據海關部門統(tǒng)計,2001年6月,我國圓珠筆出口外匯值為6627萬美元,位于各類制筆產品的首位,由此可見圓珠筆在我國筆類產品中占據十分重要的地位。圓珠筆的廣泛使用,促使人們研究如何進一步提高它的性能和功能,20世紀80年代,一種新的圓珠筆品種—可擦性圓珠筆問世了,它不僅有傳統(tǒng)圓珠筆書寫流利、攜帶方便的優(yōu)點,同時還具有像鉛筆一樣的可擦性,并能長期保存。 可擦性圓珠筆油墨必須滿足下列要求:要有足夠的成膜性使其附著于紙張表面,不易剝落,但可用橡皮擦輕輕擦去;著色劑分散性好,對成膜劑的附著力好,可隨著成膜劑的擦去而脫離紙張表面、顏色要求鮮艷恒久,耐候性好;要有足夠的流動性使其在一定壓力條件下書寫流暢;還要有長期的儲存穩(wěn)定性。現國外已有用該類油墨灌注的圓珠筆生產,國內也有一些專利報導,但尚未見成品生產,市場上所見均為進口,價格較貴,一支筆價格約8元左右;國內中小學生人數眾多,對可擦性圓珠筆的需求量大,因此可擦性圓珠筆用油墨是一個非常有開發(fā)價值的項目。 一、材料與方法 1、材料 可擦性圓珠筆油墨配方中主要成分包括染料、成膜劑、溶劑、分散劑及其他助劑,助劑的用量很少,但對于提高油墨的綜合性能卻起著十分重要的作用。 2、方法 (1)分別將有染料和成膜劑進行粉碎。 (2)將溶劑加入到反應器中,開動攪拌并逐升溫至一定溫度。 (3)加入成膜劑和部分添加劑,在一定溫度下攪拌,直至成膜劑和添加劑全部溶解。 (4)分批加入染料,攪拌至全部溶解。 (5)加入剩余部分的添加劑,在上述溫度下攪拌混合約1小時。 (6)將上述溫度下的油墨通過真空過濾器進行過濾。 (7)搜索濾液,即為產品。 二、結果與討論 1、染料 染料的作用是賦予油墨足夠的顏色深度,圓珠筆油墨中所用染料可分為油溶性染料和醇溶性染料,本試驗所用染料為酞菁系染料,該染料不溶于溶劑,在油墨中有好的分散性,對成膜劑有強的附著力,從而不滲透于紙張內部,且顏色要色澤鮮艷,耐候性好。 2、成膜劑 成膜劑是可擦性圓珠筆用油墨的重要組成部分,其作用主要是能在紙張表面均勻成膜并作為染料的載體。要求它對紙張表現有一定的粘附力,不易剝落,但可用橡皮擦輕輕擦去,和著色劑有強的附著力,在溶劑中溶解性好,且與其他成分相互穩(wěn)定,能長期保存。本實驗中采用橡膠類成膜劑。 3、溶劑 在可擦性圓珠筆用油墨中,溶劑的作用在于溶解染料、成膜劑并與各類助劑相溶,提供一定的流動性,還要有恰到好處的揮發(fā)性,在書寫過程中能有效控制干燥速度。試驗表明,采用共溶劑要比單溶劑效果好,本實驗采用了溶劑A:溶劑B=1:1.5~2.5的共溶劑體系,其效果最佳。 4、分散劑 適量的分散劑可降低油墨和紙張表面的粘附性,使油墨書寫到紙張表面時在一定時間內具有可擦性,分散劑還可以保持油墨的書寫流利性和長期穩(wěn)定性。本實驗所用物質是鄰苯二甲酸酯類和乙二醇酯類二者按一定比例配制的混合物。 5、其它助劑 (1)潤滑劑和緩蝕劑 在油墨組分中通常以脂肪酸作潤滑劑,潤滑劑同時是助溶劑,潤滑劑作用包括:A、使球珠潤滑,提供流利的書寫;B、防止油墨干燥,使圓珠筆具有穩(wěn)定、良好的初筆性能;C、增加染料溶解深度,提高染料色澤。脂肪酸的引入對某些筆尖金屬(如銅合金)有腐蝕性,使油墨中產生一種非均質結晶物質而堵塞通道,因而縮短圓珠筆的使用壽命。采用脂肪酸并輔以緩蝕劑的方法可以解決腐蝕問題,同時滿足潤滑要求。實驗中采用的緩蝕劑呈飽和狀態(tài)溶解在脂肪酸中,可達到防腐目的。 (2)抗氧劑、反干燥劑 圓珠筆油墨中產生凝聚堵塞物和晶冠的另一原因在于黃銅和界面發(fā)生氧化作用,并在溶液中產生銅、鋅化合物所致。在抗氧劑中含有能吸附和吸收周圍氧的物質,因此能有效地防止氧化,抗氧劑和緩蝕劑并用能更有效防止或抑制銅合金的腐蝕,實驗表明,我們所用的抗氧劑效果良好。實驗中我們還采用了反干燥劑,主要作用是阻止油墨表面或墨跡的氧化干燥,使油墨和墨跡有較好的視覺效果,同時延長其使用期和保持期,在應用時還可以提高圓珠筆的性能,反干燥劑同時也是抗氧劑。 三、結論 1、配方的基本成分 染料 5%-25% 成膜劑 5%-15% 溶劑 30%-60% 分散劑 5%-20% 其他助劑 2%-10% 2、用上述方法配制的可擦性圓珠筆用油墨,可擦性與進口樣品相當,色澤鮮艷,耐候性好,并且具有長期穩(wěn)定性。其粒度和粘度可根據各種圓珠筆的需要適當調整以達到其最好流動性和最好可擦性。 來源:百事通資訊網
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