CN110423514B - 一种抑制积墨圆珠笔墨水组合物 - Google Patents
一种抑制积墨圆珠笔墨水组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种抑制积墨型圆珠笔墨水组合物,该圆珠笔墨水组合物类型可以是中性墨水或W/O型乳化墨水。本发明使用改性黄原胶作为体系增稠剂,在保证体系黏度的同时,具有弹性应答占主导地位的黏弹性能,在匹配笔头应用方面,尤其在笔芯积墨性能方面,具有优良的抑制积墨性能。与现有以聚丙烯酸类合成高分子作为增稠剂的圆珠笔墨水组合物相比,解决了按动式中性圆珠笔无笔帽保护竖直放置过程中笔头积墨的问题,以及书写过程中出现的积墨现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆珠笔墨水组合物,尤其涉及一种具有优良抑制积墨性能的圆珠笔墨水组合物。
背景技术
目前国际市场书写工具种类繁多,而圆珠笔已逐渐成为人们日常使用最广泛的书写工具。近年来,我国制笔行业蓬勃发展,已跻身于世界制笔业的生产大国和出口大国,其中圆珠笔的产量已跃居世界第一,但目前市场圆珠笔在应用性能尤其是在笔头积墨方面仍然存在着问题。例如,按动式圆珠笔由于没有笔帽的保护,在竖直放置的情况下笔头处会出现积墨,严重时还会伴有滴墨现象。即使是对于普通插拔式圆珠笔而言,笔头的积滴墨也是同样存在的。同时,中性、乳化等不同体系墨水组合物在使用过程中会出现不同程度的书写积墨问题,这些都将影响消费者的书写体验。
圆珠笔墨水组合物需要具备一定的表观黏度,保证静态下不从笔头处流出同时具有一定的剪切变稀能力以达到书写要求,通常是加入一定量的增稠剂来满足上述需求,而增稠剂的选择往往是聚丙烯酸类增稠剂,此类增稠剂增稠效果显著,但此类墨水组合物的抑制积墨性能不佳,易出现笔头积墨现象。
发明内容
针对上述圆珠笔墨水组合物在笔头积墨方面存在的问题,本发明提供一种具有优良抑制积墨性能的圆珠笔墨水组合物,主要通过优选改性黄原胶作为体系增稠剂替代聚丙烯酸类增稠剂,在使圆珠笔墨水组合物具备一定表观黏度和剪切变稀能力的同时具有优良的抑制积墨性能。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种墨水组合物,包含增稠剂,所述增稠剂是改性黄原胶。
进一步地,所述改性黄原胶为采用环氧丙烷、氯乙酸钠和黄原胶反应,合成的一种羧甲基羟丙基黄原胶,其数均分子量为4×106~8×106,黏度为1100~2400cP(测试方法参考GB13886-2007)。
进一步地,按重量份计,所述改性黄原胶的制备原料包括:黄原胶7.1~10.0份,优选为8.2~9.5份,更好为8.7~9.0份;60-80wt.%的低级一元醇水溶液80.5~92.5份,优选为85.3~90.1份,更好为86.7~89.1份;15~25wt.%的NaOH水溶液0.5~1.8份,优选为0.8~1.5份,更好为1.0~1.3份;改性剂〔环氧丙烷:氯乙酸钠=2:1~1:2(重量比)〕1.0~2.0份,优选1.4~1.9份,更好为1.6~1.8份。
进一步地,所述墨水组合物为中性墨水组合物或W/O型乳化墨水组合物。
其中,所述墨水组合物可以为中性墨水组合物,该中性墨水组合物还包括去离子水、助溶剂、防腐剂、pH调节剂、颜料色浆和增稠剂。
进一步地,按重量份计,所述中性墨水组合物包括:所述去离子水35.2~56.3份,优选为39.7~50.5份,更好为43.6~48.0份;所述助溶剂16.2~25.4份,优选为16.8~20.0份,更好为17.5~19.5份;所述防腐剂0.1~0.4份,优选为0.15~0.35份,更好为0.2~0.3份;所述pH调节剂1.0~2.6份,优选为1.0~2.3份,更好为1.0~1.6份;所述颜料色浆27.2~40.5份,优选为28.0~38.5份,更好为29.5~35.7份;所述增稠剂1.0~5.0份,优选1.5~4.5份,更好为2.0~3.0份。
进一步地,中性墨水组合物中,所述助溶剂为多聚醇类物质;所述防腐剂为异噻唑啉酮类物质;所述pH调节剂为有机胺类物质。
另一方面,所述墨水组合物也可以为W/O型乳化墨水组合物,该W/O型乳化墨水组合物还包括去离子水、染料、有机溶剂、乳化剂、触变剂和增稠剂。
进一步地,按重量份计,所述W/O型乳化墨水组合物包括:所述去离子水10.0~26.0份,优选为15.0~24.5份,更好为18.0~23.0份;所述染料20.0~30.0份,优选为22.0~28.0份,更好为23.5~27.0份;所述有机溶剂30.0~55.0份,优选为30.0~50.0份,更好为35.0~45.0份;所述乳化剂1.0~2.0份,优选为1.0~1.8份,更好为1.2~1.6份;所述触变剂0.4~0.7份,优选为0.4~0.6份,更好为0.45~0.55份;所述增稠剂10.0~15.0份,优选为11.0~15.0份,更好为12.5~14.5份。
进一步地,W/O型乳化墨水组合物中,所述有机溶剂为醚类物质;所述乳化剂为天然胶;所述触变剂为纤维素醚类物质。
同时,所述墨水组合物具有0.5~5的低频(ω=0.1rad/s)损耗因子tanδ,20%~60%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率。
其中,所述中性墨水组合物具有0.5-5的低频(ω=0.1rad/s)损耗因子tanδ,20%~45%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率。
所述W/O型乳化墨水组合物具有0.5~3的低频(ω=0.1rad/s)损耗因子tanδ,20%~60%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率。
另一方面,本发明提供前述中性墨水组合物的制备方法,包括:
步骤(1):在室温下,将助溶剂溶解于去离子水中,得到混合溶液a;
步骤(2):向所述步骤(1)得到的所述混合溶液a中加入防腐剂、pH调节剂,并搅拌均匀,得到混合溶液b;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的所述混合溶液b中依次加入颜料色浆、增稠剂,并搅拌,得到混合物c;
步骤(4):将所述步骤(3)得到的所述混合物c过滤、脱泡,得到中性墨水组合物。
进一步地,所述步骤(2)的搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为30~90分钟;所述步骤(3)的搅搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为30~90分钟;
此外,本发明还提供了前述W/O型乳化墨水组合物的制备方法,包括:
步骤(1):将染料和一部分乳化剂加入到一部分有机溶剂中,加热搅拌至充分溶解,得到混合溶液d;
步骤(2):将触变剂、另一部分乳化剂、另一部分有机溶剂和去离子水混合,加热搅拌,形成油包水的乳状液,得到混合溶液e;
步骤(3):将所述步骤(1)得到的所述混合溶液d与所述步骤(2)得到的所述混合溶液e加入同一容器,再加入增稠剂搅拌混合均匀,得到W/O型乳化墨水组合物。
进一步地,所述步骤(1)的加热温度为40~50℃,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~60分钟;所述步骤(2)的加热温度为40~50℃,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~60分钟;所述步骤(3)在常温下进行,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为60~100分钟。
另外,本发明公开了一种测试墨水积墨性能的方法,其特征在于,通过测试墨水的低频(ω=0.1rad/s)损耗因子tanδ,即可得到墨水的静态积滴墨性能;通过测试5s剪切程度,以及恢复阶段初始点斜率,即可得到墨水的动态书写积墨性能。
本发明所涉及的抑制积墨型圆珠笔墨水组合物,优选改性黄原胶作为体系增稠剂,在保证体系具有一定黏度的同时,还为体系提供了在25℃低频(ω=0.1rad/s)下弹性应答占主导地位的黏弹性能,该圆珠笔墨水组合物制成笔芯后在笔芯应用性能方面,尤其是笔头积墨方面有着优良的抑制积墨性能,极大的提高了消费者的书写体验。
附图说明
图1是中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8的振荡频率扫描结果。
图2是中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8制成笔芯后的静态积滴墨示意图。
图3是中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8的触变恢复测试方法示意图。虚线2对应的复数黏度和虚线1对应的复数黏度的差值与虚线1对应的复数黏度的比值称为5s剪切程度,虚线3对应的斜率定义为剪切结束后恢复阶段初始点斜率。
图4是中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8制成笔芯后使用书写划圆仪划线的积墨示意图。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例,列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。
本发明使用改性黄原胶作为体系增稠剂,保证了墨水组合物的静态积滴墨和动态书写积墨性能。
制备上述改性黄原胶组分包括,以重量份计:黄原胶7.1~10.0份,优选为8.2~9.5份,更好为8.7~9.0份;60-80wt.%的低级一元醇(含1~5个碳原子的一元醇)水溶液80.5~92.5份,优选为85.3~90.1份,更好为86.7~89.1份;15~25wt.%的NaOH水溶液0.5~1.8份,优选为0.8~1.5份,更好为1.0~1.3份;改性剂〔环氧丙烷:氯乙酸钠=2:1~1:2(重量比)〕1.0~2.0份,优选为1.4~1.9份,更好为1.6~1.8份。
该改性黄原胶可通过如下步骤制备:
步骤(1):室温下,将黄原胶充分分散于60~80wt.%的低级一元醇水溶液中,得到混合溶液a;
步骤(2):向前述混合溶液a中加入15~25wt.%的NaOH水溶液,并于室温下碱化1~2h,得到混合溶液b;
步骤(3):将改性剂加到前述混合溶液b中,升温至60~100℃下发生反应,反应时间2~4h,得到产物c;
步骤(4):产物c用高浓度梯度的乙醇溶液依次清洗,并进行抽滤、60~80℃高温干燥8~10h,得到改性黄原胶。
所得改性黄原胶数均分子量为4×106~8×106,黏度为1100~2400cP(测试方法参考GB13886-2007)。
所述墨水组合物包括中性墨水组合物及W/O型乳化墨水组合物两种。
其中,中性墨水组合物包括,以重量份计:去离子水35.2~56.3份,优选为39.7~50.5份,更好为43.6~48.0份;助溶剂16.2~25.4份,优选为16.8~20.0份,更好为17.5~19.5份;防腐剂0.1~0.4份,优选为0.15~0.35份,更好为0.2~0.3份;pH调节剂1.0~2.6份,优选为1.0~2.3份,更好为1.0~1.6份;颜料色浆27.2~40.5份,优选为28.0~38.5份,更好为29.5~35.7份;增稠剂1.0~5.0份,优选为1.5~4.5份,更好为2.0~3.0份。
该中性墨水组合物通过如下方法制备:
步骤(1):在室温下,将助溶剂溶解于去离子水中,得到混合溶液a;
步骤(2):向前述混合溶液a中加入防腐剂、pH调节剂,并搅拌均匀,得到混合溶液b;
步骤(3):将前述混合溶液b中依次加入颜料色浆、增稠剂,并搅拌,得到混合物c;
步骤(4):将前述混合物c过滤、脱泡,得到中性墨水组合物。
另外,W/O型乳化墨水组合物包括,以重量计:去离子水10.0~26.0份,优选为15.0~24.5份,更好为18.0~23.0份;染料20.0~30.0份,优选为22.0~28.0份,更好为23.5~27.0份;有机溶剂30.0~55.0份,优选为30.0~50.0份,更好为35.0~45.0份;乳化剂1.0~2.0份,优选为1.0~1.8份,更好为1.2~1.6份;触变剂0.4~0.7份,优选为0.4~0.6份,更好为0.45~0.55份;增稠剂10.0~15.0份,优选为11.0~15.0份,更好为12.5~14.5份。
该W/O型乳化墨水组合物的制备方法,包括:
步骤(1):将染料和乳化剂加入到有机溶剂中,加热搅拌至充分溶解,得到混合溶液d;
步骤(2):将触变剂、乳化剂、有机溶剂和去离子水混合,加热搅拌,形成油包水的乳状液,得到混合溶液e;
步骤(3):将前述混合溶液d与混合溶液e加入同一容器,再加入增稠剂混合均匀,得到W/O型乳化墨水组合物。
以下通过实施例对本发明作进一步地详细说明。
中性墨水实施例1
(1)按照以下组分及其质量百分比备料:41.2份的去离子水,18.4份的助溶剂(聚乙二醇400),0.3份的防腐剂(1,2苯并异噻唑啉-3-酮),1.4份的pH调节剂(乙醇胺),37.1份的颜料色浆(炭黑颜料BC4300),1.6份的增稠剂(改性黄原胶);
(2)其中,改性黄原胶原料包括,以重量份计:黄原胶8.8份、70wt.%的乙醇水溶液87.5份、20wt.%的NaOH水溶液1.1份、改性剂(环氧丙烷:氯乙酸钠=1:1)1.6份,并按如下步骤制备:
步骤I:室温下,将黄原胶充分分散于70wt.%的乙醇溶液中,得到混合溶液a;
步骤II:向前述混合溶液a中加入20wt.%的NaOH水溶液,并于室温下碱化1.5h,得到混合溶液b;
步骤III:将改性剂加到前述混合溶液b中,升温至80℃下发生反应,反应时间3h,得到产物c;
步骤IV:产物c用高浓度梯度的乙醇溶液依次清洗,并进行抽滤、70℃高温干燥9h,得到改性黄原胶。
(3)中性墨水组合物制备:将41.2份的去离子水和18.4份的聚乙二醇400加入到带有搅拌装置的容器中搅拌,充分溶解得到混合溶液a,随后在搅拌状态下加入0.3份的1,2苯并异噻唑啉-3-酮、1.4份的三乙醇胺,在800r/min速度下搅拌1h,得到均匀混合溶液b,接着在800r/min速度下先加入37.1份的炭黑颜料BC4300,当体系混合均匀后,在搅拌状态下再加入1.6份的改性黄原胶,搅拌约1h直至所有成分混合均匀,得到混合溶液c,之后停止搅拌,进行过滤、脱泡后制得中性墨水实施例1。
中性墨水实施例2
将中性墨水实施例1中的去离子水改为45.0份,色浆(炭黑颜料BC4300)改为32.3份,增稠剂(改性黄原胶)改为2.6份,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
中性墨水实施例3
将中性墨水实施例1中的去离子水改为49.0份,色浆(炭黑颜料BC4300)改为27.3份,增稠剂(改性黄原胶)改为3.6份,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
中性墨水对比例4
将中性墨水实施例1中的增稠剂的种类由改性黄原胶换为聚丙烯酸类增稠剂VISCOLAM 330,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
W/O型乳化墨水实施例5
(1)按照以下组分及其质量百分比备料:18.6份的去离子水,29.3份的染料(油溶黑63),37.8份的有机溶剂(乙二醇苯醚),1.4份的乳化剂(***胶),0.5份的触变剂(羧甲基纤维素),12.4份的增稠剂(改性黄原胶)。
(2)其中,改性黄原胶原料包括,以重量份计:黄原胶8.8份、70wt.%的乙醇水溶液87.5份、20wt.%的NaOH水溶液1.1份、改性剂(环氧丙烷:氯乙酸钠=1:1)1.6份,并按如下步骤制备:
步骤I:室温下,将黄原胶充分分散于70wt.%的乙醇溶液中,得到混合溶液a;
步骤II:向前述混合溶液a中加入20wt.%的NaOH水溶液,并于室温下碱化1.5h,得到混合溶液b;
步骤III:将改性剂加到前述混合溶液b中,升温至80℃下发生反应,反应时间3h,得到产物c;
步骤IV:产物c用高浓度梯度的乙醇溶液依次清洗,并进行抽滤、70℃高温干燥9h,得到改性黄原胶。
(3)W/O型乳化墨水组合物制备:第一步,将29.3份的油溶黑63和0.7份的***胶加入到装有18.9份的乙二醇苯醚的容器中,加热至45℃,在400r/min速度下搅拌45分钟,形成分散均一的混合溶液d;将0.5份的羧甲基纤维素、0.7份的***胶、18.9份的乙二醇苯醚和18.6份的去离子水混合,加热至45℃,在400r/min速度下搅拌45分钟,形成油包水的乳状液,得到混合溶液e。第二步,将混合溶液d和混合溶液e加入同一容器中,再加入12.4份的改性黄原胶,在400r/min速度下搅拌80分钟直至形成混合均匀稳定的乳状液,得到W/O型乳化墨水实施例3。
W/O型乳化墨水实施例6
将W/O型乳化墨水实施例5中的去离子水改为21.6份,染料(油溶黑63)改为25.3份,增稠剂(改性黄原胶)改为13.4份,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
W/O型乳化墨水实施例7
将W/O型乳化墨水实施例5中的去离子水改为24.6份,染料(油溶黑63)改为21.3份,增稠剂(改性黄原胶)改为14.4份,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
W/O型乳化墨水对比例8
将W/O型乳化墨水实施例5中的增稠剂的种类由改性黄原胶换为聚丙烯酸类增稠剂VISCOLAM 330,其余参数(组分、比例)、制备方法均相同。
对前述中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8样品进行抑制积墨性能验证试验。
所述抑制积墨性能验证试验分为静态和动态两部分,静态时验证静态积滴墨,动态时验证书写积墨。
所述静态积滴墨性能检测通常是将圆珠笔墨水组合物制作成一定数量的笔芯,将笔芯脱帽后悬空竖直放置一定的时间,观察笔芯的静态积滴墨程度。动态书写积墨检测是将圆珠笔墨水组合物制作一定数量的笔芯,使用书写划圆仪对其进行划线测试,观察书写积墨的情况。
用25℃低频(ω=0.1rad/s)下损耗因子tanδ值的大小去表征圆珠笔墨水组合物静态积滴墨的难易程度;用5s剪切程度和剪切结束后恢复阶段初始点斜率去表征圆珠笔墨水组合物动态书写停笔积墨的难易程度。
该静态积滴墨性能验证试验包括振荡应变扫描和振荡频率扫描。所述振荡应变扫描测试具体测试步骤如下。
使用HAAKE RS6000旋转流变仪,采用CD(控制应变)模式,选择60/1°TiL的锥板,测试温度为25℃,频率为1HZ,在振荡模式下应变由0逐渐增至10,得到样品弹性模量G'、黏性模量G"和损耗因子tanδ随应变γ变化的曲线,tanδ不随应变发生变化的应变区域称为线性黏弹区。
只有在线性黏弹区内的测试才能获得物质的特性常数,因此必须首先确定圆珠笔墨水组合物的线性黏弹区,以选择合适的应变,使动态振荡频率扫描实验在线性黏弹区内进行且产生的响应足够大。
所述振荡频率扫描测试具体测试步骤如下。
在线性黏弹区内选择合适的应变,使用HAAKE RS6000旋转流变仪,选择60/1°TiL的锥板,测试温度为25℃,角速度ω从0逐渐增至100,对样品进行振荡频率扫描,得到tanδ随角速度ω的变化曲线,在ω较小即低频时的tanδ值的大小用来表征中性墨水静态积滴墨的难易程度。
损耗因子tanδ是黏性模量G"与弹性模量G'的比值,tanδ值大于1时,表明体系具有黏性应答占主导地位的黏弹性能,tanδ值越大,颜料型中性墨水体系的流动性就越好,静态积滴墨现象越易发生。
中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8制成笔芯后的静态积滴墨试验结果数据如表1所示。
表1静态积滴墨测试结果
可以看出,采用改性黄原胶的中性墨水实施例1~3、W/O型乳化墨水实施例5~7分别相比采用聚丙烯酸类增稠剂的中性墨水对比例4、W/O型乳化墨水对比例8具有更低的低频tanδ值以及更少的静态积滴墨率。
动态书写积墨检测包括触变恢复测试,具体测试步骤如下。
使用HAAKE RS6000旋转流变仪对颜料型中性墨水进行复合黏度|η*|的三段式测试。该测试分为三个阶段:
第一阶段为振荡时间扫描模式,此阶段模拟静态,从线性黏弹区选取合适应变,扫描频率设置为低频,25℃条件下保温120s;
第二阶段为剪切模式,旨在模拟书写中颜料型中性墨水被球珠带出的剪切过程,设置剪切速率为1000s-1,剪切时间为5s;
第三阶段为振荡时间扫描模式,此阶段为剪切结束后的恢复阶段,从线性黏弹区选取合适应变,扫描频率设置为低频,25℃条件下保温120s;
将剪切5s内复数黏度|η*|相较于初始值的变化程度定义为5s剪切程度,不同体系圆珠笔墨水组合物5s剪切程度是不同的,它还代表了不同体系圆珠笔墨水组合物触变性的大小。
在5s剪切程度相似的情况下,恢复阶段初始点斜率越大,剪切停止后黏度体系构建越快,停笔积墨越不易发生。
中性墨水实施例1~3、中性墨水对比例4与W/O型乳化墨水实施例5~7、W/O型乳化墨水对比例8制成笔芯后使用书写划圆仪的划线结果如表2所示。
表2书写划线结果
可以看出,采用改性黄原胶的中性墨水实施例1~3、W/O型乳化墨水实施例5~7分别相比采用聚丙烯酸类增稠剂的中性墨水对比例4、W/O型乳化墨水对比例8具有更高的恢复阶段初始点斜率以及更少的机器划线每百米积墨点个数。
由此可见,本发明优选改性黄原胶作为体系增稠剂,在保证体系黏度的同时,具有弹性应答占主导地位的黏弹性能,在匹配笔头应用方面,尤其在笔芯积墨性能方面,具有优良的抑制积墨性能。与现有以聚丙烯酸类合成高分子作为增稠剂的圆珠笔墨水组合物相比,解决了按动式中性圆珠笔无笔帽保护竖直放置过程中笔头积墨的问题,以及书写过程中出现的积墨现象。
本领域技术人员应当注意的是,本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的,可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而,本发明不限于上述实施方式,而仅由权利要求限定。
Claims (17)
1.一种圆珠笔墨水组合物,包含增稠剂,其特征在于,所述增稠剂是改性黄原胶,所述改性黄原胶为采用环氧丙烷、氯乙酸钠和黄原胶反应,合成的一种羧甲基羟丙基黄原胶,其数均分子量为4×106~8×106,黏度为1100~2400cP;其中,所述黏度的测试方法参考GB13886-2007。
2.如权利要求1所述的墨水组合物,其特征在于,按重量份计,所述改性黄原胶的制备原料包括:黄原胶7.1~10.0份;60-80wt.%的低级一元醇水溶液80.5~92.5份;15~25wt.%的NaOH水溶液0.5~1.8份;改性剂1.0~2.0份;其中,所述改性剂为重量比2:1~1:2的环氧丙烷、氯乙酸钠的混合物。
3.如权利要求1-2任一项所述的墨水组合物,其特征在于,所述墨水组合物为中性墨水组合物或W/O型乳化墨水组合物。
4.如权利要求3所述的墨水组合物,其特征在于,所述墨水组合物为中性墨水组合物,该中性墨水组合物还包括去离子水、助溶剂、防腐剂、pH调节剂和颜料色浆。
5.如权利要求4所述的墨水组合物,其特征在于,按重量份计,所述中性墨水组合物包括:所述去离子水35.2~56.3份;所述助溶剂16.2~25.4份;所述防腐剂0.1~0.4份;所述pH调节剂1.0~2.6份;所述颜料色浆27.2~40.5份;所述增稠剂1.0~5.0份。
6.如权利要求5所述的墨水组合物,其特征在于,所述中性墨水组合物中,所述助溶剂为多聚醇类物质;所述防腐剂为异噻唑啉酮类物质;所述pH调节剂为有机胺类物质。
7.如权利要求3所述的墨水组合物,其特征在于,所述墨水组合物为W/O型乳化墨水组合物,该W/O型乳化墨水组合物还包括去离子水、染料、有机溶剂、乳化剂和触变剂。
8.如权利要求7所述的墨水组合物,其特征在于,按重量份计,所述W/O型乳化墨水组合物包括:所述去离子水10.0~26.0份;所述染料20.0~30.0份;所述有机溶剂30.0~55.0份;所述乳化剂1.0~2.0份;所述触变剂0.4~0.7份;所述增稠剂10.0~15.0份。
9.如权利要求8所述的墨水组合物,其特征在于,所述W/O型乳化墨水组合物中,所述有机溶剂为醚类物质;所述乳化剂为天然胶;所述触变剂为纤维素醚类物质。
10.如权利要求3所述的墨水组合物,其特征在于,所述墨水组合物具有0.5~5的低频损耗因子tanδ,20%~60%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率;其中,低频损耗因子的低频条件为ω=0.1rad/s。
11.如权利要求10所述的墨水组合物,其特征在于,所述中性墨水组合物具有0.5~5的低频损耗因子tanδ,20%~45%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率;其中,低频损耗因子的低频条件为ω=0.1rad/s。
12.如权利要求10所述的墨水组合物,其特征在于,所述W/O型乳化墨水组合物具有0.5~3的低频损耗因子tanδ,20%~60%的5s剪切程度,以及10~35的恢复阶段初始点斜率;其中,低频损耗因子的低频条件为ω=0.1rad/s。
13.一种中性墨水组合物的制备方法,包括:
步骤(1):在室温下,将助溶剂溶解于去离子水中,得到混合溶液a;
步骤(2):向所述步骤(1)得到的所述混合溶液a中加入防腐剂、pH调节剂,并搅拌均匀,得到混合溶液b;
步骤(3):将所述步骤(2)得到的所述混合溶液b中依次加入颜料色浆、增稠剂,并搅拌,得到混合物c;
步骤(4):将所述步骤(3)得到的所述混合物c过滤、脱泡,得到中性墨水组合物;
其中,所述增稠剂是改性黄原胶,所述改性黄原胶为采用环氧丙烷、氯乙酸钠和黄原胶反应,合成的一种羧甲基羟丙基黄原胶,其数均分子量为4×106~8×106,黏度为1100~2400cP;其中,所述黏度的测试方法参考GB13886-2007。
14.如权利要求13所述制备方法,其特征在于,
所述步骤(2)的搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为30~90分钟;
所述步骤(3)的搅拌速度为700~900r/min,搅拌时间为30~90分钟。
15.一种W/O型圆珠笔乳化墨水组合物的制备方法,包括:
步骤(1):将染料和一部分乳化剂加入到一部分有机溶剂中,加热搅拌至充分溶解,得到混合溶液d;
步骤(2):将触变剂、另一部分乳化剂、另一部分有机溶剂和去离子水混合,加热搅拌,形成油包水的乳状液,得到混合溶液e;
步骤(3):将所述步骤(1)得到的所述混合溶液d与所述步骤(2)得到的所述混合溶液e加入同一容器,再加入增稠剂搅拌混合均匀,得到W/O型圆珠笔乳化墨水组合物;
其中,所述增稠剂是改性黄原胶,所述改性黄原胶为采用环氧丙烷、氯乙酸钠和黄原胶反应,合成的一种羧甲基羟丙基黄原胶,其数均分子量为4×106~8×106,黏度为1100~2400cP;其中,所述黏度的测试方法参考GB13886-2007。
16.如权利要求15所述制备方法,其特征在于,
所述步骤(1)的加热温度为40~50℃,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~60分钟;
所述步骤(2)的加热温度为40~50℃,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~60分钟;
所述步骤(3)在常温下进行,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为60~100分钟。
17.一种测试墨水积墨性能的方法,其特征在于,通过测试墨水的低频损耗因子tanδ,即可得到墨水的静态积滴墨性能;通过测试5s剪切程度,以及恢复阶段初始点斜率,即可得到墨水的动态书写积墨性能;其中,低频损耗因子的低频条件为ω=0.1rad/s。
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