JP2004137323A - 加圧ボールペン用インキ組成物 - Google Patents

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Masaaki Morita
森田 昌明
Hiroyuki Ito
伊藤 浩之
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Abstract

【課題】優れた筆記性を有し、ボテの少ない手書き筆記用に好適な加圧ボールペン用インキ組成物を提供する。
【解決手段】インキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧ボールペン用インキ組成物において、該加圧ボールペン用インキ組成物として、下記条件を少なくとも満たすインキを用いることを特徴とする加圧ボールペン用インキ組成物。
条件:
1.96N負荷で、1m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(A)とし、1.96N負荷で、4.5m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(B)とした場合に、下記範囲となるインキ
1≦(A)/(B)≦1.3
【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧したボールペン用インキ組成物に関し、更に詳しくは、優れた筆記性を有し、ボテの少ない手書き筆記用に好適な加圧ボールペン用インキ組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ボールペンには、ボールペン先とインキ収容管及びそれに充填されたインキからなる重力式(大気開放型)と、インキ充填後のインキ充填管内または、インキ充填管がその中に含む密閉された容器内に、加圧ガス等を封入した、いわゆる加圧式ボールペンが知られている。
【0003】
このような加圧した筆記または筆記用具として、ボール周りにインキ又は流体を流出させない筆記具とすることを主眼とし、該筆記具の書写用流体は少なくとも1種の溶剤及び着色剤と、上記溶剤に可溶性であって書写用流体の他の成分と共に該流体に粘弾性、強凝集性、強粘着性、流体抵抗性及びフィルム形成性を与える少なくとも1種のポリマーとよりなり、該書写用流体は100000cps以上の粘度(ブルックフィールドLMT粘度計に第5円筒形スピンドルを用い、25℃、0.3rpmにおいて測定して)を持ち、かつ上記ポリマーとして交差連結カルボキシポリメチレン型ポリマーまたはポリビニルピロリドン型ポリマー、またはこの両者を用いたことを特徴とするボールペン筆記具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、加圧ボールペン用インキとして、高級脂肪酸石鹸を含むチキソトロピックなインキとし、その粘度は実施例から600000cps〜800000cpsとすることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
更に、50000cps以上の粘度に設定した、金属光沢を有するインキ組成物が知られ(例えば、特許文献3参照。)、また、プロツターに使用される加圧ボールペン用インキとして、その粘度を40000〜500000cpsの範囲にすることが知られている(例えば、特許文献4参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特公昭47−48565号公報(特許請求の範囲、実施例等)
【特許文献2】
特開昭50−096336号公報(特許請求の範囲、実施例等)
【特許文献3】
特開昭60−186574号公報(特許請求の範囲、実施例等)
【特許文献4】
特開昭62−7775号公報(特許請求の範囲、実施例等)
【0006】
しかしながら、このような上記特許文献1〜4に記載される加圧式ボールペンなどは、上向き筆記や特殊機能を持たせたインキを流出させることができるといった利点はあるが、インキが充填されたインキが常に加圧されているために、ペン先から少量のインキが漏れ出す恐れがある。
これを防止するためには、上記各文献に開示されているとおりインキの見かけ粘度を高くしなければならず、これによって、筆記感が重くなる等、また、インキ収容管にインキを充填するのに時間を要するといった課題、更に、インキ収容管内部にインキが付着しやすく、いわゆるインキ直読性に劣るといった等の課題がある。
また、インキが常に加圧されているために、緻密な描線が可能となることは先に述べたが、この特性が、ゆっくり筆記した場合と早く筆記した場合と比べるとゆっくり筆記した場合単位距離あたりの流量が多くなり、インクが過剰に付着して描線がこすれて汚れたり、所謂ボテというものが発生しやすくなるという課題がある。
【0007】
一方、ボールペンの筆記試験については、JIS S 6039:2000にその試験方法など記載されているが、加圧式ボールペン独特の問題として、インキ収容管内部を加圧しているが故の、より厳しい緩慢な手書きによる筆記に対しての試験方法としては、不十分であると考えられる(例えば、非特許文献1参照。)。
【0008】
【非特許文献1】
日本工業標準調査会、「ボールペン及び中しん」JIS S 6039:2000、平成12年5月20日改正版、日本規格協会発行
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、加圧ボールペン用インキ組成物において、筆記速度に関わらず適切な流用を維持することで、インキが過剰に付着して描線がこすれて汚れたり、ボテ等が少なく、かつ、加圧ボールペンの緻密な描線を維持している手書き用に好適な加圧ボールペン用インキ組成物を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、インキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧ボールペン用インキ組成物において、該加圧ボールペン用インキ組成物として、特定条件を少なくとも満たすインキを用いることにより、上記目的の加圧ボールペン用インキ組成物を得ることに成功し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の(1)〜(3)に存する。
(1) インキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧ボールペン用インキ組成物において、該加圧ボールペン用インキ組成物として、下記条件を少なくとも満たすインキを用いることを特徴とする加圧ボールペン用インキ組成物。
条件:
1.96N負荷で、1m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(A)とし、1.96N負荷で、4.5m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(B)とした場合に、下記範囲となるインキ
1≦(A)/(B)≦1.3
(2) インキの粘度が25℃において10000mPa・s〜40000mPa・secである上記(1)記載の加圧ボールペン用インキ組成物。
(3) インキには、少なくともシリカを含む凝集体を含有してなる上記(1)又は(2)記載の加圧ボールペン用インキ組成物。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の加圧ボールペン用インキ組成物は、インキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧ボールペン用インキ組成物において、該加圧ボールペン用インキ組成物として、下記条件を少なくとも満たすインキを用いることを特徴とするものである。
条件:
1.96N負荷で、1m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(A)とし、1.96N負荷で、4.5m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(B)とした場合に、下記範囲となるインキ
1≦(A)/(B)≦1.3  ………(I)
本発明において、上記条件(I)を満たすためには、着色剤として染料・顔料、溶剤、樹脂、シリカ、並びに、適宜使用できる添加剤、界面活性剤、分散剤等を好適に組合わせて調製することにより充足することができることとなる。
【0012】
本発明に用いる着色剤としては、加圧ボールペン用に用いられている着色剤であれば、特に限定されず、染料や顔料などが挙げられる。
染料としては、例えば、カラーインデックスにおいてソルベント染料として分類される有機溶剤可溶性染料が挙げられる。このソルベント染料の具体例としては、バリファーストブラック3806(C.I.ソルベントブラック29)、同3807(C.I.ソルベントブラック29の染料のトリメチルベンジルアンモニウム塩)、スピリットブラックSB(C.I.ソルベントブラック5)、スピロンブラックGMH(C.I.ソルベントブラック43)、バリファーストレッド1308(C.I.ベーシックレッド1の染料とC.I.アシッドイエロー23の染料の造塩体)、バリファーストイエローAUM(C.I.ベーシックイエロー2の染料とC.I.アシッドイエロー42の染料の造塩体)、スピロンイエローC2GH(C.I.ベーシックイエロー2の染料の有機酸塩)、スピロンバイオレットCRH(C.I.ソルベントバイオレット8−1)、バリファーストバイオレット1701(C.I.ベーシックバイオレット1とC.I.アシッドイエロー42の染料の造塩体)、スピロンレッドCGH(C.I.ベーシックレッド1の染料の有機酸塩)、スピロンピンクBH(C.I.ソルベントレッド82)、ニグロシンベースEX(C.I.ソルベントブラック7)、オイルブルー603(C.I.ソルベントブルー5)、ネオザポンブルー808(C.I.ソルベントブルー70)等が挙げられる。
【0013】
顔料としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、二酸化チタン顔料等の無機顔料、タルク、アルミナ、マイカ、アルミナシリケート等の体質顔料、アゾ・縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系原料、アンスラキノン顔料、キナクドリン顔料、イソインドリノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、各種レーキ顔料等の有機顔料、蛍光顔料、パール顔料、金色、銀色等のメタリック顔料等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック、アセチレンブラック等、各製法によって製造された市販のカーボンブラック、具体的には、Printex75、Printex60、Printex45、Printex35、Printex25、Printex200、PrintexA、PrintexG、Special Black550、Special Black350、Special Black250、Special Black100、Lamp Black101、Special Black4、PrintexU、PrintexV(以上、Degussa社製)、Monarch900、Monarch880、Monarch800、Monach700、Regal660R、Regal500R、Regal415R、Rega1300R、Rega1250R、Rega199l、Elftex8、SterlingR、Mogul−L(以上、Cabot社製)、♯1000、#900、MCF−88、MA7、MA8、#52、#45、#40、#33、#30、CF9(以上、三菱化学社製)、Raven1500、Raven1200、Raven1170、Raven1040、Raven1000、Raven890、Raven850、Raven500、Raven450、Raven420、Raven410、PavenH16、RavenH16、RavenH14、Royal SpevtraA、Neo SpevtraA MarkIV(以上、Columbian社製)等を挙げることができ、特にこれらに限定されるものではない。
また、黒色顔料兼潤滑剤としては、黒鉛(グラファイト)も使用でき、人造黒鉛、天然黒鉛、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の各種の性状と大きさのものが使用できる。
【0014】
青色の有機顔料としては、種々の青色顔料が使用可能であり、例えば、C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、28、29、36、C.I.Pigment Blue 60等が挙げられ、顔料の製造段階で界面活性剤処理されたものであっても良い。
特に青顔料の具体例としては、Clariant社製のGraphtol Blue2GLS、Sandorin Blue RL、Sandorin Blue 91052、ICI社製のLutetiacyanine CSN、Mobay社製のPalomar Blue B4806、Palomar Blue B4707、Worlee社製のEndurophtal Blue BT−788D、Cappelle社製のPhtalocyanine Blue RS1517C、BASF社製のHeliogen Blue L6920、Heliogen Blue L6875F、Heliogen Blue L6901F、Heliogen Blue L6905F、Heliogen Blue L6975F、Heliogen Blue L6989F、Heliogen Blue L7072D、Heliogen Blue L7080、Heliogen Blue L7101F、Heliogen Blue L6700F、Zeneca社製のMonastral Blue FBN、Monastral Blue CSN、Monastral Blue FNX、Monastral Blue RL、Francolor社製のCatulia Cyanie L.PS、Woo Snng社製のCyanie Blue B−7000、Cyanie Blue B−7800、Cyanie Blue B−8000、Sun社製のSunfast Blue 249−1282、Fancolor社製のCatulia Cyaninel.JS、Hoechst社製のHpstaperm B1ue BLF、Ciba Special Chemicals社製のIrgalite Blue GLNF、Irgalite Blue GLVD、Irgalite Blue ATC、CROMOPHTAL Blue A3R、MICROLITH Blue 4G−WA、MICROLITH Blue 4G−A、Shepherd社製のSovereign Blue385、Ho11and Blue212、Kingfisher Blue211、OIympic Blue190、Luh社製のUltramarine Blue、Dai Color Italy社製のBlue EP37、chromofine Blue4920、Worlee社製のEndurophtal Blue BT−729D、Heubach社製のHeucosine Blue G1737、Heucosine Blue HS−5000、Lackecht Blue G1737、Kenalake社製のKenalake LFBRX、大日精化工業社製のChromofine Blue 4930、Chromofine Blue 5188、Chromofine Blue SR5020、大日本インキ化学工業社製のFaStogen Blue 5030L、Fastogen Blue 5420SD、Fastogen Blue 5502、Fastogen Blue TGR−F、Fastogen Blue EP−7、山陽色素社製のCyanine Blue G−134、Cyanine Blue SAS、Cyanine Blue KRS、Cyanine Blue 4033等の顔料が挙げられる。
【0015】
赤色の有機顔料としては、種々の赤色顔料が使用可能であり、例えば、C.I.Pigment Red17、144、166、170、177、202、214、220、254、255、264、272等が挙げられ、顔料の製造段階で界面活性剤処理されたものであっても良い。
市販されている具体的な商品名としては、Ciba Specialty Chemicals社製のChromophtal DPP RED BO、Chromophtal DPP RED BP、Chromophtal DPPRED DPP、Iragazin DPP Red BO、Iragazin DPP Red BTR、Iragazin DPP Scarlet EK、Chromophtal RED A 2B、Chromophtal RED A 3B、Chromophtal Scarlet R、Chromophtal Scarlet RN、Chromophtal ScarletBR、Chromophtal Red BRN、Cinquasia Magenta TR 235−6、大日精化工業社製のDainichi Fast Poppy Red G、Dainichi Fast Poppy Red R、Bayer社製のBayerrox Red 110M、Bayerrox Red 120MN、Bayerrox Red 130M、Cappelle社製のToluidine Red G0335C、ToluidineRed RNO333C、Bonitol Red BM、Bonitol Red 4844C、Lysopac Red 4841C、CappoxytRed 4435B、Cappoxyt Red 4437B、Mineral Orange Thiosol GL、Mineral Orange Thiosol G、Mineral Orange Solipur GH、Mineral Red Solipur 3BH、Lysopac Red 7030C、Hercos社製のCopperas Red R9998、BASF社製のSicored L3750、Lithol Scharlach L4301、LitholechtmaroonL4763、Sicoflush−P−Maroon 4763、Paliogen Redviolet L5080、Sicotrans Red L2817、Sicomin Red L3025、Sicomin Red L3230s、Sico Fast Scarlet L4252、Heubach社製のHeucotron Red230、Paliogen Red 3880HD、Paliogen L3920、Paliogen Red L4210、Ciba Specialty Chemicals社製のHorna Molybdator.MLN−74−SQ、Horna Molybdator.MLH−74−Q、Irgalite Red 3RS、Woo Sung社製のToluidine RedL、Toluidine Red K、Bon Red SR、Bon Red 3M、Bon Red MP、Fast Bordeaux C、LakeRed C−900、Fast Red FGR、Chromophtal Red A2B、Chromophtal Red A3B、Hoechst社製のNovoperm Red Violet MRSnew、Permanent Bordeaux FGR、Permanent Red FGR70、Hostaperm Rosa E、Novoperm Reel F3RK70、Miles社製のQuindo Magenta RV6832、Bayer Mobay社製のPerrindo Maroon R6422、Sandoz社製のGrapbhoI Red 5BLS等の顔料が挙げられる。
【0016】
黄色の有機顔料としては、種々の黄色顔料が使用可能であり、例えば、C.I.Pigment Yellow1、3、12、13、14、16、17、55、81、83、74、93、94、95、97、109、110、120、128、138、147、154、155、167、185、191等が挙げられ、顔料の製造段階で界面活性剤処理されたものであっても良い。
市販されている具体的な商品名としては、BASF社製のPaliotol Yellow 2140HD、Sicopal Yellow L1110、Sicotan Yellow L1912、Sicomin Ye11ow L1622、Sicomin Ye11ow L1630S、Sicomin Yellow L1635S、Sicotrans Yellow L1916、Sico Yellow 1252HD、Paliogen Yellow L1482、Paliogen Yellow L1560、PaliotoI Ye11ow D1155、PaliotoI Yellow L0960HD、Ciba Specialty Chemicals社製のHorna Chrome Yellow GMX AX−15、Horna Chrome Yellow GMXAH−35、Horna Chrome Yellow GU−15−SQ、Irgazin Yellow GO、Irgazin Yellow 2RLT、Irgazin Ye11ow 3RLTN、Irgazin Yellow 5GLT、Irgazin Yellow 2GLTE、Bayer社製のBayferrox 915、Bayferrox 920、Bayferrox 3420、Bayferrox 3910、Bayferrox 3920、Hoechst社製のNovoperm Yellow H2G、Hostaperm Yellow H4G、Hostaperm Yellow H3G、Hostaperm Yellow H6G、Novoperm Yellow F2G、Novoperm Yellow HR70、山陽色素社製のPigment Yellow 1717、Pigment Yellow 1450、Pigment Ye11ow 1710、Pigment Yellow 1711、Pigment Yellow 1707、Pigment Yellow 8104、Pigment Yellow 1425、light Fast Pigment Yellow R、大日精化社製のSEIKA FAST YELLOW 10GH、SEIKA FAST YELLOW A−3、SEIKA FAST YELLOW 2035、SEIKA FAST YELLOW 2054、SEIKA FAST YELLOW 2300、SEIKA FAST YELLOW 2200、SEIKA FAST YELLOW 2270、SEIKA FAST YELLOW 2400(B)、SEIKA FAST YELLOW 2500、SEIKA FAST YELLOW 2600、SEIKA FAST YELLOW ZAY−260、SEIKA FAST YELLOW 2700(B)、SEIKA FAST YELLOW 2770、Clariant社製のSandrin Ye11ow $G、PV Fast Yellow HGR、Novoperm Yellow FGL、Novoperm Yellow H10G01、HANSA Yellow 10G、PV Fast Yellow H2G−01、Permanent Ye11ow NCG等の顔料が挙げられる。
【0017】
緑色の有機顔料としては、種々の緑色顔料が使用可能であり、例えば、C.I.Pigment Green7、17、36、50、70等が挙げられ、顔料の製造段階で界面活性剤処理されたものであっても良い。
市販されている具体的な商品名としては、大日本インキ化学工業社製のChromofine Cyanine Green2GN、Chromofine Cyanine Green 5301、Chromofine Cyanine Green 2GN、Dainichi Cyanine Green 537、Dainichi Cyanine Green FG、Dainichi Cyanine Green FGH、Chromofine Green5370、大日精化社製のFastogen Green 5005、Fastogen Green 5710、Fastogen Green B、Fastogen Green S、Fastogen Green SF、Fastogen Green SO、Fastogen Green 2YK、BASF社製のHeliogen Green 8680、Heliogen Green 8681K、Heliogen Green 8682T、Helioen Green 8730、Heliogen Green8730K、Heliogen Green A、Heliogen Green GNA、Heliogen Green G、Heliogen Green GA、Heliogen GreenGN、Heliogen Green GTA、Heliogen Green GV、Heliogen Green GWS、Heliogen Green K 8730、Heliogen Green L8730、Fastogen Green MY、Fastogen Green YCN、Helio Fast Green GT、H1iogen Green 6G、Heliogen Green 6GA、Heliogen Green 8GA、Heliogen Green 9360、Heliogen Green K9360、Heliogen Green L9140、Heliogen Green L9361、Ciba Specia1ty Chemicals社製のIragalite Fast BrilliantGreen 3GL、Iragalite Fast Brilliant Green GL、Iragalite Green GLN、Iragalite Green 6G、東洋インキ製造社製のLiofast Green B237、LionoI Green B201、LionoI Green Y102、LionoI Green YSO7、LionoI Green 2Y30l、LionoI Green 2YS、LionoI Green 6YK、LionoI Green 6YKPCN、PolymonDevelopments Ltd.社製のPolymo Green FBH、Polymo Green FGH、Polymo Green 6G、Polymo Green G、Polymo Green GN、Polymo GreenGN500、山陽色素社製のSanyo Cyanine Green、Sanyo Cyanine Green F6G、Sanyo Phthalocyanine Green F6G、Sanyo Phthalocyanine Green FB、Sanyo Phthalocyanine Green FB Pure、SAX、SAX(ピグメント)、Sanyo Phthalocyanine Green 6YSなどが挙げられる。
また、無機・体質顔料として、酸化チタンは通常の酸化チタン、微粒子酸化チタンが各種使用できる。そのほか、タルク等も使用できる。
【0018】
本発明で使用する着色剤は、上記した染料、顔料の1種又は2種以上、或いは上記した染料、顔料を混合して用いてもよく、好ましくは、鮮やかな描線濃度を発揮せしめる点から顔料を含むことが望ましい。
これらの着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、合計で10〜60重量%、更に好ましくは、20〜50重量%含むことが好ましい。
これらの着色剤が10重量%未満では、描線濃度等で薄くなる等の弊害が発生し、60重量%より多く含むと、流動性や溶解成分の溶解性が悪くなり、保存安定性が悪くなり、好ましくない。
【0019】
本発明では、上記条件(I)を満たすためには、好ましくはシリカを用いることが望ましい。用いるシリカは、筆記性及びインキ直読性に悪影響を及ぼすことなく、インキ組成物中に少なくともシリカを含む凝集体を形成せしめて加圧ボールペンにおけるインキ漏れを防止することができるものである。
用いることができるシリカとしては、特に無水シリカが好ましく、具体的には、日本アエロジル社製の50、90G、130、200、200V、200CF、200FAD、300、300CF、380、972R、972V、R972CF、R974、R202、R805、R812、R812S、OX50、TT600、RX200、RY200、RY200でAL203との混合品として、MOX80、MOX170、CABOT社製のL90、LM−130、LM−5、M−5、M−5P、PTG、MS−55、MS−75、HS−5、EH−5、TS−530、TS−610、TS−720等が挙げられる。
好ましいシリカとしては、BET法による比表面積が80m/g以上で、特に好ましくは、200m/g以上450m/g以下となるものが望ましい。
これらのシリカの含有量は、インキ組成物全量に対して、0.5〜5重量%、好ましくは、インキ漏れを更に防止する点から、1.5〜3重量%、更に好ましくは、2〜2.5重量%とすることが望ましい。
このシリカの含有量が0.5重量%未満であると、インキ漏れ防止効果が少なくなり、逆に、5重量%を越えると、インキの粘度が非常に高くなり、手書き筆記用のボールペンとして不都合を生じることとなり、好ましくない。
【0020】
本発明に用いる有機溶剤は、粘度調整と染料の溶解促進、顔料等の分散調整、インキの乾燥性調整のために含有するものである。
用いることができる有機溶剤としては、例えば、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、へキシレングリコール等のグリコール系溶剤、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、3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレグリコールモノへキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジ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エチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル等のエーテル系溶剤、ベンジルアルコール、α−メチルベンジルアルコール等のアルコール系溶剤やプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、N−メチルー2−ピロリドンロジンアルコール、水(精製水、イオン交換水、純水、海洋深層水)などが挙げられ、これらの溶剤は単独であるいは2種以上を混合して使用することができる。
これらの溶剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、30〜80重量%が好ましく、更に好ましくは、35〜60重量%とすることが望ましい。
【0021】
本発明では、更に、定着性向上、筆跡の裏写り防止の他、顔料等の分散剤としての機能や粘度調整、染料の溶解促進のために各種樹脂を含有することができる。
用いることができる樹脂としては、例えば、トルエンスルホンアミド・エポキシレジン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、尿素などのケトンとホルムアルデヒドとの縮合樹脂、シクロヘキサノンの縮合樹脂及びこれらを水素添加した樹脂、マレイ酸樹脂、スチレンとマレイン酸エステルとの共重合体、スチレンとアクリル酸又はそのエステルとの共重合休、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、重合脂肪酸とポリアミン類との縮合体であるポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルアルキルエーテル、クマロンーインデン樹脂、ポリテルペン、テルペン樹脂類、テルペン−フェノール樹脂類、キシレン樹脂、ロジン系樹脂やその水素添加物、ロジン変性されたマレイン酸樹脂、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合物、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物、ポリオキシエチレンやフェノール樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独であるいは2種以上混合して使用することができる。なお、本発明の条件や他の諸物性を調節する要素として、上記の樹脂の各種重合度の異なる樹脂、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール等の重合度の異なる同種樹脂、または各種樹脂を好適に組合わせて使用することができ、これらにより調節が更に容易となる。
これらの樹脂の含有量は、インキ組成物全量に対して、0〜30重量%が好ましく、更に好ましくは、1〜25重量%とすることが望ましい。
【0022】
本発明の加圧ボールペン用インキ組成物には、更に、本発明の効果を損なわない範囲で、潤滑剤として高級脂肪酸、金属石鹸、リン酸エステル系潤滑剤、長鎖アルキル基を有するノニオン性界面活性剤等を含有することができ、特に、オレイン酸が最も好適に用いられる。また、その他適宜な界面活性剤、分散剤等必要に応じて使用できる。
【0023】
本発明において、インキの粘度は、上記条件(I)である1≦(A)/(B)≦1.3を満たすために、25℃において10000mPa・sec〜40000mPa・secに調整することが上記条件を容易に満たすこととなる点から望ましい。更に好ましくは、20000mPa・sec〜35000mPa・seとすることが望ましい。
また、これらの粘度範囲にすることによって、ペン先からのインキの漏出を防止せしめ、筆記感の向上、インキ収容管にインキを充填する時間を更に短時間にし、しかも、更にインキ直読性を向上せしめる効能もある。
この粘度が40000mPa・secを越えて粘度が高くなると、上記条件(I)を満たすことは、各流量が双方とも少なくなるため、調整幅が小さくなる傾向にあるが、筆感が重くなり、滑らかに書きづらくなり、別の品質に影響する。逆に、10000mPa・sec未満であると、調整が困難となったり、他の品質で、初期は問題がないが、時間が経過すると、インキ漏れが発生する場合があり、好ましくない。
【0024】
本発明の加圧ボールペンインキ組成物は、上記各成分、具体的には、着色剤としての染料・顔料、溶剤、樹脂、シリカ、界面活性剤、分散剤等を好適に組合わせ、更に詳しくは、樹脂と溶剤比や、各種樹脂の重合度を組合わせ、また、着色剤との組合わせによる相互作用を勘案して調節し、また、製造方法においては、製造装置は汎用の各種装置が使用でき、方法は、撹拌時間の長さ、撹拌力、剪断力、更に詳しくは、各材料の添加順序を調節して、粘度等を好適に調節して、上記条件(I)である1≦(A)/(B)≦1.3を満たすインキを製造することができる。
具体的には、溶剤溶解成分は撹拌混合機で各成分を溶解し、具体的には、溶解成分は撹拌混合機で書く成分を溶解し、必要に応じて加温・冷却をし、溶解させることによって目的の加圧ボールペン用インキ組成物等を得ることができ、顔料等を用いた場合には、分散混合機で顔料や粉体を分散剤、他の成分あるいは一部の成分と共に分散させ、その後、必要成分を追加混合し、添加順序と撹拌時間の長さ、撹拌力、剪断力を調節することによって目的の加圧ボールペン用インキ組成物等を得ることができる。
なお、製造時、染料などの固形物を溶解させるために加熱することや、有機顔料などの粗大粒子を除去するためにフィルター、遠心分離機等を用いることなど必要に応じて使用できる。
本発明において、上記条件(I)の(A)/(B)が1.3を越えると、プリンターペンのような機械が一定の条件で筆記するボールペンと異なり、様々な形態で使用する手書き筆記用の加圧ボールペンでは、過剰なインキが描線に付着したりし、ひいてはボテの状態となり、不具合が発生することとなり、好ましくなく、逆に、1.0未満では、インキの流出が円滑でなく、描線が美麗に筆記できない不具合が生じることとなり、好ましくない。
【0025】
本発明のインキ組成物を充填する加圧式のボールペン構造としては、金属製又は樹脂製のインキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧式のボールペン構造であれば、特に限定されるものではなく、例えば、インキ充填後のインキ充填管内または、インキ充填管をその中に含む密閉された容器内に、窒素ガス等の加圧ガスを封入したリフィールを備えた加圧式ボールペンまた一時的に加圧したり、蓄圧する等の加圧ボールペンなどが挙げられる。
図1は、ガス加圧式ボールペンを示す具体的実施形態の一例であり、このボールペンAは、先端に筆記チップ10が設けられて内部に筆記チップに供給する本発明のインキ組成物11が収容され、かつ、後方の開放された例えば、PP製インキ収容管(チューブ体)12と、該インキ収容管12の後方開放部と連通する空間13を設け、該インキ収容管12の少なくとも一部を内包する収容筒体14とを有し、該収容筒体14をガス低透過性又はガス不透過性を有する部材(例えば、EVOH)で構成し、上記インキ収容管12と収容筒体14との間に設けた空間内に加圧ガスを封入してなるものである。なお、15は、軸体(例えば、PP製)である。
【0026】
このように構成される本発明の加圧ボールペン用インキ組成物では、上記条件(I)である1≦(A)/(B)≦1.3を満たすインキを用いることにより、ゆっくり筆記しても過剰なインキが描線につかず、また、ボテも少なく且つ緻密な描線が得られる。また、早く筆記した場合でも描線濃度が極端に薄くなることもなく、且つ緻密な描線が得られることとなる。
【0027】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例等を挙げて更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例によって何ら限定されるものではない。
【0028】
〔実施例1〜4及び比較例1〜5〕
下記表1に示す配合組成及び下記方法によりインキ組成物を調製した。
各インキ組成物の調製は、先ず顔料は成分中の樹脂、溶剤の一部を取り出しを分散剤とし、三本ロールミルまたはビーズミル用いて分散し、それを還流冷却器、撹拌幾を備えた容器に移した後、その他の成分を一部投入し、60℃で5時間撹拌した。その後シリカを所定量添加し、それぞれ下記各処理方法で処理し、残部を添加撹拌して、インキ組成物とした。
各インキ組成物の25℃の粘度は、コーンプレート型粘度計(株式会社トキメック製:TV−20タイプ、標準コーン1rpm、ずり速度3.84s−1)で測定した。
個別のインキの詳細な調製法は以下のとおりである。
【0029】
(実施例l:黒インキ)
シリカ添加後は、3本ロールミルで1回パスして回収し、残部を添加してインキ化した。
(実施例2:黒インキ)
シリカ添加後は、3本ロールミルで1回パスして回収し、残部を添加してインキ化した。
(実施例3:赤インキ)
シリカ添加後は、ホモミキサー(T.K.ホモミキサー;特殊機化工業社製)で冷却しながら、5000rpmで1時間撹拌処理後、回収して残部を添加撹拌混合してインキ化した。
(実施例4:紫インキ)
シリカ添加後は、ホモミキサー(T.E.ホモミキサー;特殊機化工業社製)で冷却しながら、5000rpmで1時間撹拌処理後、回収して残部を添加撹拌混合してインキ化した。
【0030】
(比較例1:黒インキ)
予め分散処理した顔料及び残部全材料を混合して5時間撹拌し、3本ロールミルで5回パスして回収し、残部を添加してインキ化した。
(比較例2:赤インキ)
予め分散処理した顔料及び残部全材料を混合して5時間撹拌し、3本ロールミルで5回パスして回収し、残部を添加してインキ化した。
(比較例3:青インキ)
シリカ添加後は、ホモミキサー(T.K.ホモミキサー;特殊機化工業社製)で冷却しながら、5000rpmで1時間撹拌処理後、回収して残部を添加撹拌混合してインキ化した。
(比較例4、5:緑インキ)
予め顔料と溶剤と樹脂の一部を混合して、3本ロールミルで5回パスして回収し、残部を添加し、ホモミキサー(T.K.ホモミキサー;特殊機化工業社製)で冷却しながら、5000rpmで2時間撹拌処理してインキ化した。
【0031】
〔加圧ボールペンでの評価法〕
上記で得た実施例1〜4及び比較例1〜5のインキ組成物について、下記方法により加圧ボールペンでの評価を行った。
上記各実施例及び比較例で調製した各インキ組成物0.3mlを充填した後、窒素ガスで概略3000hpaの圧力を維持した状態で三菱鉛筆社製のSJP−10リフィールに組み立てて(金属加圧リフィール、チップはステンレスチップ、ボールは直径1mm)試験用の加圧油性ボールペンを作製し、下記条件下で筆記性試験をした。
(A)1.96N負荷で、1m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量
(B)1.96N負荷で、4.5m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量
400字詰め原稿用紙に手書きで三菱鉛筆と概略15秒で筆記したときの状態を5人のモニターの平均値をもとめた。
ボテのカウントは、ボールペン及び中しん JIS S6039−2000:解説4 d)(2)ボテ 図1に準じてカウントした。筆記試験は同様に筆記試験機で試験を実施した。なお、筆記環境は25℃、60%である。
これらの結果を下記表1に示す。
【0032】
【表1】
Figure 2004137323
【0033】
上記表1の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例1〜4は、本発明の範囲外となる比較例1〜5に較べて、インキ組成物による描線は線割れが少なく緻密な描線が得られると共に、加圧力で押しているのでゆっくり筆記したときと、早く筆記したときのインクの出具合が異なるボテにつながるが、上記式(I)を満足するインキでは多用な人の筆記でもボテが少ないかつ緻密な描線が得られることが判明した。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた筆記性を有し、ボテの少ない加圧ボールペン用インキ組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる加圧ボールペンの一例を示す縦断面図である。

Claims (3)

  1. インキ収容管と、該インキ収容管の片側に少なくともボールとホルダーから構成されるチップが装着され、前記インキ収容管にインキが充填され、その後方より加圧ガスが充填され、該加圧ガスの圧力によりインキをチップ方向に押し出すようにした加圧ボールペン用インキ組成物において、該加圧ボールペン用インキ組成物として、下記条件を少なくとも満たすインキを用いることを特徴とする加圧ボールペン用インキ組成物。
    条件:
    1.96N負荷で、1m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(A)とし、1.96N負荷で、4.5m/minの速度で筆記した100mのインキ消費量を(B)とした場合に、下記範囲となるインキ
    1≦(A)/(B)≦1.3
  2. インキの粘度が25℃において10000mPa・s〜40000mPa・secである請求項1記載の加圧ボールペン用インキ組成物。
  3. インキには、少なくともシリカを含有してなる請求項1又は2記載の加圧ボールペン用インキ組成物。
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