DE69731925T2

DE69731925T2 - Wässrige Tinte mit Metallglanz zum direkten Füllen von Kugelschreiber

Info

Publication number: DE69731925T2
Application number: DE1997631925
Authority: DE
Inventors: Hironobu Isezaki-shi Kamibayashi; Teruaki Isezaki-shi Fukasawa
Original assignee: Pilot Corp
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: DE69731925D1; EP0837113B1; ATE284932T1; US6114412A; JPH10120963A; JP2978798B2; EP0837113A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Farbe bzw. Tinte auf Wasserbasis, die einen metallischen Glanz (der manchmal als metallische Farbe bezeichnet wird) aufweist, welche verwendet werden kann zum direkten Befüllen einer zylindrischen Kammer eines Kugelschreibers. Im Spezielleren betrifft die vorliegende Erfindung einen Kugelschreiber mit einer Farbe auf Wasserbasis, welche einen metallischen Glanz von Gold, Silber usw. aufweisen kann.
Beschreibung der verwandten Technik
Farben, die einen metallischen Glanz aufweisen, sind z.B. offenbart worden in JP-A-61-123,684, JP-A-63-95,277 und JP-A-04-126,782. Jedoch zeigen diese Farben derartige Probleme, dass sie stets eine sehr geringe Viskosität aufweisen und häufig nicht in der Lage sind Präzipitation von Metallpulver, das ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, zu verhindern. Wenn die Farben nach dem Stand der Technik verwendet werden, ist daher Vibration oder Rühren im Allgemeinen vor der Anwendung erforderlich.
In JP-A-07-145,339 wird in einem Beispiel ein Polysaccharid, wie etwa Guayule- oder Xanthangummi (welche der Farbe eine Scherverdünnungseigenschaft verleihen können) offenbart, das zu einer Farbe gegeben wird, um Präzipitation des Metallpulvers zu verhindern. Die Metallionen, die von dem Metallpulver dissoziieren, reagieren mit dem natürlichen Polysaccharid (ein makromolekulares Viskositätserhöhungsmittel), was möglicherweise einen starken Beitrag zur Viskosität der Farbe durch Alterung induziert, d.h. die Farbe wird mit der Zeit viskoser.
EP 0 890 620 A , die gemäß Artikel 54(3) EPC Stand der Technik ist, beschreibt eine Farbe auf Wasserbasis mit metallischem Glanz für einen Kugelschreiber und welche Aluminiumpulver, ein organisches Lösungsmittel, wie etwa ein Glykol, ein Maskierungsmittel, das als ein Metallionenmaskierungsmittel angesehen werden kann, ein Verdickungsmittel, welches ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer sein kann, und optional Dispergiermittel bzw. Dispersionsmittel, oberflächenaktive Mittel, Rostschutzmittel, pH-Wert-Einstellungsmittel, Fungizide und Farbpigmente umfasst, und wobei der Rest Wasser ist. Es erfolgt keine Angabe des Ausgiebigkeitsfaktors bzw. der unteren Fließgrenze.
Ein natürliches Polysaccharid besitzt im Allgemeinen eine kleinere untere Fließgrenze als eine synthetische makromolekulare Substanz. Daher kann wenn eine synthetische makromolekulare Substanz als ein Viskositätserhöhungsmittel verwendet wird, die Präzipitation eines metallischen Pulvers nicht vollständig verhindert werden, selbst wenn die Viskosität der Farbe auf ein hohes Niveau eingestellt wird und das spezifische Gewicht des metallischen Pulvers bzw. Metallpulvers die untere Fließgrenze überschreitet. Die untere Fließgrenze versteht sich im Allgemeinen als der Betrag der Scherkraft, der erforderlich ist, um eine Farbe aus einem Gelzustand in einen Solzustand überzuführen. Weiterhin kann selbst wenn eine natürliche makromolekulare Substanz als ein Viskositätserhöhungsmittel verwendet wird, die Präzipitation des metallischen Pulvers nicht verhindert werden, da die untere Fließgrenze davon sehr klein ist, es sei denn, die Viskosität der Farbe ist extrem hoch. Das Einstellen der Viskosität auf ein hohes Niveau erfordert eine Erhöhung der Menge der zugegebenen natürlichen makromolekularen Substanz. Die meisten makromolekularen Viskositätserhöhungsmittel, die im Stand der Technik bekannt sind, zeigen eine filmbildende Eigenschaft aufgrund der Verdampfung von Wasser aus Farben auf Wasserbasis. Die filmbildende Eigenschaft makromolekularer Viskositätserhöhungsmittel und die Fülle der Farbe führen zur Verfestigung der Farbe an der Schreiberspitze, wodurch eine gleichmäßige Initiierung der Farbe aus dem Schreiber stark verhindert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung einer Farbe bzw. Tinte mit metallischem Glanz, welche die Präzipitation eines metallischen Pulvers selbst bei einer geringen Viskosität verhindert, die Bildung eines Filmes auf der Schreiberspitze ausschließt und den anfänglichen Ausfluss der Farbe aus dem Schreiber verbessert, selbst nachdem der Schreiber unverschlossen aufbewahrt war.
Der Gegenstand der Erfindung kann erreicht werden durch Bereitstellen einer Farbe auf Wasserbasis, umfassend:
1–15 Gew.-% Aluminiumpulver, das so behandelt wurde, dass es nicht mit Wasser reagiert;
10–40 Gew.-% eines Feuchtigkeitsrückhaltemittels;
0,05–0,5 Gew.-% eines Metallionenmaskierungsmittels, umfassend mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Milchsäure, Weinsäure und Zitronensäure;
0,1–0,5 Gew.-% eines quervernetzenden Acrylsäurepolymers mit einem Molekulargewicht im Zahlenmittel im Bereich von 3.000.000–5.000.000;
30–80 Gew.-% Wasser;
2–8 Gew.-% eines Dispersionsmittels; und
0,2–1,5 Gew.-% eines Rostschutzgleitmittels, worin die Farbe eine untere Fließgrenze im Bereich von 0,5 bis 3,0 Pa aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der Farbe, die hier vorstehend beschrieben ist, welche einen metallischen Glanz aufweist, als eine Drektbefüllungsfarbe für einen Kugelschreiber.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Herstellen der Farbe, wie hier zuvor beschrieben, umfassend (i) Mischen des Aluminiumpulvers, des Feuchtigkeitsrückhaltungsmittels, des Metallionenmaskierungsmittels, des Wassers, des Dispersionsmittels und des Rostschutzgleitmittels; (ii) Zugeben des quervernetzenden Acrylsäurepolymers; und (iii) Homogenisieren bis das quervernetzende Acrylsäurepolymer dispergiert ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert eine Farbe, die geeignet ist zur Verwendung in einem Kugelschreiber, die stabil bleibt, um dem Alterungseffekt zu widerstehen, ausgezeichnetes Schreibverhalten zeigt und metallischen Glanz besitzt. Die Farbe der vorliegenden Erfindung kann optional ein pH-Wert-Einstellungsmittel und/oder ein Pilzschutzmittel enthalten und die Farbe zeigt vorzugsweise eine untere Fließgrenze im Bereich von 0,5–3,0 Pa. Wie hier verwendet, ist "untere Fließgrenze" der Betrag der Scherkraft, der erforderlich ist, um eine Farbe von einem Gelzustand in einen Solzustand überzuführen. Das heißt die Farbe beginnt zu fließen, wenn die Farbe einen Solzustand bildet. Daher kann Schreiben nur in einem zufriedenstellenden Maße erreicht werden wenn die Farbe in einem Solzustand ist. Die untere Fließgrenze ist daher die Kraft, die erforderlich ist, um eine Farbe, die im Gelzustand ist, in einen Solzustand beim Beginnen eines Schreibens überzuführen.
Das Aluminiumpulver der Farbe auf Wasserbasis umfasst vorzugsweise sphärische oder schuppige Teilchen, die 5 μm–30 μm Teilchengröße aufweisen.
Das Metallmaskierungsmittel der Farbe auf Wasserbasis umfasst ein oder mehrere Mitglieder, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Milchsäure, Weinsäure und Zitronensäure.
Eine Farbe auf Wasserbasis umfasst optional weiterhin etwa 5–20 Gew.-% eines Pigments. Dieses optionale Pigment der Farbe auf Wasserbasis kann, falls es verwendet wird, ausgewählt sein aus z.B. der Gruppe, bestehend aus gelbem Pigment, blauem Pigment, grünem Pigment und rotem Pigment.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Farbe auf Wasserbasis mit metallischem Glanz. Im Gegensatz zu herkömmlichen ähnlichen Farben verhindert die vorliegende Farbe im Wesentlichen Präzipitation von Aluminiumpulver, bringt im Wesentlichen keine schrittweise Veränderung der Zusammensetzung mit sich und verleiht ausgezeichnetes Farbverhalten wenn sie in einem Kugelschreiber auf Wasserbasis verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung verwendet vorzugsweise mindestens ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer zum Verhindern, dass die Spitze des Kugelschreibers einen Film bildet aufgrund von Wasserverdampfung. Dies ist zumindest teilweise aufgrund der Tatsache möglich, dass das quervernetzende Acrylsäurepolymer keinen Film bildet. Daher zeigt die Farbe eine überragende Fähigkeit zum Ausfließen aus dem Schreiber, selbst wenn der Schreiber unverschlossen aufbewahrt worden ist.
Die vorliegende Erfindung erzielt die Bildung einer Farbe mit einer hohen unteren Fließgrenze durch Aufnahme von 0,1–0,5 Gew.-% eines quervernetzenden Acrylsäurepolymers mit einem Molekulargewicht im Zahlenmittel im Bereich von 3.000.000–5.000.000 in die Farbe. Wenn das quervernetzende Acrylsäurepolymer eine geringe untere Fließgrenze aufweist, kann es dazu neigen zu fluidisieren, selbst unter geringen Scherbelastungen, und Präzipitation von Aluminiumpulver wird induziert. Wenn das Acrylsäurepolymer eine hohe untere Fließgrenze aufweist, kann das Polymer im Wesentlichen die Präzipitation von Aluminiumpulver verhindern, da es nicht fluidisiert, sofern es nicht einer Belastung ausgesetzt wird, die die untere Fließgrenze übersteigt. Die Fließgrenze einer Farbe nach der vorliegenden Erfindung ist im Bereich von etwa 0,5–3,0 Pa (die Größenordnung wird bestimmt durch ein Rheometer, hergestellt von Thermal Analysis Corp., und vertrieben unter der Produktkennzeichnung "CSL-100", bei 20°C). Wenn die untere Fließgrenze weniger als etwa 0,5 Pa ist, kann die Präzipitation von Aluminiumpulver nicht ausreichend verhindert werden. Wenn die untere Fließgrenze etwa 3,0 Pa überschreitet, kann die Farbe mangelhaft bezüglich der Fluidität sein und kann keinen reichlichen Ausfluss zulassen, der erforderlich ist zum Schreiben. Jedoch untere Fließgrenzen von etwa 3,0 und 5,0 Pa sind ebenfalls möglich.
Wenn das Molekulargewicht des quervernetzenden Acrylsäurepolymers kleiner als etwa 3.000.000 ist, kann Präzipitation von Aluminiumpulver auftreten, da die Metallionen, die im Verlauf der Zeit erzeugt werden, das Polymer zersetzen, wodurch die untere Fließgrenze des Polymers erniedrigt wird. Zusätzlich, falls das Molekulargewicht kleiner als 3.000.000 ist, kann das Metallionmaskierungsmittel zu einem gewissen Ausmaß weniger wirkungsvoll beim Verhindern der Präzipitation sein. Auf der anderen Seite, falls das Molekulargewicht etwa 5.000.000 überschreitet, kann es sein, dass die Farbe nicht den Alterungseffekten widerstehen kann, da es sein kann, dass es nicht möglich ist, das quervernetzende Acrylsäurepolymer in der Farbe gleichmäßig zu dispergieren.
Wenn die Menge des quervernetzenden Acrylsäurepolymers, das aufgenommen werden soll, kleiner als etwa 0,1 Gew.-% ist, kann es sein, dass eine unterer Fließgrenze, die die Präzipitation von Aluminiumpulver verhindern kann, schwierig zu erreichen ist. Wenn die Menge etwa 0,5 Gew.-% überschreitet, kann es sein, dass die Farbe möglicherweise eine zu hohe untere Fließgrenze zeigt, was umgekehrt einen ausreichenden Ausfluss der Farbe zum Schreiben verhindert.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Metallionenmaskierungsmittel, das so wirken kann, dass es die dissoziierten Metallionen in der Farbe daran hindert mit dem quervernetzenden Acrylsäurepolymer zu reagieren. Die Verwendung eines Metallionenmaskierungsmittels verhindert daher wesentlich die Verschlechterung, die mit der Viskosität verbunden ist und die Verschlechterung der unteren Fließgrenze aufgrund von Alterung.
Die Menge des Metallionenmaskierungsmittels, das aufzunehmen ist, ist im Bereich von 0,05–0,5 Gew.-%. Wenn diese Menge weniger als etwa 0,05 Gew.-% ist, kann die Reaktion des quervernetzenden Acrylsäurepolymers mit den dissoziierten Metallionen nicht ausreichend verhindert werden und die Verschlechterung der unteren Fließgrenze durch Alterung kann auftreten.
Umgekehrt, falls diese Menge etwa 0,5 Gew.-% überschreitet, kann das überschüssige Metallionenmaskierungsmittel es verhindern, dass das quervernetzende Acrylsäurepolymer quillt, wobei möglicherweise die physikalischen Eigenschaften der Farbe nachteilig beeinflusst werden.
Beispiele geeigneter Metallionenmaskierungsmittel, welche eine starke Säurekoordinierungswirkung zeigen, umfassen organische Säuren, wie etwa Milchsäure, Weinsäure oder Zitronensäure. Ein Mittel, das eine starke Säurekoordinierungswirkung zeigt, erweist sich als besonders geeignet zur Verwendung als ein Metallionenmaskierungsmittel. Ein Maskierungsmittel dieser Qualität bildet ein Chelat mit Metallionen und maskiert die Wirkung der Metallionen.
Eine Farbe der vorliegenden Erfindung verwendet vorzugsweise Aluminiumpulver als ein Metallpulver. Dies ist so, da die Aufnahme eines Aluminiumpulvers Bildung einer Farbe auf Wasserbasis erlaubt, die den metallischen Glanz von Silberfarbe besitzt. Eine Farbe auf Wasserbasis wird, falls sie als eine Grundfarbe verwendet wird, und kombiniert wird mit einer Vielzahl von Pigmenten mit verschiedener Farbe, im Allgemeinen leicht eine Farbe mit metallischem Glanz erzeugen, entsprechend der Farbe des zugegebenen Pigments.
Das Aluminiumpulver reagiert mit Wasser in der Farbe und erzeugt Wasserstoff. Daher sollte das Aluminiumpulver vorzugsweise einer Oberflächenbehandlung mit einem oberflächenaktivenmittel und einer Fettsäure unterzogen werden, worin die Fettsäureschicht, die gebildet wird, vorzugsweise nicht mit Wasser reagieren kann.
Vorzugsweise kann das Aluminiumpulver sphärische oder schuppige Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße umfassen, die ungefähr im Bereich von etwa 5 μm–30 μm liegt. Die Teilchengröße ist ein mittlerer Durchmesser wenn das Pulver sphärische Teilchen umfasst oder ein mittlerer Oberflächendurchmesser wenn das Pulver schuppige Teilchen umfasst.
Zum Verhindern, dass die Farbe an der Schreiberspitze trocknet, kann ein Feuchtigkeitsrückhaltemittel in der Farbe aufgenommen sein. Wenn die Menge dieses Mittels, die eingebracht werden soll, weniger als etwa 10 Gew.-% ist, kann das Mittel keine im Wesentlichen zufriedenstellende Feuchtigkeitswirkung auf das Aluminiumpulver zeigen und kann weiterhin nicht eine gleichmäßige Dispersion des Aluminiumpulvers in dem gewünschten Ausmaß bereitstellen. Wenn die Menge des Feuchtigkeitsrückhaltemittels etwa 40 Gew.-% überschreitet, kann das Mittel weder ausreichend das quervernetzende Acrylsäurepolymer quellen noch ihm eine ausreichende untere Fließgrenze verleihen. Dies kann umgekehrt zu einer verringerten Inhibierung und Präzipitation des Aluminiumpulvers führen. Daher ist die Menge des Feuchtigkeitsrückhaltemittels, die eingebracht wird, im Bereich von 10–40 Gew.-%.
Beispiele geeigneter Feuchtigkeitsrückhaltemittel umfassen mindestens ein wasserlösliches Mittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, Thiodiglykol, Polyglycerin, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Methylcellulsolv, Butylcellusolv, Methylcarbitol und Ethylcarbitol.
Ein Dispersionsmittel wird vorzugsweise in die Farbe aufgenommen zum Verbessern der Fähigkeit der Farbe dem Alterungseffekt zu widerstehen, insbesondere zum Verbessern der Dispersion des Aluminiumpulvers und eines Pigments (falls es verwendet wird) in der Farbe. Wenn die Menge des Dispersionsmittels, das aufgenommen wird, kleiner als etwa 2 Gew.-% ist, kann das Dispergiermittel das Aluminiumpulver nicht einheitlich im gewünschten Maße dispergieren. Wenn die Menge etwa 8% bezüglich des Gewichts überschreitet, kann der Überschuss des Dispersionsmittels möglicherweise das Quellen des quervernetzenden Acrylsäurepolymers stören. Daher ist die aufzunehmende Menge des Dispersionsmittels im Bereich von 2 Gew.-%–8 Gew.-%.
Ein makromolekulares Dispersionsmittel oder ein nich-ionisches oberflächenaktives Mittel werden vorzugsweise als das Dispersionsmittel verwendet. Im Speziellen sind SOLSPERSE S20000 (Zeneca K. K.) und Johncryl 1535 (Johnson Polymer K. K.) geeignete Beispiele solcher Dispersionsmittel.
Die Farbe umfasst ein Rostschutzmittel, da die Farbe auf Wasserbasis ist und die Kugelschreiberspitze häufig aus Eisen hergestellt ist. Die vorliegende Farbe umfasst auch ein Gleitmittel, um es der Schreiberspitze zu ermöglichen zu rotieren. Daher ist es vorteilhaft, ein Rostschutzgleitmittel zu verwenden, das diese beiden Eigenschaften kombiniert. Wenn die Menge des Rostschutzgleitmittels, das aufgenommen werden soll, kleiner als etwa 0,2 Gew.-% ist, kann das Additiv keine ausreichende Gleitqualitäten der Farbe verleihen. Als ein Ergebnis könnte der Schreiber daran gehindert werden, eine geeignete Schreibqualität zu erzeugen oder feine Linien zu bilden. Daher ist die Menge des Rostschutzgleitmittels im Bereich von 0,2–1,5 Gew.-%.
Beispiele geeigneter Rostschutzgleitmittel umfassen ein oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus oberflächenaktiven Mitteln des Phosphorestertyps, Benzotriazol und Fettsäureestern.
Vorzugsweise kann ein pH-Wert-Einstellungsmittel zum Steuern des Quellens des quervernetzenden Acrylsäurepolymers verwendet werden.
Beispiele geeigneter pH-Wert-Einstellungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethanolamin, N,N- Dibutylethanolamin und N,N-Methyldiethanolamin.
Ein Pilzschutzmittel kann in der vorliegenden Farbe verwendet werden, um das Wachstum von Pilzen in der Farbe zu verhindern, und es kann ebenfalls die Fähigkeit der Farbe verbessern dem Alterungseffekt zu widerstehen.
Beispiele geeigneter Pilzschutzmittel umfassen 1,2-Benzoisothiazolin-3-on, 2,3-Benzoisothiazolin-3-on, Natriumbenzoat und Natriumdehydroacetat.
Die Aufnahme des Aluminiumpulvers verleiht im Allgemeinen einen metallischen Glanz mit einer silbernen Farbe der hergestellten Farbe. Wenn ein Pigment zu der Farbe mit dieser silbernen Farbe gegeben wird, bildet es typischerweise eine Farbe mit einem metallischen Ton, der dem zugegebenen Pigment entspricht.
Die Menge des optionalen Pigments, falls es aufgenommen ist, ist vorzugsweise im Bereich von etwa 5 Gew.-%–20 Gew.-%. Wenn diese enthaltene Menge weniger als etwa 5 Gew.-% ist, kann das Pigment keine perfekte Färbung zeigen. Wenn die Menge etwa 20 Gew.-% überschreitet, kann das Pigment bewirken, dass die Farbe trocknet und sich rasch an der Schreiberspitze verfestigt, wobei möglicherweise der anfängliche Ausfluss der Farbe zum Schreiben beeinträchtigt wird.
Wenn das aufzunehmend Pigment gelb ist, nimmt die hergestellte Farbe einen metallischen Glanz mit goldener Farbe an. Beispiele geeigneter gelber Pigmente, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Pigment Gelb (Pigment Yellow) 1, 3, 12, 93, 94, 109 usw.
Wenn das aufzunehmende Pigment blau ist, nimmt die hergestellte Farbe einen metallischen Glanz mit einem blauen metallischen Ton an. Beispiele geeigneter blauer Pigmente, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Pigment Blau (Pigment Blue) 15, 16, 17 usw.
Wenn das aufzunehmende Pigment grün ist, nimmt die hergestellte Farbe einen metallischen Glanz mit einem grünen metallischen Ton an. Beispiele verwendbarer grüner Pigmente, die für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Pigment Grün (Pigment Green) 7, 36 usw.
Wenn das aufzunehmende Pigment rot ist, nimmt die hergestellte Farbe einen metallischen Glanz mit einem roten metallischen Ton an. Beispiele geeigneter roter Pigmente, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Pigment Rot (Pigment Red) 3, 5, 202, 122, 149 usw.
Alle hier vorgenommenen Bezugnahmen auf Prozentanteile bezüglich des Gewichts bzw. Gewichtsprozentanteile basieren auf dem Gesamtgewicht der Farbe, es sei denn, es ist anders angegeben.
Beispiele
Beispiel 1

Eine Farbe mit silberner Farbe wurde erhalten durch Mischen aller Komponenten der folgenden Zusammensetzung, ausgenommen das quervernetzte Acrylsäurepolymer, durch inniges Mischen des Gemischs, unter Verwendung eines Magnetrührers bei 60°C für etwa eine Stunde. Das quervernetzte Acrylsäurepolymer wird dann zu dem resultierenden Gemisch gegeben. Das Verfahren wird fortgesetzt durch Rühren des Gemischs unter Verwendung eines Homogenisierungsrührers bis zur gründlichen Dispersion.

Aluminiumpulver	1,0 Gew.-%
Ethylenglykol	20,0 Gew.-%
Milchsäure	0,2 Gew.-%
quervernetzendes Acrylsäurepolymer B	0,3 Gew.-%
entionisiertes Wasser	71,3 Gew.-%
Dispersionsmittel	5,0 Gew.-%
Rostschutzgleitmittel	1,0 Gew.-%
Pilzschutzmittel	0,2 Gew.-%
Triethanolamin	1,0 Gew.-%

Ein makromolekulares Dispersionsmittel (Johncryl 1535; Johnson Polymer K. K.) wurde als das Dispersionsmittel verwendet.
1,2-Benzoisothiazolin-3-on (PROXEL XL-2; Zeneca K. K.) wurde als das Pilzschutzmittel verwendet.
Ein oberflächenaktives Mittel des Phosphorestertyps (PLYSURF A-208S; Daiichi Kogyo K. K.) wurde als das Rostschutzgleitmittel verwendet.
Die hergestellte Farbe bzw. Tinte mit silberner Farbe wurde zum direkten Befüllen in einem Kugelschreiber auf wässriger Basis verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiele 2–10
Farben wurden durch Befolgen des Verfahrens von Beispiel 1, unter Verwendung der in Tabelle 1 gezeigten Farbezusammensetzungen, erhalten. Beispiel 8 erzeugte eine Farbe mit goldener Farbe. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Das in den Beispielen verwendete Aluminiumpulver ist ein Pulver (4010SW; Showa Aluminum K. K.) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von ungefähr 20 μm, worin die Oberfläche mit Fettsäure behandelt war.
Das Rostschutzgleitmittel, das in den Beispielen verwendet wird, ist ein oberflächenaktives Mittel des Phosphorestertyps (PLYSURF A-208S; Daiichi Kogyo K. K.).
Das Pilzschutzmittel, das in den Beispielen verwendet wird, ist 1,2-Benzoisothiazolin-3-on (PROXEL XL-2; Zeneca K. K.).
Das Dispersionsmittel, das in den Beispielen verwendet wird, ist eine makromolekulare Substanz (Johncryl 1535; Johnson Polymer K. K.).
Das quervernetzende Acrylsäurepolymer B, das in den Beispielen verwendet wird, ist ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer (HIVIS WAKO 104; Wako Pure Chemical Industries Ltd.) mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel von etwa 3.000.000.
Das quervernetzende Acrylsäurepolymer C, das in den Beispielen verwendet wird, ist ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel von etwa 5.000.000.
BEURTEILUNG DER FARBEZUSAMMENSETZUNGEN
Die Präzipitation von metallischem Pulver wurde beurteilt. Diese Eigenschaft wird bestimmt durch Befestigen einer Probe mit 100 cm³ Volumen einer gegebenen Farbe, Zentrifugieren dieser Probe für 10 Minuten, visuelles Beobachten der gerührten Farbe und Einteilen des Zustands der Farbe in der folgenden Vierpunkteskala:
Separation-Präzipitation des metallischen Pulvers, erzeugt unter 300 G ... X
Separation-Präzipitation des metallischen Pulvers, erzeugt zwischen 300 G–400 G ... Δ
Separation-Präzipitation des metallischen Pulvers, erzeugt zwischen 400 G–600 G ... O
Keine Separation, Präzipitation von metallischem Pulver erzeugt, selbst über 600 G ...
Die Fähigkeit der Farbe dem Alterungseffekt zu widerstehen wurde beurteilt. Diese Eigenschaft wurde bestimmt indem man eine gegebene Farbe ruhig in einem geschlossen Glasgläschen stehen ließ, unter den experimentellen Bedingungen von 50°C und 0% RH (relative Feuchtigkeit) und Untersuchen der beobachteten Farbe unter einem Mikroskop, um die physikalischen Eigenschaften zu bestimmen, die physikalischen Eigenschaften zu beurteilen und den Zustand der Farbe auf der folgenden Vierpunktskala einzustufen:
In der Farbe gebildete Ablagerung oder Veränderungen von nicht weniger als 30%, die in den physikalischen Eigenschaften auftreten, im Vergleich mit Anfangsniveaus, innerhalb eines Monats Stehenlassen ... X
In der Farbe gebildete Ablagerung oder Veränderungen von nicht weniger als 30%, die in den physikalischen Eigenschaften auftreten, im Vergleich mit Anfangsniveaus, nach einem bis zwei Monaten Stehenlassen ... Δ
In der Farbe gebildete Ablagerung oder Veränderungen von nicht weniger als 30%, die in den physikalischen Eigenschaften auftreten, im Vergleich mit Anfangsniveaus, nach zwei bis drei Monaten Stehenlassen ... O
Keine Ablagerung in der Farbe oder Veränderungen von weniger als 30% gebildet, die in den physikalischen Eigenschaften auftreten, im Vergleich mit Anfangsniveaus nach nicht weniger als drei Monaten Stehenlassen ...
Die Eigenschaft des anfänglichen Ausflusses von Farbe wurde beurteilt. Diese Eigenschaft wurde bestimmt indem man einen gegebenen Kugelschreiber in einem unverschlossenen Zustand für einen Monat ruhig flach liegen ließ, unter den experimentellen Bedingungen von 50°C und 30% RH und nachfolgendes Kühlen des Schreibers auf Raumtemperatur und hiernach Verwendung des Schreibers zum Schreiben einer geraden Linie und Beurteilen des Ausflusses der Farbe in der folgenden Vierpunkteskala:
Keine gerade Linie, die 10 cm überschreitet, erhalten ... X
Eine vollständige gerade Linie, die keinen undeutlichen oder diskontinuierlichen Teil enthält, innerhalb einer Strecke von 5–10 cm erhalten ... Δ
Eine vollständige gerade Linie, die keinen undeutlichen oder diskontinuierlichen Teil enthält, innerhalb einer Strecke von 3–5 cm erhalten ... O
Eine vollständige gerade Linie, die keinen undeutlichen oder diskontinuierlichen Teil enthält, innerhalb einer Strecke von nicht mehr als 3 cm erhalten ...
Die Schreibqualität wurde beurteilt. Diese Eigenschaft wurde bestimmt durch Verwendung eines gegebenen Schreibers für manuelles Schreiben eines Probemusters und beurteilen des erzeugten Musters auf der folgenden Vierpunkteskala:
Eine perfekte Spur der Farbe, die keinen klecksigen oder diskontinuierlichen Teil enthält, wurde erhalten ...

Eine Spur mit einer Qualität, die tolerabel für praktische Zwecke ist, wurde erhalten ... O
Eine Spur von eher schlechter Qualität wurde erhalten ... Δ
Eine Spur von sehr schlechter Qualität wurde erhalten ... X
Beispiele 11–18
Farben wurden durch Befolgen des Verfahrens von Beispiel 1 erhalten, unter Verwendung der Farbezusammensetzungen, die in Tabelle 2 gezeigt sind. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Die verwendeten Materialien und die übernommenen Verfahren zur Beurteilung waren die gleichen wie diejenigen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
Vergleichsbeispiele 1–10
Farben mit silberner Farbe wurden erhalten durch Befolgen des Verfahrens von Beispiel 1, unter Verwendung der Farbezusammensetzungen, die in Tabelle 3 gezeigt sind. Die Eigenschaften sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Die verwendeten Materialien, ausgenommen das quervernetzende Acrylsäurepolymer A, welches ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer mit einem Molekulargewicht im Zahlenmittel von 2.000.000 war, und das quervernetzende Acrylsäurepolymer D, welches ein quervernetzendes Acrylsäurepolymer mit einem Molekulargewicht im Zahlenmittel von 6.500.000 war, und das übernommene Testverfahren waren die gleichen wie diejenigen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
Vergleichsbeispiele 11–14
Farben mit silbener Farbe wurden erhalten durch Befolgen des Verfahrens von Beispiel 1, unter Verwendung der Farbezusammensetzungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind. Die Eigenschaften sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Die verwendeten Materialien und das übernommene Beurteilungsverfahren waren die gleichen wie diejenigen, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
In Vergleichsbeispiel 1 zeigte, wenngleich keine Präzipitation aufgrund der Zugabe von Aluminiumpulver in einer kleinem Ausmaß auftrat, eine Spur der Farbe eine schlechten Farbton und unzureichenden metallischen Glanz; zusätzlich enthielt eine Spur der Farbe deutlich unklare und diskontinuierliche Teile. Im Hinblick auf die Tatsache, dass die Farbe Wasser als ein Hauptlösungsmittel aufwies, stieg die Viskosität der Farbe aufgrund der Verdampfung von Wasser an der Schreiberspitze an. Das Verhältnis von quervernetzendem Acrylsäurepolymer B in der Farbe stieg mit der Zunahme der Viskosität an. Die Kapazität des Farbflusses nahm als Ergebnis der zunehmenden Verfestigung von Farbe durch die Verdampfung von Wasser ab.
In Vergleichsbeispiel 2 suspendierte die Farbe das metallische Pulver unzureichend. Daher trat Präzipitation des Aluminiumpulvers bei einer unteren Fließgrenze der Farbe auf, da eine große Menge Aluminiumpulver verwendet wurde. Als ein Ergebnis der verfestigten Farbe, die die Schreiberspitze verstopft, konnte der Schreiber keinen gleichmäßigen Ausfluss von Farbe mehr erzeugen.
In Vergleichsbeispiel 3 konnte das Aluminiumpulver nicht gleichmäßig in der Farbe dispergiert werden. Die Farbe zeigte Agglomeration und Präzipitation des Aluminiumpulvers aufgrund einer unzureichenden Menge Ethylenglykol, die als ein Feuchtigkeitsrückhaltemittel zuzugeben ist, woraus eine unzureichende Feuchtigkeitswirkung resultiert.
In Vergleichsbeispiel 4 zeigte die Farbe eine geringe untere Fließgrenze, was Präzipitation induzierte, da die überschüssige Menge Ethylenglykol Quellen des quervernetzenden Acrylsäurepolymers verhinderte.
In Vergleichsbeispiel 5 war die Menge der Milchsäure, welche als Metallionenmaskierungsmittel zugegeben wurde, gering. Schrittweise dissoziierte Metallionen reagierten mit dem quervernetzenden Acrylsäurepolymer, woraufhin die Farbe eine Erhöhung der Viskosität zeigte. Eine Viskositätserhöhung war verbunden mit einem schlechten Ausfluss aus dem Schreiber, selbst wenn die Präzipitation des Aluminiumpulvers verhindert werden konnte.
In Vergleichsbeispiel 6 war die Menge der zugegebenen Milchsäure zu groß. Die überschüssige Milchsäure erschwerte das Quellen des quervernetzenden Acrylsäurepolymers bis zu einem Punkt, bei welchem die Farbe eine ausreichende untere Fließgrenze erreichen konnte und induzierte Präzipitation des Aluminiumpulvers.
In Vergleichsbeispiel 7 und Vergleichsbeispiel 8 hatten die quervernetzenden Acrylsäurepolymere geringe Molekulargewichte; als ein Ergebnis unterlagen die quervernetzenden Acrylsäurepolymere schrittweiser Zersetzung, aufgrund des nicht wirkungsvollen Widerstands gegenüber Metallionen. Selbst mit der Zugabe von Milchsäure als ein Metallionenmaskierungsmittel, konnte die Farbe keine untere Fließgrenze erreichen, die hoch genug ist, um Präzipitation des Aluminiumpulvers zu verhindern, was zu Präzipitation des Aluminiumpulvers führt.
In Vergleichsbeispiel 9 und Vergleichsbeispiel 10 hatten die quervernetzenden Acrylsäurepolymere große Molekulargewichte; als ein Ergebnis konnten die quervernetzenden Acrylsäurepolymere nicht einheitlich in der Farbe gequollen werden. Daher zeigte die Farbe eine geringe Fähigkeit dem Alterungseffekt zu widerstehen.
In Vergleichsbeispiel 11 und Vergleichsbeispiel 12 wurde Xanthangummi, ein natürlicher Gummi, als ein Viskositätsverbesserungsmittel bzw. Viskositätserhöhungsmittel für Farbe anstelle des quervernetzenden Acrylsäurepolymers verwendet. Der Xanthangummi zeigte eine geringe untere Fließgrenze im Vergleich mit einem quervernetzenden Acrylsäurepolymer, wobei Präzipitation des Aluminiumpulvers induziert wird. Wenn die zuzugebende Menge des Xanthangummis erhöht wurde, was die Viskosität erhöhte und die untere Fließgrenze der Farbe erhöhte, um Präzipitation von Aluminiumpulver zu verhindern, wie in Vergleichsbeispiel 10 gezeigt, zeigte die Farbe eine Verschlechterung einer Vielzahl von Eigenschaften und induzierte Präzipitation aufgrund von Alterung.
In Vergleichsbeispiel 13 war die Menge von zugegebenem quervernetzendem Acrylsäurepolymer gering. Daher konnte die Farbe keine wirkungsvolle untere Fließgrenze erreichen, was zur Präzipitation des Aluminiumpulvers führt.
In Vergleichsbeispiel 14 war die Menge zugegebenes quervernetzendes Acrylsäurepolymers groß. Die Farbe zeigte hohe Viskosität und eine hohe untere Fließgrenze, wobei es gelang, Präzipitation des Aluminiumpulvers zu verhindern. Nichtsdestotrotz zeigte der Schreiber einen Abbau der Eigenschaften der Farbe und schrittweise Induktion von Präzipitation des quervernetzenden Acrylsäurepolymers trat ein.
In den Beispielen 1–18 erzeugten die Farben ausnahmslos hervorragende sichtbare Eigenschaften.
Das Prioritätsdokument, die japanische Patentanmeldung 8-3111150, eingereicht am 18. Oktober 1996, wird hier in seiner Vollständigkeit durch Bezugnahme eingeführt.

Claims

Farbe auf Wasserbasis, umfassend: 1–15 Gew.-% Aluminiumpulver, das so behandelt wurde, dass es nicht mit Wasser reagiert; 10–40 Gew.-% eines Feuchtigkeitsrückhaltemittels; 0,05–0,5 Gew.-% eines Metallionenmaskierungsmittels, umfassend mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Milchsäure, Weinsäure und Zitronensäure; 0,1–0,5 Gew.-% eines quervernetzenden Acrylsäurepolymers mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel im Bereich von 3.000.000–5.000.000; 30–80 Gew.-% Wasser; 2–8 Gew.-% eines Dispersionsmittels; und 0,2–1,5 Gew.-% eines Rostschutzgleitmittels, worin die Farbe eine untere Fließgrenze im Bereich von 0,5 bis 3,0 Pa aufweist.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 1, worin das Aluminiumpulver sphärische oder schuppige Teilchen umfasst, die 5 μm–30 μm Teilchengröße aufweisen.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein pH-Wert-Einstellungsmittel und/oder Pilzschutzmittel.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 3, worin das pH-Wert-Einstellungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin und N,N-Methyldiethanolamin.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 3, worin das Pilzschutzmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus 1,2-Benzoisothiazolin-3-on, 2,3-Benzoisothiazolin-3-on, Natriumbenzoat und Natriumdehydroacetat.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 5, worin das Pilzschutzmittel 2,3-Benzoisothiazolin-3-on ist.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend 5–20 Gew.-% eines Pigments.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 7, worin das Pigment mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus gelbem Pigment, blauem Pigment, grünem Pigment und rotem Pigment ist.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Feuchtigkeitsrückhaltemittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, Thiodiglykol, Polyglycerin, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Methylcellosolve, Butylcellosolve, Methylcarbitol und Ethylcarbitol.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 9, worin das Feuchtigkeitsrückhaltemittel Ethylenglykol ist.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Aluminiumpulver oberflächenbehandelt ist und im Wesentlichen keine Reaktion mit Wasser zeigt.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Dispersionsmittel ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel ist.
Farbe auf Wasserbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Dispersionsmittel ein makromolekulares Dispersionsmittel ist.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 3, worin das Rostschutzgleitmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Phoshorsäureester-oberflächenaktiven Mitteln, Benzotriazol und Fettsäureestern.
Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 14, worin das Rostschutzgleitmittel ein Phoshorsäureester-oberflächenaktives Mittel ist.
Verwendung einer Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 1 mit einem metallischen Glanz als eine Direktbefüllfarbe für einen Kugelschreiber.
Verfahren zum Herstellen der Farbe auf Wasserbasis nach Anspruch 1, umfassend (i) Mischen des Aluminiumpulvers, des Feuchtigkeitsrückhaltemittels, des Metallionenmaskierungsmittels, des Wassers, des Dispersionsmittels und des Rostschutzgleitmittels; (ii) Zugeben des quervernetzenden Acrylsäurepolymers; und (iii) Homogenisieren, bis das quervernetzende Acrylsäurepolymer dispergiert ist.
Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin umfassend das Zugeben eines pH-Wert-Einstellungsmittels und eines Pilzschutzmittels in Schritt (i).