金屬墨水組合物和含有其的書(shū)寫(xiě)工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供用于毛細(xì)作用標(biāo)記筆中的金屬墨水組合物。更具體來(lái)說(shuō)，提供包括脂肪族溶劑、金屬顏料和至少包括固定樹(shù)脂和加注樹(shù)脂的樹(shù)脂組合的金屬墨水組合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】金屬墨水組合物和含有其的書(shū)寫(xiě)工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大概來(lái)說(shuō)涉及用于毛細(xì)作用標(biāo)記筆的金屬墨水組合物。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及金屬墨水組合物，其包括脂肪族溶劑、金屬顏料和至少包括固定樹(shù)脂和加注樹(shù)脂的樹(shù)脂組合。
【背景技術(shù)】
[0002]能制作含有金屬顏料的書(shū)寫(xiě)標(biāo)記的書(shū)寫(xiě)工具是已知的。例如，已研發(fā)出能制作含有金屬顏料的書(shū)寫(xiě)標(biāo)記的閥作用標(biāo)記筆。通常，所述閥作用標(biāo)記筆使用彈簧加載式筆尖，其在被壓下(例如，抵靠書(shū)寫(xiě)表面)時(shí)開(kāi)啟到儲(chǔ)墨器的閥，由此容許墨水從儲(chǔ)墨器流到筆尖。
[0003]閥作用標(biāo)記筆需要比常規(guī)毛細(xì)作用標(biāo)記筆更多的部分，且因此其制造更復(fù)雜且成本更高。另外，閥作用標(biāo)記筆的問(wèn)題在于，在不使用閥作用標(biāo)記筆時(shí)金屬顏料往往沉降到儲(chǔ)墨器底部。因此，使用者通常在使用標(biāo)記筆之前經(jīng)常不得不劇烈搖動(dòng)標(biāo)記筆以實(shí)現(xiàn)金屬顏料遍及墨水組合物中的分布，從而確保輸送到標(biāo)記筆筆尖的墨水組合物含有足量金屬顏料以產(chǎn)生所需視覺(jué)效果。此外，因?yàn)闃?biāo)記筆筆筒不透明，使用者不用標(biāo)記筆書(shū)寫(xiě)的話(huà)通常無(wú)法檢驗(yàn)金屬顏料已充分遍及墨水組合物分布。使用者隨后還必須抵靠書(shū)寫(xiě)表面壓下筆尖以打開(kāi)到儲(chǔ)墨器的閥并容許將墨水組合物輸送到筆尖，如上文所述。根據(jù)上文，需要其它輸送金屬墨水組合物的方式。
[0004]常規(guī)毛細(xì)作用標(biāo)記筆通常含有纖維性?xún)?chǔ)墨器和與其流體連通的筆尖。所述標(biāo)記筆通常包括具有低粘度的墨水組合物，因?yàn)檎持?在墨水組合物與儲(chǔ)存器和/或筆尖的通道壁之間)必須超過(guò)墨水組合物的凝聚力才能允許組合物通過(guò)毛細(xì)作用移動(dòng)。將金屬顏料(例如，包括各種金屬顏料，例如鋁和青銅薄片)納入毛細(xì)作用標(biāo)記筆中所用的低粘度墨水組合物中通常具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼋饘兕伭贤鶑哪M合物沉降，如上文所陳述。即使在金屬顏料充分懸浮于墨水組合物中時(shí)，標(biāo)記筆的纖維也常常不合意地過(guò)濾金屬顏料并隨時(shí)間而阻塞。因此，久而久之，標(biāo)記筆會(huì)不再能制作含有金屬顏料的書(shū)寫(xiě)標(biāo)記。
[0005]授予宮本(Miyamoto)的美國(guó)專(zhuān)利第6，120，590號(hào)揭示圓珠筆，其含有具有金屬光澤色彩的基于水的觸變性凝膠墨水。然而，所述觸變性凝膠墨水過(guò)粘而無(wú)法順利適用于多種書(shū)寫(xiě)工具中，包括常規(guī)毛細(xì)作用標(biāo)記筆。
[0006] 然而,包括含有金屬顏料的墨水的毛細(xì)作用標(biāo)記筆為業(yè)內(nèi)已知。授予塞克斯頓(Sexton)的美國(guó)專(zhuān)利第7，135，507號(hào)揭示含有包括以下物質(zhì)的水性分散液的墨水的毛細(xì)作用標(biāo)記筆:金屬顏料和特定乙內(nèi)酰脲-甲醛共聚物成膜樹(shù)脂，以及任選地一或多種著色劑、pH調(diào)節(jié)劑、抗沉降劑或防腐劑。另外，授予塞克斯頓的美國(guó)專(zhuān)利第7，297，729號(hào)揭示含有包括以下物質(zhì)的墨水的毛細(xì)作用標(biāo)記筆:硝基溶劑、成膜樹(shù)脂、顏料或染料和任選地襯底潤(rùn)濕劑。另外，授予蘇赫納(Sukhna)的美國(guó)專(zhuān)利第6，402，412號(hào)揭示用于毛細(xì)作用標(biāo)記筆的水性墨水，其包括基于水的持久性黏合劑、有色著色的基于水的持久性亞微米粒徑分散液、特定粒徑的鋁分散液、保濕劑、表面活性劑、抗沉降添加劑、防腐劑和PH調(diào)節(jié)劑。然而，過(guò)于頻繁地，特別在墨水調(diào)配物中使用市售青銅顏料時(shí)，含有已知墨水調(diào)配物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(遠(yuǎn)短于產(chǎn)品壽命)不輸送實(shí)質(zhì)上均勻的墨水組合物且往往阻塞。人們相信所述問(wèn)題部分歸因于書(shū)寫(xiě)組合物中常用的金屬顏料的密度、大小、形態(tài)和表面處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供金屬墨水組合物，其包含脂肪族溶劑、分散于所述溶劑中的金屬顏料、溶解于所述溶劑中的第一樹(shù)脂組份和溶解于所述溶劑中的第二樹(shù)脂組份，其中第一樹(shù)脂組份是固定樹(shù)脂且第二樹(shù)脂組份是加注樹(shù)脂。
[0008]在相關(guān)方面中，本發(fā)明提供毛細(xì)作用標(biāo)記筆，其包含儲(chǔ)墨器和與儲(chǔ)墨器流體連通的多孔筆尖，所述儲(chǔ)墨器含有本發(fā)明金屬墨水組合物。
[0009]在另一相關(guān)方面中，本發(fā)明提供將金屬墨水組合物輸送到襯底的方法，其包含以下步驟:提供包含儲(chǔ)墨器和與儲(chǔ)墨器流體連通的多孔筆尖的毛細(xì)作用標(biāo)記筆，所述儲(chǔ)墨器含有本發(fā)明金屬墨水組合物；和使毛細(xì)作用標(biāo)記筆的筆尖接觸到襯底表面。
[0010]所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可在檢閱以下詳細(xì)說(shuō)明后結(jié)合所附的權(quán)利要求書(shū)了解本發(fā)明的其它方面。盡管本發(fā)明容許各種形式的實(shí)施例，但下文闡述本發(fā)明的特定實(shí)施例且應(yīng)理解，所述揭示內(nèi)容是說(shuō)明性的，且不打算將本發(fā)明限制于本文所述的特定實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明提供金屬墨水組合物，其包含脂肪族溶劑、分散于所述溶劑中的金屬顏料和包含溶解于所述溶劑中的第一和第二樹(shù)脂組份的樹(shù)脂組合。樹(shù)脂組合包括固定樹(shù)脂和加注樹(shù)脂。已顯示所述樹(shù)脂組合特別有利于促進(jìn)輸送實(shí)質(zhì)上均勻的含有金屬顏料的墨水組合物，且最終結(jié)果是任何書(shū)寫(xiě)標(biāo)記(使用含有本發(fā)明墨水組合物的書(shū)寫(xiě)工具制作)一般包括規(guī)則/ 一致/均勻量的金屬顏料以在整個(gè)產(chǎn)品壽命期間顯示所需裝飾效果。另外，如通過(guò)加速老化測(cè)試所顯示，本發(fā)明金屬墨水組合物是有利的，因?yàn)槠渲兴饘兕伭喜粫?huì)沉降并阻塞毛細(xì)作用標(biāo)記筆的筆尖或儲(chǔ)墨器，由此通過(guò)防止標(biāo)記筆阻塞來(lái)延長(zhǎng)標(biāo)記筆的壽命。具體來(lái)說(shuō)，在墨水組合物包括在施加到襯底時(shí)產(chǎn)生“金色”裝飾效果的青銅金屬顏料時(shí)，本發(fā)明金屬墨水組合物意外地顯示有利性能。人們相信，本發(fā)明樹(shù)脂組合特別可與如本文所揭示的實(shí)質(zhì)上平面的青銅金屬顏料一起使用，這是因?yàn)樗銮嚆~金屬顏料的密度、大小、形態(tài)和表面處理，但當(dāng)然也可使用其它金屬顏料。
[0012]本發(fā)明提供毛細(xì)作用標(biāo)記筆，其包含儲(chǔ)墨器和與儲(chǔ)墨器流體連通的多孔筆尖，所述儲(chǔ)墨器含有包含以下物質(zhì)的金屬墨水組合物:脂肪族烴溶劑、分散于所述溶劑中的金屬顏料和溶解于所述溶劑中的第一和第二樹(shù)脂組份，其中第一樹(shù)脂組份是固定樹(shù)脂且第二樹(shù)脂組份是加注樹(shù)脂。 [0013]本發(fā)明另外提供將金屬墨水組合物輸送到襯底的方法，所述方法包含:提供包含儲(chǔ)墨器和與儲(chǔ)墨器流體連通的多孔筆尖的毛細(xì)作用標(biāo)記筆，所述儲(chǔ)墨器含有包含以下物質(zhì)的金屬墨水組合物:脂肪族烴溶劑、分散于所述溶劑中的金屬顏料和溶解于所述溶劑中的第一和第二樹(shù)脂組份，其中第一樹(shù)脂組份是固定樹(shù)脂且第二樹(shù)脂組份是加注樹(shù)脂；和使毛細(xì)作用標(biāo)記筆的筆尖接觸到襯底表面。
[0014]本文中的范圍可表示為從“約(about) ”或“大約(approximately) ”一個(gè)具體值和/或到“約(about)”或“大約(approximately) ”另一具體值。在表示此一范圍時(shí),本發(fā)明另一實(shí)施例包括從所述一個(gè)具體值和/或到所述另一個(gè)具體值。類(lèi)似地，在以近似值表示具體值且使用諸如“約”、“至少約”或“小于約”等前綴時(shí)，應(yīng)理解具體值形成另一實(shí)施例。
[0015]ail
[0016]為提供適于通過(guò)標(biāo)記工具(例如，毛細(xì)作用標(biāo)記筆)輸送的金屬墨水組合物，優(yōu)選地在墨水組合物中包括固定樹(shù)脂與加注樹(shù)脂的組合。
[0017]適宜固定樹(shù)脂必須在墨水組合物溶劑中顯示足夠溶解度。主要添加固定樹(shù)脂，因?yàn)槠鋷椭乐菇饘兕w粒在筆尖中沉降，但在以某些(相對(duì))量存在時(shí)，特別在組合物中不包括加注樹(shù)脂時(shí)，固定樹(shù)脂也可不合意地阻礙顏料的輸送。在固定樹(shù)脂作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份且以基于墨水組合物的總重量約3重量％ (wt%)到約12wt%的量包括于金屬墨水組合物中時(shí)，已發(fā)現(xiàn)不可接受的高比例的含有所述金屬墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆最終(且因此不可挽回地)輸送透明流體。不打算受限于理論，人們相信，在所述書(shū)寫(xiě)工具中，金屬顏料被固定在儲(chǔ)墨器的纖維中，從而使得顏料保留在儲(chǔ)墨器中。根據(jù)上文，如本文所用術(shù)語(yǔ)固定樹(shù)脂是指如下樹(shù)脂:在作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份且以基于墨水組合物的總重量約3重量％ (wt%)到約12wt%的量包括于金屬墨水組合物中時(shí)，將不合意地阻礙或甚至防止含有此一墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆輸送金屬顏料，從而使得所述毛細(xì)作用標(biāo)記筆以不可接受的高毛細(xì)作用標(biāo)記筆比例(例如大于約50%、大于約60%、大于約70%、大于約80%和/或大于約90% )在其壽命中的某一點(diǎn)輸送實(shí)質(zhì)上不含金屬顏料的透明書(shū)寫(xiě)流體。當(dāng)然，含有固定樹(shù)脂作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份的墨水組合物在其它方面符合本發(fā)明。
[0018]固定樹(shù)脂優(yōu)選地以基于墨水組合物的總重量約0.5wt%到約8wt%、約lwt%到約6wt%、約1.5wt%到約5wt%、約2wt%到約4wt%和/或約2wt%到約3.5wt%的范圍(例如約3wt.% )包括于本發(fā)明金屬墨水組合物中。同樣，固定樹(shù)脂必須與加注樹(shù)脂組合以提供本發(fā)明墨水組合物。
[0019]在一優(yōu)選實(shí)施例中，固定樹(shù)脂是苯乙烯化萜烯樹(shù)脂。如本文所用術(shù)語(yǔ)“苯乙烯化萜烯樹(shù)脂”包括任何從一或多種萜烯烴單體與苯乙烯的共聚合產(chǎn)生的樹(shù)脂。實(shí)例性萜烯烴單體包括(但不限于)S -2-蒈烯、δ -3-蒈烯、二戊烯、檸檬烯、香葉烯、β -水芹烯、α -菔烯、β_菔烯、α-職品烯、Y -職品烯、職品油烯和其組合。
[0020]在另一實(shí)施例中，固定樹(shù)脂是無(wú)酚松香樹(shù)脂。如本文所用術(shù)語(yǔ)“無(wú)酚松香樹(shù)脂”是指任何未經(jīng)酚醛改性松香樹(shù)脂。松香是不同種類(lèi)的松樹(shù)產(chǎn)生的滲出物的樹(shù)脂性組份。松香的主要組份包括(但不限于)松香酸和海松酸。這些組份中的每一者(不論是個(gè)別(特別松香酸)或與其它松樹(shù)滲出物組份組合)都可稱(chēng)作松香(且因此稱(chēng)作無(wú)酚松香樹(shù)脂)。實(shí)例性無(wú)酚松香樹(shù)脂包括(但不限于)(無(wú)改性)松香、馬來(lái)酸改性的松香樹(shù)脂和延胡索酸改性的樹(shù)脂。可溶于低脂肪族溶劑中的無(wú)酚松香樹(shù)脂(即，低脂肪族可溶無(wú)酚松香樹(shù)脂)是優(yōu)選的。
[0021] 適宜固定樹(shù)脂可從飛卓化工(Finjetchemical Industries,梧州，中國(guó))、重華資源發(fā)展有限公司(Foreverest Resources, Ltd.,中國(guó))、勞特公司(Lawter Inc.,芝加哥,伊利諾伊州)、亞利桑那化學(xué)公司(Arizona Chemical Company,杰克遜維爾，佛羅里達(dá)州)、森美國(guó)際貿(mào)易有限公司(Summit Trade Pte.，Ltd.，梧州，中國(guó))、海西爾(廈門(mén))化工有限公司(Haixier (Xiamen) Chemical Industry C0., Ltd.，福建，中國(guó))、信宜松原化工有限公司(Xinyi Sonyuan Chemical C0.，Ltd.,廣東，中國(guó))購(gòu)得。實(shí)例性市售固定樹(shù)脂包括(但不限于)FINNOL? 3400(飛卓化工)、ECOREZki 303A(勞特公司)、SYLVARES? ZT105LT(亞
利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES'? ZT106LT (亞利桑那化學(xué)公司)、ZONATACai NG98 (亞利桑那化學(xué)公司)和SUMTAC?9500(森美國(guó)際貿(mào)易有限公司)。全文以引用方式并入本文中的美國(guó)專(zhuān)利第7，829，630號(hào)闡述苯乙烯化萜烯樹(shù)脂，其可在本發(fā)明金屬墨水組合物中用作固定樹(shù)脂。
[0022]在本發(fā)明金屬墨水組合物中包括加注樹(shù)脂時(shí)，加注樹(shù)脂可意外且有利地實(shí)質(zhì)上抵消在固定樹(shù)脂作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份存在時(shí)可能發(fā)生的負(fù)面結(jié)果。在通過(guò)毛細(xì)作用將本發(fā)明墨水組合物吸到筆尖且在標(biāo)記時(shí)分配(例如，制作具有本發(fā)明墨水組合物的書(shū)寫(xiě)標(biāo)記)時(shí)，加注樹(shù)脂起幫助輸送金屬顏料的作用。因此，添加加注樹(shù)脂以促進(jìn)毛細(xì)作用標(biāo)記筆輸送金屬顏料，且令人驚訝地，所述加注樹(shù)脂即使在墨水組合物中還包括固定樹(shù)脂以提供本發(fā)明墨水組合物時(shí)也能實(shí)現(xiàn)所述輸送。在加注樹(shù)脂作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份且以約6wt%到約18wt%的量包括于金屬墨水組合物中時(shí)，主要發(fā)生毛細(xì)作用標(biāo)記筆良好輸送金屬顏料，但已在不可接受的高比例的含有所述金屬墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆中觀察到無(wú)法說(shuō)明地發(fā)生缺墨，從而使多孔筆尖不合意地阻塞且毛細(xì)作用標(biāo)記筆完全不能從筆尖輸送任何流體。盡管不打算受限于理論，但人們相信，在所述書(shū)寫(xiě)工具中，金屬顏料加注過(guò)多，從而導(dǎo)致筆尖的毛細(xì)管通道阻塞，由此引起標(biāo)記筆缺墨。因?yàn)樵谠噲D書(shū)寫(xiě)標(biāo)記時(shí)由于筆尖不輸送流體潤(rùn)濕襯底而出現(xiàn)潦草的(相對(duì)較高摩擦)書(shū)寫(xiě)性能，所以消費(fèi)者可容易地檢測(cè)這個(gè)現(xiàn)象的結(jié)果。根據(jù)上文，如本文所用術(shù)語(yǔ)加注樹(shù)脂是指如下樹(shù)脂:在作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份且以約6wt %到約18wt%的量包括于金屬墨水組合物中時(shí),將引起缺墨,從而使得毛細(xì)作用標(biāo)記筆以不可接受的高毛細(xì)作用標(biāo)記筆比例(例如大于約40%、大于約50%、大于約60%、大于約65%和/或大于約70% )在其壽命中的某一點(diǎn)實(shí)質(zhì)上不輸送流體。當(dāng)然，含有加注樹(shù)脂作為實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂組份的墨水組合物在其它方面仍符合本發(fā)明。
[0023]在本發(fā)明金屬墨水組合物中包括加注樹(shù)脂與如先前所述的固定樹(shù)脂的組合。通常，加注樹(shù)脂以基于墨水組合物的總重量約5.0wt%到約14.0wt%、約7wt%到約12wt%和/或約8wt%到約IIwt%的范圍(例如約9wt% )包括在墨水中。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，加注樹(shù)脂是萜烯酚醛樹(shù)脂。如本文所用術(shù)語(yǔ)“萜烯酚醛樹(shù)脂”包括經(jīng)取代或未經(jīng)取代酚與不飽和萜烯烴的任何加成產(chǎn)物。實(shí)例性不飽和萜烯烴包括(但不限于)δ -2-蒈烯、δ -3-蒈烯、二戊烯、檸檬烯、香葉烯、β -水芹烯、α -菔烯、β -菔烯、α-萜品烯、Y-萜品烯、萜品油烯和其組合。
[0025]在另一實(shí)施例中，加注樹(shù)脂是酚醛改性松香酯樹(shù)脂。如本文所用術(shù)語(yǔ)“酚醛改性松香樹(shù)脂”是指任何經(jīng)酚醛改性松香樹(shù)脂。如上文所解釋?zhuān)上闶遣煌N類(lèi)的松樹(shù)產(chǎn)生的滲出物的樹(shù)脂性組份。松香的主要組份包括(但不限于)松香酸和海松酸。這些組份中的每一者(個(gè)別(特別松香酸)或與其它松樹(shù)滲出物組份組合)都可經(jīng)酚組份改性以產(chǎn)生酚醛改性松香樹(shù)脂。
[0026]適宜加注樹(shù)脂必須在墨水組合物溶劑中顯示足夠溶解度。適宜加注樹(shù)脂必須可溶于墨水組合物溶劑中。適宜加注樹(shù)脂可從飛卓化工(梧州，中國(guó))、重華資源發(fā)展有限公司(中國(guó))、亞利桑那化學(xué)公司(杰克遜維爾，佛羅里達(dá)州)、伊士曼化工公司(EastmanChemical Company,金斯波特，田納西州)、森美國(guó)際貿(mào)易有限公司(梧州，中國(guó))、海西爾(廈門(mén))化工有限公司(福建，中國(guó))、信宜松原化工有限公司(廣東，中國(guó))、毛替普勒斯有限公司(Multiple Plus C0., Ltd.,泰國(guó))、技術(shù)工業(yè)(Technical Industries,皮斯戴爾,羅德島州)、阿克倫化工公司(Akrochem Corporation,阿克倫,俄亥俄州)和勞特公司(芝加哥，伊利諾伊州)購(gòu)得。實(shí)例性市售加注樹(shù)脂包括(但不限于)FINNOL? 3500(飛卓化工)、SYLVARES? TP 105 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 2019 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TPl 15、SYLVARES? TP2040 (亞利桑那化學(xué)公司),SYLVARES? TP 2040HME (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 2040HM(亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 7042E (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 2040L0 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 95 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 300 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 7042 (亞利桑那化學(xué)公司)、SYLVARES? TP 96 (亞利桑那化學(xué)公司)、PENTALYN? 702_M(伊士曼化工公司)、PENTALYN?765-M (伊士曼化工公司)、PENTALYN? 780-M (伊士曼化工公司)、SUMREZ? 3600 (森美國(guó)際貿(mào)易有限公司)、TAMANOL 803L?(毛替普勒斯有限公司)、TAMAN0L? 801 (毛替普勒斯有限公司)、T1-REZ 560號(hào)(技術(shù)工業(yè))、P_104樹(shù)脂(阿克倫化工公司)、P_03樹(shù)脂(阿克倫化工公司)、SETAPRINT? I200-E (勞特公司)、SETAPRINT? 2404_E (勞特公司)和 SETAPRINT?8785-E (勞特公司)。
[0027]固定樹(shù)脂與加注樹(shù)脂的組合通過(guò)以下兩種方式為本發(fā)明墨水組合物提供非常有用的性質(zhì)平衡:(i)使金屬顏料在墨水組合物中的沉降減到最少(這在諸如毛細(xì)作用標(biāo)記筆等書(shū)寫(xiě)工具中特別有利)和(ii)在產(chǎn)品壽命中促進(jìn)規(guī)則/ 一致/均勻地輸送金屬顏料，從而使得用所述墨水組合物制作的任何書(shū)寫(xiě)標(biāo)記都包括足量金屬顏料以顯示所需裝飾效果。墨水組合物的總樹(shù)脂含量?jī)?yōu)選地為基于墨水組合物的總重量約lwt%到約20wt%、約
8.0wt%到約16.0wt%和/或更優(yōu)選地約10wt%到約14wt%。通常，墨水組合物中包括的加注樹(shù)脂的量至少等于所包括固定樹(shù)脂的量。更通常地，加注樹(shù)脂對(duì)固定樹(shù)脂的重量比為至少約3:2、至少約2:1，且更優(yōu)選地加注樹(shù)脂對(duì)固定樹(shù)脂的重量比為至少約3:1 (基于加注樹(shù)脂和固定樹(shù)脂的相應(yīng)wt% )。另一方面，加注樹(shù)脂對(duì)固定樹(shù)脂的重量比一般應(yīng)小于10:1，例如6:1，因?yàn)檩^大比率會(huì)由于加注過(guò)多而停止提高書(shū)寫(xiě)工具性能且可代之以引起書(shū)寫(xiě)工具性能變差。
[0028]如本文所述包括固定樹(shù)脂或加注樹(shù)脂作為“實(shí)質(zhì)上唯一樹(shù)脂”的墨水組合物是指以某一指定量含有所指示固定樹(shù)脂或加注樹(shù)脂且不包括其它所添加樹(shù)脂的金屬組合物。
[0029]金屬顏料
[0030]在本發(fā)明金屬墨水組合物中包括金屬顏料以提供閃爍、閃耀或閃光效應(yīng)(即，由光的多向反射產(chǎn)生的效應(yīng))。適宜顏料顆粒包括(但不限于)金屬顏料，例如銅、鋅、鋁、青銅、云母、其氧化物、其陽(yáng)極處理物(anodize)和上述任一者的組合。適宜金屬顏料顆?？蓮亩鄠€(gè)顏料制造商購(gòu)得，例如美國(guó)鋁業(yè)(US Aluminum，弗雷明頓，紐澤西州)、愛(ài)卡特美國(guó)公司(Eckart America Corporation,佩恩斯維爾,俄亥俄州)和舒?zhèn)惪私饘兕伭?SchlenkMetallic Pigments,阿什蘭,馬薩諸塞州)。金屬顏料顆粒通常最初是以粉末形式(而不是糊劑形式)來(lái)提供，以有利地提高儲(chǔ)存能力(通過(guò)使用具有相對(duì)較高的閃點(diǎn)的相對(duì)非揮發(fā)性油來(lái)糊化顏料粉末)并在調(diào)配期間提供更強(qiáng)控制。當(dāng)然，也可使用糊劑。
[0031] 代表性金屬顏料包括(但不限于)漂浮型招(Aluminum Leafing) EM/LS/6500 (舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型鋁(Aluminum Offset) FM/4500 (舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型鋁FM/6500 (舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅(Goldbronze Offset) 6129濃金(Richgold)(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6340濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6229濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6327濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6234濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6129濃淡金(Richpalegold)(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6340濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6229濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6327濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6234濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6129淡金(Palegold)(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6340淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6229淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6327淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅6234淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、LITHOFLEX? ST015銀(愛(ài)卡特美國(guó)公司)、LITHOFLEX? ST 020銀(愛(ài)卡特美國(guó)公司)、LITHOFLEX?XA 4001濃金(愛(ài)卡特美國(guó)公司)、LITHOFLEX? XA 40 02濃淡金(愛(ài)卡特美國(guó)公司)和LITHOFLEX? XA 40 03淡金(愛(ài)卡特美國(guó)公司)。可以糊劑形式獲得的代表性金屬顏料包括(但不限于)偏置型金青銅FM/6129濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6340濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6229濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6327濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6234濃金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6129濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6340濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6229濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6327濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6234濃淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6129淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6340淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6229淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6327淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?、偏置型金青銅FM/6234淡金(舒?zhèn)惪私饘兕伭?。盡管所提供的實(shí)例通常具有用于含有本發(fā)明金屬墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆的令人滿(mǎn)意的顆粒直徑，但應(yīng)注意，可加工(例如，濕篩)其它金屬顏料以控制/減小其粒徑，以進(jìn)一步優(yōu)化含有所述金屬墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆的性能。
[0032]在一個(gè)方面中， 使用包含銅/鋅合金的青銅金屬顏料作為金屬顏料。當(dāng)然，諸如鎳、鉛、錳、磷和硅等其它元素也可包括在青銅顏料的銅/鋅合金中。在包含銅/鋅合金且不含任何其它元素的青銅金屬顏料中，金青銅金屬顏料中銅對(duì)鋅的重量比可在約50:50與約95:5、約55:45與約90:10、約60:40與約80:20之間適當(dāng)變化，例如約70:30。重量比為約60:40與約80:20、例如約70:30的金青銅金屬顏料已顯示極佳性能，如通過(guò)實(shí)例所顯
/Jn ο
[0033]通常，金屬顏料是以基于墨水組合物的總重量約5wt%到約40wt%、約7.5wt%到約35wt%、約10wt%到約30wt%和/或約12.5wt%到約25wt%的量包括在墨水組合物中。金屬顏料在20°C下的密度通常為約2.5克/立方厘米(g/cc)到約12.5g/cc、約4g/cc到約llg/cc，且更通常為約6g/cc到約lOg/cc。特別在顏料是具有實(shí)質(zhì)上平面的形態(tài)的青銅顏料時(shí)，金屬顏料的表面通常經(jīng)脂肪酸處理。更通常地，金屬顏料的表面經(jīng)長(zhǎng)鏈(18到21個(gè)碳)脂肪酸(例如硬脂酸、油酸等)處理。
[0034]優(yōu)選地，金屬顏料具有實(shí)質(zhì)上平面的形態(tài)。所述實(shí)質(zhì)上平面的金屬顏料在工業(yè)中經(jīng)常稱(chēng)為玉米片、銀元或真空金屬化顏料。實(shí)質(zhì)上平面的金屬顏料極薄，厚度通常介于顆粒直徑的約1/5與約1/250之間和/或介于約1/10與約1/100之間。通常，實(shí)質(zhì)上平面的金屬顏料的平均厚度為約0.01微米到約I微米、約0.05微米到約0.50微米和/或約0.08微米到約0.20微米。通常，實(shí)質(zhì)上平面的金屬顏料的平均厚度小于約0.50微米、小于約0.25微米和/或小于約0.10微米。
[0035]顏料顆粒的平均尺寸可通過(guò)執(zhí)行掃描電子顯微鏡檢查(SEM)來(lái)確定。通常，顏料的平均直徑為約0.5微米到約7.5微米；優(yōu)選地，顏料的平均直徑為約I微米到約5微米；甚至更優(yōu)選地，顏料的平均直徑為約2微米到約4微米。這些大小一般是優(yōu)選的，因?yàn)橐炎C實(shí)所述金屬顏料可使毛細(xì)作用標(biāo)記筆系統(tǒng)中隨時(shí)間發(fā)生的沉降減到最少，且還已證實(shí)不阻塞筆尖，從而使得不中斷從毛細(xì)作用標(biāo)記筆分配墨水。
[0036]一般來(lái)說(shuō)，顏料顆粒的最大尺寸因需要顏料顆粒通過(guò)毛細(xì)作用標(biāo)記筆的多孔筆尖和纖維性?xún)?chǔ)存器中的 毛細(xì)管通道且因要求來(lái)自穩(wěn)定懸浮液的顏料顆粒不隨時(shí)間沉降而受限。顏料顆粒的最小尺寸一般經(jīng)選擇以限制顆粒穿透到計(jì)劃襯底材料的間隙中，因?yàn)樗龃┩缚山档陀?jì)劃裝飾效果。
[0037]麵
[0038]金屬墨水組合物可為任何適宜溶劑。通常，溶劑包含有機(jī)溶劑，例如一或多種有機(jī)烴溶劑。因此，溶劑一般不含大量水，例如溶劑一般含有少于約5wt%水，更優(yōu)選地少于約lwt%水，且甚至更優(yōu)選地少于0.lwt%水。另外，盡管可包括芳香族化合物以(例如)提高所選樹(shù)脂組份的溶解度，但溶劑一般不含大量芳香族化合物，例如溶劑一般含有少于約
芳香族化合物，更優(yōu)選地少于約Iwt %芳香族化合物，且甚至更優(yōu)選地少于0.1wt %芳香族化合物。
[0039]最通常地，溶劑包含至少一種脂肪族烴溶劑。脂肪族烴溶劑一般是以基于墨水組合物的總重量約30wt%到約90wt%、約40wt%到約80wt%和/或更優(yōu)選地約55wt%到約75wt%的量存在。脂肪族烴溶劑在室溫下一般是液體，但可包括在室溫下是固體或半固體的脂肪族烴。
[0040]優(yōu)選地，脂肪族烴溶劑包括至少一種C5-C15烴且更優(yōu)選的包括至少一種C6-C12烴。脂肪族烴溶劑可包括烷烴。適宜C5-C15烷烴包括(但不限于)己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷和上述烷烴的混合物。
[0041]脂肪族烴溶劑可以多個(gè)組份的摻合物形式來(lái)提供，例如衍生自石油。在一個(gè)方面中，脂肪族烴溶劑的特征在于沸點(diǎn)在約40°C到約300°C且更優(yōu)選地約80°C到約200°C范圍內(nèi)。實(shí)例性摻和溶劑包括礦油精和石腦油溶劑。通常，溶劑具有低芳香族含量，例如基于烴溶劑的總重量低于35wt%、低于10被％和/或低于lwt%。溶劑優(yōu)選地具有約0.5到約3且更優(yōu)選地約0.8到約2.0的中等蒸發(fā)率(例如，類(lèi)似于乙酸丁酯)。優(yōu)選脂肪族烴溶劑是石腦油或低芳香族化合物(例如，“魯爾(Rule) 66”)礦油精，例如可從西鐵古石油(CitgoPetiOleum，塔爾薩，俄克拉荷馬州)購(gòu)得的蒸發(fā)率為1(乙酸丁酯=I)的特殊納普索特(Special Naptholite)。
[0042]脂肪族烴溶劑還可包括包含C15-C40烴的礦物油。因?yàn)榈V物油特別相對(duì)于大多數(shù)金屬顏料分散液的連續(xù)相具有相對(duì)較高的沸點(diǎn)，其特別可用于糊化金屬顏料，因?yàn)樗@得的顏料分散液可因其相對(duì)提高的閃點(diǎn)而以低起燃風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)存延長(zhǎng)時(shí)間。
[0043]標(biāo)記筆組合件[0044]標(biāo)記筆包括布置在外殼或筆筒中的儲(chǔ)墨器。儲(chǔ)墨器與多孔筆尖流體連通。筆筒通常經(jīng)塞子密封，這有助于將儲(chǔ)墨器保持在原位。
[0045]通常，儲(chǔ)墨器和筆尖相對(duì)于彼此的布置方式應(yīng)使得可因儲(chǔ)墨器與筆尖流體連通而將墨水組合物通過(guò)移動(dòng)從儲(chǔ)墨器轉(zhuǎn)移到筆尖。墨水組合物一般通過(guò)儲(chǔ)存器內(nèi)的毛細(xì)作用來(lái)移動(dòng)，即墨水組合物一般通過(guò)從儲(chǔ)存器遠(yuǎn)端到儲(chǔ)存器靠近筆尖的末端的毛細(xì)作用來(lái)移動(dòng)。類(lèi)似地，墨水組合物一般在筆尖內(nèi)通過(guò)毛細(xì)作用來(lái)移動(dòng)，即墨水組合物一般通過(guò)從筆尖靠近儲(chǔ)存器的部分到筆尖施加到襯底的部分的毛細(xì)作用來(lái)移動(dòng)以制作書(shū)寫(xiě)標(biāo)記。
[0046]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，儲(chǔ)墨器是芯吸型儲(chǔ)存器，且纖維性筆尖與其連續(xù)(即，持久地)接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，偶聯(lián)區(qū)為金屬墨水組合物從儲(chǔ)存器到筆尖的移動(dòng)提供大表面積(相對(duì)于筆尖的大小)。上的偶聯(lián)區(qū)通常與筆尖的相應(yīng)最大尺寸至少大致相等，是其至少約
1.5倍，和/或是其至少約2倍。
[0047]可用于輸送含有金屬顏料顆粒的墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆包含具有相對(duì)開(kāi)放結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)墨器。用于本發(fā)明標(biāo)記筆的適宜儲(chǔ)存器優(yōu)選地具有小于約0.50g/cc、更優(yōu)選地小于約0.25g/cc且最優(yōu)選地小于約0.10g/cc的儲(chǔ)存器纖維密度。 [0048]儲(chǔ)存器纖維可從熱塑性聚合物制造，例如聚酯、尼龍、聚丙烯和其混合物(前提是纖維不溶于墨水組合物中)。儲(chǔ)存器內(nèi)部的纖維可線(xiàn)性取向或纏在一起。為維持儲(chǔ)墨器對(duì)腐蝕性溶劑的完整性，可用聚丙烯、高密度聚乙烯或尼龍薄片包裹儲(chǔ)存器。儲(chǔ)存器可具有任何尺寸，只要所述尺寸足以?xún)?chǔ)存預(yù)定量的墨水且允許儲(chǔ)存器裝配到所需標(biāo)記筆主體或外殼中即可。
[0049]筆尖應(yīng)足夠多孔以容許金屬顏料顆粒自由通過(guò)所述筆尖。筆尖還應(yīng)防止墨水組合物在筆尖向下布置時(shí)泄漏。筆尖的纖維應(yīng)與墨水組合物溶劑系統(tǒng)相容(即，不溶于其中)且能保留墨水組合物。適宜筆尖纖維可從熱塑性聚合物制造，例如聚酯、聚丙烯、丙烯酸脂類(lèi)、尼龍和其組合。
[0050]制備方法和添加劑
[0051]本發(fā)明墨水組合物可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)制備。通常，將金屬顏料分散于第一溶劑或非揮發(fā)性油中，將固定樹(shù)脂和加注樹(shù)脂溶解于所述溶劑(有時(shí)稱(chēng)作“兌稀(letdown)”溶劑)中，然后合并兩種混合物且可添加額外兌稀溶劑以調(diào)節(jié)墨水組合物粘度。含有本發(fā)明墨水組合物的毛細(xì)作用標(biāo)記筆還可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)加工方法來(lái)制備。
[0052]閃光墨水組合物在25°C下的粘度通常小于約40厘泊(cps)、小于約25cps和/或小于約IOcps,例如約Icps到約40cps、約Icps到約25cps、約Icps到約lOcps、約1.5cps到約5cps，例如約2cps。然而，上文所提供的范圍可根據(jù)本發(fā)明標(biāo)記筆中所用的筆尖的性質(zhì)和多孔性以及儲(chǔ)墨器的纖維密度上下移動(dòng)。
[0053]墨水可任選地含有其它添加劑，例如表面張力調(diào)節(jié)劑、其它協(xié)效樹(shù)脂、表面活性劑、非揮發(fā)性溶劑、分散劑和業(yè)內(nèi)已知的其它添加劑?？蓪⑦@些添加劑以使得不會(huì)在任何方面對(duì)墨水組合物的整體性能造成不利影響的量添加到墨水組合物中。
[0054]可根據(jù)以下實(shí)例更好地理解本發(fā)明的毛細(xì)作用、閃光標(biāo)記筆和墨水組合物，所述實(shí)例只打算闡釋標(biāo)記筆和墨水組合物且不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0055]實(shí)例
[0056]實(shí)例I[0057]金墨是使用下文以所示量標(biāo)識(shí)的成份來(lái)制備。
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種墨水組合物，其包含: (a)有機(jī)溶劑； (b)分散于所述溶劑中的金屬顏料； (c)溶解于所述溶劑中的第一樹(shù)脂組份；和 (d)溶解于所述溶劑中的第二樹(shù)脂組份， 其中所述第一樹(shù)脂組份是固定樹(shù)脂且所述第二樹(shù)脂組份是加注樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述有機(jī)溶劑是脂肪族烴溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的墨水組合物，其中所述脂肪族烴溶劑包含一或多種長(zhǎng)度為C5-C15的烷烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述脂肪族烴溶劑包含一或多種長(zhǎng)度為C15-C40的烷烴。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料包含選自由以下組成的群組的金屬顏料:銅、鋅、鋁、青銅、云母、其氧化物、其陽(yáng)極處理物和上述任一者的組合。
6.根據(jù)前述權(quán)利 要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料包含具有銅/鋅合金的金青銅金屬顏料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的墨水組合物，其中所述金青銅金屬顏料的銅對(duì)鋅的重量比介于約50:50與約95:5之間，介于約55:45與約90:10之間，介于約60:40與約80:20之間和/或?yàn)榧s70:30。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料的平均密度在20°C下介于約2.5克/立方厘米g/cc到約12.5g/cc之間,在20°C下介于約4g/cc到約llg/cc之間,和/或在20°C下介于約8g/cc到約10g/cc之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料具有實(shí)質(zhì)上平面形態(tài)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料的平均厚度介于約0.01微米到約I微米、約0.05微米到約0.50微米和/或約0.08微米到約0.20微米之間。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料的平均直徑介于約0.5微米與約7.5微米之間、約I微米與約5微米之間和/或約2微米與約4微米之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料的表面已經(jīng)包含18到21個(gè)碳的長(zhǎng)鏈脂肪酸處理。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述金屬顏料是以基于所述墨水組合物的總重量介于約5wt%與約40wt%之間、約7.5wt%與約35wt%之間、約10wt%到約30wt%之間和/或約12.5wt%到約25wt%之間的量存在。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述墨水組合物的總樹(shù)脂含量基于所述墨水組合物的總重量介于約lwt%與約20wt%之間、約8wt%與約16wt%之間和/或約10wt%與14wt%之間。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述固定樹(shù)脂包含苯乙烯化職烯樹(shù)脂。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述固定樹(shù)脂是以基于所述墨水組合物的總重量介于約0.5wt%與約8wt%之間、約lwt%與約6wt%之間、約1.5wt%與約5wt%之間、約2wt%與約4wt%之間、約2wt%與約3.5wt%之間和/或約3wt.%的量存在。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述加注樹(shù)脂包含萜烯酚醛樹(shù)脂。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述加注樹(shù)脂是以基于所述墨水組合物的總重量介于約5wt%與約14.0wt%之間、約7wt%與約12wt%之間和/或約8wt%與約IIwt%之間的量存在。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的墨水組合物，其中所述加注樹(shù)脂對(duì)固定樹(shù)脂的比率為至少約3:2、至少約2:1和/或至少約3:1。
20.一種輸送墨水組合物的方法，其包含: 提供包括儲(chǔ)墨器和多孔筆尖的毛細(xì)作用標(biāo)記筆，所述儲(chǔ)墨器含有墨水組合物；和 使所述毛細(xì)作用標(biāo)記筆的所述筆尖與襯底表面接觸， 其中所述墨水組合物包含有機(jī)溶劑、分散于所述溶劑中的金屬顏料、溶解于所述溶劑中的第一樹(shù)脂組份和溶解于所述溶劑中的第二樹(shù)脂組份，其中所述第一樹(shù)脂組份是固定樹(shù)脂且所述第二樹(shù)脂組份是 加注樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】C09D11/16GK104011150SQ201280064454
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】馬丁·N·塞克斯頓 申請(qǐng)人:桑福德有限合伙人公司