JP3383105B2

JP3383105B2 - 筆記具用水性インキ

Info

Publication number: JP3383105B2
Application number: JP03240795A
Authority: JP
Inventors: 勝宮本; 拓也岡
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH08225763A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筆記具用水性インキ、
特にインキ収蔵のために繊維束や発泡体を使用せず、管
状のインキ収容部に直接インキを貯蔵する機構を筆記具
に使用するインキに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の筆記具用のインキは、染料や顔料
などの着色剤を溶剤に溶解及び／または分散し、また、
必要に応じて定着性の向上や粘度調整のために樹脂を、
溶解性向上や分散安定性向上のために界面活性剤を、さ
らには防腐防黴剤などを添加している。ここで、インキ
の粘度は筆記具の形態と密接に関わることから重要視さ
れてきている。

【０００３】水性インキを使用した筆記具の場合、イン
キの粘度を１〜数mPa・sのインキを繊維束などからなる
インキ収蔵体にしみこませたものが多く使用されてき
た。しかし、上記のようなインキ収蔵体にインキを染み
込ませたものは、外観上インキ残量がわかりにくい。こ
の点を解決するために、インキの粘度を高くして透明な
管状容器にインキを収容し、該容器中にインキの保持状
態と残量の確認を両立できるような方法がある。

【０００４】従来、溶剤に水を含む水性インキの場合
は、インキ粘度の調節剤として樹脂が使用されている。
例えば、天然系のアラビアガム、トラガカントガム、グ
ァーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギ
ーナン、ゼラチン、カゼイン、キサンタンガム、デキス
トラン、半合成系のメチルセルロース、エチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、アルギン
酸プロピレングリコールエステル、合成系のポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチル
エーテル、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシビニ
ルポリマー、ポリエチレンオキサイド、酢酸ビニルとポ
リビニルピロリドンの共重合体、アクリル樹脂のアルカ
リ金属塩などの水溶性高分子を１種または２種以上混合
したものが示される。

【０００５】インキの粘度調節剤として上記のような樹
脂を用いた場合、以下に列記するような諸問題があっ
た。（１）染料や顔料の種類によって、染料の不溶化、また
は顔料の凝集を生じる。（２）添加した樹脂の分子の結
合が微生物による腐敗や酸化による分解などによって切
れてしまい、粘度調整の機能を発揮しなくなり、その結
果、インキの粘度が経時的に下がってしまう。（３）樹脂を使用してインキ粘度を調節しても、インキ
をボールペンのインキ収容管に充填して静置した際の収
容管中のインキの保持状態と筆記時の良好な描線状態が
両立できず、静置した状態でもインキが保持できずに、
ペン先からインキが漏れ出したり、筆記の際にインキ流
出量の過不足を生じ、ボテやカスレを生じやすい。（４）使用する樹脂の性質により、インキに曳糸性や粘
着性を生じ、筆記に障害が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
問題点を解決することであり、ペンを静置した状態でも
インキが漏れだすことのない、経時変化がなく、安定な
筆記性能を有する筆記具用水性インキを提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の筆記具用水性イ
ンキは、ポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕（た
だし、アルキルは炭素数１〜４のアルキル）、着色剤お
よび水を含むことからなる。好ましいポリ〔Ｎ‐アルキ
ルアクリルアミド〕はポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミ
ド〕、ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕、ポリ〔Ｎ‐
プロピルアクリルアミド〕であり、粘度２〜２０mPa・s
〔溶媒を４％塩化ナトリウム水溶液としてポリ〔Ｎ‐ア
ルキルアクリルアミド〕の濃度を０．５％とした溶液を
Ｂ型粘度計（回転数６０rpm、ローターNo.１）により、
温度２５℃にて測定〕を有する。また、ポリ〔Ｎ‐アル
キルアクリルアミド〕の含有量はインキ中０．１〜１０
重量％が好ましい。好ましい着色剤は水溶性染料、顔
料、乳化重合によって得られた樹脂のラテックスを染料
で染色したものである。

【０００８】本発明のインキで使用するポリ〔Ｎ‐モノ
アルキルアクリルアミド〕は、Ｎ‐アルキルアクリルア
ミドのラジカル重合により得られる。ラジカル重合開始
剤の使用量を増減することにより、分子量、重合度が異
なるポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕が得られ
る。本発明においては、上記分子量、重合度に代えて粘
度〔溶媒として４％塩化ナトリウム水溶液を用いポリ
〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕の濃度を０．５％
とした溶液をＢ型粘度計（回転数６０rpm、ローターNo.
１）により、温度２５℃にて測定〕で示した。本発明の
インキに使用するポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミ
ド〕の好ましい粘度は２〜２０mPa・sである。所望のイ
ンキ粘度、インキ特性、使用する着色剤によって、本発
明のインキに使用するポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリル
アミド〕の粘度と使用量は変更するが好ましい粘度は２
〜２０mPa・s、使用量はインキ中０．１〜１０重量％で
ある。２〜２０mPa・sの範囲のうち、２〜５mPa・s、５
〜１０mPa・s、１０〜１５mPa・s、１５〜２０mPa・sの
範囲を目安に、使用量は同じく０．１〜１０％の範囲の
うち、０．１〜０．５％、０．５〜２．５％、２．５〜
１０％の範囲を目安に各々選択していくのが好ましい。

【０００９】本発明の水性インキは、着色剤としては、
従来水性インキ組成物に用いられている染料、顔料共に
幅広く使用可能であるが、例を挙げると染料としては、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト
ブラック１５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７などに
代表される直接染料、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドレッ
ド１８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７、Ｃ．Ｉ．アシッ
ドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９などに
代表される酸性染料などが挙げられる。本発明には、水
溶性であれば幅広い種類の染料が使用できるので、ここ
に挙げた例に限定されるものではない。

【００１０】また、本発明に使用できる顔料は、カーボ
ンブラック、シアニンブルー、ナフトールレッドなど一
般的な顔料の他に、乳化重合によって得られた樹脂ラテ
ックスを染料で染色して得られるような疑似的顔料でも
良い。疑似的顔料としては、筆記具インキにはアクリル
系の樹脂ラテックスを蛍光染料で染色したものが用いら
れる。これらの顔料は、水に良好に分散することが可能
であれば、特にその種類を限定されるものではない。染
料、および顔料は、単独でも２種類以上混合しても使用
でき、染料と顔料の混合も可能である。着色剤の含有量
は特に限定しないが、染料と一般的な顔料の場合０．５
〜１５％、類似的顔料の場合１〜３０％が通常の含有範
囲である。

【００１１】本発明の溶剤は、水を必須とし、これに水
に可溶な各種有機溶媒を混合して用いることができる。
有機溶剤としては、具体的にはメタノール、エタノー
ル、１‐プロパノール、２‐プロパノール、１，３‐プ
ロパンジオール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、グリセリンなどの有機
溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、水と自由に混
合するか、またはそれに近い非常に高い水溶性を示して
いれば良く、上記の例に限定されない。また、有機溶剤
は、２種以上混合して使用することができる。該有機溶
剤は全溶剤量の５０％未満が適当である。

【００１２】本発明のインキでは、筆記具の特性を満足
させるために、顔料の分散や潤滑性の発現、紙面や部材
へのインキの濡れ向上の目的で、各種高分子分散剤や界
面活性剤が使用できる。高分子分散剤としてはスチレン
‐マレイン酸共重合物の塩、スチレン‐アクリル酸共重
合物の塩などのイオン性のもの、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールな
どの非イオン性のものが挙げられる。また、界面活性剤
としてはオレイン酸カリウムなどの脂肪酸塩類、ラウリ
ル硫酸ナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩
類、燐酸エステル塩類などの陰イオン界面活性剤、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキ
ルエステル類などの非イオン界面活性剤が挙げられる。

【００１３】また、本発明のインキには、黴や微生物に
よるインキの変質を防ぐため、フェノール、安息香酸ナ
トリウムなどの防腐防黴剤を使用できる。さらに、ボー
ルペンなど、インキと接触する部分に金属を使用してい
る筆記具の場合、金属の腐食を防止するためにベンゾト
リアゾール、エチレンジアミン４酢酸塩などの防錆剤も
使用できる。本発明のインキにおけるポリ〔Ｎ‐モノア
ルキルアクリルアミド〕、着色剤、および水、水溶性有
機溶剤以外の添加剤はインキ総量の５％未満が好まし
い。

【００１４】本発明のインキは、必須成分であるポリ
〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕、着色剤および水
を混合、撹拌して得ることができる。必要に応じて、濾
過、遠心分離などで混じり込んだ不純物の除去操作を行
って良い。本発明のインキを用いての筆記手段として
は、ボールペン、その他、毛筆、繊維束ペン先、合成樹
脂性ペン先などを用いた筆記具をあげることができる
が、特にボールペンが好適である。

【００１５】ポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕
を使用することにより、インキが比較的低粘度にも関わ
らず、管状の容器に直接インキを入れて静置してもペン
先からインキが漏れだすことがない水性インキが得られ
る。このためどのような粘度のインキでも静置した際の
インキの保持と筆記時の描線状態が両立でき、インキ残
量が見やすく、機構が単純で、良好な筆記特性を持つ筆
記具が実現できる。また、上記ポリ〔Ｎ‐モノアルキル
アクリルアミド〕は、通常使用されている天然樹脂系の
粘度調節剤に比べて菌の繁殖が少なく、染料や顔料の溶
解及び分散を妨げないため、長期にわたって安定なイン
キを得ることが可能である。

【００１６】

【実施例】以下に実施例、比較例で本発明のインキを説
明する。実施例に使用するポリ〔Ｎ‐モノアルキルアク
リルアミド〕の粘度は、４％塩化ナトリウム水溶液を溶
媒として、０．５％のポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリル
アミド〕溶液を調製し、Ｂ型粘度計（回転数６０rpm、
ローターNo.１）により、温度２５℃で測定した値（mPa
・s）である。

【００１７】実施例１（染料インキタイプ）エオシン４．０重量部（Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７）ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕（粘度：７．５mPa・s）４．０重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部安息香酸ナトリウム０．１重量部エチレングリコール３０．０重量部水６１．７重量部上記の組成で室温で３〜４時間撹拌した後に濾過して、
青色の筆記具用水性インキを得た。

【００１８】実施例２（顔料インキタイプ）カーボンブラック（ファーネス型）７．０重量部ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕（粘度：５．８mPa・s）２．０重量部分散剤〔スチレン−アクリル酸共重合樹脂（ＮＨ₃中和）〕２．０重量部安息香酸ナトリウム０．１重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部グリセリン２０．０重量部２‐アミノ‐２‐メチル‐１‐プロパノール０．５重量部水６８．２重量部上記ポリ〔Ｎ‐アルキルアクリルアミド〕を除く配合成
分の濃厚溶液をまずプレミキシングし、縦型サンドミル
で２時間分散処理し、レットダウン後に希釈して元の配
合に調製し、遠心分離機で分級し、その後室温で撹拌し
ながらポリ〔Ｎ‐アルキルアクリルアミド〕をゆっくり
と加えた後に更に３〜４時間撹拌してから濾過して、黒
色の筆記具用水性インキを得た。

【００１９】実施例３（蛍光インキタイプ）ＮＫＷ−２３１７（日本蛍光（株）製）５０．０重量部（合成樹脂ラテックスを蛍光染料で染色したもの）ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕（粘度：２．９mPa・s）１．０重量部フェノール０．１重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部プロピレングリコール３０．０重量部水１９．７重量部上記の組成で実施例１と同様に処理して、桃色の筆記具
用水性インキを得た。

【００２０】比較例１ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕に変えて、グアーガ
ムを用いた以外は実施例１と同様に処理してインキを調
製し、比較例１のインキを得た。

【００２１】比較例２ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕に変えて、部分架橋
ポリアクリルナトリウムを使用した以外は実施例２と同
様にインキを調製し、比較例２のインキを得た。

【００２２】比較例３ポリ〔Ｎ‐エチルアクリルアミド〕に変えて、ポリアク
リルアミドを使用した以外は、実施例３と同様にして比
較例３のインキを得た。

【００２３】実施例４（染料インキタイプ）エオシン４．０重量部（Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７）ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕（粘度：８．０mPa・s）４．０重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部安息香酸ナトリウム０．１重量部エチレングリコール３０．０重量部水６１．７重量部上記の組成で室温で３〜４時間撹拌した後に濾過して、
青色の筆記具用水性インキを得た。

【００２４】実施例５（顔料インキタイプ）カーボンブラック（ファーネス型）７．０重量部ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕（粘度：５．０mPa・s）２．０重量部分散剤〔アクリル樹脂（ＮＨ₃中和）〕２．０重量部安息香酸ナトリウム０．１重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部グリセリン２０．０重量部２‐アミノ‐２‐メチル‐１‐プロパノール０．５重量部水６８．２重量部上記ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕を除く配合成分
の濃厚溶液をまずプレミキシングし、縦型サンドミルで
２時間分散処理し、レットダウン後に希釈して元の配合
に調製し、遠心分離機で分級し、その後室温で撹拌しな
がらポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕をゆっくりと加
えた後に更に３〜４時間撹拌してから濾過して、黒色の
筆記具用水性インキを得た。

【００２５】実施例６（蛍光インキタイプ）ＮＫＷ−２３１７（日本蛍光（株）製）５０．０重量部（合成樹脂ラテックスを蛍光染料で染色したもの）ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕（粘度：３．０mPa・s）１．０重量部フェノール０．１重量部ベンゾトリアゾール０．１重量部オレイン酸カリウム０．１重量部プロピレングリコール３０．０重量部水１９．７重量部上記の組成で実施例１と同様に処理して、桃色の筆記具
用水性インキを得た。

【００２６】比較例４ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕に変えて、グアーガ
ムを用いた以外は実施例１と同様に処理してインキを調
製し、比較例１のインキを得た。

【００２７】比較例５ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕に変えて、部分架橋
ポリアクリルナトリウムを使用した以外は実施例２と同
様にインキを調製し、比較例２のインキを得た。

【００２８】比較例６ポリ〔Ｎ‐メチルアクリルアミド〕に変えて、ポリアク
リルアミドを使用した以外は、実施例３と同様にして比
較例３のインキを得た。

【００２９】以上で得られた実施例１〜６、比較例１〜
６のインキについて、ポリプロピレン製のチューブ（内
径５mm、長さ１１０mm）に各インキを充填し、その一端
に直径０．５mmのボールを持つステンレス製のチップを
嵌着し、遠心分離によって脱泡してペン体となした状態
でつぎのテストを行った。筆記性能試験：ペン体を室温で筆記し、カスレ、ボテ、
曳糸性過多による汚れなど、描線品位をつぎの基準で評
価した。 ○：カスレ、ボテなどの描線の欠陥が殆んどみられず、
良好な描線状態。 △：カスレ、ボテなどの描線の欠陥が随所にみられ、描
線状態が好ましくない。 ×：描線の状態が劣悪で文字などの判読ができない。インキ漏れ出し試験：キャップを取り外して、ペン先を
下向きにした状態で、室温、一定時間（数字が必要なら
３０分）放置後に、つぎの基準で評価した。 ○：全く変化を認めない。 △：ボール周辺、およびボールペンホルダー先端部にイ
ンキが漏れ出すが、インキ滴の落下に至らない。 ×：ボールペンホルダー先端より漏れだしたインキ滴が
落下する。インキ経時性能：また、インキをガラスサンプル瓶に密
閉状態とし５０℃、０℃および室温にて放置し、粘度、
ｐＨなどの物性値、染料、顔料の凝集などの有無を調
べ、つぎの基準でインキの経時性能を評価した。 ○：粘度、ｐＨなどに殆んど変化を認めず、初期の性能
が維持されている。 △：使用には堪えるが、一部の測定値にはっきりした変
化が認められる。 ×：インキの性状に大きな変化があり、使用に堪えな
い。以上の結果を表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】静置した際のインキの漏れだしの防止、
良好な筆記性能、インキの経時的な安定性を実現した筆
記具用水性インキを提供した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−32568（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−140273（ＪＰ，Ａ) 特開平７−62287（ＪＰ，Ａ) 特表昭56−501404（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミ
ド〕（ただし、アルキルは炭素数１〜４のアルキル）着
色剤および水を含むことからなる筆記具用水性インキ。
【請求項２】ポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミ
ド〕（ただし、アルキルは炭素数１〜４のアルキル）が
粘度２〜２０mPa・s〔溶媒を４％塩化ナトリウム水溶液
としてポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミド〕（ただ
し、アルキルは炭素数１〜４のアルキル）の濃度を０．
５％とした溶液をＢ型粘度計（回転数６０rpm、ロータ
ーNo.１）により、温度２５℃にて測定〕を有すること
からなる請求項１記載の筆記具用水性インキ。
【請求項３】ポリ〔Ｎ‐モノアルキルアクリルアミ
ド〕（ただし、アルキルは炭素数１〜４のアルキル）の
含有量がインキ中０．１〜１０重量％、着色剤が０．５
〜３０重量％。、水が全溶剤の５０％以上であることか
らなる請求項１記載の筆記具用水性インキ。
【請求項４】着色剤が水溶性染料である請求項３記載
の筆記具用水性インキ。
【請求項５】着色剤が顔料である請求項３記載の筆記
具用水性インキ。
【請求項６】着色剤が乳化重合によって得られた樹脂
のラテックスを染料で染色したものである請求項３記載
の筆記具用水性インキ。