JP2006057063A - ボールペン用水性インキ組成物及びそれを内蔵したボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】 酸性下において、インキ中に潤滑効果の高いリン酸エステルを添加した際にも、インキを安定した状態で維持できると共に、消色性能を悪化させることなく高い潤滑効果を付与できるインキ組成物を提供する。
【解決手段】 少なくとも酸性物質と、染料と、水とを含んでなるｐＨ４以下に調整された水性インキ組成物であって、ＨＬＢ値８以下のリン酸エステルを含むと共に、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を含んでなる。更に、前記染料がアルカリ性物質により消色される染料である。
【選択図】 なし

Description

本発明はボールペン用水性インキ組成物に関する。更には、アルカリ性物質の塗布により消色するボールペン用水性インキ組成物及びそれを内蔵したボールペンに関する。

従来より、ｐＨ変化や還元剤の作用により変色又は消色するインキが開発され、マーキングペンやボールペン等の筆記具に内蔵して実用に供されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開昭５７−１４５１６９号公報 特公昭５２−４０２５５号公報

前記インキをボールペンに用いた場合、ボールの腐食や座の摩耗に伴い筆記性能が悪化することがあるため、筆記性能の悪化を防止する目的で、種々の潤滑剤が添加されているが、中でもリン酸エステルの添加が高い効果を示している。
しかしながら、酸性インキ中において前記リン酸エステルは、ＨＬＢ値の低いものは、潤滑剤としての性能は高いが溶解し難くなる傾向にある。また、ＨＬＢ値の高いもの（特に多数のオキシエチレン付加部を有するもの）は、可溶であるが潤滑剤としての性能が低く、多量の添加が必要となるため、リン酸エステルのオキシエチレン付加部が着色剤に対する消色性能に悪影響を及ぼし、消去性を損なう虞れがある。

本発明は、酸性下において、インキ中に潤滑効果の高いリン酸エステルを添加した際にも、インキを安定した状態で維持できると共に、消色性能を悪化させることなく高い潤滑効果を付与できるインキ組成物を提供するものである。

本発明は、少なくとも酸性物質と、染料と、水とを含んでなるｐＨ４以下に調整された水性インキ組成物であって、ＨＬＢ値８以下のリン酸エステルを含むと共に、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を含んでなることを要件とする。更に、前記染料がアルカリ性物質により消色される染料であることを要件とする。
更に、前記ボールペン用水性インキ組成物を内蔵したボールペンを要件とする。更に、前記ボールペンがインキ保留部材を備えてなることを要件とする。

本発明は、酸性に調整されたインキ中にＨＬＢ値８以下のリン酸エステルと共に、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を添加することで、アルカリ性物質による消色効果を維持した状態で、長期間安定して優れた潤滑性能を付与できるので、ボールの回転によるボール抱持部の摩擦を抑えることができ、インキ吐出性が良く、筆跡のカスレや線切れがない、滑らかな筆記感と良好な筆跡が得られるボールペン用水性インキ組成物及びそれを内蔵したボールペンを提供できる。

本発明のボールペン用水性インキ組成物は、ｐＨ４以下の酸性条件に調整されたインキ中に、ＨＬＢ値８以下のリン酸エステルと共に、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を含むものである。
前記ＨＬＢ値８以下のリン酸エステルは、酸性条件下においても高い潤滑性能（磨耗防止効果）を示し、ボールの回転による座磨耗を抑制するものであるが、分散安定性に乏しいため、必要量を溶解し難い。そこで、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を併用することにより、前記リン酸エステルを可溶化（微分散安定）させ、実用に供するものである。

前記ＨＬＢ値が８以下のリン酸エステルとしては、具体的に、プライサーフＡＬ、同Ａ２０６Ｋ、同Ａ２０８Ｂ、同Ａ２０８Ｓ、同Ａ２０７Ｈ、同Ａ２０８Ｆ（以上、第一工業製薬社製）、フォスファノールＲＬ−２１０、同ＲＭ−４１０、同ＲＥ２１０（以上、東邦化学社製）等が例示できる。
特に、ＨＬＢ値が４〜８の範囲にあるものが、入手性及び安定性の面から好適に用いられる。

前記リン酸エステルは、インキ組成中０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％添加することができる。
０．０１重量％以下では潤滑剤としての効果を得ることは困難であり、又、多量の添加も可能であるが、２重量％以下で所望の効果が得られるので、これ以上の添加を要しない。

前記Ｎ−アシルメチルタウリンとしては、具体的に、Ｎ−ココイルメチルタウリン、Ｎ−ラウロイルメチルタウリン、Ｎ−ミリストイルメチルタウリン、Ｎ−パルミトイルメチルタウリン、Ｎ−ステアロイルメチルタウリン等が例示できる。
前記Ｎ−アシルメチルタウリンやこれらの塩は、一種又は二種以上併用して用いることができる。

前記Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩は、インキ組成中０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％添加することができる。
０．０１重量％以下では所期の効果を得ることは困難であり、又、多量の添加も可能であるが、２重量％以下で所望の効果が得られるので、これ以上の添加を要しない。

前記酸性物質は、染料の発色性を向上する目的で、インキのｐＨを酸性サイドに調整するために用いられるものであり、乳酸、酒石酸、クエン酸等の有機酸や、硫酸等の無機酸が水溶性であり適用される。
特に、ボールペンチップの座摩耗や、インキの色調への影響が小さいことから、有機酸が好適に用いられる。

前記染料としては、酸性下で発色状態にあり、アルカリ性物質により消色可能な染料が用いられ、具体的には、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２２、同９３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ４６、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１４、同３７等が適用できる。

前記染料は一種又は二種以上を適宜混合して使用することができ、インキ組成中０．５乃至１０重量％、好ましくは１乃至５重量％の範囲で用いられる。

また、前記インキ組成物中には水溶性有機溶剤を添加することもできる。前記水溶性有機溶剤としては、水に相溶性のある従来汎用の溶剤を適宜用いることができ、例えば、グリセリン、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等が挙げられる。
尚、前記水溶性有機溶剤は一種又は二種以上を併用して用いることができ、２〜５０重量％、好ましくは５〜３５重量％の範囲で用いられる。

更に、紙面への固着性や粘性を付与するために水溶性樹脂を添加することもできる。前記水溶性樹脂としては、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合物、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、デキストリン等が挙げられる。前記水溶性樹脂は一種又は二種以上を併用して用いることができ、インキ組成中０．１乃至２０重量％の範囲で用いられる。

その他必要に応じて、消色性に影響を及ぼさない範囲で、防錆剤、石炭酸等の防腐剤或いは防黴剤、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、潤滑剤、剪断減粘性付与剤等の添加剤を使用してもよい。

前記ボールペン用水性インキ組成物を充填するボールペンの筆記先端部（チップ）の構造は、従来より汎用の機構が有効であり、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属製のパイプや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたもの等を適用できる。
又、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等からなるものが適用できる。

前記インキ組成物を収容する軸筒は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が、インキの低蒸発性、生産性の面で好適に用いられる。
前記軸筒にはチップを直接連結する他、接続部材を介して前記軸筒とチップを連結してもよい。
前記軸筒内に収容されるインキ組成物が低粘度である場合、軸筒前部（ペン先側）にインキ保留部材を装着し、軸筒内に直接インキ組成物を収容する方法と、多孔質体或いは繊維加工体に前記インキ組成物を含浸させて収容する方法が用いられる。
尚、前記軸筒は、ボールペン用レフィルの形態として、前記レフィルを軸筒内に収容するものであってもよい。

特に、軸筒内のインキ収容部分の内圧変化に応じた溢出インキを一時的に保持する櫛歯状のインキ保留部材を備えてなるボールペンに、前記インキ組成物を収容した場合、該インキ組成物に配合されるＮ−アシルメチルタウリン又はその塩が濡れ性付与剤として作用し、インキ保留部材の性能を向上させるものとなる。

前記消色可能な染料を含むインキを消色させるアルカリ性物質としては、具体的に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が例示できる。
前記アルカリ物質と、水とから少なくともなるｐＨ１０以上の消色液を塗布具に収容して実用に供される。また、前記消色液には必要に応じて有機溶剤や各種添加剤を配合できる。更に、前記添加剤として、ヒドラジン、亜硫酸ナトリウム等の還元性物質を添加することで、消色時の残色を抑制することができる。
前記塗布具は、消色可能な染料を使用したインキを内蔵したボールペンと共に、別体又はボールペンの後端（所謂、両頭式筆記具構造）に設けて筆記具セットの形態として用いることができ、ボールペンにより形成した筆跡を塗布具でなぞることにより、前記筆跡を消色できるものとなる。

以下の表に実施例及び比較例のインキ組成を示す。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、配合中の数字は重量部を示す。

表１中の原料（１）〜（５）について以下に説明する。
（１）第一工業製薬（株）製、商品名：プライサーフＡＬ（ＨＬＢ値５．６）
（２）第一工業製薬（株）製、商品名：プライサーフＡ２０７Ｈ（ＨＬＢ値７．１）
（３）第一工業製薬（株）製、商品名：プライサーフＡ２１２Ｅ（ＨＬＢ値１０．３）
（４）ラウロイルメチルタウリンナトリウム、日光ケミカルズ（株）製、商品名：ＬＭＴ
（５）日光ケミカルズ（株）製、商品名：ＰＢＣ−３４（ＨＬＢ値１６．５）

インキの調製
前記実施例及び比較例の配合物を混合して室温で１時間攪拌し、濾過することにより水性インキ組成物を得た。

試料ボールペンの作製
前記各インキを、直径０．５ｍｍの超硬合金製ボールをステンレススチール製パイプに抱持するボールペンチップを筆記先端部に設け、前記筆記先端部の後端に櫛溝状のインキ保留部材を備えるボールペンに直接充填してボールペンを得た。

前記インキ組成物及びボールペンに対して以下の方法で試験を行った。試験結果を表２に示す。

インキ安定性試験
前記インキ組成物を５０℃の環境下で１０日間経時させた後、濾過して析出物の有無を目視により確認する。

ボール沈み試験
前記ボールペンを走行試験機にて４ｍ／分の速さで、ＪＩＳ Ｐ３２０１筆記用紙Ａに１０００ｍ筆記した後、ボール沈み量を測定する。

消色試験
水酸化ナトリウムと、亜硫酸ナトリウムと、有機溶剤と、水とからなるｐＨ１２．５の消色液を含浸した繊維収束体からなるインキ吸蔵体と、繊維チップとを備える塗布具により、中性紙及び酸性紙に筆記した筆跡をそれぞれ１回なぞることで消去性を目視により確認する。

尚、前記表中の判定基準は以下の通り。
インキ安定性試験
○：濾紙上に析出物無。
×：濾紙上に析出物有。
ボール沈み試験
○：１５μｍ以下の沈みが発生。
△：１５〜２０μｍの沈みが発生。
×：２０μｍ以上の沈みが発生。
消色試験
○：中性紙、酸性紙共に消色する。
△：中性紙では消色するが、酸性紙において僅かに残色有。
×：中性紙において僅かに残色有、酸性紙において残色有。

Claims (4)

1. 少なくとも酸性物質と、染料と、水とを含んでなるｐＨ４以下に調整された水性インキ組成物であって、ＨＬＢ値８以下のリン酸エステルを含むと共に、Ｎ−アシルメチルタウリン又はその塩を含んでなることを特徴とするボールペン用水性インキ組成物。
2. 前記染料がアルカリ性物質により消色される染料であることを特徴とする請求項１記載のボールペン用水性インキ組成物。
3. 前記請求項１又は２に記載のボールペン用水性インキ組成物を内蔵したボールペン。
4. 前記ボールペンがインキ保留部材を備えてなる請求項３記載のボールペン。