JP4093932B2 - Water-based ink composition for writing instruments and writing instrument incorporating the same - Google Patents

Water-based ink composition for writing instruments and writing instrument incorporating the same Download PDF

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本発明は筆記具用水性インキ組成物、及び、前記筆記具用水性インキ組成物とインキ消費に伴って追従するインキ逆流防止体を充填した筆記具に関する。   The present invention relates to a water-based ink composition for a writing instrument and a writing instrument filled with the water-based ink composition for a writing instrument and an ink backflow preventive body that follows the ink consumption.

従来より、水性インキのうち剪断減粘性を有するインキとしては、高分子多糖類等の剪断減粘性付与剤を含む水性ボールペン用インキ組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as ink having shear thinning among aqueous inks, an ink composition for aqueous ballpoint pens containing a shear thinning agent such as a high molecular weight polysaccharide has been disclosed (for example, see Patent Document 1).

この種のインキは、剪断応力が加わらない静置時には高粘度であり、機構内において安定的に保持されており、筆記時にあっては高速回転するボールによる高剪断力によってボール近傍のインキが低粘度化し、その結果、インキはボールとボール収容部の間隙から吐出して紙面に転写される。前記紙面に転写されたインキは剪断力から開放されるため再び高粘度状態となり、従来の水性インキ組成物の欠点である筆跡の滲みを発生させない。
更に、前記した剪断減粘性に依存してインキ漏れが発生することなく、しかも、インキ流量を調節する流量調節部材(ペン芯)を要しないので、簡易な構造の筆記具が得られる。
This type of ink has a high viscosity when it is left to stand without shear stress, and is stably held in the mechanism. When writing, the ink in the vicinity of the ball is low due to the high shear force of the ball rotating at high speed. As a result, the ink is discharged from the gap between the ball and the ball container and transferred onto the paper surface. Since the ink transferred onto the paper surface is released from the shearing force, it becomes a high viscosity state again, and does not cause the blotting of the handwriting, which is a defect of the conventional aqueous ink composition.
Furthermore, ink leakage does not occur depending on the above-described shear thinning, and a flow rate adjusting member (pen core) for adjusting the ink flow rate is not required, so that a writing instrument having a simple structure can be obtained.

前記した従来の剪断減粘性を示す水性インキを用いた筆記具は構造が簡易であり、前記流量調節部材を用いた筆記具のようにインキの消費に伴って内部に空気が入り込まないことから内部圧力の変化が少なく、インキのボタ落ちを生じない利点も有する反面、インキの調製及び充填に際し、特別な配慮が必要である。これは、インキ後端面には前記インキ中の溶剤が蒸発することを防止したり、或いは筆記先端部が上向き状態(正立状態)においてインキの逆流を防止するインキの消費に伴って追従するインキ逆流防止体(液栓)が充填されるためであり、インキは外部の空気と遮断された気密空間に存在するため、インキ中に気体が混入していると、経時により気体が集まって気泡が発生し、筆記時のインキ出に悪影響を与えると共に、筆記先端部に気泡が存在すると筆記不能になる虞れがあるからである。   The conventional writing instrument using water-based ink exhibiting shear thinning has a simple structure, and air pressure does not enter the interior as the ink is consumed as in the writing instrument using the flow rate adjusting member. While there is little change and there is an advantage that the ink does not fall off, special consideration is required in preparing and filling the ink. This is to prevent the solvent in the ink from evaporating on the rear end surface of the ink, or to follow the ink consumption as the writing front end portion is in the upward state (upright state) to prevent the ink from flowing backward. This is because the backflow prevention body (liquid stopper) is filled, and since the ink exists in an airtight space that is blocked from the outside air, if the gas is mixed in the ink, the gas gathers over time and bubbles are generated. This is because the ink is generated and has an adverse effect on the ink discharge at the time of writing, and if there is a bubble at the tip of the writing, writing may be impossible.

これとは別に、前記インキ逆流防止体が充填されるタイプの筆記具として、筆記先端部近傍に弁機構を設けることによって、剪断減粘性を示さない水性インキ組成物を充填することもできるが、前記と同様に気泡が存在すると筆記性能に悪影響を与える。   Apart from this, as a writing instrument of the type filled with the ink backflow preventive body, by providing a valve mechanism in the vicinity of the writing tip, it can be filled with an aqueous ink composition that does not exhibit shear thinning, As with, the presence of bubbles will adversely affect writing performance.

前記した問題を解決するためには、機械的にインキ中の気体を取り除く脱泡処理が主に行われているが、この方法のみでは充分な脱泡ができ難く、インキ中に気体が残ることがある。又、顔料、金属粉、酸化チタン等の溶剤に不溶の着色剤を用いる場合、遠心脱泡等の処理を行うと着色剤がインキ収容容器中に偏在するといった不具合を生じる。
従って、インキ中の気体を化学的に除去する方法が考えられ、例えば、アスコルビン酸誘導体を添加したり、α−トコフェロールを添加したり、カテキン類を添加する試みが開示されている(例えば、特許文献2乃至4参照)。
特開平4−214782号公報 特公平7−113101号公報 特開平10−330672号公報 特開平10−298483号公報
In order to solve the problems described above, defoaming treatment is mainly performed to remove the gas in the ink mechanically. However, it is difficult to perform sufficient defoaming by this method alone, and the gas remains in the ink. There is. Further, when a colorant insoluble in a solvent such as pigment, metal powder, titanium oxide or the like is used, if the treatment such as centrifugal defoaming is performed, the colorant is unevenly distributed in the ink container.
Therefore, a method of chemically removing the gas in the ink is conceivable. For example, attempts to add an ascorbic acid derivative, α-tocopherol, or catechins are disclosed (for example, patents). References 2 to 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 4-214782 Japanese Patent Publication No.7-113101 Japanese Patent Laid-Open No. 10-330672 JP-A-10-298483

しかしながら、前記インキ中の気体を化学的に除去する化合物のうち、アスコルビン酸誘導体は着色剤として顔料を用いる系においては、前記顔料の凝集を生じ易くなり実用が制限される。また、α−トコフェロールは水不溶性のため経時によって分離し、気体の除去機能を永続して発現させ難い。また、前記カテキン類は適用する着色剤が限定されたり、気体の除去機能が短期間で消失してしまう等の不具合を生じることなく、良好な気体の除去が可能であるものの、カテキン類は天然抽出物のため純度が低く、しかも、還元性を示して気体を除去する官能基が僅かであり、所望の効果を得るために多量の添加を余儀なくされる。
本発明は、前記したインキ中の気体を化学的に除去する特定の化合物を用いることによって、実用性が広く、且つ、良好な筆記性能を得ることができる筆記具用水性インキ組成物及びそれを内蔵した筆記具を提供することにある。
However, among the compounds that chemically remove the gas in the ink, ascorbic acid derivatives tend to cause aggregation of the pigment in a system using a pigment as a colorant, which limits practical use. Moreover, since α-tocopherol is insoluble in water, it is separated over time and it is difficult to permanently develop the gas removal function. Further, although the catechins can be removed satisfactorily without causing a problem such as a limited colorant to be applied or a gas removal function disappearing in a short period of time, catechins are natural. The extract is low in purity, and has few functional groups that exhibit reducing properties and remove gas, and a large amount is required to obtain a desired effect.
The present invention provides a water-based ink composition for a writing instrument that has wide utility and can provide good writing performance by using a specific compound that chemically removes the gas in the ink described above, and a built-in ink composition for the same. Is to provide a writing instrument.

本発明は、少なくとも着色剤と、水とを含んでなる水性インキ組成物において、フェルラ酸或いはその塩を含んでなる筆記具用水性インキ組成物を要件とする。更に、前記フェルラ酸或いはその塩をインキ組成物中0.01〜5重量%含んでなることを要件とする。更には、インキ消費に伴って追従するインキ逆流防止体を収容するタイプの筆記具に前記インキ組成物を充填してなる筆記具を要件とする。   The present invention requires a water-based ink composition for a writing instrument comprising ferulic acid or a salt thereof in a water-based ink composition comprising at least a colorant and water. Further, it is a requirement that the ferulic acid or a salt thereof is contained in an ink composition in an amount of 0.01 to 5% by weight. Furthermore, a writing instrument formed by filling the ink composition into a writing instrument that contains an ink backflow preventer that follows as the ink is consumed is required.

本発明のインキ組成物は、フェルラ酸或いはその塩を配合することにより気泡を除去できるので、前記インキを用いた筆記具は、経時により気泡が発生せず、筆記先端部へのインキ導出が円滑に行われ、安定した筆記性能を持続させることができ、継続して良好な筆跡が得られる。   Since the ink composition of the present invention can remove bubbles by blending ferulic acid or a salt thereof, the writing instrument using the ink does not generate bubbles over time, and the ink is smoothly led out to the writing tip. It is possible to maintain stable writing performance, and good handwriting can be obtained continuously.

本発明者は、前記したインキ中の気体を化学的に除去する化合物のうち、各種添加剤に対する影響が少なく、しかも、少量の添加で十分な気体の除去機能を示すと共に前記機能を永続的に発現させる化合物について鋭意検討した結果、フェルラ酸或いはその塩が良好な筆記性能を維持しつつ、長期的に顕著な気体除去機能を示すことを見いだした。   The present inventor has little influence on various additives among the compounds that chemically remove the gas in the ink described above, and exhibits a sufficient gas removal function with a small amount of addition and permanently functions. As a result of intensive studies on the compound to be expressed, it has been found that ferulic acid or a salt thereof exhibits a remarkable gas removal function in the long term while maintaining good writing performance.

前記フェルラ酸及びその塩は、これを含有する植物から抽出したり、化学合成により工業的に製造することで得られるものであり、インキ組成物中に添加することで良好な酸素吸収能を発現する。従って、インキ中の酸素を含む気体が集まって気泡となることを抑制するものと推察される。前記フェルラ酸は還元性がアルカリ雰囲気下で強く発揮されるため、インキ組成物のpHを7以上に調整して使用することが好ましい。
また、前記フェルラ酸は、塩の形態とすることで水溶性を向上し、インキ中でより効果的に酸素吸収能を発現することができる。前記フェルラ酸の塩は、先に該塩を調製した後、インキ中に添加してもよいし、フェルラ酸と塩形成用の塩基物質とを別々にインキ組成物中に添加して、インキ中で塩を形成したものでもよい。
前記フェルラ酸の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等の無機塩等が挙げられれる。
The ferulic acid and salts thereof can be obtained by extracting from plants containing the ferulic acid or industrially producing them by chemical synthesis, and exhibiting good oxygen absorption ability when added to the ink composition. To do. Therefore, it is presumed that the gas containing oxygen in the ink is prevented from collecting and forming bubbles. Since the ferulic acid exhibits strong reducibility in an alkaline atmosphere, it is preferable to use it after adjusting the pH of the ink composition to 7 or more.
In addition, the ferulic acid can be improved in water solubility by being in the form of a salt, and can exhibit oxygen absorption ability more effectively in the ink. The ferulic acid salt may be added to the ink after the salt has been prepared in advance, or the ferulic acid and the basic substance for salt formation may be separately added to the ink composition, It may be a salt formed with.
Examples of the salt of ferulic acid include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, alkaline earth metal salts such as magnesium salt and calcium salt, and inorganic salts such as ammonium salt.

前記フェルラ酸或いはその塩は、インキ組成中0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜1重量%添加することができる。
0.01重量%以下では所期の気泡発生抑止効果を得ることは困難であり、又、5重量%以下であれば所期の効果が十分に得られるので、これ以上の添加を要しない。
The ferulic acid or a salt thereof can be added in an amount of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 1% by weight in the ink composition.
If it is 0.01% by weight or less, it is difficult to obtain the desired bubble generation inhibiting effect, and if it is 5% by weight or less, the desired effect can be sufficiently obtained, and no further addition is required.

前記着色剤としては、水性系媒体に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料がすべて使用可能であり、その具体例を以下に例示する。
前記染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料等を使用することができる。
酸性染料としては、
ニューコクシン(C.I.16255)、
タートラジン(C.I.19140)、
アシッドブルーブラック10B(C.I.20470)、
ギニアグリーン(C.I.42085)、
ブリリアントブルーFCF(C.I.42090)、
アシッドバイオレット6B(C.I.42640)、
ソルブルブルー(C.I.42755)、
ナフタレングリーン(C.I.44025)、
エオシン(C.I.45380)、
フロキシン(C.I.45410)、
エリスロシン(C.I.45430)、
ニグロシン(C.I.50420)、
アシッドフラビン(C.I.56205)等が用いられる。
As the colorant, all dyes and pigments that can be dissolved or dispersed in an aqueous medium can be used, and specific examples thereof are illustrated below.
As the dye, an acid dye, a basic dye, a direct dye, or the like can be used.
As an acid dye,
New coccin (CI. 16255),
Tartrazine (C.I. 19140),
Acid Blue Black 10B (C.I. 20470),
Guinea Green (C.I.42085),
Brilliant blue FCF (C.I.42090),
Acid Violet 6B (C.I. 42640),
Soluble Blue (C.I. 42755),
Naphthalene green (C.I. 44025),
Eosin (C.I. 45380),
Phloxin (C.I. 45410),
Erythrosine (C.I. 45430),
Nigrosine (C.I. 50420),
Acid flavin (C.I. 56205) or the like is used.

塩基性染料としては、
クリソイジン(C.I.11270)、
メチルバイオレットFN(C.I.42535)、
クリスタルバイオレット(C.I.42555)、
マラカイトグリーン(C.I.42000)、
ビクトリアブルーFB(C.I.44045)、
ローダミンB(C.I.45170)、
アクリジンオレンジNS(C.I.46005)、
メチレンブルーB(C.I.52015)等が用いられる。
As basic dye,
Chrysoidine (C.I. 11270),
Methyl violet FN (C.I. 42535),
Crystal violet (C.I. 42555),
Malachite green (C.I. 42000),
Victoria Blue FB (C.I. 44045),
Rhodamine B (C.I. 45170),
Acridine orange NS (C.I. 46005),
Methylene blue B (C.I. 52015) or the like is used.

直接染料としては、
コンゴーレッド(C.I.22120)、
ダイレクトスカイブルー5B(C.I.24400)、
バイオレットBB(C.I.27905)、
ダイレクトディープブラックEX(C.I.30235)、
カヤラスブラックGコンク(C.I.35225)、
ダイレクトファストブラックG(C.I.35255)、
フタロシアニンブルー(C.I.74180)等が用いられる。
As a direct dye,
Congo Red (C.I. 22120),
Direct Sky Blue 5B (C.I. 24400),
Violet BB (C.I. 27905),
Direct deep black EX (CI 30235),
Caillas Black G Conch (C.I. 35225),
Direct Fast Black G (C.I. 35255),
Phthalocyanine blue (C.I. 74180) or the like is used.

前記顔料としては、カーボンブラック、群青などの無機顔料や銅フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー等の有機顔料の他、予め界面活性剤や樹脂を用いて微細に安定的に水媒体中に分散された水分散顔料製品等が用いられ、例えば、C.I.Pigment Blue 15:3B〔品名:Sandye Super Blue GLL、顔料分24%、山陽色素株式会社製〕、
C.I. Pigment Red 146〔品名:Sandye Super Pink FBL、顔料分21.5%、山陽色素株式会社製〕、
C.I.Pigment Yellow 81〔品名:TC Yellow FG、顔料分約30%、大日精化工業株式会社製〕、
C.I.Pigment Red 220/166〔品名:TC Red FG、顔料分約35%、大日精化工業株式会社製〕等を挙げることができる。
なお、前記顔料を分散する樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、アクリル酸樹脂、マレイン酸樹脂、アラビアゴム、セルロース、デキストラン、ガゼイン等、およびそれらの誘導体、前記した樹脂の共重合体等が挙げられる。
蛍光顔料としては、各種蛍光性染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した合成樹脂微細粒子状の蛍光顔料が使用できる。
また、二酸化チタン等の白色顔料、アルミニウム等の金属粉、天然雲母、合成雲母、アルミナ、ガラス片から選ばれる芯物質の表面を二酸化チタン等の金属酸化物で被覆したパール顔料、コレステリック液晶型光輝性顔料等を使用することもできる。
前記顔料は一種又は二種以上を適宜混合して使用することができ、インキ組成物中1乃至25重量%、好ましくは2乃至15重量%の範囲で用いられる。
Examples of the pigment include inorganic pigments such as carbon black and ultramarine, and organic pigments such as copper phthalocyanine blue and benzidine yellow, as well as water dispersion finely and stably dispersed in an aqueous medium in advance using a surfactant or resin. Pigment products and the like are used. I. Pigment Blue 15: 3B [Product name: Sandy Super Blue GLL, pigment content 24%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.]
C. I. Pigment Red 146 [Product name: Sandye Super Pink FBL, pigment content 21.5%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.]
C. I. Pigment Yellow 81 [Product name: TC Yellow FG, pigment content about 30%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.]
C. I. Pigment Red 220/166 [Product name: TC Red FG, pigment content of about 35%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.].
As the resin for dispersing the pigment, polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, silicone resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, Examples thereof include polystyrene, acrylic acid resin, maleic acid resin, gum arabic, cellulose, dextran, casein, and derivatives thereof, and copolymers of the above-described resins.
As the fluorescent pigment, a fluorescent pigment in the form of fine particles of synthetic resin in which various fluorescent dyes are formed into a solid solution in a resin matrix can be used.
In addition, white pigments such as titanium dioxide, metal powders such as aluminum, natural mica, synthetic mica, alumina, pearl pigments in which the surface of the core material is coated with a metal oxide such as titanium dioxide, cholesteric liquid crystal type glitter A functional pigment or the like can also be used.
The pigments can be used alone or in combination of two or more, and are used in the range of 1 to 25% by weight, preferably 2 to 15% by weight in the ink composition.

更に、本発明の水性インキ組成物には、必要に応じて水溶性有機溶剤を添加できる。
前記水溶性有機溶剤としては、水に相溶性のある従来汎用の溶剤が用いられ、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、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、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1種又は2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重量%の範囲で用いられる。
Furthermore, if necessary, a water-soluble organic solvent can be added to the water-based ink composition of the present invention.
As the water-soluble organic solvent, a conventional general-purpose solvent compatible with water is used. Ethanol, propanol, butanol, glycerin, sorbitol, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, 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 mono Examples include ethyl ether, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone and the like.
In addition, the said water-soluble organic solvent can also use 1 type (s) or 2 or more types together, and is used in 2-60 weight% in an ink composition, Preferably it is 5-35 weight%.

その他、必要に応じてpH調整剤、防腐剤或いは防黴剤を添加することができる。
前記pH調整剤としては、アンモニア、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、酢酸ソーダ等の無機塩類、トリエタノールアミンやジエタノールアミン等の水溶性のアミン化合物等の有機塩基性化合物等が挙げられる。
前記防腐剤或いは防黴剤としては、石炭酸、1,2−ベンズイソチアゾリン−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)ピリジン等が挙げられる。
更には、溶剤の浸透性を向上させるフッ素系界面活性剤やノニオン、アニオン、カチオン系界面活性剤、ジメチルポリシロキサン等の消泡剤を添加することもできる。
In addition, a pH adjuster, an antiseptic, or an antifungal agent can be added as necessary.
Examples of the pH adjuster include inorganic basic salts such as ammonia, sodium carbonate, sodium phosphate, sodium hydroxide and sodium acetate, and organic basic compounds such as water-soluble amine compounds such as triethanolamine and diethanolamine.
Examples of the preservative or antifungal agent include carboxylic acid, sodium salt of 1,2-benzisothiazolin-3-one, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, propyl paraoxybenzoate, 2,3,5,6 -Tetrachloro-4- (methylsulfonyl) pyridine and the like.
Furthermore, an antifoaming agent such as a fluorine-based surfactant that improves the permeability of the solvent, a nonion, an anion, a cationic surfactant, or dimethylpolysiloxane may be added.

又、耐乾燥性を妨げない範疇でアルキッド樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合物、セルローズ誘導体、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1種又は2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1種又は2種以上添加することもできる。   In addition, one or more water-soluble resins such as alkyd resin, acrylic resin, styrene maleic acid copolymer, cellulose derivative, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, dextrin may be added within the range that does not impair drying resistance, or urea In addition, one or more wetting agents such as nonionic surfactants, sorbitol, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, sodium pyrophosphate can be added.

前記インキ組成物には、剪断減粘性付与剤を添加することもできる。
インキ組成物の剪断減粘性とは静止状態あるいは応力の低い時は著しく高粘度で流動し難い性質を有し、応力が増大すると低粘度化して良流動性を示すレオロジー特性を言うものであり、チクソトロピー性あるいは擬似可塑性とも呼ばれる液性を意味している。よって、インキ組成物は筆記時の高剪断応力下においては三次元構造が一時的に破壊されインキの粘度が低下し、筆記先端部のインキは筆記に適した低粘度インキとなり、紙面に転移される。非筆記時にはインキの粘度が高くなり、インキの漏出を防止したり、インキの分離、逆流を防ぐことができる。又、インキ物性を経時的に安定に保つことができる。
特に、筆記先端部にボールを抱持したボールペンは、筆記時の高剪断応力下においてはボール近傍のインキが筆記に適した低粘度となり、ボールとボールハウスの間隙を毛細管力によって移動して紙面に転移されるインキ特性が必要であり、また、非筆記時には、ボール近傍も含めてすべてのインキの粘度が高くなり、インキの漏出を防止したり、インキの分離、逆流を防止する必要があり、E型回転粘度計による100rpmにおけるインキ粘度が3〜200mPa・s(25℃)、好ましくは5〜100mPa・sを示し、且つ、剪断減粘性指数が0.1〜0.99、好ましくは0.1〜0.8を示すインキ組成物が好適である。
A shear thinning agent can be added to the ink composition.
The shear thinning of the ink composition is a rheological characteristic that has a property of being extremely high viscosity and difficult to flow in a static state or when the stress is low, and showing a good fluidity by decreasing the viscosity when the stress increases. It means liquidity also called thixotropic property or pseudoplasticity. Therefore, the ink composition is temporarily destroyed in the three-dimensional structure under high shear stress at the time of writing and the viscosity of the ink is lowered, and the ink at the tip of the writing becomes a low-viscosity ink suitable for writing and is transferred to the paper surface. The When not writing, the viscosity of the ink becomes high, and leakage of the ink can be prevented, and separation and backflow of the ink can be prevented. Also, the ink physical properties can be kept stable over time.
In particular, a ballpoint pen with a ball held at the tip of the writing has a low viscosity suitable for writing under high shear stress at the time of writing, and the gap between the ball and the ball house moves by capillary force and moves on the paper surface. It is necessary to have ink characteristics that can be transferred to, and when not writing, the viscosity of all inks, including the vicinity of the ball, must be increased to prevent ink leakage, ink separation, and backflow. The ink viscosity at 100 rpm measured by an E-type rotational viscometer is 3 to 200 mPa · s (25 ° C.), preferably 5 to 100 mPa · s, and the shear thinning index is 0.1 to 0.99, preferably 0. Ink compositions exhibiting .1 to 0.8 are preferred.

前記剪断減粘性付与剤としては、水に可溶乃至分散性の物質が効果的であり、キサンタンガム、ウェランガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン(平均分子量約100乃至800万)、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、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、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する増粘多糖類、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、無機質微粒子、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール・ミツロウ誘導体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アミド等のHLB値が8〜12のノニオン系界面活性剤、ジアルキル又はジアルケニルスルホコハク酸の塩類等を例示でき、単独或いは混合して使用することができる。
更に、N−アルキル−2−ピロリドンとアニオン系界面活性剤の混合物、ポリビニルアルコールとアクリル系樹脂の混合物を用いることもできる。
前記剪断減粘性付与剤は、インキ組成物中0.1〜20重量%の範囲で用いることができる。
As the shear thinning agent, a water-soluble or dispersible substance is effective, and xanthan gum, welan gum, and succinoglycan whose constituent monosaccharide is an organic acid-modified heteropolysaccharide of glucose and galactose (average molecular weight) About 1,000 to 8 million), guar gum, locust bean gum and derivatives thereof, hydroxyethyl cellulose, alginic acid alkyl esters, polymers having a molecular weight of 100,000 to 150,000 based on alkyl esters of methacrylic acid, glucomannan, agar and carrageenan Thickening polysaccharides having gelling ability extracted from seaweed such as benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol or derivatives thereof, crosslinkable acrylic acid polymer, inorganic fine particles, polyglycerin fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, poly Tylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene lanolin, lanolin alcohol, beeswax derivative, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, fatty acid amide, etc. have an HLB value of 8 to Twelve nonionic surfactants, salts of dialkyl or dialkenylsulfosuccinic acid and the like can be exemplified, and they can be used alone or in combination.
Furthermore, a mixture of N-alkyl-2-pyrrolidone and an anionic surfactant, a mixture of polyvinyl alcohol and an acrylic resin can also be used.
The shear thinning agent can be used in the range of 0.1 to 20% by weight in the ink composition.

その他、必要に応じて防錆剤、潤滑剤等を添加することができる。
前記防錆剤としては、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、トリルトリアゾール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、チオ硫酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸塩、サポニン、ジアルキルチオ尿素等が挙げられる。
前記潤滑剤としては、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、リン酸エステル系活性剤、チオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩等が挙げられる。
尚、特に好適に用いられる潤滑剤としては、特公平1−13508号公報に記載の燐酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
In addition, a rust preventive agent, a lubricant, etc. can be added as needed.
Examples of the rust inhibitor include benzotriazole and derivatives thereof, tolyltriazole, dicyclohexylammonium nitrite, diisopropylammonium nitrite, sodium thiosulfate, ethylenediaminetetraacetate, saponin, and dialkylthiourea.
Examples of the lubricant include metal soap, polyalkylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide addition type cationic activator, phosphate ester activator, thiocarbamate, dimethyldithiocarbamate and the like.
A particularly preferably used lubricant is a phosphate ester surfactant described in JP-B-1-13508.

本発明の筆記具用水性インキ組成物は、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ、ボールペンチップを筆記先端部に装着したマーキングペンやボールペンに充填される。   The water-based ink composition for a writing instrument of the present invention is filled in a marking pen or a ballpoint pen having a fiber tip, a felt tip, a plastic tip or a ballpoint tip attached to the tip of the writing.

ボールペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、従来より汎用のものが適用でき、例えば、軸筒内にインキ組成物を充填したインキ収容管を有し、該インキ収容管はボールを先端部に装着したチップに連通しており、更にインキの端面には逆流防止用の液栓が密接しているボールペンが例示できる。   The structure and shape of the ballpoint pen itself are not particularly limited, and a conventional one can be applied. For example, the ballpoint pen has an ink containing tube filled with an ink composition, and the ink containing tube has a ball. An example is a ballpoint pen that communicates with a tip attached to the tip, and further has a liquid stopper for backflow prevention in close contact with the end face of the ink.

前記ボールペンチップについて更に詳しく説明すると、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属製のパイプや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたもの等を適用できる。
又、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等が適用できる。
The ballpoint pen tip will be described in more detail. A tip formed by holding a ball in a ball holding portion obtained by pressing and deforming the vicinity of the tip of a metal pipe inward from the outer surface, or a metal material is cut by a drill or the like A chip formed by holding the ball in the ball holding part formed by the above, or a ball held in a chip formed by cutting a metal pipe or metal material, and the like that is urged forward by a spring body, etc. Can be applied.
The ball may be cemented carbide, stainless steel, ruby, ceramic, or the like.

前記インキ組成物を収容するインキ収容管は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が、インキの低蒸発性、生産性の面で好適に用いられる。また、前記インキ収容管として透明、着色透明、或いは半透明の成形体を用いることにより、インキ色やインキ残量等を確認できる。
前記インキ収容管にはチップを直接連結する他、接続部材を介して前記インキ収容管とチップを連結してもよい。
尚、前記インキ収容管はレフィルの形態として、前記レフィルを軸筒内に収容するものでもよいし、先端部にチップを装着した軸筒自体をインキ収容体として、前記軸筒内に直接インキを充填してもよい。
As the ink containing tube for containing the ink composition, for example, a molded body made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate or the like is preferably used from the viewpoint of low ink evaporation and productivity. Further, by using a transparent, colored transparent, or translucent molded body as the ink containing tube, the ink color, the remaining ink amount, and the like can be confirmed.
In addition to directly connecting the chip to the ink storage tube, the ink storage tube and the chip may be connected via a connecting member.
The ink storage tube may be a refill type in which the refill is stored in a shaft tube, or the shaft tube itself having a tip attached to a tip is used as an ink container, and ink is directly applied to the shaft tube. It may be filled.

前記インキ収容管に収容したインキ組成物の後端には、インキ逆流防止体が充填される。
前記インキ逆流防止体としては、液状または固体のいずれを用いることもでき、前記液状のインキ逆流防止体としては、ポリブテン、シリコーン油等の不揮発性媒体が挙げられ、所望により前記媒体中にシリカ、珪酸アルミニウム等を添加することもできる。
また、固体のインキ逆流防止体としては樹脂成形物が挙げられる。
更に、前記液状及び固体のインキ逆流防止体を併用することもできる。
The back end of the ink composition housed in the ink housing tube is filled with an ink backflow prevention body.
The ink backflow preventer can be either liquid or solid, and the liquid ink backflow preventive includes non-volatile media such as polybutene and silicone oil. Aluminum silicate or the like can also be added.
Moreover, a resin molding is mentioned as a solid ink backflow prevention body.
Further, the liquid and solid ink backflow preventers can be used in combination.

本発明の筆記具用水性インキ組成物は、水媒体中に、染料又は顔料(顔料分散体)、フェルラ酸或いはその塩、必要により剪断減粘性付与剤や各種添加剤を投入し、必要により加温して攪拌し、溶解及び分散することにより調製され、ボールペン、サインペン、フェルトペン、筆ペン等の形態の筆記具に充填して使用される。   The aqueous ink composition for a writing instrument of the present invention is charged with a dye or pigment (pigment dispersion), ferulic acid or a salt thereof, and if necessary, a shear thinning agent or various additives in an aqueous medium, and if necessary, heated. Then, it is prepared by stirring, dissolving and dispersing, and is used by filling in a writing instrument in the form of a ballpoint pen, a sign pen, a felt pen, a brush pen or the like.

本発明のインキ組成及び比較例のインキ組成を以下に示す。
尚、配合中の数字は重量部を示す。
実施例1
青色顔料 25.0
〔山陽色素(株)製、商品名:SS BLUE GLL〕
エチレングリコール 15.0
サクシノグリカン 0.3
(構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体)
1,2−ベンゾイソチアゾリン−3−オン 0.1
〔ゼネカ(株)製、商品名:プロキセルXL−2〕
トリエタノールアミン 0.5
フェルラ酸 0.3
水 58.8
合計 100.0
The ink composition of the present invention and the ink composition of the comparative example are shown below.
In addition, the number in a mixing | blending shows a weight part.
Example 1
Blue pigment 25.0
[Product name: SS BLUE GLL, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.]
Ethylene glycol 15.0
Succinoglycan 0.3
(Organic acid-modified heteropolysaccharide consisting of glucose and galactose)
1,2-Benzisothiazolin-3-one 0.1
[Product name: Proxel XL-2, manufactured by Zeneca Corporation]
Triethanolamine 0.5
Ferulic acid 0.3
Water 58.8
Total 100.0

前記配合物を混合して室温でディスパーにて3時間攪拌し、濾過することにより筆記具用水性インキ組成物が得られる。   A water-based ink composition for a writing instrument is obtained by mixing the blend, stirring the mixture at room temperature with a disper for 3 hours, and filtering.

実施例2
赤色染料 5.0
〔アイゼン(株)製、商品名:フロキシン、C.I.Acid Red92、C.I.45410〕
ジエチレングリコール 15.0
キサンタンガム 0.3
炭酸ナトリウム 0.3
石炭酸 0.3
フェルラ酸 0.1
水 79.0
合計 100.0
Example 2
Red dye 5.0
[Product name: Phloxine, C.I. I. Acid Red92, C.I. I. 45410]
Diethylene glycol 15.0
Xanthan gum 0.3
Sodium carbonate 0.3
Coal acid 0.3
Ferulic acid 0.1
Water 79.0
Total 100.0

前記配合物を混合して室温でディスパーにて3時間攪拌し、濾過することにより筆記具用水性インキ組成物が得られる。   A water-based ink composition for a writing instrument is obtained by mixing the blend, stirring the mixture at room temperature with a disper for 3 hours, and filtering.

実施例3
アルミペースト 7.0
〔東洋アルミニウム(株)製、商品名:96−2104〕
グリセリン 15.0
サクシノグリカン 0.3
(構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体)
ナトリウムオマジン 0.3
〔パーマケム(株)製、商品名:トップサイド280〕
EDTAのアミン塩 1.0
〔キレスト(株)製、商品名:キレストM−50〕
α−サイクロデキストリン 3.0
〔塩水港製糖(株)製、商品名:デキシパールK−100〕
トリエタノールアミン 0.3
フェルラ酸 0.2
水 72.9
合計 100.0
Example 3
Aluminum paste 7.0
[Product name: 96-2104, manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.]
Glycerin 15.0
Succinoglycan 0.3
(Organic acid-modified heteropolysaccharide consisting of glucose and galactose)
Sodium omadin 0.3
[Product name: Topside 280, manufactured by Permachem Co., Ltd.]
EDTA amine salt 1.0
[Product name: Kirest M-50, manufactured by Kirest Co., Ltd.]
α-cyclodextrin 3.0
[Shisui Port Sugar Co., Ltd., trade name: DEXIPEARL K-100]
Triethanolamine 0.3
Ferulic acid 0.2
Water 72.9
Total 100.0

前記配合物を混合して室温でディスパーにて3時間攪拌し、濾過することにより筆記具用水性インキ組成物が得られる。   A water-based ink composition for a writing instrument is obtained by mixing the blend, stirring the mixture at room temperature with a disper for 3 hours, and filtering.

比較例1
実施例1で用いたフェルラ酸を水に換えた以外は同様の方法により筆記具用水性インキ組成物を得た。
Comparative Example 1
A water-based ink composition for writing instruments was obtained in the same manner except that the ferulic acid used in Example 1 was replaced with water.

比較例2
実施例2で用いたフェルラ酸を水に換えた以外は同様の方法により筆記具用水性インキ組成物を得た。
Comparative Example 2
A water-based ink composition for writing instruments was obtained in the same manner except that the ferulic acid used in Example 2 was replaced with water.

比較例3
実施例3で用いたフェルラ酸を水に換えた以外は同様の方法により筆記具用水性インキ組成物を得た。
Comparative Example 3
A water-based ink composition for a writing instrument was obtained in the same manner except that the ferulic acid used in Example 3 was replaced with water.

前記インキ調製方法により、実施例インキ及び比較例インキを調製し、直径0.5mmのボールを抱持するステンレススチール製チップがポリプロピレン製パイプの一端に嵌着されたボールペンレフィルに充填し、更に、前記インキ後端面に密接させてインキ逆流防止体を充填して遠心処理を施した後、前記ボールペンレフィルを軸筒に組み込み、ボールペンの形態とした。   Example ink and comparative example ink were prepared by the ink preparation method, and a stainless steel chip holding a ball having a diameter of 0.5 mm was filled in a ballpoint pen refill fitted to one end of a polypropylene pipe, After being in close contact with the rear end surface of the ink and filled with an ink backflow preventive body and subjected to a centrifugal treatment, the ballpoint pen refill was incorporated into a shaft tube to form a ballpoint pen.

前記の如くして得た初期のボールペン、及び、50℃で60日間放置したボールペン(経時後)のインキ収容管内の気泡の有無、及び筆記試験により筆跡の状態を目視により観察した。
その結果を以下に示す。
The initial ballpoint pen obtained as described above and the ballpoint pen left after standing for 60 days at 50 ° C. (after aging) were visually observed for the presence or absence of bubbles in the ink containing tube and the handwriting test.
The results are shown below.

Figure 0004093932
Figure 0004093932

尚、前記表中の判定基準は以下の通り。
筆跡の状態
○:良好な筆跡が得られる。
×:筆跡にカスレが見られる。
The criteria in the table are as follows.
State of handwriting ○: Good handwriting is obtained.
X: Scratch is seen in the handwriting.

Claims (3)

少なくとも着色剤と、水とを含んでなる水性インキ組成物において、フェルラ酸或いはその塩を含んでなる筆記具用水性インキ組成物。   A water-based ink composition for writing instruments, comprising ferulic acid or a salt thereof in a water-based ink composition comprising at least a colorant and water. 前記フェルラ酸或いはその塩をインキ組成物中0.01〜5重量%含んでなる請求項1記載の筆記具用水性インキ組成物。   The water-based ink composition for a writing instrument according to claim 1, comprising 0.01 to 5% by weight of the ferulic acid or a salt thereof in the ink composition. インキ消費に伴って追従するインキ逆流防止体を収容するタイプの筆記具において、請求項1又は2に記載のインキ組成物を充填してなる筆記具。   A writing instrument of a type containing an ink backflow preventer that follows as the ink is consumed, wherein the ink composition according to claim 1 is filled.
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