[go: up one dir, main page]

CN1810897A - 用于书写设备的水基墨水组合物 - Google Patents

用于书写设备的水基墨水组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN1810897A
CN1810897A CNA2006100067488A CN200610006748A CN1810897A CN 1810897 A CN1810897 A CN 1810897A CN A2006100067488 A CNA2006100067488 A CN A2006100067488A CN 200610006748 A CN200610006748 A CN 200610006748A CN 1810897 A CN1810897 A CN 1810897A
Authority
CN
China
Prior art keywords
writing
water
ink
acid
ink composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006100067488A
Other languages
English (en)
Inventor
生驹英行
小林雄介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Pencil Co Ltd filed Critical Mitsubishi Pencil Co Ltd
Publication of CN1810897A publication Critical patent/CN1810897A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/16Writing inks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/16Writing inks
    • C09D11/18Writing inks specially adapted for ball-point writing instruments

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

本发明提供了一种至少包含着色剂和水的用于书写设备的水基墨水组合物,其特征在于包含基于墨水组合物的总重量用量为0.1至30重量%的环氧烷加成的甘油酯,其中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合。

Description

用于书写设备的水基墨水组合物
                    技术领域
本发明涉及用于书写设备的水基墨水组合物,更具体地说涉及在非羽毛状(non-feathering)性质、书写感觉和物理性质稳定性方面优异的用于书写设备的水基墨水组合物。
                    背景技术
当制备用于书写设备的水基墨水时,特别是当制备落在低粘度区(50mPa·s或以下:通过Tokimec Inc.生产的ELD型粘度计测量(25℃))中的墨水时,因为不能预料非羽毛状性质,在纸中渗透速率大的材料(例如低分子量表面活性剂)的种类和添加量迄今为止已经受到限制。
具体地说,在球珠和笔头座(tip holder)之间需要金属润滑的技术规格中,例如在圆珠笔中,必需添加表面活性剂。但是,添加用量足以满足金属润滑的表面活性剂又会导致非羽毛状性质的劣化。
另外,在例如标记笔的不需要金属润滑的结构中,存在由于用作着色剂的彩色乳液中所含的乳化剂的作用使画线模糊的问题。
此外,通过使墨水粘度达到非牛顿粘度可以提高非羽毛状性质。特别是在颜料墨水的情况中,画线具有良好的质量,但是根据提供非牛顿粘度的试剂的种类,由于在高温下随着时间的推移颜料的沉降引起颜色分离;而当在高温下随着时间的推移没有颜料沉降所涉及的问题时,画线中出现斑点(blobbing)和裂线,并且画线质量降低;并且即使添加低分子量的表面活性剂也不能改善书写感觉。因此,存在着不能同时满足所有质量要求的问题。
另一方面,公知用于圆珠笔的颜料墨水至少包含颜料、水、水溶性有机溶剂和作为粘度控制剂的水溶性聚合物,并且其中墨水的粘度落在50至2000mPa·s(25℃)的范围内,其中向墨水中添加特殊的聚甘油脂肪酸酯,例如六甘油基单月桂酸酯,从而同时为颜料墨水提供用于圆珠笔的油基墨水和水基墨水的特性,并且随着时间的推移颜料的分散稳定性不太降低(例如日本专利申请特许公开第38474/1990号)。
但是,在上面日本专利申请特许公开第38474/1990号中描述的圆珠笔颜料墨水中,例如六甘油基单月桂酸酯的特殊脂肪酸酯起着颜料分散剂的作用,并且墨水在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面仍是较差的。
此外,已知一种圆珠笔水基颜料墨水组合物,其特征在于至少包含一种多羟基醇的环氧烷加合物、颜料、分散剂和水,所述多羟基醇选自聚甘油的环氧烷加合物、其中在甘油上添加有1至150摩尔的环氧烷的甘油环氧烷加合物、三羟甲基丙烷的环氧烷加合物以及它们的混合物。所述墨水组合物使书写线不易于呈羽毛状,且具有满意的润滑性能并且提供了良好的书写感觉(例如日本专利申请特许公开第186730/1990号)。在上面日本专利申请特许公开第186730/1990号中描述的圆珠笔水基颜料墨水组合物中,前述未结合脂肪酸作为疏水基团的多羟基醇环氧烷加合物的目的是改善润滑性能,并因此墨水组合物在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面仍是较差的。
                    发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明旨在解决这些问题,并且其目的是提供用于书写设备的水基墨水组合物,其中即使在长时间储存后,墨水的物理性质也不会随着时间的推移而改变,并且在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面是优异的。
本发明人对上述问题进行了详细的研究,结果发现通过向至少包含着色剂和水的用于书写设备的墨水组合物中添加基于墨水组合物用量在特定范围内的特殊的环氧烷加成的甘油酯,可以获得满足上述目的的用于书写设备的水基墨水组合物,因此完成了本发明。
即,本发明包含下面的(1)至(10)项。
(1)一种至少包含着色剂和水的用于书写设备的水基墨水组合物,其特征在于包含基于墨水组合物的总重量用量为0.1至30重量%的环氧烷加成的甘油酯,其中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合。
(2)如上述第(1)项的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述甘油是聚合度为1至10的单或聚甘油。
(3)如上述第(1)或(2)项的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯的分子量为2800-10000。
(4)如上述第(1)至(3)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯的HLB为15至19.5。
(5)如上述第(1)至(4)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述含羧酸的物质是具有4至25个碳原子的脂肪酸或芳香羧酸。
(6)如上述第(1)至(5)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯中的环氧烷是环氧乙烷。
(7)如上述第(1)至(6)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯中,X/(Y+2)为0.25至0.75,其中X是与甘油结合的含羧酸物质的分子数,并且Y是甘油的聚合度。
(8)如上述第(1)至(7)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其包含基于墨水组合物总重量为0.1至30重量%的有机溶剂。
(9)如上述第(1)至(8)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物,其包含基于墨水组合物总重量为0.1至30重量%的多糖。
(10)一种使用如上第(1)至(9)项中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物填充的书写设备。
本发明中规定的“HLB”从下面所示的Griffin等式中计算。
HLB=[亲水基团部分的分子量/表面活性剂(或者环氧烷加成的甘油酯的分子量)的分子量]×(100/5)
根据本发明,提供了一种用于书写设备的水基墨水组合物,其中即使在长时间储存后,墨水的物理性质也不会随着时间的推移而改变,并且老化稳定性是优异的,而且在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面也是优异的。
                    具体实施方式
下面将更详细地解释本发明的实施方案。
根据本发明的用于书写设备的水基墨水组合物至少包含着色剂和水,其特征在于包含基于墨水组合物的总重量用量为0.1至30重量%的环氧烷加成的甘油酯,其中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合。
为了改善书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质而即使在长时间储存后,随着时间的推移也不会改变墨水的物理性质,添加了上述环氧烷加成的甘油酯。
通过在1摩尔聚合度为1至10的单或聚-甘油(下文统称为聚甘油)上加成60至150摩尔的环氧烷制得加合物,使所述加合物与含羧酸的物质反应来获得本发明中使用的环氧烷加成的甘油酯。
在本发明中,就进一步增强本发明的效果而言,作为甘油骨架的聚甘油的聚合度优选为1至10,更优选为2至8,并且特别优选为2至6。如果所述聚合度超过10,分子整体的体积变大,并且书写感觉和画线的非羽毛状性质得到改善。但是,画线不容易干燥,结果出现例如手玷污的问题。
在本发明中,对所用的环氧烷没有特别限制,并且至少包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等中的一种(单独的每种,或者其两种或多种的组合;下文中同样适用),并且从环氧烷的亲水性考虑,环氧乙烷是优选的。
加成的环氧烷的摩尔数优选每摩尔聚甘油为60至150摩尔,更优选为65至120摩尔。
如果加成的摩尔数小于60摩尔,则非羽毛状性质降低,并且由于纸表面低的膨胀度而不能期望书写感觉得到显著改善。此外,当用于颜料墨水时,可分散性降低。
另一方面,如果加成摩尔数超过150摩尔,则墨水的粘度上升,因此当特别是设计低粘度的墨水时,环氧烷加成的甘油酯的含量必须降低。从而导致无法实现预期的书写感觉和非羽毛状性质。此外,当用于颜料墨水时,如果为了确保颜料的分散稳定性而增加所述酯含量,墨水的粘度不可避免地增加。结果,所述含量也必须降低,并且不能保证分散稳定性。此外,在具有剪切稀化性质的墨水中,酯含量的降低会趋向于降低其流变学特性中的剪切稀化性质,并且在保持静止状态时不能获得所需的粘度。结果,随着时间的推移颜料沉降。
在本发明中,所用的含羧酸物质不应特别限制,只要包含羧酸就行,并且举例来说包括脂肪酸和芳香羧酸中的至少之一。
所用的脂肪酯可以是直链或支链的、饱和或不饱和的脂肪酸,并且从进一步促进本发明效果的角度来看优选是具有4至25个碳原子的脂肪酸,更优选是具有8至20个碳原子的脂肪酸,并且举例来说包括癸酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、羟基硬脂酸和油酸。
芳香羧酸包括苯甲酸、α-萘羧酸、β-萘羧酸、1,4-萘二羧酸和2,6-萘二羧酸,并且可以是具有例如烷基、卤原子和烷氧基的取代基的羧酸。
当羧酸是具有少于4个碳原子的脂肪酸时,分子的亲水性变得较高,并且在某些情况中画线干燥性质降低。此外,当将其加入颜料墨水时,对颜料的吸附能力降低,因此在某些情况中颜料的可分散性降低。另一方面,当羧酸是碳原子数超过25的脂肪酸时,与环氧烷的加成摩尔数的情况一样,墨水粘度上升,并且在墨水粘度设计方面带来限制。
在根据本发明的环氧烷加成的甘油酯中,从分子亲水性、对颜料的吸附能力和墨水粘度的设计来看,X/(Y+2),即酯化度(酯的数量/羟基数量)优选为0.25至0.75,更优选为0.25至0.70,其中X是与1摩尔聚甘油结合的含羧酸物质的摩尔数,并且Y是甘油的聚合度。
如上所述,通过使含羧酸的物质和60至150摩尔的环氧烷与聚合度为1至10的聚甘油的加合物反应,获得根据本发明的环氧烷加成的甘油酯,其中其主要骨架包含聚甘油;在1摩尔聚甘油上加成60至150摩尔的环氧烷;聚甘油与含羧酸的物质以酯键结合;并且所述环氧烷加成的甘油酯的HLB优选为15至19.5,更优选为16至19.5。
如果HLB小于15,环氧烷的加成摩尔数是小的,并且一个分子中烷基和芳香基团的比例变大,以至于引起书写感觉降低。此外,在颜料墨水的情况中,引起分散稳定性的降低。另一方面,如果HLB超过19.5,环氧烷的加成摩尔数趋向于增加,因此由于墨水粘度的上升限制了墨水粘度的设计。
根据本发明的环氧烷加成的甘油酯的平均分子量优选为2800至10000,更优选3000至9000。如果平均分子量低于2800,由于与渗入纸表面中的组分相应的疏水基团的缺少而引起画线干燥性质降低,并且在颜料墨水情况中,颜料的可分散性变差。另一方面,如果平均分子量超过10000,由于墨水粘度的上升限制了墨水粘度的设计。
具体可使用的环氧烷加成的甘油酯举例来说包括下面物质至少之一:甘油EO(60)月桂酸(1)酯[EO:环氧乙烷,EO(60)表示加成60摩尔的EO并且月桂酸(1)意指月桂酸1酯;下文同样适用]、二甘油EO(100)棕榈酸(2)酯、二甘油EO(100)油酸(2)酯、二甘油EO(120)苯甲酸(2)酯、二甘油EO(100)丁酸(2)酯、二甘油EO(100)十三酸(2)酯、三甘油EO(80)硬脂酸(2)酯、三甘油EO(150)棕榈酸(2)酯、四甘油EO(80)月桂酸(1)酯、四甘油EO(80)月桂酸(5)酯、Y=10甘油EO(60)月桂酸(4)酯、Y=11甘油EO(85)月桂酸(4)酯、甘油EO(60)PO(10)(PO:环氧丙烷;下文同样适用)十三酸(1)酯和二甘油EO(75)二十二酸(1)酯。
基于墨水组合物的总重量,根据本发明的环氧烷加成的甘油酯含量优选为0.1至30重量%,更优选为0.5至20重量%,并且特别优选为1至10重量%。
如果上述含量小于0.1重量%,不能改善书写感觉。另一方面,如果所述含量超过30重量%,在牛顿墨水(Newtonian)情况中粘度升高,并且不能达到目标粘度。此外,在非牛顿墨水情况中,在确立目标粘度时必须限制提供非牛顿性质的试剂的含量。结果,网络结构变得不结实,并且引起例如颜料沉降的问题。
本发明中使用的着色剂不应特别限制,并且可以使用的是选自无机和有机颜料、水溶性染料和以低浓度溶解在水中的油溶性染料中的任选化合物,这些化合物已经被用于书写设备的水基墨水组合物中。
当使用油溶性染料时,通过在载体中溶解有机溶剂可以提高染料的溶解性。
举例来说,无机颜料包括二氧化钛、炭黑和金属粉末,并且举例来说,有机颜料包括偶氮色淀、不溶性的偶氮颜料、二萘嵌苯和perinone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、染料色淀、硝基颜料和亚硝基颜料。
具体地说,能够使用的是酞菁蓝(C.I.74160)、酞菁绿(C.I.74260)、汉萨黄3G(C.I.11670)、双偶氮黄GR(C.I.21100)、萘酚红(C.I.12390)、永久红4R(C.I.12355)、亮胭脂红6B(C.I.15850)和喹吖啶酮红(C.I.46500)。
所有直接染料、酸性染料、食用染料和碱性染料都可以用于水溶性染料。
直接染料的实例描述如下。所述染料包括C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑22、C.I.直接黑32、C.I.直接黑38、C.I.直接黑51和C.I.直接黑71;C.I.直接黄4、C.I.直接黄26、C.I.直接黄44和C.I.直接黄50;直接红1、直接红4、直接红23、直接红31、直接红37、直接红39、直接红75、直接红80、直接红81、直接红83、直接红225、直接红226和直接红227;以及直接蓝1、直接蓝15、直接蓝71、直接蓝86、直接蓝106和直接蓝119。
酸性染料的实例将描述如下。所述染料包括C.I.酸性黑1、C.I.酸性黑2、C.I.酸性黑24、C.I.酸性黑26、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑52、C.I.酸性黑107、C.I.酸性黑109、C.I.酸性黑110、C.I.酸性黑119和C.I.酸性黑154;C.I.酸性黄7、C.I.酸性黄17、C.I.酸性黄19、C.I.酸性黄23、C.I.酸性黄25、C.I.酸性黄29、C.I.酸性黄38、C.I.酸性黄42、C.I.酸性黄49、C.I.酸性黄61、C.I.酸性黄72、C.I.酸性黄78、C.I.酸性黄110、C.I.酸性黄127、C.I.酸性黄135、C.I.酸性黄141和C.I.酸性黄142;C.I.酸性红8、C.I.酸性红9、C.I.酸性红14、C.I.酸性红18、C.I.酸性红26、C.I.酸性红27、C.I.酸性红35、C.I.酸性红37、C.I.酸性红51、C.I.酸性红52、C.I.酸性红57、C.I.酸性红82、C.I.酸性红87、C.I.酸性红92、C.I.酸性红94、C.I.酸性红115、C.I.酸性红129、C.I.酸性红131、C.I.酸性红186、C.I.酸性红249、C.I.酸性红254、C.I.酸性红265和C.I.酸性红279;C.I.酸性紫18和C.I.酸性紫17;C.I.酸性蓝1、C.I.酸性蓝7、C.I.酸性蓝9、C.I.酸性蓝22、C.I.酸性蓝23、C.I.酸性蓝25、C.I.酸性蓝40、C.I.酸性蓝41、C.I.酸性蓝43、C.I.酸性蓝62、C.I.酸性蓝78、C.I.酸性蓝83、C.I.酸性蓝90、C.I.酸性蓝93、C.I.酸性蓝103、C.I.酸性蓝112、C.I.酸性蓝113和C.I.酸性蓝158;以及C.I.酸性绿3、C.I.酸性绿9、C.I.酸性绿16、C.I.酸性绿25和C.I.酸性绿27。
在直接染料或酸性染料中包括大部分食用染料,但是其中未包括的一个实例包括C.I.食用黄3。
下面将说明碱性染料的实例。它们包括C.I.碱性黄1、C.I.碱性黄2和C.I.碱性黄21;C.I.碱性橙2、C.I.碱性橙14和C.I.碱性橙32;C.I.碱性红1、C.I.碱性红2、C.I.碱性红9和C.I.碱性红14;C.I.碱性棕12;以及C.I.碱性黑2和C.I.碱性黑8。
油溶性染料举例来说包括油溶性(Valifast)黑1802、油溶性黑1807、油溶性紫1701、油溶性紫1702、油溶性蓝1601、油溶性蓝1603、油溶性蓝1605、油溶性红1308、油溶性红1320、油溶性红1355、油溶性红1360、油溶性黄1101、油溶性黄1105、油溶性绿1501、油溶苯胺黑EXBP、油溶苯胺黑EX、碱性染料基ROB-B、碱性染料基RO6G-B、碱性染料基VB-B、碱性染料基VPB-B和碱性染料基MVB-3(所有上述染料均由Orient Chemical Industries Ltd.生产)、Aizenspilon黑GMH专业、Aizen spilon紫C-RH、Aizen spilon蓝GNH、Aizen spilon蓝2BNH、Aizen spilon蓝C-RH、Aizen spilon红C-GH、Aizen spilon红C-BH、Aizen spilon黄C-GNH、Aizen spilon黄C-2GH、S.P.T红522、S.P.T蓝111、S.P.T蓝GLSH专业、S.P.T红533、S.P.T橙6、S.B.N紫510、S.B.N黄510和S.B.N黄530(所有上述染料均由Hodogaya Chemical Co.Ltd.生产)。
上述着色剂可以单独使用或者以其两种或多种组合使用。
上述着色剂的含量基于墨水组合物的总量通常落在0.05至30重量%,优选1至15重量%的范围内。
如果着色剂的含量超过30重量%时,长时间储存时颜料会团聚或者染料沉积,从而堵塞笔尖,导致引起书写不良。另一方面,如果含量低于0.05重量%,颜色变弱,并且在纸上书写色调不确定。因此,这两种范围都是不优选的。
优选控制本发明的水基墨水组合物的pH落在7至10的范围内(测量温度:25℃,测量仪器:HORIA Ltd.生产的pH计)。在例如书写设备是圆珠笔的情况中,不仅为了阻止金属圆珠笔尖被腐蚀,而且阻止用来分散颜料的分散剂团聚以及防止用作着色剂的酸性染料不溶解,应该控制墨水组合物的pH在上述范围内。例如,圆珠笔尖通常由球珠和球珠座构成,并且当至少其一部分由金属构成时,必须注意锈蚀。如同本发明的情况,在水基墨水的情况中,防锈措施是必须的条件。例如,当使用传统的碳化钨作为圆珠笔尖的材料时,只要pH落在上述范围内,就不会由于钴和钨的洗脱而对书写设备产生不利的影响。
本发明的水基墨水组合物可以在广泛的粘度下使用。在牛顿墨水粘度为1至10mPa·s的低粘度墨水的情况中,观察到非羽毛状性质和书写感觉方面的效果。在粘度为10至100mPa·s的墨水的情况中,同样可以期望具有与低粘度墨水相同的效果。在墨水粘度在3.84s-1剪切速率下为100至4000mPa·s的非牛顿粘度墨水的情况中,由提供非牛顿性质的试剂构成结实的网络结构,并且可以稳定物理性质。
本发明水基墨水组合物的表面张力优选适当地设置在约16至约45mN/m的范围内(测量温度:25℃,测量装置:Kyowa InterfaceScience Co.,Ltd.制造的表面张力测量仪)。
举例来说,当本发明的水基墨水组合物以粘度为1至10mPa·s(25℃)的低粘度墨水的形式用于后面描述的直流直接储存型书写设备时,为了维持笔的质量,控制墨水的表面张力优选为约35至约45mN/m,更优选为约37至约42mN/m,并且特别优选为约38至约40mN/m。当在相同的粘度下用于后面描述的中棉型(sliver type)书写设备时,为了维持笔的质量,控制墨水的表面张力优选为约25至约40mN/m,更优选为约27至约38mN/m,并且特别优选为约30至约36mN/m。
在上述各种类型的书写设备中,如果墨水的表面张力每种落在上述优选的范围以下,画线容易模糊,并且在某些情况中对笔的质量产生不利的影响(漏墨、漏气(blowing)等)。另一方面,如果每种表面张力超过上述优选的范围,在某些情况中笔的书写感觉和排墨量稳定性降低。
另一方面,当给本发明的水基墨水组合物提供剪切稀化性质以制备在3.84s-1剪切速率下粘度为100至4000mPa·s(25℃)的中间粘度墨水时,或者当制备粘度为10至100mpa·s(25℃)的牛顿粘度墨水时,控制表面张力,使其落在优选约16至约38mN/m,更优选约17至约35mN/m并且特别优选约20至约33mN/m的范围内。
如果表面张力低于16mN/m,容易引起漏墨现象,并且颜料容易沉降下来并且团聚。另一方面,如果表面张力超过38mN/m,容易引起模糊(blobbing)现象和裂线现象,并且取决于储存环境和书写状态,排墨量变得不稳定,以至于在某些情况中画线的密度和宽度容易散开。
在根据本发明的用于书写设备的水基墨水组合物中,如果需要可以使用水溶性有机溶剂作为防止笔尖干燥的湿润剂。水溶性有机溶剂举例来说包括水溶性多羟基醇(例如乙二醇、丙二醇、二乙二醇和甘油)、溶纤剂(例如乙二醇单甲醚(甲基溶纤剂)和乙二醇单乙醚(乙基溶纤剂))、卡必醇(例如二乙二醇单甲醚(甲基卡必醇)和二乙二醇单乙醚(乙基卡必醇))和乙二醇醚酯(例如醋酸乙二醇单乙醚)。此外,因为其保湿作用,为了获得与有机溶剂相同的作用,可以向墨水中添加甘油、二甘油和聚甘油的衍生物。
上述水溶性有机溶剂的含量通常落在基于墨水组合物的总重量为40重量%或以下,优选5至40重量%的范围内。如果水溶性有机溶剂的含量超过40重量%,画线不容易干燥,因此是不优选的。
此外,如果需要可以使用多糖和脲的衍生物作为湿润剂。举例来说,多糖包括以下糖中至少一种:包含氢化麦芽糖醇(maltitol)作为主要组分的还原糖、包含山梨醇作为主要组分的还原糖、还原的低聚糖、还原的麦芽低聚糖、糊精、麦芽糖糊精、还原的糊精、还原的麦芽糖糊精、α-环糊精、β-环糊精、麦芽糖甙环糊精(maltosylcyclodextrin)、几乎不消化的糊精、还原淀粉分解产物、木糖醇、蔗糖、氢化麦芽糖醇、还原淀粉糖化产物和还原的麦芽糖。脲的衍生物举例来说包括脲、亚乙基脲、四甲基脲、硫脲、环氧乙烷与脲的加合物及其衍生物中的至少一种。
每种上述湿润剂可以单独使用或者其两种或多种组合使用。
例如上述糖和脲衍生物的湿润剂的含量基于墨水组合物的总量为0.1至30重量%,优选0.15至15重量%,更优选0.25至10重量%。如果所述湿润剂的含量低于0.1重量%时,不能表现出作为湿润剂的作用。另一方面,如果含量超过30重量%,引起墨水粘度增加和画线干燥性质降低。
除了上述以外,如果需要,根据本发明的水基墨水组合物可以进一步包含润滑剂、防腐剂、pH控制剂、水溶性碱溶树脂、树脂乳液、腐蚀抑制剂、抗氧化剂和增稠剂。用水调节余量(离子交换水、精制的水、蒸馏水、纯水和超纯水)。
举例来说,能够作为润滑剂使用的是脂肪酸盐,例如亚油酸钾、蓖麻醇酸钠、油酸钾和油酸钠,并且除此之外可以是每种如下所示的非离子、阴离子和两性表面活性剂。具体地说,在低粘度墨水(约10mPa·s)的情况中,从非羽毛状性质来看,其含量基于墨水组合物的总量优选为0.01至2.0重量%,更优选为0.05至1.5重量%,并且特别优选为0.1至1.2重量%。当在非牛顿粘度中,在3.84s-1的剪切速率下粘度为100至4000mPa·s时,因为其粘度作用含量没有限制。
举例来说,非离子表面活性剂包括聚氧化烯高级脂肪酸酯、多羟基醇的高级脂肪酸酯及其衍生物和糖的高级脂肪酸酯,并且具体地说,其包括甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚、聚氧乙烯植物甾醇、聚氧乙烯聚氧化丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯羊毛脂、聚氧乙烯羊毛脂醇、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺和聚氧乙烯烷基苯基甲醛缩合产物。
举例来说,阴离子表面活性剂包括高级脂肪酸酰胺烷基磺酸盐和烷基芳基磺酸盐,并且具体地说,其包括烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、N-酰基氨基酸盐、N-酰基甲基牛磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚醋酸盐、烷基磷酸盐和聚氧乙烯烷基醚磷酸盐
举例来说,两性表面活性剂包括烷基甜菜碱、烷基咪唑鎓盐甜菜碱,并且除此之外,包括氨基羧酸基表面活性剂。
举例来说,防腐剂包括苯酚、异丙基甲基苯酚、五氯苯酚钠、苯甲酸、苯甲酸钠、脱氢乙酸、脱氢乙酸钠、山梨酸、山梨酸钾、1-氧-2-吡啶硫醇钠、1,2-苯并异硫腙(isothiazone)-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异硫腙-3-酮、2,4-噻唑啉苯并咪唑和对氧苯甲酸酯。
pH控制剂包括胺或碱,例如各种有机胺(例如三乙醇胺、单乙醇胺和二乙醇胺)、无机碱性试剂,包括碱金属氢氧化物(例如氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钾)和氨水。
添加水溶性碱溶树脂或树脂乳液,期望主要用作粘度控制剂和提供耐水性的试剂,并且举例来说,其包括聚乙烯氯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯并胍胺树脂、苯乙烯·丙烯腈共聚物、酰基·甲基丙烯酸甲酯·苯乙烯共聚物、丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯腈·丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯·丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯·甲基丙烯酸烷基酯·丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯·丙烯腈·甲基丙烯酸烷基酯·丙烯酸烷基酯共聚物、甲基丙烯酸烷基酯·丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯酸·甲基丙烯酸·丙烯酸烷基酯共聚物和偏二氯乙烯·丙烯酸烷基酯共聚物。
抗氧化剂主要用来抑制本发明酯化合物的水解并且解决由于例如圆珠笔筒的书写设备中的气体膨胀引起的缺陷。具体地说,抗氧化剂包括以下至少一种:L-抗坏血酸钠、异抗坏血酸钠、乙烯基吡硌烷酮低聚物、多酚(例如生育酚、儿茶酚、黄烷酚(flavanegenol)、BHT(二丁基羟基甲苯)、BHA(丁基羟基苯甲醚)和乙酰半胱氨酸)。
增稠剂粗略地分成有机增稠剂和无机增稠剂,并且丙烯酰基合成聚合物、天然树胶、纤维素和多糖可以用作有机增稠剂。具体地说,它们包括阿拉伯树胶、黄蓍胶、瓜耳豆胶、刺槐豆胶、海藻酸、角叉菜胶、明胶、酪蛋白、黄原胶、文莱胶(welan gum)、琥珀酰聚糖(succinoglycan)、alcalan、葡聚糖、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙酸钠淀粉、丙二醇藻酸盐、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯甲醚、聚(丙烯酸钠)、羧基乙烯基聚合物、聚氧乙烯、醋酸乙烯酯和乙烯吡咯烷酮的共聚物、交联型丙烯酸共聚物、膨胀相关的丙烯醛乳液和苯乙烯·丙烯酸共聚物的盐。
举例来说,无机增稠剂包括粘土,例如蒙脱石、膨润土和硅藻土及二氧化硅的细颗粒。
根据墨水的粘度适当地增加或降低上述增稠剂的含量。
举例来说,腐蚀抑制剂包括甲苯基三唑、苯并三唑及其衍生物、脂肪酸含磷衍生物(例如磷酸辛酯和硫代磷酸二辛酯)、咪唑、苯并咪唑及其衍生物、2-巯基苯并噻唑、辛基甲烷磺酸、亚硝酸二环己基铵、亚硝酸二异丙基铵、炔丙醇和二烷基硫脲。
根据本发明用于书写设备的水基墨水组合物举例来说可以用于绵条(sliver)式书写设备、其中墨水直接储备在书写设备主体中的直流型书写设备、圆珠笔和每个配备有贮墨芯的钢笔。
举例来说,所述设备包括圆珠笔,其配备有贮墨芯和由包含选自例如不锈钢、黄铜和镍银的金属材料组成组中的至少一种材料制成的笔尖座、以及具有由包含选自硬金属、二氧化锆、碳化硅组成组中的至少一种材料制成的球珠和不锈钢球珠的笔尖,还包括在笔尖处配备有金属片或塑料片,从而借助在金属之间或塑料之间的毛细力诱导墨水的钢笔。
在上述给出的作为本发明应用实施例的绵条型书写设备和直流型书写设备中,绵条型书写设备包括绵条型圆珠笔,其包括容纳封装有上述本发明水基墨水组合物的绵条的笔筒、与所述绵条连接并且包含纤维束的进墨器(feeder)、以及包含球珠和笔尖座的笔尖;以及绵条型标记笔,其包括封装墨水的绵条和通过以圆柱形式聚合并模制合成纤维制备的笔进墨器。
可以获得两种直流型书写设备,并且它们包括由直接储备墨水的墨水容器(ink tank)、墨水储器(holder)(所述墨水储器临时保持墨水,以至于当墨水容器中的空气因温度上升膨胀时,从墨水容器中挤出的墨水不会从笔尖(或笔进墨器)和排气口中成滴落下)、以及包含球珠和笔尖座或者通过以圆柱形式聚合并模制合成纤维制备的笔进墨器的圆珠笔尖,或者笔尖包含金属或塑料片的钢笔尖构成的书写设备(下文中称作直接储存型);以及由直接储存墨水的笔管、包含球珠和笔尖座或者通过以圆柱形式聚合并模制合成纤维制备的笔进墨器的圆珠笔尖,或者笔尖包含金属或塑料片的钢笔尖构成的书写设备(下文中称作储存型)。
上面表示的书写设备通过墨水和使用的粘度范围来分类。粘度为1至10mPa·s的墨水适用于绵条型和直流直接储存型。在3.84s-1剪切速率下粘度为100至4000mPa·s的墨水,或者以牛顿粘度计粘度为10至100mPa·s的墨水适用于直流储存型书写设备。
如此构成的用于书写设备的水基墨水组合物至少包含着色剂和水,并且进一步包含基于墨水组合物总量为0.1至30重量%的环氧烷加成的甘油酯,其中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合,从而即使在长时间储存后,墨水的物理性质也不会随着时间的推移而改变,并且在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面是优异的。
下面将详细地说明环氧烷加成的甘油酯的作用机理。
首先,本发明中使用的环氧烷加成的甘油酯可以改善书写设备的书写感觉。例如在圆珠笔的情况中,球珠和笔尖座之间的润滑以及纸和球珠之间的润滑在很大程度上被看作是对书写感觉施加影响的因素。通常,如果球珠和笔尖座之间需要有润滑,必须增加上述酯的含量,但是对于球珠和纸之间的润滑其用量不必这么多。另外,在配备有笔进墨器的标记笔和钢笔的情况中,纸和排墨部分之间的润滑性在很大程度上有利于书写感觉,因此可以期望具有相同的作用。纸和球珠(或者笔进墨器等)之间的润滑机理是不确定的,但是可以预料分子中的环氧烷链与水水合,并且当那些分子被施加到纸表面上时,它们降低了纤维素纤维之间的氢键力,从而将纸自身软化,并且改善了球珠与纸面的润滑。
纸和球珠之间的润滑效果源于环氧烷加成的甘油酯的HLB和其平均分子量。通过控制HLB至优选15至19.5,并且平均分子量为2800至10000,可以改善书写感觉。
此外,本发明中使用的环氧烷加成的甘油酯可以改善书写感觉和非羽毛状性质。本发明的水基墨水组合物通过使用圆珠笔、标记笔和钢笔直接与纸表面接触而粘附到纸上,因此据认为在将纸纤维推向一边的同时实施书写的系统增加了纸的毛细半径。因此,渗墨速度比通过喷出墨滴墨水粘附到纸表面上以及向纸纤维不施加外应力的喷墨系统快。这种高的速度对于非羽毛状性质是更严重的。在本发明中,非羽毛状性质的机理细节仍不清楚,但是可以预料因为在环氧烷加成的甘油酯分子中存在长的环氧烷链,所以由于水化成链的一部分的水分子的作用上述酯不会渗入纸中并且存在于纸表面上,以至于抑制了墨水渗入纸表面中。因此,在包含本发明的环氧烷加成的甘油酯的墨水中,所述环氧烷加成的甘油酯的用量可以较大,并且同时满足非羽毛状性质和平滑的书写感觉。
另一方面,在具有非牛顿粘度的颜料墨水,例如向其中添加了天然多糖的墨水中,颜料随着时间推移而沉降。在包含本发明环氧烷加成的甘油酯的墨水的情况中,颜料在高温下也不会随着时间的推移而沉降,并且墨水在物理性质方面也是稳定的。其机理仍不清楚,但是可以预料天然多糖和羟基基团和环氧烷加成的甘油酯的环氧烷链构成网络结构并且因为环氧烷加成的甘油酯对颜料具有吸附能力,所以形成了包括颜料的牢固的网络结构。此外,同样适用于着色剂是染料的情况,并且形成了由环氧烷加成的甘油酯和提供非牛顿粘度的试剂构成的牢固网络结构,从而稳定了物理性质。
本发明的书写设备是用具有上述结构的水基墨水组合物填充的书写设备,例如绵条型书写设备、直流型书写设备和圆珠笔及钢笔,每种都配备有用上述墨水组合物填充的墨水容器。所述书写设备即使在长时间储存后,墨水的物理性质也不会随着时间的推移而改变,并且在老化稳定性方面优异,而且在书写感觉、非羽毛状性质和画线干燥性质方面也是优异的。
                        实施例
接下来,将参照实施例和比较实施例更详细地说明本发明,但是本发明不应局限于下述的实施例。
           实施例1至13和比较实施例1至6
使用在下述表1中表示的具有各物理性质(平均分子量、HLB和酯化度)的化合物作为环氧烷加成的甘油酯等。根据上述Griffin等式计算HLB。
接着,根据下述表2和表3中所示的各配方获得用于书写设备的各水基墨水组合物。
通过下面的测量方法测量如此获得的用于书写设备的各水基墨水组合物的墨水粘度和pH。
接着,用上面获得的用于书写设备的各水基墨水组合物充填具有下面规格的书写设备。
(1)直流直接储存型圆珠笔(free ink direct storage type ballpointpen)(UB-157,球珠直径φ:0.7毫米;由Mitsubishi Pencil Co.,Ltd.生产):实施例1、3至6及11至13和比较实施例1和3
(2)绵条型标记笔(sliver type marking pen)(PM-150;由MitsubishiPencil Co.,Ltd.生产):实施例8至10和比较实施例2
(3)直流储存型圆珠笔(free ink storage type ballpoint pen)(UM-100,球珠直径φ:0.7毫米;由Mitsubishi Pencil Co.,Ltd.生产):
实施例2和7及比较实施例4
在上述实施例和比较实施例中组装具有上述规格的每种5支书写设备,并且对其羽毛状性质(非羽毛状性质)、书写感觉、画线干燥性质和老化稳定性进行评价。
其结果表示在下述的表2和3中。
墨水粘度的测量方法
通过测量装置:Tokimec Inc.制造的ELD·EMD型粘度计,在25℃的测量温度下测量墨水的粘度。
pH的测量方法
通过HORIRA,Ltd.制造的pH计,在25℃的测量温度下测量墨水的pH。
羽毛状性质的评价方法
在手稿纸上书写日本字[三菱鉛筆],并且根据下面的评价标准感官上评价羽毛状性质。
评价标准
◎:没有观察到羽毛状
○:观察到轻微羽毛状但实际使用没有问题
△:引起羽毛状,但是即使当书写小字符时,字符没有缺损
△△:字符轻微缺损
×:字符破坏且不可辨认
书写感觉的评价方法
在手稿纸上书写螺旋线和日本字[三菱鉛笔],并且根据下面的评价标准评价书写感觉。
评价标准
◎:螺旋线和日本字[三菱鉛筆]书写良好,并且即使在使用笔尖书写细字符时,书写感觉也是良好的
○:与上述◎相比书写感觉有点差,但是实际使用没有问题
△:在书写日本字[三菱鉛筆]时书写感觉沉重,但是螺旋线书写良好
△△:在书写螺旋线和日本字[三菱鉛筆]时书写都感觉沉重,但是画线良好
×:书写感觉重,并且画线时产生断线部分
画线干燥性质的评价方法
在PPC纸上书写日本字[三菱鉛筆],并且根据下面的评价标准评价画线干燥性质。
评价标准
◎:在书写10秒钟后,墨水不玷污手指
○:在书写30秒钟后,墨水不玷污手指
△:在书写60秒钟后,墨水不玷污手指
△△:即使在书写过去60秒钟后,墨水也玷污手指
×:即使在书写过去300秒钟后,墨水也玷污手指
老化稳定性的评价方法
将所得水基墨水组合物填入笔和配有板盖的透明容器(体相)中,在50℃下放置1个月,并根据下面的评价标准评价老化稳定性。
评价标准:
◎:笔的性能和体相储存都是稳定的
○:体相储存中粘度略有增加,但是笔的性能没有问题
△:与开始时相比笔的性能降低并且体相储存中粘度增加,但是实际使用没有问题
△△:在笔性能试验中产生缺墨现象
×:墨水凝结
                                                表1
环氧烷加成的甘油酯   分子量 HLB   酯化度(酯数量/羟基数量)
  A:三甘油EO(80)硬脂酸(2)酯   4293   17.3   0.40
  B:二甘油EO(100)棕榈酸(2)酯   5043   18.0   0.50
  C:二甘油EO(100)油酸(2)酯   5095   17.8   0.50
  D:二甘油EO(85)苯甲酸(2)酯   4114   18.8   0.50
  E:甘油EO(80)月桂酸(1)酯   3794   18.9   0.33
  F:Y=10甘油EO(60)月桂酸(4)酯   4127   16.1   0.33
  G:Y=11甘油EO(85)月桂酸(4)酯   5301   17.0   0.31
  H:三甘油EO(150)棕榈酸(2)酯   7317   18.6   0.40
  I:二甘油EO(100)丁酸(2)酯   4706   19.3   0.50
  J:二甘油PO(100)十三酸(2)酯   6386   18.6   0.50
  K:四甘油EO(80)月桂酸(1)酯   4016   19.0   0.17
  L:四甘油EO(80)月桂酸(5)酯   4746   15.8   0.83
  M:甘油EO(40)硬脂酸(1)酯   2118   17.3   0.33
  N:二甘油EO(300)棕榈酸(2)酯   13917   19.3   0.40
  O:二甘油EO(100)   4566   20.0   0
  P:六甘油单月桂酸酯   644   13.8   0.13
                                                表2
                                                              实施例
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13
  着色剂:炭黑*1水黑LM*2萘酚红*3酞菁蓝*4曙红*5DPP*6 5 5 7 8 8 5 7 5 5 5 5 5 5
  溶剂:乙二醇丙二醇甘油二乙二醇 20 20 1015 1015 1010 20 10105 1010 1010 1010 20 20 1015
  pH控制剂:TEA*7AMP*8 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.3 0.3 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1
  防腐剂:ProxelBDN*9 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
  防锈剂:苯并三唑 0.3 0.3 0.1 0.3 0.1 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.1
  润滑剂:磷酸酯*10 0.3 0.3 0.5 0.3 0.5 0.2 0.5 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.5
  增稠剂:黄原胶 0.4 0.34
  糖类:葡萄糖甘露糖脲 2 2 1.5 3 3 3 1 1 1 1 2 2
  环氧烷加成的甘油酯(表1) A1.5 B3.0 C1.0 D2.5 E2.5 F1.5 G1.5 H0.5 I1.5 J1.0 K1.5 L1.5 A1.5
  精制水                                                               余量
  粘度:1rpm50rpm 3.4 1500232 3.8 4.7 4.5 6.0 1320234 6.0 3.5 3.4 4.2 4.8 3.0
  墨水pH 8.5 8.5 8.5 7.5 7.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5
  评价:羽毛状书写感觉画线干燥性质老化稳定性 ○◎◎◎ ◎◎◎◎ ◎◎○◎ ◎◎○○ △◎◎○ ◎○○○ ◎◎△△ △○◎○ ◎◎△○ △◎◎○ ○○△○ △○○○ ◎◎○△
                                                                表3
                            比较实施例
  1   2   3   4   5   6
 着色剂:炭黑*1萘酚红*3曙红*5 8 5 7 7 5 5
 溶剂:乙二醇丙二醇甘油 1010 1010 1015 1015 1015 1015
 pH控制剂:TEA*7AMP*8 0.3 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1 0.30.1
 防腐剂:Proxel BDN*9 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
 防锈剂:苯并三唑 0.1 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1
 润滑剂:磷酸酯*10 0.5 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5
 增稠剂:黄原胶 0.34 0.34
 糖类:葡萄糖甘露糖脲 3 1 1.5 1.5 1.5 1.5
环氧烷加成的甘油酯(表1) M2.5 N1.0 O2.0 P2.0 O2.0 P2.0
 精制水                                 余量
 粘度:1rpm50rpm 4.5 7.5 * * 3.5 1460214
 墨水pH 7.3 8.5 - - 8.4 8.4
 评价:羽毛状书写感觉画线干燥性质老化稳定性 △△△△◎× ○◎△△△△ ---- ---- ◎◎△△○ △△△○○
*:分散时凝结
上述表2中和表3中的*1至*10具有以下含义:
*1:炭黑MA-100(Mitsubishi Chemical Corporation生产)
*2:水黑187LM(Orient Chemical Industries Ltd.生产)
*3:Sumitone猩红(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.生产)
*4:Chromofine蓝4927(Dainichiseika Color & Chemicals MFG Co.,Ltd.生产)
*5:103号红(Daiwa Fine Chemical Co.,Ltd.生产)
*6:二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole):Irgalite DPP BT-R(Ciba Specialty Chemical Co.,Ltd.生产)
*7:三乙醇胺
*8:氨基甲基丙醇
*9:2-苯并异噻唑啉-3-酮(Zeneca Co.,Ltd.生产)
*10:聚氧乙烯烷基醚磷酸酯(Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)
从上述表1至表3所示的结果明显可见,已经发现与在本发明范围外的比较实施例1至6中制备的墨水组合物相比,在本发明范围内的实施例1至13中制备的墨水组合物在非羽毛状性质、书写感觉、画线干燥性质和老化稳定性方面是优异的。
在本发明范围内的实施例1至13中制备的用于书写设备的墨水组合物是包含环氧烷加成的甘油酯的组合物,其中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合。因此,它们在非羽毛状性质、书写感觉、画线干燥性质和老化稳定性方面具有优异的性能,并且已经发现即使是低粘度的墨水也能显示出与的本发明的效果,例如在实施例1中。
与此相反,单独观察各比较实施例,在比较实施例1中,因为添加了少量的环氧乙烷,非羽毛状性质和书写感觉的改善程度不大,并且随着时间的推移墨水发生凝结;在比较实施例2中,因为添加了大量的环氧乙烷,画线干燥性质和老化稳定性差;在比较实施例3至6中,由于二甘油与100摩尔环氧乙烷的加合物和六甘油单月桂酸酯落在本发明范围之外,因而不能产生本发明的效果。

Claims (10)

1.一种至少包含着色剂和水的用于书写设备的水基墨水组合物,其特征在于包含基于墨水组合物的总重量用量为0.1至30重量%的环氧烷加成的甘油酯,该甘油酯中主要骨架是甘油并且其上加成有60至150摩尔的环氧烷,并且所述甘油与含羧酸的物质以酯键结合。
2.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述甘油是聚合度为1至10的单或聚甘油。
3.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯的平均分子量为2800-10000。
4.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯的HLB为15至19.5。
5.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述含羧酸的物质是具有4至25个碳原子的脂肪酸或芳香羧酸。
6.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中所述环氧烷加成的甘油酯中的环氧烷是环氧乙烷。
7.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其中在所述环氧烷加成的甘油酯中,X/(Y+2)为0.25至0.75,其中X是与甘油结合的含羧酸物质的分子数,并且Y是甘油的聚合度。
8.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其包含基于墨水组合物总重量为0.1至30重量%的有机溶剂。
9.权利要求1的用于书写设备的水基墨水组合物,其包含基于墨水组合物总重量为0.1至30重量%的多糖。
10.一种使用权利要求1至9中任何一项所述的用于书写设备的水基墨水组合物填充的书写设备。
CNA2006100067488A 2005-01-28 2006-01-27 用于书写设备的水基墨水组合物 Pending CN1810897A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005020778A JP4766881B2 (ja) 2005-01-28 2005-01-28 筆記具用水性インキ組成物
JP020778/2005 2005-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1810897A true CN1810897A (zh) 2006-08-02

Family

ID=36757456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006100067488A Pending CN1810897A (zh) 2005-01-28 2006-01-27 用于书写设备的水基墨水组合物

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7799847B2 (zh)
JP (1) JP4766881B2 (zh)
CN (1) CN1810897A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106062100A (zh) * 2014-03-06 2016-10-26 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
CN106062101A (zh) * 2014-03-06 2016-10-26 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
CN110872459A (zh) * 2019-12-20 2020-03-10 上海晨光文具股份有限公司 一种水性墨水

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2569846C (en) * 2004-06-09 2012-07-31 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Aqueous dispersion, ink composition and inkjet recording method using same
JP4713372B2 (ja) * 2006-03-03 2011-06-29 株式会社パイロットコーポレーション 水性ボールペン用インキ組成物
US20090113641A1 (en) * 2006-03-06 2009-05-07 Yoshiki Akatani Ink for Inkjet Textile Printing and an Inkjet Textile Printing Method Using the Same
JP4483929B2 (ja) * 2007-10-30 2010-06-16 セイコーエプソン株式会社 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
KR20110119642A (ko) * 2009-01-23 2011-11-02 펜텔 가부시기가이샤 볼펜용 잉크 및 이것을 이용한 볼펜
JP5607462B2 (ja) * 2010-09-01 2014-10-15 三菱鉛筆株式会社 筆記具用水性インク組成物及び筆記具
JP5773826B2 (ja) * 2011-09-29 2015-09-02 三菱鉛筆株式会社 水性ボールペン用インク組成物
CN102558968B (zh) * 2011-12-29 2013-11-20 苏州世名科技股份有限公司 用于球珠直径小于0.5毫米圆珠笔的墨水组合物
JP6223764B2 (ja) * 2012-10-12 2017-11-01 三菱鉛筆株式会社 水性ボールペン用インク組成物
DE202019101134U1 (de) * 2019-02-27 2020-05-28 Schwan-Stabilo Cosmetics Gmbh & Co. Kg Wässrige pigmentierte Tinte

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5343787A (en) * 1976-10-01 1978-04-20 Kao Corp Emulsifier for emulsion polymerization
JP2662882B2 (ja) * 1988-07-29 1997-10-15 ぺんてる株式会社 ボールペン用顔料インキ
JPH03223373A (ja) * 1990-01-30 1991-10-02 Pentel Kk 版画インキ組成物
JP2999632B2 (ja) 1991-08-21 2000-01-17 三菱鉛筆株式会社 水性ボールペン用顔料インキ組成物
US5281262A (en) * 1991-08-21 1994-01-25 Mitsubishi Pencil Kabushiki Kaisha Aqueous pigment ink composition for ball-point pens
KR100352082B1 (ko) * 1997-07-07 2002-09-12 미쓰비시 엔피쯔 가부시키가이샤 필기구용 수성 잉크 조성물
DE69922719T2 (de) * 1998-02-23 2005-05-19 Seiko Epson Corp. Tintenzusammensetzung enthaltend ein kationisches wasserlösliches Polymer
AU5446999A (en) * 1998-09-01 2000-03-21 Mitsubishi Pencil Kabushiki Kaisha Pseudoplastic ink for water-base ball pen
JP2000129191A (ja) * 1998-10-28 2000-05-09 Pilot Ink Co Ltd ボールペン用剪断減粘性水性インキ組成物及びそれを用いたボールペン
JP4291909B2 (ja) * 1999-03-04 2009-07-08 パイロットインキ株式会社 ボールペン用剪断減粘性水性インキ組成物及びそれを用いたボールペン
JP2001226622A (ja) * 2000-02-18 2001-08-21 Mitsubishi Pencil Co Ltd 水性ボールペン用インキ
JP2001342402A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Mitsubishi Pencil Co Ltd 筆記具用水性インキ組成物
JP2001342409A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Mitsubishi Pencil Co Ltd 筆記具用水性インキ組成物
JP2001342393A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Mitsubishi Pencil Co Ltd 筆記具用水性インキ組成物
JP2001342403A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Mitsubishi Pencil Co Ltd 筆記具用水性インキ組成物
JP2001342410A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Mitsubishi Pencil Co Ltd 筆記具用水性インキ組成物
GB2379222B (en) * 2000-06-01 2004-12-01 Mitsubishi Pencil Co Water based ink composition for writing utensil
JP2002285047A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Ricoh Co Ltd 水性記録液、該液を用いた記録方法および機器
US6858069B2 (en) * 2001-10-26 2005-02-22 Seiko Epson Corporation Black aqueous ink composition, ink jet recording process using the same, and recorded matter
US6749355B2 (en) * 2002-01-24 2004-06-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Writing instrument with user-controlled ink color
AU2003244456A1 (en) * 2002-02-04 2003-09-02 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Oil-base ballpoint ink composition and oily ballpoint pens
JP4248457B2 (ja) * 2003-07-30 2009-04-02 阪本薬品工業株式会社 水性インク又は水性塗料用顔料分散剤

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106062100A (zh) * 2014-03-06 2016-10-26 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
CN106062101A (zh) * 2014-03-06 2016-10-26 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
US10400122B2 (en) 2014-03-06 2019-09-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-Newtonian inkjet inks
CN106062101B (zh) * 2014-03-06 2019-10-18 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
CN106062100B (zh) * 2014-03-06 2020-03-24 惠普发展公司,有限责任合伙企业 非牛顿喷墨墨水
CN110872459A (zh) * 2019-12-20 2020-03-10 上海晨光文具股份有限公司 一种水性墨水

Also Published As

Publication number Publication date
US20060173094A1 (en) 2006-08-03
JP4766881B2 (ja) 2011-09-07
JP2006206739A (ja) 2006-08-10
US7799847B2 (en) 2010-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1810897A (zh) 用于书写设备的水基墨水组合物
CN1243806C (zh) 剪切稀化的书写组合物,书写工具和方法
US9624391B2 (en) Water-based ink composition and water-based ballpoint pen
CN1082987C (zh) 圆珠笔的水基墨水组合物
CN101878275A (zh) 用于书写工具的墨水组合物
CN102292403A (zh) 圆珠笔墨水和使用该墨水的圆珠笔
CN1053454C (zh) 水性油墨组合物
CN1209421C (zh) 双色墨水及含有双色墨水的书写工具
CN1131692A (zh) 水性油墨
CN1065262C (zh) 水性圆珠笔墨水组合物
CN1225517C (zh) 圆珠笔用水基墨水
JP5118314B2 (ja) 筆記具用インキ組成物
CN1673287A (zh) 圆珠笔用水性油墨组合物以及使用该组合物的水性圆珠笔
CN1749336A (zh) 用于圆珠笔的水基墨水组合物及包含该组合物的圆珠笔
JP2010126715A (ja) 筆記具用インキ組成物及び筆記具
JPWO2001048104A1 (ja) ボールペン用インキ及びボールペン
JP6858556B2 (ja) 水性ボールペン用インキ組成物、およびそれを用いた水性ボールペン
CN1107692C (zh) 圆珠笔用假塑性水基油墨
CN1130664A (zh) 圆珠笔用的非水油墨及圆珠笔
US20050166795A1 (en) Aqueous ink for ball point pens
CN1060790C (zh) 用于圆珠笔的水性油墨组合物
JP2012246441A (ja) ボールペン用油性インキ
JP2007177084A (ja) 筆記具用水性インキ組成物
JP2014208746A (ja) 油性ボールペン用インキ
JP2010132810A (ja) 水性ボールペン用インキ組成物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20060802