KR101159849B1

KR101159849B1 - 볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜

Info

Publication number: KR101159849B1
Application number: KR1020050023524A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 아사미
Original assignee: 파일롯트 잉크 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2012-06-26
Also published as: CN1673287A; TW200535200A; DE602005006181T2; EP1580242A1; TWI381027B; CN100584905C; US7322767B2; EP1580242B1; KR20060044529A; DE602005006181D1; US20050214062A1

Abstract

여러가지 볼펜칩을 구비한 볼펜에 충전하여 실용에 제공하여도 긁히거나 필기불능을 발생하는 일이 없고, 연속하여 양호한 잉크유출성을 표시하는 필기성능에 뛰어난 볼펜용 수성잉크조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜을 제공한다.

착색제와 물과 수용성 유기용제와 전단감점성 부여제로서 다당류로 되는 볼펜용 수성잉크 조성물에 있어서 상기 다당류가 잉크중에서 평균입자 직경 5㎛ 미만의 입자상태로 존재하여 되는 볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜을 해결수단으로 한다.

착색제, 물, 수용성 유기용제, 다당류

Description

볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜{AN AQUEOUS INK COMPOSITION FOR BALL POINT PENS AND AN AQUEOUS BALL POINT PEN USING THE SAME}

도 1은 수성볼펜에 사용되는 볼펜리필의 설명도.

도 2는 도 1의 볼펜리필의 볼펜칩부의 종단면 설명도

도 3은 도 2의 볼펜칩부의 X-X선 단면도.

도 4는 수성볼펜의 볼펜칩부의 다른 예의 종단면 설명도.

도 5는 도 4의 볼펜칩부의 Y-Y선 단면도.

도 6은 수성볼펜의 볼펜칩부의 다른 예의 종단면 설명도.

(부호의 설명)

1. 볼펜리필

2. 볼

3. 볼수용부

31 중심공

32 도출공

33 볼받는자리

4 잉크 수용관

5.잉크 조성물

6. 잉크 추종체 (잉크역류 방지체 조성물)

여러가지의 볼펜칩을 구비한 볼펜에 충전하여 실용에 제공하여도 긁히거나 필기불능을 발생하지 않고 영속하여 양호한 잉크 유출성을 나타내는 필기성능에 뛰어난 볼 펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜에 관한 것이다. 더 상세하게는 필기선단부에서의 막힘에 기인하는 긁힘이나 필기불능의 발생을 억제한 볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜에 관한 것이다.

종래부터 불펜용 수성잉크를 잉크수용관내에 직접 수용하고 이 잉크의 후단에 잉크 역류방지체를 구비한 수성볼펜이 다수 시장에 나돌고 있다.

상기 볼펜에 충전되는 잉크 조성물은 전단 감점성 부여제를 함유하여 되고 전단응력이 가해지지 않는 정치시는 고점도를 나타내서 볼펜 기구내에 안정적으로 보존되며, 필기시의 볼의 회전에 의해 생기는 전단응력에 의해 볼근방에서 저점도화하여 지면에 전사되는 기능을 구비하고 있다.

상기 전단감점성 부여제로서 다당류를 사용한 잉크 조성물이 종래부터 개시되어 있으나, 이 다당류가 잉크중에서 존재하고 있는 상태에서의 입자직경은 대략 10㎛ 이상이며, 비교적 작어도 5㎛를 초과하는 것이다.

따라서 상기 종래의 잉크 조성물을 충전한 볼펜은 잉크 유출성을 반드시 만족시 키는 것은 아니고, 소직경의 볼을 수용하고 볼과 볼수용부의 클리어런스가 작은 볼펜칩을 구비한 볼펜에 충전하여 실용에 제공하는 경우, 상기 볼펜칩내에서 전단 감정성 부여제가 막혀서 잉크의 유출성이 손상하기 쉽게되고 긁힘이나 필기불능이라는 필기성능의 저하를 발생하는 일이 있었다. (예로, 특허문헌 1 참조)

(특허문헌 1) 일본국 특개소 59-74175호 공보

본 발명은 상기 문제를 해결하는 것으로서 즉, 영속하여 양호한 잉크의 유출을 나타내는 필기성능에 뛰어난 수성볼펜을 제공하려고 하는 것이다.

본 발명은 적어도 착색제와 물과, 수용성 유기용제와 전단 감점섬 부여제로서 다당류로 이루어지는 볼펜용 수성잉크 조성물에 있어서, 상기 다당류가 잉크중에서 평균입자직경 5㎛ 미만의 입자상태로 존재하여 되는 볼펜용 수성잉크 조성물을 요건으로 한 다.

또, 선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 접속부재를 통하여 연결하여 되는 잉크 수용관내에 상기 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전한 볼펜 리필을 축통내에 수용하여 되며, 상기 볼펜칩은 볼 수용부내에서의 볼의 축방향의 이동가능 거리가 3~15㎛인 수성볼펜, 혹은 선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 접속부재를 통하여 축통에 연결하여 이루어지는 볼펜내에 상기 볼펜용 수성 잉크조성물을 직접 충전하여 되고, 상기 볼펜칩은 볼 수용부내에서의 볼의 축방향의 이동가능거리가 3~15㎛인 수성볼펜, 혹은 선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 중계부재를 통하여 부착한 잉크 수용관내에 상기 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전한 볼펜리필을 축통내에 수용하여 이루어지며, 출몰기구의 작동에 의해 볼펜리필의 필기선단부와 축통전단 개구부로부터 출몰하는 갭리스 수성볼펜을 요건으로 한다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명에 사용되는 다당류는 잉크중에서 평균입자직경이 5㎛ 미만, 바람직하게는 3㎛ 미만, 보다 바람직하게는 1㎛ 미만의 입자상태로 존재한다. 따라서, 볼과 볼수용 부의 클리어런스를 통과하기 쉽고 잉크 유출성을 방해하는 일이 없기때문에 양호한 필적형성성을 나태날 수 있다.

또한 상기 다당류의 입자직경이 3㎛를 초과하고 있어도 이 다당류는 변형성을 가지고 있기때문에 볼의 축방향의 이동가능거리가 3㎛ 정도의 볼펜칩에 적용하는 것은 가능하며, 양호한 잉크유출성을 방해하는 일은 없다.

상기 다당류로서는 키산탄껌, 웨란껌, 구성단당이 글루코스와 갈락토스의 유기산 수식헤트로 다당체인 석시노그리칸 (평균 분사량 약 100 내지 800만) 구어껌, 로카스트빈껌 및 그 유도체, λ-카라키난, 하이드록시 에틸 셀룰로즈(Hydroxyethylcellulose), 알긴산 알길에스텔류, 메타그릴산의 알길에스텔을 주성분으로 하는 분자량 10만~15만의 중합체, 그루코만난, 한천이나 카라게닌(carrageenin)등의 해조에서 추출되는 켈화능을 갖는 증점다당류를 예시할수 있으나, 바람직하게는 평균입자직경을 미소하게 조정하기쉬운 키산탄껌(Xanthan Gum) 또는 석시노그리칸이 사용된다.

또한 상기 키산탄껌으로서 구체적으로는 산쇼(가부)제, 상품명: KELZANT, KELZAN ST, KELZAN ASX, 다이닛뽕제이야쿠(가부) 제, 상품명: 에코껌 RD, 에코껌 BT, 라폴껌 EX, 이나쇼쿠힝코교(가부) 제, 상품명: 울트라 키산탄V7-T, 주오카세이(가부) 제, 상품명: NWEGEKIN GXR, NEWGEKIN GXT를 예시할 수 있다.

상기 착색제는 수성매체에 용해 또는 분산가능한 염료 및 안료가 모두 사용가능하며 그 구체예를 이하에서 예시한다.

산성염료로서는,

뉴 코크신 (C.I. 16255),

타토라진 (C.I. 19140),

애시드 블루블랙 10B (C.I. 20470),

기니어그린 (C.I. 42085),

브릴리 안트 블루 FCF (C.I. 42090)

애시드 바이올렛 6BN (C.I. 43525)

솔불불루 (C.I. 42755)

나프탈렌 그린 (C.I. 44025)

에오신 (C.I. 45380)

프로키신 (C.I. 45410)

에리스로신 (C.I. 45430)

니그로신 (C.I. 50420)

애시드 프라빈 (C.I. 56205) 등이 사용된다.

염기성 염료로서는,

클리소어진 (C.I. 11270)

메틸바이올렛 FN (C.I. 42535)

크리스탈 바이올렛 (C.I. 42555)

말라가이트 그린(Malachite green) (C.I. 42000)

빅토리아 블루 (Victoiria blue)FB (C.I. 44045)

로다민 (Rhodamine) B (C.I. 45170)

아크리딘 오렌지 (Acridine orange) NS (C.I.46005)

메틸렌 블루 (Methylene blue) (C.I. 52015) 등이 사용된다.

직접염료로서는,

콘고레드 (C.I. 22120)

다이렉트 스카이블루 5B (C.I. 24400)

바이올렛 BB (C.I. 27905)

다이렉트 딥블랙 EX (C.I. 30235)

카야라스블랙 G 컹크 (C.I. 35225)

다이렉트 퍼스트블랙 G (C.I. 35255)

프타로시아닌 블루 (C.I. 74180) 등이 사용된다.

상기 착색제로서 염료를 사용한 경우, 캡을 필요로 하지 않는 노크식의 볼펜에 적용하는 계에서는 드라이업이 현저하고 내드라이업 성능은 중요한 요건으로 된다.

상기 안료로서는 카본블랙, 군청등의 무기안료나 동프탈로시아닌 블루, 벤젠옐로 등의 유기안료외에 미리 계면활성제나 수지를 사용하여 미세하게 안정적으로 수매체(水媒體)중에 분산된 물분산안료제품이 사용되고, 예컨데 C.I. Pigment Blue 15:3B (품명: Sandye Super Blue GLL, 안료분 24% 산요쇼크소 가부시키가이샤 제),

C.I. Pigment Red 146 (품명: Sandye Super Pink FBL, 안료분 21.5%, 산요쇼크 소 가부시키가이샤 제),

C.I. Pigment Yellow 81 (품명: TC Yellow FG, 안료분 약 30%, 다이니치세이카코교 가부시키가이샤),

C.I. Pigment Red 220/166 (품명: TC Red FG, 안료분 약 35%, 다이니치세이카코교 가부시키가이샤) 등을 들 수 있다.

또, 수용성수지를 사용한 물분산안료로서는,

C.I. Pigment Black 7 (상품명: WA color Black A25, 안료분 15% ,다이니치세이카코교 가부시키가이샤),

C.I. Pigment Green 7 (상품명: WA-S color Green, 안료분 8%, 다이니치세이카코교 가부시키가이샤),

C.I. Pigment Violet 23 (상품명: 마이크로 피그모 WMVT-5, 안료분 20%, 오리엔트카가꾸코교 카부시키가이샤 제),

C.I. Pigment Yellow 83 (상품명: 에마콜 NS 옐로 4618, 안료분 30%, 산요쇼크소 가부시키가이샤 제)을 들수 있다.

형광안료로서는, 각종 형광염료를 수지 매트릭스중에 고용체화한 합성수지미세입자상의 형광안료가 사용될 수 있다. 기타, 금속광택안료, 축광성안료, 이산화티탄, 실리카, 탄산칼슘등의 백색안료, 가역 열변색성 조성물을 내포한 캡슐안료, 향료나 향료를 내포한 캡슐안료 등을 예시할 수 있다.

상기 금속광택안료로서는 알루미늄이나 놋쇠등의 금속분말, 심물질로서 천연운모, 유리편, 알루미나, 투명성 필름편의 표면을 산화티탄등의 금속산화물로 피복한 펄(pearl)안료, 금속증착막의 한쪽 면 또는 양면에 투명 또는 착색투명필름을 설치한 금속광택필름편을 잘게 재단한 것, 투명성수지층을 복수적층한 홍채성 필름을 잘게 재단한 것을 예시할 수 있다.

또한, 상기 알루미늄이나 놋쇠등의 금속분말을 사용하는 경우, 상기 금속분말의 표면을 투명성수지나 착색투명성수지로 피복한 것이 적합하게 사용되고 잉크조성물중에서의 안정성에 뛰어나다.

또, 착색제로서 안료를 사용한 경우, 필요에 따라서 안료분산제를 첨가할 수 있다. 상기 안료분산제로서는 안이온(Anion), 논이온(Nonion)등의 계면활성제, 폴리아크 릴산, 스틸렌아크릴산 등의 안이온성 고분자, PVP, PVA 등의 비이온성 고분자 등이 사용된다.

상기 수용성 유기용제로서는 예컨대 에탄올(Ethanol), 프로파놀(Propanol), 부타놀(Butanol), 글리세린, 솔비톨(Sorbitol), 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 에틸렌그리콜, 디에틸렌그리콜, 티오디에틸렌그리콜, 헥시렌그리콜, 1,3부탄이올(Butanediol), 네오프렌그리콜, 폴리에틸렌그리콜, 프로피렌그리콜, 프티렌그리콜, 에틸렌 그리콜 모노메틸에텔, 에틸렌 그리콜 모노 에틸에텔, 에틸렌 그리콜 모노 프틸에텔, 디에틸렌 그리콜 모노메틸에텔, 디에틸렌 그리콜 모노 에틸에텔, 디에틸린 그리콜 모노 프틸에텔, 프로필렌 그리콜 모노메틸에텔, 프로필렌 그리콜 모노에틸에텔, 프로필렌 그리콜 모노프틸에텔, 에틸렌 그리콜 모노메틸에텔 아세테이트, 슬포런, 2-피롤리돈(2-Pyrolidone), N-메틸-2-필롤리돈 등을 들수 있다.

상기 수용성 유지용제는 1종 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 성분이외에 내건조성을 방해하지 않는 범주에서 알커드 수지, 아크릴수지, 스트레인 말레인산 공중합물, 셀룰로즈 유도체, 폴리비닐 필로리돈, 폴리비닐 알코올, 덱스트란(Dextran) 등의 수용성 수지를 1종 또는 2종 이상 첨가하거나 요소, 논이온계 계면활성제, 솔빗, 만니토, 자당(Cane Suger), 포도당, 환원전분 가수분해물, 피로린산나트륨등의 습윤제를 1종 또는 2종 이상 첨가할 수도 있다.

기타 필요에 따라 pH조정제, 방청제, 방부제 또는 방균제를 첨가할수도 있다.

상기 pH조정제로서는 탄산나트륨, 인산나트륨, 수산화나트륨, 초산소다 등의 무기염류, 트리에탄올아민이나 디에탄올아민 등의 수용성 아민화합물등의 유기염기성 화합물등을 들수 있다.

상기 방청제로서는 벤조트리아졸 및 그 유도체, 트릴트리아졸, 디시클로헥실 암모늄나이트라이트, 디이소프로필 암모늄 나이트라이트, 티오황산나트륨, 에틸렌 디아민 4초산염, 사포닌, 디알킬티오 요소 등을 들수 있다.

상기 방부제 또는 방균제로서는 석탄산, 1,2 벤즈이소지아조린-3-온의 나트륨염, 안식향산나트륨, 디비트로초산나트륨, 솔빈산 칼륨, 파라옥시 안식향산프로필, 2, 3, 5, 6-테트라클로로-4-(메틸설포닐)필리딘 등을 들수 있다.

상기 윤활제로서는 금속비누, 폴리알키렌 그리콜 지방산에스텔, 에틸렌 옥사이 드 부가형 카치온활성제, 인산 에스틸 계면활성제, 티오칼바민산염, 디메틸 지오칼바민산염 등을 들수 있다.

기타 용제의 침투성을 향상시키는 불소계면활성제나 논이온, 안이온, 카치온 계면활성제, 디메틸 폴리 실로키산등의 소포제를 첨가할 수도 있다.

또한 상기 잉크 조성물을 출몰기구의 작동에 의해, 볼펜리필의 필기선단부가 축통전단개구부로부터 출몰하는 갭리스식 수성볼펜에 적용하는 경우, 필기선단부로부터 잉크중의 수분이 증발하여도 필적의 긁힘이라는 문제를 발생하지 않고, 초기 및 경시후의 기록을 양호한 것으로 하기 위하여 N-비닐-2-필로리돈의 올리고머, N-비닐-2-필로리돈, N-시크로핵실-2-필로리돈 등의 증점억제제를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 증점억제제는 잉크조성물중에 5내지 40중량%, 바람직하게는 5내지 25중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20중량% 첨가된다.

또한 상기 증점억제제로서 적합한 것은 N-비닐-2-필로리돈의 올리고머가 사용되고, 중합도(n)은 2~20, 바람직하게는 2~10, 더욱 바람직하게는 2~6의 것이 사용된다.

상기 잉크 조성물을 잉크 수용관내에 직접 충전하고 또한, 잉크조성물 후단면에 잉크 역류방지체를 배치하는 타입의 볼펜에 사용하는 경우, 잉크중에 기체가 혼입되어 있으면 시간경과에 따라 기체가 모여서 기포가 발생되고, 필기시의 잉크유출에 악영향을 주는 동시에 필기선단부에 기포가 존재하면 필기불능으로 될 우려가 있기때문에 아스콜빈산, 아스콜빈산 유도체, α-트코페롤, 카테친(Catechin), 카테친 유도체, 합성폴리페놀, 코직산(Kogic acid), 알킬히드로키실아민, 옥심유도체, α-글루코실루틴산염, 포스폰산염, 포스핀산염, 아황산염, 설퍽실산염, 아디지온산염, 티오황산염, 이산화티오요소, 폼아미단설피닉산, 글루타티온(Glutathione) 등을 첨가하여 화학적으로 기포를 제거하는 것이 바람직하다.

또한 상기 잉크조성물중에 포함되는 전단 감점성 부여제 이외의 입자상물의 평균입자직경은, 잉크조성물중에서 5㎛미만, 바람직하게는 3㎛ 미만, 보다 바람직하게는 1㎛ 미만의 상태에서 존재하고 있는 것이 잉크유출성의 면에서 바람직하다.

상기 잉크조성물은 볼펜칩을 필기선단부에 장착한 볼펜에 충전하여 사용된다.

다음에 볼펜의 구조에 대하여 설명한다. (도 1~6 참조)

볼펜자체의 구조, 형상은 특히 한정되는 것은 아니나 예컨대, 잉크조성물(5)을 충전한 잉크수용관(4)를 가지고 이 잉크수용관(4)는 볼(2)를 선단부에 수용한 불펜칩에 연통하고 있으며, 또 잉크조성물(5)의 단면에는 잉크역류방지체 조성물(6)이 밀접되어 있는 볼펜리필(1)을 축통내에 수용한 볼펜을 예시할 수 있다.

또 잉크조성물(5)을 충전한 축통을 갖고, 이 축통은 볼을 선단부에 수용한 볼펜칩에 연동되어 있으며, 또한 잉크조성물(5)의 단면에는 잉크역류방지체 조성물(6)이 밀접되어 있는 볼펜이어도 좋다.

위에서 언급한 구조의 볼펜은 갭을 구비하는 것이 바람직하다.

또, 볼펜리필에 설치된 필기선단부(볼펜칩)가 외기에 노출된 상태에서 축통내에 수납되어 있고, 출몰기구의 작동에 의해 축통개구부로부터 필기선단부가 돌출되는 구조의 갭리스식 볼펜이어도 좋다.

출몰기구의 조작방법으로서는 예컨데 노크식, 회전식, 슬라이드식 등을 들수 있다.

상기 노크식은 축통후단부와 축통측면에 노크부를 갖고, 이 노크부의 누름에 의 해 볼펜리필의 필기선단부를 축통선단개구부로부터 출몰시키는 구성, 혹은 축통에 설치한 클립부를 누름으로써 볼펜리필의 필기선단부를 축통전단개구부로부터 출몰시키는 구성을 예시할 수 있다.

상기 회전식은 축통후부에 회전부를 갖고, 이 회전부를 회전시킴으로서 볼펜리필의 필기선단부를 축통전단개구부로부터 출몰시키는 구성을 예시할 수 있다.

상기 슬라이드식은 축통측면에서 슬라이드부를 갖고, 이 슬라이드를 조작함으로써 볼펜리필의 필기선단부를 축통전단개구부로부터 출몰시키는 구성, 또는 축통에 설치한 클립부를 슬라이드시킴으로서 볼펜리필의 필기선단부를 축통전단개구부로부터 출몰시키는 구성을 예시할 수 있다.

볼펜칩의 구조는 종래로부터 범용의 기구가 유효하고, 금속제의 파이프 선단근방을 외면에서 안쪽으로 압압(押壓)변형시켜서 볼수용부(3)에 볼(2)를 수용하여

중심공(31)과 잉크도출공(32)와 볼받을자리(33)를 구비한 칩선단부를 일체형성시킨기구(도 2,3 참조), 금속재료의 드릴 등에 의한 절삭가공에 의해 칩부를 형성하여 볼수용부(3)에 볼(2)를 수용하여 중심공(31)과 방사상의 잉크도출공(32)와 볼받는자리 (33)를 배치하는 기구 (도 4,5 참조), 스프링체에 의해 볼을 전방으로 작동시킨 기구 (도 6 참조), 혹은 금속 또는 플라스틱제 칩내부에 수지제의 볼받는자리를 설치한 기구를 예시할 수 있다.

상기 볼펜칩에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 축방향의 이동가능거리(A)가 3~15㎛, 바람직하게는 3~13㎛, 더욱 바람직하게는 4~11㎛를 만족하는 것을 사용하고 있다.

축방향 볼 외경에 대한 볼의 이동가능거리가 상기범위로부터 벗어나면 본 발명에 사용되는 잉크조성물의 적당한 잉크유출량을 제어하기 어렵고, 필적이 긁히거나, 혹은 필요이상으로 잉크가 유출되서 필기면에 과잉의 잉크가 부착하여 양호한 필적을 형성하기 어렵게 된다.

또한 직경방향의 이동가능거리 (B-C)는 3~20㎛인 것이 바람직하다.

상기 볼은 초경합금, 스텐레스강, 루비, 세라믹, 수지, 고무 등의 0.1~0.3mm 직경 정도의 것이 적용될수 있으나, 바람직하게는 0.15~0.4mm, 보다 바람직하게는 0.2~0.3mm의 것이 사용된다.

상기 잉크 조성물을 수용하는 잉크수용관, 혹은 축통은 예컨데, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 텔레프타레이트, 나이론 등의 열가소성수지로 되는 성형체가 사용된다.

또, 상기 잉크수용관, 혹은 축통으로서 투명, 착색투명, 혹은 반투명의 성형체를 사용함으로써 잉크색이나 잉크잔량등을 확인할 수 있다.

상기 잉크조성물의 후단에서는 잉크역류방지체를 충전할수도 있다.

상기 잉크 역류방지체 조성물은 불휘발성액체 또는 난휘발성액체로 된다.

구체적으로는 바셀린, 스핀들유, 피마자유, 올리브유, 정제광유, 유동파라핀, 폴리브덴, α-올레핀, α-올레핀의 올리고머 또는 코올리고머, 디메틸실리콘오일, 메틸페닐실리콘 오일, 아미노 변성실리콘 오일, 폴리에틸 변성실리콘 오일, 지방산변성 실리콘오일 등을 들수 있고, 1종 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

상기 불휘발성 액체 및/ 또는 난휘발성액체에서는 겔화제를 첨가해서 적당한 점도까지 증점시키는 것이 바람직하고, 표면을 소수처리한 실리카, 표면을 메틸화 처리한 미립자실리카, 규산알루미늄, 팽윤성운모, 소수처리를 한 벤토나이트(Bento nite)나 몬 트모릴로나이트(Montomorillonite) 등의 점토계 증점제, 스테어린산 마그네슘, 스테어린산 칼슘, 스테어린산 알루미늄, 스테어린산 아연 등의 지방산금속비누, 트리벤자리덴솔비톨, 지방산 아마이드, 아마이드 변성폴리에틸렌왁스, 물첨가 피자마유, 지방산 덱스트린 등의 덱스트린계 화합물, 셀룰로즈계 화합물을 예시할 수 있다.

또 상기 액상의 잉크 역류방지체조성물과 고체의 잉크역류방지체를 병용할 수도 있다.

(실시예)

전단감점성부여제의 멤브런 필터에 의한 여과성시험

시험방법

아래의 표에 표시되는 다당류의 0.5% 수용액을 (물 99.5%, 다당류 0.5%를 혼합하고, 디스퍼션밀에서 2000RPM으로 30분간 교반한후, 50g 채취) 5㎛ 및 1㎛의 멤브런필터 (직경 4.7cm)로 여과한다.

여과성 시험결과를 아래의 표에 표시한다.

(표1)

또한 테스트 결과의 평가기호의 내용은 아래와 같다.

삭제

○ : 1분간 이내에 여과할 수 있었다.

△ : 여과할 수 있으나, 약간 막힘이 생겨서 여과시간이 길었다.

× : 도중에서 여과될수 없게 되고, 막힘이 생겼다.

상기시험결과에서 보이는 바와같이 다당류의 종류에 따라 입자직경이 다른 것이 판명되었다.

아래에 실시예를 설명하나, 본발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 아래의 표에 실시예 및 비교예의 볼펜용 수성잉크의 조성을 표시한다.

(표 2)

(표 3)

표중 원료의 내용에 대해서 주번호에 따라 설명한다.

(1) 오리엔트카가쿠코교(가부시키가이샤) 제,

상품명: 워터블랙 100L, 유효성분 20%

(2) 아이젠호도다니 (가부시키가이샤) 제,

C.I. 45410, 상품명: 프록신

(3) 스미토모카가쿠코교 (가부시키가이샤) 제,

C.I. 42655, 상품명: 아시드 블루 PG

(4) 카본블랙 (DBP 흡유량 56) 10부, N-필로리돈과 1-브렌의 공중합체 15부, 물 75부를 비스밀에서 5시간 혼합한 안료분산액.

(5) 후지쇼쿠소 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 후지SP 블루 625 (동프타로시아닌 블루 27.5%, 디에틸렌글리콜 8%, 안이온성 계면활성제 4%)

(6) 다이닛뽄세이야쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 에코껌 BT

(7) 산쇼 (가부시키가이샤) 제,

상품명: KELZAN ST

(8) 주오카세이 (가부시키가이샤) 제,

상품명: NEWGELIN GXR

(9) 다이닛뽄세이야쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 에코껌 RD

(10) 다이닛뽄세이야쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 라폴껌 EX

(11) 1,2 벤즈디아졸린-3-온, 아비시아 (가부시키가이샤) 제,

상품명; 프로키셀 XL-2

(12) 인산에스텔계 계면활성제, 다이이치코교세이야쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 프라이사프 AL

(13) 산쇼 (가부시키가이샤) 제,

상품명: KELZAN AR

(14) 산쇼 (가부시키가이샤) 제,

상품명: KIA96

(15) 하쿠토카가쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 알카시껌

(16) 다이닛뽄세이야쿠 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 에코껌

(17) 이나쇼쿠힌코교 (가부시키가이샤) 제,

상품명: 울트라키산탄 V7

잉크역류방지체의 조제

기유로서 폴리브덴 85부중에 증점제로서 지방산아마이드 15부를 첨가한후, 3본롤로 혼연하여 잉크역류방지체를 얻었다.

수성볼펜 A의 제작

상기 각 잉크조성물을 직경 0.5mm의 볼을 수용하는 스텐레스 스틸제칩이 폴리프로필렌제 파이프(내경 3.8mm)의 일단에 끼워붙여진 볼펜리필에 충전하고, 그 후단에 상기 잉크역류방지체를 배치한후, 상기 볼펜리필을 축통에 포립하여 수성볼펜 A를 제작하였다.

수성볼펜 B의 제작

상기 각 잉크조성물을 직경 0.25mm의 볼을 수용하는 스텐레스 스틸제 칩이 폴 리프로필렌제 파이프 (내경 3.8mm)의 일단에 끼워붙여진 볼펜리필에 충전하고, 그 후단에 상기 잉크역류방지체를 배치한 후, 상기 볼펜리필을 축통에 조립하며 수성볼펜 B를 제작하였다.

상기 각 수성볼펜 A,B에 의해 아래의 테스트를 하였다.

필기시험

자동필기시험기로 필기를 하고, 필적의 상태 및 잉크를 최후까지 소비하였는가를 조사하였다.

또한 자동필기시험기에서의 필기조건은 필기속도 4m/분, 필기하중 100g, 필기각도 70°이다.

필기시험결과를 아래의 표에 표시한다.

(표 4)

또한 테스트결과의 평가기호의 내용은 아래와 같다.

○ 잉크를 최후까지 소비할 수 있었다.

△ 필적에 긁힘이 보였다.

× 도중에 필기할 수 없게 되고, 잉크를 최후까지 소비할 수 없었다.

본 발명은 긁힘이나 필기불능을 발생하지 않고 양호한 잉크유출성을 나타내며, 좁은 폭의 필적을 영속하여 형성가능한 볼펜용 수성잉크 조성물 및 그것을 사용한 수성볼펜을 제공할 수 있다.

Claims

선단에 직경이 0.1 mm 이상 0.3 mm 미만의 볼을 회전 가능하게 수용하고, 볼 수용부 내에서의 볼의 축 방향의 이동가능거리가 3 ㎛ 내지 15 ㎛이고, 직경 방향의 이동가능거리가 3 ㎛ 내지 20 ㎛인 볼펜칩을 구비한 볼펜 내에, 적어도 착색제와 물과 수용성 유기용제와 전단감점성 부여제로서 다당류가 잉크중에서 평균입자 직경 5㎛ 미만의 입자상태로 존재하도록 형성되는 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제 1항에 있어서,

상기 다당류가 잉크중에서 평균입자 직경 3㎛ 미만의 입자상태에서 존재하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 다당류가 키산탄껌 또는 석시노그리칸인 수성볼펜.
제1항에 있어서,

선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 접속부재를 통하여 연결하여 구성되는 잉크수용관 내에 상기 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전한 볼펜리필을 축통내에 수용하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제1항에 있어서,

선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 접속부재를 통하여 축통에 연결하여 구성되는 볼펜내에 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

캡을 구비하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제1항에 있어서,

선단에 볼을 회전가능하게 수용한 볼펜칩을 직접 또는 중계부재를 통하여 부착한 잉크수용관내에 볼펜용 수성잉크 조성물을 직접 충전한 볼펜리필을 축통내에 수용하여 구성되고, 출몰기구의 작동에 의해 볼펜리필의 필기선단부가 축통전단개구부로부터 출몰하는 갭리스식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제1항에 있어서,

상기 볼펜칩을 금속제의 파이프 선단근방을 외면으로부터 안쪽으로 압압변형시킴으로서 볼받는자리를 형성하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
삭제
제1항에 있어서,

잉크조성물 후단면에 잉크역류방지체를 배치한 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
청구항 제 1항에 있어서,

습윤제, pH조정제, 방청제, 방부제, 방균제, 윤활제, 소포제중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
청구항 제 1항에 있어서,

상기 다당류의 평균입자직경을 1㎛보다 작도록 하는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제1항에 있어서,

상기 볼의 축방향 이동거리는 3㎛이상 13㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
제1항에 있어서,

상기 볼의 축방향 이동거리는 4㎛ 이상 11㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 수성볼펜.
삭제
제1항에 있어서,

상기 볼은 초경합금, 스텐레스강, 루비, 세라믹, 수지, 고무중의 적어도 하나로 되는 것을 특징으로 하는 수성볼펜.