專利名稱：用于熒光筆的有色液體組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于熒光標記或標記的書寫器具的有色液體組合物。換句話說，所述有色液體組合物適用于已經寫好的文本，用來使眼睛注意到已經被熒光標記的所述文本的段落。
背景技術：
已經公知有三類有色液體組合物或墨水能用于熒光筆，所述熒光筆用來熒光標記文本或使其視覺醒目。
在第一類中，墨水是傳統的有色墨水，其中染料的濃度低，這樣就可以避免遮蓋需熒光標記的文本。一般這種墨水是以含約70％的水和30％的二甘醇的溶劑為基礎的。
在第二類中，使用濃縮的墨水，它含有50％的水和50％的熒光染料，其中熒光染料涂覆于樹脂中，而樹脂又被置于水乳液中。所述濃縮墨水用于制備熒光筆中使用的有色液體組合物，濃縮墨水的濃度為20-30wt％，組合物的其余部分由水分保持劑，如甘油、山梨糖醇、二甘醇或三甘醇組成，其能避免書寫器具的尖端干枯得太快。
在第三類中，有色液體組合物使用了水溶性的熒光染料并需要使組合物的物理化學性能適合于兼顧熒光效果和所使用的書寫器具的性能兩個方面。例如，在EP0464304中公開了一種這一類型的有色液體組合物，該組合物以具有堿性pH的羥基芘三磺酸(hydroxypyrenetrisulfonic acid)水溶液為基礎。這種組合物包含以液體總重量計5-20wt％的單糖、二糖或三糖，所述單糖、二糖或三糖是通過還原衍生它們的多元醇或通過混合所述物質得到的。
當先前書寫的熒光標記文本是使用具有水溶性染料基墨水配方的鋼筆或圓珠筆(球感筆尖)書寫的話，以上提到的所有三種類型中用于熒光筆的有色液體組合物均具有相同的缺陷。在這種情況下，發現熒光筆的有色液體組合物弄濕了文本的墨水并部分溶解了所述墨水中包含的染料。因此，在被熒光標記的段落中，形成書寫文本的染料就變成被涂抹過的樣子，給人特別不愉快的外觀。此外，熒光筆的筆尖也受到從書寫文本墨水中部分溶解出的染料的某種程度的污染。
技術內容本申請的目的在于減輕上述缺陷。
通過用于熒光筆的有色液體組合物成功地實現了這一目的，所述組合物以公知的方式包括水和色素(coloring element)。以特有的方式，該有色液體組合物包含10-30wt％的水和至少40wt％的表面張力大于40毫牛頓每米(mN/m)的液體組分。
少量水的存在使得可以使用水溶性的然而又不能使被熒光標記的書寫墨水中所包含的染料溶解的色素。當介質是紙時，表面張力大于40mN/m的液體組分的量阻止有色液體組合物滲入到書寫介質中。
在優選實施方案中，色素是在堿性pH下顯示出熒光外觀的示蹤溶劑，如pH為8-9的羥基芘三磺酸(pyranine，顏色指數溶劑綠7，No.59040)。在這種情況下，表面張力大于40mN/m的液體組分是三乙醇胺，它已經被酸，特別是鹽酸部分中和，這樣獲得pH為8-9的堿性pH。這種中和作用可以使有色液體組合物富含季銨鹽，當介質是紙時，它會限制組合物滲入到書寫介質中。另外，已經發現，如果不進行鹽酸中和，那么由于大量的三乙醇胺，有色液體組合物的粘度就會太高，以至于不能使墨水正常擴散到書寫器具的毛細管柵格(lattice)中。這一中和作用用來降低使書寫器具正常工作條件下的粘度。
書寫器具正常工作所需的粘度調節也可以通過一定量的伯醇，1-20wt％，來實現。所述醇可以是例如，乙醇、丙醇或丁醇。
另外，通過在組合物中使用，濃度為約2-15wt％的乳液狀丙烯酸樹脂可以進一步調節對有色液體組合物滲入到紙介質中的限制。
當然，可以使用其他類型的色素，特別是水溶性熒光染料，如酸性藍9號。
此外，在個案基礎上(on a case-by-case basis)，例如，從三乙醇胺、甘油、山梨糖醇和乙二醇中選擇表面張力大于40mN/m的液體組分是適合的。
優選的液體組分由甘油與脲的反應產物組成，其具有如下所示化學式 其表面張力為約64.5mN/m，粘度為約150厘沲(cPo)。因此，與其他更粘的組分，如甘油相比，可大量，約80％，引入到用于熒光標記的有色液體組合物中，同時相應降低水量，約10％。
通過閱讀以下實施方案的說明將會更好地理解本發明，其中用于熒光標記的有色液體組合物是以堿性溶液中的羥基芘三磺酸為基礎的。
文件EP0464304公開了一種適用于熒光筆或標記筆類型書寫器具的有色液體組合物，它以呈堿性范圍pH的羥基芘三磺酸(名稱為pyranine，參考顏色指數溶劑綠7，No.59040)水溶液為基礎。在該文件中，有色液體組合物包含以液體總重量計5-20wt％的單糖、二糖或三糖，所述單糖、二糖或三糖來自衍生它們的多元醇的還原或所述物質的混合物。根據這一文件，這種加入單糖、二糖或三糖使得可以在各種類型紙上獲得非同尋常質量的標記，在標記對光的耐久性方面有極大的改進。
但是，根據本申請，當在用鋼筆或圓珠筆(使用以水溶性染料以基礎配成的墨水)書寫的文本上進行熒光標記時，熒光標記段落中的染料會被涂抹，并且熒光筆的筆尖也受到這種染料某種程度的污染。
具有如下所示重量配方的有色液體組合物可以避免這些缺陷，該組合物同樣是以處于堿性溶液中的pyranine為基礎的。
-pyranine(顏色指數溶劑綠7，No.59040)1％-3％-85％的三乙醇胺(用22摩爾濃鹽酸中和)42.5％-70％-水10％-30％-含50％的水的丙烯酸苯乙烯樹脂乳液2％-15％-伯醇1％-20％三乙醇胺的表面張力為47.5mN/m。加入濃鹽酸用來部分中和三乙醇胺以使得pH達到8-9，這是顯示出pyranine的強熒光黃效果所必需的。乳液狀丙烯酸苯乙烯樹脂可以由，例如Goodrich公司以Joncryl J90出售的產品組成。
伯醇優選為乙醇、丙醇或甚至為丁醇。
加入伯醇的目的是為了降低有色液體組合物的粘度而不顯著降低其表面張力，所述表面張力需要保持足夠高以防止組合物穿透紙介質，(否則)將會損壞使用熒光筆的紙張的背面。
本發明有色液體組合物的具體特點在于它滿足以下所有的要求-通過組合物的堿性pH而顯示出pyranine的熒光特性；-因為存在水所以能夠使pyranine溶解；-其粘度足夠低從而使組合物以正常的方式通過毛細作用擴散到書寫器具中；-其表面張力足夠高從而限制組合物滲入紙介質中；和-含有水的量少從而避免從熒光標記的段落中吸入水溶性染料。
以上所示重量組成的有色液體組合物滿足所有這些要求，然而本發明不局限于所述使用pyranine作為色素而三乙醇胺作為表面張力大于40mN/m的組分的具體方案。可以使用其他類型的色素，特別是不需要具有堿性pH的水溶性熒光染料。
不管使用什么色素，均可以使用其他表面張力大于40mN/m的液體組分，如甘油、山梨糖醇或乙二醇。
甘油的表面張力為約72mN/m，但其粘度很高，為約1200cPo。它是適合的，但是需要相當高的水量，約25％。
優選的組分為C4H6O4，它是由甘油與脲反應得到，具有如下化學式

其表面張力為約64.5mN/m，但其粘度為約150cPo，這使得可以使用最少的水量，10％。
在以下兩個實施例中，A和B是具有類似組成的，使用甘油(A)或組分C4H6O4(B)的液體組合物。

應當觀察到，器具正常工作需要的粘度是組成所述器具各元件，如書寫頭、其毛細管連接器、纖維和形成纖維儲存器的粘結劑的函數。因此，可以選擇所述元件以適應有色液體組合物的粘度，或相反根據器具來選擇所述組合物。作為非包容性示例，用于熒光標記器正常工作的有色液體組合物的粘度可以為10-30cPo。
權利要求
1.用于熒光筆的有色液體組合物，所述組合物包括水和色素，其特征在于以重量計水含量為10-30wt％，和它包括至少40wt％的表面張力大于40mN/m的液體組分。
2.根據權利要求1的組合物，其特征在于所述色素為在堿性pH下具有熒光外觀的示蹤溶劑，尤其是羥基芘三磺酸，且組合物的pH為8-9。
3.根據權利要求2的組合物，其特征在于表面張力大于40mN/m的組分為三乙醇胺，且組合物包含一種用于部分中和三乙醇胺從而達到堿性pH的酸，如鹽酸。
4.根據權利要求1-3任一項的組合物，其特征在于它包含含量為1-20wt％的伯醇。
5.根據權利要求1-4任一項的組合物，其特征在于它包含含量為2-15wt％的乳液狀丙烯酸樹脂。
6.根據權利要求1的組合物，其特征在于表面張力大于40mN/m的組分選自甘油、山梨糖醇、乙二醇、乙醇胺。
7.根據權利要求1的組合物，其特征在于表面張力大于40mN/m的組分為由甘油與脲反應得到的具有如下化學式的C4H6O4組分
8.根據權利要求7的組合物，其特征在于水含量為約10％，C4H6O4組分含量為約80％。
全文摘要
本發明涉及一種用于熒光筆的有色液體組合物，其包括色素和水，水含量以重量計為10－30wt％。它還包括至少40wt％的表面張力大于40mN/m的液體組分。在具體實施方案中，色素是具有堿性pH、具有熒光外觀的示蹤溶劑，尤其是羥基芘三磺酸，組合物的pH為8－9，表面張力大于40mN/m的組分是三乙醇胺。在這種情況下，組合物包含一種用于部分中和三乙醇胺從而達到堿性pH的酸，如鹽酸。
文檔編號C09D11/16GK1483065SQ01821137
公開日2004年3月17日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月22日
發明者J·迪埃, C·貝圖阿爾, J 迪埃, 及⒍ 申請人:康特公司