JP2013091695A - 筆記具用インク組成物およびそれを用いた筆記具 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期間にわたって気泡の発生を抑制し、かつ、経時保管後に筆記具等に衝撃等が加えられた場合や、ノック式筆記具に用いた場合などにおいても更に経時安定性に優れた水性インク組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの重合体の中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする水性インク組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの重合体の中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする水性インク組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ボールペン、マーキングペン等の筆記具用等に好適な筆記具用水性インク組成物に関し、更に詳しくは、長期間にわたり気泡の発生抑制効果を持った筆記具用水性インク組成物に関する。
背景技術
背景技術
従来より、水性インクを搭載したボールペンやマーキングペンなどの筆記具は、経時的に発生した気泡によって、インク流出量の不安定化や、吐出部からのインク噴き出し、または、全く逆にインク吐出不能などの様々な不具合を生じることがある。
そこで、気泡抑制・除去に関して、様々な手法が採られている。通常、インク中の気泡の除去に関しては、減圧処理など機械的な手法が用いられている場合があるが、完全な除去は困難な場合が多く、たとえ肉眼で観察できるレベルの気泡除去が行われてとしても、インク中に溶存した空気が、温度変化等によって析出するなど、その効果に関しては未だ完全とは言えないものである。
そのため、インク中で発生する気泡の除去を行うために、インク中に特定の物質を添加する手法が幾つか提案等されている。例えば、少なくとも着色剤、水、水溶性有機溶剤、剪断減粘性付与剤を含んでなる水性インク組成物において、亜硫酸塩、スルホキシル酸塩、亜ジチオン酸塩、チオ硫酸塩から選ばれる一種又は2種以上の化合物を含んでなる筆記具用水性インク組成物(例えば、特許文献1参照)が知られている。
しかしながら、この筆記具用水性インク組成物では、亜硫酸塩、スルホキシル酸塩、亜ジチオン酸塩、チオ硫酸塩などの塩類は他のインク中の添加物に影響を与えやすく、インクを長期間、安定で保持するために様々な工夫が必要となり、また、インクに配合できるものが制限される等の課題がある。
しかしながら、この筆記具用水性インク組成物では、亜硫酸塩、スルホキシル酸塩、亜ジチオン酸塩、チオ硫酸塩などの塩類は他のインク中の添加物に影響を与えやすく、インクを長期間、安定で保持するために様々な工夫が必要となり、また、インクに配合できるものが制限される等の課題がある。
一方、本願出願人は、少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、A群:システイン及びその誘導体、並びに、B群:一つ以上のシステイン残基を含むアミノ酸の重合体の中から選ばれる少なくとも1種をインク組成物全量に対して0.01〜10重量%含有することを特徴とする水性インク組成物を提案している(例えば、特許文献2参照)。
この水性インク組成物は、長期的に気泡の発生を抑制することができると共に、経時的にも安定性に優れたものであるが、ペン体にインクを充填後、一定期間経過に後発的に発生した気泡、例えば経時保管後にペン体に落下等の衝撃が加えられて発生した気泡や、ノック式筆記具において、ノック時の衝撃によりチップ先端からチップ内に入り込んだ気泡に対しては、時間の経過にしたがって気泡除去効果が低下するなどの課題が若干生じている。
特開2002−80770号公報(特許請求の範囲等)
特開2004−217826号公報(特許請求の範囲、実施例等)
この水性インク組成物は、長期的に気泡の発生を抑制することができると共に、経時的にも安定性に優れたものであるが、ペン体にインクを充填後、一定期間経過に後発的に発生した気泡、例えば経時保管後にペン体に落下等の衝撃が加えられて発生した気泡や、ノック式筆記具において、ノック時の衝撃によりチップ先端からチップ内に入り込んだ気泡に対しては、時間の経過にしたがって気泡除去効果が低下するなどの課題が若干生じている。
本発明は、上記従来の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、長期間にわたって気泡の発生を抑制し、かつ、経時保管後に筆記具(ノック式筆記具を含む)内に発生した気泡に対しても、優れた気泡除去効果を有し、更に経時安定性に優れた筆記具用水性インク組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、少なくとも、着色剤及び水を含有した筆記具用水性インク組成物に特定の化合物を含有することにより、筆記具用水性インク組成物の本来のインク特性を損なうことなく、上記目的の筆記具用水性インク組成物が得られることを見い出し、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)〜(4)に存する。
(1) 少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
(2)1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種の含有量がインク組成物全量に対して0.01〜5重量%含有することを特徴とする上記(1)記載の筆記具用水性インク組成物。
(3) 更に、酸素吸収剤を含有することを特徴とする上記(1)又は(2)記載の筆記具用水性インク組成物。
(4) 上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の筆記具用水性インク組成物がボールペン用インク収容体に収容されると共にインク追従体が収容されていることを特徴とするボールペン。
すなわち、本発明は、次の(1)〜(4)に存する。
(1) 少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
(2)1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種の含有量がインク組成物全量に対して0.01〜5重量%含有することを特徴とする上記(1)記載の筆記具用水性インク組成物。
(3) 更に、酸素吸収剤を含有することを特徴とする上記(1)又は(2)記載の筆記具用水性インク組成物。
(4) 上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の筆記具用水性インク組成物がボールペン用インク収容体に収容されると共にインク追従体が収容されていることを特徴とするボールペン。
本発明によれば、長期間にわたって気泡の発生を抑制し、かつ、経時保管後に筆記具等に衝撃等が加えられた場合や、ノック式筆記具に用いた場合などにおいても、後発的に発生した気泡を除去することができ、更に経時安定性に優れた水性インク組成物が提供される。
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とするものである。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とするものである。
これらの1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの合計含有量は、インク組成物全量に対して、0.01〜5重量%とすることが好ましく、更に好ましくは、0.05〜5重量%、特に好ましくは、0.1〜1重量%とすることが望ましい。
この含有量が、0.01重量%未満では、十分な気泡抑制効果・持続効果が得られず、逆に5重量%を越えると、インクの安定性が損なわれるため、好ましくない。
この含有量が、0.01重量%未満では、十分な気泡抑制効果・持続効果が得られず、逆に5重量%を越えると、インクの安定性が損なわれるため、好ましくない。
本発明に用いる着色剤としては、水に溶解もしくは分散する全ての染料、酸化チタン等の従来公知の無機系および有機顔料系、顔料を含有した樹脂粒子顔料、樹脂エマルションを染料で着色した疑似顔料、白色系プラスチック顔料、シリカや雲母を基材とし表層に酸化鉄や酸化チタンなどを多層コーティングした顔料等を制限なく使用することができる。
染料としては、例えば、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が挙げられる。
染料としては、例えば、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が挙げられる。
無機系顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、ニトロソ顔料などが挙げられる。より具体的には、カーボンブラック、チタンブラック、亜鉛華、べんがら、アルミニウム、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトポン、カドミウムエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデードオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、ホワイトカーボン、クレー、タルク、群青、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛白、紺白、紺青、マンガンバイオレット、アルミニウム粉、真鍮粉等の無機顔料、C.I.ピグメントブルー17、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー17、C.I.ピグメントブルー27、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド48、C.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド53、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー34、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー167、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット50、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
これらの着色剤の含有量は、インクの描線濃度に応じて適宜増減することが可能であるが、インク組成物全量に対して、0.1〜40重量%程度とすることが好ましい。
これらの着色剤は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
これらの着色剤の含有量は、インクの描線濃度に応じて適宜増減することが可能であるが、インク組成物全量に対して、0.1〜40重量%程度とすることが好ましい。
本発明に用いる水は、インクの主溶剤として含有するものであり、例えば、イオン交換水、蒸留水、精製水、純水などが好ましく用いられる。
これらの水の含有量は、インク組成物全量に対して、30〜80重量%とすることが好ましい。
この水の含有量が30%未満であると、インクの吐出性が劣る場合があり、筆記流量の低下を招くことがある。一方、80%を越えてより多いと、耐乾燥性の低下や筆記感の低下、インクの経時安定性の低下を招くことがある。
これらの水の含有量は、インク組成物全量に対して、30〜80重量%とすることが好ましい。
この水の含有量が30%未満であると、インクの吐出性が劣る場合があり、筆記流量の低下を招くことがある。一方、80%を越えてより多いと、耐乾燥性の低下や筆記感の低下、インクの経時安定性の低下を招くことがある。
本発明の水性インク組成物では、上記各成分以外に調整剤等として、以下に例示するような任意成分を組み合わせて筆記具用(ボールペン用、マーキングペン用)インクの用途に応じて適宜含有することができる。
顔料の分散樹脂としては、例えば、スチレンマレイン酸のアンモニウム塩、スチレンアクリル酸のアンモニウム塩などの水溶性高分子など;粘度調整剤としては、例えば、アクリル系合成高分子、天然ガム、セルロース、多糖類等;水溶性液体媒体としては、例えば、プロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類、グリセリンのアルキレンオキサイド付加物およびトリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド付加物およびこれらの混合物など;界面活性剤(潤滑剤)としては、カリ石けん、リシノール酸カリウムなど;防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、サポニン類等;pH調整剤としては水酸化カリウム、リン酸カリウム、トリエタノールアミン等;防腐剤としてはナトリウムオマジン、1,2−ベンゾイソチアゾリン等をそれぞれ必要に応じて使用することができる。
顔料の分散樹脂としては、例えば、スチレンマレイン酸のアンモニウム塩、スチレンアクリル酸のアンモニウム塩などの水溶性高分子など;粘度調整剤としては、例えば、アクリル系合成高分子、天然ガム、セルロース、多糖類等;水溶性液体媒体としては、例えば、プロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類、グリセリンのアルキレンオキサイド付加物およびトリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド付加物およびこれらの混合物など;界面活性剤(潤滑剤)としては、カリ石けん、リシノール酸カリウムなど;防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、サポニン類等;pH調整剤としては水酸化カリウム、リン酸カリウム、トリエタノールアミン等;防腐剤としてはナトリウムオマジン、1,2−ベンゾイソチアゾリン等をそれぞれ必要に応じて使用することができる。
更に、本発明では、更なる本発明の効果の向上を発揮せしめる点から、酸素吸収剤を含有せしめることが望ましい。
本発明で規定する「酸素吸収剤」とは、インク組成物中の溶存酸素濃度を減じる効果を有する物質をいい、例えば、ポリフェノール類,アミン類、その他の酸素吸収剤が挙げられ、具体的には以下の物質が例示される。
ポリフェノール類としては、例えば、ハイドロキノンン、カテコール、ピロガロール、フロログルシン、レゾルシン、2,3,4−ヒドロキシベンゾフェノン、2,3,5−トリメチルハイドロキノン、コウジ酸、フェルラ酸、クロロゲン酸、エラグ酸、ロスマリン酸、カテキン、セサモール、オレウロペイン及びこれらの誘導体が挙げられる。
アミン類としては、例えば、アルカノールアミン、芳香族アミン、ヒドロキシルアミン、システアミンが挙げられる。
その他の酸素吸収剤としては、例えば、アスコルビン酸及びその誘導体、α−トコフェロール、α−グルコシルルチン、プロアントシアニジン、α−グルコシルルチン、α−マルトシルルチン、α−マルトトリオシルルチン、α−マルトテトラオシルルチン、α−マルトペンタオシルルチン、ヒドロキシチロソール、フィチン酸、コリン、N−ビニル−2−ピロリドンのオリゴマー(2〜20量体)、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、ホルムアミジンスルフィン酸、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、アセトアルドキシム、プロピオンアルドキシム、ジメチルケトキシム、エチルメチルケトキシム、ジエチルケトキシム、システインやその誘導体、システイン残基を有するアミノ酸の重合体、シトルリン等が挙げられる。
本発明で規定する「酸素吸収剤」とは、インク組成物中の溶存酸素濃度を減じる効果を有する物質をいい、例えば、ポリフェノール類,アミン類、その他の酸素吸収剤が挙げられ、具体的には以下の物質が例示される。
ポリフェノール類としては、例えば、ハイドロキノンン、カテコール、ピロガロール、フロログルシン、レゾルシン、2,3,4−ヒドロキシベンゾフェノン、2,3,5−トリメチルハイドロキノン、コウジ酸、フェルラ酸、クロロゲン酸、エラグ酸、ロスマリン酸、カテキン、セサモール、オレウロペイン及びこれらの誘導体が挙げられる。
アミン類としては、例えば、アルカノールアミン、芳香族アミン、ヒドロキシルアミン、システアミンが挙げられる。
その他の酸素吸収剤としては、例えば、アスコルビン酸及びその誘導体、α−トコフェロール、α−グルコシルルチン、プロアントシアニジン、α−グルコシルルチン、α−マルトシルルチン、α−マルトトリオシルルチン、α−マルトテトラオシルルチン、α−マルトペンタオシルルチン、ヒドロキシチロソール、フィチン酸、コリン、N−ビニル−2−ピロリドンのオリゴマー(2〜20量体)、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、ホルムアミジンスルフィン酸、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、アセトアルドキシム、プロピオンアルドキシム、ジメチルケトキシム、エチルメチルケトキシム、ジエチルケトキシム、システインやその誘導体、システイン残基を有するアミノ酸の重合体、シトルリン等が挙げられる。
酸素吸収性能の測定にあたっては、市販されている溶存酸素測定器、例えばDO402G(横河電機社製)を利用して、通常の手法に従い、酸素吸収剤添加前後におけるインク中の溶存酸素濃度を測定することで確認することができる。
上記酸素吸収剤の合計含有量は、インク組成物全量に対して、0.01〜5重量%とすることが好ましく、更に好ましくは、0.05〜3重量%、特に好ましくは、0.1〜2重量%とすることが望ましい。
これらの酸素吸収剤の含有量が、0.01重量%未満では、更なる本発明の効果の向上が期待できず、逆に5重量%を越えると、インクの安定性が損なわれるため、好ましくない。
これらの酸素吸収剤の含有量が、0.01重量%未満では、更なる本発明の効果の向上が期待できず、逆に5重量%を越えると、インクの安定性が損なわれるため、好ましくない。
本発明の水性インク組成物は、水性インク組成物の用途等に応じて、好適な粘度範囲とすることができ、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)の場合は、25℃の条件下においてEMD型粘度計で測定した剪断速度3.83/sの粘度値を、好ましくは、20〜3000mPa・sの範囲、更に好ましくは、50〜2000mPa・sの範囲とすることが望ましい。
この剪断速度3.83/sの粘度値を、20〜3000mPa・sの範囲にすることにより、更に経時的なインクの分離が発生せず、且つ筆記感が更に良好なインクとすることができる。
また、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)の場合、25℃の条件下においてEMD型粘度計で測定した剪断速度383/sの粘度値を、好ましくは、5〜200mPa・s、更に好ましくは、10〜150mPa・sの範囲とすることが望ましい。
この剪断速度383/sの粘度値の粘度値を、5〜200mPa・sの範囲にすることにより、筆記時におけるインク粘度が適正な範囲となり、更に良好な筆記性を実現することができる。
この剪断速度3.83/sの粘度値を、20〜3000mPa・sの範囲にすることにより、更に経時的なインクの分離が発生せず、且つ筆記感が更に良好なインクとすることができる。
また、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)の場合、25℃の条件下においてEMD型粘度計で測定した剪断速度383/sの粘度値を、好ましくは、5〜200mPa・s、更に好ましくは、10〜150mPa・sの範囲とすることが望ましい。
この剪断速度383/sの粘度値の粘度値を、5〜200mPa・sの範囲にすることにより、筆記時におけるインク粘度が適正な範囲となり、更に良好な筆記性を実現することができる。
更に、本発明の水性インク組成物がニュートニアン性インク(例えば、低粘度水性ボールペン用インク)の場合は、25℃の条件下においてELD型粘度計で測定した剪断速度192/sの粘度値を、好ましくは、1〜20mPa・s、更に、好ましくは、2〜10mPa・sの範囲とすることが望ましい。
この剪断速度192/sの粘度値を、1〜20mPa・sの範囲にすることにより、更に安定な筆記性を示すボールペン用インクを実現することができる。
なお、上記各粘度範囲において、EMD型粘度計で測定した剪断速度3.83/sの粘度範囲、剪断速度383/sの粘度の粘度範囲と、ELD型粘度計で測定した剪断速度192/sの粘度範囲とを規定したのは、各々のインク粘度特性を示すために、適切な測定領域となるためである。
この剪断速度192/sの粘度値を、1〜20mPa・sの範囲にすることにより、更に安定な筆記性を示すボールペン用インクを実現することができる。
なお、上記各粘度範囲において、EMD型粘度計で測定した剪断速度3.83/sの粘度範囲、剪断速度383/sの粘度の粘度範囲と、ELD型粘度計で測定した剪断速度192/sの粘度範囲とを規定したのは、各々のインク粘度特性を示すために、適切な測定領域となるためである。
本発明の水性インク組成物の製造方法は、他の水性インク組成物の製造方法と比べて特に変わるところはなく製造することができる。
すなわち、本発明の水性インク組成物は、上述した各成分をミキサー等によって混合攪拌することによって、各種用途の水性インク組成物、例えば、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)、ニュートニアン性インク(例えば、低粘度水性ボールペン用インク)などを製造することができる。
また、本発明の水性インク組成物のpH(25℃)は、使用性、安全性、インク自身の安定性、インク収容体とのマッチング性の点からpH調整剤などにより5〜10に調整されることが好ましく、更に好ましくは、6〜9.5とすることが望ましい。
すなわち、本発明の水性インク組成物は、上述した各成分をミキサー等によって混合攪拌することによって、各種用途の水性インク組成物、例えば、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)、ニュートニアン性インク(例えば、低粘度水性ボールペン用インク)などを製造することができる。
また、本発明の水性インク組成物のpH(25℃)は、使用性、安全性、インク自身の安定性、インク収容体とのマッチング性の点からpH調整剤などにより5〜10に調整されることが好ましく、更に好ましくは、6〜9.5とすることが望ましい。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、ボールペンチップ、繊維チップ、フェルトチップ、プラスクチップなどのペン先部を備えたボールペン、マーキングペン等に搭載される。
本発明におけるボールペンとしては、上記構成の水性インク組成物をボールペン用インク収容体(リフィール)に収容すると共に、該インク収容体内に収容された水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。
なお、ボールペン、マーキングペンの構造は、特に限定されず、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の水性インク組成物を充填したコレクター構造(インク保持機構)を備えた直液式のボールペン、マーキングペンであってもよいものである。
本発明におけるボールペンとしては、上記構成の水性インク組成物をボールペン用インク収容体(リフィール)に収容すると共に、該インク収容体内に収容された水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。
なお、ボールペン、マーキングペンの構造は、特に限定されず、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の水性インク組成物を充填したコレクター構造(インク保持機構)を備えた直液式のボールペン、マーキングペンであってもよいものである。
このように構成される本発明の水性インク組成物が、何故長期間にわたって、また、長期保管後であっても衝撃等により生じた気泡の発生を抑制する機能を発現するかは以下のように推察される。
すなわち、少なくとも水及び着色剤を含有した水性インク組成物中に、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有せしめると、インク中の酸素と反応して気泡発生抑制効果を発現し、しかも、長期保管後であっても衝撃等により生じた気泡の発生も水性インク組成物中に残存する1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンにより、気泡の発生を抑制しその抑制効果を長期に亘って持続する機能を発現するものと推察される。なお、従来の気泡抑制剤は、水性インク組成物充填時や充填中に生じた気泡の発生を抑制するものであるが、時間の経過に従ってその効果が減ずるという課題があった。なぜ本願発明のピラゾロン、ピラゾリン類が長期に亘って気泡の発生を抑制するのかメカニズムは不明だが、常温において反応が緩やかに進行するためと思われる。
また、本発明で用いる上記1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種は、経時的にインクの変色を生じせしめたりすることもなく、また、色剤として顔料を使用した場合にも顔料の凝集を発生させることもなく、かつ、気泡抑制効果・持続高価が極めて優れているために多くの含有量が必要でなく、しかも、その効果の発現期間・持続時間も長く、更に水溶性であるために経時的な安定性にも優れたものとなる。
すなわち、少なくとも水及び着色剤を含有した水性インク組成物中に、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有せしめると、インク中の酸素と反応して気泡発生抑制効果を発現し、しかも、長期保管後であっても衝撃等により生じた気泡の発生も水性インク組成物中に残存する1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンにより、気泡の発生を抑制しその抑制効果を長期に亘って持続する機能を発現するものと推察される。なお、従来の気泡抑制剤は、水性インク組成物充填時や充填中に生じた気泡の発生を抑制するものであるが、時間の経過に従ってその効果が減ずるという課題があった。なぜ本願発明のピラゾロン、ピラゾリン類が長期に亘って気泡の発生を抑制するのかメカニズムは不明だが、常温において反応が緩やかに進行するためと思われる。
また、本発明で用いる上記1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種は、経時的にインクの変色を生じせしめたりすることもなく、また、色剤として顔料を使用した場合にも顔料の凝集を発生させることもなく、かつ、気泡抑制効果・持続高価が極めて優れているために多くの含有量が必要でなく、しかも、その効果の発現期間・持続時間も長く、更に水溶性であるために経時的な安定性にも優れたものとなる。
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に限定されるものではない。
〔実施例1〜8及び比較例1〜4〕
下記表1に示す配合組成で、常法により本発明範囲となる筆記具用水性インク組成物(実施例1〜8)及び本発明の範囲外となる比較インク(比較例1〜4)を調製した。
得られた各水性インク組成物の各粘度、pHを下記各方法により測定した。これらの結果を下記表1に示す。
下記表1に示す配合組成で、常法により本発明範囲となる筆記具用水性インク組成物(実施例1〜8)及び本発明の範囲外となる比較インク(比較例1〜4)を調製した。
得られた各水性インク組成物の各粘度、pHを下記各方法により測定した。これらの結果を下記表1に示す。
また、得られた各水性インク組成物において、実施例1〜8及び比較例1〜4に関しては、下記構成のノック式水性ボールペン体(三菱鉛筆社製、uni−ball SigNo、ボール径φ0.7mm)のポリプロピレン製のインク収容管(内径:4mm、長さ:110mmのリフィール)に1g充填し、水性ボールペンを作製した。なお、インク追従体として、各水性インクに対して比重の軽いポリブテンを0.15g用いて、フィール内に充填した水性インクの後端部に接触状態で充填した。
上記で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、初期筆記性、経時後の気泡発生、並びに、衝撃後の気泡発生状況等について評価した。
これらの結果を下記表1に示す。
これらの結果を下記表1に示す。
(粘度の測定方法)
EMD型粘度計での測定:
VISCOMETER RE110R(東機産業社製)により、上記25℃、剪断速度3.83/s及び剪断速度383/sでの条件下において測定した。
EMD型粘度計での測定:
VISCOMETER RE110R(東機産業社製)により、上記25℃、剪断速度3.83/s及び剪断速度383/sでの条件下において測定した。
(pHの測定方法)
初期にpH(25℃)を測定したインクを蓋付きのガラス瓶に充填して、50℃の条件下で1ヶ月間保管してpH(25℃)を測定した。pH測定は、HORIBA pH/ION METER F−23(HORIBA社製)により測定した。
初期にpH(25℃)を測定したインクを蓋付きのガラス瓶に充填して、50℃の条件下で1ヶ月間保管してpH(25℃)を測定した。pH測定は、HORIBA pH/ION METER F−23(HORIBA社製)により測定した。
(1) 筆記性の評価方法
実施例1〜8及び比較例1〜4の各配合組成によって得られた水性インク組成物をそれぞれ上記の各ボールペン体に充填し、ペン先を下向きにして、50℃、30%RHの雰囲気下で1ヶ月保管し、先の期間が経過した後に、ペン先を上向きのまま室温で6時間放置し、直径約2cmの円を連続して30個筆記して、その筆記性を下記評価基準で評価した。
評価基準:
○:描線が良好に筆記できる
△:長さ1cm未満の描線途切れが発生する。
×:長さ1cm以上の描線途切れが発生する。
実施例1〜8及び比較例1〜4の各配合組成によって得られた水性インク組成物をそれぞれ上記の各ボールペン体に充填し、ペン先を下向きにして、50℃、30%RHの雰囲気下で1ヶ月保管し、先の期間が経過した後に、ペン先を上向きのまま室温で6時間放置し、直径約2cmの円を連続して30個筆記して、その筆記性を下記評価基準で評価した。
評価基準:
○:描線が良好に筆記できる
△:長さ1cm未満の描線途切れが発生する。
×:長さ1cm以上の描線途切れが発生する。
(2) 経時後の気泡発生状況の評価方法、経時後における衝撃後の気泡発生状況の評価方法
<経時後の気泡発生状況の評価方法>
実施例1〜8及び比較例1〜4の各配合組成によって得られたインクをそれぞれ上記のボールペン体に充填し、ペン先を下向きにして、50℃、30%RHの雰囲気下で1ヶ月保管し、左記の期間が経過した後に、ペン先を下向きのまま室温で6時間放置し、インクとインク追従体界面に出現する気泡を目視にて確認し、下記評価基準で評価した。
<衝撃を与えた後の気泡発生状況の評価方法>
また、上記により得られたノック式ボールペン体を、ペン先を下向きにして、ノックを5回行った後、ペン先を下向きにして、上記50℃、30%RHの雰囲気下で1週間保管し、左記の期間が経過した後に、ペン先を下向きのまま室温で6時間放置し、インクとインク追従体界面に出現する気泡を目視にて確認し、下記評価基準で評価した。
<経時後の気泡発生状況の評価方法>
実施例1〜8及び比較例1〜4の各配合組成によって得られたインクをそれぞれ上記のボールペン体に充填し、ペン先を下向きにして、50℃、30%RHの雰囲気下で1ヶ月保管し、左記の期間が経過した後に、ペン先を下向きのまま室温で6時間放置し、インクとインク追従体界面に出現する気泡を目視にて確認し、下記評価基準で評価した。
<衝撃を与えた後の気泡発生状況の評価方法>
また、上記により得られたノック式ボールペン体を、ペン先を下向きにして、ノックを5回行った後、ペン先を下向きにして、上記50℃、30%RHの雰囲気下で1週間保管し、左記の期間が経過した後に、ペン先を下向きのまま室温で6時間放置し、インクとインク追従体界面に出現する気泡を目視にて確認し、下記評価基準で評価した。
評価基準:
○:インクとインク追従体界面に気泡が全く存在しない。
△:インクとインク追従体界面に直径1mm未満の気泡が1個存在する。
×:インクとインク追従体界面に直径1mm以上の気泡が1個以上、若しくは直径1mm未満の気泡が2個以上存在する。
○:インクとインク追従体界面に気泡が全く存在しない。
△:インクとインク追従体界面に直径1mm未満の気泡が1個存在する。
×:インクとインク追従体界面に直径1mm以上の気泡が1個以上、若しくは直径1mm未満の気泡が2個以上存在する。
上記表1中の着色剤A,B、分散剤A,Bは下記のとおりである。
着色剤A:Chromofine Blue 4965(青色顔料、大日精化工業社製)
着色剤B:WATER BLACK R455(黒色染料、オリエント化学工業社製)
分散剤A:ジョンクリルJ62(BASFジャパン社製)
分散剤B:ジョンクリル7001(BASFジャパン社製)
着色剤A:Chromofine Blue 4965(青色顔料、大日精化工業社製)
着色剤B:WATER BLACK R455(黒色染料、オリエント化学工業社製)
分散剤A:ジョンクリルJ62(BASFジャパン社製)
分散剤B:ジョンクリル7001(BASFジャパン社製)
上記表1の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例1〜8の各水性インク組成物(ゲルインク水性ボールペン用インク)は、本発明の範囲外となる比較例1〜4に較べて、経時的な気泡の抑制・持続効果、経時保管後に筆記具(ノック式筆記具を含む)内に発生した気泡に対しても、優れた気泡除去効果に優れていることが判明した。
これに対して、比較例1〜4は、実施例1〜8の1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有しないインクの配合組成であり、これらの場合は、経時後においてノック等による衝撃で発生した気泡を抑制できないことが判った。
これに対して、比較例1〜4は、実施例1〜8の1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有しないインクの配合組成であり、これらの場合は、経時後においてノック等による衝撃で発生した気泡を抑制できないことが判った。
Claims (4)
- 少なくとも、着色剤及び水を含有し、かつ、1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
- 1,3−ジメチル−5−ピラゾロン、3−メチル−5−ピラゾロン、または3−メチル−5−ピラゾリン−5−オンの中から選ばれる少なくとも1種の含有量がインク組成物全量に対して0.01〜5重量%含有することを特徴とする請求項1記載の水性筆記具用インク組成物。
- 更に、酸素吸収剤を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の筆記具用水性インク組成物。
- 請求項1〜3の何れか一つに記載の筆記具用水性インク組成物がボールペン用インク収容体に収容されると共にインク追従体が収容されていることを特徴とするボールペン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011233654A JP2013091695A (ja) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 筆記具用インク組成物およびそれを用いた筆記具 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016124953A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 三菱鉛筆株式会社 | ボールペン用水性インク組成物 |
JP7097516B1 (ja) | 2021-08-06 | 2022-07-07 | 三菱鉛筆株式会社 | ボールペン用水性インク組成物 |
-
2011
- 2011-10-25 JP JP2011233654A patent/JP2013091695A/ja active Pending
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