JP2022171312A - Water-based ink composition for ballpoints and ballpoint storing the same - Google Patents

Water-based ink composition for ballpoints and ballpoint storing the same Download PDF

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Abstract

To provide a water-based ink composition for ballpoints that improves ink dischargeability from a pen tip and allows for clear handwriting with reduced blurring and line skipping over the long term, and a ballpoint storing the same.SOLUTION: A water-based ink composition for ballpoints is stored in a ballpoint having a metal ballpoint chip, the ink composition comprising a colorant, a phosphate surfactant, a substance represented by formula (1) and/or a salt thereof, and water, where X and Y each denote a functional group selected from -H, -R, -OH, -OR, -NH2, -NHR and -NR2, and R is an alkyl group, excluding the case where both of X and Y are hydrogen.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ボールペン用水性インキ組成物に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-based ink composition for ball-point pens.

従来より金属製のボールペンチップを備えるボールペンにおいては、ペン先からのインキ吐出性を良好とし、筆跡カスレや線トビのない鮮明な筆跡を形成させる検討が行われており、インキにリン酸エステル系界面活性剤等の潤滑剤を添加してボールを円滑に回転させる手法が広く利用されている。しかしながら、このような添加剤を用いた場合でも良好なインキ吐出を持続させることは容易ではないため、さらなる検討が行われている。(例えば、特許文献1参照) Ballpoint pens with a metal ballpoint tip have been studied to improve the ink ejection from the pen tip and to form clear handwriting without faint or broken lines. A method of adding a lubricant such as a surfactant to smoothly rotate the ball is widely used. However, since it is not easy to maintain good ink ejection even when such additives are used, further studies are being conducted. (For example, see Patent Document 1)

特許文献1には、架橋型ポリN-ビニルカルボン酸アミドまたは架橋型ポリアクリル酸またはその塩とアルキルベンゼンスルホン酸を用いた水性インキ組成物が記載されている。このインキは、スムーズなボール回転によって良好なインキ吐出が発現し、筆跡のカスレや線トビが抑制可能とされたものである。 Patent Document 1 describes an aqueous ink composition using crosslinked poly-N-vinylcarboxylic acid amide or crosslinked polyacrylic acid or a salt thereof and alkylbenzenesulfonic acid. This ink exhibits good ink ejection due to smooth ball rotation, and can suppress faint handwriting and broken lines.

しかしながら、前記従来技術のインキにおいても良好なインキ吐出を持続させることは容易ではなく、経時的にインキ吐出性が低下することがあるため改善の余地があった。 However, even with the conventional inks, it is not easy to sustain good ink ejection, and there is room for improvement because the ink ejection properties may deteriorate over time.

特開2003-73605号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-73605

本発明は、金属製のボールペンチップを備えるボールペンに収容されるインキであって、ペン先からの良好なインキ吐出性を持続的に発現させ、筆跡カスレや線トビが抑制された鮮明な筆跡を長期に亘って形成可能とするボールペン用水性インキ組成物とそれを収容したボールペンを提供することを目的とするものである。 The present invention is an ink contained in a ball-point pen having a ball-point pen tip made of metal, which continuously exhibits good ink ejection properties from the pen tip, and produces clear handwriting with suppressed handwriting faintness and broken lines. An object of the present invention is to provide a water-based ink composition for ball-point pens that can be formed over a long period of time and a ball-point pen containing the same.

「1.金属製のボールペンチップを備えてなるボールペンに収容されるインキであって、着色材と、リン酸エステル系界面活性剤と、下式(1)に示される物質及び/又はその塩と、水を含有する、ボールペン用水性インキ組成物。

Figure 2022171312000001
式中、XとYは-H、-R、-OH、-OR、-NH、-NHRおよび-NRから選ばれる官能基であり、Rはアルキル基である。ただし、X、Y双方が水素である場合を除く。
2. 前記XとYは、-H、-OHおよび-NHから選ばれる官能基である(ただし、X、Y双方が水素である場合を除く)、第1項に記載の水性インキ組成物。
3.インキ組成物全質量に対して、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量が0.1~3質量%であり、式(1)に示される物質及び/又はその塩の含有量が0.05~2質量%である、第1項または第2項に記載の水性インキ組成物。
4.リン酸エステル系界面活性剤の含有量Aと、式(1)に示される物質及び/又はその塩の含有量Bとの関係が、0.01≦B/A≦1を満たす、第1項~第3項のいずれか1項に記載の水性インキ組成物。
5.前記着色材が染料である。第1項~第4項に記載の水性インキ組成物。
6.前記染料の含有量が、水性インキ組成物全質量を基準として2質量%以下である、第5項に記載の水性インキ組成物。
7.ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物を含む、第1項~第6項のいずれか1項に記載の水性インキ組成物。
8.金属製のボールペンチップを備え、第1項~第7項のいずれか1項に記載の水性インキ組成物が収容されてなるボールペン。
9.多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、軸心にインキ貯蔵部からペン先へインキを誘導するためのインキ誘導芯が配置されてなるペン芯を備えてなる、第8項に記載のボールペン。」とする。 "1. Ink contained in a ball-point pen having a metal ball-point pen tip, comprising a coloring agent, a phosphate surfactant, and a substance represented by the following formula (1) and/or a salt thereof , an aqueous ink composition for ballpoint pens containing water.
Figure 2022171312000001
wherein X and Y are functional groups selected from -H, -R, -OH, -OR, -NH 2 , -NHR and -NR 2 , and R is an alkyl group. However, the case where both X and Y are hydrogen is excluded.
2. The water-based ink composition according to item 1, wherein X and Y are functional groups selected from —H, —OH and —NH 2 (except when both X and Y are hydrogen). .
3. Based on the total weight of the ink composition, the content of the phosphate ester surfactant is 0.1 to 3% by mass, and the content of the substance represented by formula (1) and/or a salt thereof is 0.1% by mass. 3. The water-based ink composition according to item 1 or 2, which is 05 to 2% by mass.
4. Item 1, wherein the relationship between the content A of the phosphate ester surfactant and the content B of the substance represented by formula (1) and/or its salt satisfies 0.01 ≤ B/A ≤ 1 The water-based ink composition according to any one of items 1 to 3.
5. The coloring material is a dye. The water-based ink composition according to items 1 to 4.
6. 6. The water-based ink composition according to Item 5, wherein the content of the dye is 2% by mass or less based on the total mass of the water-based ink composition.
7. 7. The aqueous ink composition according to any one of items 1 to 6, comprising a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid.
8. A ball-point pen comprising a metal ball-point pen tip and containing the water-based ink composition according to any one of items 1 to 7.
9. A large number of discs are arranged in parallel with a comb groove-like interval, slit-like ink guide grooves running through the discs in the axial direction and ventilation grooves wider than the grooves are provided, and an ink reservoir is provided at the center of the shaft. 9. A ball-point pen according to claim 8, comprising a pen core in which an ink guiding core is arranged for guiding ink from the pen to the nib. ”.

本発明によれば、金属製のボールペンチップを備えるボールペンに収容されるインキであって、ペン先からの良好なインキ吐出性を持続的に発現させ、筆跡カスレや線トビが抑制された鮮明な筆跡を長期に亘って形成可能とするボールペン用水性インキ組成物とそれを収容したボールペンが提供される。 According to the present invention, the ink contained in a ball-point pen having a ball-point pen tip made of metal continuously exhibits good ink ejection properties from the pen tip, and provides clear ink with suppressed handwriting faintness and broken lines. Provided are a water-based ink composition for a ball-point pen, which enables handwriting to be formed over a long period of time, and a ball-point pen containing the same.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書において、配合を示す「部」、「%」、「比」などは特に断らない限り質量基準である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present specification, "parts", "%", "ratios" and the like that indicate compounding are based on mass unless otherwise specified.

本発明によるボールペン用水性インキ組成物(以下、場合により、「水性インキ組成物」、「インキ組成物」、または「組成物」と表すことがある。)は、着色剤と、リン酸エステル系界面活性剤と、式(1)に示す物質及び/又はその塩と、水とを少なくとも含んでなる。以下、本発明による水性インキ組成物を構成する各成分について説明する。 The aqueous ink composition for ballpoint pens according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as "aqueous ink composition", "ink composition", or "composition") comprises a colorant and a phosphate ester-based ink composition. It comprises at least a surfactant, a substance represented by formula (1) and/or a salt thereof, and water. Each component constituting the water-based ink composition according to the present invention will be described below.

(着色剤)
本発明のボールペン用水性インキ組成物は、従来からの着色剤を用いることができる。
顔料としては、カーボンブラック、金属酸化物または金属塩などの無機顔料、有機色素顔料またはレーキ顔料などの有機顔料、ならびにアルミニウム顔料などの光沢のある光輝性顔料、および蛍光顔料が挙げられ、染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応染料、バット染料、硫化染料、含金染料、カチオン染料、分散染料が挙げられる。
着色材の含有量は、インキ組成物全質量に対して0.1~30質量%の範囲で適用される。
(coloring agent)
Conventional colorants can be used in the water-based ink composition for ballpoint pens of the present invention.
Pigments include inorganic pigments such as carbon black, metal oxides or metal salts, organic pigments such as organic dye pigments or lake pigments, lustrous luster pigments such as aluminum pigments, and fluorescent pigments. include acid dyes, basic dyes, direct dyes, reactive dyes, vat dyes, sulfur dyes, metallized dyes, cationic dyes and disperse dyes.
The content of the coloring material is applied in the range of 0.1 to 30% by mass with respect to the total mass of the ink composition.

さらに、インキ組成物に適用できる着色材としては、摩擦熱により変色する着色材も例示できる。 Further, examples of coloring agents that can be applied to the ink composition include coloring agents that change color due to frictional heat.

前記摩擦熱により変色する着色材としては、筆跡を摩擦体等で擦過して加温することによって、筆跡が変色(色相変化や透明化や消色)するものが、可逆、不可逆を問わず選択的に適用できる。尚、着色材自身が色相変化するものの他、透明化(消色)するものと、前記した染料、顔料等の汎用の着色材を併用することで、色相が変化する構成とすることもできる。
前記加熱変色する着色材としては、例えば、引用文献として例示した、特開2012-219160号公報、特開2014-5422号公報等に開示される可逆タイプや、特開2010-229332号公報等に開示される不可逆タイプのものが適用可能である。
特に、前記筆跡の変化は、熱変色性組成物をマイクロカプセルに内包させることで、組成変化を生じることなく長期間安定して発現できるものとなるため好適である。前記マイクロカプセル顔料に内包される熱変色性組成物としては、繰り返しの使用性、温度変化の正確性等の点から、(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る。
The coloring material that changes color due to frictional heat is selected regardless of whether it is reversible or irreversible, if the handwriting changes color (hue change, transparency, or color disappearance) when the handwriting is rubbed with a friction body or the like and heated. can be applied In addition to the colorant itself that changes hue, it is also possible to change the hue by using a transparent (decolorized) colorant and a general-purpose colorant such as the above-described dyes and pigments.
Examples of the heat-discoloring coloring material include, for example, reversible types disclosed in JP-A-2012-219160 and JP-A-2014-5422, which are exemplified as cited documents, and JP-A-2010-229332. The irreversible types disclosed are applicable.
In particular, by encapsulating the thermochromic composition in microcapsules, the change in handwriting can be achieved stably for a long period of time without causing a change in composition, which is suitable. As the thermochromic composition encapsulated in the microcapsule pigment, from the viewpoint of repeated usability, accuracy of temperature change, etc., (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 temperatures at which the two color reactions occur.

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。
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比較的大きなヒステリシス特性(ΔH=8~50℃)を示すものや、特開2006-137886号公報、特開2006-188660号公報、特開2008-45062号公報、特開2008-280523号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性を示す、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内包させ加熱消色型のマイクロカプセル顔料も適用できる。
尚、筆記具インキに適用される、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。
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. It changes color before and after, exhibits a discolored state in a temperature range above the high-temperature side color change point, and a colored state in a temperature range below the low-temperature side color change point. The other state is maintained as long as the heat or cold required to develop that state is applied, but returns to the state exhibited at room temperature when the heat or cold is no longer applied, and the hysteresis width is Heat-discolorable microcapsule pigments, in which a reversible thermochromic composition having relatively small characteristics (ΔH=1 to 7° C.) is encapsulated in microcapsules, can be applied.
Furthermore, relatively large hysteresis characteristics (ΔH = 8 to 50 ° C.), and exhibits large hysteresis characteristics described in JP-A-2006-137886, JP-A-2006-188660, JP-A-2008-45062, JP-A-2008-280523, etc. That is, the shape of the curve plotting the change in color density due to temperature change is greatly different when the temperature is increased from the lower temperature side than the discoloration temperature range and when the temperature is decreased from the higher temperature side than the discoloration temperature range. A reversible thermochromic composition that changes color along a path and retains color in a specific temperature range in a colored state in a low temperature range below the complete color development temperature or in a colorless state in a high temperature range above the complete color disappearance temperature. A heat-erasable microcapsule pigment containing is also applicable.
Specifically, the reversible thermochromic composition having color memory properties, which is applied to the ink for writing instruments, is a temperature at which the complete color development temperature can be obtained only in a freezer, a cold region, etc., that is, -50 to 0 ° C. , preferably -40 to -5 ° C., more preferably -30 to -10 ° C., and the temperature obtained from a familiar heating body such as a frictional heat by a friction body, a hair dryer, that is, 50 to 95 ° C. , preferably 50 to 90 ° C., more preferably 60 to 80 ° C., and specifying the ΔH value to 40 to 100 ° C., effectively maintaining the color exhibited in the normal state (daily life temperature range) can function.

前記熱変色性組成物のマイクロカプセル化は、界面重合法、界面重縮合法、in Situ重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法等があり、用途に応じて適宜選択される。更にマイクロカプセル顔料の表面には、目的に応じて更に二次的な樹脂皮膜を設けて耐久性を付与したり、表面特性を改質させて実用に供することもできる。 Microencapsulation of the thermochromic composition includes interfacial polymerization method, interfacial polycondensation method, in situ polymerization method, in-liquid curing coating method, phase separation method from aqueous solution, phase separation method from organic solvent, melting dispersion cooling method, aerial suspension coating method, spray drying method, etc., which are appropriately selected according to the application. Furthermore, depending on the purpose, the surface of the microcapsule pigment may be further provided with a secondary resin film to impart durability, or the surface characteristics may be modified for practical use.

着色材が染料であって、染料の含有量がインキ組成物全質量に対して2質量%以下である水性インキは、理由は定かではないが、筆記を繰り返すことでインキ吐出性が低下しやすい傾向にある。本発明のインキ組成物は、このような染料濃度であってもペン先からの良好なインキ吐出性を持続的に発現させ、筆跡カスレや線トビが抑制された鮮明な筆跡を長期に亘って形成することができる。 Water-based inks in which the coloring material is a dye and the content of the dye is 2% by mass or less with respect to the total mass of the ink composition is such that the ink jettability tends to decrease with repeated writing, although the reason is not clear. There is a tendency. The ink composition of the present invention maintains good ink jettability from the pen tip even at such a dye concentration, and maintains clear handwriting with suppressed handwriting faintness and line breakage over a long period of time. can be formed.

(リン酸エステル系界面活性剤)
インキ組成物は、リン酸エステル系界面活性剤を含有する。
リン酸エステル系界面活性剤は、筆記時のボールの回転を円滑にし、インキ吐出性を良好とする。
(Phosphate ester surfactant)
The ink composition contains a phosphate surfactant.
Phosphate ester-based surfactants smooth the rotation of the ball during writing and improve the ink ejection properties.

インキ組成物に適用できるリン酸エステル系界面活性剤としては公知のものが適用できる。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキレンエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアリールエーテルリン酸エステル、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リン酸エステルを例示でき、前記ポリオキシエチレンアリールエーテルリン酸エステルとしては、ポリオキシエチレンフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンジノニルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンナフチルエーテルリン酸エステルを例示でき、いずれも好ましく用いられる。リン酸エステル系界面活性剤はナトリウム塩またはモノアルカノールアミン塩、ジアルカノールアミン塩、トリアルカノールアミン塩等のアルカノールアミン塩であっても良い。市販品では、例えば、プライサーフシリーズ(第一工業製薬社製)として、プライサーフA212C、A215C、A208F、M208F、A208N、A208B、A219B、DB-01、A210D、ALが挙げられ、フォスファノールシリーズ(東邦化学社製)として、フォスファノール2P、ML-200、GF-185、BH-650、ED-200、RA-600、ML-220、ML-240、RD-510Y、RS-410、RS-610、RS-710、RL-210、RL-310、RB-410、RD-710、RP-710、LF-200、RM-410、RM-510、SP-212、CP-120、720、SC-6103、RD-720.LP -700、LP-500、LB-400が挙げられ、アンステックスシリーズ(東邦化学社製)として、アンステックスAK-25、AK-25B、SM-172、GF-339、GF-199、ML-200、GF-185等が挙げられる。インキ組成物に適用できるリン酸エステル系界面活性剤はこれらに限られるものではない。
リン酸エステル系界面活性剤は単一種を用いても良く、複数種を併用しても良い。
A known phosphate surfactant can be applied to the ink composition. Specifically, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkylene ether phosphates, polyoxyethylene aryl ether phosphates, and polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether phosphates can be exemplified. Examples of ethylene aryl ether phosphate include polyoxyethylene phenyl ether phosphate, polyoxyethylene dodecylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene dinonylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene monostyrylphenyl ether phosphate, Examples include polyoxyethylene distyrylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene tristyrylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene cumylphenyl ether phosphate, and polyoxyethylene naphthyl ether phosphate, all of which are preferably used. . The phosphate surfactant may be a sodium salt or an alkanolamine salt such as a monoalkanolamine salt, a dialkanolamine salt, or a trialkanolamine salt. Examples of commercially available products include Plysurf A212C, A215C, A208F, M208F, A208N, A208B, A219B, DB-01, A210D, and AL as Plysurf series (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and the Phosphanol series. (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.), Phosphanol 2P, ML-200, GF-185, BH-650, ED-200, RA-600, ML-220, ML-240, RD-510Y, RS-410, RS -610, RS-710, RL-210, RL-310, RB-410, RD-710, RP-710, LF-200, RM-410, RM-510, SP-212, CP-120, 720, SC -6103, RD-720.LP-700, LP-500, LB-400, and Anstex series (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.), Anstex AK-25, AK-25B, SM-172, GF-339 , GF-199, ML-200, GF-185 and the like. Phosphate surfactants that can be applied to the ink composition are not limited to these.
A single type of phosphate surfactant may be used, or a plurality of types may be used in combination.

インキ組成物中のリン酸エステル系界面活性剤の含有量は、インキ組成物全質量に対して0.1~3質量%とすることが好ましく、0.5~2質量%とすることがより好ましい。インキ組成物中のリン酸エステル系界面活性剤の含有率を前記範囲内とすることで、リン酸エステル系界面活性剤の溶解安定性を良好としつつ、筆記時のボール回転を円滑としやすい。 The content of the phosphate ester surfactant in the ink composition is preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.5 to 2% by mass, relative to the total mass of the ink composition. preferable. By setting the content of the phosphate ester-based surfactant in the ink composition within the above range, it is possible to improve the dissolution stability of the phosphate ester-based surfactant and facilitate smooth rotation of the ball during writing.

水性インキ組成物は、下記式(1)に示す物質又はその塩を含有する。

Figure 2022171312000002
式中、XとYは-H、-R、-OH、-OR、-NH、-NHR、-NRから選ばれる官能基であり、Rはアルキル基である。ただし、X、Y双方が水素である場合を除く。
前記した式(1)に示す物質の塩としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、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等のアルカノールアミン塩が挙げられる。
式(1)に示す物質およびその塩は、前記したリン酸エステル系界面活性剤とともに適用されて筆記時の良好なインキ吐出性を持続的に発現させ、筆跡カスレや線トビが抑制された鮮明な筆跡を長期に亘って形成可能とする。
これは以下のメカニズムによるものと推測される。
ボールや、ボール受け座等のボール抱持室内面にインキ組成物が触れると、まずリン酸エステル系界面活性剤がボール表面やボール抱持室内面に速やかに吸着して筆記時にボールを滑らかに回転させることができる潤滑層を形成する。このリン酸エステル系界面活性剤のみからなる潤滑層はボールの回転によって生じる、ボールとボール接触部との摩擦が繰り返されることで失われやすいものの、この潤滑層に式(1)に示す物質やその塩が取り込まれることで、ボールの回転で容易に失われない強固な潤滑層が形成され、円滑なボールの回転が持続可能となる。
式(1)に示される物質とその塩は併用しても良い。 The water-based ink composition contains a substance represented by the following formula (1) or a salt thereof.
Figure 2022171312000002
In the formula, X and Y are functional groups selected from --H, --R, --OH, --OR, --NH 2 , --NHR and --NR 2 , and R is an alkyl group. However, the case where both X and Y are hydrogen is excluded.
Examples of the salt of the substance represented by formula (1) include alkali metal salts, ammonium salts, alkanolamine salts such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.
The substance represented by the formula (1) and its salt are applied together with the phosphate ester surfactant described above to continuously exhibit good ink jettability during writing, and to provide clear ink with suppressed faint writing and broken lines. It is possible to form a long-lasting handwriting.
This is presumed to be due to the following mechanism.
When the ink composition comes into contact with the ball or the inner surface of the ball holding chamber such as the ball receiving seat, the phosphoric acid ester surfactant quickly adheres to the surface of the ball and the inner surface of the ball holding chamber to smooth the ball during writing. Forms a lubricating layer that can be rotated. The lubricating layer consisting only of the phosphate ester-based surfactant is easily lost due to repeated friction between the ball and the ball contacting portion generated by the rotation of the ball. By incorporating the salt, a strong lubricating layer is formed that is not easily lost when the ball rotates, allowing the ball to continue to rotate smoothly.
The substance represented by Formula (1) and its salt may be used in combination.

さらに、式(1)に示す物質およびその塩は、後述する、ボールペンのインキ供給機構を形成する部材の濡れ性を高め、インキ貯蔵部からペン先へのインキ供給性を良好とすることもできる。 Furthermore, the substance represented by the formula (1) and its salt can increase the wettability of the member forming the ink supply mechanism of the ballpoint pen, which will be described later, and improve the ink supply from the ink reservoir to the pen tip. .

筆記時における良好なインキ吐出性を持続させることを考慮すると、式(1)のXとYは、-H、-OH、および-NHから選ばれる官能基である(ただし、XとYの双方が-Hである場合を除く)ことが好ましく、XとYは、-OHおよび-NHから選ばれる官能基であることがより好ましく、XとYは、一方が-OHであり、他方が-NHであることがさらに好ましい。 In consideration of sustaining good ink jettability during writing, X and Y in Formula (1) are functional groups selected from —H, —OH, and —NH 2 (provided that X and Y X and Y are preferably functional groups selected from —OH and —NH 2 , and X and Y are —OH on one side and —OH on the other. is -NH2 .

式(1)に示される物質及び/又はその塩の含有量は、インキ組成物全質量に対して0.05~2質量%とすることが好ましく、0.1~1.5質量%とすることがより好ましく、0.1~1質量%とすることが一層好ましい。含有量が0.05質量%以上であるとインキ吐出性を良好とする効果が十分奏され、2質量%を超えると式(1)の物質やその塩による色濃度が高くなるため、特に淡色や白色のインキに適用した場合、インキの色合いが変化することがある。 The content of the substance represented by formula (1) and/or its salt is preferably 0.05 to 2% by mass, more preferably 0.1 to 1.5% by mass, relative to the total mass of the ink composition. is more preferable, and 0.1 to 1% by mass is even more preferable. When the content is 0.05% by mass or more, the effect of improving the ink ejection property is sufficiently exhibited, and when the content exceeds 2% by mass, the color density due to the substance of formula (1) and its salt increases, so that the color is particularly pale. or white ink, the color of the ink may change.

また、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量Aと、式(1)に示す物質及び/又はその塩の含有量Bとの関係は、0.01≦B/A≦1を満たすことが好ましく、0.05≦B/A≦0.7であることがより好ましい。含有量比が前記範囲内であると、良好なインキ吐出性が持続しやすい。 Further, the relationship between the content A of the phosphate ester-based surfactant and the content B of the substance and/or salt thereof represented by formula (1) satisfies 0.01 ≤ B/A ≤ 1. Preferably, 0.05≦B/A≦0.7 is more preferred. When the content ratio is within the above range, good ink jettability tends to be maintained.

インキ組成物は、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物を含むことが好ましい。
前記縮合物は筆跡カスレや線トビを一層抑制し、経時後の初筆性を良好とすることができる。
ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物と式(1)で示される物質及びその塩は、共通してナフタレン環を有することから親和性が高く、ボール表面やボール座等のボール抱持室内面に形成された、リン酸エステル系界面活性剤と、式(1)の物質及び/又はその塩とからなる潤滑層に前記縮合物がさらに取り込まれ、潤滑層を一層強固なものにすると推測される。
前記縮合物は、ナトリウム塩等のアルカリ金属塩であっても良い。
Preferably, the ink composition comprises a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid.
The condensate can further suppress faint handwriting and broken lines, and can improve initial writing performance after the passage of time.
The formalin condensate of naphthalenesulfonic acid and the substance represented by the formula (1) and its salt have a naphthalene ring in common, so they have a high affinity, and are formed on the ball surface and the inner surface of the ball holding such as the ball seat. In addition, it is presumed that the condensate is further incorporated into the lubricating layer composed of the phosphoric acid ester-based surfactant and the substance of formula (1) and/or its salt, thereby further strengthening the lubricating layer.
The condensates may be alkali metal salts such as sodium salts.

ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物の含有量は、経時後の初筆性を良好とすることを考慮すると、インキ組成物全質量に対し0.5~5質量%とすることが好ましく、1~3質量%とすることがより好ましく、1~2質量%とすることがさらに好ましい。 The content of the formalin condensate of naphthalenesulfonic acid is preferably 0.5 to 5% by mass, preferably 1 to 3%, based on the total mass of the ink composition, in consideration of improving the initial writing performance after aging. % by mass is more preferred, and 1 to 2% by mass is even more preferred.

(増粘剤)
水性インキ組成物には、増粘剤を用いることが出来る。
増粘剤としては従来公知の物質を用いることが可能であるが、好ましくは、インキ組成物にせん断減粘性を付与できる物質(せん断減粘性付与剤)である。せん断減粘性付与剤は、静置時においてはインキの高粘度を維持しつつ、ボールからインキに剪断力が加わったときにインキ組成物を容易に低粘度化させることができるため、静置時におけるインキ中での顔料の沈降、凝集を抑制しつつ、筆記時におけるペン先からのインキ吐出性を良好とすることができる。
(thickener)
A thickener can be used in the water-based ink composition.
A conventionally known substance can be used as the thickener, but a substance capable of imparting shear thinning property to the ink composition (shear thinning agent) is preferable. The shear thinning agent can easily reduce the viscosity of the ink composition when a shearing force is applied to the ink from the ball while maintaining the high viscosity of the ink when it is still. While suppressing the sedimentation and aggregation of the pigment in the ink, the ink ejection property from the pen tip at the time of writing can be improved.

せん断減粘性付与剤の具体例としては、トラガントガム、プルラン、サイクロデキストリン、サクシノグリカン、キサンタンガム、ウェランガム、λ-カラギーナン、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、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、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、スメクタイトおよびラポナイト等の無機質微粒子等を例示できる。 Specific examples of shear-thinning agents include tragacanth gum, pullulan, cyclodextrin, succinoglycan, xanthan gum, welan gum, λ-carrageenan, guar gum, locust bean gum and derivatives thereof, alginic acid alkyl esters, and methacrylic acid alkyl esters. A polymer with a molecular weight of 100,000 to 150,000 as a main component, a carbohydrate with gelling ability extracted from seaweed such as glucomannan and carrageenan, a poly N-vinyl-carboxylic acid amide crosslinked product, benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol, or these derivatives, crosslinkable acrylic acid polymers, inorganic fine particles such as smectite and laponite, and the like.

インキ組成物には、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もできる。水溶性有機溶剤としては、例えば、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、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、ヘキシレングリコール、1,3-ブタンジオール、ネオプレングリコール、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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することもでき、インキ組成物中2~60重量%、好ましくは5~35質量%の範囲で用いられる。
Conventional general-purpose water-soluble organic solvents that are compatible with water can also be used in the ink composition. Examples of water-soluble organic solvents include ethanol, propanol, butanol, glycerin, sorbitol, triethanolamine, ethylene glycol, diethylene glycol, thiodiethylene glycol, hexylene glycol, 1,3-butanediol, neoprene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol. , butylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, 2-pyrrolidone, N-methyl-2 - pyrrolidone and the like.
The water-soluble organic solvent can be used alone or in combination of two or more, and is used in the range of 2 to 60% by weight, preferably 5 to 35% by weight in the ink composition.

更に、インキ組成物の特性に合わせ、所望のpHに調整するためにpH調整剤を用いることもできる。
pH調整剤としては、従来公知の酸性物質、塩基性物質が適用でき、酸性物質としては例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、炭酸、ホウ酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等が挙げられ、塩基性物質としては例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の強アルカリ、或いは炭酸ナトリウム、アンモニア、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム等の弱アルカリが挙げられる。また、塩基性物質として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等のアルカノールアミン類も適用可能である。
Furthermore, a pH adjuster can be used to adjust the pH to a desired level according to the properties of the ink composition.
As the pH adjuster, conventionally known acidic substances and basic substances can be applied. Examples of acidic substances include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, carbonic acid, boric acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, and the like. Examples of basic substances include strong alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and weak alkalis such as sodium carbonate, ammonia, sodium hydrogen phosphate and potassium hydrogen phosphate. Alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine are also applicable as the basic substance.

その他、必要に応じて、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、尿素、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、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤、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。さらに前記した塩基性物質を、式(1)に示される物質の中和剤として用いることもできる。
更に、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、N-アシルアミノ酸系界面活性剤、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、α-リポ酸、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。
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, rust inhibitors such as benzotriazole, tolyltriazole, saponin, phenolic acid, sodium salt of 1,2-benzthiazolin-3-one, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, paraoxybenzoic acid Preservatives or fungicides such as propyl, 2,3,5,6-tetrachloro-4-(methylsulfonyl)pyridine, urea, sorbitol, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolysate, sodium pyrophosphate Wetting agents such as antifoaming agents, fluorine-based surfactants and nonionic surfactants that improve ink permeability may also be used. Furthermore, the basic substance described above can also be used as a neutralizing agent for the substance represented by the formula (1).
Furthermore, metal soaps, polyalkylene glycol fatty acid esters, ethylene oxide addition type cationic surfactants, N-acyl amino acid surfactants, dicarboxylic acid type surfactants, β-alanine type surfactants, 2,5-dimercapto-1 , 3,4-thiadiazole and its salts and oligomers, 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole, thiocarbamate, dimethyldithiocarbamate, α-lipoic acid, N-acyl-L-glutamic acid and L-lysine condensates and salts thereof are used.
In addition, N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer, N-vinyl-2-piperidone oligomer, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, ε-caprolactam, N-vinyl-ε-caprolactam Addition of thickening inhibitors such as oligomers can also enhance functionality in the hive-and-recess form.

さらに、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、デキストリン等の水溶性樹脂を一種又は二種以上添加したり、尿素、ノニオン系界面活性剤、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、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤を一種又は二種以上添加することもできる。 Furthermore, one or more water-soluble resins such as alkyd resins, acrylic resins, styrene-maleic acid copolymers, cellulose derivatives, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, dextrin may be added, urea, nonionic surfactants, sorbitol, One or two or more wetting agents such as mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolysate, sodium pyrophosphate and the like can also be added.

(水性インキ組成物の物性)
水性インキ組成物の粘度は、せん断速度384sec-1における測定粘度(20℃)を、1~100mPa・sとすることが好ましく、2~70mPa・sとすることがより好ましい。インキ組成物の粘度測定はレオメーター(TAインスツルメント社製、DISCOVERY HR-2、コーンプレート40mm、角度1°)を用いて行うことができる。水性インキ組成物の粘度が上記数値範囲内であれば、インキ吐出性を適度に良好とするので、筆跡カスレや線トビのない鮮明な筆跡を形成することが容易となる。
(Physical properties of aqueous ink composition)
The viscosity of the water-based ink composition is preferably 1 to 100 mPa·s, more preferably 2 to 70 mPa·s, measured at a shear rate of 384 sec −1 (20° C.). The viscosity of the ink composition can be measured using a rheometer (manufactured by TA Instruments, DISCOVERY HR-2, cone plate 40 mm, angle 1°). If the viscosity of the water-based ink composition is within the above numerical range, the ink jettability will be moderately good, and it will be easy to form clear handwriting without blurring or broken lines.

本発明による水性インキ組成物は、従来知られている任意の方法により製造することができる。具体的には、前記各成分を必要量配合し、プロペラ攪拌、ホモディスパー、またはホモミキサーなどの各種攪拌機やビーズミルなどの各種分散機などにて混合し、製造することができる。 The water-based ink composition according to the present invention can be produced by any conventionally known method. Specifically, the necessary amount of each of the above components is blended and mixed with various stirrers such as a propeller stirrer, a homodisper, or a homomixer, and various dispersers such as a bead mill.

(ボールペン)
本発明の水性インキ組成物が充填されるボールペンについて説明する。ボールペンは、ペン先、インキ充填機構、インキ供給機構等を備えてなる。
(ballpoint pen)
A ball-point pen filled with the water-based ink composition of the present invention will be described. A ballpoint pen includes a pen tip, an ink filling mechanism, an ink supply mechanism, and the like.

ペン先は、ボールペンチップ本体のボールハウス(ボール抱持室)にボールを回転自在に抱持してなる、金属製のボールペンチップが用いられる。 As the pen tip, a metal ball-point pen tip is used in which a ball is rotatably held in a ball house (ball holding chamber) of the ball-point pen tip body.

ボールハウスは、例えば、金属を切削加工して内部にボール受け座とインキ導出部を形成したもの、金属製パイプの先端近傍の内面に複数の内方突出部を外面からの押圧変形により設け、前記内方突出部の相互間に、中心部から径方向外方に放射状に延びるインキ流出間隙を形成したもの等を適用でき、特に押圧変形により内方突出部を設けたボールハウスは、ボール後端との接触面積が比較的小であり、低筆記圧でのスムーズな筆記感を与えることができる。 The ball house is, for example, formed by cutting a metal to form a ball receiving seat and an ink outlet inside, and a plurality of inward protrusions are provided on the inner surface near the tip of a metal pipe by pressing and deforming from the outer surface. A ball house in which an ink outflow gap extending radially outward in the radial direction from the central portion is formed between the inward protrusions can be applied. The contact area with the edge is relatively small, and a smooth writing feeling can be given with a low writing pressure.

ボールやボールハウスの材質は、強度や耐摩耗性に優れ、リン酸エステル系界面活性剤が表面に吸着して、ボールの回転を円滑にしやすいことから、ステンレス、タングステンカーバイドを主成分とする超硬合金等が好ましく用いられる。 The material of the ball and ball house has excellent strength and wear resistance, and the phosphate ester surfactant adheres to the surface, making it easy for the ball to rotate smoothly. A hard alloy or the like is preferably used.

前記ボールハウスに抱持されるボールは、外径0.1~2.0mmのボールが適用できる。
尚、前記ボールペンチップには、チップ内にボールの後端を前方に弾発する弾発部材を配して、非筆記時にはチップ先端の内縁にボールを押圧させて密接状態とし、筆記時には筆圧によりボールを後退させてインキを流出可能に構成することもでき、不使用時のインキ漏れを抑制できる。
前記弾発部材は、金属細線のスプリング、前記スプリングの一端にストレート部(ロッド部)を備えたものを例示でき、5~40gの弾発力により、押圧可能に構成して適用される。
A ball having an outer diameter of 0.1 to 2.0 mm can be applied to the ball held in the ball house.
In the ballpoint pen tip, an elastic member is arranged in the tip to spring the rear end of the ball forward, and when writing is not performed, the ball is pressed against the inner edge of the tip of the tip so as to be in a close contact state, and when writing, the pen pressure is applied. The ball can be retracted to allow the ink to flow out, thereby suppressing ink leakage when not in use.
The elastic member can be exemplified by a thin metal wire spring having a straight portion (rod portion) at one end of the spring, and is configured to be able to press with an elastic force of 5 to 40 g.

インキ充填機構は、水性インキ組成物を直に充填する構成のものであってもよく、水性インキ組成物を充填することのできるインキ収容体またはインキ吸蔵体を備えるものであってもよい。
ボールペンが水性インキ組成物を充填することのできるインキ吸蔵体を備えるものである場合は、インキ吸蔵体は、撚り合わせた繊維を用いてなる繊維集束体が好ましい。
また、インキ充填機構はインキ組成物を直に充填可能なカートリッジであっても良い。
The ink filling mechanism may be configured to directly fill with the water-based ink composition, or may have an ink container or ink occlusion body capable of being filled with the water-based ink composition.
When the ball-point pen has an ink-absorbing body that can be filled with the water-based ink composition, the ink-absorbing body is preferably a bundle of fibers made of twisted fibers.
Also, the ink filling mechanism may be a cartridge that can be directly filled with the ink composition.

また、インキ供給機構についても特に限定されるものではなく、例えば、(1)繊維束などからなるインキ誘導芯をインキ流量調節部材として備え、水性インキ組成物をペン先に誘導する機構、(2)多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、前記インキ誘導溝を通じてペン先へインキ組成物を供給する機構、(3)多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、軸心にインキ貯蔵部からペン先へインキを誘導するためのインキ誘導芯が配置されてなるペン芯を介してインキ組成物をペン先へ誘導する機構、(4)ペン先を具備したインキ収容体または軸筒より、水性インキ組成物を直接、ペン先に供給する機構などを挙げることができる。
ペン先を具備したインキ収容体としては、前記ボールペンチップをインキ収容管の先端に直接またはホルダーを介して具備し、インキ後端にグリース等の粘調液体からなるインキ逆流防止体が充填されてなるインキレフィルであっても良い。
In addition, the ink supply mechanism is not particularly limited. ) A large number of discs are arranged in parallel with a comb groove-like interval, and slit-shaped ink guide grooves extending through the discs in the axial direction and ventilating grooves wider than the grooves are provided. A mechanism for supplying ink composition to the nib; (4 ) A mechanism for directly supplying a water-based ink composition to a pen tip from an ink container or barrel having a pen tip.
As for the ink reservoir having a pen tip, the ballpoint pen tip is provided directly at the tip of the ink reservoir tube or via a holder, and the rear end of the ink is filled with an ink backflow prevention body made of a viscous liquid such as grease. Any ink refill may be used.

前記(3)の機構は、インキ貯蔵部からボールペンチップへのインキ供給を安定的に良好とし、ボールペンチップからのインキ吐出性を向上させることができるため好ましいインキ供給機構である。さらに、本発明のインキ組成物は、前記した通り、式(1)に示す物質やその塩によりインキ供給機構を構成する部材の濡れ性が高められているため、(3)のインキ供給機構が奏する良好なインキ供給の安定性を一層高めることができる。 The mechanism (3) is a preferable ink supply mechanism because it can stably supply ink from the ink reservoir to the ball-point pen tip and improve the ink ejection performance from the ball-point pen tip. Furthermore, as described above, in the ink composition of the present invention, the wettability of the members constituting the ink supply mechanism is enhanced by the substance represented by formula (1) or a salt thereof, so that the ink supply mechanism of (3) is It is possible to further increase the stability of ink supply.

ボールペンは、ペン先出没機構を具備していても良い。ペン先出没機構としては、ノック式、回転式およびスライド式などが挙げられる。また、軸筒内にペン先を収容可能な出没式であってもよい。 The ballpoint pen may have a pen tip retraction mechanism. Examples of the pen tip retracting mechanism include a knock type, a rotating type, a sliding type, and the like. Moreover, it may be of a retractable type in which the pen tip can be accommodated in the barrel.

本発明の組成物を収容するボールペンは、前記したペン先、インキ充填機構、インキ供給機構、およびペン先出没機構の中から機構を適宜選択して構成することが可能である。 A ball-point pen containing the composition of the present invention can be configured by appropriately selecting a mechanism from the above-described pen tip, ink filling mechanism, ink supply mechanism, and pen tip retraction mechanism.

本発明の実施例は以下の通りである。
(実施例1)
下記原材料および配合量にて、室温で1時間攪拌混合することにより、筆記具用水性インキ組成物を得た。
・着色材 0.4質量%
(青色染料、製品名:ウォーターブルー105、オリヱント化学工業社製)
・リン酸エステル系界面活性剤(ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルリン酸エステル、製品名:プライサーフAL、第一工業製薬社製) 1.5質量%
・式(1)に示す化合物(X:-OH、Y:-NH) 0.1質量%
・ベンゾイソチアゾリン-3-オン(防腐剤、製品名:プロキセルXL-2、ロンザジャパン社製) 0.3質量%
・ジエチレングリコール 8質量%
・尿素 5質量%
・トリエタノールアミン 2質量%
・水 82.7質量%
An embodiment of the invention is as follows.
(Example 1)
The following raw materials and blending amounts were stirred and mixed at room temperature for 1 hour to obtain a water-based ink composition for writing instruments.
・ Colorant 0.4% by mass
(Blue dye, product name: Water Blue 105, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Phosphate ester surfactant (polyoxyethylene styrylphenyl ether phosphate, product name: Plysurf AL, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 1.5% by mass
・Compound represented by formula (1) (X: —OH, Y: —NH 2 ) 0.1% by mass
・ Benzisothiazolin-3-one (preservative, product name: Proxel XL-2, manufactured by Lonza Japan) 0.3% by mass
・Diethylene glycol 8% by mass
・Urea 5% by mass
・ Triethanolamine 2% by mass
・Water 82.7% by mass

(実施例2~9、比較例1~4)
実施例1に対して、配合する成分の種類や添加量を表1に示したとおりに変更して、実施例2~9、比較例1~4のインキ組成物を得た。
上記実施例で使用した材料の詳細は以下の通りである。
(1)青色染料(製品名:ウォーターブルー105、オリヱント化学工業社製)
(2)黄色染料(製品名:キノリンイエローWS300%、ダイワ化成社製)
(3)青色顔料(製品名:サンダイスーパーブルーGLL(E)、山陽色素社製、顔料25質量%分散体)
(4)リン酸エステル系界面活性剤(ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルリン酸エステル、製品名:プライサーフAL、第一工業製薬社製)
(5)式(1)に示す化合物(X=-OH、Y=-NH
(6)式(1)に示す化合物(X、Yともに-OH)
(7)ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物(製品名:デモールN、花王社製)
(8)防腐剤(ベンゾイソチアゾリン-3-オン、製品名:プロキセルXL-2、ロンザジャパン社製)
(Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 4)
Ink compositions of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 were obtained by changing the types and amounts of components to be blended from Example 1 as shown in Table 1.
Details of the materials used in the above examples are as follows.
(1) Blue dye (product name: Water Blue 105, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.)
(2) Yellow dye (product name: Quinoline Yellow WS300%, manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.)
(3) Blue pigment (product name: Sandai Super Blue GLL (E), manufactured by Sanyo Pigment Co., Ltd., pigment 25% by mass dispersion)
(4) Phosphate ester-based surfactant (polyoxyethylene styrylphenyl ether phosphate, product name: Plysurf AL, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
(5) compounds represented by formula (1) (X=-OH, Y=-NH 2 )
(6) a compound represented by formula (1) (both X and Y —OH)
(7) Formalin condensate of sodium naphthalenesulfonate (product name: Demoll N, manufactured by Kao Corporation)
(8) preservative (benzisothiazolin-3-one, product name: Proxel XL-2, manufactured by Lonza Japan)

Figure 2022171312000003
Figure 2022171312000003

調製した水性インキ組成物について、下記の通り、評価を行った。得られた結果は表2に記載したとおりであった。
また、評価試験で用いるボールペンは、以下のようなボールペンを作成し用いた。
ボールペン:外径が0.7mmの超硬合金製ボールを回転自在に抱持する金属製のボールペンチップ(ボール抱持室の材質:ステンレス)と、インキ組成物を直詰め可能なインキ充填機構と、前記ボールペンチップと前記インキ充填機構との間に介在し、多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、軸心にインキ貯蔵部からペン先へインキを誘導するためのインキ誘導芯が配置されてなるペン芯を介してインキ組成物をボールペンチップへ誘導するインキ供給機構とを備えてなるボールペン(株式会社パイロットコーポレーション製、製品名:Hi-TecpointV7)に実施例および比較例で得られたインキ2gを収容した。
The water-based ink compositions prepared were evaluated as follows. The results obtained were as described in Table 2.
Ballpoint pens used in the evaluation tests were prepared as follows.
Ballpoint pen: A metal ballpoint pen tip (material of the ball holding chamber: stainless steel) that rotatably holds a cemented carbide ball with an outer diameter of 0.7 mm, and an ink filling mechanism capable of directly filling the ink composition. , a slit-shaped ink guiding groove interposed between the ball-point pen tip and the ink filling mechanism, a large number of disk bodies arranged in parallel at intervals of a comb groove shape, and extending through the disk bodies in the axial direction, and the grooves; An ink supply that guides an ink composition to a ball-point pen tip through a pen core having a wider vent groove and an ink guide core for guiding ink from an ink reservoir to the pen tip. 2 g of the ink obtained in Examples and Comparative Examples was placed in a ballpoint pen (manufactured by Pilot Corporation, product name: Hi-Tekpoint V7).

(1)インキ吐出安定性の評価
上記ボールペンにより試験紙に連丸筆記を行い、筆跡の観察および評価を行った。なお、丸1個の直径は3cmであり、筆記条件を、筆記距離1000m、筆記荷重100g、筆記角度62.5°、および筆記速度4m/分に設定した。試験紙には、商品名:NPiフォーム<55>(日本製紙株式会社製)を用いた。評価基準は、SとAを合格とし、Bを不合格とした。
S:筆跡カスレや線トビが確認されない。
A:わずかに筆跡カスレや線トビが確認されたが、実用上問題なし。
B:筆跡カスレや線トビが顕著であり、実用上問題がある。
(2)経時安定性の評価1:初筆性
キャップを装着したボールペンを50℃下に60日間保管し、保管後のボールペンを常温に戻したのち、連丸(直径:3cm)を12個筆記して筆跡を観察した。尚、筆記時の条件は、筆記荷重:100g、筆記角度:70°、筆記速度:12個の丸を4秒で筆記する速度とし、試験紙には「インキ吐出安定性の評価」で使用した試験紙と同種の紙を用いた。評価基準は、SとAを合格とし、Bを不合格とした。
S:筆跡カスレや線トビが確認されない。
A:わずかに筆跡カスレや線トビが確認されたが、実用上問題なし。
B:筆跡カスレや線トビが顕著であり、実用上問題がある。
(3)経時安定性の評価2:インキ吐出安定性
「経時安定性の評価1」で評価したボールペンを用いて試験紙に筆記し、筆跡を観察した。尚、筆記時の条件、試験紙は「インキ吐出安定性の評価」と同じとした。評価基準は、SとAを合格とし、Bを不合格とした。
S:筆跡カスレや線トビが確認されない。
A:わずかに筆跡カスレや線トビが確認されたが、実用上問題なし。
B:筆跡カスレや線トビが顕著であり、実用上問題がある。
(1) Evaluation of Ink Ejection Stability Using the ballpoint pen, continuous writing was performed on the test paper, and the handwriting was observed and evaluated. The diameter of one circle was 3 cm, and the writing conditions were set at a writing distance of 1000 m, a writing load of 100 g, a writing angle of 62.5°, and a writing speed of 4 m/min. Trade name: NPi Form <55> (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) was used as the test paper. As for the evaluation criteria, S and A were accepted, and B was rejected.
S: No faint handwriting or broken lines are observed.
A: Slight faint handwriting and broken lines were observed, but there was no practical problem.
B: Scratches in handwriting and broken lines are conspicuous, and there is a problem in practical use.
(2) Evaluation of stability over time 1: Initial writing property The ballpoint pen with the cap attached was stored at 50 ° C. for 60 days, and after returning the ballpoint pen after storage to room temperature, 12 consecutive circles (diameter: 3 cm) were written. and observed the handwriting. The writing conditions were as follows: writing load: 100 g, writing angle: 70°, writing speed: writing 12 circles in 4 seconds. The same kind of paper as the test paper was used. As for the evaluation criteria, S and A were accepted, and B was rejected.
S: No faint handwriting or broken lines are observed.
A: Slight faint handwriting and broken lines were observed, but there was no practical problem.
B: Scratches in handwriting and broken lines are conspicuous, and there is a problem in practical use.
(3) Evaluation of stability over time 2: Ink ejection stability The ballpoint pen evaluated in "Evaluation of stability over time 1" was used to write on test paper, and the handwriting was observed. The writing conditions and the test paper were the same as those in "Evaluation of Ink Discharge Stability". As for the evaluation criteria, S and A were accepted, and B was rejected.
S: No faint handwriting or broken lines are observed.
A: Slight faint handwriting and broken lines were observed, but there was no practical problem.
B: Scratches in handwriting and broken lines are conspicuous, and there is a problem in practical use.

試験結果を以下の表2に記す。 The test results are given in Table 2 below.

Figure 2022171312000004
Figure 2022171312000004

Claims (9)

金属製のボールペンチップを備えてなるボールペンに収容されるインキであって、着色材と、リン酸エステル系界面活性剤と、下式(1)に示される物質及び/又はその塩と、水を含有する、ボールペン用水性インキ組成物。
Figure 2022171312000005
式中、XとYは-H、-R、-OH、-OR、-NH、-NHRおよび-NRから選ばれる官能基であり、Rはアルキル基である。ただし、X、Y双方が水素である場合を除く。
An ink contained in a ball-point pen having a metal ball-point pen tip, comprising a coloring agent, a phosphate surfactant, a substance represented by the following formula (1) and/or its salt, and water: A water-based ink composition for a ball-point pen containing.
Figure 2022171312000005
wherein X and Y are functional groups selected from -H, -R, -OH, -OR, -NH 2 , -NHR and -NR 2 , and R is an alkyl group. However, the case where both X and Y are hydrogen is excluded.
前記XとYは、-H、-OHおよび-NHから選ばれる官能基である(ただし、X、Y双方が水素である場合を除く)、請求項1に記載の水性インキ組成物。 2. The aqueous ink composition according to claim 1, wherein said X and Y are functional groups selected from -H, -OH and -NH2 (except when both X and Y are hydrogen). インキ組成物全質量に対して、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量が0.1~3質量%であり、式(1)に示される物質及び/又はその塩の含有量が0.05~2質量%である、請求項1または請求項2に記載の水性インキ組成物。 Based on the total weight of the ink composition, the content of the phosphate ester surfactant is 0.1 to 3% by mass, and the content of the substance represented by formula (1) and/or a salt thereof is 0.1% by mass. 3. The water-based ink composition according to claim 1, wherein the content is 05 to 2% by mass. リン酸エステル系界面活性剤の含有量Aと、式(1)に示される物質及び/又はその塩の含有量Bとの関係が、0.01≦B/A≦1を満たす、請求項1~3のいずれか1項に記載の水性インキ組成物。 Claim 1, wherein the relationship between the content A of the phosphate ester surfactant and the content B of the substance represented by formula (1) and/or a salt thereof satisfies 0.01 ≤ B/A ≤ 1. 4. The water-based ink composition according to any one of items 1 to 3. 前記着色材が染料である。請求項1~4のいずれか1項に記載の水性インキ組成物。 The coloring material is a dye. The water-based ink composition according to any one of claims 1 to 4. 前記染料の含有量が、水性インキ組成物全質量を基準として2質量%以下である、請求項5に記載の水性インキ組成物。 6. The water-based ink composition according to claim 5, wherein the dye content is 2% by mass or less based on the total mass of the water-based ink composition. ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の水性インキ組成物。 An aqueous ink composition according to any one of claims 1 to 6, comprising a formalin condensate of naphthalenesulfonic acid. 金属製のボールペンチップを備え、請求項1~7のいずれか1項に記載の水性インキ組成物が収容されてなるボールペン。 A ballpoint pen comprising a ballpoint pen tip made of metal and containing the water-based ink composition according to any one of claims 1 to 7. 多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、軸心にインキ貯蔵部からペン先へインキを誘導するためのインキ誘導芯が配置されてなるペン芯を備えてなる、請求項8に記載のボールペン。 A large number of discs are arranged in parallel with a comb groove-like interval, slit-like ink guide grooves running through the discs in the axial direction and ventilation grooves wider than the grooves are provided, and an ink reservoir is provided at the center of the shaft. 9. A ballpoint pen according to claim 8, comprising a pen core in which an ink guide core is arranged for guiding ink from the pen to the nib.
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