JP2003073606A - ボールペン用インキ及びボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】経時安定性が良く、通常の温度・湿度、且つ、
若しくは高温・高湿度の条件下で、通常の単色ボールペ
ンのみならず複合／多色ボールペンに使用した場合にお
いても先端漏れが発生しない、且つ、滑らかな書き味を
提供し得るインキ及びそのインキを用いたボールペンを
提供する。 【解決手段】 ２５℃、せん断速度９．６０Ｓ^-1におけ
る粘度が１，５００〜８，０００ｍＰａ．ｓであるボー
ルペン用インキにおいて、スチレンアクリル系超微粒子
をインキに添加することにより解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールペン用インキ
及び該ボールペン用インキを充填したボールペンに関す
るものであり、更に詳しく述べるならば、小径のインキ
収容管を有する構造のボールペンに使用するのに適した
ボールペン用インキ及び該ボールペン用インキを充填し
たボールペンに関する。

【０００２】

【従来技術】ボールペン用インキは、通常、着色剤、樹
脂、溶剤、潤滑剤などによって構成されている。一般的
なボールペン用インキは、せん断速度９．６０Ｓ^-1にお
ける粘度が１０，０００〜２０，０００ｍＰａ．ｓとか
なり高粘度であるため、通常の温度・湿度条件下ではボ
ールペンチップ先端部からのインキの自然流出、いわゆ
る吹き出し現象（以下、先端漏れと表現する）はほとん
ど問題ないが、書き味が重いという問題がある。書き味
向上のために粘度（なお、本明細書における粘度は、特
に断り書きがない場合は、せん断速度９．６０Ｓ^-1にお
ける粘度をさす。）を１，５００〜８，０００ｍＰａ．
ｓに下げると滑らかな筆記感は得られるが、製造後のイ
ンキの吸湿により粘度が低下するため、先端漏れが常温
下でも発生しやすい。また、１本の軸に何本もの中芯を
搭載した複合／多色ボールペンでは、その機構の影響か
ら胸ポケット等の高温多湿の条件下にある場合、先端漏
れが通常の単色ボールペンと比較して発生しやすい。

【０００３】先端漏れを防止する方法として種々の方法
が提案されている。例えば、特開平９−０７８０２１で
は、架橋型N−ビニルアセトアミドポリマーを配合する
方法が提案され、これによってインキに擬塑性を付与
し、さらに適度な粘弾性、曳糸性を付与することができ
ると記載されている。しかし、架橋型N−ビニルアセト
アミドポリマーは吸湿性が高く経時安定性に劣るため、
ボテや泣きといった現象を招きやすく、長期に渡って通
常のボールペン性能が得られ難いといった問題点があ
る。

【０００４】また、特開平７−１９６９７６、特開平７
−２６８３６８、特開平９−３０２２９８では、脂肪酸
アマイドワックスを含有することでインキにせん断減粘
性を付与して先端漏れを防止する方法が提案されている
が、比較的粘度の低いインキに添加した場合や、複合／
多色ボールペンに使用した場合、通常の温度・湿度条件
下においても先端漏れを防止することは困難である。ま
た、ワックス系の非ニュートン粘性付与剤は経時安定性
に劣り、長期にわたって通常のボールペン性能が得られ
難いといった問題点もあった。更に、特開平８−３１１
３８８では先端漏れと合わせボテや泣きといった筆記性
能を改良する方法が提案されているが、字割れ、方向性
が発生し、インキの追従性が悪くなるといった問題点が
発生し、ボールペンの筆記性能を充分に満たしていな
い。

【０００５】更に特開平２−２３３７８５では、平均粒
子径０．０１〜１．０μｍで吸油量が５０ｃｃ／１００
ｇ以上のストラクチヤーの大きな粉体を添加する方法が
提案されているが、比較的低い粘度のインキに搭載した
場合、通常の温度・湿度条件下においても先端漏れを完
全に防止することは困難がある。また特開平１０−１９
５３６５、特開平１０−２０４３６８では一次粒子径７
〜４０ｎｍまたは比表面積５０〜３８０ｍ²／ｇの微粒
子シリカを含有する方法が提案されているが、先端漏れ
は確かに防止することは可能であるが、そのメカニズム
により書き出し性能が非常に悪くなるといった問題点が
発生し、ボールペンの筆記性能を充分満たしていない。

【０００６】また特開平１１−１１６８７９では、架橋
型アクリル酸重合体をトリエタノールアミンと非水溶性
有機アミンによって中和し、膨潤させることで課題を解
決する方法が提案されているが、使用可能な添加剤が限
定されたり、長期安定性に劣るといった問題点があるこ
とを見出した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記の問題
点を解決すべく鋭意研究を行った結果、スチレン−アク
リル系超微粒子をボールペン用インキに添加することに
よってボールペン用インキの粘度を２５℃、せん断速度
９．６０Ｓ^-1において１，５００〜８，０００ｍＰａ．
ｓの条件下でも上記目的を達成し得ることを見いだし、
本発明を完成したもので、本発明の目的は、経時安定性
が良く 通常の温度・湿度、若しくは高温・高湿度の条
件下で、通常の単色ボールペンのみならず複合／多色ボ
ールペンに使用した場合においても先端漏れが発生しな
い、且つ、滑らかな書き味を提供し得るボールペン用イ
ンキ及びそのインキを用いたボールペンを提供すること
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、着色
剤、樹脂、有機溶剤及び添加剤を含有してなるボールペ
ン用インキであって、該ボールペン用インキに更にスチ
レンーアクリル系超微を含有し、且つ、該ボールペン用
インキの２５℃、せん断速度９．６０Ｓ^-1における粘度
が１，５００〜８，０００ｍＰａ．ｓであることを特徴
とするボールペン用インキであり、これを充填したボー
ルペンである。そして、前記スチレン−アクリル系超微
粒子の平均粒子径が０．０５〜１．０μｍの範囲である
ことが好ましく、且つ、インキに対する添加量が０．０
１〜１０．０重量％の範囲にあることが好ましい。更
に、本発明は、スチレン−アクリル系超微粒子を含有さ
せることにより生ずる擬塑性流動からくる高い降伏値を
利用し、比較的粘度の低いインキでもボールペン保管時
にはボールペンチップ先端部における先端漏れ現象を防
止し、且つ、軽い筆圧で筆記した際に容易に流動するこ
とにより、チップ先端からインキがスムーズに流出し
て、滑らかな書き味が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のインキは、スチレン−ア
クリル系超微粒子を含有し、粘度が２５℃、せん断速度
９．６０Ｓ^-1において１，５００〜８，０００ｍＰａ．
ｓの特性を有する。

【００１０】本発明に用いるスチレン−アクリル系超微
粒子は、スチレンとアクリレートが内部架橋された高分
子超微粒子であり、その平均粒子径は０．０５〜１．０
μｍである。乳化重合によって合成されるスチレン−ア
クリル系超微粒子で用いることが出来る反応性モノマー
としては、エチルアクリレート、メチルアクリレート、
ｎ−プロピルアクリレート、ｉ−プロピルアクリレー
ト、ｎ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルアクリレー
ト、ｔ−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、シクロヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリ
レート、デシルアクリレート、ウンデシルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート、ミリスチルアクリレート、
セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、２−メ
トキシエチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリ
レート、ベンジルアクリレート、２−ヒドロキシエチル
アクリレート グリシジルアクリレートのようなアクリ
ル酸エステル類、スチレン、α−メチルスチレン、β−
メチルスチレン、ビニルトルエント、ｔ−ブチルスチレ
ン、クロロスチレンのようなスチレン系芳香族モノマー
類等が挙げられる。これらの反応性モノマーは所望の粒
子に応じてスチレン及びアクリルを各々１種類若しくは
２種類以上を適宜選択して用いることが可能である。添
加量はインキ全量に対して０．０１〜１０．０重量％、
好ましくは０．０１〜５．０重量％である。平均粒子径
が０．０５μｍより小さいと所望の擬塑性流体が得られ
ないため先端漏れを防止する効果が弱く、１．０μｍを
超えると降伏値が高くなり過ぎることによりインキがス
ムーズに流出し難くなるので好ましくない。これらスチ
レン−アクリル系超微粒子は、使用するインキの有機溶
剤で先に分散させておき、必要な濃度となるようにイン
キに添加する。

【００１１】本発明に用いる有機溶剤としてはアルコー
ル類、グリコール類、グリコールエーテル類及び着色
剤、樹脂、添加剤が油性ボールペンとして所望の溶解
力、分散力が得られる公知の溶剤が使用可能である。具
体的にはベンジルアルコール、フェノキシエタノール、
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、ジプロピレングリコール、トリプロピレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリ
ン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエ
ーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノブチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテ
ル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ト
リプロピレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げ
られる。これら有機溶剤は、単独、若しくは二種以上の
組み合わせのいずれでも使用でき、含有量は３０から９
０重量％である。

【００１２】本発明に用いる着色剤については、通常、
筆記具や塗料用インキに使用される公知の染料や顔料を
使用することが可能である。染料としては、アルコール
可溶性染料、油溶性染料、含金染料、塩基性染料、酸性
染料、有接染料及び各種造塩タイプの染料が使用可能で
ある。例えば、ニグロシンべ−ス、スピロンブラックＧ
ＭＨスペシャル、スピロンブルー＃１１１、スピロンバ
イオレットＣ−ＲＨ、同＃５１０、スピロンレッド＃５
３０、同Ｃ−ＧＨ、同Ｃ−ＢＨ、スピロンオレンジ＃
６、同ＧＲＨ、スピロンイエロー２ＧＨ、同Ｃ−ＧＨ、
同＃５１０、同＃５３０（以上、保土谷化学工業（株）
社製）、バリファストブラック＃１８０２、同＃１８０
５、同＃３８２０、バリファストブルー＃１６０１、バ
リファストバイオレット＃１７０１、バリファストイエ
ローＡＵＭ、同＃３１０４、バリファストレッド＃２３
２０同＃１３２０（以上、オリエント化学工業(株)社
製）、オーラミン、ローダミン、メチルバイオレッドべ
ース、ビクトリアブルーべ−スなどが挙げられる。

【００１３】また顔料としては、無機顔料や有機顔料を
そのまま用いることが可能であり、樹脂や界面活性剤な
どで表面処理した改質顔料、アゾ顔料、アンスラキノン
顔料、キクナドリン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料な
どが挙した加工顔料や分散トナーを使用することも可能
である。例えば、酸化チタン、カーボンブラック、金属
粉、フタロシアニン等が挙げられる。

【００１４】これらの着色剤は、単独、若しくは二種以
上の組み合わせのいずれでも良い。また、添加量につい
ては特に制限はなく着色剤の溶解度や分散力に応じた量
又は所望の色相や濃度に適した量であれば良い。好まし
い含有量は５〜４０重量％である。

【００１５】本発明では曳糸性付与剤を用いることが好
ましい。曳糸性付与剤としては、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。筆記時のペ
ン先における泣きやボテといった現象を防止しするため
に用いられている公知の材料であるが、鋭意研究の結
果、そのメカニズムは定かでないがスチレン−アクリル
系超微粒子と併用することで、筆記時のインキの流動性
を改善し、筆記感が滑らかになることを見出した。その
配合量はインキ全量に対して０．１〜２．０重量％で、
０．１重量％より少ないとその効果が薄く、２．０重量
％を超えると字割れ等筆記線に異常をきたすため、０．
１〜２．０重量％の範囲であることが好ましい。

【００１６】本発明に用いる非水溶性増粘剤しては、ケ
トン樹脂、ロジン樹脂、スルフォアミド樹脂、マレイン
酸樹脂、エステルガム、キシレン樹脂、アルキッド樹
脂、フェノール樹脂等が挙げられる。筆記時における着
色剤の紙面への固着性、耐候性や分散安定性を向上させ
る作用やインキを所望の粘度に調整するために用いられ
ている公知の材料である。これらの樹脂は、単独で用い
ても良いし、二種以上混合しても良く、その含有量は、
０．１〜３０．０重量％である。

【００１７】本発明のボールペン用インキには、必要に
応じて、防腐剤、防錆剤などボールペン用インキに使用
されている助剤を用いることが可能である。

【００１８】得られる本発明のボールペン用インキの粘
度は、２５℃、せん断速度９．６０Ｓ^-1におけるインキ
粘度が１，５００〜８，０００ｍＰｓ．ｓの値の範囲で
あることが望ましい。（ＥＨＤ型粘度計２５℃ ２．５
ｒｐｍ ９．６０Ｓ^-1東機産業(株)社製）。１，５００
ｍＰａ．ｓ未満だと、ボール沈み、紙繊維等を巻き込み
易く、また８，０００ｍＰａ．ｓを超えると、字割れ、
線とび、ボール沈みといった現象が発生し、良好な筆記
線が得られない。

【００１９】本発明にかかるボールペンはボール、ボー
ルホルダーからなるペン先、インキ収容管、ペン軸など
から構成成され、該インキ収容管に前記した本発明のボ
ールペン用インキを充填したものである。

【００２０】

【作用】ボールペンのチップ先端におけるボールとそれ
を支持するホルダーとの隙間は一般的に数μｍ〜１５μ
ｍであり、ペン先を下向きにした場合、粘度が数千〜数
百ｍＰ．ｓの低粘度のインキではその隙間から流出しや
すい。本発明のボールペン用インキは、スチレン−アク
リル系超微粒子を含有するために生ずる擬塑性流動から
くる高い降伏値を利用し、比較的粘度の低いインキでも
ボールペン保管時にはボールペンチップ先端部における
先端滴れ現象を防止しする。さらに、本発明のインキは
樹脂微粒子を用いたインキであることから、筆記に際し
ては軽い筆圧で筆記した際に容易に流動するため水性ボ
ールペンのような滑らかな書き味となる。

【００２１】

【実施例】実施例によって本発明をさらに詳しく説明す
る。試験に用いたボールペンは、内径２．０ｍｍのポリ
プロピレン製インキ収容管とステンレスチップ（ボール
は超硬合金製で、直径０．７ｍｍ）を有するもので、実
施例、比較例で得られたインキを充填し，当社油性ボー
ルペン（商品名：オブジェクトＫ４）に搭載して次の試
験にて評価を行った。尚、本発明はこの実施例によって
何等限定されるものではない。

【００２２】試験項目 １）粘度 ２５℃、せん断速度９．６０Ｓ^-1におけるＥ型粘度計
（東機産業(株)社製）の値であり、単位はｍＰａ．ｓで
ある。 ２）先端漏れ試験 所定のインキを充填したボールペン２０本のペン先を下
にして、温度４０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿槽に７
日間放置した後、先端漏れの程度を調べ、ほとんど無い
ものを◎、わずかに有るものを○、すこし多いものを
△、非常に多いものを×として評価した。 ３）書き味試験 手書きで官能的に評価した。 ４）書き出し試験 所定のインキを充填したボールペンを常温下で２４時間
放置後、筆記する。その時筆記線が視認出来るまでの距
離を測定し、問題ない程度のものを○、著しく劣るもの
を×とした。

【００２３】実施例１ サンドミルで主溶剤にスチレン−アクリル系超微粒子を
分散させる。別途、高速プロペラ攪拌機を用い、残りの
材料を１００℃以下の温度で攪拌混合した後、先の分散
液を攪拌混合しボールペン用インキを製造した。 黒色染料［"SP Black GMHsp" 保土谷化学工業(株)製］３４．２部 フェニルグリコール ４２．２部 ベンジルアルコール １１．０部 ＰＶＰ Ｋ９０ １．０部 ケトン樹脂［"レジンSK"デグサヒュルツ製］ ６．０部 スチレン−アクリル系超微粒子 粒子径０．９０μｍ ０．１部 オレイン酸 ３．６部

【００２４】実施例２ 実施例１と同様に配合した。 青色染料［"Blue 111" 保土谷化学工業(株)製］ ２３．０部 フェニルグリコール ３８．７部 ベンジルアルコール １４．６部 ＰＶＰ Ｋ９０ ０．５部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ １９．４部 スチレンアクリル系超微粒子 粒子径０．１０μｍ ２．０部 オレイン酸 ３．３部

【００２５】 実施例３ 青色染料［"Blue 111" 保土谷化学工業(株)製］ ２３．０部 フェニルグリコール ３８．７部 ベンジルアルコール １４．６部 ＰＶＰ Ｋ９０ ０．５部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ １９．４部 スチレンアクリル系超微粒子 粒子径０．０５μｍ ５．０部 オレイン酸 ３．３部

【００２６】実施例４ ホモジナイザーを用い主溶剤に顔料を分散させる。別途
サンドミルで主溶剤に分散させたスチレン−アクリル系
超微粒子と、残りの材料を投入し１００℃以下の温度で
更に攪拌混合しボールペン用インキを製造した。 カーボンブラック １０．０部 フェニルグリコール ４５．２部 ベンジルアルコール １６．５部 ＰＶＰ Ｋ９０ ０．５部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ ２０．０部 スチレンアクリル系超微粒子 粒子径０．１２μｍ ４．５部 オレイン酸 ３．３部

【００２７】比較例１ 高速プロペラ攪拌機を用い、１００℃以下の温度で下記
の配合組成にてボールペン用インキを製造した。 黒色染料［"SP Black GMHsp" 保土谷化学工業(株)製］３４．２部 フェニルグリコール ４４．２部 ベンジルアルコール １１．０部 ＰＶＰ Ｋ９０ １．０部 ケトン樹脂［"レジンK" デグサヒュルツ製］ ６．０部 オレイン酸 ３．６部

【００２８】比較例２ 比較例１と同様に配合したc 青色染料［"Blue 111" 保土谷化学工業(株)製］ ３．０部 フェニルグリコール ３９．２部 ベンジルアルコール １４．６部 ＰＶＰ Ｋ９０ ０．５部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ １９．４部 オレイン酸 ３．３部

【００２９】比較例３ 実施例1と同様に配合した。 黒色染料［"SP Black GMHsp" 保土谷化学工業(株)製］３４．２部 フェニルグリコール ４２．２部 ベンジルアルコール １１．０部 ＰＶＰ Ｋ９０ １．０部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ ６．０部 スチレンーアクリル系超微粒子 粒子径３．０μｍ ０．１部 オレイン酸 ３．３部

【００３０】比較例４ 実施例１と同様に配合した。 黒色染料［"SP Black GMHsp" 保土谷化学工業(株)製］３４．２部 フェニルグリコール ４２．２部 ベンジルアルコール １１．０部 ＰＶＰ Ｋ９０ １．０部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ ６．０部 アエロジル２００ 粒子径０．０１２μｍ［日本アエロジル(株)製］ ０．１部 オレイン酸 ３．６部

【００３１】比較例５ 実施例１と同様に配合した。 黒色染料［"SP Black GMHsp" 保土谷化学工業(株)製］ ３４．２部 フェニルグリコール ４２．２部 ベンジルアルコール １１．０部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ ６．０部 スチレン−アクリル系超微粒子 粒子径０．９０μｍ ０．１部 オレイン酸 ３．６部

【００３２】比較例６ ホモジナイザーを用い主溶剤に顔料を分散させる。その
後、顔料分散液と微粒子分散液と残りの材料を１００℃
以下の温度で攪拌混合し、ボールペン用インキを製造し
た。 ヵーボンブラック １０．０部 フェニルグリコール ４７．７部 ベンジルアルコール １９．０部 ＰＶＰ Ｋ９０ ０．５部 ケトン樹脂［"レジンSK" デグサヒュルツ製］ １９．４部 オレイン酸 ３．３部

【００３３】実施例、比較例で得られたボールペン用イ
ンキの試験結果を表１に記載した。

【表１】

【００３４】表１の結果より、実施例のインキはボール
ペン保管時にはボールペンのチップ先端部における先端
漏れ現象を防止し、筆記時には滑らかな書き味が得られ
ることが明白である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、ボールペン保管時及び筆記時
のインキの流動性が改善され、ボールペンのチップ先端
におけるインキの先端漏れ現象を起こすことがなかっ
た。そして、このインキを充填したボールペンは、チッ
プ先端部における吹き出し現象を起こすことなく、筆記
時には滑らかな書き味を得ることができた。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C350 GA03 NA10 NA11 4J039 AB01 AB07 AB08 AD03 AD06 AD10 AD14 AD23 AE01 AE02 AE06 AE08 BC07 BC09 BC13 BE01 BE04 BE05 BE07 BE12 BE23 BE33 EA44 EA48 GA27

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤、樹脂、有機溶剤及び添加剤を含
   有してなるボールペン用インキであって、該ボールペン
   用インキは更にスチレン−アクリル系超微粒子を含有
   し、且つ、該ボールペン用インキの２５℃、せん断速度
   ９．６０Ｓ^-1における粘度が１，５００〜８，０００ｍ
   Ｐａ．ｓであることを特徴とするボールペン用インキ。
2. 【請求項２】 スチレン−アクリル系超微粒子は、平均
   粒子径が０．０５〜１．０μｍの範囲である請求項１記
   載のボールペン用インキ。
3. 【請求項３】 スチレン−アクリル系超微粒子のインキ
   に対する添加量が０．０１〜１０．０重量％の範囲であ
   る請求項１または２の何れかの項記載のボールペン用イ
   ンキ。
4. 【請求項４】 曳糸性付与剤を０．１〜２．０重量％配
   合した、請求項１〜３の何れかの項記載のボールペン用
   インキ。
5. 【請求項５】 非水溶性増粘剤を１〜３０．０重量％配
   合した、請求項１〜４の何れかの項記載のボールペン用
   インキ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかの項記載のボール
   ペン用インキを充填したことを特徴とするボールペン。