JP2012017437A - 水性ボールペン - Google Patents
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Abstract
【課題】経時的に色材の沈降や凝集が生じにくく、描線上で充分な発色性を呈し、筆記感に優れた水性ボールペンを提供する。
【解決手段】着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とする水性ボールペン。
インク組成物中の前記着色微粒子の被内包物質がシリカを主成分とするガラスであることが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とする水性ボールペン。
インク組成物中の前記着色微粒子の被内包物質がシリカを主成分とするガラスであることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明は、水性ボールペンに関し、更に詳しくは、発色性、筆記感（書き味）、経時安定性に優れた水性ボールペンに関する。
従来より、水性ボールペン用インクに用いる色材としては、有機顔料、無機顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、金属酸化物を溶媒中に分散させたものや、染料を色材として使用している。
これらの色材を含有するインク組成物を搭載した水性ボールペンは、描線の発色性が充分でなかった。その理由としては、１）色材の濃度を高めにくいこと（濃度を高めると幾分発色性は向上するが、インク収容管内で色材の凝集などが生じやすく、経時安定性低下などの弊害が生じる。）、２）色材が紙の繊維中に浸透してしまい、紙繊維が露出しやすいこと（紙の上に充分に色材が載られていないこと）、３）色材の屈折率が高いため、光の散乱や反射がおきやすく、描線にテカリが生じること、などが挙げられる。
これらの色材を含有するインク組成物を搭載した水性ボールペンは、描線の発色性が充分でなかった。その理由としては、１）色材の濃度を高めにくいこと（濃度を高めると幾分発色性は向上するが、インク収容管内で色材の凝集などが生じやすく、経時安定性低下などの弊害が生じる。）、２）色材が紙の繊維中に浸透してしまい、紙繊維が露出しやすいこと（紙の上に充分に色材が載られていないこと）、３）色材の屈折率が高いため、光の散乱や反射がおきやすく、描線にテカリが生じること、などが挙げられる。
そこで、上記描線の発色性を向上させたものとして、例えば、ガラス粉に着色処理を施して有色彩化した１０μｍ〜１００μｍの平均粒径を有する顔料、具体的には、表面に顔料や金属などを薄膜コーティングして着色したフレーク状ガラス粉末顔料、水、及び粘度調整剤を含有する水性ボールペン用インク組成物が知られている（例えば、本願出願人よる特許文献１参照）。
しかしながら、この水性ボールペンに用いるガラス粉末顔料は、虹彩色調の色々なメタリック色を発色させた描線を得ることを目的とするものであり、メタリックの発色を出すために、色材の表面は、平面であることが必要で、その形状はフレーク状ガラスであることが望まれており、また、十分な光沢性を出すために、この色材の粒径は１０μｍ〜１００μｍに整えることが必要で、更に、ガラス粉の「表面」に着色処理を施している点も特徴を有するものであるため、顔料の凝集や経時的な沈降がややあり、混色した際に分離等の不具合が若干あるなどの課題があった。
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、経時的な色材の沈降や凝集が生じにくく、描線上で充分な発色性を呈し、筆記感に優れた水性ボールペンを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来の課題等を解決するために、鋭意研究を行った結果、着色微粒子として特定構造物性を有するガラス粒子を含有するインク組成物を搭載することにより、上記目的の水性ボールペンが得られることを見出し、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）〜（９）に存する。
（１） 着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とする水性ボールペン。
（２） インク組成物中の前記着色微粒子の被内包物質がシリカを主成分とするガラスであることを特徴とする上記（１）記載の水性ボールペン。
（３） インク組成物中に粘度調整剤を含有することを特徴とする上記（１）又は（２）記載の水性ボールペン。
（４） インク組成物中の前記着色微粒子の含有量が２〜４０質量％であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（５） インク組成物中の前記着色微粒子が平均粒子径０．１〜２０μｍ、真球度０．１〜２０μｍの粒状であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（６） インク組成物の剪断速度３８．３ｓ-1における２５℃の粘度値が１２００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（７） ボールペンチップを直接又は中継部材を介して挿着したインク収容管内に充填されたインク組成物後端面にインク追従体を配設してなることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（８） インク追従体の剪断速度１．０ｓ-1における２５℃の粘度値が１５０００ｍＰａ・ｓ以上、剪断速度１００ｓ-1における２５℃の粘度値が３０００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする上記（７）に記載の水性ボールペン。
（９） インク追従体の温度２５℃、角周波数０．１〜６３０ｒａｄ／ｓｅｃの全周波数領域におけるｔａｎδの値が、０．１〜４．５であることを特徴とする上記（７）又は（８）記載の水性ボールペン。
（１） 着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とする水性ボールペン。
（２） インク組成物中の前記着色微粒子の被内包物質がシリカを主成分とするガラスであることを特徴とする上記（１）記載の水性ボールペン。
（３） インク組成物中に粘度調整剤を含有することを特徴とする上記（１）又は（２）記載の水性ボールペン。
（４） インク組成物中の前記着色微粒子の含有量が２〜４０質量％であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（５） インク組成物中の前記着色微粒子が平均粒子径０．１〜２０μｍ、真球度０．１〜２０μｍの粒状であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（６） インク組成物の剪断速度３８．３ｓ-1における２５℃の粘度値が１２００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（７） ボールペンチップを直接又は中継部材を介して挿着したインク収容管内に充填されたインク組成物後端面にインク追従体を配設してなることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の水性ボールペン。
（８） インク追従体の剪断速度１．０ｓ-1における２５℃の粘度値が１５０００ｍＰａ・ｓ以上、剪断速度１００ｓ-1における２５℃の粘度値が３０００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする上記（７）に記載の水性ボールペン。
（９） インク追従体の温度２５℃、角周波数０．１〜６３０ｒａｄ／ｓｅｃの全周波数領域におけるｔａｎδの値が、０．１〜４．５であることを特徴とする上記（７）又は（８）記載の水性ボールペン。
本発明によれば、経時的な色材の沈降や凝集が生じにくく、描線上で充分な発色性を呈し、筆記感に優れた水性ボールペンが提供される。
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の水性ボールペンは、着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とするものである。
本発明の水性ボールペンは、着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とするものである。
本発明に用いる着色微粒子は、ガラスを母材とし、その内部に少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料を分散・内包させたガラス粒子を使用するものであり、母材内部に水性ボールペン用インク組成物の色材（着色剤）成分となる少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料を分散・内包させることにより、水性ボールペンにおけるペン先での目詰まりもなく、従来にない、優れた発色性（描線濃度）、筆記性能、経時安定性を発揮せしめるものである。
用いる着色微粒子において、母材となるガラスとしては、例えば、石英ガラス（シリカガラス）、ソーダ石灰ガラス（ソーダガラス）、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス（フリントガラス）が挙げられる。母材中に着色剤成分となる少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料を分散した状態で含有させることにより、得られる着色微粒子の隠蔽性（可視光に対する）を高めることができる。
用いる着色微粒子において、母材となるガラスとしては、例えば、石英ガラス（シリカガラス）、ソーダ石灰ガラス（ソーダガラス）、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス（フリントガラス）が挙げられる。母材中に着色剤成分となる少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料を分散した状態で含有させることにより、得られる着色微粒子の隠蔽性（可視光に対する）を高めることができる。
本発明に用いる着色微粒子において、母材となるガラスの内部に分散・内包する着色剤成分としては、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料を分散・内包することができる。具体的には、油溶性染料、水溶性染料、有機顔料、無機顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、金属・半金属酸化物、カーボンナノチューブ、フラーレン、黒鉛化カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、ダイヤモンド粒子、蓄光性顔料から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
有機顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、不溶性モノアゾ顔料、不溶性ジスアゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染め付けレーキ顔料などが挙げられる。
無機顔料として、例えば、カーボンブラック、鉄黒、紺青、群青、ベンガラ、黒酸化鉄、黄酸化鉄、黒酸化チタン、黄酸化鉄、酸化クロム、水酸化クロム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化コバルト、魚鱗箔、オキシ塩化ビスマス、雲母チタン、金ナノ粒子などが挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、オイルファーネスブラック、ガスファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及びランプブラックなどが挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾレーキ顔料、不溶性モノアゾ顔料、不溶性ジスアゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染め付けレーキ顔料などが挙げられる。
無機顔料として、例えば、カーボンブラック、鉄黒、紺青、群青、ベンガラ、黒酸化鉄、黄酸化鉄、黒酸化チタン、黄酸化鉄、酸化クロム、水酸化クロム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化コバルト、魚鱗箔、オキシ塩化ビスマス、雲母チタン、金ナノ粒子などが挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、オイルファーネスブラック、ガスファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及びランプブラックなどが挙げられる。
蛍光顔料としては、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等が挙げられる。
金属粉顔料としては、アルミニウム、銅、真鍮粉などが挙げられる。金属・半金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化銀などが挙げられる。
ダイヤモンド粒子としては、例えば、爆発法、静圧法、衝撃圧縮法、ＥＡＣＶＤ法、気相合成法及び液相成長法で作製したダイヤモンド粒子が挙げられ、形態としては、例えば、多結晶ダイヤモンド粒子、単結晶ダイヤモンド粒子およびクラスターダイヤモンドなどが挙げられる。カーボンナノチューブとしては、例えば、単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、２層ナノチューブ（ＤＷＮＴ）、多層ナノチューブ（ＭＷＮＴ）からなるものが挙げられる。
カーボン粒子であるフラーレンとしては、例えば、Ｃ６０、７０、７６、７８、８２、Ｃ８４、Ｃ９０等、種々の炭素数のものが挙げられる。
黒鉛としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛、膨張黒鉛、膨張化黒鉛などが挙げられる。
染料としては、例えば、後述する油溶性染料、水溶性染料などを挙げることができる。
金属粉顔料としては、アルミニウム、銅、真鍮粉などが挙げられる。金属・半金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化銀などが挙げられる。
ダイヤモンド粒子としては、例えば、爆発法、静圧法、衝撃圧縮法、ＥＡＣＶＤ法、気相合成法及び液相成長法で作製したダイヤモンド粒子が挙げられ、形態としては、例えば、多結晶ダイヤモンド粒子、単結晶ダイヤモンド粒子およびクラスターダイヤモンドなどが挙げられる。カーボンナノチューブとしては、例えば、単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、２層ナノチューブ（ＤＷＮＴ）、多層ナノチューブ（ＭＷＮＴ）からなるものが挙げられる。
カーボン粒子であるフラーレンとしては、例えば、Ｃ６０、７０、７６、７８、８２、Ｃ８４、Ｃ９０等、種々の炭素数のものが挙げられる。
黒鉛としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、キッシュ黒鉛、膨張黒鉛、膨張化黒鉛などが挙げられる。
染料としては、例えば、後述する油溶性染料、水溶性染料などを挙げることができる。
本発明に用いる着色微粒子において、好ましくは、発色性、平滑性、粉体強度の点から、母材となるガラスの内部に分散・内包する着色剤成分となる着色剤成分の平均粒子径は、１〜３００ｎｍの範囲、更に好ましくは、１０〜２５０ｎｍの範囲となるナノサイズとなるものが望ましい。
用いる着色剤成分となる少なくとも１種以上の顔料、染料などの含有量は、ガラス成分に対して、好ましくは、５〜８０質量％、更に好ましくは、１０〜７０質量％含有されることが望ましい。この含有量が５質量％未満の場合は、着色微粒子の発色および隠蔽性が不十分であり、一方、８０質量％を超えると、着色微粒子が脆くなってその機械的強度が低下することとなる。
また、用いる着色剤成分となる微粒子の形状としては、不定形、球状、円柱状、紡錘状等、特に限定はされないが、好ましくは、上記平均粒子径の範囲となるものが望ましい。なお、上記着色剤成分の含有量（含有率、質量％）は、〔（着色剤成分の質量）／（ガラス成分の質量）〕×１００によって算出した。
また、用いる着色剤成分となる微粒子の形状としては、不定形、球状、円柱状、紡錘状等、特に限定はされないが、好ましくは、上記平均粒子径の範囲となるものが望ましい。なお、上記着色剤成分の含有量（含有率、質量％）は、〔（着色剤成分の質量）／（ガラス成分の質量）〕×１００によって算出した。
本発明に用いる着色微粒子は、インク種、水性ボールペンのペン先構造等により、好適な大きさ、形状のものを用いることができ、好ましくは、粒状、球状、棒状、針状となるガラス粒子が望ましく、更に好ましくは、適度に粒子径制御することで、紙の上に色材が残りやすくなり、描線濃度が高まり、発色性も向上する点から、平均粒子径０．１〜２０μｍ、真球度０．１〜２０μｍの粒状となるものが好ましい。
この粒状の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、紙繊維のなかに色材が浸透し、描線濃度が充分に高まらないこととなり、平均粒子径が２０μｍを超えると、消去具などで描線を擦過した際に粒子が取れてしまい、発色の維持が困難となる。更に、真球度０．１〜２０μｍの粒状とすることで、筆記した際のボールの回転抵抗を妨げにくくなり、更に良好な筆記感を得ることが出来る。
なお、本発明（後述する実施例等を含む）において、上記着色微粒子の平均粒子径はレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置、例えば、マイクロトラックＩＩ（日機装社製）により求めることができる。また、本発明（後述する実施例等を含む）において、「真球度」とは、ＪＩＳ Ｂ １５０１に玉軸受用鋼球の測定方法として規定されているものと同等のものをいう。これによると真球度は、測定する鋼球１個を真円度測定機で互いに９０°をなす２または３赤道平面上の鋼球表面の輪郭を測定し、それぞれの最小外接円から鋼球表面までの半径方向の距離の最大値として求めるとあるが、本発明のガラス粒子は微小過ぎるためこの方法では計れない。したがって、ＪＩＳに準拠した測定を行うこととした。
具体的には、ＳＥＭまたはＴＥＭ画面上で観察される粒子１０個の１赤道平面についてのみ、最小外接円から粒子表面までの半径方向の距離の最大の値として真円度を画像処理によって測定し、真球度の値とした。
この粒状の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、紙繊維のなかに色材が浸透し、描線濃度が充分に高まらないこととなり、平均粒子径が２０μｍを超えると、消去具などで描線を擦過した際に粒子が取れてしまい、発色の維持が困難となる。更に、真球度０．１〜２０μｍの粒状とすることで、筆記した際のボールの回転抵抗を妨げにくくなり、更に良好な筆記感を得ることが出来る。
なお、本発明（後述する実施例等を含む）において、上記着色微粒子の平均粒子径はレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置、例えば、マイクロトラックＩＩ（日機装社製）により求めることができる。また、本発明（後述する実施例等を含む）において、「真球度」とは、ＪＩＳ Ｂ １５０１に玉軸受用鋼球の測定方法として規定されているものと同等のものをいう。これによると真球度は、測定する鋼球１個を真円度測定機で互いに９０°をなす２または３赤道平面上の鋼球表面の輪郭を測定し、それぞれの最小外接円から鋼球表面までの半径方向の距離の最大値として求めるとあるが、本発明のガラス粒子は微小過ぎるためこの方法では計れない。したがって、ＪＩＳに準拠した測定を行うこととした。
具体的には、ＳＥＭまたはＴＥＭ画面上で観察される粒子１０個の１赤道平面についてのみ、最小外接円から粒子表面までの半径方向の距離の最大の値として真円度を画像処理によって測定し、真球度の値とした。
本発明の着色微粒子は、ゾル−ゲル法によって合成（製造）することができる。例えば、粒状の場合、シリカ化合物と水を含む溶液に上記着色剤成分を分散させてなる原液を調製し、この原液をオイルバス中に滴下して、熱硬化させた後、オイルを除去して２００〜１２００℃で焼成し、必要に応じて粉砕、分級して、目的の平均粒径、真球度等となる着色微粒子を製造することができる。
更に必要に応じて、母材内に着色微粒子を分散・内包する際に、後述する染料を含有しても良く、また、得られた着色微粒子の表面をシリコーン、フッ素系樹脂等で表面処理して適宜疎水化処理を施してもよい。
更に必要に応じて、母材内に着色微粒子を分散・内包する際に、後述する染料を含有しても良く、また、得られた着色微粒子の表面をシリコーン、フッ素系樹脂等で表面処理して適宜疎水化処理を施してもよい。
本発明に用いる着色微粒子は、上述の如く、着色剤成分となるカーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、黒鉛化カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、ダイヤモンド粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料などの微粒子（ナノ粒子）が分散した状態で母材中に固定化されるため、再凝集せず、低粘度化が可能となり、同様に微粒子（ナノ粒子）がナノ分散し再凝集しにくいため固体配合比を高めることが可能となり、その結果として発色性が良好となり、描線の乾燥速度が速く、しかも、マトリックスによって付加価値が得られるものとなる。また、ガラス粒子の表面がミクロン〜サブミクロンオーダーでの面となっているため、潤滑性がよく、書き味（筆記性能）にも優れたものとなる。また、ガラス粒子本体（母材）をシリカとすることにより、低屈折率化によって光の散乱や反射が抑えられ、描線にテカリが生じにくく、発色性が高くなる。また、着色微粒子同士の凝集が起こり難い材料であるため、インク中での配合量を高めても不具合か起こりにくく、描線濃度が高められる。更に、良好な筆記感を保つことも出来る。
これらの着色微粒子の含有量としては、水性ボールペン用インク組成物（全量）中に、着色微粒子を２〜４０質量％、更に好ましくは、５〜４０質量％とすることが望ましい。
この着色微粒子の含有量が２質量％未満であると、十分な発色性が得られず、また、光沢の変化も無い結果となり、一方、４０質量％を超えると、固形分の体積が過度に多くなり、線割れ、カスレが生じやすく、また、ペン先からのインク流出性が低下することもある。
この着色微粒子の含有量が２質量％未満であると、十分な発色性が得られず、また、光沢の変化も無い結果となり、一方、４０質量％を超えると、固形分の体積が過度に多くなり、線割れ、カスレが生じやすく、また、ペン先からのインク流出性が低下することもある。
本発明に用いる水性ボールペン用インク組成物は、上述の如く、着色微粒子を含有するものであるが、他の成分としては、水（精製水、水道水、イオン交換水、蒸留水、純水、超純水等）の他、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、水溶性有機溶剤、粘度調整剤を含有することが好ましく、更に、界面活性剤、分散剤、樹脂、防菌材、ｐＨ調整剤、防腐剤、防錆剤、保湿剤などを適宜量選択して用いることができる。また、前述した水溶性染料、有機顔料、無機顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、金属・半金属酸化物、カーボンナノチューブ、フラーレン、黒鉛化カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、ダイヤモンド粒子、蓄光性顔料から選ばれる少なくとも１種を補色剤として配合しても良い。
用いることができる水溶性有機溶剤としては、特に限定されず、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、１，３−ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリン等や、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、単独或は混合して使用することができ、その使用量はインク組成物全量に対して、５〜４０質量％程度である。
用いることができる粘度調整剤としては、例えば、キサンタンガム、アラビアガム、トラガカントガム、グァーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、デキストラン、ウェランガム、ラムザンガム、アルカガム、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ヒドロキシプロピル化グァーガム、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレンオキサイド、酢酸ビニルとポリビニルピロリドンの共重合体、アクリル樹脂塩、アクリル酸とアルキルメタクリレートの共重合体又はそれらの塩などの少なくとも１種が挙げられる。この粘度調整剤の好適な含有により、適度に増粘させること、好ましくは後述する粘度範囲内とすることで着色微粒子の沈降をより抑えられるものとなる。
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸などの少なくとも１種が挙げられる。
また、分散剤としては、スチレン−マレイン酸共重合体及びその塩、スチレン−アクリル酸共重合体及びその塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体及びその塩、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物などの少なくとも１種が挙げられる。
染料は、上述の着色微粒子内に顔料などと共に内包、または、インク成分中に溶解させてもよく、例えば、油溶性染料、水溶性染料などを用いることができる。
油溶性染料としては、例えば、アゾ染料、造塩体染料、含金属染料、アントラキノン染料、縮合型染料、フタロシアニンスルホアマイド染料等を挙げることができ、具体的な例としては、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２、同６、同１４、同１５、同１６、同１９、同２１、同２３、同５６、同６１、同８０、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ １、同２、同５、同６、同１４、同３７、同４０、同４４、同４５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １、同３、同８、同２３、同２４、同２５、同２７、同３０、同４９、同８１、同８２、同８３、同８４、同１００、同１０９、同１２１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ９、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ８、同１３、同１４、同２１、同２７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２、同１１、同１２、同２５、同３５、同３６、同５５、同７３、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ ３、同５、同２０、同３７などの少なくとも１種が挙げられる。
また、水溶性染料としては、例えば、青色１号、青色２号、青色４０４号、赤色２号、赤色３号、赤色１０２号、赤色１０４号、赤色１０５号、赤色１０６号、ＤＰＰレッド、黄色４号、黄色５号、緑色３号、エオシン、フオキシン、ウォーターイエロー＃６−Ｃ、アシッドレッド、ウォーターブルー＃１０５、ブリリアントブルーＦＣＦ、ニグロシンＮＢ等の酸性染料；ダイレクトブラック１５４，ダイレクトスカイブルー５Ｂ、バイオレットＢＢ等の直接染料；ローダミン、メチルバイオレット等の塩基性染料などの少なくとも１種が挙げられる。
油溶性染料としては、例えば、アゾ染料、造塩体染料、含金属染料、アントラキノン染料、縮合型染料、フタロシアニンスルホアマイド染料等を挙げることができ、具体的な例としては、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２、同６、同１４、同１５、同１６、同１９、同２１、同２３、同５６、同６１、同８０、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ １、同２、同５、同６、同１４、同３７、同４０、同４４、同４５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １、同３、同８、同２３、同２４、同２５、同２７、同３０、同４９、同８１、同８２、同８３、同８４、同１００、同１０９、同１２１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ９、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ８、同１３、同１４、同２１、同２７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ２、同１１、同１２、同２５、同３５、同３６、同５５、同７３、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｒｏｗｎ ３、同５、同２０、同３７などの少なくとも１種が挙げられる。
また、水溶性染料としては、例えば、青色１号、青色２号、青色４０４号、赤色２号、赤色３号、赤色１０２号、赤色１０４号、赤色１０５号、赤色１０６号、ＤＰＰレッド、黄色４号、黄色５号、緑色３号、エオシン、フオキシン、ウォーターイエロー＃６−Ｃ、アシッドレッド、ウォーターブルー＃１０５、ブリリアントブルーＦＣＦ、ニグロシンＮＢ等の酸性染料；ダイレクトブラック１５４，ダイレクトスカイブルー５Ｂ、バイオレットＢＢ等の直接染料；ローダミン、メチルバイオレット等の塩基性染料などの少なくとも１種が挙げられる。
防腐剤としては、ペンタクロロフェノールナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２，４−チアゾリルベズイミダゾール、パラオキシ安息香酸エステルなどの少なくとも１種が挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、リン酸カリウム、トリエタノールアミンなどの少なくとも１種が挙げられる。
ｐＨ調整剤としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、リン酸カリウム、トリエタノールアミンなどの少なくとも１種が挙げられる。
本発明に用いる水性ボールペン用インク組成物は、上記着色微粒子の他、上記各成分を好適に組み合わせ、通常の水性ボールペン用インクの製造方法と同様に、攪拌機、ビーズミルなどで分散処理などして常法により、水性ボールペン用インク組成物を調製することができる。
本発明に用いる水性ボールペン用インク組成物は、充分なインク流出性を確保する点から、剪断速度３８．３ｓ-1における２５℃の粘度値が１２００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、更に好ましくは、５０〜５００ｍＰａ・ｓとすることが望ましい。
更に、疑塑性を付与することにより非筆記状態での着色微粒子（色材）の分散状態を保つことができ、筆記状態では（粘度が下がるため）充分な流出性を更に確保しやすくなる。
更に、疑塑性を付与することにより非筆記状態での着色微粒子（色材）の分散状態を保つことができ、筆記状態では（粘度が下がるため）充分な流出性を更に確保しやすくなる。
本発明の水性ボールペンは、上記組成となる水性ボールペン用インク組成物を搭載したものであり、好ましくは、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又は中継部材を介して挿着したパイプ又はパイプ形状の成形物等からなるインク収容管内に上記特性のインク組成物を充填し、かつ、該インク組成物後端面にインク追従体を配設してなる構成となるものが望ましい。このインク追従体を配設することで、水性ボールペン体を落下させてもインクが飛散しにくく、インクの消費残量も明確になる。
用いるインク追従体としては、好ましくは、インクの追従性と落下衝撃耐性を高度に両立する点から、用いるインク追従体の２５℃、剪断速度１．０ｓｅｃ-1における粘度値が１５０００ｍＰａ・ｓ以上、剪断速度１００ｓｅｃ-1における粘度値が３０００ｍＰａ・ｓ以上であることが望ましく、更に好ましくは、剪断速度１．０ｓｅｃ-1における粘度値が１５０００〜５００００ｍＰａ・ｓ、剪断速度１００ｓｅｃ-1における粘度値が３０００〜１００００ｍＰａ・ｓであることが望ましい。
また、インクの追従性と落下衝撃耐性、インク収容管への充填性（充填しやすさ）を更に確保する点から、前記インク追従体の温度２５℃、角周波数０．１〜６３０rad/secの全周波数領域におけるｔａｎδの値が、０．１〜４．５とすることが好ましく、より好ましくは、０．１〜２．０であることが望ましい。このｔａｎδは、ｔａｎδ＝損失弾性率／貯蔵弾性率を示す値であり、この値が大きいこと（ｔａｎδ＞１）流動性が高いこと（あるいは粘性体）であり、小さいこと（ｔａｎδ＜１）は、固体状（あるいは弾性体）に近いことである。ｔａｎδの値が４．５を上回ると、流動性が高まりすぎるため、リフィール中でインク追従体がインク側に移行しやすくなり、一方ｔａｎδが０．１を下回ると、インク追従体の弾性がかなり強くなるため、インク収容管への充填が困難となり、実用性が低下する。
更に好ましくは、本発明に用いるインク追従体は、上記各剪断域の粘度値、上記ｔａｎδの範囲を充足すると共に、インク追従体のＪＩＳ Ｋ２２２０−２００３に準拠した離油度試験６０℃、２４ｈの値が０．５〜１０％とすることが好ましい。
６０℃、２４ｈの離油度を０．５〜１０％とすることにより、インク消費に伴なうインク追従体の追従応答性が高く、流量が多い太字使用にも好適に適用でき、クリアドレイン性も高くなるなどの特性を発揮することができる。
更に好ましくは、本発明に用いるインク追従体は、上記各剪断域の粘度値、上記ｔａｎδの範囲を充足すると共に、インク追従体のＪＩＳ Ｋ２２２０−２００３に準拠した離油度試験６０℃、２４ｈの値が０．５〜１０％とすることが好ましい。
６０℃、２４ｈの離油度を０．５〜１０％とすることにより、インク消費に伴なうインク追従体の追従応答性が高く、流量が多い太字使用にも好適に適用でき、クリアドレイン性も高くなるなどの特性を発揮することができる。
用いるインク追従体は、基油（非水溶性有機溶剤）に増粘剤などを配合することにより調製することができ、インク追従体の上記諸特性（各剪断域の粘度値、ｔａｎδ、離油度）は、追従体に使用する基油（非水溶性有機溶剤）および増粘剤の種類や配合量などを適切に選択することにより、また場合により、適切な製造条件を選択することにより、得られるものである。
好ましいインク追従体に用いる基油の性質としては、水に不溶もしくは難溶であることが当然要求される。
基油としては、例えば、ポリブデン、鉱物油、シリコーンオイル等が挙げられる。好ましいポリブテンの市販品としては、例えば、ニッサンポリブテン２００Ｎ、ポリブテン３０Ｎ（日本油脂株式会社製；商品名）、ポリブテンＨＶ−１５（日本石油化学株式会社製；商品名）、３５Ｒ（出光興産株式会社製；商品名）などが挙げられ、好ましい鉱物油の市販品としては、例えば、ダイアナプロセスオイルＭＣ−３２Ｓ，ＭＣ−Ｗ９０（出光興産株式会社製；商品名）などが挙げられる。また、好ましいシリコーンオイルの市販品としては、例えば、ＴＦＳ４５１シリーズ、ＴＳＦ４５６シリーズ、ＴＳＦ４５８シリーズ（いずれも東芝シリコ−ン株式会社製；商品名）などが挙げられる。
好ましいインク追従体に用いる基油の性質としては、水に不溶もしくは難溶であることが当然要求される。
基油としては、例えば、ポリブデン、鉱物油、シリコーンオイル等が挙げられる。好ましいポリブテンの市販品としては、例えば、ニッサンポリブテン２００Ｎ、ポリブテン３０Ｎ（日本油脂株式会社製；商品名）、ポリブテンＨＶ−１５（日本石油化学株式会社製；商品名）、３５Ｒ（出光興産株式会社製；商品名）などが挙げられ、好ましい鉱物油の市販品としては、例えば、ダイアナプロセスオイルＭＣ−３２Ｓ，ＭＣ−Ｗ９０（出光興産株式会社製；商品名）などが挙げられる。また、好ましいシリコーンオイルの市販品としては、例えば、ＴＦＳ４５１シリーズ、ＴＳＦ４５６シリーズ、ＴＳＦ４５８シリーズ（いずれも東芝シリコ−ン株式会社製；商品名）などが挙げられる。
用いる増粘剤としては、基油に適度な粘弾性を付与できる性質を持つものであれば、全ての材料が使用可能である。その具体例としては、燐酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、ポリスチレン−ポリエチレン／ブチレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー及び／又はポリスチレン−ポリエチレン／プロピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、水添スチレンブタジエンラバー、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマー、ポリスチレン−ブタジエンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、ポリスチレン−イソプレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、アセトアルコキシアルミニウムジアルキレート、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー等の少なくとも１種が挙げられる。
その他必要に応じて、例えば、インク追従体の追従性向上剤（フッ素系界面活性剤など）、酸化防止剤等を配合することができる。
その他必要に応じて、例えば、インク追従体の追従性向上剤（フッ素系界面活性剤など）、酸化防止剤等を配合することができる。
用いるインク追従体の製法は、例えば、基油８０〜９９質量％、増粘剤１〜２０質量％、添加剤などのすべてのインク追従体成分を室温で予備混練し、ロールミル、ニーダーなどの分散機で混練する方法等を採用できる。また、室温下で溶解、分散が困難なポリマーなどを添加する際は、必要に応じて、加熱撹拌、加熱混練等することができる。また、製造されたインク追従体を、更にロールミル、ニーダーなどの分散機で再混練したり、加熱したりすることで、上記諸特性（各剪断域の粘度値、ｔａｎδ、離油度）に調整することができる。
図１は、本発明の水性ボールペンのリフィールホルダーの一例を示す断面図である。図中１０は、インク収容管、２０は上記組成のボールペン用水性インク組成物、３０は上記組成のインク追従体、４０はペン先部とインク収容管の継ぎ手部材、４１はペン先部（ボールペンチップホルダー）を示すものであり、このインク収容管１０を装着した筆記具本体（軸体）を含むノック式、非ノック式（キャップ式）の各種ボールペン構成を採用することにより、実施等に供することができる。
このように構成される本発明の水性ボールペンでは、上記構成のボールペン用水性インク組成物を搭載したボールペン体にて紙面に筆記すると、経時的に色材の沈降や凝集が生じにくく、描線上で充分な発色性を呈し、筆記感に優れた水性ボールペンが提供でき、しかも、インク追従体を備えることによりインク消費に伴うインク追従体の追従応答性が高く、流量が多い太字使用にも好適に適用できるものとなる。
このように構成される本発明の水性ボールペンでは、上記構成のボールペン用水性インク組成物を搭載したボールペン体にて紙面に筆記すると、経時的に色材の沈降や凝集が生じにくく、描線上で充分な発色性を呈し、筆記感に優れた水性ボールペンが提供でき、しかも、インク追従体を備えることによりインク消費に伴うインク追従体の追従応答性が高く、流量が多い太字使用にも好適に適用できるものとなる。
次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。
〔実施例１〜１５及び比較例１〜８〕
実施例、比較例の水性ボールペンに用いる着色微粒子Ａ〜Ｅ（下記表１参照）、これらの着色微粒子Ａ〜Ｅを含有する各水性ボールペン用インク（下記表２参照）、各インク追従体（下記表３参照）を下記製法等により調製した。
これらの水性ボールペン用インク、インク追従体を用いて下記方法により実施例１〜１５及び比較例１〜８の各水性ボールペンを作製した。
得られた各水性ボールペンについて、下記各評価方法により書き味、描線の黒さ・鮮やかさ、速書追従性、経時安定性（色分れ）について評価した。これらの結果を下記表４に示す。
実施例、比較例の水性ボールペンに用いる着色微粒子Ａ〜Ｅ（下記表１参照）、これらの着色微粒子Ａ〜Ｅを含有する各水性ボールペン用インク（下記表２参照）、各インク追従体（下記表３参照）を下記製法等により調製した。
これらの水性ボールペン用インク、インク追従体を用いて下記方法により実施例１〜１５及び比較例１〜８の各水性ボールペンを作製した。
得られた各水性ボールペンについて、下記各評価方法により書き味、描線の黒さ・鮮やかさ、速書追従性、経時安定性（色分れ）について評価した。これらの結果を下記表４に示す。
〔着色微粒子Ａ〜Ｅの調製〕
用いる着色微粒子として、下記製法、特性となる着色微粒子Ａ〜Ｅを用いた。得られた着色微粒子Ａ〜Ｅの平均粒子径、真球度は、下記測定方法により測定した。
（平均粒子径の測定方法）
レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置〔マイクロトラックＩＩ（日機装社製）〕により測定した。
（真球度の測定方法）
ＳＥＭまたはＴＥＭ画面上で観察される粒子１０個の最小外接円から粒子表面までの半径方向の距離の最大の値として求めた。
用いる着色微粒子として、下記製法、特性となる着色微粒子Ａ〜Ｅを用いた。得られた着色微粒子Ａ〜Ｅの平均粒子径、真球度は、下記測定方法により測定した。
（平均粒子径の測定方法）
レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置〔マイクロトラックＩＩ（日機装社製）〕により測定した。
（真球度の測定方法）
ＳＥＭまたはＴＥＭ画面上で観察される粒子１０個の最小外接円から粒子表面までの半径方向の距離の最大の値として求めた。
（着色微粒子Ａの調製）
着色微粒子Ａとしてカーボンブラック（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包したカーボンブラック内包シリカガラス粒子を用いた。このカーボンブラック内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記カーボンブラックを分散させてなる原液を調整し、この原液を加熱オイルバス中に滴下し硬化させた後、２００℃で焼成し、粉砕、分級して得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｂの調製）
着色微粒子Ｂとして、群青（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包した群青内包シリカガラス粒子を用いた。この群青内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記群青を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
着色微粒子Ａとしてカーボンブラック（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包したカーボンブラック内包シリカガラス粒子を用いた。このカーボンブラック内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記カーボンブラックを分散させてなる原液を調整し、この原液を加熱オイルバス中に滴下し硬化させた後、２００℃で焼成し、粉砕、分級して得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｂの調製）
着色微粒子Ｂとして、群青（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包した群青内包シリカガラス粒子を用いた。この群青内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記群青を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｃの調製）
着色微粒子Ｃとして、着色微粒子としてアゾレーキ赤色顔料（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包したアゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子を用いた。このアゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記アゾレーキ赤色顔料を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｄの調製）
着色微粒子Ｄとして、酸化チタン（平均粒径２５０ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包した酸化チタン内包シリカガラス粒子を用いた。この酸化チタン内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記酸化チタンを分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径５μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｅの調製）
着色微粒子Ｅとして、酸化チタン（平均粒径２５０ｎｍ、内包量１５質量％）と、アゾレーキ赤色顔料（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）とを分散・内包した酸化チタン・アゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子を用いた。
この酸化チタン・アゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記酸化チタンとアゾレーキ赤色顔料を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
着色微粒子Ｃとして、着色微粒子としてアゾレーキ赤色顔料（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包したアゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子を用いた。このアゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記アゾレーキ赤色顔料を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｄの調製）
着色微粒子Ｄとして、酸化チタン（平均粒径２５０ｎｍ、内包量３０質量％）を分散・内包した酸化チタン内包シリカガラス粒子を用いた。この酸化チタン内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記酸化チタンを分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径５μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
（着色微粒子Ｅの調製）
着色微粒子Ｅとして、酸化チタン（平均粒径２５０ｎｍ、内包量１５質量％）と、アゾレーキ赤色顔料（平均粒径１００ｎｍ、内包量３０質量％）とを分散・内包した酸化チタン・アゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子を用いた。
この酸化チタン・アゾレーキ赤色顔料内包シリカガラス粒子は、シリカと水を含む溶液に上記酸化チタンとアゾレーキ赤色顔料を分散させてなる原液を調整し、この原液を上記着色微粒子Ａの製法と同様にして得た平均粒子径４μｍ、真球度１μｍとなるものを用いた。
得られた着色微粒子Ａ〜Ｅの物性等の一覧を下記表１に示す。
（水性ボールペン用インクの調製）
下記表２に示される配合組成となる実施例用インク１０種（インク実１〜インク実１０）及び比較例用インク７種（インク比１〜インク比７）を用いた。具体的には、下記表２の配合成分中、基本媒体となる水（イオン交換水）、水溶性液体媒体、分散剤、着色剤（上記表１の着色微粒子Ａ〜Ｅ、顔料、染料）、界面活性剤、保湿剤、防腐剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤を順次添加後、撹拌機にて撹拌等することにより、各水性ボールペン用インク組成物を調製した。
得られた各水性ボールペン用インク組成物の２５℃における剪断速度３８．３ｓ-1の粘度値を下記測定方法により測定した。これらの結果を下記表２に示す。
下記表２に示される配合組成となる実施例用インク１０種（インク実１〜インク実１０）及び比較例用インク７種（インク比１〜インク比７）を用いた。具体的には、下記表２の配合成分中、基本媒体となる水（イオン交換水）、水溶性液体媒体、分散剤、着色剤（上記表１の着色微粒子Ａ〜Ｅ、顔料、染料）、界面活性剤、保湿剤、防腐剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤を順次添加後、撹拌機にて撹拌等することにより、各水性ボールペン用インク組成物を調製した。
得られた各水性ボールペン用インク組成物の２５℃における剪断速度３８．３ｓ-1の粘度値を下記測定方法により測定した。これらの結果を下記表２に示す。
（インク組成物の粘度値の測定）
測定装置 ：Ｅ型回転粘度計、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＲＣ−２１５Ｒ（東機産業株式会社製）
測定条件 ：コーン ：１°３４‘＊Ｒ２４
剪断速度 ：３８．３ｓｅｃ-1
測定時間 ：６０ｓｅｃ
測定温度 ：２５℃
測定装置 ：Ｅ型回転粘度計、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＲＣ−２１５Ｒ（東機産業株式会社製）
測定条件 ：コーン ：１°３４‘＊Ｒ２４
剪断速度 ：３８．３ｓｅｃ-1
測定時間 ：６０ｓｅｃ
測定温度 ：２５℃
（インク追従体Ａ〜Ｅの調製）
下記表３に示す基油、増粘剤（及び添加剤）を調合し、１２０℃でミキサーにて高速で１２０分間攪拌し、室温まで冷却後、ロール処理を１回行い、インク追従体Ａ〜Ｅを調製した。
得られたインク追従体Ａ〜Ｅについて、下記各測定方法により、１．０ｓ-1の粘度値、１００ｓ-1の粘度値、ｔａｎδ、離油度（６０℃−２４ｈ）を測定した。
これらの結果を下記表３に示す。
下記表３に示す基油、増粘剤（及び添加剤）を調合し、１２０℃でミキサーにて高速で１２０分間攪拌し、室温まで冷却後、ロール処理を１回行い、インク追従体Ａ〜Ｅを調製した。
得られたインク追従体Ａ〜Ｅについて、下記各測定方法により、１．０ｓ-1の粘度値、１００ｓ-1の粘度値、ｔａｎδ、離油度（６０℃−２４ｈ）を測定した。
これらの結果を下記表３に示す。
（各インク追従体の粘度値の測定方法）
測定装置 ：Ｅ型回転粘度計、ＤＩＧＩＴＡＬ ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＤＵＶ−ＥII（
東機産業株式会社製）
測定条件 ：コーン ：３°＊Ｒ１４
剪断時間 ：１．０ｓｅｃ-1、１００ｓｅｃ-1
測定時間 ：１２０ｓｅｃ
測定温度 ：２５℃
測定装置 ：Ｅ型回転粘度計、ＤＩＧＩＴＡＬ ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＤＵＶ−ＥII（
東機産業株式会社製）
測定条件 ：コーン ：３°＊Ｒ１４
剪断時間 ：１．０ｓｅｃ-1、１００ｓｅｃ-1
測定時間 ：１２０ｓｅｃ
測定温度 ：２５℃
（各インク追従体のｔａｎδ値の測定方法）
測定装置：ダイナミックスペクトロメーター ＲＤＳ−II、（レオメトリック・サイエンティフィック製）
測定条件（周波数依存性）：ジオメトリー ：パラレルプレート２０ｍｍφ 動的測定
SWEEP TYPE：ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＷＥＥＰ
周波数範囲 ：０．０６〜６３０ｒａｄ／ｓｅｃ
測定間隔 ：５ｐｏｉｎｔｓ／ｄｅｃａｄｅ
ひずみ ：１００％
測定温度 ：２５℃
雰囲気 ：窒素気流中
測定装置：ダイナミックスペクトロメーター ＲＤＳ−II、（レオメトリック・サイエンティフィック製）
測定条件（周波数依存性）：ジオメトリー ：パラレルプレート２０ｍｍφ 動的測定
SWEEP TYPE：ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＷＥＥＰ
周波数範囲 ：０．０６〜６３０ｒａｄ／ｓｅｃ
測定間隔 ：５ｐｏｉｎｔｓ／ｄｅｃａｄｅ
ひずみ ：１００％
測定温度 ：２５℃
雰囲気 ：窒素気流中
〔離油度の測定方法（ＪＩＳ Ｋ ２２２０−５．７−１９９３に準拠）〕
測定装置は、下記構成のものを用いた。
金網円錐濾過器：円錐部は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１９９３に規定する呼び寸法２５０μｍのニッケル金網、上部の外周に直径約０．８ｍｍのニッケル線をろう付けし、同径のニッケル線吊り手をつけたもの。
ビーカー：ＪＩＳ Ｋ ２０３９−１９９３に規定するもの。
ふた：厚さ約１ｍｍの黄銅製で、そのほぼ中央の内面に、直径約１．５ｍｍの黄銅製のかぎをロウ付けしたもの。
ガスケット：直径がふたの内径と同寸法、厚さ約１．５ｍｍの合成ゴム製で、中央部に約２０ｍｍの孔をあけたもの。
測定環境：測定温度６０±０．５℃
放置時間２４ｈ
測定方法：金網円錐ろ過器に試料約１０ｇを満たし、蓋のかぎにつるした。これをビーカー中に納め、恒温槽中に規定時間入れた。ビーカーを恒温槽から取り出し、室温まで放冷後、円錐に付着している油をビーカーに移し、ビーカー中の分離油の質量を下記算出式により求めた。
離油度算出式：Ａ＝Ｃ／Ｂ×１００
〔銃沖式中、Ａ：離油度（％）、Ｂ：試料の質量（ｇ）、Ｃ：分離油の質量（ｇ）〕
測定装置は、下記構成のものを用いた。
金網円錐濾過器：円錐部は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１９９３に規定する呼び寸法２５０μｍのニッケル金網、上部の外周に直径約０．８ｍｍのニッケル線をろう付けし、同径のニッケル線吊り手をつけたもの。
ビーカー：ＪＩＳ Ｋ ２０３９−１９９３に規定するもの。
ふた：厚さ約１ｍｍの黄銅製で、そのほぼ中央の内面に、直径約１．５ｍｍの黄銅製のかぎをロウ付けしたもの。
ガスケット：直径がふたの内径と同寸法、厚さ約１．５ｍｍの合成ゴム製で、中央部に約２０ｍｍの孔をあけたもの。
測定環境：測定温度６０±０．５℃
放置時間２４ｈ
測定方法：金網円錐ろ過器に試料約１０ｇを満たし、蓋のかぎにつるした。これをビーカー中に納め、恒温槽中に規定時間入れた。ビーカーを恒温槽から取り出し、室温まで放冷後、円錐に付着している油をビーカーに移し、ビーカー中の分離油の質量を下記算出式により求めた。
離油度算出式：Ａ＝Ｃ／Ｂ×１００
〔銃沖式中、Ａ：離油度（％）、Ｂ：試料の質量（ｇ）、Ｃ：分離油の質量（ｇ）〕
＊１：ポリブテン３０Ｎ（日本油脂社製）
＊２：ダイアナプロセスオイルＭＣ−３２Ｓ（出光興産社製）
＊３：ポリブテンＨＶ−１５（日本石油化学社製）
＊４：ＡＥＲＯＳＩＬ−９７４Ｄ（日本アエロジル社製）
＊５：セプトン８００４（クラレ社製）
＊６：クレイトン Ｇ−１７３０（シェルジャパン社製 ）
＊７：ＤＹＮＡＲＯＮ６２００Ｐ（ＪＳＲ社製）
＊８：エフトップ ＥＦ−８０１（三菱マテリアル社製）
（水性ボールペン体の作製）
上記表２で得られた各水性ボールペン用インク組成物１７種（インク実１〜インク実１０及びインク比１〜インク比７）と、上記表３で得られた各インク追従体Ａ〜Ｅを下記表４に示す組み合わせでボールペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名：シグノＵＭ−１００〕の軸を使用し、内径４．０ｍｍ、長さ１１３ｍｍポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ（超硬合金ボール）及び該インク収容管と該チップを連結する継手からなる三菱鉛筆社製インク収容管（リーフィールチューブ）インク１．１ｇ、インク追従体０．１ｇを夫々充填し、実施例１〜１５及び比較例１〜８の各水性ボールペン体を作製した。
上記表２で得られた各水性ボールペン用インク組成物１７種（インク実１〜インク実１０及びインク比１〜インク比７）と、上記表３で得られた各インク追従体Ａ〜Ｅを下記表４に示す組み合わせでボールペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名：シグノＵＭ−１００〕の軸を使用し、内径４．０ｍｍ、長さ１１３ｍｍポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ（超硬合金ボール）及び該インク収容管と該チップを連結する継手からなる三菱鉛筆社製インク収容管（リーフィールチューブ）インク１．１ｇ、インク追従体０．１ｇを夫々充填し、実施例１〜１５及び比較例１〜８の各水性ボールペン体を作製した。
（書き味の評価方法）
上記で得られた各水性ボールペン体を用いてフリーハンドで筆記用紙に「らせん筆記」し、筆記感を下記の基準で判定した。
評価基準：
○：滑らかで安定した書き味。
△：比較的ゴツゴツした硬い書き味。
×：ゴツゴツした硬い書き味でかつ線切れ、方向性がある。
上記で得られた各水性ボールペン体を用いてフリーハンドで筆記用紙に「らせん筆記」し、筆記感を下記の基準で判定した。
評価基準：
○：滑らかで安定した書き味。
△：比較的ゴツゴツした硬い書き味。
×：ゴツゴツした硬い書き味でかつ線切れ、方向性がある。
（描線の黒さ、鮮やかさの評価方法）
上記で得られた各水性ボールペン体を用いてフリーハンドで筆記用紙に「らせん筆記」し、黒インクは同条件で筆記した比較例２と、青インクは比較例３のペン体と、赤インクは比較例４のペン体と、ブルーブラックインクは比較例７のペン体と共に蛍光灯の下で描線を目視で観察し、下記評価基準で描線の黒さ、または、鮮やかさを評価した。
黒さの評価基準：
◎：比較例２よりも格段に描線が黒い。
○：比較例２よりも描線が黒い。
△：比較例２と描線の黒さが同レベルである。
×：比較例２の描線よりも黒さが劣る。
鮮やかさの評価基準：
◎：比較例３または４または７よりも格段に描線が鮮やかである。
○：比較例３または４または７よりも描線が鮮やかである。
△：比較例３または４または７と鮮やかさが同レベルである。
×：比較例３または４または７よりも鮮やかさが劣る（描線にくすみがある、若しくは白っぽい）。
上記で得られた各水性ボールペン体を用いてフリーハンドで筆記用紙に「らせん筆記」し、黒インクは同条件で筆記した比較例２と、青インクは比較例３のペン体と、赤インクは比較例４のペン体と、ブルーブラックインクは比較例７のペン体と共に蛍光灯の下で描線を目視で観察し、下記評価基準で描線の黒さ、または、鮮やかさを評価した。
黒さの評価基準：
◎：比較例２よりも格段に描線が黒い。
○：比較例２よりも描線が黒い。
△：比較例２と描線の黒さが同レベルである。
×：比較例２の描線よりも黒さが劣る。
鮮やかさの評価基準：
◎：比較例３または４または７よりも格段に描線が鮮やかである。
○：比較例３または４または７よりも描線が鮮やかである。
△：比較例３または４または７と鮮やかさが同レベルである。
×：比較例３または４または７よりも鮮やかさが劣る（描線にくすみがある、若しくは白っぽい）。
（速書追従性の評価方法）
各水性ボールペン体をＩＳＯ規格に準拠した筆記用紙に、フリーハンドで３倍速と２倍速と通常速度でそれぞれ筆記し、各筆記描線を下記の評価基準で評価した。
評価基準：
◎：３倍速の筆記でも全くカスレがなく、スムースに安定して筆記できる。
○：通常速度、２倍速の筆記とも全くカスレがなく、スムースに安定して筆記できる。
△：２倍速筆記で明らかな線切れが起きる。通常速度での筆記は可能。
×：通常に筆記してもインクが追従せず線切れが起こる。
各水性ボールペン体をＩＳＯ規格に準拠した筆記用紙に、フリーハンドで３倍速と２倍速と通常速度でそれぞれ筆記し、各筆記描線を下記の評価基準で評価した。
評価基準：
◎：３倍速の筆記でも全くカスレがなく、スムースに安定して筆記できる。
○：通常速度、２倍速の筆記とも全くカスレがなく、スムースに安定して筆記できる。
△：２倍速筆記で明らかな線切れが起きる。通常速度での筆記は可能。
×：通常に筆記してもインクが追従せず線切れが起こる。
〔経時安定性（色分かれ）の評価方法）〕
上記で得られた各水性ボールペン体を用いて５０℃相対湿度３０％の雰囲気で、ペン先を下向きにして６０日間放置し、取り出した後、室温まで放冷し、フリーハンドで２０周らせん筆記し、下記評価基準で経時安定性を評価した。
評価基準：
○：初期状態と比べ、描線濃度にほとんど変化がない。
△：初期状態と比べ、はじめの描線濃度が濃い（色材が沈降している）。
×：明らかな掠れが発生しており、正常に筆記ができない（沈降した色材がペン先に目詰まって、筆記性に影響が生じている）。
上記で得られた各水性ボールペン体を用いて５０℃相対湿度３０％の雰囲気で、ペン先を下向きにして６０日間放置し、取り出した後、室温まで放冷し、フリーハンドで２０周らせん筆記し、下記評価基準で経時安定性を評価した。
評価基準：
○：初期状態と比べ、描線濃度にほとんど変化がない。
△：初期状態と比べ、はじめの描線濃度が濃い（色材が沈降している）。
×：明らかな掠れが発生しており、正常に筆記ができない（沈降した色材がペン先に目詰まって、筆記性に影響が生じている）。
上記表１〜４の結果から明らかなように、本発明範囲の実施例１〜１５の着色微粒子を含有する各インク組成物を充填した水性ボールペンは、本発明の範囲外となる比較例１〜８の水性ボールペンに較べて、書き味、描線の黒さ・鮮やかさ、速書追従性、経時安定性（色分れ）に優れていることが判明した。
書き味、描線の黒さ・鮮やかさ、速書追従性、経時安定性（色分れ）等に優れた水性ボールペンが得られる。
１０ インク収容管
２０ ボールペン用水性インク組成物
３０ インク追従体
４０ ペン先部とインク収容管の継ぎ手部材
４１ ペン先部（ボールペンチップホルダー）
２０ ボールペン用水性インク組成物
３０ インク追従体
４０ ペン先部とインク収容管の継ぎ手部材
４１ ペン先部（ボールペンチップホルダー）
Claims (9)
- 着色微粒子として、少なくとも１種以上の顔料及び／又は染料をその内部に含むガラス粒子を使用し、該着色微粒子と水を含有するインク組成物を搭載したことを特徴とする水性ボールペン。
- インク組成物中の前記着色微粒子の被内包物質がシリカを主成分とするガラスであることを特徴とする請求項１記載の水性ボールペン。
- インク組成物中に粘度調整剤を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の水性ボールペン。
- インク組成物中の前記着色微粒子の含有量が２〜４０質量％であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の水性ボールペン。
- インク組成物中の前記着色微粒子が平均粒子径０．１〜２０μｍ、真球度０．１〜２０μｍの粒状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の水性ボールペン。
- インク組成物の剪断速度３８．３ｓ-1における２５℃の粘度値が１２００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の水性ボールペン。
- ボールペンチップを直接又は中継部材を介して挿着したインク収容管内に充填されたインク組成物後端面にインク追従体を配設してなることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の水性ボールペン。
- インク追従体の剪断速度１．０ｓ-1における２５℃の粘度値が１５０００ｍＰａ・ｓ以上、剪断速度１００ｓ-1における２５℃の粘度値が３０００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項７に記載の水性ボールペン。
- インク追従体の温度２５℃、角周波数０．１〜６３０ｒａｄ／ｓｅｃの全周波数領域におけるｔａｎδの値が、０．１〜４．５であることを特徴とする請求項７又は８記載の水性ボールペン。
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- 2010-07-09 JP JP2010156701A patent/JP2012017437A/ja active Pending
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