熱致變色組合物、熱致變色可擦中性墨水及其裝配筆芯的制作方法
【專利摘要】本發明提供熱致變色組合物、由熱致變色組合物制成的熱致變色微膠囊、由熱致變色微膠囊制成的熱致變色可擦中性墨水以及裝配熱致變色可擦中性墨水的筆芯。所述熱致變色組合物含有(1)供電子化合物；(2)受電子化合物；和(3)有機溶劑，其特征在于，所述有機溶劑為含苯環的羧酸與二元醇形成的二酯或二元羧酸與含苯環的脂肪醇形成的二酯。采用本發明的熱致變色可擦中性墨水匹配特殊制備的可擦筆頭裝配成筆芯，可實現字跡的完全擦除和反復書寫的功能。
【專利說明】熱致變色組合物、熱致變色可擦中性墨水及其裝配筆芯
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱致變色組合物、由熱致變色組合物制成的熱致變色微膠囊、由熱致變色微膠囊制成的熱致變色可擦中性墨水以及裝配熱致變色可擦中性墨水的筆芯。
【背景技術】
[0002]熱致變色即通過升溫或降溫來改變體系的顏色。現有的熱致變色體系，其顏色的改變大多是可逆的，即升高(或降低)到某一溫度體系顏色發生改變，一旦溫度下降低于該溫度(或上升高于該溫度)時體系的顏色會立即恢復；或者體系的顏色改變是完全不可逆的，一旦溫度變化體系顏色發生了改變，再無法恢復。上述體系都無法直接應用于可擦墨水體系，因為作為可擦墨水，其書寫字跡在溫度升高時顏色消失后不希望一旦溫度降低顏色便立即恢復；同時考慮到運輸過程中可能產生的高溫使墨水消色，需要使其在某一環境下復色而正常書寫。
[0003]常見的有機可逆熱致變色體系是一類復配混合物，其主要由供電子顯色有機化合物和受電子化合物組成。其中供電子顯色有機化合物多為三芳甲烷、熒烷或螺環系列，受電子化合物為一種路易斯酸，它包括脂肪酸、酚類及其金屬鹽。兩者種類繁多，在實際應用中可根據需求進行組合。該復配混合物可隨著溫度改變而可逆地改變顏色。
[0004]在上述復配混合物中添加一種有機溶劑，在其熔融狀態能很好的溶解復配混合物并影響其變色特性。由這類有機溶劑和復配混合物組成的熱致變色組合物，其在常溫下為有色狀態，加熱到某一溫度后發生消色且停止加熱溫度降低顏色不再恢復，將被消色的上述組合物置于低于消色溫度的某一溫度環境下顏色才能重新恢復。美國專利USP5，879，443報導了由含偶數碳的脂肪酸與含奇數碳的醇生成的酯能實現上述功能。美國專利USP7，708，913報導了通式為(e)的化合物亦能實現上述功能。
·[0005]
【權利要求】
1.熱致變色組合物，其含有(I)供電子化合物；(2)受電子化合物；和(3)有機溶劑，其特征在于，所述有機溶劑為含苯環的羧酸與二元醇形成的二酯或二元羧酸與含苯環的脂肪醇形成的二酯。
2.根據權利要求1所述的熱致變色組合物，其特征在于所述有機溶劑的通式由下式(a)或式(b)表示:
3.根據權利要求1或2所述的熱致變色組合物，其特征在于所述供電子化合物:受電子化合物:有機溶劑的質量比為I: 0.1-10: 10-100，優選I: 0.5-2: 20-60。
4.根據權利要求1或2所述的熱致變色組合物，其特征在于所述供電子化合物占所述熱致變色組合物的質量百分比為1.5% _5.0%，所述受電子化合物占所述熱致變色組合物的質量百分比為1% _9.0%，所述有機溶劑占所述熱致變色組合物的質量百分比為86% -97.5%。
5.根據權利要求1所述的熱致變色組合物，其特征在于所述供電子化合物為三芳甲烷或熒燒。
6.根據權利要求5所述的熱致變色組合物，其特征在于所述三芳甲烷的通式由下式(C)表示：
7.根據權利要求5所述的熱致變色組合物，其特征在于所述熒烷的通式由下式(d)表示:
8.根據權利要求1所述的熱致變色組合物，其特征在于所述受電子化合物為酸性有機化合物，包括脂肪酸、酚類及其衍生物，優選含2個及以上酚羥基的酚類及其衍生物。
9.熱致變色微膠囊，其含有包封囊芯的壁材和囊芯，其特征在于所述囊芯為權利要求1-8任一項所述的熱致變色組合物。
10.根據權利要求9所述的熱致變色微膠囊，其特征在于所述微膠囊的形狀為圓球形或不規則多面體。
11.根據權利要求9所述的熱致變色微膠囊，其特征在于所述微膠囊的粒徑為0.5-20 μ m,優選 1-5 μ m。
12.根據權利要求9所述的熱致變色微膠囊，其特征在于所述壁材由一種或一種以上選自苯乙烯、丙烯酸、馬來酸或其衍生物的單體聚合而成，或選自帶相反電荷親水性膠體的復凝聚產物，如阿拉伯膠、果膠、明膠或黃原膠。
13.根據權利要求9所述的熱致變色微膠囊，其特征在于所述壁材與囊芯的質量比為6:1-1: 1，優選 3: 1-1: 1。
14.熱致變色可擦中性墨水，其含有權利要求9-13任一項所述熱致變色微膠囊、添加劑和水。
15.根據權利要求14所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述添加劑選自一種或多種下列成分:水溶性樹脂、分散劑、粘度調節劑、消泡劑、保濕劑和防腐劑。
16.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述水溶性樹脂為苯乙烯聚丙烯酸樹脂。
17.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述分散劑選自吐溫；聚氧乙烯烷基苯基醚；脂肪酸單乙醇酰胺；聚氧乙烯烷基胺；陰離子表面活性劑:脂肪硫酸酯單乙醇胺鹽、脂肪醇硫酸酯單乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、十六烷基溴化吡啶；陽離子表面活性劑:脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇的環氧乙烷加成物、三甲基硬脂酰胺鹵化物中的一種或多種成分。
18.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述粘度調節劑選自聚丙烯酸鈉、羥乙基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、黃原膠和烷氧基聚氨酯中的一種或多種成分。
19.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述消泡劑選自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的兩種或多種成分。
20.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述保濕劑選自丙三醇、丁二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇，己二醇、山梨糖醇或木糖醇中的兩種或多種成分。
21.根據權利要求15所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述防腐劑選自對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯、山梨酸、山梨酸鉀、山梨酸鈣、苯甲酸和苯甲酸鈉中的兩種或多種成分。
22.根據權利要求14-21中任一項所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于各組分所占質量百分比如下:熱致變色微肢囊 10-30wt%水溶性樹脂10~30wt%分散劑0.5-3wt%枯度調節劑0.5-5 wt%消泡劑0.5-2wt%保濕劑0.5-L5wt%防腐劑0.1-0.5wt%/?28-78wt%0
23.根據權利要求14-22中任一項所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述熱致變色可擦中性墨水在常 溫下為有色狀態，加熱到消色溫度或高于消色溫度時發生消色反應，墨水顏色消失且停止加熱后顏色不再恢復；將被消色的熱致變色可擦中性墨水置于復色溫度或低于復色溫度時顏色重新恢復。
24.根據權利要求23所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述消色溫度高于復色溫度。
25.根據權利要求23所述的熱致變色可擦中性墨水，其特征在于所述消色溫度高于45 0C，所述復色溫度低于0°C。
26.裝配熱致變色可擦中性墨水的筆芯，其由權利要求14-25中任一項所述的熱致變色可擦中性墨水、筆頭及其他輔助配件構成。
27.根據權利要求26所述的筆芯，其特征在于所述筆頭選自子彈形或針管形筆頭，其球珠直徑大小為0.5-0.7mm，筆頭墨水槽的數量為3條或3條以上，球珠與碗口的徑向間隙處于15-30 μ m范圍內，球珠與球座的軸向間隙處于45_75 μ m范圍內。
【文檔編號】C09K9/02GK103788939SQ201210429205
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優先權日:2012年10月31日
【發明者】陳湖雄, 陳義軍, 丁云峰, 姚鶴忠 申請人:上海晨光文具股份有限公司