JP2011088971A - Aqueous ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen containing the same - Google Patents

Aqueous ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen containing the same Download PDF

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秀明 朝見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous ink composition for a ballpoint pen which has satisfactory dry-up resistance and dripping resistance and can develop a performance which is stabilized in the long term even if it is an aqueous ink using a shear-thinning tackifier which can be applied to a writing instrument of a simple structure, and to provide a ballpoint pen containing the same. <P>SOLUTION: The aqueous ink composition for a ballpoint pen at least include a colorant, water, a shear-thinning tackifier, and maltosyltrehalose. The ballpoint pen contains the aqueous ink composition for a ballpoint pen. <P>COPYRIGHT: (C)2011,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、ペン先における耐ドライアップ性および垂れ下がり防止性能に優れた、剪断減粘性を有するボールペン用水性インキ組成物に関する。   The present invention relates to a water-based ink composition for ballpoint pens. Furthermore, it is related with the water-based ink composition for ball-point pens which has the shear thinning viscosity which was excellent in the dry-up-proof property and the drooping prevention performance in a nib.

従来、キサンタンガムやダイユータンガム等の剪断減粘性付与剤を含む水性ボールペン用インキ組成物が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。
この種のインキは、剪断応力が加わらない静置時には高粘度であり、機構内において安定的に保持されており、筆記時にあっては高速回転するボールによる高剪断力によってボール近傍のインキが低粘度化し、その結果、インキはボールとボール収容部の間隙から吐出して紙面に転写されるものである。前記紙面に転写されたインキは剪断力から解放されるため再び高粘度状態となり、従来の水性インキ組成物の欠点である筆跡の滲みを発生させないものである。また、前述の剪断減粘性によってインキ漏れを発生することがなく、しかも、インキ流量を調節する流量調節部材(櫛歯状部材等のインキ一時的保溜部材)を要しないので、簡易な構造の筆記具が得られる等、多くの利点を有するため広く適用されている。
しかしながら前記水性インキでは、剪断減粘性付与剤が耐ドライアップ性能を阻害することがあるため、長時間ペン先を空気中に晒した状態で放置すると筆跡初期に筆跡カスレ等を生じたり、筆記できなくなる等の不具合を生じることがある。
Conventionally, an aqueous ballpoint pen ink composition containing a shear thinning agent such as xanthan gum or diutan gum has been disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
This type of ink has a high viscosity when it is left to stand without shear stress, and is stably held in the mechanism. When writing, the ink in the vicinity of the ball is low due to the high shear force of the ball rotating at high speed. As a result, the ink is discharged from the gap between the ball and the ball container and transferred onto the paper surface. Since the ink transferred onto the paper surface is released from the shearing force, it becomes a highly viscous state and does not cause handwriting blur, which is a defect of the conventional water-based ink composition. In addition, ink leakage does not occur due to the above-mentioned shear thinning and there is no need for a flow rate adjusting member (temporary ink retaining member such as a comb-like member) for adjusting the ink flow rate. It has been widely applied because it has many advantages such as obtaining writing instruments.
However, in the water-based ink, since the shear thinning agent may impair the dry-up resistance, leaving the pen tip exposed to the air for a long time may cause handwriting blurring or writing at the beginning of the handwriting. Problems such as disappearance may occur.

そこで、水溶性有機溶剤、多価アルコールや尿素やその誘導体等の湿潤剤を添加して、耐ドライアップ性能を向上させる提案がなされている(例えば、特許文献3参照)。
しかし、前記湿潤剤を配合したインキは、乾燥防止効果が不十分であったり、インキ粘度を増加させて線飛びやカスレ等の筆記不良が生じ易くなるものが多く、例えば、尿素の過度の添加では、ペン先から水分が蒸発して水溶性有機溶剤の濃度が上昇すると固形分がペン先に析出する、所謂、花咲き現象を生じて見栄えが悪くなると共にかすれ等を生じる。また、尿素やその誘導体は、分解によってアンモニアが発生し、インキのpHを上昇させることに起因して顔料の凝集を促進させる等の弊害があり、満足できる水性インキ組成物を得ることができなかった。
更に、前記湿潤剤を多量に添加した場合には、特に多湿環境下でペン先を下向きに放置すると、垂れ下がりが発生する等の弊害が認められるものであった。
Therefore, a proposal has been made to improve the dry-up resistance performance by adding a water-soluble organic solvent, a wetting agent such as a polyhydric alcohol, urea, or a derivative thereof (for example, see Patent Document 3).
However, inks containing the above-mentioned wetting agents often have insufficient drying prevention effects or increase the ink viscosity and are liable to cause writing defects such as line skipping and blurring. For example, excessive addition of urea In this case, when water is evaporated from the nib and the concentration of the water-soluble organic solvent is increased, a solid content is deposited on the nib, which causes a so-called flower bloom phenomenon, which deteriorates the appearance and causes fading. In addition, urea and its derivatives generate ammonia due to decomposition, and have an adverse effect such as promoting the aggregation of the pigment due to the increase in the pH of the ink, and a satisfactory aqueous ink composition cannot be obtained. It was.
Further, when a large amount of the wetting agent is added, there are some problems such as drooping when the pen nib is left downward, particularly in a humid environment.

特開昭59−74175号公報JP 59-74175 特開2005−68363号公報JP 2005-68363 A 特開平8−127746号公報JP-A-8-127746

本発明は、簡易な構造の筆記具に適用できる剪断減粘性付与剤を用いた水性インキであっても、耐ドライアップ性と垂れ下がり性を共に満足し、長期的に安定した性能を発現できるボールペン用水性インキ組成物と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 is for a ballpoint pen that can satisfy both dry-up resistance and sagging property and can exhibit stable performance in the long term even with a water-based ink using a shear thinning agent that can be applied to a writing instrument with a simple structure. An aqueous ink composition and a ballpoint pen incorporating the same are provided.

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、剪断減粘性付与剤と、マルトシルトレハロースを含有することを要件とする。
更に、前記マルトシルトレハロースがインキ組成物全量中1.0〜15重量%の範囲で添加されることを要件とする。
更には、前記いずれか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を要件とする。
The water-based ink composition for ballpoint pens of the present invention is required to contain a colorant, water, a shear thinning agent, and maltosyl trehalose.
Furthermore, it is required that the maltosyl trehalose is added in the range of 1.0 to 15% by weight based on the total amount of the ink composition.
Furthermore, a ballpoint pen incorporating any of the above-described water-based ink compositions for ballpoint pens is a requirement.

本発明により、剪断減粘性付与剤を用いた水性インキであってもペン先の耐ドライアッップ性能と垂れ下がり性能に優れたものとなるため、良好な筆跡を長期間に亘って形成できるボールペン用水性インキ組成物とそれを内蔵したボールペンとなる。   According to the present invention, water-based ink for ball-point pens that can form good handwriting over a long period of time, even with water-based ink using a shear thinning agent, because it has excellent dry-up resistance and drooping performance of the nib. An ink composition and a ballpoint pen incorporating the ink composition are provided.

前記マルトシルトレハロースは、マルトースとトレハロースによって構成される糖類であり、下記一般式で表される構造である。
インキ中に添加されるガム類や水溶性高分子類等の剪断減粘性付与剤は、ペン先で水分が蒸発したときに非常に強固な乾燥膜を形成し易く、その為、長時間筆記部が外気に晒された状態で放置すると筆記不良を生じ易いものであるが、本願構成では、先にマルトシルトレハロースがフィルム状の膜を形成してペン先を被覆するため、前記乾燥膜の形成を阻止すると共に耐ドライアップ性能を付与すると考えられる。
また、前記マルトシルトレハロースは熱に対して安定性が高く吸湿性が低い為、他の湿潤剤が高湿度化で空気中の水分を吸水するために生じる垂れ下がりやボタ落ち等の弊害を抑制した状態で耐ドライアップ性能が発現されると思われる。

Figure 2011088971
The maltosyl trehalose is a saccharide composed of maltose and trehalose, and has a structure represented by the following general formula.
Shear thinning agents such as gums and water-soluble polymers added to the ink are easy to form a very strong dry film when moisture evaporates at the nib. However, in the configuration of the present application, maltosyl trehalose forms a film-like film first to cover the pen tip, so that the dry film is formed. This is considered to prevent dryness and impart dry-up resistance.
In addition, the maltosyl trehalose has high heat stability and low hygroscopicity, so that other humectants have increased humidity and absorbed moisture in the air to suppress dripping and dripping. It seems that dry-up performance is exhibited in the state.
Figure 2011088971

前記マルトシルトレハロースはインキ組成物全量中1.0〜15重量%、好ましくは1.0〜10重量%の範囲で添加することができる。
1.0重量%未満では十分な耐ドライアップ性能を付与することは困難であり、また、15重量%を越えて添加しても一定以上の耐ドライアップ性能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 maltosyl trehalose can be added in an amount of 1.0 to 15% by weight, preferably 1.0 to 10% by weight, based on the total amount of the ink composition.
If it is less than 1.0% by weight, it is difficult to provide sufficient dry-up resistance, and even if added in excess of 15% by weight, no more than a certain level of improvement in dry-up resistance is observed. The above addition is not required.

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 (C.I. 16255), Tartrazine (C.I. 19140), Acid Blue Black 10B (C.I. 20470), Guinea Green (C.I. 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、更には熱変色性組成物、光変色性組成物、香料等を直接又はマイクロカプセル化したカプセル顔料等を例示できる。
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. For example, C.I. I. Pigment Blue 15: 3B [Product Name: S.P. S. Blue GLL, pigment content 22%, manufactured by Sanyo Color Co., Ltd.], C.I. I. Pigment Red 146 [Product Name: S.P. S. Pink FBL, pigment content 21.5%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.], C.I. I. Pigment Yellow 81 [Product name: TC Yellow FG, pigment content about 30%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.], C.I. 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.
In addition, pearl pigments, gold and silver metallic pigments, luminous pigments, white pigments such as titanium dioxide used in correction pens, metal powders such as aluminum, thermochromic compositions, photochromic compositions, and fragrances Examples thereof include capsule pigments directly or microencapsulated.

前記熱変色性組成物としては、(イ)電子供与性呈色性有機化合物、(ロ)電子受容性化合物、(ハ)前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性組成物が好適であり、マイクロカプセルに内包させて可逆熱変色性マイクロカプセル顔料として適用される。
前記可逆熱変色性組成物としては、特公昭51−44706号公報、特公昭51−44707号公報、特公平1−29398号公報等に記載された、所定の温度(変色点)を境としてその前後で変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、前記両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性(ΔH=1〜7℃)を有する可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた加熱消色型のマイクロカプセル顔料が適用できる。
The thermochromic composition includes (a) an electron-donating color-forming organic compound, (b) an electron-accepting compound, and (c) a reversible thermochromic composition comprising a reaction medium that determines the temperature at which the color reaction occurs. The composition is suitable and is encapsulated in microcapsules and applied as a reversible thermochromic microcapsule pigment.
Examples of the reversible thermochromic composition include those described in Japanese Patent Publication No. 51-44706, Japanese Patent Publication No. 51-44707, Japanese Patent Publication No. 1-29398, etc., at a predetermined temperature (discoloration point). Discolored before and after, decolored state in the temperature range above the high temperature side discoloration point, color development state in the temperature range below the low temperature side discoloration point, only one specific state exists in the normal temperature range among the two states, The other state is maintained as long as the heat or cold required to develop the state is applied, but when the heat or cold is no longer applied, the hysteresis width returns to the state exhibited in the normal temperature range. A heat decolorizable microcapsule pigment in which a reversible thermochromic composition having relatively small characteristics (ΔH = 1 to 7 ° C.) is encapsulated in a microcapsule can be applied.

更に、特公平4−17154号公報、特開平7−179777号公報、特開平7−33997号公報、特開平8−39936号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性(ΔH=8〜50℃)を示す、即ち、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色し、完全発色温度以下の低温域での発色状態、又は完全消色温度以上の高温域での消色状態が、特定温度域で色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた加熱消色型のマイクロカプセル顔料も適用できる。
尚、前記色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物として具体的には、完全発色温度を冷凍室、寒冷地等でしか得られない温度、即ち−50〜0℃、好ましくは−40〜−5℃、より好ましくは−30〜−10℃、且つ、完全消色温度を摩擦体による摩擦熱、ヘアドライヤー等身近な加熱体から得られる温度、即ち50〜95℃、好ましくは50〜90℃、より好ましくは60〜80℃の範囲に特定し、ΔH値を40〜100℃に特定することにより、常態(日常の生活温度域)で呈する色彩の保持に有効に機能させることができる。
Furthermore, large hysteresis characteristics (ΔH B = 8 to 50 ° C.) described in JP- B -4-17154, JP-A-7-179777, JP-A-7-33997, JP-A-8-39936, and the like. ), That is, when the shape of the curve plotting the change in the color density due to the temperature change is lowering the temperature from the lower temperature side than the color changing temperature range, as opposed to increasing the temperature from the lower temperature side. Reversible heat with color memory in a specific temperature range when the color changes in a low temperature range below the complete color development temperature or in a high temperature range above the complete color erase temperature. A heat-decolorable microcapsule pigment in which the color-changing composition is encapsulated in microcapsules is also applicable.
Specifically, as the reversible thermochromic composition having color memory, a complete color development temperature can be obtained only in a freezing room, a cold district, etc., that is, −50 to 0 ° C., preferably −40 to − 5 ° C., more preferably −30 to −10 ° C., and complete decoloring temperature obtained from a frictional heat generated by a friction body, a heating body such as a hair dryer, that is, 50 to 95 ° C., preferably 50 to 90 ° C. More preferably, by specifying the range of 60 to 80 ° C. and specifying the ΔH value of 40 to 100 ° C., it is possible to effectively function to maintain the color exhibited in the normal state (daily life temperature range).

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.

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、ゼータシーガム、ダイユータンガム、マクロホモプシスガム、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、ポリN−ビニル−カルボン酸アミド架橋物、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よい。   As the shear thinning agent, water-soluble or dispersible substances are effective, and xanthan gum, welan gum, zetasy gum, dieutan gum, macrohomopsis gum, and constituent monosaccharides are organic acid-modified heterogeneous of glucose and galactose. Succinoglycan, which is a polysaccharide (average molecular weight of about 100 to 8 million), guar gum, locust bean gum and its derivatives, hydroxyethyl cellulose, alkyl alginate, alkyl ester of methacrylic acid, molecular weight of 100,000 to 150,000 Polymers, glucomannan, carbohydrates having gelling ability extracted from seaweeds such as agar and carrageenan, poly N-vinyl-carboxylic acid amide cross-linked products, benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol or their derivatives, cross-linkable acrylic acid Coalescence Examples include inorganic fine particles, nonionic surfactants having an HLB value of 8 to 12, metal salts and amine salts of dialkylsulfosuccinic acid, and further, N-alkyl-2-pyrrolidone and anionic surfactant in the ink composition An agent may be added in combination.

その他、必要に応じて、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、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、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界面活性剤を使用してもよい。また、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、尿素、ピロリン酸ナトリウム等の他の湿潤剤を併用することもできる。
更に、潤滑剤を添加することができ、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、リン酸エステル系活性剤、ジカルボン酸型界面活性剤、β−アラニン型界面活性剤、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールやその塩やオリゴマー、3−アミノ−5−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、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−L−グルタミン酸とL−リジンとの縮合物やその塩等が用いられる。
アスコルビン酸類、エリソルビン酸類、α−トコフェロール、カテキン類、合成ポリフェノール、コウジ酸、アルキルヒドロキシルアミン、オキシム誘導体、α−グルコシルルチン、α−リポ酸、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、亜硫酸塩、スルホキシル酸塩、亜ジチオン酸塩、チオ硫酸塩、二酸化チオ尿素等を添加して化学的に気泡を除去することもできる。
また、N−ビニル−2−ピロリドンのオリゴマー、N−ビニル−2−ピペリドンのオリゴマー、N−ビニル−2−ピロリドン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ε−カプロラクタム、N−ビニル−ε−カプロラクタムのオリゴマー等の増粘抑制剤を添加することで、出没式形態での機能を高めることもできる。
In addition, if necessary, pH adjusters such as inorganic salts such as sodium carbonate, sodium phosphate and sodium acetate, organic basic compounds such as water-soluble amine compounds, rust preventives such as benzotriazole, tolyltriazole and 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) A preservative or antifungal agent such as pyridine, an antifoaming agent, a fluorine-based surfactant or a nonionic surfactant that improves ink permeability may be used. In addition, other wetting agents such as sorbitol, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, urea, sodium pyrophosphate can be used in combination.
Furthermore, a lubricant can be added, such as metal soap, polyalkylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide addition type cationic surfactant, phosphate ester type surfactant, dicarboxylic acid type surfactant, β-alanine type surfactant, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole and its salts and oligomers, 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole, thiocarbamate, dimethyldithiocarbamate, N-acyl-L -A condensate of glutamic acid and L-lysine or a salt thereof is used.
Ascorbic acids, erythorbic acids, α-tocopherol, catechins, synthetic polyphenols, kojic acid, alkylhydroxylamine, oxime derivatives, α-glucosylrutin, α-lipoic acid, phosphonate, phosphinate, sulfite, sulfoxylate It is also possible to chemically remove bubbles by adding dithionite, thiosulfate, thiourea dioxide or the like.
Further, oligomers of N-vinyl-2-pyrrolidone, oligomers of N-vinyl-2-piperidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, ε-caprolactam, N-vinyl-ε-caprolactam By adding a thickening inhibitor such as an oligomer, it is possible to enhance the function in the intruding form.

前記水性インキ組成物は、ボールペンチップを筆記先端部に装着したボールペンに充填される。
ボールペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、従来から汎用のものが適用でき、例えば、軸筒内にインキ組成物を充填したインキ収容管を有し、該インキ収容管はボールを先端部に装着したチップに連通しており、更にインキの端面には逆流防止用のインキ逆流防止体が密接しているボールペンが例示できる。
The water-based ink composition is filled in a ballpoint pen with a ballpoint tip attached to the writing tip.
The structure and shape of the ballpoint pen itself are not particularly limited, and a conventional one can be applied. For example, the ballpoint pen has an ink containing tube filled with an ink composition, and the ink containing tube has a ball. An example is a ballpoint pen that communicates with a tip attached to the tip and further has an ink backflow prevention body in close contact with the ink end face.

前記ボールペンチップについて更に詳しく説明すると、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。
また、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等が適用でき、直径0.1mm〜2.0mmの範囲のものが好適に用いられる。
The ballpoint pen tip will be described in more detail. A tip formed by holding a ball in a ball holding portion obtained by pressing and deforming the vicinity of the tip of a metal pipe inward from the outer surface, or a metal material is cut by a drill or the like A chip formed by holding the ball in the ball holding part formed by the above, or a ball held by a chip formed by cutting a metal pipe or metal material, and the ball is held forward by a spring body, etc. Can be applied.
Moreover, a cemented carbide, stainless steel, a ruby, a ceramic, etc. can be applied to the said ball | bowl, and the thing of the range of diameter 0.1mm-2.0mm is used suitably.

前記水性インキ組成物を収容するインキ収容管は、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。また、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。
前記インキ収容管にはチップを直接連結する他、接続部材を介して前記インキ収容管とチップを連結してもよい。
尚、前記インキ収容管は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。
For example, a molded body made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate is preferably used as the ink storage tube for storing the water-based ink composition in terms of low ink evaporation and productivity. Further, 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.
In addition to directly connecting the chip to the ink storage tube, the ink storage tube and the chip may be connected via a connecting member.
The ink storage tube may be a refill type in which the refill is stored in a shaft tube, or the shaft tube itself having a tip attached to a tip is used as an ink container, and ink is directly applied to the shaft tube. It may be filled.

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)が充填される。
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−オレフィンコオリゴマー、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。
Further, an ink backflow preventer (liquid stopper) is filled in the rear end portion 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 co-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.

前記ボールペンは、キャップ式、出没式のいずれの形態であってもよく、出没式ボールペンとしては、ボールペンレフィルに設けられた筆記先端部が外気に晒された状態で軸筒(外軸)内に収納されており、出没機構の作動によって軸筒開口部から筆記先端部が突出する構造であれば全て用いることができる。
出没機構の操作方法としては、ノック式、回転式、スライド式等が挙げられる。
前記ノック式は、軸筒後端部や軸筒側面にノック部を有し、該ノック部の押圧により、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部を押圧することにより、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記回転式は、軸筒後部に回転部を有し、該回転部を回すことによりボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記スライド式は、軸筒側面にスライド部を有し、該スライドを操作することによりボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部をスライドさせることにより、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記出没式ボールペンは軸筒内に複数のボールペンレフィルを収容してなる複合タイプの出没式ボールペン(レフィル交換式)であってもよい。
The ballpoint pen may be either a cap-type or a retractable type, and the retractable ballpoint pen is placed in the shaft cylinder (outer shaft) with the writing tip provided on the ballpoint pen refill exposed to the outside air. Any structure can be used as long as it is housed and the writing tip protrudes from the opening of the shaft cylinder by the operation of the retracting mechanism.
Examples of the operation method of the retracting mechanism include a knock type, a rotary type, and a slide type.
The knock type has a knock portion on the rear end portion of the shaft tube and the side surface of the shaft tube, and by pressing the knock portion, the writing tip portion of the ballpoint pen refill is projected and retracted from the front end opening portion of the shaft tube, or on the shaft tube. The structure which makes the writing tip part of a ball-point pen refill appear and disappear from the axial cylinder front-end opening part by pressing the provided clip part can be illustrated.
The rotary type has a rotating part at the rear part of the shaft cylinder, and can be exemplified by a configuration in which the writing tip part of the ballpoint pen refill is projected and retracted from the front end part of the shaft cylinder by turning the rotating part.
The slide type has a slide part on the side surface of the shaft cylinder, and the sliding tip of the writing point of the ballpoint pen refill is projected and retracted from the front end opening of the shaft cylinder by operating the slide, or the clip part provided on the shaft cylinder is slid. By doing so, it is possible to exemplify a configuration in which the writing tip portion of the ballpoint pen refill is projected and retracted from the opening at the front end of the shaft cylinder.
The retractable ballpoint pen may be a composite retractable ballpoint pen (refill exchange type) in which a plurality of ballpoint pen refills are accommodated in a shaft cylinder.

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 2011088971
Figure 2011088971

表中の原料の内容について注番号に沿って説明する。
(1)富士色素(株)製、商品名:SP ブラック 8922、固形分20%
(2)富士色素(株)製、商品名:SP ブルー 6401、固形分19%
(3)オリエント化学工業(株)製、商品名:ウォーターブラック100L、固形分20%
(4)(イ)成分として2−(2−クロロアニリノ)−6−ジ−n−ブチルアミノフルオラン4.5部、(ロ)成分として1,1−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)n−デカン4.5部、2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン7.5部、(ハ)成分としてカプリン酸4−ベンジルオキシフェニルエチル50.0部からなる可逆熱変色性組成物を内包したマイクロカプセル顔料(T:−20℃、T:−9℃、T:40℃、T:57℃、ΔH:63℃、平均粒子径:2.5μm、可逆熱変色性組成物/壁膜=2.6/1.0、黒色から無色に色変化する)
(5)第一工業製薬(株)製、商品名:プライサーフAL
(6)第一工業製薬(株)製、商品名:プライサーフA212C
(7)ゼネカ(株)製、商品名:プロキセルXL−2
(8)エレメンティスジャパン(株)製、商品名:レオレート299
(9)ローム&ハース(株)製、商品名:プライマルASE−60
(10)三晶(株)製、商品名:ケルザン
(11)三晶(株)製、商品名:レオザン
The contents of the raw materials in the table will be described along the note numbers.
(1) Product name: SP Black 8922, manufactured by Fuji Pigment Co., Ltd., solid content 20%
(2) Fuji Pigment Co., Ltd., trade name: SP Blue 6401, solid content 19%
(3) Made by Orient Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Water Black 100L, solid content 20%
(4) 4.5 parts of 2- (2-chloroanilino) -6-di-n-butylaminofluorane as component (a), 1,1-bis (4'-hydroxyphenyl) n- as component (b) Reversible thermochromic composition comprising 4.5 parts of decane, 7.5 parts of 2,2-bis (4'-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, and 50.0 parts of 4-benzyloxyphenylethyl caprate as the component (c) Microcapsule pigment encapsulating a product (T 1 : −20 ° C., T 2 : −9 ° C., T 3 : 40 ° C., T 4 : 57 ° C., ΔH: 63 ° C., average particle size: 2.5 μm, reversible thermal discoloration Composition / wall film = 2.6 / 1.0, color changes from black to colorless)
(5) Product name: Prisurf AL, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
(6) Product name: Prisurf A212C, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
(7) Product name: Proxel XL-2, manufactured by Zeneca Corporation
(8) Product name: Leorate 299, manufactured by Elementis Japan
(9) Product name: Primal ASE-60, manufactured by Rohm & Haas Co., Ltd.
(10) Product made by Sanki Co., Ltd., trade name: Kelzan (11) Product made by Sanki Co., Ltd., trade name: Leozan

インキの調製
水に増粘剤以外の成分を添加し、混合攪拌した後に増粘剤を添加して、20℃でディスパーにて400rpmで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 Components other than the thickener were added to the water, mixed and stirred, then the thickener was added, stirred at 400 rpm for 1 hour with a disper at 20 ° C., and filtered to prepare each ink.

インキ逆流防止体の調製
基油としてポリブテン98.5部中に、増粘剤として脂肪酸アマイド1.5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 Preventing Body After adding 1.5 parts of fatty acid amide as a thickener to 98.5 parts of polybutene as a base oil, the mixture was kneaded with three rolls to obtain an ink backflow preventing body.

ボールペンの作製
前記実施例及び比較例のインキ組成物を直径0.5mmの超硬合金ボール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(キャップ式)に組み込み、試料ボールペンを作製した。
前記試料ボールペンを用いて以下の試験を行った。
Preparation of Ballpoint Pen The ink composition of the above examples and comparative examples was filled in a ballpoint pen refill fitted with one end of a polypropylene pipe with a stainless steel tip holding a cemented carbide ball having a diameter of 0.5 mm. After the ink backflow preventive body was disposed on, the ballpoint pen refill was incorporated into a shaft cylinder (cap type) to prepare a sample ballpoint pen.
The following tests were conducted using the sample ballpoint pen.

キャップオフ試験
筆記可能であることを確認した各試料ボールペンをペン先が空気中に晒された状態とし、横置き状態で20℃(試験A)及び50℃(試験B)の二種類の環境下で60日間放置した後、室温にて旧JIS P3201筆記用紙Aに手書きで1行に12個の螺旋状の丸を3行連続筆記した。その際の筆跡状態を目視により確認した。
Cap-off test Each sample ballpoint pen that was confirmed to be writable was exposed to the air in the air, and placed in two environments at 20 ° C (Test A) and 50 ° C (Test B) in the horizontal position. Then, at the room temperature, 12 spiral circles were written in three lines in succession on the old JIS P3201 writing paper A by handwriting. The handwriting state at that time was confirmed visually.

垂れ下がり試験
筆記可能であることを確認した各試料ボールペンを用い、ペン先を空気中に晒した状態で20℃、95RH条件下に、ペン先下向き状態で2時間放置した後、ペン先先端を目視により観察した。
前記試験の結果を以下の表に示す。
Sagging test Using each sample ballpoint pen that has been confirmed to be writable, with the pen tip exposed to the air at 20 ° C and 95 RH for 2 hours in the pen tip downward position, the tip of the pen tip was visually observed. Was observed.
The results of the test are shown in the following table.

Figure 2011088971
Figure 2011088971

尚、試験結果の評価は以下の通りである。
キャップオフ試験
○:カスレを生じない、又は1行以内の筆記で回復した。
△:1行はカスレを生じるが、3行以内の筆記で回復した。
×:3行以内の筆記で回復せず、又は筆記不能。
垂れ下がり試験
○:異常なし。
△:ペン先先端にやや滴発生。
×:滴発生もしくはボタ落ち発生。
The evaluation of the test results is as follows.
Cap-off test ○: No blurring or recovery with writing within one line.
Δ: Scratching occurred on the first line, but recovered with writing within three lines.
X: It does not recover by writing within 3 lines, or writing is impossible.
Sag test ○: No abnormality.
Δ: Some drops are generated at the tip of the pen tip.
×: Dropping or dripping occurred.

Claims (3)

着色剤と、水と、剪断減粘性付与剤と、マルトシルトレハロースを含有するボールペン用水性インキ組成物。   A water-based ink composition for ballpoint pens containing a colorant, water, a shear thinning agent, and maltosyl trehalose. 前記マルトシルトレハロースがインキ組成物全量中1.0〜15重量%の範囲で添加される請求項1記載のボールペン用水性インキ組成物。   The aqueous ink composition for ballpoint pens according to claim 1, wherein the maltosyl trehalose is added in an amount of 1.0 to 15% 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.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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