[发明专利]用于制备热致变色水基凝胶油墨组合物的方法和其热致变色水基凝胶油墨组合物

说明书

本发明涉及一种用于制备热致变色水基凝胶油墨组合物的方法以及其包括特定单羧酸或聚羧酸的热致变色水基凝胶油墨组合物。本发明还涉及一种包括根据本发明的热致变色水基凝胶油墨组合物的书写工具，如圆珠笔、毛笔、记号笔、荧光笔和毡笔。

本发明涉及一种用于制备热致变色水基凝胶油墨组合物的方法以及其包括特定单羧酸或聚羧酸的热致变色水基凝胶油墨组合物。本发明还涉及一种包括根据本发明的热致变色水基凝胶油墨组合物的书写工具，如圆珠笔、毛笔、记号笔、荧光笔和毡笔。

热致变色颜料组合物表现出与温度变化有关的可逆变色特性。它们显示在着色和脱色状态之间可逆的颜色变化，具有由于温度变化所致的显著滞后特性，并且即使在终止施加颜色变化所需的热和冷之后，它们也以可互换和可逆的方式保持着色状态或脱色状态。当油墨标记需要重复擦除时，可以使用这些组合物。

油墨的热致变色效果通过以下三种化合物的组合起作用：

(A)供电子显色有机化合物(无色染料化合物)，

(B)受电子化合物(显色剂化合物)，和

(C)用作反应介质的化合物，其控制所述组分(A)和(B)之间的颜色反应，并能够导致可归因于化合物(A)和(B)的可逆的供电子/受电子反应。

温度变化可逆地导致油墨着色或脱色。对于本发明的热致变色油墨组合物，温度的升高将引起油墨的擦除，而冷却油墨将导致颜色重新出现。这些更改遵循图1的方案。在该方案中，油墨颜色的脱色起始温度为T3，完全脱色温度为T4，并且，TG为T3和T4之间的平均温度。相反，油墨颜色开始重新出现的温度为T2，完全重新着色的温度为T1，并且，TH为T1和T2之间的平均温度。变色滞后宽度(ΔH)是(TH)和(TG)之间的差。

通常，用于制备热致变色油墨组合物的方法包括清洁/洗涤步骤以去除在封装反应期间使用的反应材料，如在油墨调配之前的离心或过滤步骤。从设备的观点和从劳动力的观点来看，这些另外的步骤都会显著增加工业过程的成本。

例如，EP 2 511 353公开了一种水性油墨圆珠笔，所述圆珠笔含有通过实施过滤/离心步骤的过程制备的热致变色颜料微胶囊。

US 6,863,720公开了一种热敏变色干胶印油墨，所述油墨使用强酸，这可能会导致工业装置腐蚀和如胶凝剂等有机材料变褐/变黄。

本发明的方法允许抑制上述步骤和缺点，从而使所述方法显著流线型化。事实上，在本发明的方法中，将热致变色颜料微胶囊直接添加到热致变色水基凝胶油墨组合物中，而不需要任何另外的加工步骤，如与离心和/或过滤步骤耦接的洗涤步骤，由此简化工业过程并降低全局生产成本。

另外，通常在封装过程期间使用的表面活性剂呈“去质子化形式”，这意味着其处于带负电荷的形式。当添加到水基凝胶油墨中时，阴离子表面活性剂与如黄原胶等胶凝剂相互作用并破坏凝胶网络。这会导致胶凝作用的丧失和油墨粘度在低剪切速率下的显著降低，从而导致油墨质量问题，如油墨储器中的热致变色颜料微胶囊的沉降和团聚、油墨泄漏、书写痕迹不均匀和在笔身中形成气泡。