JP2004058615A - Manufacturing method of water-based ballpoint pen - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を主とした水性媒体中に、顔料や染料などの着色剤、剪断減粘性物質、還元性物質等を配合したインキを充填した水性ボールペンの製造方法に関し、経時的にインキ収容管及び/又はボール把持部としてのチップ内に気泡が発生して筆記かすれ等の不具合を発生することを防止した水性ボールペンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水性ボールペンの製造方法、特にインキ収容管及び/又はボール把持部としてのボールペンチップ内での経時的な気泡の発生を防止した製造方法としてインキ中の溶存気体を除去することで経時的に気泡に成長する核を無くす方法が知られている。このインキ中の溶存酸素を除去する方法として例えば、インキ中に酸素と結合する還元性物質、例えばアスコルビン酸、コウジ酸、ポリフェノール、ハイドロキノン、亜硫酸ナトリウム等を添加したインキを充填して溶存酸素を除去する化学的方法を用いたり、インキをインキ収容管に収容させる前に減圧下に放置してインキ中の溶存気体量を一定値以下にしたインキを充填する物理的方法を用いることが行われている。さらには、インキを充填した水性ボールペンを減圧下にて遠心することでインキ中に混在又は溶解している溶存気体を効率的に除去する物理的方法も行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法では経時的な気泡発生を防止するには十分でなく、発生した気泡によりインキ流路が塞がれて筆記時にかすれ等の不具合を発生する恐れがあった。
即ち、インキに溶存酸素と結合する還元性物質を添加する方法においては溶存酸素は無くなるが、また、減圧下に放置して溶存気体を一定値以下にしたインキを充填する方法ではインキ中の溶存気体をある程度除去できるが、インキをインキをインキ収容管に充填する時に巻き込んだりした空気は常圧下にて行われている遠心でも容易に除去できず、気泡がインキ中に残ってしまう恐れがあった。
更に、インキ充填したボールペンを減圧下で遠心する方法においてはインキ中に混在する大きな気泡は容易に除去できるが、溶存している気体については短時間の処理では除去できず、ボールペン製造工程で長時間の減圧遠心処理を必要とするので生産に時間が掛かりすぎて効率が悪く不経済である。
そして、水性ボールペンは筆記時にペン先より空気を巻き込むことがよくあるが、減圧下に放置して溶存気体を一定値以下にしたインキを充填する方法やインキ充填したボールペンを減圧下に遠心する方法では製造後に混入した空気を除去する手段が無いため筆記時に巻き込んだ空気がインキ流路を塞いで吐出不良やカスレなどの不具合を引き起こす恐れが有った。
本発明の目的は、経時してもインキ中に気泡が生成せず、筆記時にインキの流れが阻害されたり筆記カスレを生じたりしない水性ボールペンを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも着色剤と水溶性有機溶剤と還元性物質と水とからなるインキと、逆流防止剤とをボールペンチップを一端に取り付けたパイプにインキのボールペンチップと反対側の界面に逆流防止剤が位置するように収容した後に、減圧下に存在させることと、ボールペンチップを外側に配置して回転させてボールペンチップ側に向かう遠心力を付与することとを同時になす工程を有する水性ボールペンの製造方法を要旨とするものである。
【0005】
【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、従来の水性インキに用いられる染料及び顔料が使用可能であり、染料では酸性染料、直接染料、塩基性染料等のいずれも用いることができる。その一例を挙げれば、ジャパノールファストブラックDコンク(C.I.ダイレクトブラック17)、ウォーターブラック100L(同19)、ウォーターブラックL−200(同19)、ダイレクトファストブラックB(同22)、ダイレクトファストブラックAB(同32)、ダイレクトディープブラックEX(同38)、ダイレクトファストブラックコンク(同51)、カヤラススプラグレイVGN(同71)、カヤラスダイレクトブリリアントエローG(C.I.ダイレクトエロー4)、ダイレクトファストエロー5GL(同26)、アイゼンプリムラエローGCLH(同44)、ダイレクトファストエローR(同50)、アイゼンダイレクトファストレッドFH(C.I.ダイレクトレッド1)、ニッポンファストスカーレットGSX(同4)、ダイレクトファストスカーレット4BS(同23)、アイゼンダイレクトローデュリンBH(同31)、ダイレクトスカーレットB(同37)、カヤクダイレクトスカーレット3B(同39)、アイゼンプリムラピンク2BLH(同75)、スミライトレッドF3B(同80)、アイゼンプリムラレッド4BH(同81)、カヤラススプラルビンBL(同83)、カヤラスライトレッドF5G(同225)、カヤラスライトレッドF5B(同226)、カヤラスライトローズFR(同227)、ダイレクトスカイブルー6B(C.I.ダイレクトブルー1)、ダイレクトスカイブルー5B(同15)、スミライトスプラブルーBRRコンク(同71)、ダイボーゲンターコイズブルーS(同86)、ウォーターブルー#3(同86)、カヤラスターコイズブルーGL(同86)、カヤラススプラブルーFF2GL(同106)、カヤラススプラターコイズブルーFBL(同199)等の直接染料や、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)等の酸性染料、アイゼンカチロンイエロー3GLH(C.I.ベーシックイエロー11)、アイゼンカチロンブリリアントイエロー5GLH(同13)、スミアクリルイエローE−3RD(同15)、マキシロンイエロー2RL(同19)、アストラゾンイエロー7GLL(同21)、カヤクリルゴールデンイエローGL−ED(同28)、アストラゾンイエロー5GL(同51)、アイゼンカチロンオレンジGLH(C.I.ベーシックオレンジ21)、アイゼンカチロンブラウン3GLH(同30)、ローダミン6GCP(C.I.ベーシックレッド1)、アイゼンアストラフロキシン(同12)、スミアクリルブリリアントレッドE−2B(同15)、アストラゾンレッドGTL(同18)、アイゼンカチロンブリリアントピンクBGH(同27)、マキシロンレッドGRL(同46)、アイゼンメチルバイオレット(C.I.ベーシックバイオレット1)、アイゼンクリスタルバイオレット(同3)、アイゼンローダミンB(同10)、アストラゾンブルーG(C.I.ベーシックブルー1)、アストラゾンブルーBG(同3)、メチレンブルー(同9)、マキシロンブルーGRL(同41)、アイゼンカチロンブルーBRLH(同54)、アイゼンダイヤモンドグリーンGH(C.I.ベーシックグリーン1)、アイゼンマラカイトグリーン(同4)、ビスマルクブラウンG(C.I.ベーシックブラウン1)等の塩基性染料が挙げられる。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
還元性物質はインキ中の溶存酸素と結合してこれを除去するために用いるものである。その具体例を挙げると、アスコルビン酸、エリソルビン酸、コウジ酸及びこれらの塩やその誘導体、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルアミン、アミノフェノール、ハイドロキノン、ハイドロキノンスルホン酸及びその塩、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、フロログルシノール、没食子酸及びその塩、カテキン、タンニン酸及びその塩、トリヒドロキシベンゼン等のポリフェノール類、tert−ブチルフェノール、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、アセトアニリド、アセトアセトアニリド等のケト−エノール異性体、ヒドロキシルアミン、オキシキノリンスルホン酸、二酸化チオ尿素、ホルムアミジンスルフィン酸、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩等が挙げられるが、これらに限られるわけではなく、還元能を有する物質で有れば大抵のものが使用可能である。
これら還元性物質の使用量はインキ全体に対して0.05重量%〜5重量%が好ましく、0.1重量%〜2重量%がより好適に使用可能である。0.05%よりも少ないとインキ中の酸素を除去する効果が弱く、5重量%を超えて添加してもそれ以上の酸素を除去する効果が得られず添加する意味が無い。
【0010】
本発明においてはペン先を下向きに下向きに放置した場合、ペン先からのインキの漏れを防止するために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性物質及び/又は剪断減粘性物質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。
これらの内、キサンタンガムが、大きな剪断減粘性を持つことから筆記時にインキの粘度が大きく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。
上記剪断減粘性物質は複数種を混合して使用することもできるが、その使用量は剪断減粘性物質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。
【0011】
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。
【0012】
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、チオジグリコール酸及びその塩及びこれらの誘導体、チオジプロピオン酸及びその塩及びこれらの誘導体、ジチオジグリコール、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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
ボールホルダーに把持するボール材質として一例を挙げると、タングステンカーバイドを主成分とした超硬、炭化珪素を主成分としたもの、ジルコニアを主成分としたもの等のボールが使用可能である。
【0017】
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。
【0018】
本発明のボールペンの製造に当たって、インキの充填は溶存酸素と結合して除去する還元性物質を含むインキを従来の方法で充填することで特に問題は無い。インキを充填したボールペンを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。
遠心しながら徐々に/又は一気に減圧する方法は遠心力でインキを抑えているので減圧したとき急激に気泡が膨張してもインキ及び/又は逆流防止体がインキ収容管から漏れ出ることが無いので生産的に有利である。
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やこの減圧と減圧を緩めることを繰り返し行う方法は、インキ中の気泡を大きくしたり小さくしたりすることになるのでインキ収容管壁等に付着している微細な気泡をより完全に除去するのに有効である。
最初に減圧しておいてから遠心する方法は気泡に圧力が掛かっていないので最も気泡を大きく出来ることからこれを遠心することで短時間に気泡を除去しやすい利点がある。
これらの方法において遠心の条件を減圧遠心を実施している最中に変化させることは溶存酸素及び/又は存在する気泡を除去するうえで有効な方法である。
ここにおいて、遠心時の減圧の程度は気圧が大気圧よりも低ければ気泡除去の効果は高くなり、低ければ低いほどその効果はより高くなるのであるが、経験的に300mmHg以下の気圧にするのが好ましく、更にいえば50mmHg以下の気圧にするのが気泡除去効果が高くより好ましいと言える。ただし、インキ中の成分に揮発性の物質、例えば水を含むのでインキ中の成分が沸騰しない程度の気圧までに止めておく必要がある。
遠心の条件については個々のインキやボールペンの状態により変える必要があるので一概に言えないが、回転数を高くして強い遠心力を掛ければ掛けるほどインキ中の気泡を除去する効果が高くなるが、インキ中に沈降する成分を含む場合はその沈降により目詰まりを発生しないような回転数を適宜選択して遠心を実施すれば良い。
遠心する時間は遠心の回転数との兼ね合いになるが、時間を長くすれば長くするほど気泡除去効果は高まるので、生産効率や気泡除去高率を考えて遠心回転数、減圧の程度との兼ね合いをはかる必要がある。
【0019】
【作用】
本発明においては、化学的に酸素と結合して溶存酸素を除去する物質をインキに添加することで溶存酸素を無くし、インキ中に溶存している各気体の分圧と大気の分圧との平衡を崩すことによりインキ中に存在する気体が大気との平衡を保とうとする力が働き結果的にインキ中の溶存気体は大気に出ていくのでインキ中には溶存気体が無くなる。これにより、経時的な気泡発生の元になる微細な気泡とこの微細な気泡に集まって大きな気泡を形成する溶存気体が除去されて経時的な気泡発生が防止されると推測される。
また、本発明においてはボールペンの製造時に減圧下で遠心処理を実施する。これにより、インキ収容管にインキを充填したときに巻き込む空気等の気体を除去出来るので、インキ中に存在する微細な泡が経時的に集合して大きな泡となるのを防止している。
以上の2つの手段を両方とも実施することにより初期的な気泡除去と経時的な気泡発生が防止出来るので、本発明の水性ボールペンは初期及び経時においても筆記時に気泡によるインキ吐出不良や筆記カスレ等の不具合を発生しないものと推測される。
【0020】
【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。
【0021】
インキサンプル1
ウォーターブラック #108−L(C.I.DIRECT BLACK19の
14%水溶液、オリエント化学工業(株)製) 40.0部
ケルザン AR(キサンタンガム、剪断減粘樹脂、三晶(株)製) 0.2部
エチレングリコール 10.0部
グリセリン 10.0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 0.5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、I
CI(株)製) 0.3部
イオン交換水 38.5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。残りの各成分を混合し1時間混合攪拌した後ケルザンAR水溶液を加え更に2時間攪拌して剪断速度10sec−1の時の粘度70mPa・sの黒色インキを得た。
【0022】
インキサンプル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 0.5部
エチレングリコール 25.0部
グリセリン 10.0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) 0.1部
ベンゾトリアゾール 0.5部
プロクセル GXL 0.3部
ハイドロキノンスルホン酸カリウム(還元剤、三星化学工業(株)製)0.3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。
【0023】
インキサンプル3
FUJI SP BLACK 8922(カーボンブラック20%分散液、富士色素(株)製) 25.0部
エチレングリコール 10.0部
グリセリン 10.0部
ベンゾトリアゾール 0.5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、I
CI(株)製) 0.3部
ペミュレンTR−1(架橋型のアクリル酸とアクリル酸エステル共重合体、B.F.Goodrich社製) 0.3部
亜硫酸ナトリウム 1.0部
イオン交換水 52.9部
上記成分中、ペミュレンTR−1の全量と水10部をラボミキサーにて1時間攪拌してペミュレンTR−1水溶液を調整した。残りの各成分を混合し均一になるまで1時間攪拌した液にペミュレンTR−1水溶液を加えて更に2時間混合攪拌して粘度260mPa・sの黒色インキを得た。
【0024】
インキサンプル4
ダイワブルー#1(C.I.Acid ブルー9、ダイワ化成(株)製) 4.0部
ウォーターレッド#2 0.4部
エチレングリコール 12.0部
チオジグリコール 6.0部
グリセリン 3.0部
ベンゾトリアゾール 0.5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
ケルザンAR 0.5部
ペミュレンTR−1 0.5部
アスコルビン酸ナトリウム 1.0部
イオン交換水 71.9部
上記成分中、ペミュレンTR−1の全量と水10部をラボミキサーにて1時間攪拌してペミュレンTR−1水溶液を調整した。また、ケルザンARの全量と水10部をラボミキサーにて1時間攪拌してケルザンAR水溶液を調整した。残りの各成分を混合し均一になるまで1時間攪拌した液にペミュレンTR−1水溶液とケルザンAR水溶液を加えて更に2時間混合攪拌して粘度3000mPa・sの青色インキを得た。
【0025】
インキの比較サンプル1
インキの実施例1においてアスコルビン酸ナトリウム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62mPa・sの黒色インキを得た。
【0026】
インキの比較サンプル2
インキの実施例2においてハイドロキノンスルホン酸カリウム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347mPa・sの赤色インキを得た。
【0027】
インキの比較サンプル3
インキの実施例3において、亜硫酸ナトリウムを抜いてその分水の量を増やした以外はインキの実施例3と同様に為して粘度が254mPa・sの赤色インキを得た。
【0028】
製造例1
一端に0.7mm径の超硬製のボールを把持させたステンレス製のチップをチップホルダーを介して取り付けた内径4mm、長さ85mmのポリプロピレン製のインキ収容管にインキサンプル1のインキを0.8g充填し、このインキの後端にポリブテンをゲル化剤にてゲル化した逆流防止剤を0.2g充填した。このペン先をホットメルトの接着剤で目止めしたものを減圧遠心機に入れて1000rpmで遠心しながら20mmHgまで減圧した。15分間そのまま維持した後大気圧まで戻してから遠心を止めて取り出し水性ボールペンを得た。
【0029】
製造例2
ボールペンの製造例1と同様の部品を用い、これにインキサンプル2のインキを充填し、インキ後端にα−オレフィンオリゴマーをゲル化した逆流防止剤を0.1g充填し、さらにポリプロピレン製のフロートを挿入した。このペン先をホットメルトの接着剤で目止めしたものを減圧遠心機に入れ、1000rpmで5分遠心処理した後1200rpmにしながら圧力を30mmHgまで減圧した。この状態で5分間維持した後遠心を500rpmに緩め圧力を10mmHgまで減圧し5分間維持した。圧力をそのままに再度遠心を1200rpmに戻してこれを5分間維持したのち減圧を大気圧まで戻してから遠心を止め水性ボールペンを得た。
【0030】
製造例3
ぺんてる(株)製のハイブリッドK106のインキを抜いてその代わりにインキサンプル3のインキを充填した。このものをボールペンの製造実施例1と同様の減圧遠心を施し水性ボールペンを得た。
【0031】
製造例4
ぺんてる(株)製のエナージェル(ボール径0.7mm)のインキを抜いてその代わりにインキサンプル4のインキを充填した。このものをボールペンの製造例2と同様の減圧遠心を施して水性ボールペンを得た。
【0032】
比較製造例1
ボールペンの製造例1において、インキの比較例1のインキを充填した以外は同様に為して水性ボールペンを得た。
【0033】
比較製造例2
ボールペンの製造例2において、インキの比較サンプル2のインキを充填した以外は同様に為して水性ボールペンを得た。
【0034】
比較製造例3
一端に0.7mm径の超硬製のボールを把持させたステンレス製のチップをチップホルダーを介して取り付けた内径4mm、長さ85mmのポリプロピレン製のインキ収容管にインキの比較サンプル3のインキを0.8g充填し、このインキの後端にポリブテンをゲル化剤にてゲル化した逆流防止剤を0.2g充填した。このペン先をホットメルトの接着剤で目止めしたものを減圧遠心機に入れて1000rpmで15分遠心し水性ボールペンを得た。
【0035】
比較製造例4
ボールペンの比較製造例3においてインキの比較サンプル3のインキの代わりにインキサンプル3のインキを充填した以外は同様に為して水性ボールペンを得た。
【0036】
【発明の効果】
以上で得られた水性ボールペンについてそれぞれ50本ずつペン先が下になるように50℃の恒温室に1ヶ月放置した後ペンを軟X線装置((株)ソフロン製SOFRON−405型)にて撮影し気泡の有無を確認した。
また、これとは別に50本ずつペン先が上向きになるように50℃の恒温室に1ヶ月放置した後これを約2cmの径の丸を連続して手書き筆記した時の筆跡のカスレ具合を目視で確認した。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
表1に示したように、インキ中に還元剤を添加し、かつ減圧下に遠心を実施した水性ボールペンは経時的な気泡の発生も無く良好であった。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an aqueous ballpoint pen filled with an ink containing a coloring agent such as a pigment or a dye, a shear-thinning substance, a reducing substance, and the like in an aqueous medium mainly composed of water. The present invention relates to a method for manufacturing a water-based ball-point pen that prevents a bubble and / or a chip such as a ball gripping portion from generating bubbles and causing problems such as writing blur.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of manufacturing an aqueous ball-point pen, in particular, a method of preventing generation of bubbles over time in a ball-point pen tip as an ink storage tube and / or a ball-holding portion by removing dissolved gas in ink over time. A method for eliminating nuclei that grow into bubbles is known. As a method for removing dissolved oxygen in the ink, for example, the ink is added with a reducing substance that binds to oxygen in the ink, such as ascorbic acid, kojic acid, polyphenol, hydroquinone, sodium sulfite, etc., to remove dissolved oxygen. Before the ink is stored in the ink storage tube, a chemical method is used, or a physical method is used in which the ink is left under reduced pressure so that the amount of dissolved gas in the ink is reduced to a certain value or less. I have. Further, a physical method of efficiently removing dissolved gas mixed or dissolved in the ink by centrifuging the aqueous ball-point pen filled with the ink under reduced pressure is also performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method is not sufficient to prevent the generation of bubbles over time, and the generated bubbles may block the ink flow path and cause problems such as blurring during writing.
That is, in the method of adding a reducing substance that binds to dissolved oxygen to the ink, the dissolved oxygen is eliminated, but in the method of leaving the ink under reduced pressure to reduce the dissolved gas to a certain value or less, the dissolved oxygen in the ink is removed. Although gas can be removed to some extent, air that has been entrained when filling the ink into the ink storage tube cannot be easily removed by centrifugation performed under normal pressure, and air bubbles may remain in the ink. Was.
Furthermore, in the method of centrifuging the ink-filled ball-point pen under reduced pressure, large air bubbles mixed in the ink can be easily removed, but dissolved gas cannot be removed by a short-time treatment. Since it requires a time-reduced centrifugation, the production takes too much time and is inefficient and uneconomical.
Aqueous ballpoint pens often entrap air from the pen tip during writing, but are left under reduced pressure to fill the ink with dissolved gas below a certain value, or to centrifuge the ink-filled ballpoint pen under reduced pressure. Since there is no means for removing air mixed in after production, air entrapped at the time of writing may block the ink flow path and cause problems such as ejection failure and blurring.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an aqueous ballpoint pen that does not generate air bubbles in the ink even with the lapse of time, and does not hinder the flow of the ink or cause writing blur during writing.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides an ink comprising at least a colorant, a water-soluble organic solvent, a reducing substance, and water, and a backflow preventive agent on a pipe having a ballpoint pen tip attached to one end thereof at an interface opposite to the ballpoint pen tip of the ink. After storing so that the anti-reflux agent is located, there is a step of simultaneously making it exist under reduced pressure and applying a centrifugal force toward the ball-point pen tip by rotating the ball-point pen tip outside and rotating it. The gist of the invention is a method of manufacturing a ballpoint pen.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details will be described below.
As the colorant used in the present invention, dyes and pigments used in conventional aqueous inks can be used, and any of dyes such as acid dyes, direct dyes, and basic dyes can be used. Examples thereof include Japananol Fast Black D Conch (CI Direct Black 17), Water Black 100L (19), Water Black L-200 (19), Direct Fast Black B (22), Direct Fast Black AB (32), Direct Deep Black EX (38), Direct Fast Black Conch (51), Kayalas Sprague VGN (71), Kayalas Direct Brilliant Yellow G (CI Direct Yellow 4) ), Direct Fast Yellow 5GL (26), Eizen Primula Yellow GCLH (44), Direct Fast Yellow R (50), Eizen Direct Fast Red FH (CI Direct Red 1), Nippon Fast Scarlet G X (4), Direct Fast Scarlet 4BS (23), Eisen Direct Loadurin BH (31), Direct Scarlet B (37), Kayak Direct Scarlet 3B (39), Aizen Primula Pink 2BLH (75) ), Sumilight Red F3B (80), Aizen Primula Red 4BH (81), Kayalas Sprulbin BL (83), Kayalas Light Red F5G (225), Kayalas Light Red F5B (226), Kayaras Light Rose FR (227), Direct Sky Blue 6B (CI Direct Blue 1), Direct Sky Blue 5B (15), Sumilight Supra Blue BRR Conch (71), Daibogen Turquoise Blue S (71) 86), Water Blue # 3 (Same as above) 6), direct dyes such as Kayalas Star Koizu Blue GL (86), Kayaras Supra Blue FF2GL (106), Kayaras Splatter Blue FBL (199) and Acid Blue Black 10B (CI Acid Black). 1), Nigrosine (2), Suminol Milling Black 8BX (24), Kayanol Milling Black VLG (26), Suminol Fast Black BR Conk (31), Mitsui Nylon Black GL (52), Eisen Opal Black WH Extra Conc (52), Sumilan Black WA (52), Ranyl Black BG Extra Conc (107), Kayanol Milling Black TLB (109), Suminol Milling Black B (109), Kaya Nord Milling Black TLR ( 110), Eisen Opal Black New Conc (119), Water Black 187-L (154), Kayak Acid Brilliant Flavin FF (C.I. I. Acid Yellow 7: 1), Kayasil Yellow GG (17), Xylene Light Yellow 2G 140% (17), Suminol Leveling Yellow NR (19), Daiwa Trazine (23), Kayaktor Trazine (23) Suminol Fast Yellow R (25), Diacid Light Yellow 2GP (29), Suminol Milling Yellow O (38), Suminol Milling Yellow MR (42), Water Yellow # 6 (42), Kayanol Yellow NFG (49), Suminol Milling Yellow 3G (72), Suminol Fast Yellow G (61), Suminol Milling Yellow G (78), Kayanol Yellow N5G (110), Suminol Milling Yellow 4G 200% (141), Kayanol Yellow NG (135), Kayano Lumiling Yellow 5GW (127), Kayanol Milling Yellow 6GW (142), Sumitomo Fast Scarlet A (CI Acid Red 8), Kayak Silk Scarlet (9), Solar Rubin Extra (14), Daiwa New Koksin (18), Aizen Bonsaw RH (26), Daiwa Red No. 2 (27), Suminol Leveling Brilliant Red S3B (35), Kayasil Rubinol 3GS (37), Aizen Erythrosin (37) 51), Kayak Acid Rhodamine FB (52), Suminol Leveling Rubinol 3GP (57), Diacid Alizarin Rubinol F3G 200% (82), Eisen Eosin GH (87), Water Pink # 2 (52) 92), Eisen Acid Phloxine PB 92), Rose Bengal (94), Kayanol Milling Scarlet FGW (111), Kayanol Milling Rubin 3BW (129), Sumino All Milling Brilliant Red 3BN Conch (131), Sumino Milling Brilliant Red BS (131) 138), Eisen Opal Pink BH (186), Suminol Milling Brilliant Red B Conch (249), Kayaking Acid Brilliant Red 3BL (254), Kayaking Acid Brilliant Brilliant Red BL (265), Kayano Milling Red GW (276), Mitsui Acid Violet 6BN (CI 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 (9), Daiwa Blue No. 1 (9), Spranol Blue B (15), Orient Solble Blue OBC (22), Suminol Leveling Blue 4GL (23), Mitsui Nylon Fast Blue G (25), Kayasil Blue AGG (40), Kayasil Blue BR (41), Mitsui Alizarin Safirol SE (43) , Suminol Leveling Sky Blue R Extra Conc (62), Mitsui Nylon Fast Sky Blue B (78), Sumitomobrilliant Indocyanine 6Bh / c (83), Sandran cyanine N-6B 350% (90), water Blue # 115 (90), Orient Soluble Blue OBB The same 93), Sumitomo brilliant blue 5G (the 103), Kaya Nord 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 dyes such as Acid Green 3), Acid Brilliant Milling Green B (9), Daiwa Green # 70 (16), Kayanol Cyanine Green G (25), Suminol Milling Green G (27), and Aizenkachi Ron Yellow 3GLH (C.I. Basic Yellow 11), Eisenka Chiron Brilliant Yellow 5GLH (13), Sumiacryl Yellow E-3RD (15), Maxillon Yellow 2RL (19), Astrazon Yellow 7GLL (11) 21), Kayacryl Golden Yellow GL-ED (28), Astrazon Yellow 5GL (51), Eizen Katilon Orange GLH (CI Basic Orange 21), Eizen Katilon Brown 3GLH (30), Rhodamine 6 GCP (C.I. Black Red 1), Eizen Astra Phloxine (12), Sumiacryl Brilliant Red E-2B (15), Astrazon Red GTL (18), Eizen Chiron Brilliant Pink BGH (27), Maxilon Red GRL (17) 46), Aizen Methyl Violet (CI Basic Violet 1), Aizen Crystal Violet (3), Aizen Rhodamine B (10), Astrazone Blue G (CI Basic Blue 1), Astrazone Blue BG (3), methylene blue (9), maxilon blue GRL (41), Aizen Katilon Blue BRLH (54), Aizen Diamond Green GH (CI Basic Green 1), Aizen Malachite Green (4) ), Bismarck Blau G include basic dye (C.I. Basic Brown 1) and the like.
[0006]
Pigments include organic pigments such as azo pigments, nitroso pigments, nitro pigments, basic dye pigments, acid dye pigments, vat dye pigments, mordant dye pigments, and natural dye pigments, loess, and barium. Inorganic pigments such as yellow, dark blue, cadmium red, barium sulfate, titanium oxide, red iron oxide, iron black, carbon black and the like can be mentioned, 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), and Hansa yellow. 3G (CI. 11670), Hansa Yellow G (CI. 11680), Hansa Yellow GR (CI. 11730), Hansa Yellow A (CI. 11735), Hansa Yellow RN (CI. 11740), Hansa Yellow R (CI. 12710), pigment yellow L (CI. 12720), benzidine yellow (CI. 21090), benzidine yellow G (CI. 21095), benzidine yellow GR (CI. 21100) ), Permanent Yellow NCG (CI. 20040), Balkan Fast E -5G (CI. 21220), Vulcan Fast Yellow R (CI. 21135), Tartrazine Lake (CI. 19140), Quinoline Yellow Lake (CI. 47005), Anslagen Yellow 6GL (C. 60520), permanent yellow FGL, permanent yellow H10G, permanent yellow HR, anthrapyrimidine yellow (CI. 68420), Sudane 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 (CI. 15510), indanthrene brilliant orange GK (CI. 59305), indanthrene brilliant orange RK (CI. 59105), indanthrene brilliant orange GR (CI. 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) ), Parachloroorthoaniline red (CI.12090), lysole fast scarlet, brilliant fast scarlet (CI.12315), brilliant carmine BS, permanent red F2R (CI.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 (CI. 12450), light fast red toner R (CI. 12455), permanent carmine FB (CI. 12490), pyrazolone red (CI. 12120), Lisor Red (CI. 15630), Lake Red C (CI. 15585), Lake Red D (CI. 15500), Ansosine B (CI. 18030), Brilliant Scarlet G (CI. 15800), Lisor Rubin GK (CI. 158) 5), permanent red F5R (CI. 15865), brilliant carmine 6B (CI. 15850), pigment scarlet 3B (CI. 16105), Bordeaux 5B (CI. 12170), toluidine maroon (C. I. 12350), permanent Bordeaux F2R (CI. 12385), Helio Bordeaux BL (CI. 14830), Bordeaux 10B (CI. 15880), Bon Maroon Light (CI. 15825), Bonn Maroon Medium (CI. 15880), Eosin Lake (CI. 45380), Rhodamine Lake B (CI. 45170), Rhodamine Lake Y (CI. 45160), Alizarin Lake (CI. 58000) ), Thioindigo red B (CI. 73300), thioindigo Rune (CI. 73385), Permanent Red FGR (CI. 12370), PV Carmine HR, Watching Red, Monolight Fast Red YS (CI. 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 (CI.44045), Phthalocyanine Blue (CI.74160), Fast Sky Blue (CI.74180), Indanthrene Blue RS (CI.69800), Indanth Renblue BC (CI.6 9825), indigo (C.I. I. 73000), Pigment Green B (CI. 10006), Naphthol Green B (CI. 10020), Green Gold (CI. 12775), Acid Green Lake, Malachite Green Lake (CI. 42000), And phthalocyanine green.
The use amount of these coloring agents is preferably 0.5 to 30% by weight based on the total amount of the ink. If it is less than 0.5% by weight, it is thin and does not fulfill 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.
[0007]
When a pigment is used as the colorant, a dispersant may be used to stably disperse the pigment. As a dispersant, a water-soluble resin or a water-soluble resin conventionally used generally, or a dispersant used as a pigment dispersant such as an anionic or nonionic surfactant can be used. As an example, as a polymer dispersant, natural polymers such as lignin sulfonate and shellac, polyacrylate, salt of styrene-acrylic acid copolymer, salt of vinylnaphthalene-maleic acid copolymer, β-naphthalene Examples include anionic polymers such as sodium salts and phosphates of sulfonic acid formalin condensates, and nonionic polymers such as polyvinyl alcohol and polyethylene glycol. As surfactants, alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, N-acyl amino acids and salts thereof, N-acylmethyl taurine salts, polyoxyethylene alkyl ether acetates, alkyl sulfocarboxylates, α- Anionic surfactants such as olefin sulfonates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, and nonionics such as polyoxyethylene alkyl ethers, sorbitan alkyl esters, and polyoxyethylene sorbitan alkyl esters Surfactants.
[0008]
One or more of these water-soluble resins and surfactants may be selected and used in combination. The amount used is preferably 0.05 to 20 parts by weight based on 10 parts by weight of the pigment. If the amount is less than 0.05 part by weight, the dispersing effect, which is the purpose of addition, is weak, and if the amount is more than 20 parts by weight, no further dispersing effect can be expected, which is uneconomical.
In the case of pigments, it is further advantageous to use an aqueous ink base dispersed in an aqueous medium in the production of pigment inks. Specifically, Fuji SP Black 8031, 8119, 8167, 8276, 8381, 8406, 8SP, Fuji SP Red 5096, 5111, 5193, 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 SPB RUB (The above are manufactured by 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, FGN, GN, and GN , 10G, Sandye Super Black K, C, Sandye Super Gray B, Sandye Super Brown SB, FRL, RR, Sandy Super Green L5G, GYB, GXB, Sandy Super Green H, FBL-160, FBB, Sandy Super Violet BL H / C, BL, Sandy Sup r Bordeaux FR, Sandy Super Pink FBL, F5B, Sandye Super Rubine FR, Sandy super Carmmine FB, Sandy Super Red FFF, RR, RB, Sandy Super Red FDG, RR, BS , 3R, Sandye Ywllow GG, F3R, IRC, FGN, GN, GRS, GSR-130, GSN-130, GSN, 10GN (all manufactured by Sanyo Dyeing 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 (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.), NKW-2101, 1052, and 1022 , 2106, 2107, 2108, 2117, 2127, 2137, 2167, 2101P, 2102P, 2103P, 2104P, 2105P, 2106P, 2107P, 2108P, 2117P, 2117P 2127P, 2137P, 2167P, NKW-3002, 3003, 3004, 3005, 3007, 3077, 3008, 3402, 3404, 3405, 3407, 3408, 3377, 3677 2, 3603, 3604, 3605, 3607, 3677, 3608, 3702, 3703, 3704, 3705, 3777, 3708, 6013, 6038, and 6559 (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, Victoria G-23, Victoria Green G-18, Victoria G-24, Victoria Blue G-15, Victoria G-25 (all manufactured by Mikuni Pigment Co., Ltd.), Pollux PC5T1020, Pollux Pollux series such as Black PC8T135, Poluc Red IT1030 (Sumitoka Color Co., Ltd.) ) Are those like, these are what can be used in combination to select one or more.
[0009]
The reducing substance is used to combine with and remove dissolved oxygen in the ink. Specific examples thereof include ascorbic acid, erythorbic acid, kojic acid and salts and derivatives thereof, phenylenediamine, diaminodiphenylamine, aminophenol, hydroquinone, hydroquinonesulfonic acid and salts thereof, resorcin, catechol, pyrogallol, and phloroglucinol. , Gallic acid and its salts, catechin, tannic acid and its salts, polyphenols such as trihydroxybenzene, keto-enol isomers such as tert-butylphenol, hindered phenol, hindered amine, acetanilide, acetoacetanilide, hydroxylamine, oxyquinoline Sulfonic acid, thiourea dioxide, formamidine sulfinic acid, sulfite, bisulfite, thiosulfate, and the like, but are not limited thereto. If there a material having what most can be used.
The amount of these reducing substances used is preferably 0.05% by weight to 5% by weight, and more preferably 0.1% by weight to 2% by weight, based on the whole ink. If it is less than 0.05%, the effect of removing oxygen in the ink is weak, and if it is added in excess of 5% by weight, no further effect of removing oxygen is obtained, and there is no point in adding.
[0010]
In the present invention, when the pen tip is left down, the viscosity of the ink can be adjusted to prevent the ink from leaking from the pen tip. The viscosity of the ink can be adjusted by appropriately adjusting and using a thickening substance and / or a shear-thinning substance so as to obtain a desired viscosity. Specific examples thereof include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, collagen, HPC-SL, L, M, and H (all manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Avicel PH-101. , 102, 301, M06, TG-101 (all manufactured by Asahi Kasei Corporation) and the like, Kelzan, Kelzan S, Kelzan F, Kelzan AR, Kelzan M, and Kelzan D (all, Sansei (Co., Ltd.) Xanthan gum such as Kojin, Kojin F, Kojin T and Kojin K (all manufactured by Kojin Co., Ltd.), succinoglucan such as leozan (manufactured by Sansho Co., Ltd.), K1A96 (manufactured by Sancho Co., Ltd.) Wellan gum such as K1A112, K7C2433 (above, manufactured by Sancho Co., Ltd.), etc .; Jaguar 8111; Guar gums such as HP-8, HP-60, and CP-13 (all manufactured by Sancho Corporation), water-soluble polysaccharides such as pullulan (manufactured by Hayashibara Corporation), GX-205, NA-010 Water-soluble synthetic polymers such as N-vinylacetamide polymerized cross-linked products such as (manufactured by Showa Denko KK), smecton SA (smectite, manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd.), kunipia-F, kunipia-G (montmorillonite, kunimine industry) Co., Ltd.), Wenger HV, FW, 15, 15 (Bentonite, manufactured by Toyojun Yoko Co., Ltd.), Esven, C, W, N400 (quaternary ammonium cation-modified montmorillonite, Co., Ltd.) And inorganic clay minerals such as Toyohyun Yoko).
Among these, xanthan gum has a large shear thinning property, so that the viscosity of the ink is greatly reduced during writing, and as a result, it is difficult for spots and line breaks to occur during writing, stability against temperature change, stability against pH Is particularly preferable from the viewpoint of stability against salts.
The above-mentioned shear-thinning substances can be used as a mixture of a plurality of types.However, the amount of use thereof cannot be said unconditionally because it depends on the properties of each of the shear-thinning substances. In consideration of ink leakage and the like, it is preferable that the ink viscosity is 30,000 mPa · s or less at a shear rate of 10 sec-1.
[0011]
Various resins can be used in combination as a binder in order to fix the colorant of the ink to the paper surface. Specifically, shellac, styrene-maleic acid copolymer, alkali metal salt of styrene-acrylic acid copolymer, amine salt, ammonium salt thereof, alkali metal salt of α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, A water-soluble resin such as the same amine salt and the same ammonium salt can be used. Further, a water-insoluble resin such as an acrylic resin, a vinyl acetate resin, and a styrene-butadiene copolymer can also be used. The water-insoluble resin is used in the form of an aqueous emulsion.
[0012]
Water is used as the main solvent.
Various water-soluble organic solvents are used together with water for the purpose of preventing drying of the ink and preventing freezing at low temperatures. Specifically, alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 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, glycol such as polypropylene glycol, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, ether such as diethylene glycol ethyl ether, thiodiglycol, Thiodiglycolic acid and its salts and derivatives thereof, Thiodipropionic acid and its salts and derivatives thereof, dithiodiglycol, N-methylpyrrolidone 2-phenoxyethanol, etc. 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 the ink. If the amount is less than 0.5% by weight, the effect of preventing drying of the coated portion may be weak and may not be used. Even if it is added in excess of 60% by weight, the effect is not improved and the meaning of the addition cannot be found.
[0013]
In addition to the above components, various additives conventionally used in aqueous inks for writing instruments can be used as needed.
For example, sugar alcohols such as sorbitol and xylitol are used to prevent evaporation of the ink, and polyethylene glycol, polyoxyethylene glycol polyoxypropylene glycol, alkali metal salts and amine salts of oleic acid, and acyl salts are used to improve the writing feel. A lubricant such as an amino acid, an alkali metal salt such as taurine and methyl taurine, and an amine salt can be used.
[0014]
Furthermore, various surfactants such as anionic, nonionic and cationic surfactants, surface tension regulators such as silicone surfactants and fluorine surfactants, sodium dehydroacetate, 1,2-benzoisothiazalin-3-one, etc. Rust inhibitors such as benzotriazole and ethylenediaminetetraacetic acid, and alkalinizing agents such as sodium hydroxide, alkanolamine, amine and ammonium as pH adjusters.
[0015]
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. As a material of the ball holder using metal, generally used materials such as nickel silver, brass and stainless steel can be used. In addition, as a main material of a ball holder mainly made of a synthetic resin, a general molding resin can be used, and 100% of these synthetic resins may be used for molding. Specifically, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic nylon resin, modified polyphenylene ether resin, polyacrylate resin and the like can be used. Polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, and polybutylene terephthalate resin are particularly preferable from the viewpoint of 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 it exceeds 40%, the filler may be unevenly formed at the time of molding and the shape of the chip may be impaired.
[0016]
As an example of a ball material to be gripped by the ball holder, a ball made of tungsten carbide, a ball made mainly of silicon carbide, a ball made mainly of zirconia, or the like can be used.
[0017]
Polyethylene, polypropylene, fluororesin, silicone resin, and the like can be used as the material of the ink container for directly filling the ink, but polypropylene is preferable in consideration of moisture permeability, transparency, cost, and the like.
[0018]
In the manufacture of the ballpoint pen of the present invention, there is no particular problem in filling the ink by filling the ink containing a reducing substance to be removed by combining with dissolved oxygen by a conventional method. In order to centrifuge the ballpoint pen filled with ink under reduced pressure, a method of gradually and / or rapidly reducing the pressure while centrifuging, a method of first reducing the pressure and then centrifuging, and a method of reducing the pressure while centrifuging and then reducing the pressure After that, there is a method of reducing the pressure again, and in some cases, a method of repeatedly reducing and reducing the pressure.
In the method of reducing the pressure gradually and / or at a stretch while centrifuging, the ink is suppressed by the centrifugal force. Therefore, even if the bubbles expand rapidly when the pressure is reduced, the ink and / or the backflow preventer does not leak from the ink storage tube. Productive advantage.
The method of decompressing while centrifuging and then depressurizing and then depressurizing again, or the method of repeating this depressurizing and depressurizing, increases or decreases the bubbles in the ink, so ink is stored. This is effective for more completely removing fine bubbles adhering to a tube wall or the like.
The method of first depressurizing and then centrifuging has the advantage that it is easy to remove the air bubbles in a short time by centrifuging the air bubbles since the air bubbles can be made the largest because no pressure is applied to the air bubbles.
In these methods, changing the conditions of centrifugation while performing reduced-pressure centrifugation is an effective method for removing dissolved oxygen and / or existing bubbles.
Here, the degree of pressure reduction during centrifugation is higher if the air pressure is lower than the atmospheric pressure, and the effect of air bubble removal is higher. The lower the pressure is, the higher the effect is. However, empirically, the pressure is reduced to 300 mmHg or less. More preferably, it is more preferable to set the pressure to 50 mmHg or less because the air bubble removing effect is high. However, since the components in the ink contain a volatile substance, for example, water, it is necessary to keep the pressure at a level that does not cause the components in the ink to boil.
The conditions of centrifugation need to be changed depending on the condition of each ink and ballpoint pen, so it cannot be said unconditionally, but the higher the number of revolutions and the stronger the centrifugal force, the better the effect of removing air bubbles in the ink. In the case where the ink contains a component that settles in the ink, centrifugation may be performed by appropriately selecting a rotation speed that does not cause clogging due to the settling.
The centrifugation time is a trade-off with the centrifugal rotation speed, but the longer the time, the more the air bubble removal effect increases.Therefore, considering the production efficiency and the high rate of air bubble removal, take into account the centrifugal rotation speed and the degree of pressure reduction. Need to be measured.
[0019]
[Action]
In the present invention, dissolved oxygen is eliminated by adding a substance that chemically dissolves oxygen to remove dissolved oxygen to the ink, and the partial pressure of each gas dissolved in the ink and the partial pressure of the atmosphere are removed. By disturbing the equilibrium, the gas present in the ink acts to maintain equilibrium with the atmosphere, and as a result, the dissolved gas in the ink flows out to the atmosphere, so that the dissolved gas is eliminated from the ink. Thereby, it is presumed that fine bubbles that cause the generation of bubbles over time and the dissolved gas that collects in these fine bubbles to form large bubbles are removed, thereby preventing the generation of bubbles over time.
In the present invention, a centrifugal treatment is performed under reduced pressure during the production of a ballpoint pen. This makes it possible to remove gas such as air entrained when the ink container is filled with ink, thereby preventing fine bubbles present in the ink from gathering over time to form large bubbles.
By performing both of the above two means, it is possible to prevent the initial bubble removal and the generation of bubbles over time. It is presumed that no problem occurs.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In the examples, “parts” means “parts by weight”.
[0021]
Ink sample 1
Water Black # 108-L (CI Direct Black 19
40.0 parts (14% aqueous solution, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.)
Kerzan AR (xanthan gum, shear-thinning resin, Sansei Co., Ltd.) 0.2 part
Ethylene glycol 10.0 parts
Glycerin 10.0 parts
Benzotriazole 0.5 parts
Sodium ascorbate 0.5 parts
Proxel GXL (1,2-benzisothiazolin-3-one, preservative, I
0.3 parts by CI Corporation
38.5 parts of ion exchange water
In the above components, the entire amount of Kelzan AR and 5.0 parts of water were stirred with a lab mixer for 30 minutes to uniformly dissolve and prepare a Kelzan aqueous solution. The remaining components were mixed, mixed and stirred for 1 hour, added with a Kelzan AR aqueous solution, and further stirred for 2 hours, and the shearing speed was 10 sec. -1 , A black ink having a viscosity of 70 mPa · s was obtained.
[0022]
Ink sample 2
Water Red # 2 (CI ACID RED87, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) 5.0 parts
Water Yellow # 6C (CI ACID YELLOW 23, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) 3.0 parts
Kerzan AR 0.5 copy
Ethylene glycol 25.0 parts
Glycerin 10.0 parts
0.1 part of sarcosinate OH (N-oleoyl sarcosine, surfactant, manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd.)
Benzotriazole 0.5 parts
Proxel GXL 0.3 parts
0.3 parts of potassium hydroquinone sulfonate (reducing agent, manufactured by Samsung Chemical Industry Co., Ltd.)
AKP-20 (alumina, particle size 0.5 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 0.01 part
55.29 parts of ion-exchanged water
In the above components, the entire amount of Kelzan AR and 5.0 parts of water were stirred with a lab mixer for 30 minutes to be uniformly dissolved to prepare a Kelzan aqueous solution. Next, AKP-20 and the entire amount of glycerin were mixed and uniformly stirred, followed by stirring with a homogenizer for 15 minutes to prepare an alumina dispersion. The remaining components were mixed and stirred for 1 hour, and then an aqueous Kelzan AR solution and an alumina dispersion were added. The mixture was further stirred for 2 hours to obtain a red ink having a viscosity of 350 mPa · s.
[0023]
Ink sample 3
FUJI SP BLACK 8922 (20% dispersion of carbon black, manufactured by Fuji Dye Co., Ltd.) 25.0 parts
Ethylene glycol 10.0 parts
Glycerin 10.0 parts
Benzotriazole 0.5 parts
Proxel GXL (1,2-benzisothiazolin-3-one, preservative, I
0.3 parts by CI Corporation
0.3 parts of Pemulen TR-1 (crosslinked acrylic acid and acrylate copolymer, manufactured by BF Goodrich)
Sodium sulfite 1.0 part
52.9 parts of ion-exchanged water
Among the above components, the whole amount of Pemulen TR-1 and 10 parts of water were stirred for 1 hour with a laboratory mixer to prepare an aqueous solution of Pemulen TR-1. An aqueous solution of Pemulen TR-1 was added to a liquid obtained by mixing the remaining components and stirring for 1 hour until the mixture became uniform, and the mixture was further stirred for 2 hours to obtain a black ink having a viscosity of 260 mPa · s.
[0024]
Ink sample 4
Daiwa Blue # 1 (CI Acid Blue 9, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.) 4.0 parts
Water Red # 2 0.4 parts
Ethylene glycol 12.0 parts
Thiodiglycol 6.0 parts
Glycerin 3.0 parts
Benzotriazole 0.5 parts
0.2 parts of Proxel GXL (1,2-benzisothiazolin-3-one, preservative, manufactured by ICI Corporation)
Kerzan AR 0.5 parts
Pemulen TR-1 0.5 parts
Sodium ascorbate 1.0 part
71.9 parts of ion exchange water
Among the above components, the whole amount of Pemulen TR-1 and 10 parts of water were stirred for 1 hour with a laboratory mixer to prepare an aqueous solution of Pemulen TR-1. In addition, the entire amount of Kelzan AR and 10 parts of water were stirred for 1 hour with a laboratory mixer to prepare a Kelzan AR aqueous solution. An aqueous solution of Pemulen TR-1 and an aqueous solution of Kelzan AR were added to the liquid obtained by mixing the remaining components and stirring for 1 hour until the mixture became uniform, and the mixture was further stirred for 2 hours to obtain a blue ink having a viscosity of 3000 mPa · s.
[0025]
Comparative sample 1 of ink
A black ink having a viscosity of 62 mPa · s was obtained in the same manner as in Example 1 of the ink except that sodium ascorbate was removed and water was added to the ink in Example 1 of the ink.
[0026]
Comparative sample 2 of ink
A red ink having a viscosity of 347 mPa · s was obtained in the same manner as in Example 2 of the ink except that potassium hydroquinonesulfonate was removed and the amount of water was increased in Example 2 of the ink.
[0027]
Comparative sample 3 of ink
A red ink having a viscosity of 254 mPa · s was obtained in the same manner as in Example 3 of the ink except that the amount of water was increased by removing sodium sulfite in Example 3 of the ink.
[0028]
Production Example 1
The ink of Ink Sample 1 was placed in a polypropylene ink container having an inner diameter of 4 mm and a length of 85 mm in which a stainless steel chip having a 0.7 mm diameter carbide ball held at one end was attached via a chip holder. The ink was charged with 8 g, and the back end of the ink was charged with 0.2 g of a backflow inhibitor obtained by gelling polybutene with a gelling agent. The nib capped with a hot-melt adhesive was placed in a reduced-pressure centrifuge, and the pressure was reduced to 20 mmHg while centrifuging at 1000 rpm. After maintaining it for 15 minutes, the pressure was returned to the atmospheric pressure, the centrifugation was stopped, and the aqueous ballpoint pen was obtained.
[0029]
Production Example 2
Using the same parts as in ball-point pen manufacturing example 1, the ink of ink sample 2 was filled therein, the back end of the ink was filled with 0.1 g of a backflow inhibitor gelling an α-olefin oligomer, and a polypropylene float was further added. Was inserted. The pen tip was capped with a hot melt adhesive, placed in a reduced pressure centrifuge, centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes, and the pressure was reduced to 30 mmHg while maintaining 1200 rpm. After maintaining for 5 minutes in this state, the centrifugation was relaxed to 500 rpm, and the pressure was reduced to 10 mmHg and maintained for 5 minutes. The centrifugation was returned to 1200 rpm again while maintaining the pressure, and this was maintained for 5 minutes. Thereafter, the reduced pressure was returned to the atmospheric pressure, and then the centrifugation was stopped to obtain an aqueous ballpoint pen.
[0030]
Production Example 3
The ink of Hybrid K106 manufactured by Pentel Co., Ltd. was drained, and the ink of Ink Sample 3 was filled instead. This was centrifuged under reduced pressure in the same manner as in Production Example 1 of a ballpoint pen to obtain an aqueous ballpoint pen.
[0031]
Production Example 4
The ink of Engel (ball diameter 0.7 mm) manufactured by Pentel Co., Ltd. was drained, and the ink of Ink Sample 4 was filled instead. This was centrifuged under reduced pressure in the same manner as in Production Example 2 of a ballpoint pen to obtain an aqueous ballpoint pen.
[0032]
Comparative Production Example 1
An aqueous ballpoint pen was obtained in the same manner as in Ballpoint Pen Production Example 1, except that the ink of Comparative Example 1 was filled.
[0033]
Comparative Production Example 2
An aqueous ballpoint pen was obtained in the same manner as in Ballpoint Pen Production Example 2 except that the ink of Comparative Sample 2 was filled.
[0034]
Comparative Production Example 3
The ink of Comparative Sample 3 was placed in a polypropylene ink container having an inner diameter of 4 mm and a length of 85 mm in which a stainless steel chip having a 0.7 mm diameter carbide ball held at one end was attached via a chip holder. The ink was filled with 0.8 g, and the back end of the ink was filled with 0.2 g of a backflow preventing agent obtained by gelling polybutene with a gelling agent. The tip of this pen was capped with a hot-melt adhesive, placed in a vacuum centrifuge, and centrifuged at 1000 rpm for 15 minutes to obtain an aqueous ballpoint pen.
[0035]
Comparative Production Example 4
An aqueous ballpoint pen was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that the ink of Comparative Sample 3 was filled with the ink of Ink Sample 3.
[0036]
【The invention's effect】
The water-based ballpoint pens obtained above were left in a constant temperature room at 50 ° C. for one month so that the tips of each of the 50 ballpoint pens are turned down, and then the pens were softened with a soft X-ray apparatus (SOFRON-405 manufactured by Soflon Corp.). Photographs were taken to check for air bubbles.
Separately, after leaving it in a constant temperature room at 50 ° C for 50 months so that the tips of the pens are facing upwards by 50 pens each time, write a circle with a diameter of about 2 cm continuously to write the handwriting. It was confirmed visually. Table 1 shows the results.
[0037]
[Table 1]
[0038]
As shown in Table 1, the aqueous ballpoint pen obtained by adding the reducing agent to the ink and centrifuging the ink under reduced pressure was good without generation of bubbles over time.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002223940A JP2004058615A (en) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | Manufacturing method of water-based ballpoint pen |
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- 2002-07-31 JP JP2002223940A patent/JP2004058615A/en active Pending
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