JP2020185713A - 水性ボールペン - Google Patents
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Abstract
Description
硬質相成分としての炭化タングステンと、
結合相成分としてのコバルト及びニッケルと、
クロムと、
を含有する混合物からなる筆記ボールを有するボールペンチップを備えることを特徴とする。
図1は、第1実施形態に係る水性ボールペン10の側面図である。この水性ボールペン10は、後端に尾栓12が装着されている軸筒11の先端に、クリップ14を備えたキャップ13が装着された外観を呈している。
本実施形態の筆記ボール30は、硬質相成分としての炭化タングステン(WC)並びに結合相成分としてのコバルト(Co)及びニッケル(Ni)の他にクロム(Cr)を含有する混合物からなる。ここで言及されている金属元素に関しては、単体であっても、化合物であってもいずれでもよい。なお、この混合物は、たとえばモリブデン(Mo)のような他の金属元素を含有することとしてもよい。
本実施形態の水性インク組成物40は、平均粒子径が0.3μm以上の樹脂粒子が配合されている。この樹脂粒子は、着色剤としての染料又は顔料を含有する微小球体(マイクロスフェア/マイクロカプセル)をこれに充てることもできる。さらには、中空樹脂をこの樹脂粒子とすることもできる。樹脂粒子の含有量は、インク組成物の全体に対し5〜30質量%が望ましい。また、樹脂粒子の平均粒子径の上限は、インクの流動性及び樹脂粒子の分散性を損ねない限り特に限定されないが、5μm未満であることが望ましい。
下記の組成による5種類の筆記ボールを製造した。
以下の組成の混合物を、前記した方法にて製造した筆記ボールをボール1とした。
WC(硬質相成分):91質量%
Co(結合相成分):5質量%
Ni(結合相成分):2質量%
Cr3C2:2質量%
以下の組成の混合物を、前記した方法にて製造した筆記ボールをボール2とした。
WC(硬質相成分):89質量%
Co(結合相成分):3質量%
Ni(結合相成分):5質量%
Cr3C2:3質量%
以下の組成の混合物を、前記した方法にて製造した筆記ボールをボール3とした。
WC(硬質相成分):86質量%
Co(結合相成分):10質量%
Ni(結合相成分):1質量%
Cr3C2:3質量%
以下の組成の混合物を、前記した方法にて製造した筆記ボールをボール4とした。
WC(硬質相成分):85質量%
Co(結合相成分):10質量%
Cr3C2:5質量%
以下の組成の混合物を、前記した方法にて製造した筆記ボールをボール5とした。
WC(硬質相成分):91質量%
Ni(結合相成分):6質量%
Cr3C2:3質量%
下記のとおり、インク1〜3を調整した。
(2−1−1)油相溶液
有機溶剤としての酢酸エチル12.5質量部を60℃に加温しながら、ここに水不溶性染料としての油溶性黒染料(Oil Black 860、オリヱント化学工業)3.5質量部を加えて十分に溶解させた。次いで、ここにプレポリマーとしてのヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(TLA−100、旭化成ケミカルズ)8質量部を加えて、油相溶液を調製した。
蒸留水200質量部を60℃に加温しながら、ここに分散剤としてのポリビニルアルコール(PVA−205、クラレ)15質量部を溶解して、水相溶液を調製した。
60℃に加温した上記の水相溶液に前記油相溶液を投入し、ホモジナイザーで乳化混合して重合を完了した。得られた分散体を遠心処理することで着色剤を含むマイクロスフェアを回収した。平均粒子径は1.5μmであった。なお、平均粒子径は、粒子径分布解析装置(HRA9320−X100、日機装)を用いて、屈折率1.81、体積基準により算出されたD50の値を採用した(後述のインク2及び3についても同様)。
マイクロスフェア:15質量部
キサンタンガム(増粘剤、KESLAN S、三晶):0.18質量部
リン酸エステル(プライサーフA219B、第一工業製薬):0.5質量部
防腐剤(バイオデン421、大和化学工業):0.2質量部
ベンゾトリアゾール(防錆剤):0.3質量部
アミノメチルプロパノール(pH調整剤):0.1質量部、
プロピレングリコール(溶剤):15質量部、
イオン交換水:68.72質量部
(2−2−1)熱変色性マイクロカプセル顔料
ロイコ色素として、ETAC(山田化学工業社)1質量部、顕色剤として、ビスフェノールA 2質量部、及び変色性温度調整剤として、ミリスチン酸ミリスチル24質量部を100℃に加熱溶融して、均質な組成物を得た。
熱変色性マイクロカプセル顔料:15質量部
キサンタンガム(増粘剤、KESLAN S、三晶):0.3質量部
リン酸エステル(プライサーフA219B、第一工業製薬):0.3質量部
防腐剤(バイオデン421、大和化学工業):0.2質量部
ベンゾトリアゾール(防錆剤):0.3質量部
トリエタノールアミン(pH調整剤):0.1質量部
グリセリン(溶剤):10質量部
イオン交換水:73.8質量部
下記の組成を有するインク組成物を、インク3とした。
顔料(FUJI RED 2510、冨士色素):8質量部
顔料分散剤(Joncryl 60、BASF JAPAN):6質量部
中空樹脂粒子(ローペイクOP−84J、ダウ・ケミカル、固形分42.5%、平均粒子径0.55μm):10質量部
キサンタンガム(増粘剤、KESLAN S、三晶):0.3質量部
リン酸エステル(プライサーフA219B、第一工業製薬):0.3質量部
防腐剤(バイオデン421、大和化学工業):0.2質量部
ベンゾトリアゾール(防錆剤):0.3質量部
トリエタノールアミン(pH調整剤):0.5質量部
グリセリン(溶剤):10質量部
イオン交換水:64.4質量部
上記したボール1〜5及びインク1〜3を用いて、前記実施形態に示した水性ボールペンを調製した。
実施例1の水性ボールペンは、筆記ボールとしてボール1を使用した。なお、リフィルは、インク1〜3のそれぞれを収容した3通りを準備した。
実施例2の水性ボールペンは、筆記ボールとしてボール2を使用した。なお、リフィルは、インク1〜3のそれぞれを収容した3通りを準備した。
実施例3の水性ボールペンは、筆記ボールとしてボール3を使用した。なお、リフィルは、インク1〜3のそれぞれを収容した3通りを準備した。
比較例1の水性ボールペンは、筆記ボールとしてボール4を使用した。なお、リフィルは、インク1〜3のそれぞれを収容した3通りを準備した。
比較例1の水性ボールペンは、筆記ボールとしてボール5を使用した。なお、リフィルは、インク1〜3のそれぞれを収容した3通りを準備した。
上記した実施例1〜3並びに比較例1及び2の水性ボールペンについて、キャップをしない状態で、温度25℃、湿度50%の環境下で60分放置した後、PPC用紙に直線を筆記し、下記評価基準で初筆性を評価した。
A:書き始めから描線のかすれは一切認められない
B:書き始めから描線のかすれが確認される
この評価基準による結果は下記表1のとおりであった。
13 キャップ 14 クリップ
15 リフィル 16 インク収容管 17 継手
20 ボールペンチップ 21 ホルダー 22 ボールハウス
23 カシメ部 24 ボール受座 25 インク溝
26 インク誘導孔 27 テーパー部 28 バック孔
30 筆記ボール 31 ボール表面
40 水性インク組成物 41 フォロワー
Claims (3)
- 平均粒子径が0.3μm以上の樹脂粒子が配合された水性インク組成物を収容する水性ボールペンであって、
硬質相成分としての炭化タングステンと、
結合相成分としてのコバルト及びニッケルと、
クロムと、
を含有する混合物からなる筆記ボールを有するボールペンチップを備えることを特徴とする水性ボールペン。 - 前記水性インク組成物は前記樹脂粒子を5〜30質量%含有することを特徴とする請求項1記載の水性ボールペン。
- 前記樹脂粒子は着色剤を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の水性ボールペン。
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