JPH0123512B2 - - Google Patents
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- JPH0123512B2 JPH0123512B2 JP60115118A JP11511885A JPH0123512B2 JP H0123512 B2 JPH0123512 B2 JP H0123512B2 JP 60115118 A JP60115118 A JP 60115118A JP 11511885 A JP11511885 A JP 11511885A JP H0123512 B2 JPH0123512 B2 JP H0123512B2
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Description
(産業上の利用分野)
本発明は、着色剤として顔料を用いた筆記具用
水性インキに関し、更に詳しく云えば、チツプ部
が金属であるポールペンに最適な性能、例えば筆
記具中に於て安定な顔料分散性を有する筆記具用
水性顔料インキに関するものである。
(従来の技術及びその問題)
従来の金属チツプを使用した筆記具としては、
染料および水性媒体からなる水性インキを使用し
た水性金属ボールペンがあるが、染料を使用して
いるために、耐光性や耐水性が劣るために、顔料
を使用した水性顔料インキが提案されるようにな
つた。しかしながら水性顔料インキは、使用して
いる着色剤の顔料が溶剤に不溶の為に、顔料を如
何に微粒子にし、かつ安定に分散させるかが、水
性顔料インキの第1のポイントであり、第2のポ
イントとしては金属チツプを有する筆記具に水性
顔料インキを充填した場合金属チツプ部の腐食に
より分散がこわれて顔料が凝集し、円滑な筆記が
不可能となり、筆記線がかすれたり、書けなくな
る場合があることであり、この腐食を防止する効
果的な防錆剤としてベンゾトリアゾールが一般に
使用されているが、水性顔料インキの場合ベンゾ
トリアゾールが水性媒体に難溶であり、更に必要
量のベンゾトリアゾールが顔料粒子に吸着されて
防錆剤の効果を示さなくなることがある。このた
めベンゾトリアゾールをアミン塩の形で易溶にし
たものは、PHが高く水性顔料インキの分散系を
不安定にし、その結果顔料粒子を凝集させ、筆記
具の貯蔵や円滑な筆記を阻害する。またオレイン
酸とベンゾトリアゾールの縮合物は、水に不溶の
ために、水性顔料インキには使用できない。
(問題点を解決する為の手段)
本発明は上述せる問題点を解決すべく鋭意研究
した結果、水性顔料インキに最適の防錆剤を探索
したところそれ自身が水溶性があり、インキの分
散性をそこなわない防錆剤を見出し本発明に至つ
たものである。
すなわち本発明は顔料、分散剤および水性媒体
からなる筆記具用水性顔料インキに於て防錆剤と
して、下記一般式()で示されるベンゾトリア
ゾール誘導体を添加することを特徴とする筆記具
用水性顔料インキを要旨とするものである。
一般式
(式中Rは水素、メチル基、エチル基、アミノ
基、メトキシ基、エトキシ基およびハロゲンであ
る。)
(発明の構成)
次に本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する着色剤は、従来から公知であ
る無機顔料および有機顔料が使用でき、その形態
も粉末、水性ペーストなど問題なく使用すること
ができる。これらの顔料の使用量はインキ全量に
対して3〜20重量%が望ましい。
次に分散剤であるが、水溶性ポリマーとして、
アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン
酸、マレイン酸、イタコン酸、N−ビニルピロリ
ドンなどの単独重合もしくはアクリル酸アルキル
エステル、メタクリル酸アルキルエステル、スチ
レン、酢酸ビニールモノマーなどとの共重合体が
使用できるし必要に応じて、長鎖のアシル化アミ
ノ酸類、アルキルベンゼンスルホン酸類、アルキ
ルこはく酸、硫酸塩、長鎖脂肪酸アンモニウムお
よびアルカノールアミン塩などのアニオン活性
剤、アルキルフエノール・エチレンオキサイド付
加物、アルキルアルコール・エチレンオキサイド
付加物、ソルビタンモノ、ジ脂肪酸エステル、エ
チレンオキサイド付加アルキルアミンなどのノニ
オン活性剤を任意に併用することができる。
本発明で使用できる水性媒体は、水が主成分で
あるが必要に応じてエチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、グリセ
リンなどの不揮撥性の水溶性有機溶媒が使用でき
インキ全量に対して5〜30重量%が望ましい。
本発明の骨子である水溶性防錆剤は相当するベ
ンゾトリアゾールにマンニツヒ反応で、ビス(β
−オキシエチル)アミノメチル基を導入する。そ
の反応式は次の通りである。
(Rは水素、メチル基、エチル基、アミノ基、
メトキシ基、エトキシ基およびハロゲンである。)
その反応は例えば一般式でRが4−メチル基の
誘導体は次のような反応操作で容易に得られる。
即ちジエタノールアミン0.26モル、4−メチルベ
ンゾトリアゾール0.26モルを80〜85℃に加温し
て、均一な溶液とする。次に70〜75℃で1時間か
きまぜる。次に水冷しながら35%ホルマリン0.26
モルを添加し、70〜75℃1時間かきまぜることに
より、4−メチルベンゾトリアゾールのマンニツ
ヒ反応物は溶液の状態で得られる。水や他の水性
媒体と任意に溶解し、冷却しても結晶が析出する
ことはない。他の置換ベンゾトリアゾールを使用
しても容易に相当する誘導体を得ることができ
る。その使用量はインキ全量に対して0.05〜10重
量%使用できる。その他必要に応じて、尿素や尿
素誘導体などの吸湿性物質や防カビ剤なども任意
に使用できる。
本発明の筆記具用水性顔料インキは、上述せる
各成分からなり、その製造方法は公知の方法、例
えばボールミル、ホモミキサー、サンドグライン
ダー、スピードラインミル、ロールミルなどの分
散機により混合摩砕することにより容易に得られ
る。
以上の如くして得られた本発明の筆記具用水性
顔料インキは、インキ単独および筆記具内におい
て十分な安定性を有し、しかし強制経時試験に於
ても金属チツプの矢溝部や金属ボールを腐食する
ことがないために、いつ迄も円滑な筆記が可能で
ある。
(実施例)
次に実施例により、本発明を具体的に説明する
が、実施例中「部」とあるのは「重量部」を表わ
すものとする。
実施例 1
スチレン−メタクリル酸共重合物(モル比3:
2)のモノエタノールアミン塩 10部
エチレングリコール 30部
カーボンブラツク(三菱化成(株)製:MA−100)
10部
ノニオン活性剤(花王・アトラス(株)製:ツウイ
ーン61) 2部
4−メチルベンゾトリアゾール誘導体(前記一
般式()のRが4−メチル基) 1部
水 47部
上記成分をボールミルに加えて100時間分散し、
粗大な顔料粒子を遠心分離することにより顔料分
7.5重量%の黒色の筆記具用水性顔料インキを得
た。
比較例 1
実施例1で使用した4−メチルベンゾトリアゾ
ール誘導体の代りに4−メチルベンゾトリアゾー
ルを同量使用して黒色の筆記具用水性顔料インキ
を得た。
実施例 2
スチレン−無水マレイン酸共重合物(モル比
2:1)のアンモニウム塩 8.5部
エチレングリコール 15部
プロピレングリコール 5部
銅フタロシアニン・ブルー(東洋インキ(株)製:
リオノール・ブルーSM) 9部
ベンゾトリアゾール誘導体(前記一般式()
のRが水素) 2部
ソジウム・オマジン(防カビ剤) 0.5部
水 60部
上記成分をサンド・グラインダーにて10時間処
理した後、粗大粒子を除去することにより顔料分
7重量%の青色の筆記具用水性顔料インキを得
た。
比較例 2
実施例2に使用したベンゾトリアゾール誘導体
の代りに、ベンゾトリアゾール−モノエタノール
アミン塩(ベンゾトリアゾールとモノエタノール
アミンを加湿して作る)を同量使用して青色の筆
記具用水性顔料インキを得た。
実施例 3
ブチルメタクリレート−アクリル酸共重合物
(モル比1:1)のモノメチルアミン塩 15部
エチレングリコール 20部
5−メトキシベンゾトリアゾール誘導体(前記
一般式()のRが5−メトキシ基) 1部
グリセリン 5部
銅フタロシアニン・グリーン(住化カラー(株)
製:シアニングリーン404SA、固型分50重量
%) 20部
水 39部
上記成分をロールミルで分散し、粗大粒子を除
去することにより顔料分8.5重量%の緑色の筆記
具用水性顔料インキを得た。
比較例 3
実施例3の5−メトキシベンゾトリアゾール誘
導体の代りに、5−メトキシベンゾトリアゾール
とオレイン酸の縮合物を同量使用して緑色の筆記
具用水性顔料インキを得た。
(発明の効果)
実施例1〜3および比較例1〜3の各々の水性
顔料インキを次のような試験法により評価した。
1 インキの90℃単独試験
インキ5mlを内容積20mlのスクリユーバイアル
に入れ、密栓して90℃1時間後の変化を観察す
る。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a water-based ink for writing instruments that uses a pigment as a coloring agent. More specifically, the present invention relates to a water-based ink for writing instruments that uses a pigment as a coloring agent. The present invention relates to a water-based pigment ink for writing instruments having dispersibility. (Prior art and its problems) As a writing instrument using a conventional metal tip,
There are water-based metal ballpoint pens that use water-based inks consisting of dyes and water-based media, but because they use dyes, they have poor light fastness and water resistance, so water-based pigment inks using pigments have been proposed. Summer. However, since the pigment of the coloring agent used in water-based pigment ink is insoluble in the solvent, the first point of water-based pigment ink is how to make the pigment into fine particles and stably disperse it. The main point is that if a writing instrument with a metal tip is filled with water-based pigment ink, the dispersion will be broken due to corrosion of the metal tip and the pigment will coagulate, making it impossible to write smoothly and causing blurred or impossible writing lines. Benzotriazole is generally used as an effective rust inhibitor to prevent this corrosion, but in the case of water-based pigment inks, benzotriazole is poorly soluble in aqueous media, and the required amount of benzotriazole is It may become adsorbed to pigment particles and become ineffective as a rust preventive. For this reason, easily soluble benzotriazole in the form of an amine salt has a high pH and destabilizes the dispersion system of water-based pigment inks, resulting in agglomeration of pigment particles and impeding storage of writing instruments and smooth writing. Furthermore, condensates of oleic acid and benzotriazole cannot be used in aqueous pigment inks because they are insoluble in water. (Means for Solving the Problems) The present invention was developed as a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, and the search for the most suitable rust preventive agent for water-based pigment ink revealed that it was itself water-soluble and could be dispersed in the ink. The present invention was achieved by discovering a rust preventive agent that does not impair properties. That is, the present invention provides a water-based pigment ink for writing instruments comprising a pigment, a dispersant, and an aqueous medium, which is characterized in that a benzotriazole derivative represented by the following general formula () is added as a rust preventive agent. The main points are as follows. general formula (In the formula, R is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, an amino group, a methoxy group, an ethoxy group, and a halogen.) (Structure of the Invention) Next, the present invention will be explained in detail. As the coloring agent used in the present invention, conventionally known inorganic pigments and organic pigments can be used, and their forms such as powder and aqueous paste can be used without any problem. The amount of these pigments used is preferably 3 to 20% by weight based on the total amount of the ink. Next is the dispersant, as a water-soluble polymer,
Homopolymers of acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, maleic acid, itaconic acid, N-vinylpyrrolidone, etc., or copolymers with acrylic acid alkyl esters, methacrylic acid alkyl esters, styrene, vinyl acetate monomers, etc. can be used. If necessary, anionic activators such as long-chain acylated amino acids, alkylbenzenesulfonic acids, alkylsuccinic acids, sulfates, long-chain fatty acid ammonium and alkanolamine salts, alkylphenol/ethylene oxide adducts, alkyl alcohol/ethylene Nonionic surfactants such as oxide adducts, sorbitan mono, difatty acid esters, and ethylene oxide adduct alkylamines can be optionally used in combination. The aqueous medium that can be used in the present invention is mainly water, but if necessary, nonvolatile water-soluble organic solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and glycerin can be used. 30% by weight is desirable. The water-soluble rust inhibitor, which is the essence of the present invention, is produced by applying a Mannitz reaction to the corresponding benzotriazole.
-oxyethyl)aminomethyl group is introduced. The reaction formula is as follows. (R is hydrogen, methyl group, ethyl group, amino group,
They are methoxy group, ethoxy group and halogen. ) For example, a derivative of the general formula in which R is a 4-methyl group can be easily obtained by the following reaction operation.
That is, 0.26 mol of diethanolamine and 0.26 mol of 4-methylbenzotriazole are heated to 80 to 85°C to form a homogeneous solution. Next, stir at 70-75℃ for 1 hour. Next, 35% formalin 0.26 while cooling with water.
The Mannich reaction product of 4-methylbenzotriazole is obtained in the form of a solution by adding 4-methylbenzotriazole and stirring for 1 hour at 70-75°C. It is optionally dissolved in water or other aqueous media and does not precipitate crystals even when cooled. Corresponding derivatives can be readily obtained using other substituted benzotriazoles. The amount used can be 0.05 to 10% by weight based on the total amount of ink. In addition, hygroscopic substances such as urea and urea derivatives, antifungal agents, and the like can be optionally used as necessary. The aqueous pigment ink for writing instruments of the present invention is composed of the above-mentioned components, and can be produced by mixing and grinding using a dispersing machine such as a ball mill, homomixer, sand grinder, speed line mill, or roll mill. easily obtained. The water-based pigment ink for writing instruments of the present invention obtained as described above has sufficient stability both as an ink alone and in a writing instrument, but it also corrodes the arrow grooves of metal chips and metal balls in forced aging tests. Since there is nothing to do, smooth writing is possible at all times. (Example) Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, where "parts" in the examples represent "parts by weight." Example 1 Styrene-methacrylic acid copolymer (mole ratio 3:
Monoethanolamine salt of 2) 10 parts Ethylene glycol 30 parts Carbon black (manufactured by Mitsubishi Kasei Corporation: MA-100)
10 parts nonionic activator (manufactured by Kao Atlas Co., Ltd.: Tween 61) 2 parts 4-methylbenzotriazole derivative (R in the above general formula () is a 4-methyl group) 1 part water 47 parts Add the above ingredients to a ball mill. distributed for 100 hours,
Pigment content is removed by centrifuging coarse pigment particles.
A 7.5% by weight black water-based pigment ink for writing instruments was obtained. Comparative Example 1 A black aqueous pigment ink for writing instruments was obtained by using the same amount of 4-methylbenzotriazole instead of the 4-methylbenzotriazole derivative used in Example 1. Example 2 Ammonium salt of styrene-maleic anhydride copolymer (mole ratio 2:1) 8.5 parts ethylene glycol 15 parts propylene glycol 5 parts Copper phthalocyanine blue (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.:
Lionol Blue SM) 9-part benzotriazole derivative (general formula ()
(R is hydrogen) 2 parts Sodium Omazine (mold inhibitor) 0.5 parts Water 60 parts After treating the above ingredients with a sand grinder for 10 hours, coarse particles were removed to create a blue writing instrument with a pigment content of 7% by weight. A water-based pigment ink was obtained. Comparative Example 2 Instead of the benzotriazole derivative used in Example 2, the same amount of benzotriazole-monoethanolamine salt (made by humidifying benzotriazole and monoethanolamine) was used to prepare a blue water-based pigment ink for writing instruments. Obtained. Example 3 Monomethylamine salt of butyl methacrylate-acrylic acid copolymer (molar ratio 1:1) 15 parts Ethylene glycol 20 parts 5-methoxybenzotriazole derivative (R in the above general formula () is a 5-methoxy group) 1 part Glycerin 5 parts Copper phthalocyanine green (Sumika Color Co., Ltd.)
(manufactured by: Cyanine Green 404SA, solid content 50% by weight) 20 parts water 39 parts The above components were dispersed in a roll mill and coarse particles were removed to obtain a green water-based pigment ink for writing instruments with a pigment content of 8.5% by weight. Comparative Example 3 Instead of the 5-methoxybenzotriazole derivative of Example 3, the same amount of a condensate of 5-methoxybenzotriazole and oleic acid was used to obtain a green aqueous pigment ink for writing instruments. (Effects of the Invention) Each of the aqueous pigment inks of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated by the following test method. 1 Single ink test at 90°C Place 5 ml of ink in a screw vial with an internal volume of 20 ml, seal the vial, and observe the change after 1 hour at 90°C.
【表】
2 筆記具での50℃強製試験
1 各々の水性顔料インキをしんちゆう製チツ
プ、超硬ボールを有する金属ボールペンに充填
し、50℃の恒温槽に入れ、筆記が出来なくなる
迄の日数を測定する。
2 同様に金属チツプの内部の腐食の有無を実体
顕微鏡で観察する。[Table] 2 Test at 50°C with a writing instrument 1 Fill a metal ballpoint pen with a Shinchiyu tip and a carbide ball with each water-based pigment ink, place it in a constant temperature bath at 50°C, and measure the number of days until writing becomes impossible. Measure. 2 Similarly, observe the presence or absence of corrosion inside the metal chip using a stereomicroscope.
【表】【table】
【表】
以上の如く本発明の筆記具用水性顔料インキ
は、顔料分散性、金属に対する腐食性に優れたも
のである。[Table] As described above, the water-based pigment ink for writing instruments of the present invention has excellent pigment dispersibility and corrosion resistance to metals.
Claims (1)
用水性顔料インキに於て、防錆剤として下記一般
式()で示されるベンゾトリアゾール誘導体を
添加することを特徴とする筆記具用水性顔料イン
キ。 一般式 (式中Rは水素、メチル基、エチル基、アミノ
基、メトキシ基、エトキシ基およびハロゲンであ
る。)[Scope of Claims] 1. A water-based pigment ink for writing instruments comprising a pigment, a dispersant, and an aqueous medium, characterized in that a benzotriazole derivative represented by the following general formula () is added as a rust preventive agent. Water-based pigment ink. general formula (In the formula, R is hydrogen, methyl group, ethyl group, amino group, methoxy group, ethoxy group, and halogen.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115118A JPS61272278A (en) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | Aqueous pigment ink for use in writing utensils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115118A JPS61272278A (en) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | Aqueous pigment ink for use in writing utensils |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61272278A JPS61272278A (en) | 1986-12-02 |
| JPH0123512B2 true JPH0123512B2 (en) | 1989-05-02 |
Family
ID=14654692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60115118A Granted JPS61272278A (en) | 1985-05-28 | 1985-05-28 | Aqueous pigment ink for use in writing utensils |
Country Status (1)
| Country | Link |
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- 1985-05-28 JP JP60115118A patent/JPS61272278A/en active Granted
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