JP4860846B2

JP4860846B2 - 水性ボールペン用インキ組成物及び当該組成物を用いた水性ボールペン

Info

Publication number: JP4860846B2
Application number: JP2001261758A
Authority: JP
Inventors: 保幸吉村
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: JP2003073603A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な水性ボールペン用組成物及びその組成物を用いた水性ボールペンに関する。
【従来技術】
水性インキを用いる水性ボールペンは、筆記性に優れていることが重要な要件の一つとされている。すなわち、水性ボールペンを用いて筆記した場合、抵抗感がなく、滑らかに筆記できることが要求される。ところが、従来の水性ボールペンでは、水性インキ中の成分とボールペンチップとの物性上の関係に起因して、十分な筆記性を確実に得ることが困難となっている。
これに対し、水性ボールペンの筆記性を改善するために種々の技術が提案されている。例えば、顔料又は樹脂エマルジョン着色体、分散剤、水溶性有機溶剤及び水を含有し、さらにポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のリン酸エステルを含有してなるボールペン用水性インキ組成物（特開平９−１００４３５号）が提案されている。また例えば、着色剤、水、水溶性極性溶剤及び剪断減粘性機能を発現する脂肪酸アミド誘導体を含有してなる水性ボールペン用インキ組成物（特開平９−２２７８２０号）が知られている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来技術のインキでは、筆記性の改善はある程度実現できるものの、なお改善の余地が残されている。
特に、ボールチップは、ボールとボールハウスとの間隙（カシメ間隙及びハウス間隙）がインキ通路として機能する。これらの間隙の形状又は大きさによっては、インキが通りにくくなる結果、筆記性に障害が起こる。とりわけ、樹脂球等の球状粒子からなる着色材を用いる場合、インキの流通が低下しやすくなる。
従って、本発明の主な目的は、より優れた筆記性を確実に得ることができる水性ボールペン用インキ組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定組成のインキ組成物を採用することによって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、水性ボールペン用インキ組成物及び当該組成物を用いた水性ボールペンに係るものである。
１．水、着色材、水溶性有機溶剤、せん断減粘性付与剤及び潤滑剤を含み、かつ、当該潤滑剤が鱗片状アルミナであることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
２．鱗片状アルミナがアスペクト比５以上である前記項１記載の水性ボールペン用組成物。
３．鱗片状アルミナが非着色である前記項１又は２に記載の水性ボールペン用組成物。
４．着色材として着色樹脂球分散体が使用されている前記項１〜３のいずれかに記載の水性ボールペン用インキ組成物。
５．せん断減粘性付与剤が微生物系多糖類及びその誘導体である前記項１〜４のいずれかに記載の水性ボールペン用インキ組成物。
６．着色材の平均粒径が３〜２０μｍである前記項１〜５のいずれかに記載の水性ボールペン用インキ組成物。
７．前記項１〜６のいずれかの組成物をインキとして用いた水性ボールペン。
【発明の実施の形態】
（１）水性ボールペン用インキ組成物
本発明の水性ボールペン用インキ組成物は、水、着色材、水溶性有機溶剤、せん断減粘性付与剤及び潤滑剤を含み、かつ、当該潤滑剤が鱗片状アルミナであることを特徴とする。
鱗片状アルミナは、鱗片状（フレーク状）の粒子であれば良く、特に限定されない。粒子の平均粒径は限定的ではないが、通常は０．６〜１０μｍ程度、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍとすれば良い。なお、平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計によるＤ₅₀値を示す。
また、鱗片状アルミナのアスペクト比（平均粒径／平均厚み）は通常１より大きければ良く、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上とする。アスペクト比の上限は限定されないが、通常は５０程度とすれば良い。
さらに、鱗片状アルミナは、非着色（すなわち、透明調又は白色）又は着色のいずれのタイプであっても良い。着色タイプのものは、染料の吸着によるもの、スプレードライによるもの等のいずれのタイプでも良い。
上記のような鱗片状アルミナとしては、公知のもの又は市販品を用いることができる。例えば、商品名「セラフＹＦＡ０２０２５」、「セラフＹＦＡ１００３０」、「セラフＹＦＡ０５０２５」（いずれもＹＫＫ社製）、商品名「テラセスＢＭＭ」、「テラセスＢＭＦ」、「テラセスＢＭＮ」、「テラセスＢＭＰ」、「テラセスＢＭＩ」、「テラセスＢＭＭ−Ｂ」、「テラセスＢＭＦ−Ｂ」、「テラセスＢＭＮ−Ｂ」、「テラセスＢＭＰ−Ｂ」、「テラセスＢＭＩ−Ｂ」（いずれも河合石灰工業社製）、商品名「ＢＭＭ」（寺田薬泉工業製）等を好適に用いることができる。
鱗片状アルミナの含有量は、用いる粒子の種類・サイズ等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は本発明インキ組成物中０．０１〜２０重量％程度、好ましくは０．０５〜１０重量％とすれば良い。かかる範囲内とすることにより、良好なインキ流動性、インキ粘度等を確保できる結果、優れた筆記性をより確実に得ることができる。
せん断減粘性付与剤は、主として、インキ組成物にせん断力が作用したときにインキ組成物の粘性を低下させ、流動性を発現させる性質（チキソトロピック性）を有するものであれば特に制限されず、特に溶媒の種類に応じて適宜決定することができる。
本発明では、多糖類及びその誘導体の少なくとも１種を好ましく使用することができる。多糖類及びその誘導体としては、例えばプルラン、ザンサンガム、ウエランガム、ラムザンガム、サクシノグリカン、デキストリン等の微生物系多糖類及びその誘導体；トラガンシカム、グアーガム、タラガム、ローカストビーンガム、ガディガム、アラビノガラクタンガム、アラビアガム、クイスシードガム、ペクチン、デンプン、サイリュートガム、カラギーナン、アルギン酸、寒天等の水溶性植物系多糖類及びその誘導体；ゼラチン、カゼイン、アルブミン等の水溶性動物系多糖類及びその誘導体等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上で用いることができる。また、これらは、市販品を用いることもできる。これらせん断減粘性付与剤の中でも、微生物系多糖類及びその誘導体が好ましい。
せん断減粘性付与剤の含有量は、用いるせん断減粘性付与剤、水溶性有機溶剤等の種類に応じて上記範囲内から適宜設定すれば良いが、通常は本発明インキ組成物中０．０１〜３０重量％程度、好ましくは０．０５〜２０重量％とすれば良い。かかる範囲内に制御することにより、インキの粘度調整がより確実に行えるとともに、鱗片状アルミナ、着色材等の分散安定性をいっそう高めることが可能である。
水溶性有機溶剤は特に制限されず、水溶性のものであれば公知のもの又は市販品を使用することができる。例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等のグリコール類；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メチルエーテル等のグリコールエーテル類等が挙げられる。これらは１種又は２種以上で使用することができる。
水溶性有機溶剤の含有量は限定的ではないが、通常は本発明インキ組成物中１〜４０重量％程度、好ましくは５〜２０重量％とすれば良い。この範囲内に設定すれば、筆記された筆跡（塗膜）の適度な乾燥速度をより確実に保ちつつ、インキ組成の均一性をより効果的に達成することができる。
着色材としては特に制限されず、公知又は市販の顔料、染料等を用いることができる。例えば、フタロシアニン、キナクリドン等の有機顔料、チタン白、カーボンブラック等の無機顔料のほか、蛍光顔料等も使用することができる。また、顔料分散体を使用することもでき、特に着色樹脂球分散体（好ましくは球状粒子からなる着色樹脂球）を好適に使用することができる。上記着色樹脂球の平均粒径は限定されないが、通常０．２〜２０μｍ程度とすれば良い。従って、例えば平均粒径が３〜２０μｍ程度と比較的大きくても良好な筆記性を得ることができる。
着色材の含有量は、用いる着色材の種類等に応じて適宜設定できるが、通常は本発明インキ組成物中０．０５〜５０重量％程度、好ましくは０．０５〜４０重量％とすれば良い。上記範囲内において、より優れた発色性、インキ流動性、インキ粘度等を確保することができる。
本発明では、必要に応じて水溶性樹脂を配合することもできる。水溶性樹脂の配合により、本発明インキの被筆記物への定着性をより高めることができる。水溶性樹脂は、水溶性のものであれば良く、公知の水性インキに使用されている水溶性樹脂と同等のものを使用できる。例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ラテックス、ポリカルボン酸、スチレン−マレイン酸系共重合体、エチレン−酢酸ビニル系共重合体等が挙げられる。これらは、エマルジョン、水分散体等の形態で使用することもできる。これら水溶性樹脂は１種又は２種以上で用いることができる。
水溶性樹脂の含有量（固形分）は、用いる水溶性樹脂の種類等によって適宜設定すれば良いが、通常は本発明インキ組成物中０．１〜４０重量％程度、好ましくは０．３〜２０重量％とすれば良い。かかる範囲内で、より優れた定着性等を得ることができる。
本発明では、本発明の効果を妨げない範囲内で各種の添加剤を配合することもできる。例えば、界面活性剤（例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのようなノニオン系界面活性剤等）、防錆剤（例えばベンゾトリアゾール、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レート等）、防腐・防黴剤（例えばベンゾイソチアゾリン系、ペンタクロロフェノール系、クレゾール系等）等を使用することができる。
本発明の水性インキ組成物中の水の含有量は、これらの必須成分及び必要により添加される任意成分の残部になるように調整すれば良い。通常は、本発明インキ組成物中の固形分が０．０１〜５．００重量％程度となるように水の含有量を調整することが好ましい。
本発明インキ組成物の製造方法は、これらの各成分を均一に混合できる限り特に限定されない。また、その配合順序も限定的でない。例えば、水、水溶性有機溶剤、鱗片状アルミナ及び着色材を混合攪拌した後、せん断減粘性付与剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、さらに攪拌する。その後、必要に応じてｐＨ調整等を実施することにより本発明インキ組成物が得られる。混合・攪拌は、ミキサー、ニーダー等の公知の装置を使用すれば良い。ろ過、脱泡等も公知の方法に従って必要により実施すれば良い。
本発明インキ組成物の粘度は、水性ボールペンの形式・タイプ、用途等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は１０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ粘度計３゜Ｒ１４コーン、回転数０．５ｒｐｍ、２０℃）程度とすれば良い。
（２）水性ボールペン
本発明水性ボールペンは、インキとして本発明インキ組成物を用いるものであり、他の構成要素は公知の構成要素を採用することができる。
また、その組立方法も公知の筆記具の組立方法と同様にすれば良い。例えば、ステンレス鋼製のボールペンチップ（ボール材質は、炭化ケイ素等の非酸化物系セラミックス等）を一端に連設したポリプロピレン製中空軸筒からなるインキ収容管に本発明インキ組成物を充填した後、このインキ収容管をボールペン本体に組み込むことにより組立が完了する。
【発明の効果】
本発明の水性ボールペン用インキ組成物は、鱗片状アルミナを含む特定インキ組成を採用していることから、従来の潤滑剤を含むインキよりも優れた筆記性を発揮できる。特に、着色材として着色樹脂球を用いた場合あるいは比較的粒径の大きな着色材ものを用いた場合にも、優れた筆記性を維持することができる。
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴を一層明確にする。ただし、本発明は、実施例の態様に制限されない。
実施例１〜５及び比較例１〜４
表１に示す成分を用い、まず水、水溶性有機溶剤、潤滑性付与剤及び着色材を混合・分散した後、次いで水溶性樹脂及びせん断減粘性付与剤を添加し、混合攪拌し、均一に分散させ、これをろ過した後、脱泡することにより各インキ組成物（水性インキ組成物）をそれぞれ調製した。
【表１】

なお、表１に示す成分は、それぞれ以下のものを使用した。
（１）鱗片状顔料（鱗片状アルミナ）
▲１▼ α−アルミナ粉末：商品名「セラフＹＦＡ０２０２５」ＹＫＫ製、平均粒径１〜２μｍ、アスペクト比４５〜５５
▲２▼ γ−アルミナ粉末：商品名「ＢＭＭ」寺田薬泉工業製、平均粒径０．９μｍ、アスペクト比１０
（２）着色材
▲１▼ 下記の方法により調製された青色樹脂球分散体
青色樹脂球（綜研化学製、樹脂：アクリル樹脂、染料：スダンブルー８）をデスパーに入れ、イオン交換水に希釈した後、３時間攪拌した。得られた分散液を遠心分離により分級を行い、粒径３〜４μｍの固形分約６０重量％のペーストを調製した。このペーストを着色材として用いた。
▲２▼ 下記の方法により調製された青色顔料分散体
フタロシアニンブルー及びスチレン−アクリル共重合体（商品名「ジョンクリルＪ６Ｂ３」ジョンソンポリマー製）を５：１（重量比）の割合で混合し、トリエタノールアミン及び水を加えて溶解した後、ビーズミルにて分散を行い、平均粒径０．２５μｍ及び固形分濃度１０％の顔料分散体を得た。この顔料分散体を着色材として用いた。
（３）せん断減粘性付与剤
▲１▼ ウェランガム：商品名「ＫＩＣ３７６」三晶製
▲２▼ サクシノグルカン：商品名「ＲＨＥＯＺＡＮ」三晶製
（４）水溶性樹脂
▲１▼ アクリル樹脂エマルジョン：商品名「ニカゾールＡＦＸ３３６」日本カーバイド工業製、アニオン性、ｐＨ７．５、ＭＦＴ０℃以下
▲２▼ ポリビニルアルコール：商品名「クラレポバールＰＶＡ−２０３」クラレ製、純分９４％以上、けん化度８６．５〜８９．５ｍｏｌ％
（５）水溶性有機溶剤
▲１▼ グリセリン：試薬
▲２▼ プロピレングリコール：試薬
（６）潤滑剤
▲１▼ ＰＯＥアルキルエーテルリン酸エステル：商品名「フォスファノールＰＥ−５１０」東邦化学工業製、リン酸エステル系活性剤（アニオン系界面活性剤）
（７）防腐防黴剤
▲１▼ １，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン：商品名「プロクセルＧＸＬ」ヘキスト合成製
（８）防錆剤
▲１▼ ベンゾトリアゾール：試薬
試験例１
各実施例及び比較例で得られたインキ組成物の筆記性の官能評価を行った。
まず、各インキ組成物を用いてボールペンを組み立てた。ステンレス鋼製ボールペンチップ（ボール：炭化ケイ素、ボール径：０．８ｍｍ）を一端に連設した半透明ポリプロピレン製中空軸筒からなるインキ収容管に各インキ組成物を充填することにより各ボールペンを得た。
このボールペンを用い、市販ルーズリーフ用紙上に筆記線を描き、そのときの筆記性を官能評価した。滑らかに筆記できるものを「○」、滑らかに筆記できず、線トビ（筆跡の途切れ）が発生したものを「×」として評価した。その結果を表１に示す。
試験の結果、実施例１〜５では、線とびのない青色の筆跡が得られ、書き味も滑らかであった。これに対し、比較例１〜２は、線とびの多い青色の筆跡となり、ゴリゴリした書き味であった。また、比較例３〜４は、上記（６）の潤滑剤を添加しても線とびの多い青色の筆跡となり、ゴリゴリした書き味であった。

Claims

水、着色材、水溶性有機溶剤、せん断減粘性付与剤及び潤滑剤を含み、かつ、当該潤滑剤が鱗片状アルミナであることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
鱗片状アルミナがアスペクト比５以上である請求項１記載の水性ボールペン用インキ組成物。
着色材として着色樹脂球分散体が使用されている請求項１又は２のいずれかに記載の水性ボールペン用インキ組成物。
せん断減粘性付与剤が微生物系多糖類及びその誘導体である請求項１〜３のいずれかに記載の水性ボールペン用インキ組成物。
請求項１〜４のいずれかの組成物をインキとして用いた水性ボールペン。