JP2024014740A - Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen containing the same - Google Patents

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JP2024014740A JP2023098451A JP2023098451A JP2024014740A JP 2024014740 A JP2024014740 A JP 2024014740A JP 2023098451 A JP2023098451 A JP 2023098451A JP 2023098451 A JP2023098451 A JP 2023098451A JP 2024014740 A JP2024014740 A JP 2024014740A
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Abstract

【課題】 コバルトを金属結合材として含む超硬合金製ボールの腐食を高度に抑制でき、経時安定性に優れるボールペン用水性インキ組成物を提供すること。【解決手段】1,2,3-ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、およびカルボキシベンゾトリアゾールから選ばれる1種以上(A)と、一般式(1)で示される物質、および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールから選ばれる1種以上(B)と、リン酸エステル系界面活性剤(C)と、着色材と、水とを少なくとも含有してなり、(A)、(B)、(C)の含有量を所定量としたボールペン用水性インキ組成物とする。【選択図】 なし[Object] To provide a water-based ink composition for a ballpoint pen that can highly suppress corrosion of a cemented carbide ball containing cobalt as a metal binder and has excellent stability over time. [Solution] One or more (A) selected from 1,2,3-benzotriazole, tolyltriazole, and carboxybenzotriazole, a substance represented by general formula (1), and 5-mercapto-3-phenyl- Containing at least one or more selected from 1,3,4-thiadiazole (B), a phosphate ester surfactant (C), a coloring agent, and water, (A), (B) , (C) in a predetermined amount. [Selection diagram] 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。 The present invention relates to a water-based ink composition for ballpoint pens.

ボールペン用のボールとしては、炭化珪素、酸化ジルコニウム、タングステンカーバイド等を主成分とするものが用いられ、安価で高い筆記性能が得られることから、タングステンカーバイドを主成分として金属結合材を含む超硬合金ボールが広く使用されている。 Balls for ballpoint pens are made of silicon carbide, zirconium oxide, tungsten carbide, etc. as the main components, and are inexpensive and provide high writing performance. Alloy balls are widely used.

しかしながら、前記結合材として、主にコバルト、クロム、チタン、ニッケル等の金属が使用されていることから、水性ボールペンに用いた場合、インキ中の溶存酸素等の腐食成分により前記結合材が経時的にインキ中に溶出し、ボールから結合材が失われることで、主成分であるタングステンカーバイドの結晶粒子が脱落したり、溶出した結合材が金属酸化物となり不溶化し、再びボール表面に付着する等、所謂腐食状態になることがある。前記腐食によりボール表面の凹凸が大きくなるため、ボールのスムーズな回転が阻害されて筆記に不具合が生じることがあった。
特に、金属結合材としてコバルトやニッケルを用いた超硬合金ボールは、汎用性が高いものの、金属結合材の含有量が多いため水性ボールペンにおいては経時的に腐食し易いという欠点を有している。
However, since metals such as cobalt, chromium, titanium, and nickel are mainly used as the binder, when used in water-based ballpoint pens, the binder deteriorates over time due to corrosive components such as dissolved oxygen in the ink. When the binder is eluted into the ink and lost from the ball, the crystal particles of tungsten carbide, which is the main component, may fall off, or the eluted binder becomes metal oxide, becomes insolubilized, and adheres to the ball surface again. , so-called corrosion may occur. The corrosion increases the unevenness of the ball surface, which may impede smooth rotation of the ball and cause problems in writing.
In particular, cemented carbide balls that use cobalt or nickel as metal binders are highly versatile, but have the disadvantage that they tend to corrode over time in water-based ballpoint pens due to the high content of metal binders. .

そこで前述の経時的な腐食を防止する方法として、インキ中にスルフィド化合物やベンゾトリアゾールのアミノ誘導体を添加する方法が開示されている(例えば、特許文献1,2参照)。 Therefore, as a method for preventing the above-mentioned corrosion over time, a method has been disclosed in which a sulfide compound or an amino derivative of benzotriazole is added to the ink (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、前記スルフィド化合物を添加した場合、化合物の構造によっては臭気を発したり、長期経時によって析出してしまい腐食抑制効果が十分に得られ難い等の不具合を生じることがある。
また、ベンゾトリアゾールのアミノ誘導体は、水性媒体中への溶解度が低いため、インキ中での溶解安定性に欠けるとともに、銅系金属に対しては効果を発現するものの、超硬に対しては十分な効果が得られないものである。
However, when the sulfide compound is added, depending on the structure of the compound, problems may occur such as emitting an odor or precipitating over a long period of time, making it difficult to obtain a sufficient corrosion inhibiting effect.
In addition, amino derivatives of benzotriazole have low solubility in aqueous media, so they lack dissolution stability in ink, and although they are effective against copper-based metals, they are not effective against carbides. It is impossible to obtain effective results.

特開2004-115684号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-115684 特公平1-23512Tokuhei 1-23512

本発明は、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製ボールの腐食を高度に抑制でき、経時安定性に優れるボールペン用水性インキ組成物を提供するものである。 The present invention provides a water-based ink composition for ballpoint pens that can highly suppress corrosion of cemented carbide balls containing cobalt as a metal binder and has excellent stability over time.

「1.1,2,3-ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、およびカルボキシベンゾトリアゾールから選ばれる1種以上(A)と、下記一般式(1)で示される物質、および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールから選ばれる1種以上(B)と、リン酸エステル系界面活性剤(C)と、着色材と、水とを少なくとも含有してなるインキ組成物であって、
インキ組成物全質量を基準として、(A)の含有率が0.01~2質量%であり、(B)の含有率が0.1~3質量%であり、(C)の含有率が0.1~2質量%であるボールペン用水性インキ組成物。

Figure 2024014740000001
式中、RはCH、NH、SMから選ばれるいずれかであり、該Mおよび一般式(1)におけるMは、独立して、水素、アルカリ金属、アンモニウム、アルカノールアミン、シクロヘキシルアミン、およびシクロヘキシルアルカノールアミンから選ばれるいずれかである。
2.前記(A)、(B)、および(C)の含有率が下記一般式(2)の関係を満たす、第1項に記載のインキ組成物。
(A)の含有率+(B)の含有率 >(C)の含有率 (2)
3.第1項または第2項に記載のインキ組成物を収容し、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製のボールを備えてなるボールペン。」とする。 "1. One or more (A) selected from 1,2,3-benzotriazole, tolyltriazole, and carboxybenzotriazole, a substance represented by the following general formula (1), and 5-mercapto-3-phenyl- An ink composition comprising at least one selected from 1,3,4-thiadiazole (B), a phosphoric acid ester surfactant (C), a colorant, and water,
Based on the total mass of the ink composition, the content of (A) is 0.01 to 2% by mass, the content of (B) is 0.1 to 3% by mass, and the content of (C) is A water-based ink composition for a ballpoint pen having a content of 0.1 to 2% by mass.
Figure 2024014740000001
In the formula, R is one selected from CH 3 , NH 2 , and SM, and M and M in general formula (1) are independently hydrogen, alkali metal, ammonium, alkanolamine, cyclohexylamine, and One selected from cyclohexylalkanolamines.
2. The ink composition according to item 1, wherein the contents of (A), (B), and (C) satisfy the following general formula (2).
Content rate of (A) + Content rate of (B) > Content rate of (C) (2)
3. A ballpoint pen containing the ink composition according to item 1 or 2 and comprising a ball made of cemented carbide containing cobalt as a metal binder. ”.

本発明によれば、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製ボールの腐食を高度に抑制でき、経時安定性に優れるボールペン用水性インキ組成物と、それを収容した、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製のボールを備えてなるボールペンが提供される。 According to the present invention, there is provided a water-based ink composition for a ballpoint pen that can highly suppress corrosion of a cemented carbide ball containing cobalt as a metal binding material and has excellent stability over time, and a water-based ink composition containing the composition that contains cobalt as a metal binding material. A ballpoint pen is provided which includes a ball made of cemented carbide.

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。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. In addition, in this specification, "parts", "%", "ratio", etc. indicating a composition 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、着色材と、1,2,3-ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、およびカルボキシベンゾトリアゾールから選ばれる1種以上と、一般式(1)で示される物質、および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールから選ばれる1種以上と、リン酸エステル系界面活性剤と、水とを少なくとも含んでなる。尚、本明細書において、1,2,3-ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、およびカルボキシベンゾトリアゾールからなる群をトリアゾール系物質、一般式(1)で示される物質、および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールからなる群をチアジアゾール系物質と称することがある。
トリアゾール系物質、チアジアゾール系物質およびリン酸エステル系界面活性剤の何れかが欠けても、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製のボールの腐食を抑制でき、経時安定性に優れるインキを形成することが困難となる。
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 water-based ink composition for ballpoint pens according to the present invention (hereinafter, may be referred to as "aqueous ink composition", "ink composition", or "composition") includes a colorant, 1, 2, One or more selected from 3-benzotriazole, tolyltriazole, and carboxybenzotriazole, a substance represented by general formula (1), and 1 selected from 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole The surfactant contains at least one species, a phosphate ester surfactant, and water. In this specification, the group consisting of 1,2,3-benzotriazole, tolyltriazole, and carboxybenzotriazole is referred to as a triazole substance, a substance represented by general formula (1), and 5-mercapto-3-phenyl- The group consisting of 1,3,4-thiadiazole is sometimes referred to as thiadiazole substances.
Even if any of the triazole-based substances, thiadiazole-based substances, and phosphate ester surfactants are missing, corrosion of cemented carbide balls containing cobalt as a metal binder can be suppressed, and an ink with excellent stability over time is formed. It becomes difficult to do so.
Each component constituting the aqueous ink composition according to the present invention will be explained below.

トリアゾール系物質の含有率は、インキ組成物全質量を基準として0.01~2質量%であり、0.05~1.5質量%であることが好ましく、0.1~1.5質量%であることがより好ましい。
トリアゾール系物質の含有率が前記範囲内であると、インキの経時安定性を良好とするとともに、前記超硬合金製ボールからコバルトが過度に溶出することを抑えてボールの腐食を十分に抑制でき、1.5質量%を超えて添加しても腐食抑制効果は大きく向上しない。
トリアゾール系物質は1種または2種以上を用いることができる。また、トリアゾール系物質はアルカリ金属塩であっても良い。
The content of the triazole substance is 0.01 to 2% by mass, preferably 0.05 to 1.5% by mass, and 0.1 to 1.5% by mass based on the total mass of the ink composition. It is more preferable that
When the content of the triazole-based substance is within the above range, the stability of the ink over time is improved, and excessive elution of cobalt from the cemented carbide balls can be suppressed to sufficiently suppress corrosion of the balls. , even if it is added in excess of 1.5% by mass, the corrosion inhibiting effect will not be greatly improved.
One or more types of triazole-based substances can be used. Further, the triazole-based substance may be an alkali metal salt.

チアジアゾール系物質としては、下記一般式(1)に示す物質および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールが例示できる。

Figure 2024014740000002
式中、RはCH、NH、SMから選ばれるいずれかであり、該Mおよび一般式(1)におけるMは、独立して、水素、アルカリ金属、アンモニウム、アルカノールアミン、シクロヘキシルアミン、およびシクロヘキシルアルカノールアミンから選ばれるいずれかである。 Examples of thiadiazole-based substances include substances represented by the following general formula (1) and 5-mercapto-3-phenyl-1,3,4-thiadiazole.
Figure 2024014740000002
In the formula, R is one selected from CH 3 , NH 2 , and SM, and M and M in general formula (1) are independently hydrogen, alkali metal, ammonium, alkanolamine, cyclohexylamine, and One selected from cyclohexylalkanolamines.

チアジアゾール系物質の含有率は、前記超硬合金製ボールのコバルトの溶出を抑えてボールの腐食を抑制することを考慮すれば、インキ組成物全質量を基準として、0.1~3質量%であり、0.2~3質量%であることが好ましく、0.2~2.5質量%であることがより好ましい。チアジアゾール系物質の含有率が前記範囲内であると、インキの経時安定性を良好とするとともに、前記超硬合金製ボールからコバルトが過度に溶出することを抑えてボールの腐食を十分に抑制でき、3質量%を超えて添加しても腐食抑制効果は大きく向上しない。
チアジアゾール系物質は1種または2種以上を用いることができる。
The content of the thiadiazole-based substance is 0.1 to 3% by mass based on the total mass of the ink composition, considering that the elution of cobalt from the cemented carbide ball is suppressed and the corrosion of the ball is suppressed. It is preferably 0.2 to 3% by mass, more preferably 0.2 to 2.5% by mass. When the content of the thiadiazole-based substance is within the above range, the stability of the ink over time is improved, and excessive elution of cobalt from the cemented carbide balls can be suppressed, thereby sufficiently suppressing corrosion of the balls. , even if it is added in an amount exceeding 3% by mass, the corrosion inhibiting effect will not be greatly improved.
One type or two or more types of thiadiazole-based substances can be used.

リン酸エステル系界面活性剤は従来公知のものが適用可能であり、例えば、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、同A215C、同A208F、同M208F、同A208N、同A208B、同A219B、同DB-01、同A210D、同ALが挙げられ、フォスファノールシリーズ(東邦化学工業社製)として、フォスファノール2P、同ML-200、同GF-185、同BH-650、同ED-200、同RA-600、同ML-220、同ML-240、同RD-510Y、同RS-410、同RS-610、同RS-710、同RL-210、同RL-310、同RB-410、同RD-710、同RP-710、同LF-200、同RM-410、同RM-510、同SP-212、同CP-120、同720、同SC-6103、同RD-720.同LP-700、同LP-500、同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、同AK-25B、同SM-172、同GF-339、同GF-199、同ML-200、同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。
Conventionally known phosphate surfactants can be used, such as polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene alkylene ether phosphate, polyoxyethylene aryl ether phosphate, polyoxyethylene Examples of polyoxypropylene alkyl ether phosphates include polyoxyethylene phenyl ether phosphates, polyoxyethylene phenyl ether phosphates, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether phosphates, and polyoxyethylene dinonylphenyl ethers. Phosphate ester, polyoxyethylene monostyrylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene distyrylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene tristyrylphenyl ether phosphate, polyoxyethylene cumyl phenyl ether phosphate, polyoxy An example is ethylene naphthyl ether phosphate, and any of them are preferably used. The phosphate ester surfactant may be a sodium salt or an alkanolamine salt such as a monoalkanolamine salt, a dialkanolamine salt, or a trialkanolamine salt. Commercially available products include, for example, the Plysurf series (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) such as Plysurf A212C, A215C, A208F, M208F, A208N, A208B, A219B, DB-01, A210D, and Plysurf A210D. AL is listed, and the phosphanol series (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) includes phosphanol 2P, ML-200, GF-185, BH-650, ED-200, RA-600, and 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 , the same LB-400, and the Anstex series (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.) include the Anstex AK-25, the same AK-25B, the same SM-172, the same GF-339, the same GF-199, and the same ML-200. , GF-185, etc. Phosphate ester surfactants that can be applied to the ink composition are not limited to these.
A single type of phosphate ester surfactant may be used, or a plurality of types may be used in combination.

リン酸エステル系界面活性剤の含有率は、インキの経時安定性および筆記性を損なわず、前記超硬ボールの腐食を抑制することを考慮すれば、インキ組成物全質量を基準として、0.1~2質量%であり、0.2~1.5質量%であることが好ましく、0.2~1.0質量%であることがより好ましい。 The content of the phosphoric acid ester surfactant is 0.000% based on the total mass of the ink composition, in order to suppress the corrosion of the cemented carbide balls without impairing the stability over time and writability of the ink. The amount is 1 to 2% by weight, preferably 0.2 to 1.5% by weight, and more preferably 0.2 to 1.0% by weight.

さらに、インキの経時安定性および筆記性を損なわず、前記超硬ボールの腐食を抑制することをより考慮すれば、トリアゾール系物質(A)の含有率、チアジアゾール系物質(B)の含有率、およびリン酸エステル系界面活性剤(C)の含有率の関係は、下記一般式(2)を満たすことが好ましい。
(A)の含有率 +(B)の含有率 >(C)の含有率・・・(2)
前記(A)、(B)、および(C)の含有率はインキ組成物全質量を基準とする。
Furthermore, in order to suppress corrosion of the cemented carbide balls without impairing the temporal stability and writing properties of the ink, the content of the triazole-based substance (A), the content of the thiadiazole-based substance (B), It is preferable that the relationship between the content of the phosphoric acid ester surfactant (C) and the content of the phosphate ester surfactant (C) satisfies the following general formula (2).
Content rate of (A) + Content rate of (B) > Content rate of (C)... (2)
The contents of (A), (B), and (C) are based on the total mass of the ink composition.

(着色材)
本発明のボールペン用水性インキ組成物は、従来からの着色材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 material)
The water-based ink composition for ballpoint pens of the present invention can use conventional colorants.
Pigments include inorganic pigments such as carbon black, metal oxides or metal salts, organic pigments such as organic dye pigments or lake pigments, and lustrous and bright pigments such as aluminum pigments, and fluorescent pigments, and as dyes. Examples include acid dyes, basic dyes, direct dyes, reactive dyes, vat dyes, sulfur dyes, metal-containing dyes, cationic dyes, and disperse dyes.
The content of the colorant is applied in a range of 0.1 to 30% by mass based on 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 colorants that can be applied to the ink composition include colorants 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。
As the colorant that changes color due to frictional heat, select one that changes the color of the handwriting (changes in hue, becomes transparent, or disappears) by rubbing the handwriting with a friction body and heating it, regardless of whether it is reversible or irreversible. applicable. In addition to the coloring material itself changing its hue, it is also possible to create a structure in which the hue changes by using a transparentizing (decolorizing) coloring material and a general-purpose coloring material such as the above-mentioned dyes and pigments.
As the coloring material that changes color when heated, for example, the reversible type disclosed in JP-A No. 2012-219160, JP-A No. 2014-5422, etc., and the one disclosed in JP-A No. 2010-229332, etc., are cited as examples. The disclosed irreversible types are applicable.
In particular, the change in handwriting can be stably expressed over a long period of time without any composition change by encapsulating the thermochromic composition in microcapsules, which is suitable. The thermochromic composition contained in the microcapsule pigment may be (a) an electron-donating color-forming organic compound, or (b) an electron-accepting compound, from the viewpoint of repeatability, accuracy of temperature changes, etc. , (c) A reversible thermochromic composition comprising a reaction medium that determines the temperature at which the color reaction of both of the above occurs is suitable.

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。
The reversible thermochromic composition has a temperature that changes at a predetermined temperature (color change point) as 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 decolored state in a temperature range above the high temperature side discoloration point, and a colored state in a temperature range below the low temperature side discoloration point, and of the above two states, only one specific state exists in the normal temperature range, The other state is maintained as long as the heat or cold required to bring it about is applied, but when the heat or cold is no longer applied, it returns to the state it exhibits at room temperature, with a hysteresis width. A heat-decolorable microcapsule pigment in which a reversible thermochromic composition having relatively small characteristics (ΔH=1 to 7° C.) is encapsulated in microcapsules can be used.
Furthermore, relatively large hysteresis characteristics (ΔH=8 to 50 °C), or exhibit large hysteresis characteristics as described in JP-A No. 2006-137886, JP-A No. 2006-188660, JP-A No. 2008-45062, JP-A No. 2008-280523, etc. In other words, the shape of the curve plotting the change in coloring density due to temperature change is significantly different when the temperature is raised from a lower side than the discoloration temperature range and when it is lowered from a higher temperature side than the discoloration temperature range. A reversible thermochromic composition that changes color along a specific temperature range, and exhibits color development in a low temperature range below the complete color development temperature or discoloration state in a high temperature range above the complete color discoloration temperature, and has color memory in a specific temperature range. Microcapsule pigments that are color-erasable by heating can also be applied.
Specifically, the reversible thermochromic composition having color memory, which is applied to writing instrument ink, has a temperature at which the full color development temperature can only be obtained in a freezing room, a cold region, etc., that is, -50 to 0°C. , preferably -40 to -5°C, more preferably -30 to -10°C, and the complete color erasure temperature is the temperature obtained from frictional heat from a friction body or a familiar heating body such as a hair dryer, that is, 50 to 95°C. , preferably in the range of 50 to 90°C, more preferably 60 to 80°C, and specifying the ΔH value in the range of 40 to 100°C, it is possible to effectively maintain the color that appears under normal conditions (daily living temperature range). It can be made to work.

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。 The thermochromic composition can be microencapsulated by interfacial polymerization, interfacial polycondensation, in-situ polymerization, in-liquid curing coating, phase separation from aqueous solution, phase separation from organic solvents, melting, dispersion, and cooling. method, air suspension coating method, spray drying method, etc., which are appropriately selected depending on the purpose. Furthermore, depending on the purpose, a secondary resin film can be further provided on the surface of the microcapsule pigment to impart durability or to modify the surface characteristics for practical use.

(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 aqueous ink composition.
As the thickener, conventionally known substances can be used, but preferably a substance that can impart shear thinning properties to the ink composition (shear thinning agent). The shear thinning agent can easily reduce the viscosity of the ink composition when shear force is applied to the ink from the balls, while maintaining the high viscosity of the ink when it is left still. It is possible to suppress sedimentation and aggregation of the pigment in the ink while improving ink ejection properties from the pen tip during writing.

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 its derivatives, alginate alkyl esters, and methacrylic acid alkyl esters. Polymers with a molecular weight of 100,000 to 150,000 as main components, carbohydrates with gelling ability extracted from seaweed such as glucomannan and carrageenan, poly N-vinyl-carboxylic acid amide crosslinked products, benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol, or these Examples include derivatives of , crosslinkable acrylic acid polymers, and inorganic fine particles such as smectite and laponite.

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 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, and 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 - Examples include pyrrolidone.
The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination of two or more, and is used in an amount 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 may be used to adjust the pH to a desired value depending on the characteristics of the ink composition.
As the pH adjuster, conventionally known acidic substances and basic substances can be used. 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, etc. 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. Furthermore, alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine can also be used as the basic substance.

その他、必要に応じて、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-チアジアゾールのオリゴマー、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, rust inhibitors such as saponin, carbolic acid, sodium salt of 1,2-benzthiazolin 3-one, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, propyl paraoxybenzoate, 2,3, Preservatives or fungicides such as 5,6-tetrachloro-4-(methylsulfonyl)pyridine, wetting agents such as urea, sorbitol, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, sodium pyrophosphate, etc. Foaming agents, fluorosurfactants 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 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 oligomers, thiocarbamates, dimethyldithiocarbamates, α-lipoic acid, condensates of N-acyl-L-glutamic acid and L-lysine, and salts thereof.
In addition, oligomers of N-vinyl-2-pyrrolidone, oligomers of N-vinyl-2-piperidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, ε-caprolactam, and N-vinyl-ε-caprolactam are also available. Addition of thickening inhibitors such as oligomers can also enhance functionality in the retractable 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 resin, acrylic resin, styrene-maleic acid copolymer, cellulose derivative, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and dextrin may be added, or urea, nonionic surfactant, sorbitol, One or more types of wetting agents such as mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, and sodium pyrophosphate can also be added.

(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 ballpoint pen filled with the aqueous 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。 A metal ballpoint pen tip is used as the pen tip, which has a ball rotatably held in a ball house (ball holding chamber) of the ballpoint 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。 A ball house is, for example, one in which a ball receiving seat and an ink outlet are formed by cutting metal, or a plurality of inward protrusions are formed on the inner surface near the tip of a metal pipe by pressing deformation from the outer surface. A ball house in which an ink outflow gap extending radially outward from the center can be formed between the inward protruding parts, and in particular, a ball house in which inward protruding parts are provided by pressure deformation is suitable for forming an ink flow gap between the inward protruding parts. The contact area with the edge is relatively small, giving a smooth writing feel with low writing pressure.

前記ボールハウスに抱持されるボールは、例えば、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等からなり、0.1~2.0mmの外径を有するものが挙げられ、本願発明のインキ組成物がコバルトを金属結合材に含む超硬合金製のボールの腐食抑制に優れることから、このような超硬合金製のボールを好ましく用いることができる。
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。
The balls held in the ball house are made of, for example, cemented carbide, stainless steel, ruby, ceramic, etc., and have an outer diameter of 0.1 to 2.0 mm. Balls made of such a cemented carbide can be preferably used because they are excellent in inhibiting corrosion of balls made of a cemented carbide containing cobalt in the metal binding material.
The ballpoint pen tip has a resilient member inside the tip that springs the rear end of the ball forward, so that when not writing, the ball is pressed against the inner edge of the tip to create a close contact state, and when writing, the ball is pressed against the inner edge of the tip, and when writing, the ball is pressed against the inner edge of the tip to create a close contact state. It is also possible to configure the ink to flow out by retracting the ball, thereby suppressing ink leakage when not in use.
The elastic member may be, for example, a spring made of a thin metal wire, or one having a straight portion (rod portion) at one end of the spring, and is configured to be able to be pressed 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 the aqueous ink composition, or may include an ink container or an ink storage body capable of being filled with the aqueous ink composition.
When the ballpoint pen is equipped with an ink storage body that can be filled with an aqueous ink composition, the ink storage body is preferably a fiber bundle made of twisted fibers.
Further, 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。
Further, the ink supply mechanism is not particularly limited, and includes, for example, (1) a mechanism that includes an ink guide core made of a fiber bundle as an ink flow rate regulating member and guides the aqueous ink composition to the pen tip; ) A large number of disk bodies are arranged in parallel with comb groove-like intervals, and a slit-shaped ink guide groove that runs vertically through the disk body in the axial direction and a ventilation groove that is wider than the groove are provided, so that the ink guide groove can pass through the ink guide groove. (3) a mechanism for supplying an ink composition to a pen nib; (3) a large number of disk bodies arranged in parallel with comb-like intervals; a slit-shaped ink guiding groove extending longitudinally through the disk body; and a mechanism thicker than the groove; A mechanism for guiding an ink composition to a pen nib via a pen nib, which is provided with a ventilation groove of a width and an ink guiding nib disposed in the axial center for guiding ink from an ink reservoir to a nib, (4) ) A mechanism for directly supplying the water-based ink composition to the pen tip from an ink container or barrel provided with the pen tip can be mentioned.
The ink container equipped with a pen tip is provided with the ballpoint pen tip directly or via a holder at the tip of the ink storage tube, and the rear end of the ink pen is filled with an ink backflow preventer made of a viscous liquid such as grease. An ink refill may be used.

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 be equipped with a pen tip retraction mechanism. Examples of the pen tip ejection/retraction mechanism include a knock type, a rotating type, and a sliding type. Alternatively, it may be a retractable type in which the pen tip can be accommodated within 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 ballpoint pen containing the composition of the present invention can be constructed by appropriately selecting a mechanism from among the above-mentioned pen nib, ink filling mechanism, ink supply mechanism, and pen nib projecting/retracting mechanism.

前記摩擦熱により変色する着色材をインキに適用したボールペンを用いて被筆記面に筆記して得られる筆跡は、加熱具又は冷却具により変色させることができる。加熱具としては、抵抗発熱体を装備した通電加熱変色具、温水等を充填した加熱変色具、ヘアドライヤーの適用が挙げられるが、好ましくは、簡便な方法により変色可能な手段として摩擦部材が用いられる。すなわち、ボールペンは、摩擦部材を更に備えるものであってもよい。 Handwriting obtained by writing on a writing surface using a ballpoint pen in which a coloring material that changes color due to frictional heat is applied to the ink can be changed in color using a heating tool or a cooling tool. Examples of the heating tool include an electrical heating discoloration tool equipped with a resistance heating element, a heat discoloration tool filled with hot water, etc., and a hair dryer, but preferably, a friction member is used as a means for changing color by a simple method. It will be done. That is, the ballpoint pen may further include a friction member.

摩擦部材としては、弾性感に富み、擦過時に適度な摩擦を生じて摩擦熱を発生させることができるプラスチック発泡体等の弾性体、粘弾性体が好適である。なお、消しゴムを使用して筆跡を摩擦することもできるが、摩擦時に消しカスが発生するため、消しカスが殆ど発生しない前述の摩擦部材が好適に用いられる。摩擦部材の材質としては、シリコーン樹脂、SEBS樹脂(スチレンエチレンブタジエンスチレンブロック共重合体)、ポリエステル系樹脂、αオレフィン系共重合体等が用いられる。 As the friction member, an elastic body such as a plastic foam, or a viscoelastic body, which is highly elastic and can generate appropriate friction and generate frictional heat during rubbing, is suitable. It is also possible to rub the handwriting using an eraser, but since eraser scum is generated during friction, the above-mentioned friction member that hardly generates eraser scum is preferably used. As the material of the friction member, silicone resin, SEBS resin (styrene ethylene butadiene styrene block copolymer), polyester resin, α-olefin copolymer, etc. are used.

摩擦部材はボールペンとは別体の任意形状の部材(摩擦体)とし、これとボールペンとを組み合わせて筆記具セットとして構成することもできるが、ボールペンに摩擦部材を設けることにより、携帯性に優れる。
キャップを備えるボールペンの場合、摩擦部材を設ける箇所は特に限定されるものではないが、例えば、キャップ自体を摩擦部材により形成したり、軸筒自体を摩擦部材により形成したり、クリップを設ける場合はクリップ自体を摩擦部材により形成したり、キャップ先端部(頂部)又は軸筒後端部(筆記先端部を設けていない部分)に摩擦部材を設けたりすることができる。
出没式ボールペンの場合、摩擦部材を設ける箇所は特に限定されるものではない。例えば、軸筒自体を摩擦部材により形成したり、クリップを設ける場合はクリップ自体を摩擦部材により形成したり、軸筒開口部近傍、軸筒後端部(筆記先端部を設けていない部分)又はノック部に摩擦部材を設けたりすることができる。
The friction member can be a member (friction body) of any shape that is separate from the ballpoint pen, and this and the ballpoint pen can be combined to form a writing instrument set, but by providing the friction member in the ballpoint pen, it is superior in portability.
In the case of a ballpoint pen equipped with a cap, the location where the friction member is provided is not particularly limited, but for example, if the cap itself is formed from the friction member, the barrel itself is formed from the friction member, or a clip is provided The clip itself may be formed of a friction member, or a friction member may be provided at the tip (top) of the cap or the rear end of the barrel (portion where the writing tip is not provided).
In the case of a retractable ballpoint pen, the location where the friction member is provided is not particularly limited. For example, the barrel itself may be made of a friction member, or if a clip is provided, the clip itself may be made of a friction member, or the vicinity of the barrel opening, the rear end of the barrel (where the writing tip is not provided), or A friction member may be provided in the knock portion.

冷却具としては、ペルチエ素子を利用した冷熱変色具、冷水、氷片等の冷媒を充填した冷熱変色具、冷蔵庫や冷凍庫の適用が挙げられる。 Examples of the cooling device include a cold color changing device using a Peltier element, a cold color changing device filled with a refrigerant such as cold water or ice chips, and a refrigerator or freezer.

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 7.0質量%
(赤色染料、製品名:食用赤色104号)
・1,2,3-ベンゾトリアゾール 0.3質量%
・式(1)に示す物質(R:-SH、M:-H) 0.3質量%
・リン酸エステル系界面活性剤 0.5質量%
(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)
・トリエタノールアミン 1.0質量%
・ジエチレングリコール 10.0質量%
・グリセリン 5.0質量%
・水 75.9質量%
Examples of the invention are as follows.
(Example 1)
A water-based ink composition for writing instruments was obtained by stirring and mixing the following raw materials and blending amounts at room temperature for 1 hour.
・Coloring agent 7.0% by mass
(Red dye, product name: Food Red No. 104)
・1,2,3-benzotriazole 0.3% by mass
・Substance shown in formula (1) (R: -SH, M: -H) 0.3% by mass
・Phosphate ester surfactant 0.5% by mass
(Polyoxyethylene styrylphenyl ether phosphate ester, product name: Pricesurf AL, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
・Triethanolamine 1.0% by mass
・Diethylene glycol 10.0% by mass
・Glycerin 5.0% by mass
・Water 75.9% by mass

(実施例2~14、比較例1~11)
実施例1に対して、配合する成分の種類や添加量を表1および表2に示したとおりに変更して、実施例2~14、比較例1~11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)赤色染料(食用赤色104号)
(2)青色顔料(アシッドブルー90)
(3)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)
(4)ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル(製品名:プライサーフA-212C、第一工業製薬社製)
(5)高分子ブロック共重合物(40質量%水溶液、製品名:DISPERBYK-190、BYK社製)
(Examples 2 to 14, Comparative Examples 1 to 11)
Ink compositions of Examples 2 to 14 and Comparative Examples 1 to 11 were obtained by changing the types and amounts of ingredients to be added to Example 1 as shown in Tables 1 and 2.
Details of the materials used in the above examples are as follows.
(1) Red dye (Food Red No. 104)
(2) Blue pigment (Acid Blue 90)
(3) Polyoxyethylene styryl phenyl ether phosphate ester, (product name: Plysurf AL, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
(4) Polyoxyethylene tridecyl ether phosphate ester (product name: Plysurf A-212C, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
(5) Polymer block copolymer (40% by mass aqueous solution, product name: DISPERBYK-190, manufactured by BYK)

Figure 2024014740000003
Figure 2024014740000003

Figure 2024014740000004
Figure 2024014740000004

調製したインキ組成物を用いてボールペンを作製し、下記の通り評価を行った。得られた結果は表3および表4に記載したとおりであった。 A ballpoint pen was produced using the prepared ink composition and evaluated as follows. The results obtained were as shown in Tables 3 and 4.

ボールペンレフィルの作製
得られた各インキ組成物を、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製の外径0.7mmボールを回転自在に抱持するボールペンチップを先端に具備したポリプロピレン樹脂からなるインキ収容管内に充填し、後端に粘調液体からなるインキ逆流防止体を充填した。次いで、尾栓をパイプの後部に嵌合させてボールペンレフィルをそれぞれ得た。
Preparation of Ballpoint Pen Refill Each of the obtained ink compositions is ink made of polypropylene resin and has a ballpoint pen tip at the tip that rotatably holds a ball with an outer diameter of 0.7 mm made of cemented carbide containing cobalt as a metal binding material. The inside of the storage tube was filled with an ink backflow preventer made of a viscous liquid at the rear end. Next, a tail plug was fitted to the rear part of the pipe to obtain a ballpoint pen refill.

ボールペンの作製
得られたボールペンレフィルを、出没式ボールペン(商品名:Vコーンノック07、株式会社パイロットコーポレーション製)外装に装着し、ボールペンを作製した。
尚、筆記用の試験紙には、旧JIS P3201に準拠した筆記用紙Aを用いた。
Production of Ballpoint Pen The obtained ballpoint pen refill was attached to the exterior of a retractable ballpoint pen (trade name: V Corn Knock 07, manufactured by Pilot Corporation) to produce a ballpoint pen.
Note that writing paper A conforming to the old JIS P3201 was used as the test paper for writing.

(1)超硬合金製ボールの耐腐食性の評価
前記ボールペンを50℃、90%RH環境下に60日保管し、保管後のボール表面を電子顕微鏡(製品名:卓上顕微鏡MiniscopeTM-1000、日立ハイテクノロジーズ社製)により観察した。評価基準は、A、B、およびCを合格とし、Dを不合格とした。
A:表面荒れが確認されず、また、保管前のボール表面と比較して変化が確認されない。
B:保管前のボール表面と比較して表面の荒れが確認されるものの、筆記上問題なく初筆と同等の筆感で筆記できる。
C:保管前のボール表面と比較して表面の荒れが確認される。筆記上問題ないが、初筆と比較して筆感が重くなる。
D:保管前のボール表面と比較してボール表面に顕著な荒れが確認され、筆記が困難。
(2)超硬合金製ボールからのコバルト溶出性の評価
前記環境における保管前後での超硬合金製ボール中のコバルト含有量(単位:質量%)をエネルギー分散型蛍光エックス線分析装置(製品名:MiniscopeTM専用エネルギー分散型エックス線分析装置SwiftED-TM、日立ハイテクノロジーズ社製)で測定した。尚.保管前のボール中のコバルト量は10質量%であった。
(3)インキ外観
保管後のボールペンからインキを取り出し、光学顕微鏡にてインキを観察した。Aを合格、Bを不合格とした。
A:保管前のインキと比較して、顕著な変化は確認されない。
B:析出物が確認される。
(1) Evaluation of corrosion resistance of cemented carbide ball The ballpoint pen was stored in an environment of 50°C and 90% RH for 60 days, and the ball surface after storage was examined using an electron microscope (product name: tabletop microscope MiniscopeTM-1000, Hitachi (manufactured by Hi-Technologies). As for the evaluation criteria, A, B, and C were considered to be passed, and D was judged to be failed.
A: No surface roughness was observed, and no change was observed compared to the ball surface before storage.
B: Although surface roughness is observed compared to the surface of the ball before storage, there is no problem in writing and it is possible to write with the same feeling as the first stroke.
C: Surface roughness is observed compared to the ball surface before storage. There is no problem with writing, but the writing feels heavier compared to the first stroke.
D: Significant roughness was observed on the ball surface compared to the ball surface before storage, making writing difficult.
(2) Evaluation of cobalt elution from cemented carbide balls The cobalt content (unit: mass %) in cemented carbide balls before and after storage in the above environment was measured using an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (product name: The measurement was performed using an energy dispersive X-ray analyzer SwiftED-TM (manufactured by Hitachi High-Technologies, Inc.) exclusively for MiniscopeTM. Incidentally, the amount of cobalt in the ball before storage was 10% by mass.
(3) Appearance of ink The ink was taken out from the ballpoint pen after storage and observed under an optical microscope. A was considered a pass and B was a fail.
A: No significant change was observed compared to the ink before storage.
B: Precipitates are observed.

試験結果を以下の表3および表4に記す。 The test results are shown in Tables 3 and 4 below.

Figure 2024014740000005
Figure 2024014740000005

Figure 2024014740000006
Figure 2024014740000006






Claims (3)

1,2,3-ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、およびカルボキシベンゾトリアゾールから選ばれる1種以上(A)と、下記一般式(1)で示される物質、および5-メルカプト-3-フェニル-1,3,4-チアジアゾールから選ばれる1種以上(B)と、リン酸エステル系界面活性剤(C)と、着色材と、水とを少なくとも含有してなるインキ組成物であって、
インキ組成物全質量を基準として、(A)の含有率が0.01~2質量%であり、(B)の含有率が0.1~3質量%であり、(C)の含有率が0.1~2質量%であるボールペン用水性インキ組成物。
Figure 2024014740000007
式中、RはCH、NH、SMから選ばれるいずれかであり、該Mおよび一般式(1)におけるMは、独立して、水素、アルカリ金属、アンモニウム、アルカノールアミン、シクロヘキシルアミン、およびシクロヘキシルアルカノールアミンから選ばれるいずれかである。
One or more (A) selected from 1,2,3-benzotriazole, tolyltriazole, and carboxybenzotriazole, a substance represented by the following general formula (1), and 5-mercapto-3-phenyl-1,3 , 4-thiadiazole (B), a phosphoric acid ester surfactant (C), a coloring material, and water, the ink composition comprising:
Based on the total mass of the ink composition, the content of (A) is 0.01 to 2% by mass, the content of (B) is 0.1 to 3% by mass, and the content of (C) is A water-based ink composition for a ballpoint pen having a content of 0.1 to 2% by mass.
Figure 2024014740000007
In the formula, R is one selected from CH 3 , NH 2 , and SM, and M and M in general formula (1) are independently hydrogen, alkali metal, ammonium, alkanolamine, cyclohexylamine, and One selected from cyclohexylalkanolamines.
前記(A)、(B)、および(C)の含有率が下記一般式(2)の関係を満たす、請求項1に記載のインキ組成物。
(A)の含有率+(B)の含有率 >(C)の含有率 (2)
The ink composition according to claim 1, wherein the contents of (A), (B), and (C) satisfy the following general formula (2).
Content rate of (A) + Content rate of (B) > Content rate of (C) (2)
請求項1または2に記載のインキ組成物を収容し、コバルトを金属結合材として含む超硬合金製のボールを備えてなるボールペン。 A ballpoint pen containing the ink composition according to claim 1 or 2 and comprising a ball made of cemented carbide containing cobalt as a metal binder.
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