JP4003610B2 - Water-based ballpoint pen ink - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性ボールペン用のインキに関し、更に詳しくは主として金属からなる結合材を含有するボールを使用した水性ボールペンに使用して経時的な腐食の少ない水性ボールペン用インキに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水性ボールペン用のボールには炭化珪素、酸化ジルコニア、タングステンカーバイド等を主成分とし、主成分の他に主として金属からなる結合材を含む炭化珪素ボール、ジルコニアボール、超硬ボール等のボールが使用されている。これらのボールの結合材は主としてコバルト、クロム、チタン等の金属が使用されていることから経時的に腐食してインキ中に溶出しやすい欠点がある。特に主成分がタングステンカーバイドである、いわゆる超硬を使用したボールが水性ボールペン用のボールとして多用されているが、この超硬ボールは結合材の含有量も多いことから経時的な腐食をし易い欠点がある。この経時的な腐食を防止する方法として、インキ中にベンゾトリアゾール(特許文献1参照)やベンゾチアジアゾール(特許文献2参照)、更にはジイソプロピルアンモニウムナイトライト(特許文献3参照)等の防錆剤を添加する方法が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特公昭49−45333号公報(第1頁第2欄23行〜第2頁第4欄20行)
【特許文献2】
特開平8−41409号公報(第2頁第1欄第39行〜48行)
【特許文献3】
特開平09−087568号公報(第2頁第1欄41行〜第2欄1行)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主として金属からなる結合材を含有するボールはコバルト、クロム、チタン等の金属がインキ中の溶存酸素の作用により経時的にインキ中に溶出し、結合材が失われることで主成分である、例えば炭化珪素、ジルコニア、タングステンカーバイド等の結晶粒子の脱落が発生し、ボールの表面の凹凸が多少とも大きくなることによって、書き味が重くなったり、かすれたりする不具合を生じるものであった。従来使用されている上述の防錆剤では結合材としての金属が溶出することを完全には防止できず、結果的に書き味が重くなったり、筆跡かすれたりする不具合を抑制する効果が不十分であった。
本発明の目的は、主として金属からなる結合材を含有するボールを使用した水性ボールペンにおいて、経時してもボールが腐食し難く、書き味が重くなったり、かすれたりする不具合を生じない水性ボールペン用のインキを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも酸性染料及び/又は顔料と、水溶性有機溶剤と、水と、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール、チオジプロピレングリコール、ジチオジグリコールから選ばれる1種または2種以上と、アスコルビン酸ナトリウム又はハイドロキノンスルホン酸カリウムとからなる水性ボールペン用インキを要旨とするものである。
【0006】
【発明の実施形態】
以下、詳細に説明する。
本発明に使用する着色剤は、酸性染料及び/又は顔料を使用する。酸性染料としては、アシッドブルーブラック10B(C.I.アシッドブラック1)、ニグロシン(同2)、スミノールミリングブラック8BX(同24)、カヤノールミリングブラックVLG(同26)、スミノールファストブラックBRコンク(同31)、ミツイナイロンブラックGL(同52)、アイゼンオパールブラックWHエクストラコンク(同52)、スミランブラックWA(同52)、ラニルブラックBGエクストラコンク(同107)、カヤノールミリングブラックTLB(同109)、スミノールミリングブラックB(同109)、カヤノールミリングブラックTLR(同110)、アイゼンオパールブラックニューコンク(同119)、ウォーターブラック187−L(同154)、カヤクアシッドブリリアントフラビンFF(C.I.アシッドエロー7:1)、カヤシルエローGG(同17)、キシレンライトエロー2G140%(同17)、スミノールレベリングエローNR(同19)、ダイワタートラジン(同23)、カヤクタートラジン(同23)、スミノールファストエローR(同25)、ダイアシッドライトエロー2GP(同29)、スミノールミリングエローO(同38)、スミノールミリングエローMR(同42)、ウォーターエロー#6(同42)、カヤノールエローNFG(同49)、スミノールミリングエロー3G(同72)、スミノールファストエローG(同61)、スミノールミリングエローG(同78)、カヤノールエローN5G(同110)、スミノールミリングエロー4G200%(同141)、カヤノールエローNG(同135)、カヤノールミリングエロー5GW(同127)、カヤノールミリングエロー6GW(同142)、スミトモファストスカーレットA(C.I.アシッドレッド8)、カヤクシルクスカーレット(同9)、ソーラールビンエクストラ(同14)、ダイワニューコクシン(同18)、アイゼンボンソーRH(同26)、ダイワ赤色2号(同27)、スミノールレベリングブリリアントレッドS3B(同35)、カヤシルルビノール3GS(同37)、アイゼンエリスロシン(同51)、カヤクアシッドローダミンFB(同52)、スミノールレベリングルビノール3GP(同57)、ダイアシッドアリザリンルビノールF3G200%(同82)、アイゼンエオシンGH(同87)、ウォーターピンク#2(同92)、アイゼンアシッドフロキシンPB(同92)、ローズベンガル(同94)、カヤノールミリングスカーレットFGW(同111)、カヤノールミリングルビン3BW(同129)、スミノオールミリングブリリアントレッド3BNコンク(同131)、スミノールミリングブリリアントレッドBS(同138)、アイゼンオパールピンクBH(同186)、スミノールミリングブリリアントレッドBコンク(同249)、カヤクアシッドブリリアントレッド3BL(同254)、カヤクアシッドブリリドブリリアントレッドBL(同265)、カヤノールミリングレッドGW(同276)、ミツイアシッドバイオレット6BN(C.I.アシッドバイオレット15)、ミツイアシッドバイオレットBN(同17)、スミトモパテントピュアブルーVX(C.I.アシッドブルー1)、ウォーターブルー#106(同1)、パテントブルーAF(同7)、ウォーターブルー#9(同9)、ダイワ青色1号(同9)、スプラノールブルーB(同15)、オリエントソルブルブルーOBC(同22)、スミノールレベリングブルー4GL(同23)、ミツイナイロンファストブルーG(同25)、カヤシルブルーAGG(同40)、カヤシルブルーBR(同41)、ミツイアリザリンサフィロールSE(同43)、スミノールレベリングスカイブルーRエクストラコンク(同62)、ミツイナイロンファストスカイブルーB(同78)、スミトモブリリアントインドシアニン6Bh/c(同83)、サンドランシアニンN−6B350%(同90)、ウォーターブルー#115(同90)、オリエントソルブルブルーOBB(同93)、スミトモブリリアントブルー5G(同103)、カヤノールミリングウルトラスカイSE(同112)、カヤノールミリングシアニン5R(同113)、アイゼンオパールブルー2GLH(同158)、ダイワギニアグリーンB(C.I.アシッドグリーン3)、アシッドブリリアントミ リンググリーンB(同9)、ダイワグリーン#70(同16)、カヤノールシアニングリーンG(同25)、スミノールミリンググリーンG(同27)等が挙げられる。
【0007】
顔料ではアゾ系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料、建て染め染料系顔料、媒染染料系顔料、及び天然染料系顔料等の有機系顔料、黄土、バリウム黄、紺青、カドミウムレッド、硫酸バリウム、酸化チタン、弁柄、鉄黒、カーボンブラック等の無機顔料等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して使用することが出来る。
具体例を挙げるとアニリンブラック(C.I.50440)、シアニンブラック、ナフトールエローS(C.I.10316)、ハンザエロー10G(C.I.11710)、ハンザエロー5G(C.I.11660),ハンザエロー3G(C.I.11670)、ハンザエローG(C.I.11680),ハンザエローGR(C.I.11730)、ハンザエローA(C.I.11735)、ハンザエローRN(C.I.11740)、ハンザエローR(C.I.12710)、ピグメントエローL(C.I.12720)、ベンジジンエロー(C.I.21090)、ベンジジンエローG(C.I.21095)、ベンジジンエローGR(C.I.21100)、パーマネントエローNCG(C.I.20040)、バルカンファストエロー5G(C.I.21220)、バルカンファストエローR(C.I.21135)、タートラジンレーキ(C.I.19140)、キノリンエローレーキ(C.I.47005)、アンスラゲンエロー6GL(C.I.60520)、パーマネントエローFGL、パーマネントエローH10G、パーマネントエローHR、アンスラピリミジンエロー(C.I.68420)、スダーンI(C.I.12055)、パーマネントオレンジ(C.I.12075)、リソールファストオレンジ(C.I.12125)、パーマネントオレンジGTR(C.I.12305)、ハンザエロー3R(C.I.11725)、バルカンファストオレンジGG(C.I.21165)、ベンジジンオレンジG(C.I.21110)、ペルシアンオレンジ(C.I.15510)、インダンスレンブリリアントオレンジGK(C.I.59305)、インダンスレンブリリアントオレンジRK(C.I.59105)、インダンスレンブリリアントオレンジGR(C.I.71105)、パーマネントブラウンFG(C.I.12480)、パラブラウン(C.I.12071)、パーマネントレッド4R(C.I.12120)、パラレッド(C.I.12070)、ファイヤーレッド(C.I.12085)、パラクロルオルトアニリンレッド(C.I.12090)、リソールファストスカーレット、ブリリアントファストスカーレット(C.I.12315)、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッドF2R(C.I.12310)、パーマネントレッドF4R(C.I.12335)、パーマネントレッドFRL(C.I.12440)、パーマネントレッドFRLL(C.I.12460),パーマネントレッドF4RH(C.I.12420)、ファストスカーレットVD、バルカンファストルビンB(C.I.12320)、バルカンファストピンクG(C.I.12330),ライトファストレッドトーナーB(C.I.12450)、ライトファストレッドトーナーR(C.I.12455)、パーマネントカーミンFB(C.I.12490)、ピラゾロンレッド(C.I.12120)、リソールレッド(C.I.15630)、レーキレッドC(C.I.15585)、レーキレッドD(C.I.15500)、アンソシンB(C.I.18030)、ブリリアントスカーレットG(C.I.15800)、リソールルビンGK(C.I.15825)、パーマネントレッドF5R(C.I.15865)、ブリリアントカーミン6B(C.I.15850)、ピグメントスカーレット3B(C.I.16105)、ボルドー5B(C.I.12170)、トルイジンマルーン(C.I.12350)、パーマネントボルドーF2R(C.I.12385)、ヘリオボルドーBL(C.I.14830)、ボルドー10B(C.I.15880)、ボンマルーンライト(C.I.15825)、ボンマルーンメジウム(C.I.15880)、エオシンレーキ(C.I.45380)、ローダミンレーキB(C.I.45170)、ローダミンレーキY(C.I.45160)、アリザリンレーキ(C.I.58000)、チオインジゴレッドB(C.I.73300)、チオインジゴマルーン(C.I.73385)、パーマネントレッドFGR(C.I.12370)、PVカーミンHR、ワッチングレッド、モノライトファストレッドYS(C.I.59300)、パーマネントレッドBL、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ(C.I.42535)、ジオキサジンバイオレット、アルカリブルーレーキ(C.I.42750A、C.I.42770A)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42090)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42025)、ビクトリアブルーレーキ(C.I.44045)、フタロシアニンブルー(C.I.74160)、ファストスカイブルー(C.I.74180)、インダンスレンブルーRS(C.I.69800)、インダンスレンブルーBC(C.I.69825)、インジゴ(C.I.73000)、ピグメントグリーンB(C.I.10006)、ナフトールグリーンB(C.I.10020)、グリーンゴールド(C.I.12775)、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ(C.I.42000)、フタロシアニングリーン等が挙げられる。
これらの着色剤の使用量は、インキ全量に対して0.5〜30重量%が好ましい。0.5重量%未満では、薄くて筆跡としての性能を果たさず、30重量%を超えるとチップ内でのドライアップが増長し書き出し性能が悪くなる傾向が有る。
【0008】
着色剤に顔料を用いた場合は顔料を安定に分散させるために分散剤を使用することは差し支えない。分散剤として従来一般に用いられている水溶性樹脂もしくは水可溶性樹脂や、アニオン系もしくはノニオン系の界面活性剤などの顔料の分散剤として用いられるものが使用できる。一例として、高分子分散剤として、リグニンスルホン酸塩、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩、などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。また、界面活性剤として、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。
【0009】
これら水可溶性樹脂及び界面活性剤は、その1種または2種以上を選択し、併用しても使用できる。その使用量は、顔料10重量部に対し0.05〜20重量部が好ましい。0.05重量部より少ない場合は添加する目的である分散効果が弱く、20重量部より多くしてもそれ以上の分散効果が望めず不経済である。
顔料の場合は、更に、水性媒体に分散した水性インキベースを用いることは、顔料インキ製造上有利なことである。具体的には、Fuji SP Black8031、同8119、同8167、同8276、同8381、同8406、Fuji SP Red 5096、同5111、同5193、同5220、Fuji SP Bordeaux 5500、Fuji SP Blue 6062、同6133、同6134、同6401、Fuji SP Green 7051、Fuji SP Yellow 4060、同4178、Fuji SP Violet 9011、Fuji SP Pink 9524、同9527、Fuji SP Orange 534、FUji SP Brown 3074、FUJI SP RED 5543、同5544(以上、富士色素(株)製)、Emacol Black CN、Emacol Blue FBB、同FB、同KR、Emacol Green LXB、Emacol Violet BL、Emacol Brown 3101、Emacol Carmmine FB、Emacol Red BS、Emacol Orange R、Emacol Yellow FD、同IRN、同3601、同FGN、同GN、同GG、同F5G、同F7G、同10GN、同10G、Sandye Super Black K、同C、Sandye Super Grey B、Sandye Super Brown SB、同FRL、同RR、SandyeSuper Green L5G、同GXB、Sandye Super Navy Blue HRL、同GLL、同HB、同FBL−H、同FBL−160、同FBB、Sandye Super Violet BL H/C、同BL、Sandye Super Bordeaux FR、Sandye Super Pink FBL、同F5B、Sandye Super Rubine FR、Sandye super Carmmine FB、SandyeSuper Red FFG、同RR、同BS、Sandye Super Orange FL、同R、同BO、Sandye Gold Yellow 5GR、同R、同3R、Sandye Ywllow GG、同F3R、同IRC、同FGN、同GN、同GRS、同GSR−130、同GSN−130、同GSN、同10GN(以上、山陽色素(株)製)、Rio Fast BlackFx 8012、同8313、同8169、Rio Fast Red Fx8209、同8172、Rio Fast Red S Fx 8315、同8316、Rio Fast Blue Fx 8170、Rio Fast Blue FX 8170、Rio Fast Blue S Fx 8312、Rio Fast Green S Fx 8314(以上、東洋インキ(株)製)、NKW−2101、同2102、同2103、同2104、同2105、同2106、同2107、同2108、同2117、同2127、同2137、同2167、同2101P、同2102P、同2103P、同2104P、同2105P、同2106P、同2107P、同2108P、同2117P、同2127P、同2137P、同2167P、NKW−3002、同3003、同3004、同3005、同3007、同3077、同3008、同3402、同3404、同3405、同3407、同3408、同3477、同3602、同3603、同3604、同3605、同3607、同3677、同3608、同3702、同3703、同3704、同3705、同3777、同3708、同6013、同6038、同6559(以上、日本蛍光(株)製)、コスモカラーS1000Fシリーズ(東洋ソーダ(株)製)、ビクトリアエロー G−11、同G−20、ビクトリアオレンジ G−16、同G−21、ビクトリアレッド G−19、同G−22、ビクトリアピンク G−17、同G−23、ビクトリアグリーン G−18、同G−24、ビクトリアブルー G−15、同G−25(以上、御国色素(株)製)、ポルックスPC5T1020、ポルックスブラックPC8T135、ポルックスレッドIT1030等のポルックスシリーズ(以上、住化カラー(株)製)などが挙げられるものであり、これらは1種又は2種以上選択して併用できるものである。
【0010】
1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール、チオジプロピレングリコール、ジチオジグリコールは、ボール中の結合材である金属が経時的にインキ中に溶出するのを防止するために用いるものであって、これらのうちから選ばれる1種または2種以上が使用可能である。
これらの具体例を挙げると、MTG−10PX(1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール、明成化学工業(株)製)、ジチオジグリコール(Morton社製)等がある。
これらの使用量はインキ全体に対して0.5重量%〜20重量%が好ましく、0.5重量%よりも少ないとボール腐食防止効果が不十分であり、20重量%を超えて添加しても飛躍的な腐食防止効果の向上は得られず添加する意味が無い。
【0011】
インキ中の溶存酸素や溶存気体を除去するためにアスコルビン酸、コウジ酸やこれらの塩、ハイドロキノン及び/又はその誘導体、亜硫酸塩等の各種還元性を有する化合物を使用する。
【0012】
本発明においてはインキをインキ収容管に直接充填するタイプのボールペンに使用する場合、ペン先を下向きに放置した時にペン先からのインキが漏れ出すのを防止するためにインキに増粘剤を添加してインキ粘度を調整することが出来る。インキの粘度の調整は所望の粘度になるよう増粘剤を適宜調整して使用することで調整できる。これらの具体例を挙げると、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ、カルボキシエチルセルロース、コラーゲン、HPC−SL、同L、同M、同H(以上、日本曹達(株)製)、アビセルPH−101、同102、同301、同M06、TG−101(以上、旭化成(株)製)等のセルロース類、ケルザン、ケルザンS、ケルザンF、ケルザンAR、ケルザンM、ケルザンD(以上、三晶(株)製)、コージン、コージンF、コージンT、コージンK(以上、(株)興人製)等のキサンタンガム、レオザン(三唱(株)製)等のサクシノグルカン、K1A96(三唱(株)製)等のウエランガム、K1A112、K7C2433(以上、三唱(株)製)等のラムザンガム、ジャガー8111、同8600、同HP−8、同HP−60、CP−13(以上、三唱(株)製)等のグァーガム類、プルラン((株)林原商事製)等の水溶性多糖類、GX−205、NA−010(昭和電工(株)製)等のN−ビニルアセトアミド重合架橋物等の水溶性合成高分子、スメクトンSA(スメクタイト、クニミネ工業(株)製)、クニピア−F、クニピア−G(モンモリロナイト、クニミネ工業(株)製)、ベンゲルHV、同FW、同15、同23(ベントナイト、(株)豊順洋行製)、エスベン、同C、同W、同N400(4級アンモニウムカチオン変性モンモリロナイト、(株)豊順洋行製)等の無機粘土鉱物が挙げられる。
これらの増粘剤の内剪断減粘性を有するものが筆記時にインキの粘度が下がりその結果として筆記時のボテや線割れが発生し難く、靜置した場合の粘度が高いことからペン先を下向きに放置したときのインキの漏れが少なく好ましい。中でもキサンタンガムが筆記時のインキの粘度が下がりかたが特に大きく、その結果として筆記時のボテや線割れが特に発生し難いことや、温度変化に対する安定性、pHに対する安定性、塩に対する安定性の点から特に好ましい。
上記増粘剤は複数種を混合して使用することもできるが、その使用量は増粘剤それぞれの性質によるので一概に言えないが、筆記時のインキ吐出や筆跡のカスレ、線割れ、インキ漏れ等を考えてインキ粘度が剪断速度10sec−1の時30000mPa・s以下となるようにするのが好ましい。
【0013】
インキの着色材を紙面に定着させるために結合材として各種樹脂を併用することもできる。具体的には、セラック、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、といった水溶性樹脂を用いることができる。また、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合物などの水不溶性樹脂などを用いることもできる。尚、水不溶性樹脂は、水性エマルジョン形態で使用する。
【0014】
水は主溶剤として使用される。
また、水と共に各種水溶性有機溶剤が、インキの乾燥防止、低温時での凍結防止などの目的で使用される。具体的には、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブチルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、ヘキシレングリコール、2−エチル1,3−ヘキサングリコール、グリセリン、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル等のエーテル、チオジグリコール、N−メチルピロリドン、2−フェノキシエタノールなどが使用出来る。
これらは1種又は2種以上選択して併用できるものである。また、その使用量はインキ全量に対して0.5〜40重量%が好ましい。0.5重量%未満では塗布部の乾燥防止効果が弱く使用不能になる恐れがある。60重量%を超えて添加してもその効果の向上は見られず添加することの意味が見い出せない。
【0015】
その他、上記各成分以外、従来、筆記具用の水性インキに用いられる種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することもできる。
例えば、インキの蒸発防止のためにソルビット、キシリット等の糖アルコールを用いたり、筆記感を向上させるためにポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコールポリオキシプロピレングリコール、オレイン酸のアルカリ金属塩やアミン塩、アシルアミノ酸やタウリン、メチルタウリン等のアルカリ金属塩やアミン塩等の潤滑剤を用いたりすることができる。
【0016】
さらに、アニオン系、ノニオン系、カチオン系の各種界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の表面張力調整剤、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ベンゾイソチアザリン−3−オンなどの防腐防黴剤、ベンゾトリアゾール、エチレンジアミン四酢酸などの防錆剤、pH調整剤として水酸化ナトリウム、アルカノールアミン、アミン、アンモニウム等のアルカリ化剤なども用いることもできる。
【0017】
ボールペンチップとしてはボールホルダーに金属を使用した金属チップおよび主に合成樹脂を使用した樹脂チップを使用出来る。金属を使用したボールホルダーの材質としては、洋白、真鍮、ステンレス等一般的に使用されているものは使用可能である。また、主に合成樹脂からなるボールホルダーの主材料としては、一般成形用樹脂が使用でき、100%これら合成樹脂にて成型しても良い。具体的には、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ナイロン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアクリレート樹脂等が使用できる。筆記感触の滑らかさからポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂が特に好ましい。
これらの樹脂に各種の充填剤を潤滑性向上、耐摩耗性向上、強度向上等の目的で添加することが可能である。その充填剤の一例を挙げるとモリブデン、チタン酸カリウム、ガラス繊維、炭酸カルシウム、マイカ等が挙げられる。これらの充填剤の量は30%以下が好ましい。40%を超えて添加すると成型時に充填剤が偏って成形されチップの形状が損なわれる恐れがある。
【0018】
インキを直接充填するインキ収容管の材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、シリコン樹脂等が使用可能であるが、透湿性、透明性、コスト等を考えるとポリプロピレン製が好ましい。
【0019】
本発明のボールペンの製造に当たって、インキの充填は従来の方法で充填することで特に問題は無い。
例えば、インキ収容管に直接インキを充填する場合、減圧下にインキを放置しインキ中の溶存気体を不飽和としたインキを充填したり、インキを充填したボールペンを常圧下又は減圧下で遠心したりしてインキ中又は逆流防止体中に存在する気泡を除去することは経時的に気泡が発生してチップ先端でインキの吐出を妨げることを防止する意味で有効である。ここにおいて、減圧下で遠心するには、遠心しながら徐々に/又は一気に減圧する方法、最初に減圧しておいてから遠心する方法、遠心しながら減圧しておいてから減圧を緩めた後再度減圧する方法、場合によってはこの減圧と減圧を緩めることを繰り返し行う方法等がある。
【0020】
【作用】
ボール中にコバルト、クロム、チタン等の金属を、主成分となる炭化珪素、酸化ジルコニア、タングステンカーバイド等の結合材として使用したボールを水性ボールペンに使用した場合、これらの結合材が経時的にインキ中に溶出していわゆる腐食を起こし易いがこの腐食は次のようにして起こると推測される。
先ず、インキ中にボールの結合材としての金属等が溶出したときに電子を発生し、この電子をインキ中の溶存酸素が受け取る。電子を受け取った溶存酸素は水と作用してヒドロキシラジカルのような金属と非常に反応しやすい状態となり、溶出した金属と結合する。このような過程の繰り返しにより腐食は進行していくと推測される。即ち、溶存酸素が変化して出来るヒドロキシラジカルが金属の溶出を促進するために腐食が速やかに進行し、結合材としての金属の含有量が多いほど腐食の程度が大きくなると言える。
ここで、1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール、チオジプロピレングリコールが、何故、上記のようないわゆる超硬と言われるボールの腐食に対して従来の防錆剤と比べて防止効果が顕著であるかについては、以下のように推測される。即ち、これらの化合物は分子中にスルフィド基またはジスルフィド基を持っている。スルフィド基や、ジスルフィド基の硫黄原子は孤立電子対を持っていて、この孤立電子対の作用によりボール腐食を促進する原因であるヒドロキシラジカルは反応性の低いヒドロキシイオンに変換され、ボールからくる金属の溶出物との反応が極端に抑制されるので腐食が防止されるものと推測される。
【0021】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。実施例中単に「部」とあるのは「重量部」を示す。
なお、粘度測定は(株)トキメック製のELD型粘度計にて実施例1及び比較例1は標準コーンローター(1°34’×R24)を用い、剪断速度191.5−1sで測定し、それ以外はST型ローターを用いて剪断速度10−1sにて測定した。
【0022】
実施例1
ウォーターブルー105S(C.I.ACID BLUE90、オリエント化学工業(株)
製) 4.0部
エチレングリコール 5.0部
グリセリン 3.0部
ジチオジグリコール 15.0部
ベンゾトリアゾール 0.5部
アスコルビン酸ナトリウム 0.4部
プロクセル GXL(1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、防腐剤、ICI(株)製) 0.2部
イオン交換水 71.9部
上記成分混合し、ラボミキサーにて1時間攪拌して均一に溶解して粘度2.5mPa・sの青色インキを得た。
【0023】
実施例2
ウォーター レッド #2(C.I.ACID RED87、オリエント化学工業(株)製) 5.0部
ウォーター イエロー #6C(C.I.ACID YELLOW23、オリエント化学工業(株)製) 3.0部
ケルザン AR(キサンタンガム、三晶(株)製) 0.5部
エチレングリコール 12.0部
グリセリン 6.0部
1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノール8.0部
ハイドロキノンスルホン酸カリウム 0.3部
サルコシネートOH(N−オレオイルサルコシン、界面活性剤、日光ケミカルズ(株)製)
2.5部
ベンゾトリアゾール 0.5部
プロクセル GXL 0.2部
AKP−20(アルミナ、粒径0.5μm、住友化学工業(株)製)
0.01部
イオン交換水 55.29部
上記成分中、ケルザンARの全量と水5.0部とをラボミキサーにて30分間攪拌して均一に溶解しケルザン水溶液を調整した。次いでAKP−20とグリセリンの全量を混合し、均一に攪拌した後ホモジナイザーで15分攪拌しアルミナ分散液を調整した。残り各成分を混合し1時間攪拌した後ケルザンAR水溶液とアルミナ分散液を加え更に2時間混合攪拌して粘度350mPa・sの赤色インキを得た。
【0024】
比較例1
インキの実施例1においてジチオジグリコール抜いてその分水を添加した以外はインキの実施例1と同様に為し、粘度が2.3mPa・sの青色インキを得た。
【0025】
比較例2
インキの実施例2において1−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−プロパノールを抜いてその分水を増やした以外はインキの実施例2と同様に為して粘度が341mPa・sの赤色インキを得た。
【0026】
以上で得られたインキについて、実施例1、比較例1についてはボールぺんてるB−50(ボール材質は超硬を使用)からインキを抜いて実施例1、比較例1のインキを充填して試験サンプルとした。実施例2及び比較例2のインキについてはハイブリッドK105−A(黒インキ、ボール材質は超硬ボール(結合材としてコバルト10.1%、クロム3%を含有)を使用)からインキを抜き、これに実施例及び比較例のインキを充填して試験サンプルとした。
【0027】
【発明の効果】
腐食試験:試験サンプルを50℃にペン先を下向きにして3ヶ月経時した後、ボールの表面の粗さを(株)セイコーインスツルーメント社製走査型プローブ顕微鏡SPI−400で測定した。
書き味:試験サンプルを50℃にペン先を下向きにして3ヶ月経時した後、手書きし書き味及びかすれの有無について官能評価した。
表1に結果を示す。
【0028】
【表1】
【0029】
以上、詳細に説明したとおり本発明によれば、経時的に書き味が重くなったり、筆跡かすれたりする不具合が防止されたものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink for water-based ballpoint pens, and more particularly to an ink for water-based ballpoint pens that is used for water-based ballpoint pens that use balls containing a binder mainly made of metal and that has little corrosion over time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, balls for water-based ballpoint pens include silicon carbide balls, zirconia balls, carbide balls and the like mainly containing silicon carbide, zirconia oxide, tungsten carbide, etc., and containing a binder mainly made of metal in addition to the main components. in use. Since these balls are mainly made of a metal such as cobalt, chromium, or titanium, they have a drawback that they corrode with time and are likely to elute into the ink. In particular, balls using tungsten carbide, the main component of which is so-called carbide, are widely used as balls for water-based ballpoint pens, but these carbide balls are also susceptible to corrosion over time due to their high binder content. There are drawbacks. As a method for preventing this corrosion over time, a rust inhibitor such as benzotriazole (see Patent Document 1), benzothiadiazole (see Patent Document 2), or diisopropylammonium nitrite (see Patent Document 3) is used in the ink. Methods of adding are known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-B-49-45333 (page 1, column 2, line 23 to page 2, column 4, line 20)
[Patent Document 2]
JP-A-8-41409 (page 2, column 1, lines 39-48)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-087568 (Page 2, column 1, line 41 to column 2, line 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, a ball containing a binder composed mainly of metal is a main component because metals such as cobalt, chromium and titanium elute into the ink over time by the action of dissolved oxygen in the ink and the binder is lost. For example, crystal grains such as silicon carbide, zirconia, tungsten carbide and the like are dropped off, and irregularities on the surface of the ball are somewhat increased, resulting in a problem that the writing feel becomes heavy or faint. The above-mentioned rust preventives used in the past cannot completely prevent the metal as a binder from eluting, and as a result, the effect of suppressing the problem that the writing quality becomes heavy or the handwriting is blurred is insufficient. Met.
An object of the present invention is a water-based ballpoint pen that uses a ball containing a binder mainly made of metal, and the ball does not easily corrode even with time, and does not cause a problem that the writing feel becomes heavy or blurs. It is to provide the ink.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is at least 1 selected from acidic dyes and / or pigments, water-soluble organic solvents, water, 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol, thiodipropylene glycol, and dithiodiglycol. A gist of the invention is a water-based ballpoint pen ink comprising seeds or two or more and sodium ascorbate or potassium hydroquinonesulfonate .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details will be described below.
The colorant used in the present invention uses an acid dye and / or a pigment. Acid dyes include Acid Blue Black 10B (CI Acid Black 1), Nigrosine (2), Suminol Milling Black 8BX (24), Kayanol Milling Black VLG (26), Suminol Fast Black BR Conch (31), Mitsui Nylon Black GL (52), Eisen Opal Black WH Extra Conk (52), Sumilan Black WA (52), Ranil Black BG Extra Conk (107), Kayanol Milling Black TLB (Same 109), Suminol Milling Black B (Same 109), Kayanol Milling Black TLR (Same 110), Eisen Opal Black New Conque (Same 119), Water Black 187-L (Same 154), Kayaqua Acid Brilliant Flavi FF (CI Acid Yellow 7: 1), Kayasil Yellow GG (17), Xylene Light Yellow 2G 140% (17), Suminol Leveling Yellow NR (19), Daiwa Tarrazine (23), Kayaactor Thrazine (23), Suminoll Fast Yellow R (25), Diacid Light Yellow 2GP (29), Suminoll Milling O O (38), Suminoll Milling MR MR (42), Water Yellow # 6 (same 42), Kayanol Yellow NFG (49), Suminol Milling Yellow 3G (72), Suminol Fast Yellow G (61), Suminol Milling Yellow G (78), Kayanol Yellow N5G ( 110), Suminoll Milling Yellow 4G 200% (141), Kayanor Yellow NG (same as above) 35), Kayanol Milling Yellow 5 GW (127), Kayanol Milling Yellow 6 GW (142), Sumitomo Fast Scarlet A (CI Acid Red 8), Kayak Silk Scarlet (9), Solar Rubin Extra (same as above) 14), Daiwa New Coxin (18), Eisenbonso RH (26), Daiwa Red No. 2 (27), Suminol Leveling Brilliant Red S3B (35), Kayasil Rubinol 3GS (37) Eisen erythrosin (51), kayak acid rhodamine FB (52), Suminol leveling rubinol 3GP (57), diacid alizarin rubinol F3G 200% (82), Eisen eosin GH (87), water pink # 2 (92), Eisen Acid Phloxin PB (92), Rose Bengal (94), Kayanol Milling Scarlet FGW (111), Kayanol Milling Lubin 3BW (129), Suminoall Milling Brilliant Red 3BN Conch (131), Suminol Milling Brilliant Red BS (138), Eisen Opal Pink BH (186), Suminoll Milling Brilliant Red B Conch (249), Kayaku Acid Brilliant Red 3BL (254), Kayaku Acid Brilliant Brilliant Red BL (265), Kayanol Milling Red GW (276), Mitsui Acid Violet 6BN (C.I. I. Acid Violet 15), Mitsui Acid Violet BN (17), Sumitomo Patent Pure Blue VX (CI Acid Blue 1), Water Blue # 106 (1), Patent Blue AF (7), Water Blue # 9 (Same 9), Daiwa Blue No. 1 (same 9), Supranol Blue B (same 15), Orient Soluble Blue OBC (same 22), Suminol Leveling Blue 4GL (same 23), Mitsui Nylon Fast Blue G (same as above) 25), Kayasil Blue AGG (40), Kayasil Blue BR (41), Mitsui Alizarin Saphirol SE (43), Suminol Leveling Sky Blue R Extraconk (62), Mitsui Nylon Fast Sky Blue B (78) , Sumitomo Brilliant Indocyanine 6Bh / (83), Sandlancyanine N-6B 350% (90), Water Blue # 115 (90), Orient Soluble Blue OBB (93), Sumitomo Brilliant Blue 5G (103), Kayanol Milling Ultra Sky SE (the 112), Kaya Nord milling cyanine 5R (the 113), Aizen opal Blue 2GLH (the 158), Daiwa Guinea green B (C.I. acid Green 3), acid Brilliant milling green B (the 9), Daiwa Green # 70 (same as 16), Cyanol Cyanine Green G (same as 25), Suminol Milling Green G (same as 27) and the like .
[0007]
As pigments, organic pigments such as azo pigments, nitroso pigments, nitro pigments, basic dye pigments, acidic dye pigments, building dye pigments, mordant dye pigments, and natural dye pigments, ocher, barium Examples thereof include inorganic pigments such as yellow, bitumen, cadmium red, barium sulfate, titanium oxide, petiole, iron black, and carbon black, and these can be used alone or in combination.
Specific examples include aniline black (CI 50440), cyanine black, naphthol yellow S (CI 10316), Hansa Yellow 10G (CI 11710), Hansa Yellow 5G (CI 11660), Hansa Yellow. 3G (C.I. 11670), Hansa Yellow G (C.I. 11680), Hansa Yellow GR (C.I. 11730), Hansa Yellow A (C.I. 11735), Hansa Yellow RN (C.I. 11740), Hansa Yellow R (C.I. 12710), Pigment Yellow L (C.I. 12720), Benzidine Yellow (C.I. 21090), Benzidine Yellow G (C.I. 21095), Benzidine Yellow GR (C.I. 21100) ), Permanent Aero NCG (C.I. 20040), Balkan Fastoe -5G (C.I. 21220), Vulcan Fast Yellow R (C.I. 21135), Tartrazine Lake (C.I. 19140), Quinoline Yellow Lake (C.I. 47005), Anslagen Yellow 6GL (C I.60520), permanent yellow FGL, permanent yellow H10G, permanent yellow HR, anthrapyrimidine yellow (CI 68420), Sudan I (CI 12055), permanent orange (CI 12075), resole Fast Orange (C.I. 12125), Permanent Orange GTR (C.I. 12305), Hansa Yellow 3R (C.I. 11725), Vulcan Fast Orange GG (C.I. 21165), Benzidine Orange G (C.I 21110), Persian ole Di (C.I.15510), Indanthrene brilliant orange GK (C.I.59305), Indanthrene brilliant orange RK (C.I.59105), Indanthrene brilliant orange GR (C.I.71105) Permanent Brown FG (C.I. 12480), Para Brown (C.I. 12071), Permanent Red 4R (C.I. 12120), Para Red (C.I. 12070), Fire Red (C.I. 12085) ), Parachlor ortho aniline red (C.I. 12090), resol fast scarlet, brilliant fast scarlet (C.I. 12315), brilliant carmine BS, permanent red F2R (C.I. 12310), permanent red F4R (C I.1 2335), permanent red FRL (C.I. I. 12440), Permanent Red FRLL (C.I. 12460), Permanent Red F4RH (C.I. 12420), Fast Scarlet VD, Vulcan Fast Rubin B (C.I. 12320), Vulcan Fast Pink G (C.I. 12330), Light Fast Red Toner B (C.I. 12450), Light Fast Red Toner R (C.I. 12455), Permanent Carmine FB (C.I. 12490), Pyrazolone Red (C.I. 12120), Resol Red (C.I. 15630), Lake Red C (C.I. 15585), Lake Red D (C.I. 15500), Anthosine B (C.I. 18030), Brilliant Scarlet G (C.I. 15800), Risol rubin GK (C.I.158) 5), Permanent Red F5R (C.I. 15865), Brilliant Carmine 6B (C.I. 15850), Pigment Scarlet 3B (C.I. 16105), Bordeaux 5B (C.I. 12170), Toluidine Maroon (C Perm. Bordeaux F2R (C.I. 12385), Helio Bordeaux BL (C.I. 14830), Bordeaux 10B (C.I. 15880), Bon Maroon Light (C.I. 15825), Bonn Maroon Medium (C.I. 15880), Eosin Lake (C.I. 45380), Rhodamine Lake B (C.I. 45170), Rhodamine Lake Y (C.I. 45160), Alizarin Lake (C.I. 58000) ), Thioindigo red B (C.I. 73300), thioindigo Rune (C.I. 73385), Permanent Red FGR (C.I. 12370), PV Carmine HR, Watching Red, Monolite Fast Red YS (C.I. 59300), Permanent Red BL, Fast Violet B, Methyl Violet Lake (C.I. 42535), Dioxazine Violet, Alkaline Blue Lake (C.I. 42750A, C.I. 42770A), Peacock Blue Lake (C.I. 42090), Peacock Blue Lake (C.I. 42025), Victoria Blue Lake (C.I. 44045), Phthalocyanine Blue (C.I. 74160), Fast Sky Blue (C.I. 74180), Indanthrene Blue RS (C.I. 69800), Indance Ren Blue BC (C.I.6 9825), Indigo (C.I. I. 73000), Pigment Green B (C.I. 10006), Naphthol Green B (C.I. 10020), Green Gold (C.I. 12775), Acid Green Lake, Malachite Green Lake (C.I. 42000), Examples include phthalocyanine green.
The amount of these colorants used is preferably 0.5 to 30% by weight based on the total amount of ink. If it is less than 0.5% by weight, it is thin and does not perform the performance as a handwriting. If it exceeds 30% by weight, the dry-up in the chip increases and the writing performance tends to deteriorate.
[0008]
When a pigment is used as the colorant, a dispersant may be used to stably disperse the pigment. As the dispersant, those used as dispersants for pigments such as water-soluble resins or water-soluble resins generally used and anionic or nonionic surfactants can be used. Examples of the polymer dispersant include natural polymers such as lignin sulfonate and shellac, polyacrylate, salt of styrene-acrylic acid copolymer, salt of vinylnaphthalene-maleic acid copolymer, β-naphthalene Examples thereof include anionic polymers such as sodium salt and phosphate of sulfonic acid formalin condensate, and nonionic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene glycol. In addition, as surfactants, alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, N-acyl amino acids and salts thereof, N-acyl methyl taurine salts, polyoxyethylene alkyl ether acetates, alkyl sulfocarboxylates, α- Nonionic surfactants such as olefin sulfonates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl ethers, sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters Surfactant is mentioned.
[0009]
These water-soluble resins and surfactants may be used alone or in combination of two or more. The amount used is preferably 0.05 to 20 parts by weight with respect to 10 parts by weight of the pigment. If the amount is less than 0.05 parts by weight, the dispersion effect, which is the purpose of addition, is weak, and even if it exceeds 20 parts by weight, no further dispersion effect can be expected, which is uneconomical.
In the case of pigments, it is further advantageous in producing pigment inks to use an aqueous ink base dispersed in an aqueous medium. Specifically, Fuji SP Black 8031, 8119, 8167, 8276, 8276, 8381, 8406, Fuji SP Red 5096, 5111, 5193, 5220, Fuji SP Bordeaux 5500, Fuji SP Blue 6062, 6133. 6134, 6401, Fuji SP Green 7051, Fuji SP Yellow 4060, 4178, Fuji SP Violet 9011, Fuji SP Pink 9524, 9527, Fuji SP Orange 534, FUji SP B 543, FUji SP Orange 534, FUji SP Orange 534, FUji SP Orange 534 (Fuji Dye Co., Ltd.), Emacol Black CN, Emacol Blue FBB, FB, KR, Emacol G reen LXB, Emacol Violet BL, Emacol Brown 3101, Emacol Carmine FB, Emacol Red BS, Emacol Orange R, Emacol Yellow FD, IRN, 3601, GGN, G GN, G , 10G, Sandy Super Black K, C, Sandy Super Gray B, Sandy Super Brown SB, FRL, RR, Sandy Super Green L5G, Sandy Super H L, GB, Sandy Super H H, FBL-160, FBB, Sandye Super Violet BL H / C, BL, Sandye Sup r Bordeaux FR, Sandy Super Pink FBL, F5B, Sandy Super Rubin FR, Sandy super Carminine FB, Sandy Super Red FFG, Sand RR, BS, Sandy Super Red FFG, Sandy Super Red FFG, Sandy Super GFF 3R, Sandye Ywlow GG, F3R, IRC, FGN, GN, GRS, GSR-130, GSN-130, GSN, 10GN (above, Sanyo Dye Co., Ltd.), Rio Fast BlackFx 8012, 8313, 8169, Rio Fast Red Fx8209, 8172, Rio Fast Red S Fx 8315, 8316, Rio F st Blue Fx 8170, Rio Fast Blue FX 8170, Rio Fast Blue S Fx 8312, Rio Fast Green S Fx 8314 (above, manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.), NKW-2101, 2102, 2103, 2103, 2103 2106, 2107, 2108, 2117, 2127, 2137, 2137, 2167, 2101P, 2102P, 2103P, 2104P, 2105P, 2106P, 2107P, 2108P, 2117P, 2127P, 2137P, 2167P, NKW-3002, 3003, 3004, 3005, 3007, 3077, 3008, 3402, 3404, 3405, 3407, 3408, 3477, 36 2, 3603, 3604, 3605, 3607, 3607, 3707, 3608, 3702, 3703, 3704, 3705, 3777, 3708, 6013, 6038, 6559 (above, Japan) Fluorescent Co., Ltd.), Cosmo Color S1000F Series (Toyo Soda Co., Ltd.), Victoria Yellow G-11, G-20, Victoria Orange G-16, G-21, Victoria Red G-19, G -22, Victoria Pink G-17, G-23, Victoria Green G-18, G-24, Victoria Blue G-15, G-25 (above, manufactured by Gokoku Color Co., Ltd.), Pollux PC5T1020, Pollux Pollux series such as Black PC8T135, Polook Thread IT1030 (above, Sumika Color Co., Ltd.) ) Are those like, these are what can be used in combination to select one or more.
[0010]
1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol, thiodipropylene glycol, and dithiodiglycol are used to prevent the metal, which is a binder in the ball, from eluting into the ink over time. Thus, one or more selected from these can be used.
Specific examples thereof include MTG-10PX (1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol, manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.), dithiodiglycol (manufactured by Morton), and the like.
The amount used is preferably 0.5% to 20% by weight based on the total ink, and if it is less than 0.5% by weight, the effect of preventing ball corrosion is insufficient. However, the drastic improvement in corrosion prevention effect cannot be obtained, and there is no point in adding it.
[0011]
In order to remove dissolved oxygen and dissolved gas in the ink, various reducing compounds such as ascorbic acid, kojic acid and salts thereof, hydroquinone and / or derivatives thereof, and sulfites are used.
[0012]
In the present invention, when used for a ballpoint pen that directly fills the ink containing tube with ink, a thickener is added to the ink to prevent the ink from leaking out when the pen tip is left facing down. Thus, the ink viscosity can be adjusted. The viscosity of the ink can be adjusted by appropriately adjusting and using a thickener so as to obtain a desired viscosity. Specific examples include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, collagen, HPC-SL, L, M, H (above, Nippon Soda Co., Ltd.), Avicel PH-101. , 102, 301, M06, TG-101 (above, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), etc., Kelzan, Kelzan S, Kelzan F, Kelzan AR, Kelzan M, Kelzan D (above, Sanki Co., Ltd.) Xanthane gum such as Kojin, Kojin F, Kojin T, Kojin K (manufactured by Kojin Co., Ltd.), succinoglucan such as Leozan (manufactured by Sansho Co., Ltd.), K1A96 (manufactured by Sancho Co., Ltd.) Welan gum, etc., Lambzan gum such as K1A112, K7C2433 (manufactured by Sansho Co., Ltd.), Jaguar 8111, 860 , HP-8, HP-60, CP-13 (above, manufactured by Sansho Co., Ltd.) and other water-soluble polysaccharides such as pullulan (manufactured by Hayashibara Corporation), GX-205, NA- Water-soluble synthetic polymers such as N-vinylacetamide polymerization cross-linked products such as 010 (manufactured by Showa Denko KK), Smecton SA (Smectite, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.), Kunipia-F, Kunipia-G (Montmorillonite, Kunimine) Kogyo Co., Ltd.), Wenger HV, FW, 15 and 23 (Bentonite, manufactured by Toyoshun Yoko Co., Ltd.), Sven, C and W, N400 (quaternary ammonium cation modified montmorillonite, Co., Ltd.) Inorganic clay minerals such as Hoyoseyo Yoko).
These thickeners with internal shear thinning decrease the viscosity of the ink during writing, and as a result, writing and line cracking are less likely to occur during writing. Ink leakage is less when left alone. Among them, xanthan gum has a particularly large ink viscosity at the time of writing. As a result, writing and line breakage are less likely to occur during writing, stability against temperature changes, stability against pH, and stability against salt. This is particularly preferable.
The above thickeners can be used in a mixture of two or more types, but the amount used depends on the properties of each thickener, so it cannot be said unconditionally, but ink ejection during writing, handwriting blurring, line breakage, ink In consideration of leakage and the like, it is preferable that the ink viscosity is 30000 mPa · s or less when the shear rate is 10 sec −1 .
[0013]
Various resins can be used in combination as a binder for fixing the ink coloring material on the paper surface. Specifically, shellac, styrene-maleic acid copolymer, alkali metal salt of styrene-acrylic acid copolymer, amine salt, ammonium salt, alkali metal salt of α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, A water-soluble resin such as the same amine salt or the same ammonium salt can be used. In addition, water-insoluble resins such as acrylic resins, vinyl acetate resins, and styrene-butadiene copolymers can also be used. The water-insoluble resin is used in the form of an aqueous emulsion.
[0014]
Water is used as the main solvent.
In addition to water, various water-soluble organic solvents are used for the purpose of preventing ink drying and preventing freezing at low temperatures. Specifically, alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butyl alcohol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, hexylene glycol, 2-ethyl 1,3- Hexane glycol, glycerin, triethylene glycol, dipropylene glycol, diglycerin, polyethylene glycol, polypropylene glycol and other glycols, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol ethyl ether and other ethers, thiodiglycol, N-methylpyrrolidone, 2-phenoxyethanol and the like can be used.
These can be used alone or in combination of two or more. The amount used is preferably 0.5 to 40% by weight based on the total amount of ink. If it is less than 0.5% by weight, the effect of preventing drying of the coated part is weak, and there is a possibility that it cannot be used. Even if it exceeds 60% by weight, the effect is not improved and the meaning of adding cannot be found.
[0015]
In addition to the above components, various additives conventionally used in water-based inks for writing instruments can be used as necessary.
For example, sugar alcohols such as sorbit and xylit are used to prevent ink evaporation, and polyethylene glycol, polyoxyethylene glycol polyoxypropylene glycol, alkali metal salts and amine salts of oleic acid, acyl to improve writing feeling A lubricant such as an alkali metal salt such as an amino acid, taurine, or methyl taurine, or an amine salt can be used.
[0016]
Furthermore, anionic, nonionic, cationic surfactants, silicone surfactants, fluorine surfactants and other surface tension modifiers, sodium dehydroacetate, 1,2-benzoisothiazin-3-one, etc. Anticorrosive agents such as benzotriazole and ethylenediaminetetraacetic acid, and alkali adjusters such as sodium hydroxide, alkanolamine, amine and ammonium can also be used as pH adjusters.
[0017]
As the ballpoint pen tip, a metal tip using metal for the ball holder and a resin tip mainly using synthetic resin can be used. Commonly used materials such as white, brass, and stainless steel can be used as the material for the ball holder using metal. Further, as a main material of the ball holder mainly made of synthetic resin, a general molding resin can be used, and 100% may be molded with these synthetic resins. Specifically, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic nylon resin, modified polyphenylene ether resin, polyacrylate resin and the like can be used. Polyacetal resins, polyethylene terephthalate resins, and polybutylene terephthalate resins are particularly preferred because of the smooth writing feel.
Various fillers can be added to these resins for the purpose of improving lubricity, improving wear resistance, improving strength, and the like. Examples of the filler include molybdenum, potassium titanate, glass fiber, calcium carbonate, mica and the like. The amount of these fillers is preferably 30% or less. If added over 40%, the filler may be unevenly formed during molding and the shape of the chip may be impaired.
[0018]
Polyethylene, polypropylene, fluororesin, silicon resin, etc. can be used as the material for the ink containing tube that is directly filled with ink, but polypropylene is preferable in view of moisture permeability, transparency, cost, and the like.
[0019]
In the production of the ballpoint pen of the present invention, there is no particular problem by filling the ink by a conventional method.
For example, when ink is directly filled into the ink storage tube, the ink is allowed to stand under reduced pressure and filled with an ink in which dissolved gas in the ink is unsaturated, or a ballpoint pen filled with ink is centrifuged under normal pressure or reduced pressure. In other words, removing bubbles present in the ink or the backflow preventer is effective in the sense of preventing bubbles from being generated over time and preventing ink ejection at the tip of the chip. Here, in order to centrifuge under reduced pressure, a method of gradually reducing pressure while centrifuging or / or a method of centrifuging at first, a method of centrifuging after first depressurizing, a method of depressurizing while centrifuging and then releasing the decompression again There is a method of reducing the pressure, and in some cases, a method of repeatedly performing the pressure reduction and relaxing the pressure reduction.
[0020]
[Action]
When balls that use metals such as cobalt, chrome, titanium, etc. in the balls as binders such as silicon carbide, zirconia oxide, tungsten carbide, etc., which are the main components, are used in water-based ballpoint pens, these binders will become ink over time. Elution into the steel tends to cause so-called corrosion, but this corrosion is assumed to occur as follows.
First, when a metal or the like as a ball binding material elutes in the ink, electrons are generated, and the dissolved oxygen in the ink receives the electrons. The dissolved oxygen that has received the electrons reacts with water and becomes very reactive with a metal such as a hydroxyl radical, and binds to the eluted metal. It is assumed that corrosion progresses by repeating such a process. That is, it can be said that since the hydroxy radical formed by changing the dissolved oxygen promotes the elution of the metal, the corrosion proceeds rapidly, and the degree of the corrosion increases as the content of the metal as the binder increases.
Here, 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol and thiodipropylene glycol prevent the corrosion of the ball, which is said to be so-called carbide, as compared with the conventional rust preventive agent. Whether the effect is remarkable is estimated as follows. That is, these compounds have a sulfide group or disulfide group in the molecule. The sulfur atom of the sulfide group or disulfide group has a lone electron pair, and the hydroxyl radical that promotes ball corrosion by the action of this lone electron pair is converted into a less reactive hydroxy ion, and the metal coming from the ball It is presumed that the reaction with the eluate is extremely suppressed, so that corrosion is prevented.
[0021]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In the examples, “parts” simply means “parts by weight”.
The viscosity was measured with an ELD viscometer manufactured by Tokimec Co., Ltd. Example 1 and Comparative Example 1 were measured using a standard cone rotor (1 ° 34 ′ × R24) at a shear rate of 191.5-1 s. Other than that, it measured by shear rate 10-1 s using ST type | mold rotor.
[0022]
Example 1
Water Blue 105S (CI ACID BLUE90, Orient Chemical Industry Co., Ltd.)
4.0 parts ethylene glycol 5.0 parts glycerin 3.0 parts dithiodiglycol 15.0 parts benzotriazole 0.5 parts sodium ascorbate 0.4 parts proxel GXL (1,2-benzisothiazolin-3-one , Antiseptic, manufactured by ICI Co., Ltd.) 0.2 parts ion exchange water 71.9 parts The above components are mixed, stirred in a lab mixer for 1 hour and dissolved uniformly to give a blue ink having a viscosity of 2.5 mPa · s. Obtained.
[0023]
Example 2
Water Red # 2 (CI ACID RED87, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) 5.0 parts Water Yellow # 6C (CI ACID YELLOW23, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) 3.0 parts Kelzan AR (Xanthan gum, manufactured by Sanki Co., Ltd.) 0.5 parts ethylene glycol 12.0 parts glycerin 6.0 parts 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol 8.0 parts hydroquinone sulfonate 0.3 parts Sarcosinate OH (N-oleoyl sarcosine, surfactant, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd.)
2.5 parts benzotriazole 0.5 part Proxel GXL 0.2 part AKP-20 (alumina, particle size 0.5 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
0.01 parts ion-exchanged water 55.29 parts In the above components, the entire amount of Kelzan AR and 5.0 parts of water were stirred and stirred uniformly for 30 minutes in a lab mixer to prepare a Kelzan aqueous solution. Next, the total amount of AKP-20 and glycerin was mixed and stirred uniformly, and then stirred for 15 minutes with a homogenizer to prepare an alumina dispersion. The remaining components were mixed and stirred for 1 hour, then an aqueous Kelzan AR solution and an alumina dispersion were added, and further mixed and stirred for 2 hours to obtain a red ink having a viscosity of 350 mPa · s.
[0024]
Comparative Example 1
A blue ink having a viscosity of 2.3 mPa · s was obtained in the same manner as in ink example 1 except that dithiodiglycol was removed and water was added correspondingly.
[0025]
Comparative Example 2
In Example 2 of the ink, except that 1- (2-hydroxyethylthio) -2-propanol was removed and the amount of water was increased accordingly, a red ink having a viscosity of 341 mPa · s was obtained in the same manner as in Example 2 of the ink. Obtained.
[0026]
About the ink obtained above, about Example 1 and Comparative Example 1, the ink was drawn out from Ball Pentel B-50 (the ball material is cemented carbide) and filled with the inks of Example 1 and Comparative Example 1. A sample was used. For the inks of Example 2 and Comparative Example 2, the ink was extracted from the hybrid K105-A (black ink, ball material was a carbide ball (containing 10.1% cobalt and 3% chromium as a binder)). The test samples were filled with the inks of Examples and Comparative Examples.
[0027]
【The invention's effect】
Corrosion test: The test sample was passed for 3 months with the pen tip facing downward at 50 ° C., and the surface roughness of the ball was measured with a scanning probe microscope SPI-400 manufactured by Seiko Instruments Inc.
Written taste: After the test sample was passed for 3 months with the pen tip facing downward at 50 ° C., the handwriting was handwritten, and sensory evaluation was performed with respect to the written taste and the presence or absence of faintness.
Table 1 shows the results.
[0028]
[Table 1]
[0029]
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to prevent a problem that the writing quality becomes heavier or the handwriting is faded over time.
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