JP2015120850A - 水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、書き味と、インキ経時安定性に優れる水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンを提供することである。【解決手段】本発明は、少なくとも水、水溶性有機溶剤、金属顔料および/または金属酸化物顔料、アルキルベンゼンスルホン酸および／またはその塩からなることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物とする。【選択図】なし

Description

本発明は、水性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、書き味と、インキ経時安定性に優れた水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンに関するものである。

従来、金属光沢性を有する水性ボールペンに関しては、アルミニウム粉、真鍮粉などを基材とした金属顔料やガラスを基材としたガラスフレーク顔料や、樹脂を基材とした金属被覆樹脂フィルム粉を用いて、良好な金属光沢性を有する水性ボールペンを得ていた。

こうした先行技術として、アルミニウム粉を用いたものとしては、特開平８−１５１５４７号公報「水性金属光沢色インキ」、フレーク状ガラスが金属などで被覆された構造からなるガラスフレーク顔料を用いたものとして、特開２００１−２６２０１４号公報「光輝性水性インキ組成物」、アルミニウムが蒸着されたポリエチレンテレフタレートフィルム粉末にアルミニウムが蒸着された特許第４３４６０００号公報「ボールペン用光輝性水性インキ組成物」が開示されている。

「特開平８−１５１５４７号公報」 「特開２００１−２６２０１４号公報」 「特許第４３４６０００号公報」

しかし、特許文献１のように、アルミニウム粉を用いたものや、特許文献２、３のように、ガラスフレーク顔料や金属被覆樹脂フィルム粉のように金属で表面被覆したものでは、金属光沢性は良好となるが、金属とボール座の摩擦抵抗により、書き味が劣りしやすい問題を抱えていた。

さらにボール径が０．５ｍｍ以下である小径ボールを用いると、同一距離の筆記をする場合にボールの直径が小さいほどボールの回転数が多くなるので、ボール座の摩耗が激しく、筆記不良の原因となり、小径ボールにすると新たな課題が発生する。そこで、本発明では上記の課題を解決するものとする。

本発明の目的は、書き味と、インキ経時安定性に優れる水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、
「１．少なくとも水、水溶性有機溶剤、金属顔料および/または金属酸化物顔料、アルキルベンゼンスルホン酸および／またはその塩からなることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
２．前記アルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩の含有量がインキ組成全量に対して０．１〜１０質量％であることを特徴とする第１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
３．前記アルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩のアルキル基の炭素数が５〜２０であることを特徴とする第１項または第２項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
４．前記水性ボールペン用インキ組成物に、樹脂粒子を含有すること特徴とする第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
５．前記アルキルベンゼンスルホン酸水性ボールペン用インキ組成物のｐＨが７〜１０であることを特徴とする第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
６．第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物をインキ収容筒に直詰めすることを特徴とする水性ボールペン。」
とする。

本発明は、水性ボールペン用インキ組成物において、金属顔料および/または金属酸化物顔料とボール座との摩擦抵抗を抑制することにより、書き味を向上し、さらにインキ経時安定性に優れることができた。

本発明の特徴は、水性ボールペン用インキ組成物に、着色剤として金属顔料および/または金属酸化物顔料を用いた場合に、アルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩を用いることである。これは、アルキルベンゼンスルホン酸および／またはその塩のフェニルスルホン基が、金属に吸着し易い潤滑膜を形成することで、ボールとチップ本体間の金属接触を抑制する効果があり、潤滑性を向上し、書き味を向上することが可能となる。

また、アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩としては、潤滑性やインキ経時安定性を考慮すれば、アルキル基の炭素数が５〜２０である方が好ましく、より考慮すればアルキル基の炭素数が１０〜１５である方が好ましい。具体的には、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸またはそれらの塩などが挙げられるが、より潤滑性を向上することを考慮すれば、スルホ基(-SO_３H)が多いドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸またはその塩が好ましい。

また、前記アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られづらく、１０．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になりやすいため、インキ組成物全量に対し、０．１〜１０．０質量％が好ましい。より好ましくは、インキ組成物全量に対し、１．０〜５．０質量％であり、最も好ましくは、１．０〜３．０質量％である。

さらに、より潤滑性を向上することで、ボールの回転をスムーズにすることで、ボール座との摩擦抵抗を抑制しやすいため、リン酸エステル系界面活性剤を用いることが好ましい。これは、リン酸基が金属吸着することで、より潤滑性を向上しやすいためで、特に、本発明のように、前記アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩を用いる場合では、上述のように、前記アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩のフェニルスルホン基によって潤滑層が形成されるが、リン酸基によって、より強固な潤滑層を形成しやすくなるものと考えられるためである。

リン酸エステル系界面活性剤の種類としては、スチレン化フェノール系、ノニルフェノール系、ラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、オクチルフェノール系、ヘキサノール系等が上げられる。この中でも、フェニル骨格を有すると立体障害により潤滑性に影響が出やすく、さらに前記金属顔料や金属酸化物顔料との相性により、インキ経時安定性に影響が出やすいため、フェニル骨格を有さないリン酸エステル系界面活性剤を用いるのが、好ましい。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。

リン酸エステル系界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましい。これは、５．０質量％を越えると、インキ経時安定性に影響が出る傾向があるためであり、よりその傾向を考慮すれば、０．１〜３．０質量％が好ましい。

さらに、潤滑性を向上するために、樹脂粒子を含有することで、ボールとボール座間でクッションのような働きをし、前記金属顔料および/または金属酸化物顔料による回転阻害を抑制しやすく、書き味やボール座の摩耗の抑制をしやすく、特に、樹脂粒子の中でも、球状の樹脂粒子が好ましい。前記金属顔料および/または金属酸化物顔料の全固形分量をA、球状樹脂粒子の全固形分量をBとした場合、AとBとの関係が、１．０≦B/A≦３．０が好ましい、１．０＞B/Aだと、前記顔料による回転阻害を抑制しづらく、書き味に影響しやすく、３．０＜B/Aだと、前記顔料の光沢性が劣りやすいためである。よりその傾向を考慮すれば、１．０≦B/A≦２．０が最も好ましい。

金属顔料については、金属粉顔料を用いるが、具体的には、アルミニウム粉、真鍮粉、ステンレス鋼粉、ブロンズ粉などの金属光沢を有する金属粉顔料をそのまま用いても良く、それらの金属粉顔料に着色剤を吸着した金属顔料などでも良い。また、アルミニウム粉などの前記金属粉顔料を予め界面活性剤、樹脂、溶剤などで加工処理して分散させて、ペースト状にした顔料分散体や液体状の金属顔料分散体などにしても良く、また、アルミニウム粉などの前記金属粉顔料をワックス、界面活性剤、樹脂などで加工処理はするが、溶剤を含有してない固形状金属顔料などにしても良い。

前記金属顔料の中でも、固形状金属顔料が好ましく、溶剤を含有してない固形状金属顔料がより好ましい、これは、金属顔料中に溶剤を含有しなければ、本発明で用いる水溶性有機溶剤や顔料分散剤との相性による顔料分散性やインキ経時安定性に影響もないため、より効果的である。ここでは、固形状金属顔料とは、該固形状金属顔料全量に対して、顔料固形分量が、８０質量％以上の金属顔料のことを示し、固形状とは、常温にて一定の形をもっているものとする。さらに、より顔料分散性やインキ経時安定性を考慮すれば、溶剤を含有しない固形状金属顔料が、該固形状金属顔料全量に対して、顔料固形分量は、９０〜９９質量％の金属顔料が最も好ましい。特に、金属顔料は、生産性を考慮すれば粉末状よりも、粉末を固めて顆粒状（平均粒子径０．１〜２．０mm）にしたものを用いる方が好ましい。

金属顔料の中でも、リーフィングタイプとノンリーフィングタイプとあるが、リーフィングタイプが、好ましい。これは、金属顔料がインキ膜の表層に浮いて配列するため、金属光沢性が良くなるためであり、特に、アルミニウム粉を用いたものが好ましいが、これは金属の中でも比重が比較的に小さいため、インキ膜の表層に配列しやすいことで金属光沢性が良く、筆跡に美感が得られやすく、顔料の沈降も起こりにくいためである。また、金属顔料の形状については、鱗片形状であると、光の拡散率が高く、金属光沢性がより鮮明であるために好ましい。

また、金属顔料の大きさは、平均粒子径が１〜３０μｍのものが好ましく、平均粒子径が１μｍよりも小さいと光沢が得られづらい傾向があり、３０μｍよりも大きいと、ペン先でインキ中の金属顔料が詰まりやすく、筆記不良の原因になりやすい傾向があるためである。よりその傾向を考慮し、ボール座の摩耗抑制も考慮すれば、平均粒子径は３〜２０μｍが好ましく、最も好ましくは、５〜１５μｍである。また、平均粒子径は、レーザー回折法（MICROTRAC9320-X100 Honeywell製）による体積基準法によって求められる。

また、金属酸化物顔料については、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などをそのまま用いても良く、界面活性剤、樹脂などで予め分散処理した金属酸化物顔料の分散体としたものを用いても良い。

金属顔料については、具体的には、アルミニウムペースト状のものとしては、ＷＸＭ０６３０、ＷＢ０２３０、４００ＳＷ、ＦＭ４０１０ＷＧ（以上、東洋アルミニウム（株）製）などや、着色アルミニウム顔料のものとしては、Ｆ５０３ＲＧ、Ｆ５０３ＢＧ、Ｆ５００ＳＩ、Ｆ５００ＲＥ、Ｆ５００ＲＥ、Ｆ５００ＢＬ（以上、東洋アルミニウム（株）製）などや、固形状のRotosafeAqua ２５０ ０４２、同２５０ ０２２、同２６０ ００３など（以上、ECKART（株）製）が挙げられる。金属酸化物顔料については、具体的には、酸化チタン分散体として、ＬＩＯＦＡＳＴ ＷＨＩＴＥ Ｈ２０１、ＥＭ ＷＨＩＴＥ Ｈ、ＥＭＷＨＩＴＥ ＦＸ９０４８（以上、東洋インキ（株）社製）、ポルックスホワイトＰＣ−ＣＲ（住友カラー（株）社製）、ＦＵＪＩＳＰ ＷＨＩＴＥ １１、同１０１１、同１０３６、同１０５１（以上、富士色素（株）社製）などが挙げられる。

また、金属顔料および/または金属酸化物顔料の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜２０．０質量％が好ましい。これは、０．１質量％未満だと十分な筆跡視認性が得られにくく、２０．０質量％を超えると、顔料分散性に影響しやすいためである。より筆跡視認性や顔料分散性を考慮すれば、１．０〜１５．０質量％が好ましい。

また、金属顔料および/または金属酸化物顔料の分散性を向上し、前記顔料沈降や凝集を抑制する目的で使用する顔料分散剤として、酸性樹脂、塩基性樹脂、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤などが挙げられるが、長期間顔料分散安定性を考慮すると、酸性樹脂を用いる方が好ましい。酸性樹脂については、カルボキシル基、フェニル基、スルホン酸基などを有する酸性樹脂が挙げられるが、具体的には、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリビニル−スルホン酸樹脂などが挙げられ、上記酸性樹脂の中でも、カルボキシル基を有する酸性樹脂が好ましい。より前記顔料を吸着しやすく、長期間顔料分散安定する傾向があるため、カルボキシル基を有する酸性樹脂が好ましく、さらに好ましくは、スチレン基の立体構造による障害によって、前記顔料を反発させやすくすることで、顔料を分散安定しやすい傾向があるため、スチレン基とカルボキシル基を有するスチレン−アクリル樹脂が最も好ましい。

顔料分散剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％未満だと所望の顔料分散効果が得られづらく、５．０質量％以上だと、インキ経時安定性が劣りやすくなるため、０．１〜５．０質量％が好ましい。より好ましくは１．０質量％〜４．０質量％である。

本発明の水性ボールペン用インキ組成物のｐＨは、インキ経時安定性を考慮して、ｐＨ値が７．０〜１０．０が好ましい。これは、ｐＨ値７未満の酸性側に近づいたり、ｐＨ値１０を超えて強アルカリ側に近づくと、顔料の分散性に影響しやすくなるためである。特に、前記金属顔料として、アルミニウム粉を用いる場合は、アルミニウムの腐食を考慮すれば、ｐＨ値が７．０〜９．０がより好ましい。ｐＨについては、ＩＭ−４０Ｓ型ｐＨメーターを用いて、２０℃にて測定した値を示すものである。

また、ｐＨについては、長期間放置していると、空気中の二酸化炭素によって、ｐＨ値が酸性側に寄りやすく、尿素を含有することで、長期間経時によっても、ｐＨ値が７未満になるのを抑制するため、尿素を含有する方が好ましい。

尿素の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましい。これは、０．１質量％以下であると、長期間ｐＨ値を７未満になるのを抑制する効果が得られない傾向があるためで、５．０質量％を超えると、インキ経時安定性に影響を及ぼす傾向があるためである。よりその傾向を考慮すれば、０．１〜３．０質量％が好ましく、最も好ましくは、１．０〜３．０質量％である。

ｐＨ調整剤として、具体的には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカノールアミンや、アンモニアや、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム等のアルカリ性無機塩、乳酸、酢酸、クエン酸等の有機酸等が挙げられる。その中でも、インキ経時安定性を考慮すると、より弱塩基性であるトリエタノールアミンを用いることが好ましい。また、金属顔料分散剤として酸性樹脂を用いる場合は、前記酸性樹脂を中和するのには、十分な効果が得られづらいため、前記酸性樹脂を用いる場合には、トリエタノールアミンより強い塩基性を持つ、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、アンモニア等のトリエタノールアミン以外のｐＨ調整剤を用いて中和する方が好ましく、少量含有することで、ｐＨが７．０以上にしやすくすることが可能である。しかし、トリエタノールアミン以外のｐＨ調整剤を単独で用いると、塩基性が強過ぎて、ｐＨが１０．０を超えやすいので、トリエタノールアミンを併用する方が好ましい。トリエタノールアミン以外のｐＨ調整剤としては、インキ経時安定性を考慮すれば、ジエタノールアミン又はジメチルエタノールアミンを用いるのが、好ましい。そのため、本発明においては、２種以上のｐＨ調整剤を用いる方が好ましく、最も好ましくは、２種以上のアルカノールアミンを用いる方が好ましい。

また、ｐＨ調整剤の含有量について、トリエタノールアミンの含有量は、インキ経時安定性を考慮して０．１〜１０．０質量％が好ましい。また、トリエタノールアミン以外のジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、アンモニア等のｐＨ調整剤の含有量は、０．１質量％未満だと酸性樹脂に対して中和効果が得られにくく、５．０質量％を超えると塩基性が強くなり、インキ経時安定性が劣る可能性があるため、０．１〜５．０質量％がより好ましい。

また、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止等を考慮し、水溶性有機溶剤を用いる。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、グリセリンなどのグリコール系溶剤、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール系溶剤、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、３−メトキシブタノール、３−メトキシ−３−メチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。

また、金属顔料および/または金属酸化物顔料の向上を考慮して、剪断減粘性付与剤を使用する方が好ましい。剪断減粘性付与剤としては、架橋型アクリル酸重合体、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、グアーガム、ローカストビーンガム、λ−カラギーナン、セルロース誘導体、ダイユータンガム等が挙げられ、これらを含有することで、インキ中で三次元網目構造を形成することで、金属顔料分散を安定しやすくなる。これらの剪断減粘性付与剤は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。

これらの剪断減粘性付与剤を用いて、金属顔料を用いる場合は、アミノカルボン酸を用いる方が好ましい、これは、金属顔料は、インキ中において金属イオンが溶出しており、該金属イオンによって三次元網目構造を形成するのを妨害しやすく、インキ粘度を減粘してしまうおそれがあり、アミノカルボン酸を含有することで、金属イオンをアミノカルボン酸が包み込むことで、剪断減粘性付与剤の三次元網目構造を安定形成しやすくなり、金属顔料分散性を安定化しやすくするためである。また、インキ中において金属イオンが溶出することで、該金属イオンが他の添加剤と反応して金属塩析出物を生ずる可能性があるため、上記同様に、金属イオンをアミノカルボン酸が包み込むことで、金属塩析出物を抑制しやすくする効果も得られやすい傾向がある。

アミノカルボン酸としては、具体的に、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）、L−アスパラギン酸（ASDA）、L−グルタミン酸二酢酸（GLDA）、シクロヘキサンジアミン四酢酸（CyDTA）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（HEDTA）、ジエチレントリアミン５酢酸（DTPA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸（HIDA）等や、それらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等の塩が挙げられる。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。その中でも、より金属イオンを包み込みやすいエチレンジアミン四酢酸（EDTA）やその塩を用いる方が好ましい。アミノカルボン酸の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜２．０質量％が好ましい。０．１質量％より少ないと、金属イオンを包み込む効果が劣りやすく、２．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるためであり、さらに好ましくは、インキ組成物全量に対し、０．５〜１．０質量％である。

また、剪断減粘性付与剤中でも、架橋型アクリル酸重合体を用いる方が、好ましい、これは、架橋型アクリル酸重合体は、金属顔料分散性も長期間安定する効果があるためである。さらに、金属顔料は、インキ中において、金属イオンが溶出し、インキ中で反応して析出物を発生する可能性があり、インキ経時が不安定になりやすい。そこで、架橋型アクリル酸重合体を添加すると、多数存在するカルボキシル基（−ＣＯＯ⁻）によって、溶出した金属イオンを包み込むことで、金属イオンの反応を抑制しやすいと推測される。そのため、インキ経時を向上するには、架橋型アクリル酸重合体を用いることが、最も好ましい。

また、水性ボールペン用インキ組成物を直詰めしたインキ収容筒の先端部に、チップ本体のボール抱持室に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チップホルダーを介して具備したボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップを前記軸筒の先端開口部から出没可能としたことを特徴とするノック式水性ボールペンや回転繰り出し式水性ボールペン等の出没式ボールペンにおいては、キャップ式ボールペンよりも、チップ先を出したままの状態でため、チップ先の隙間から大気中の二酸化炭素が入り込みやすく、チップ内のｐＨが酸性側に寄りやすいため、インキ経時安定性に影響しやすいため、チップ先をできるだけ早く覆う方が好ましい。

そこで、チップ先に十分な皮膜を形成することが可能とするデキストリンを含有する方が好ましい。特に、金属顔料のように、鱗片形状、角形状をしているものは、チップ先ボールの隙間に挟まりやすく、チップ先の隙間が生じやすいため、デキストリンを含有すると効果的である。

また、デキストリンの重量平均分子量については、５０００〜１０００００がより好ましい。重量平均分子量が１０００００を超えると、チップ先に形成される皮膜が硬く、ドライアップ時の書き出しにおいて、筆跡がカスレやすくなる傾向があり、一方、重量平均分子量が５０００未満だと、吸湿性が高くなりやすく、チップ先に皮膜が柔らかくなりやすく、チップ先の隙間から大気中の二酸化炭素が入り込みやすくなるためである。また、重量平均分子量が２００００より小さいと、皮膜が薄くなりやすい傾向があるため、重量平均分子量が、２００００〜１０００００が最も好ましい。

デキストリンの含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましい。これは、０．１質量％より少ないと、チップ先に皮膜を形成する効果が十分得られない傾向があり、５．０質量％を越えると、インキ中で溶解しづらい傾向があるためである。よりインキ中の溶解性について考慮すれば、０．１〜３．０質量％が好ましく、よりチップ先に皮膜を形成する効果について考慮すれば、１．０〜３．０質量％が、最も好ましい。

本発明では、金属顔料および/または金属酸化物顔料以外の着色剤を併用しても良い。無機、有機、加工顔料などを用いても良く、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。その他、着色樹脂粒子体として顔料を媒体中に分散させてなる着色体を公知のマイクロカプセル化法などにより樹脂壁膜形成物質からなる殻体に内包又は固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。また、着色剤として、染料を併用しても良い。染料については、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、及び各種造塩タイプ染料等が採用可能である。更に、顔料を透明、半透明の樹脂等で覆った着色樹脂粒子などや、また着色樹脂粒子や無色樹脂粒子を、顔料もしくは染料で着色したもの等も用いることもできる。これらの顔料および染料は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、１質量％〜２０質量％が好ましい。

その他所望により添加剤を含有することができる、アクリル系樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエン系樹脂エマルジョンなどの定着剤、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン等の防菌剤、ベンゾトリアゾールなどの防錆剤などを添加することができる。これらは単独または２種以上組み合わせて使用することができる。

また、ボール材は、特に限定されるものではないが、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や、ボール表面に炭素質膜が形成されるとともに、前記炭素質膜が炭素原子及び該炭素原子と結合した酸素原子とを有するボールや、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素などが挙げられる。特に、金属顔料および/または金属酸化物顔料は、ボール座の摩耗を促進しやすいため、ボール表面に炭素質膜が形成されるとともに、前記炭素質膜が炭素原子及び該炭素原子と結合した酸素原子とを有するボールや炭化珪素を用いる方が好ましい。また、ボールの腐食を抑制することを考慮すれば、硫黄系化合物を含有することが好ましい。また、ボールの大きさは、そのボールペンの用途や筆記時に要求される描線の幅などによって決められるが、一般に０．１〜２．０ｍｍの範囲から選択される。本発明は、直径が小さいボール、例えば直径が０．５ｍｍ以下である小径ボールを用いた場合に、より好ましい効果を発揮できる。これは、同一距離の筆記をする場合にボールの直径が小さいほどボールの回転数が多くなるので、ボール抱持部が摩耗し易い傾向であるためである。

また、ボールペンチップのボールの軸方向の移動量は３０〜５０μｍが好ましい、３０μｍ未満だと、インキ量が少なく、筆跡カスレや、筆跡の金属光沢性が劣りやすく、５０μｍを越えると、筆跡乾燥性が劣りやすいためである。より考慮すれば、４１〜５０μｍがより好ましく、最も好ましくは、４２〜４７μｍである。

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１
金属顔料（アルミニウム顔料９５%含有物｛固形状金属顔料｝、リーフィングタイプ）
３．０質量部
アルキルベンゼンスルホン塩 ２．０質量部
酸性樹脂（カルボキシル基を有する酸性樹脂） ２．０質量部
水 ７０．４質量部
多価アルコール（エチレングリコール） １５．０質量部
デキストリン（重量平均分子量：１０００００） １．０質量部
尿素 １．０質量部
pH調整剤（ジエタノールアミン） １．０質量部
pH調整剤（トリエタノールアミン） ２．０質量部
エチレンジアミン四酢酸（EDTA） ０．５質量部
潤滑剤（リン酸エステル系界面活性剤） １．０質量部
防錆剤（ベンゾトリアゾール） ０．５質量部
剪断減粘性付与剤（架橋型アクリル酸重合体） ０．６０質量部

金属顔料、アルキルベンゼンスルホン塩、酸性樹脂、水、多価アルコール溶剤、デキストリン、尿素、pH調整剤、エチレンジアミン四酢酸、潤滑剤、防錆剤をマグネットホットスターラーで加温撹拌等してベースインキを作成した。

その後、上記作製したベースインキを加温しながら、剪断減粘性付与剤を投入してホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌して、実施例１の水性ボールペン用インキ組成物を得た。また、実施例１のpHは、IＭ−４０Ｓ型pHメーターを用いて、２０℃にて測定したところ、pH＝７．３であった。

実施例２〜９
インキ配合を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様な手順で実施例２〜の水性ボールペン用インキ組成物を得た。表１に、インキ配合および評価結果を示す。

比較例１〜５
インキ配合を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様な手順で比較例２〜５の水性ボールペン用インキ組成物を得た。表２に、インキ配合および評価結果を示す。

試験および評価
実施例１〜９及び比較例１〜５で作製した水性ボールペン用インキ組成物を、インキ収容筒の先端にボール径が０．５ｍｍのボールを回転自在に抱持したボールペンチップ（ボールの軸方向の移動量４５μｍ）をチップホルダーに介して具備したインキ収容筒内（ポリプロピレン製）に充填したレフィルを（株）パイロットコーポレーション製のゲルインキボールペン（商品名：Ｇ−ｋｎｏｃｋ）に装着して、以下の試験および評価を行った。尚、書き味の評価は、筆記試験用紙としてＪＩＳ Ｐ３２０１ 筆記用紙Ａを用い、以下のような試験方法で評価を行った。

書き味：手書きによる官能試験を行い評価した。
非常に滑らかなもの ・・・◎
滑らかであるもの ・・・○
やや重いもの ・・・△
重いもの ・・・×

インキ経時試験：ボールペン用レフィルを５０℃の環境下、２ヶ月間放置後に、チップ本体内のインキを顕微鏡観察した。
析出物がなく、金属顔料の凝集もなく、良好のもの ・・・◎
析出物の発生、もしくは、金属顔料の凝集が微少に発生したもの ・・・○
析出物の発生、もしくは、金属顔料の凝集が起きたが、実用上問題のないもの・・・△
析出物の発生、もしくは、金属顔料の凝集が起き、実用性に乏しいもの ・・・×

表１の結果より、実施例１〜９では、書き味、インキ経時試験ともに良好もしくは、問題のないレベルの性能が得られた。

表２の結果より、比較例１〜５ではアルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩を用いなかったため、書き味が重かった。

本発明では、水性ボールペン用インキ組成物をボールペンに用いた場合には、ボールペンチップ先縁の内壁に、ボールを押圧するコイルスプリングを配設することによって、ボールペンチップ先のシール性を保つことで、チップ先の隙間から大気中の二酸化炭素が入り込みを抑制しやすく、チップ内のｐＨが酸性側になるのを抑制しやすくなるため、より好ましい。
また、実施例のようにインキ収容筒内に水性ボールペン用インキ組成物を充填したレフィルを軸筒に装着してボールペンとして用いているが、この形態に限定されるものではなく、前記インキ収容筒を軸筒として用いて水性ボールペン用インキ組成物を充填してそのままボールペンとしても良い。

本発明は、実施例のボールペン、マーキングペンに限らず、万年筆、サインペン、プレートペン等に好適に使用でき、さらに詳細としては、該水性ボールペン用インキ組成物を充填した、キャップ式、出没式等の筆記具として広く利用することができる。

Claims (6)

1. 少なくとも水、水溶性有機溶剤、金属顔料および/または金属酸化物顔料、アルキルベンゼンスルホン酸および／またはその塩からなることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
2. 前記アルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩の含有量がインキ組成全量に対して０．１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
3. 前記アルキルベンゼンスルホン酸および／またその塩のアルキル基の炭素数が５〜２０であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
4. 前記水性ボールペン用インキ組成物に、樹脂粒子を含有すること特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
5. 前記アルキルベンゼンスルホン酸水性ボールペン用インキ組成物のｐＨが７〜１０であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物をインキ収容筒に直詰めすることを特徴とする水性ボールペン。