JP4870287B2

JP4870287B2 - 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: JP4870287B2
Application number: JP2001268182A
Authority: JP
Inventors: 徳正栗原; 篤須藤
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: JP2003073592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なインキ組成物及び当該組成物を用いた筆記具に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、さまざまな色のインキが開発され、実用化されている。これらのインキは、隠蔽性（隠蔽力）が不十分であると、所定の筆跡の濃度が得られず、視認しにくくなる。他方、十分な隠蔽性を得るために、多量の顔料を使用すると、分散性、流動性、筆記性等が低下するという問題が生じる。これらの問題を解決するために、白色顔料として酸化チタン粒子を用いる水性インキ等が提案され、一部で実用化されるに至っている（例えば、特開平６−１９２６１１号、特開平６−２８７４９９号、特開２０００−１１９５７９、特開２０００−１２９１８７、特開２０００−２６５１０５、国際公開ＷＯ９８／３６０３３等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のインキでも隠蔽性が十分なものと言えない。このため、多量に酸化チタン粒子を添加する必要が生じ、これにより従来技術と同様の問題が生じる。すなわち、筆記性、分散性等の問題が発生する。
【０００４】
従って、本発明の主な目的は、隠蔽性に優れるとともに筆記性に優れたインキ組成物を提供することにある。
【０００５】
【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。
【０００６】
すなわち、本発明は、下記のインキ組成物及び当該組成物を用いた筆記具に係るものである。
【０００７】
１．顔料を含むボールペン用インキ組成物において、当該顔料の一部又は全部が窒化ホウ素及びアルミナの少なくとも１種の鱗片状顔料であることを特徴とするボールペン用インキ組成物。
２．さらに水溶性高分子及び水溶性有機溶剤の少なくとも１種を含む前記項１に記載のボールペン用インキ組成物。
３．顔料がインキ組成物中１０〜４０重量％である前記項１又は２に記載のボールペン用インキ組成物。
４．前記項１〜３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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（１）インキ組成物
本発明インキ組成物は、顔料を含むインキ組成物において、当該顔料の一部又は全部が鱗片状顔料であることを特徴とする。
【００１５】
鱗片状顔料（本発明顔料）は限定的でなく、公知又は市販の鱗片状顔料を使用することができる。鱗片状顔料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０．８〜１０μｍ、より好ましくは０．８〜５μｍとすれば良い。また、鱗片状顔料のアスペクト比（長径／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。鱗片状顔料は白色顔料（白色鱗片状顔料）として用いることができる。
【００１６】
この中でも、窒化ホウ素及びアルミナの少なくとも１種の鱗片状顔料を使用することが望ましい。これらの鱗片状顔料も、公知のもの又は市販品を用いることができる。アルミナの場合は、例えば商品名「セラフＹＦＡ０２０２５」、「セラフＹＦＡ０２０５０」、「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。
【００１７】
窒化ホウ素の場合は、例えば商品名「デンカボロンナイトライドＳＰ−２」、「デンカボロンナイトライドＨＧＰ」、「デンカボロンナイトライドＧＰ」、「デンカボロンナイトライドＳＧＰ」（いずれも電気化学工業社製）、商品名「ショウビーエヌＵＨＰ−１」、「ショウビーエヌＵＨＰ−Ｓ１」（いずれも昭和電工社製）等を好適に用いることができる。
【００１８】
鱗片状顔料の含有量は、用いる粒子の種類、粒径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５〜６０重量％程度、好ましくは１０〜４０重量％とすれば良い。かかる範囲において、より確実に優れた隠蔽性等を得ることができる。
【００１９】
本発明では、その効果を妨げない限り、窒化ホウ素及びアルミナ以外の白色顔料が含まれていても良い。これらの顔料は、酸化チタン、白色樹脂球（白色扁平樹脂球、白色中空樹脂球等も含む）、タルク、クレー、マイカ等の公知の白色顔料が挙げられる。
【００２０】
これらの公知の白色顔料の含有量は、通常は本発明インキ組成物中６０重量％以下、好ましくは５〜４０重量％とすれば良い。
【００２１】
本発明における顔料の総量（これら公知の顔料と本発明顔料との合計量）は、用いる顔料の種類、粒径等により適宜決定すれば良いが、通常は本発明インキ組成物中５〜６０重量％程度、好ましくは１０〜４０重量％とすれば良い。
【００２２】
本発明インキ組成物が水性である場合には、その水の含有量は、他の成分の含有量等に応じて適宜設定できるが、通常は本発明組成物中３０〜９０重量％程度、好ましくは５０〜８０重量％とすれば良い。
【００２３】
本発明組成物では、これらの成分のほか、必要に応じて着色剤（白色顔料を除く。）、水溶性高分子、水溶性有機溶剤、界面活性剤、潤滑剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤等の添加剤を配合しても良い。これらは、公知のインキに配合されているものと同様のものを使用できる。
【００２４】
特に、上記着色剤を配合する場合には、クリーム色、水色等のパステル調の水性インキとすることも可能である。着色剤の種類は限定的でなく、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。この場合の着色剤の添加量は、本発明インキ組成物中０．０１〜２０重量％程度、好ましくは０．１〜１５重量％とすれば良い。
【００２５】
また、水溶性高分子の添加によってインキ粘度の調整、顔料又は着色剤の分散性等を制御することができる。水溶性高分子としては、水溶性のものであれば特に制限されず、多糖類及びその誘導体、半合成セルロース系高分子、水溶性合成高分子等が挙げられる。
【００２６】
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。
【００２７】
半合成セルロース系高分子としては、例えばメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース又はその塩（ナトリウム塩）等が挙げられる。
【００２８】
水溶性合成高分子としては、例えばポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸、メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【００２９】
これらの水溶性高分子は、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。これらの中でも、微生物系多糖類及びその誘導体が好ましい。また、本発明組成物をボールペン用インキとして用いる場合は、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（擬塑性流動性又はチキソトロピック性）を有するものが好ましい。このような性質をもつ水溶性高分子としても、微生物系多糖類及びその誘導体が好ましい。
【００３０】
水溶性高分子の含有量は、用いる水溶性高分子の種類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０．０５〜５重量％とすれば良い。かかる範囲でインキ粘度、分散性等を適当に調整することができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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０．１〜３０重量％程度、好ましくは１〜１５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。
【００３３】
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。例えば水性白色インキ組成物を調製する場合には、まず水と白色顔料を混合攪拌した後、その他の成分を配合し、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。
【００３４】
本発明インキ組成物の粘度は、筆記具の形式・タイプ、用途等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は５００〜１５０００ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ粘度計３゜Ｒ１４コーン、回転数０．５ｒｐｍ、２０℃）程度、好ましくは１５００〜１００００ｍＰａ・ｓとすれば良い。
（２）筆記具
本発明の筆記具は、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。筆記具としては、ボールペン、マーカー、フェルトペン等のいずれにも適用可能である。特に、ボールペンが好ましい。
【００３５】
ボールペンの場合、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。
【００３６】
【発明の効果】
本発明インキ組成物は、顔料の一部又は全部として鱗片状顔料が使用されていることから、良好な筆記性を維持しつつ、従来のインキよりも優れた隠蔽性を発揮することができる。本発明インキ組成物は、例えば白色インキ又はパステル調インキとしても好適に用いることができる。
【００３７】
【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。但し、本発明の範囲は、実施例の態様に制限されない。
【００３８】
実施例１〜６
表１に示す成分を用い、まず水及び白色顔料（窒化ホウ素粉末又はアルミナ粉末）をディゾルバー攪拌機にて３０分間混合・分散した後、他の成分を添加し、１時間攪拌して水性インキ組成物（水性インキ組成物）をそれぞれ調製した。
【００３９】
比較例１〜４
表１に示す成分をディゾルバー攪拌機にて均一に混合することにより水性インキ組成物をそれぞれ調製した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１において、実施例１〜４及び比較例１〜２は白色インキ、実施例５及び比較例３はパステル調赤色インキ、実施例６及び比較例４はパステル調黄色インキをそれぞれ示す。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）鱗片状白色顔料
▲１▼ α−アルミナ粉末：商品名「セラフＹＦＡ０２０５０」ＹＫＫ製、平均粒径１〜２μｍ、アスペクト比４５〜５５
▲２▼ 窒化ホウ素粉末：商品名「ショウビーエヌＵＨＰ−Ｓ１」昭和電工製、平均粒径１〜２μｍ
（２）酸化チタン分散体
スチレンアクリル樹脂（商品名「ジョンクリル６９０」ジョンソンポリマー製）３．３重量部を水酸化ナトリウム０．６重量％及びイオン交換水３１．５重量％とともに加熱溶解させ、酸化チタン（商品名「ＫＲ−３８０Ｎ」チタン工業製）５５．０重量％を加え、ビーズミルにて５分間攪拌することにより得られた分散体を酸化チタン分散体とした。
（３）白色樹脂球分散体
市販品：商品名「ミューティクルＰＰ２４０Ｄ」三井東圧化学製
（４）赤色顔料分散体
スチレンアクリル樹脂（商品名「ジョンクリル６８３」ジョンソンポリマー製）４．０重量部を水酸化ナトリウム０．４重量％及びイオン交換水２６．５重量％とともに加熱溶解させ、赤色顔料（商品名「シムラファーストレッド４１２７」大日本インキ製）２０．０重量％を加え、ビーズミルにて２０分間攪拌することにより得られた分散体を赤色顔料分散体とした。
（５）蛍光黄色顔料分散体
市販品「ルミコールＮＫＷ−Ｃ２１０５」日本蛍光社製
（６）その他
▲１▼ グリセリン：試薬
▲２▼ 防腐剤：商品名「プロクセルＸＬ−２」アビシア製、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン
▲３▼ 粘度調整剤：ウェランガム（商品名「Ｋ１Ｃ３７６」三晶製）の１重量％水溶液
▲４▼ 潤滑剤：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（界面活性剤）１０重量％水溶液
試験例１
各実施例及び比較例で得られた水性インキ組成物の特性を調べた。
【００４２】
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。
【００４３】
１）黒画用紙上のＬ値
黒画用紙上に各インキ組成物を厚さ２０μｍのバーコーターにて塗布し、塗膜をＬ値を色差計で測定した。Ｌ値が高いほど隠蔽性の高いインキであることを示す。
【００４４】
２）筆跡の鮮明性
上記ボールペンにて黒画用紙上に筆記し、目視にて筆跡を評価した。「○」は鮮明な筆記線が得られるもの、「×」は黒ずんだ筆跡しか得られないものをそれぞれ示す。
【００４５】
３）ボールの沈み
上記ボールペンをらせん式連続筆記試験機「ＭＯＤＥＬＴＳ−４Ｃ−１０」精機工業社製）にて試験し、３００ｍ筆記後のボールペンのペン先のボール沈み量を測定した。試験条件は、筆記角度：６５゜、荷重：１００ｇ、筆記速度：７ｃｍ／ｍｉｎとした。

Claims

顔料を含むボールペン用インキ組成物において、当該顔料の一部又は全部が窒化ホウ素及びアルミナの少なくとも１種の鱗片状顔料であることを特徴とするボールペン用インキ組成物。
さらに水溶性高分子及び水溶性有機溶剤の少なくとも１種を含む請求項１に記載のボールペン用インキ組成物。
顔料がインキ組成物中１０〜４０重量％である請求項１又は２に記載のボールペン用インキ組成物。
請求項１〜３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。