Композиція чорнильної пасти для кулькових ручок

1 Композиція чорнильної пасти для кулькових ручок, що містить органічні спирто- або жиророзчинні барвники, пластифікатор, зв'язуюче і суміш органічних розчинників, яка відрізняється тим, що як зв'язуюче використовується циклогексанонформальдепдний олігомер, як пластифікатор олеїнова кислота, як розчинник - додатково алкіленгліколь (етиленгліколь або діетиленгліколь) і додатково як стабілізатор - моно- або ди-, або триетаноламш при наступному співвідношенні компонентів % (мас) спирто- і/або жиророзчинний барвник 7,2-13,6 циклогексанонформальдепдний олігомер 42,8-54,0 бензиловий спирт 18,2-29,8 етилен- або діетиленгліколь 10,0-17,0 олеїнова кислота 1,0-3,8 моно- або ди-, або триетаноламш 0,4-2,2 2 Композиція за П 1, яка відрізняється тим, що як циклогексанон-формальдепдний олігомер використовують продукт конденсації формальдегіду і циклогексанону, що міститься у відходах виробництва капролактаму О Композиція чорнильної пасти для кулькових ручок Винахід відноситься до галузі виготовлення чорнил і може бути використаний при одержуванні пасти для кулькових ручок та самописних приладів Відома композиція пасти для кулькових ручок і самописних приладів, яка містить в % (мас) - 10 25 триметил - або триарилметанового барвника, 17-19 органічного розчинника -бензилового спирту, 23 - 35 зв'язуючого - ксиліфталової смоли, 17-19 метилкарбітолу і 4 - 11 пластифікатора олеїнової кислоти (Авт Свідоцтво СРСР № 363732, кл С09В 11/18) Недоліком відомої композиції є її нестабільність при знижених температурах та висиханні в самописних вузлах стрижня при зберіганні більше б МІСЯЦІВ при температурі вище 20°С Найбільш близькою за сукупністю ознак до винаходу є композиція пасти для кулькових ручок, яка містить в % (мас ) 1 5 - 2 0 суміші барвників блакитного фталоціанінового і трифенілметанового, 25 - ЗО феноло- або циклогексанон - формальдегідної смоли, З - 4 полівшілпіролідону з молекулярною вагою 500000 - 900000, 26 - ЗО бензилового спирту, 15 -17 - N- метил-2 піролідону, 5-10-1,2 пропіленгліколю або бутилдигліколю (Авт свідоцтво СРСР № 956527, МПК C09D11/18, прототип) Недоліками відомої композиції є великі витрати барвників для досягнення інтенсивності пасти, погіршення самописної здатності пасти в процесі зберігання в результаті корозії самописного вузла, пов'язаної з підвищеною корозійною активністю композиції В основу винаходу поставлена задача зниження витрат дорогих барвників при достатній інтенсивності пасти, покращення самописної здатності і підвищення стабільності пасти в процесі зберігання Поставлена задача вирішується тим, що в композиції чорнильної пасти для кулькових ручок, яка містить барвник органічний жиро- або спирторозчинний, зв'язуюче - суміш органічних розчинників, пластифікатор, згідно з винаходом, як зв'язуюче використовують циклогексанон формальдегідний олігомер, як суміш розчинників 00 о 49078 бензиловий спирт і алкіленгліколь (етилен - або діетиленгліколь), як пластифікатор - олеїнову кислоту і додатково, як стабілізатор - триетаноламш або діетаноламш або моноетаноламін при наступному ВМІСТІ компонентів в % (мас ) Барвник органічний жиро - і/або спирторозчинний 7,2 -13,6, Зв'язуюче-циклогенсанон форма.„ „ . п льдепдний олігомер ' ' ' Органічний розчинник - бензило- ,RO QR І О.£- ~ У.О. вий спирт Алкіленгліколь (етиленгліколь і/або діетиленгліколь) 10,0 -17,0, Пластифікатор - олеїнова кислота 1,0-3,8, Стабілізатор - триетаноламш або 0,4-2,2 діетаноламш, або моноетаноламін Уведення в композицію чорнильної пасти циклогексанон -формальдегідного олігомеру з температурою плавлення 60 - 90 С замість циклогексанон - формальдегідної смоли з температурою плавлення 110 ± 5°С (за прототипом), дозволяє підвищити розчинність спирто- та жиророзчинних барвників і тому знизити їх витрати при досягненні достатньої інтенсивності пасти Використання в суміші розчинників разом з бензиловим спиртом алкіленгліколю ( етиленгліколю і/або діетиленгліколю) дозволяє уберегти пасту від висихання при підвищених температурах і замерзання при знижених температурах Уведення в композицію пластифікатора - олеїнової кислоти забезпечує добру самописну здатність пасти внаслідок покращення змочуваності кульки в самописному вузлі Використання в композиції чорнильної пасти стабілізатора триетаноламіну або діетаноламшу, або моноетаноламшу дозволяє зменшити корозію самописного вузла, що, в свою чергу, підвищує стабільність самописних властивостей пасти в процесі зберігання Спільними ознаками винаходу з відомою композицією є зв'язуюче - високомолекулярна сполука, розчинник - бензиловий спирт, органічні барвники ВІДМІННИМИ ознаками запропонованої композиції чорнильної пасти для кулькових ручок, у порівнянні з прототипом, є використання як зв'язуючого - циклогексанон формальдегідного олігомеру з температурою плавлення 60 - 90°, як розчинника -алкіленгліколю ( етиленголіколю і/або диетиленгліколю), як пластифікатора - олеїнову кислоту і додатково, як стабілізатор -триетиноламш або діетаноламш , або моноетиноламш Циклогексанон - формальдегідний олігомер продукт конденсації циклогексанону та формальдегіду в лужному середовищі при температурі 90 ± 2°С і мольному спввідношенні циклогексанон формальдегід рівному 1 2 Температура плавлення олігомеру 60 - 90°С Олігомер розчинний в органічних розчинниках (50% і вище) Використовується в лакофарбовій промисловості замість гліцеринового ефіру каніфолі в нітроемалях та меблевих лаках, для виробництва спиртових лаків по дереву і паперу (Довідник "Лакофарбові мате ріали", ТУ 566 М Г 1339 1516 001-93) Як циклогексанонвмісну сировину можна використовувати відходи виробництва капролактаму ТУ 566 М Г 1339 1516 001-93) У даному винаході циклогексанон - формальдегідний олігомер використовується як зв'язуюче для закріплення чорнильної пасти на папері Алкіленгліколі (етиленгліколь та діетиленгліколь) застосовуються у виробництві олігоефіракрилатів, целофану, поліуретанів, входять у склад антифризів, гідравлічних та гальмівних, загартовувальних рідин ( Химическая энциклопедия МД983ГС 718,193) Олеїнова кислота застосовується у виробництві замаслювальних засобів для ХІМІЧНИХ ВОЛОКОН, флотореагентів, пшогасників, входить у склад косметичних засобів, застосовується як змочувач при фарбуванні дисперсними барвниками ( Химический Энциклопедический словарь М «Советская энциклопедия», 1983, С 407) У винаході олеїнова кислота застосовується за новим призначенням, а саме, як пластифікатор циклогексанон -формальдегідного олігомеру, що покращує змочуваність самописного вузла чорнильної пасти Моно-, ди-, триетаноламш використовується у виробництві миючих засобів, синтетичних каучуків, диспергаторів для фарб та ін ( Химический Энциклопедический словарь М «Советская энциклопедия», 1983, с 715,192,598) У запропонованій композиції застосовується як стабілізатор -інгібітор корозії самописного вузла Одержання чорнильної пасти для кулькових ручок ілюструється наступними прикладами Приклад 1 В термостійкий скляний стакан МІСТКІСТЮ 150см3 обладнаний скляною мішалкою і термометром, завантажують 51,8 циклогексанон формальдегідного олігомеру, 24,8 бензилового спирту, 10,0 етиленгліколю, 3,1 г олеїнової кислоти, 0,7г триетаноламіну, 9,6г барвника основного синього К Потім завантажену суміш підігрівають до температури 90 ± 5°С, включають мішалку і витримують суміш при перемішуванні і температурі 90 ± 5°С протягом 2 - 3 годин його до повного розчинення барвників і олігомеру Одержану пасту в КІЛЬКОСТІ 97,8г охолоджують до температури 20 ± 2°С і аналізують на інтенсивність, в'язкість, СТІЙКІСТЬ пасти при мінус 15°С і при 45°С Згідно нормам ДСТ 24226-80, п 2 3 "Пасти чорнильні" інтенсивність по відношенню до контрольного зразка повинна бути не менше 95%, в'язкість при 20°С у межах 18-23 Па С, СТІЙКІСТЬ при мінус 15°С та 45° С повинна витримувати випробування за пп 5 13 і 5 14 ДСТ 24226-80 ВІДПОВІДНО За контрольний зразок приймають композицію з вмістом барвника 20% (мас ), тобто максимальне значення барвника згідно прототипу Інтенсивність пасти по відношенню до контрольного зразка в % визначають згідно ДСТ 2422680, п 5 8 В'язкість КОМПОЗИЦІЇ чорнильної пасти при 20° С Пас визначають згідно ДСТ 24226-86, п 5 8 " Пасти чорнильні" СТІЙКІСТЬ пасти при мінус 15°С і 45°С визначають за ДСТ 24226-86, пп 5 13 і 5 14 ВІДПОВІДНО 49078 В таблиці 1 приведені приклади 2 - 9, які ілюструють склади композицій пасти для кулькових ручок різних кольорів в умовах прикладу 1 В таблиці 2 приведені приклади 10-23, які характеризують залежність фізико-хімічних властивостей пасти синього кольору від вмісту компонентів, одержаної в умовах винаходу і прототипу Приклади 2 - 9 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише ВІДМІННІСТЮ, що для одержання заданого кольору використовують різні барвники або суміш барвників Приклади 10 - 11 виконані в умовах прикладу 1, барвник завантажують у нижній і верхній межах За фізико-хімічними показниками суттєвих змін не відбувається Приклади 12-13 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише ВІДМІННІСТЮ, що барвник завантажений у прикладі 12 нижче нижньої межі, в прикладі 13 вище верхньої межі У випадку прикладу 12 спостерігається зниження інтенсивності пасти нижче норми - 85%, при збільшенні вмісту барвника вище верхньої межі до 14,8% (мас) (Приклад 13) не спостерігається суттєвого підвищення інтенсивності, і економічно недоцільно Приклади 14 - 15 виконані в умовах прикладу 1, циклогексанон-формальдепдний олігомер завантажений у нижній і верхній межах За фізикоХІМІЧНИМИ показниками суттєвих змін не відбувається Приклади 16-17 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише різницею, що бензиловий спирт завантажений в прикладі 16 нижче нижньої межі, а в прикладі 17 вище верхньої межі У випадку прикладу 16 спостерігається підвищення в'язкості пасти до 35Па с, паста не стійка при температурі мінус 15°С, а у випадку прикладу 17 зниження в'язкості ДО 16Па с і як наслідок підвищення плинності, композиція не стійка при мінус 45°С Приклади 18-19 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише різницею, що алкіленгліколь (етиленгліколь або діетиленгліколь) завантажують у прикладі 18 нижче нижньої межі, а в прикладі 19 вище верхньої межі У випадку прикладу 18 чорнильна паста не витримує випробувань при мінус 15°С, а у випадку прикладу 19 підвищення вмісту алкіленгліколю не надає суттєвого впливу на фізикоХІМІЧНІ властивості пасти і економічно недоцільно Приклади 20 - 21 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише різницею, що циклогексанонформальдепдний олігомер завантажений у прикладі 20 нижче нижньої межі, а у прикладі 21 вище верхньої межі У випадку прикладу 20 спостерігається зниження в'язкості ДО 14Па с, паста не витримує випробування при 45°С, а у випадку прикладу 21 в'язкість пасти перевищує норму і не витримує випробування при мінус 15°С Приклади 22 - 23 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише різницею, що олеїнова кислота завантажена у прикладі 22 нижче нижньої межі, а у прикладі 23 вище верхньої межі У випадку прикладу 22 паста пише жорстко, не стійка при 45°С, а у випадку прикладу 23 не спостерігається суттєвих змін фізико-хімічних властивостей і економічно недоцільно Приклади 24 - 25 виконані в умовах прикладу 1, з тією лише різницею, що стабілізатортриетаноламш завантажений у прикладі 24 нижче нижньої межі, а у прикладі 25 вище верхньої межі У випадку прикладу 24 паста пише переривчасте, і в результаті точкової корозії самописного вузла, не витримує випробування при температурі мінус 15°С, а у випадку прикладу 25 не спостерігається суттєвих змін фізико - ХІМІЧНИХ властивостей і економічно недоцільно Приклад 26 виконаний в умовах прикладу 1, компоненти завантажені у середніх значеннях Приклад 27 виконаний в умовах прототипу, компоненти завантажені в середніх значеннях Приклад 28 (контрольний зразок) виконаний в умовах 1, з тією лише різницею, що барвник завантажений згідно верхньої межі прототипу-20% (мас) Таким чином використання винаходу дозволяє знизити витрати дорогих барвників без погіршення інтенсивності чорнильної пасти, покращити самописну здатність пасти, підвищити стабільність пасти в процесі зберігання Таблиця 1 Вміст компонентів, % мас Спирто - або жиророзчинний бар- Цикле№ Колір чорнивник гексанон Бензи- Етилен або МонодіОлеїнова пп льної пасти -формаловий ДІЄТИабо триекислота таноламш А Б В Г д Е Ж льдегідний спирт л єн гліколь олігомер 1 Фіолетовий 6,3 1,7 54,0 25,2 11,1 1,0 0,7 - - 2 Синій 10,4 48,4 24,0 13,4 3,1 0,7 3 Чорий 5,2 2,0 6,4 43,9 28,2 10,0 3,8 0,5 4 Діловий 2,9 4,8 50,4 26,7 10,9 3,8 0,5 - - 5 Червоний 7,2 50,9 28,8 10,7 1,9 0,5 - - 6 Рожевий 6,0 51,9 29,8 9,7 2,0 0,6 - 8,2 7 Жовтий 51,6 22,0 15,0 2,0 1,2 8 Зелений 51,1 24,4 11,0 2,7 2,2 - - 8,6 - 8,2 9 Оранжевий 51,6 22,0 15,8 1,6 0,8 10 Коричневий 10,0 50,0 22,5 11,5 3,8 2,2 49078 Примітка а - основний синій К, б - еозін або родамін Ж, в - родамін С або родамін 4С, г - жовтий З, д - оранжевий 2Ж, є - коричневий К жиророзчинний, ж - основний яскраво-зелений жиророзчинний Таблиця 2 Вміст компонентів Приклади Барвник №№ п п основий СИНІЙ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 прототип додатково метил-2п і рол і дон 1,2-пропіленгліколь вагою 500000 28 Конт рольний Бензоловий спирт 7,2 13,6 6,0 14,8 10,4 10,4 10,4 10,4 10,8 8,8 10,0 10,0 10,4 10,4 10,4 10,4 10,4 28,0 25,0 24,0 24,0 18,0 29,8 17,0 31,0 29,8 21,0 28,0 18,2 25,0 21,0 25,7 19,1 27,5 17,5 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ властивості ІнтенсиЦикловність %, гексанон ОлеїТриета- по відноВ'язкість СТІЙКІСТЬ форЕтиленнова СТІЙКІСТЬ нол а- шенню до при 20°С при мінус гліколь мальде кисло при 45°С контрольМІН ПаС 15°С гідна та ного зразсмола ка 16,0 10,0 15,0 15,0 17,0 10,0 17,0 10,0 8,0 19,0 16,0 10,0 15,0 12,0 14,0 17,0 27,5 42,8 54,0 45,0 42,8 50,4 54,0 51,6 44,6 46,0 46,4 40,8 56,0 47,1 50,3 46,0 48,0 48,4 3,8 3,0 1,0 2,4 3,8 1,0 3,0 3,0 3,8 2,8 3,0 3,8 0,5 4,3 3,8 3,0 3,1 2,2 1,0 1,0 1,0 0,4 2,2 1,0 1,0 1,6 2,0 2,2 2,0 2,0 2,0 0,1 2,5 0,7 95,4 98,6 85,0 98,0 96,4 97,0 96,2 97,4 96,0 95,0 96,2 95,4 97,2 96,4 96,0 97,2 98,1 18,2 22,8 21,6 22,0 20,1 20,4 35,0 14,0 18,4 16,0 14,5 42,0 20,6 21,1 20,0 20,1 20,0 Стійк Стійк Стійк СТІЙК СТІЙК СТІЙК Не стійк Стійк Не стійк Стійк СТІЙК Не стійк Стійк СТІЙК СТІЙК Не стійк Стійк Стійк СТІЙК СТІЙК СТІЙК СТІЙК СТІЙК СТІЙК Не стійк Стійк СТІЙК СТІЙК СТІЙК Не стійк Не стійк Не стійк Стійк СТІЙК 3,5 98,0 22,0 СТІЙК Не стійк 2,2 100,0 22,0 СТІЙК Стійк 28,0 16,0 7,5 20,0 20,0 10,0 44,0 3,8 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71