续、写出飞白来的原因，出现在墨囊内时，发生膨胀，导致油墨泄漏。即，由此发现了上述问题及墨囊密闭结构的墨囊式书写用具所特有的问题。

然而，根据测试结果，20℃时油墨中溶解氧量在基本等于饱和状态的6毫克/升以上，将该油墨充入图1和图2所示的书写用具的墨囊容器中，在高温下放置后，如图3所示，由于饱和溶解氧量减少，原先溶解的氧变成气泡，出现在油墨中，引起字迹断断续续和写出飞白来。该现象在将油墨长期放置，其中的水分蒸发时也会出现。如图3所示，氮的上述倾向更为显著，这些含氧、氮等的气体对温度变化和时效变化具有很大影响。图3为空气在水中的溶解度图，表示温度、氧、氮及整个气体的溶解量的关系。