JP2007145969A - Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen incorporating the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water-based ink composition for a ballpoint pen, which hardly accelerates ball corrosion with time, keeps excellent lubricating performance in writing and has an excellent condition of pen and to provide a ballpoint pen having the water-based ink composition incorporated therein. <P>SOLUTION: The water-based ink composition for a ballpoint pen comprises at least a colorant, water, a lubricant and an α-lipoic acid. The amount of the α-lipoic acid added is 0.05-5 wt.% in the total of the ink composition. The ballpoint pen has the water-based ink composition for ballpoint pen incorporated therein. In the ballpoint pen, a cemented carbide composed of at least tungsten carbide and a binder is applied to the writing tip part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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、ボールの耐腐食性能に優れ、高い筆記性能を備えた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。   The present invention relates to a water-based ink composition for ballpoint pens. Furthermore, the present invention relates to a water-based ink composition for ballpoint pens that has excellent ball corrosion resistance and high writing performance, and a ballpoint pen incorporating the same.

従来より、ボールペン用のボールとしては、炭化珪素、酸化ジルコニア、タングステンカーバイド等を主成分とし、他の成分として金属からなる結合材を含む炭化珪素ボール、ジルコニアボール、超硬合金ボール等のボールが使用されている。
前記ボールには結合材として主にコバルト、クロム、チタン、ニッケル等の金属が使用されていることから、水性ボールペンに用いた場合、インキ中の溶存酸素等の腐食成分により前記結合材が経時的にインキ中に溶出し、ボールから結合材が失われることで、主成分である炭化珪素、ジルコニア、タングステンカーバイド等の結晶粒子が脱落したり、溶出した結合材が金属酸化物となり不溶化し、再びボール表面に付着する等、所謂腐食状態になることがある。前記腐食によりボールの表面の凹凸が大きくなるため、ボールの回転が阻害され書き味が重くなったり、インキのスムーズな流出が阻害されて筆跡がかすれる等の不具合を生じることがあった。
特に、タングステンカーバイドを主成分とする超硬合金ボールのうち、コバルトやニッケル等の金属を結合材に用いたボールは、結合材の含有量が多いことから、経時的に腐食し易いという欠点を有している。
そこで前述の経時的な腐食を防止する方法として、インキ中にスルフィド化合物を添加する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−115684号公報
Conventionally, as balls for ballpoint pens, balls such as silicon carbide balls, zirconia balls, cemented carbide balls, etc., containing silicon carbide, zirconia, tungsten carbide, etc. as the main component and a binder composed of metal as the other component, have been used. in use.
Since the balls mainly use metals such as cobalt, chromium, titanium, and nickel as binders, when used in water-based ballpoint pens, the binders may deteriorate over time due to corrosive components such as dissolved oxygen in the ink. When the binder is lost from the ball, the crystal particles such as silicon carbide, zirconia, and tungsten carbide, which are the main components, drop off, or the eluted binder becomes a metal oxide and becomes insoluble. There may be a so-called corrosion state such as adhesion to the ball surface. Since the corrugation on the surface of the ball becomes large due to the corrosion, the rotation of the ball is obstructed and the writing feel becomes heavy, and the smooth outflow of the ink is obstructed and the handwriting is blurred.
In particular, among the cemented carbide balls mainly composed of tungsten carbide, balls using metals such as cobalt and nickel as binders have a disadvantage that they are easily corroded over time due to the high binder content. Have.
Therefore, as a method for preventing the above-described corrosion over time, a method of adding a sulfide compound into the ink is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-115684 A

しかしながら、前記スルフィド化合物を添加した場合、臭気を発したり、長期経時により析出することがあるため、腐食抑制効果が充分に得られ難く、結果的に書き味が悪くなったり、筆跡がかすれる等の不具合を防止するには不充分であった。   However, when the sulfide compound is added, it may cause odor or may precipitate over time, so that it is difficult to obtain a sufficient corrosion-inhibiting effect, resulting in poor writing quality and faint writing. It was not enough to prevent problems.

本発明は、経時によるボール腐食が進行し難く、筆記時に優れた潤滑性能を維持できる書き味の良い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するものである。   The present invention provides a water-based ink composition for a ballpoint pen that has good writing quality and that can maintain excellent lubrication performance during writing, and a ballpoint pen incorporating the same.

本発明のボールペン用水性インキ組成物は、着色剤と、水と、潤滑剤と、α−リポ酸とを少なくとも含有することを要件とする。
更に、前記α−リポ酸がインキ組成物全量中0.05〜5重量%の範囲で添加されることを要件とする。
更には、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、前記ボールペンが、少なくともタングステンカーバイドと結合材とからなる超硬合金ボールを筆記先端部に適用することを要件とする。
The water-based ink composition for ballpoint pens of the present invention is required to contain at least a colorant, water, a lubricant, and α-lipoic acid.
Furthermore, it is required that the α-lipoic acid is added in a range of 0.05 to 5% by weight based on the total amount of the ink composition.
Furthermore, the ball-point pen incorporating the water-based ink composition for ball-point pens and the ball-point pen are required to apply a cemented carbide ball made of at least tungsten carbide and a binder to the writing tip.

本発明により、水性ボールペンにおいて、結合材の溶出や、それに伴うボール表面への不溶物の付着等の腐食現象を長期的に抑制できると共に、筆記時に高い潤滑性能を維持できるので、筆跡にかすれや線飛びを生じることなく、滑らかな筆記感を持続できる水性ボールペン用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。   According to the present invention, in water-based ballpoint pens, it is possible to suppress corrosion phenomena such as elution of binding materials and adhesion of insoluble materials to the ball surface for a long period of time, and maintain high lubricating performance during writing. An ink composition for a water-based ballpoint pen that can maintain a smooth writing feeling without causing line skipping and a ballpoint pen incorporating the ink composition can be provided.

本発明は、ボールペン用水性インキ組成物中にα−リポ酸を含有することにより、筆記先端部に超硬合金ボールを備えるボールペンに適用した場合であっても、ボール表面の腐食現象を長期間抑制できるものである。   Even when the present invention is applied to a ballpoint pen comprising a cemented carbide ball at the tip of writing by containing α-lipoic acid in the water-based ink composition for ballpoint pens, the corrosion phenomenon of the ball surface is prolonged. It can be suppressed.

前記腐食現象は、水性インキ中に含まれる活性酸素種を発生させる物質、例えば、着色剤として用いられる染料、染料を含む樹脂粒子、添加剤として用いられるフェノールやフェノール性水酸基を有する化合物、ナフタレン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体等への光増感作用や、インキ中の溶存酸素への還元性物質の作用等により活性酸素種を発生させ、該活性酸素種が筆記先端部のボールに作用して生じると推測される。
そこで、前記α−リポ酸をインキ中に添加することで、該α−リポ酸が活性酸素種に作用してボール腐食を抑制することとなる。
前記活性酸素種とは、一重項酸素、スーパーオキシドアニオンラジカル、過酸化水素、ヒドロキシラジカル、アルキルラジカル、ヒドロペルオキシドラジカル等を示す。
The corrosion phenomenon is caused by substances that generate active oxygen species contained in water-based inks, such as dyes used as colorants, resin particles containing dyes, phenols used as additives, compounds having phenolic hydroxyl groups, and naphthalene derivatives. Active oxygen species are generated by photosensitizing action on acridine derivatives, benzothiazole derivatives, benzophenone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, etc., and action of reducing substances on dissolved oxygen in ink. Is presumed to act on the ball at the tip of the writing.
Therefore, by adding the α-lipoic acid to the ink, the α-lipoic acid acts on the active oxygen species to suppress ball corrosion.
The active oxygen species refers to singlet oxygen, superoxide anion radical, hydrogen peroxide, hydroxy radical, alkyl radical, hydroperoxide radical, and the like.

前記α−リポ酸は、インキ組成物全量中0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜3重量%添加することができる。
0.05重量%未満では所期の効果を得ることは困難であり、又、5重量%を越えて添加しても腐食抑制効果の向上は認められないので、これ以上の添加を要しない。
The α-lipoic acid can be added in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total amount of the ink composition.
If it is less than 0.05% by weight, it is difficult to obtain the desired effect, and even if it is added in excess of 5% by weight, no improvement in corrosion inhibition effect is observed, so no further addition is required.

前記潤滑剤としては、筆記時の座磨耗を抑制し、潤滑性能を付与できるものであれば汎用のものが用いられる。具体的には、金属石鹸、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイド付加型カチオン活性剤、リン酸エステル系界面活性剤、チオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩、N−アシルアミノ酸、N−アシルメチルタウリン等が例示できる。   As the lubricant, a general-purpose lubricant can be used as long as it suppresses seat wear during writing and can provide lubrication performance. Specifically, metal soap, polyalkylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide addition type cationic surfactant, phosphate ester surfactant, thiocarbamate, dimethyldithiocarbamate, N-acylamino acid, N-acylmethyltaurine Etc. can be illustrated.

前記着色剤としては、水性媒体に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料がすべて使用可能であり、その具体例を以下に例示する。
前記染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料等を使用することができる。
酸性染料としては、ニューコクシン(C.I.16255)、タートラジン(C.I.19140)、アシッドブルーブラック10B(C.I.20470)、ギニアグリーン(C.I.42085)、ブリリアントブルーFCF(C.I.42090)、アシッドバイオレット6B(C.I.42640)、ソルブルブルー(C.I.42755)、ナフタレングリーン(C.I.44025)、エオシン(C.I.45380)、フロキシン(C.I.45410)、エリスロシン(C.I.45430)、ニグロシン(C.I.50420)、アシッドフラビン(C.I.56205)等が用いられる。
As the colorant, all dyes and pigments that can be dissolved or dispersed in an aqueous medium can be used, and specific examples thereof will be exemplified below.
As the dye, an acid dye, a basic dye, a direct dye, or the like can be used.
Examples of the acid dye include New Coxin (CI. 16255), Tartrazine (CI. 19140), Acid Blue Black 10B (CI. 20470), Guinea Green (CI. 42085), Brilliant Blue FCF. (CI.42090), Acid Violet 6B (C.I.42640), Soluble Blue (C.I.42755), Naphthalene Green (C.I.44025), Eosin (C.I.45380), Phloxin (C.I. 45410), erythrosine (C.I. 45430), nigrosine (C.I. 50420), acid flavin (C.I. 56205) and the like are used.

塩基性染料としては、クリソイジン(C.I.11270)、メチルバイオレットFN(C.I.42535)、クリスタルバイオレット(C.I.42555)、マラカイトグリーン(C.I.42000)、ビクトリアブルーFB(C.I.44045)、ローダミンB(C.I.45170)、アクリジンオレンジNS(C.I.46005)、メチレンブルーB(C.I.52015)等が用いられる。   Examples of basic dyes include chrysoidine (C.I. 11270), methyl violet FN (C.I. 42535), crystal violet (C.I. 42555), malachite green (C.I. 42000), Victoria blue FB ( CI 44045), rhodamine B (C.I. 45170), acridine orange NS (C.I. 46005), methylene blue B (C.I. 52015) and the like are used.

直接染料としては、コンゴーレッド(C.I.22120)、ダイレクトスカイブルー5B(C.I.24400)、バイオレットBB(C.I.27905)、ダイレクトディープブラックEX(C.I.30235)、カヤラスブラックGコンク(C.I.35225)、ダイレクトファストブラックG(C.I.35255)、フタロシアニンブルー(C.I.74180)等が用いられる。   As direct dyes, Congo Red (C.I. 22120), Direct Sky Blue 5B (C.I. 24400), Violet BB (C.I. 27905), Direct Deep Black EX (C.I. 30235), Kaya Las Black G Conch (C.I. 35225), Direct Fast Black G (C.I. 35255), Phthalocyanine Blue (C.I. 74180) and the like are used.

前記顔料としては、カーボンブラック、群青などの無機顔料や銅フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー等の有機顔料の他、予め界面活性剤等を用いて微細に安定的に水媒体中に分散された水分散顔料製品等が用いられ、例えば、
C.I.Pigment Blue 15:3B〔品名:S.S.Blue GLL、顔料分22%、山陽色素株式会社製〕、
C.I. Pigment Red 146〔品名:S.S.Pink FBL、顔料分21.5%、山陽色素株式会社製〕、
C.I.Pigment Yellow 81〔品名:TC Yellow FG、顔料分約30%、大日精化工業株式会社製〕、
C.I.Pigment Red220/166〔品名:TC Red FG、顔料分約35%、大日精化工業株式会社製〕等を挙げることができる。
蛍光顔料としては、各種蛍光性染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した合成樹脂微細粒子状の蛍光顔料が使用できる。
その他、パール顔料、金色、銀色のメタリック顔料、蓄光性顔料、修正ペン等に用いられる二酸化チタン等の白色顔料、アルミニウム等の金属粉、香料又は香料カプセル顔料などを例示できる。
Examples of the pigment include inorganic pigments such as carbon black and ultramarine blue, and organic pigments such as copper phthalocyanine blue and benzidine yellow, as well as water-dispersed pigments that are finely and stably dispersed in an aqueous medium in advance using a surfactant or the like. Products are used, for example
C. I. Pigment Blue 15: 3B [Product Name: S.P. S. Blue GLL, pigment content 22%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.]
C. I. Pigment Red 146 [Product Name: S.P. S. Pink FBL, pigment content 21.5%, manufactured by Sanyo Color Co., Ltd.]
C. I. Pigment Yellow 81 [Product name: TC Yellow FG, pigment content about 30%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.]
C. I. Pigment Red220 / 166 [Product name: TC Red FG, pigment content: about 35%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.].
As the fluorescent pigment, a fluorescent pigment in the form of fine particles of a synthetic resin in which various fluorescent dyes are formed into a solid solution in a resin matrix can be used.
Other examples include pearl pigments, gold and silver metallic pigments, luminous pigments, white pigments such as titanium dioxide used in correction pens, metal powders such as aluminum, fragrances, and fragrance capsule pigments.

前記着色剤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1乃至25重量%、好ましくは2乃至15重量%の範囲で用いられる。 The colorant may be used alone or in combination of two or more, and is used in the range of 1 to 25% by weight, preferably 2 to 15% by weight in the ink composition.

更に必要に応じて、水に相溶性のある従来汎用の水溶性有機溶剤を用いることができる。具体的には、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセリン、ソルビトール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、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、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、スルフォラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
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、2〜60重量%、好ましくは5〜35重量%の範囲で用いられる。
Further, if necessary, a conventional general-purpose water-soluble organic solvent compatible with water can be used. Specifically, ethanol, propanol, butanol, glycerin, sorbitol, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, ethylene glycol, diethylene glycol, thiodiethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Examples include ethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, sulfolane, 2-pyrrolidone, and N-methyl-2-pyrrolidone.
In addition, the said water-soluble organic solvent can be used 1 type or in combination of 2 or more types, and is used in 2 to 60 weight%, Preferably it is 5 to 35 weight%.

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することができ、インキ組成中1乃至30重量%の範囲で用いられる。   Furthermore, a water-soluble resin can be added in order to impart adhesion and viscosity to the paper surface. Examples of the water-soluble resin include alkyd resins, acrylic resins, styrene maleic acid copolymers, cellulose derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and dextrin. The water-soluble resin can be used alone or in combination of two or more, and is used in the range of 1 to 30% by weight in the ink composition.

その他、必要に応じて、炭酸ナトリウム、燐酸ナトリウム、酢酸ソーダ等の無機塩類、水溶性のアミン化合物等の有機塩基性化合物等のpH調整剤、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、サポニン等の防錆剤、石炭酸、1、2−ベンズチアゾリン3−オンのナトリウム塩、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、パラオキシ安息香酸プロピル、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォニル)ピリジン等の防腐剤或いは防黴剤、尿素、ノニオン系界面活性剤、ソルビット、マンニット、ショ糖、ぶどう糖、還元デンプン加水分解物、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤、消泡剤、インキの浸透性を向上させるフッ素系界面活性剤やノニオン系の界面活性剤を使用してもよい。   In addition, as necessary, inorganic salts such as sodium carbonate, sodium phosphate, sodium acetate, pH adjusters such as organic basic compounds such as water-soluble amine compounds, rust preventives such as benzotriazole, tolyltriazole, saponin, Carboxylic acid, sodium salt of 1,2-benzthiazolin-3-one, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, propyl paraoxybenzoate, 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methylsulfonyl) pyridine Preservatives or antifungal agents such as urea, nonionic surfactants, sorbitol, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, wetting agents such as sodium pyrophosphate, antifoaming agents, ink permeability A fluorine-based surfactant or a nonionic surfactant to be improved may be used.

また、インキ組成物中に剪断減粘性付与剤を添加することもできる。
前記剪断減粘性付与剤としては、水に可溶乃至分散性の物質が効果的であり、キサンタンガム、ウェランガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン(平均分子量約100乃至800万)、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量10万〜15万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する炭水化物、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、HLB値が8〜12のノニオン系界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸の金属塩やアミン塩等を例示でき、更には、インキ組成物中にN−アルキル−2−ピロリドンとアニオン系界面活性剤を併用して添加しても安定した剪断減粘性を付与できる。
A shear thinning agent can also be added to the ink composition.
As the shear thinning agent, a water-soluble or dispersible substance is effective, and xanthan gum, welan gum, and succinoglycan whose constituent monosaccharide is an organic acid-modified heteropolysaccharide of glucose and galactose (average molecular weight) About 1,000 to 8 million), guar gum, locust bean gum and derivatives thereof, hydroxyethyl cellulose, alginic acid alkyl esters, polymers having a molecular weight of 100,000 to 150,000 based on alkyl esters of methacrylic acid, glucomannan, agar and carrageenan Carbohydrates having gelling ability extracted from seaweed such as benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol or their derivatives, crosslinkable acrylic acid polymers, inorganic fine particles, nonionic surfactants having an HLB value of 8 to 12, dialkylsulfosuccinic acid Metal salts and nets Can be exemplified a salt, further, be added in combination in the ink composition N- alkyl-2-pyrrolidone and anionic surfactant can have stable shear thinning.

前記インキ組成物は、pHを5〜13の弱酸性〜アルカリ性領域、好ましくはpH6〜10の中性近傍〜弱アルカリ性領域に調整されて適用される。
前記pHに調整することで、α−リポ酸が活性酸素種によるボール腐食を効率的に抑制することができる。
The ink composition is applied after adjusting the pH to a weakly acidic to alkaline region of 5 to 13, preferably from about 6 to 10 neutral to weakly alkaline region.
By adjusting to the pH, α-lipoic acid can efficiently suppress ball corrosion due to active oxygen species.

更に、インキ収容管内に充填されたインキ組成物の後端部にはインキ逆流防止体(液栓)を配することもできる。
前記インキ逆流防止体としては、液状または固体のいずれを用いることもでき、前記液状のインキ逆流防止体としては、ポリブテン、α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、精製鉱油等の不揮発性媒体が挙げられ、所望により前記媒体中にシリカ、珪酸アルミニウム、膨潤性雲母、脂肪酸アマイド等を添加することもできる。また、固体のインキ逆流防止体としては樹脂成形物が挙げられる。前記液状及び固体のインキ逆流防止体は併用することも可能である。
Furthermore, an ink backflow preventer (liquid stopper) can be disposed at the rear end of the ink composition filled in the ink containing tube.
As the ink backflow preventer, either liquid or solid can be used, and examples of the liquid ink backflow preventer include non-volatile media such as polybutene, α-olefin oligomer, silicone oil, and refined mineral oil. If desired, silica, aluminum silicate, swellable mica, fatty acid amide and the like can be added to the medium. Moreover, a resin molding is mentioned as a solid ink backflow prevention body. The liquid and solid ink backflow preventers can be used in combination.

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。   The structure of the writing tip portion (tip) of the ballpoint pen filled with the water-based ink composition for ballpoint pens has a more effective general-purpose mechanism than before, and a ball in which the vicinity of the tip end of a metal pipe is pressed and deformed inward from the outer surface. A chip formed by holding a ball in the holding part, a chip formed by holding a ball in a ball holding part formed by cutting a metal material with a drill or the like, or a metal pipe or metal material A ball or the like held by a chip formed by cutting can be applied forward by a spring body.

前記ボールは、4a、5a、6a族の金属又はそれらの炭化物を結合材となるコバルトやニッケル等の金属と共に焼結して得られるものであり、硬度が高く磨耗し難い超硬合金製のボールが適用される。
特に、前記4a、5a、6a族の金属又はそれらの炭化物のうち、化学的に安定でしかも硬度の高いタングステンカーバイド(炭化タングステン)を主成分として用いた超硬合金製ボールが好適に用いられる。
なお、4a、5a、6a族の金属としてチタン、バナジウム、クロム、タンタルやそれらの炭化物を含んでいてもよい。
前記結合材のうち、特にコバルトは水性インキ中に溶出し易いため、ボール表面が粗くなったり、更にコバルトの溶出によりタングステンカーバイトが脱落していっそうボール表面が粗くなる。その結果、ボール受け座に接触した状態でボールが回転すると受け座の磨耗が激しくなるので、筆記感が損なわれたり、軸方向のボールとボール抱持部の間隙(クリアランス)が大きくなりインキ流出量が増大して筆跡が太くなったり、線飛びが発生する等の不具合が生じ易くなる。
また、前記ボールは、直径0.1mm〜2.0mmの範囲のものが好適に用いられる。
The ball is obtained by sintering a group 4a, 5a, 6a metal or a carbide thereof together with a metal such as cobalt or nickel as a binder, and is made of a cemented carbide that is hard and difficult to wear. Applies.
In particular, a cemented carbide ball using tungsten carbide (tungsten carbide), which is chemically stable and has high hardness, among the metals of Group 4a, 5a, and 6a or carbides thereof, is preferably used.
In addition, titanium, vanadium, chromium, tantalum or a carbide thereof may be included as a metal of 4a, 5a, or 6a group.
Among the binders, particularly cobalt is easily eluted in the water-based ink, so that the ball surface becomes rough, and further, tungsten carbide falls off due to the elution of cobalt, and the ball surface becomes even rougher. As a result, if the ball rotates while in contact with the ball seat, the wear of the seat becomes severe, so the writing feeling is impaired, and the gap between the ball and the ball holding portion in the axial direction (clearance) increases, causing ink outflow. Increasing the amount tends to cause problems such as thick handwriting and line skipping.
The balls having a diameter in the range of 0.1 mm to 2.0 mm are preferably used.

前記水性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は、インキ組成物が低粘度である場合は軸筒前部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挙げられる。
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もよい。
For example, a molded body made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate is preferably used as the shaft cylinder that accommodates the water-based ink composition in terms of low ink evaporation and productivity.
In addition to directly connecting the tip to the shaft tube, the shaft tube and the chip may be connected via a connecting member.
When the ink composition is low in viscosity, the ink composition accommodated in the shaft cylinder includes a method of mounting an ink retaining member at the front of the shaft cylinder and storing the ink composition directly in the shaft cylinder, Examples of the method include impregnating the ink composition into a material body or a fiber processed body.
In addition, the said shaft cylinder may accommodate the said refill in a shaft cylinder as a form of the refill for ball-point pens.

更に、前記インキ収容管として透明、着色透明、或いは半透明の成形体を用いることにより、インキ色やインキ残量等を確認できる。
尚、前記インキ収容管は、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もよいし、先端部にチップを装着した軸筒自体をインキ収容体として、前記軸筒内に直接インキを充填してもよい。
Furthermore, by using a transparent, colored transparent, or translucent molded body as the ink containing tube, the ink color, the remaining amount of ink, and the like can be confirmed.
The ink storage tube may be configured as a ballpoint pen refill, in which the refill is stored in a shaft tube, or the shaft tube with a tip attached to a tip is used as an ink storage body in the shaft tube. You may fill ink directly.

以下に実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の表に実施例及び比較例のボールペン用水性インキの組成を示す。尚、表中の組成の数値は重量部を示す。
Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
The composition of the water-based ink for ballpoint pens of Examples and Comparative Examples is shown in the following table. In addition, the numerical value of a composition in a table | surface shows a weight part.

Figure 2007145969
Figure 2007145969

表中の原料の内容について注番号に沿って説明する。
(1)住友化学工業(株)製、商品名:アシッドブルーPG
(2)保土ヶ谷化学工業(株)製、商品名:フロキシン
(3)第一工業製薬(株)製、商品名:プライサーフAL
(4)三晶(株)製、商品名:レオザン
(5)ジエチルヒドロキシルアミン
(6)東洋醗酵(株)製、商品名:α−リポ酸
(7)ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム
The contents of the raw materials in the table will be described along the note numbers.
(1) Product name: Acid Blue PG, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(2) Hodogaya Chemical Co., Ltd., trade name: Phloxine (3) Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Prisurf AL
(4) Made by Sanki Co., Ltd., trade name: Leozan (5) Diethylhydroxylamine (6) Made by Toyo Fermentation Co., Ltd., trade name: α-lipoic acid (7) Sodium dimethyldithiocarbamate

インキの調製
水に剪断減粘性付与剤以外の成分を添加し、混合攪拌した後、剪断減粘性付与剤を含むものはこれを添加して、25℃で、ディスパーにて400rpm、1時間攪拌し、濾過することで各インキを調製した。
Preparation of Ink Add ingredients other than shear thinning agent to water, mix and stir, then add those containing shear thinning agent, and stir at 25 ° C with a disper at 400 rpm for 1 hour. Each ink was prepared by filtration.

インキ逆流防止体の調製
基油としてポリブテン85部中に、増粘剤として脂肪酸アマイド15部を添加した後、3本ロールにて混練してインキ逆流防止体を得た。
Preparation of Ink Backflow Preventer Body In 85 parts of polybutene as a base oil, 15 parts of fatty acid amide as a thickener was added, and then kneaded with three rolls to obtain an ink backflow preventer body.

ボールペンAの作製
前記実施例1、2及び比較例1乃至3のインキ組成物を直径0.3mmのWC−Co系超硬合金ボールAを抱持するステンレススチール製チップがポリプロピレン製パイプ(内径3.8mm)の一端に嵌着されたボールペンレフィルに充填し、その後端に前記インキ逆流防止体を配設した後、前記ボールペンレフィルを軸筒に組み込み、試料ボールペンAを作製した。
Production of Ballpoint Pen A A stainless steel chip holding the WC-Co type cemented carbide ball A having a diameter of 0.3 mm is formed from a polypropylene pipe (inner diameter 3). (8 mm) was filled in a ballpoint pen refill, and the ink backflow preventer was disposed at the rear end thereof. Then, the ballpoint pen refill was assembled into a shaft tube to prepare a sample ballpoint pen A.

ボールペンBの作製
前記実施例3及び比較例4、5のインキ組成物を軸筒内に収容し、直径0.5mmのWC−Co系超硬合金ボールAを抱持するステンレススチール製チップを筆記先端部に装着した櫛歯状インキ保留部材(ペン芯)を組み込むことで試料ボールペンBを作製した。
Production of Ballpoint Pen B The ink composition of Example 3 and Comparative Examples 4 and 5 was accommodated in a shaft cylinder, and a stainless steel chip holding a WC-Co cemented carbide ball A having a diameter of 0.5 mm was written. A sample ballpoint pen B was produced by incorporating a comb-like ink retaining member (pen core) attached to the tip.

前記インキ組成物及び試料ボールペンを用いて以下の試験を行った。
ボール腐食試験
調製した各インキ5gをサンプル瓶に移し取り、A、B二種類の超硬合金ボール(A:WC−Co系、B:WC−Ni系)を浸漬させて蓋をした後、70℃の環境下に30日間放置した。その後、室温にて光学顕微鏡(倍率1000倍)で各ボール表面の状態を確認した。
The following tests were conducted using the ink composition and the sample ballpoint pen.
Ball Corrosion Test 5 g of each prepared ink was transferred to a sample bottle, and two kinds of cemented carbide balls (A: WC-Co type, B: WC-Ni type) were dipped and capped. It was left for 30 days in an environment of ° C. Then, the state of each ball | bowl surface was confirmed with the optical microscope (1000-times multiplication factor) at room temperature.

筆記試験
筆記可能であることを確認した試料ボールペンを、横置き状態で50℃の環境下に60日間放置した後、JIS P3201筆記用紙Aに手書きで螺旋状の丸を連続筆記した際の筆記感と、目視による筆跡状態の確認を行った。
前記試験の結果を以下の表に示す。
Written test Written feeling when a sample ballpoint pen that has been confirmed to be writable is left in a 50 ° C environment for 60 days in a horizontal position and then handwritten on a JIS P3201 writing paper A. And the handwriting state by visual observation was confirmed.
The results of the test are shown in the following table.

Figure 2007145969
Figure 2007145969

尚、試験結果の評価は以下の通りである。
ボール腐食試験
○:初期と変化なし。
△:初期と比較して光沢が失われた。
×:初期と比較して表面が粗い、又は、析出や付着物あり。
筆記試験
○:滑らかに筆記でき、良好な筆跡を示した。
△:筆記時にひっかかり感があり、筆跡に若干のかすれや線飛びが見られる。
×:筆記感が悪く、筆跡にかすれや線飛びが多数見られる、又は、筆記不能。
The evaluation of the test results is as follows.
Ball corrosion test ○: No change from the initial stage.
(Triangle | delta): The glossiness was lost compared with the initial stage.
X: The surface is rough compared with the initial stage, or there is precipitation or deposits.
Writing test ○: Writing was smooth and good handwriting was shown.
(Triangle | delta): There exists a feeling of being caught at the time of writing, and a slight blur and a line jump are seen in a handwriting.
X: Written feeling is poor, and many blurs and line jumps are seen in the handwriting, or writing is impossible.

Claims (4)

着色剤と、水と、潤滑剤と、α−リポ酸とを少なくとも含有することを特徴とするボールペン用水性インキ組成物。   A water-based ink composition for ballpoint pens comprising at least a colorant, water, a lubricant, and α-lipoic acid. 前記α−リポ酸がインキ組成物全量中0.05〜5重量%の範囲で添加され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。   The water-based ink composition for ballpoint pens according to claim 1, wherein the α-lipoic acid is added in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the total amount of the ink composition. 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。   A ballpoint pen incorporating the water-based ink composition for ballpoint pens according to claim 1 or 2. 前記ボールペンが、少なくともタングステンカーバイドと結合材とからなる超硬合金ボールを筆記先端部に適用することを特徴とする請求項3記載のボールペン。   4. The ballpoint pen according to claim 3, wherein the ballpoint pen applies a cemented carbide ball made of at least tungsten carbide and a binder to the writing tip.
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