JP5592618B2 - Water-based ballpoint pen - Google Patents

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Description

本発明は水性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、書き味が良好で、かつボールペンチップ内の析出物を抑制することで経時安定性に優れた水性ボールペン用インキ組成物に関するものである。   The present invention relates to an aqueous ballpoint pen ink composition, and more particularly, to an aqueous ballpoint pen ink composition having good writing quality and excellent stability over time by suppressing precipitates in the ballpoint pen tip. .

従来より、ステンレス鋼材からなるチップ本体を用いたボールペンチップを具備したボールペンはよく知れている。こうしたステンレス鋼材からなるチップ本体を用いた水性ボールペンの場合には、ステンレス鋼材に含まれるマンガンやクロム等のマンガンイオンやクロムイオンが、インキ組成物中で反応することによって生じる金属塩等の析出物を防止するため、インキ組成物中にベンゾトリアゾール等の防錆剤や金属封鎖剤等を含有することが提案されている。   Conventionally, a ballpoint pen provided with a ballpoint pen tip using a tip body made of a stainless steel material is well known. In the case of a water-based ballpoint pen using a chip body made of such a stainless steel material, precipitates such as metal salts generated by reaction of manganese ions and chromium ions such as manganese and chromium contained in the stainless steel material in the ink composition In order to prevent this, it has been proposed that the ink composition contains a rust inhibitor such as benzotriazole, a metal sequestering agent, and the like.

このような水性ボールペン用インキ組成物としては、特公昭49−45333号「筆記用水性インキ」、特開平8−41409号「水性ボールペン用インキ組成物」に防錆剤を用いた水性ボールペン用インキ組成物が開示されている。   Examples of such water-based ball-point pen ink compositions include Japanese Patent Publication No. 49-45333 “Water-based ink for writing” and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-41409 “Water-based ball-point pen ink composition”. A composition is disclosed.

ところで、特開平6−57194号「ペン体に直接供給する水性ボールペン用インク」に書き味を向上させるため、潤滑剤としてリン酸エステル界面活性剤を含有した水性ボールペン用インキ組成物が開示されおり、特開平10−330678「ボールペン用酸化チタン含有水性インキ」にリン酸エステル界面活性剤を含有した水性インキが開示されている。   Incidentally, an aqueous ballpoint pen ink composition containing a phosphate ester surfactant as a lubricant is disclosed in JP-A-6-57194, "Aqueous ballpoint pen ink to be supplied directly to a pen body" in order to improve the writing quality. JP-A-10-330678 “Titanium oxide-containing water-based ink for ballpoint pens” discloses a water-based ink containing a phosphate ester surfactant.

「特公昭49−45333号公報」"Japanese Patent Publication No.49-45333" 「特開平8−41409号公報」"JP-A-8-41409" 「特公平6−6689号公報」“Japanese Patent Publication No. 6-6589” 「特開平10−330678号公報」"Japanese Patent Laid-Open No. 10-330678"

しかしながら、特許文献1、2では、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアジアゾール化合物等の防錆剤を含有した水性ボールペン用インキが提案されているが、潤滑性が劣り、書き味が悪く、カスレ等も発生する問題を抱えていた。   However, Patent Documents 1 and 2 propose water-based ballpoint pen inks containing rust preventives such as benzotriazole and benzothiadiazole compounds, but the problem is that the lubricity is poor, the writing quality is poor, and blurring is also generated. Was holding.

また、特許文献3のように、書き味を向上させるため、潤滑剤として、不飽和脂肪酸のアルカリ塩等、脂肪酸またはその塩を含有した場合には、チップ本体のマンガンイオンやクロムイオン等の金属イオンとが反応して金属塩が発生する恐れがあった。   Further, as in Patent Document 3, in order to improve the writing quality, when a fatty acid or a salt thereof such as an alkali salt of an unsaturated fatty acid is contained as a lubricant, a metal such as a manganese ion or a chromium ion in the chip body There was a possibility that metal salts would be generated by reaction with ions.

また、特許文献4のように、リン酸系の潤滑剤を用いて、潤滑性を高め、書き味を向上することはできるが、近年では、多色化や粘度も広範囲に渡った商品が上市されており、それに伴い用いる着色剤、樹脂等も多様化しているため、リン酸系の潤滑剤と同等以上の潤滑向上性を有する物質が切望されている。   In addition, as in Patent Document 4, it is possible to improve the lubricity and improve the writing quality by using a phosphoric acid-based lubricant, but in recent years, products with a wide range of multicolors and viscosities have been put on the market. Since the coloring agents, resins, and the like used therewith are also diversified, there is a strong demand for a substance having a lubrication improving property equal to or higher than that of a phosphoric acid based lubricant.

本発明の目的は、書き味が良好で、さらにチップ本体内の金属塩による析出物を抑制することで経時安定性に優れた水性ボールペン用インキ組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide an ink composition for a water-based ballpoint pen that has good writing quality and is excellent in stability over time by suppressing deposits due to metal salts in the chip body.

本発明は、上記課題を解決するために、
「1.インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備し、インキ収容筒内に、少なくとも水、着色剤、ホウ素系極圧剤、アミノカルボン酸を含有する水性ボールペン用インキ組成物を充填した水性ボールペンであって、前記アミノカルボン酸が、カルボキシメチルポリエチレンイミン、L-アスパラギン酸(ASDA)、L-グルタミン酸二酢酸(GLDA)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、またはそれらの塩の中から1種以上選ばれ、かつ、前記ボールが超硬合金ボールであることを特徴とする水性ボールペン
2.前記チップ本体内にステンレス鋼材からなるボールを押圧するコイルスプリングを配設することを特徴とする第1項に記載した水性ボールペン
3.前記アミノカルボン酸が、カルボキシメチルポリエチレンイミンであることを特徴とする第1項または第2項に記載した水性ボールペン
4.前記アミノカルボン酸の含有量が、インキ組成物全質量に対して、0.1〜5.0質量%であることを特徴とする第1項ないし第3項のいずれか1項に記載した水性ボールペン
5.前記水性ボールペン用インキ組成物に、アクリル系の樹脂を含有することを特徴とする第1項ないし第4項のいずれか1項に記載した水性ボールペン。」である。
In order to solve the above problems, the present invention
“1. Provided with a ballpoint pen tip that rotatably holds a ball in a ball holding chamber of a chip body made of stainless steel material at the tip of the ink storage cylinder, and at least water and a colorant are contained in the ink storage cylinder An aqueous ballpoint pen filled with an aqueous ballpoint pen ink composition containing a boron-based extreme pressure agent and an aminocarboxylic acid , wherein the aminocarboxylic acid is carboxymethylpolyethyleneimine, L-aspartic acid (ASDA), L-glutamic acid diacetate (GLDA), cyclohexane diamine tetraacetic acid (CyDTA), or selected one or more of the salts thereof, and an aqueous ballpoint pen, wherein the ball is a cemented carbide ball.
2. 2. A water-based ballpoint pen as set forth in claim 1, wherein a coil spring for pressing a ball made of stainless steel is disposed in the tip body .
3. 3. The aqueous ballpoint pen according to item 1 or 2, wherein the aminocarboxylic acid is carboxymethylpolyethyleneimine .
4). The aqueous content of the aminocarboxylic acid relative to the total weight ink composition described in any of paragraphs 1 through the third term, characterized in that 0.1 to 5.0 wt% Ballpoint pen .
5. The aqueous ball point ink composition, aqueous ballpoint pen as described in any of paragraphs 1 to 4, wherein characterized in that it contains an acrylic resin. Is.

本発明は、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤の中から選ばれる極圧剤と、アミノカルボン酸を含有する水性ボールペン用インキ組成物を用いることで、書き味が良好で、かつチップ本体内の金属塩による析出物を抑制することで経時安定性に優れた水性ボールペン用インキ組成物を提供することができた。   The present invention uses a water-based ballpoint pen ink composition containing an extreme pressure agent selected from a sulfur-based extreme pressure agent, a boron-based extreme pressure agent, and a chlorine-based extreme pressure agent, and an aminocarboxylic acid. It was possible to provide an aqueous ballpoint pen ink composition having excellent stability over time by suppressing deposits due to metal salts in the chip body.

本発明の特徴は、水性ボールペン用インキ組成物中に、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤の中から選ばれる極圧剤と、アミノカルボン酸を併用することである。   A feature of the present invention is that, in an aqueous ballpoint pen ink composition, an extreme pressure agent selected from a sulfur-based extreme pressure agent, a boron-based extreme pressure agent, and a chlorine-based extreme pressure agent is used in combination with an aminocarboxylic acid. is there.

極圧剤は、分子中に長い炭化水素鎖や末端に強い極性基(−SOH基等)を持つ化合物が、摩擦熱で温度上昇すると金属表面に物理吸着または化学吸着して、固体状の柔らかい膜を形成し、潤滑性を高める作用を有する物質であり、高筆圧下でチップ本体との潤滑性を高め、滑らかな筆感を得ることができ、書き味を向上することができる。こうした極圧剤の中で、本願発明者が鋭意検討した結果、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤が、極めて高い潤滑性を有し、書き味を著しく向上することが分かった。また、この中でも、潤滑効果及び経時安定性を考慮すれば、ホウ素系化合物の極圧剤を用いる方が好ましい。 Extreme pressure agents, compounds with a long hydrocarbon chain and ends strongly polar group in the molecule (-SO 3 H group), physically adsorbed or chemisorbed With increasing temperature metal surfaces in frictional heat, solid It is a substance that has the effect of forming a soft film and improving the lubricity, and can improve the lubricity with the chip body under high writing pressure, obtain a smooth writing feeling, and improve the writing quality. Among these extreme pressure agents, as a result of intensive studies by the present inventors, sulfur-based extreme pressure agents, boron-based extreme pressure agents, and chlorine-based extreme pressure agents have extremely high lubricity and remarkably improve the writing quality. I understood that. Of these, it is preferable to use an extreme pressure agent of a boron compound in consideration of the lubricating effect and stability over time.

また、特許文献4のようにすでに、リン酸系の極圧剤を用いて、潤滑性を高め、書き味を向上したものがあり、それと同等以上の潤滑向上性を求めるため、本願発明者が鋭意検討した結果、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤の中から1種以上用いることで、各極圧剤の炭化水素鎖や極性基の化合物がボールやチップ本体の金属面に吸着し、潤滑膜を形成することで、潤滑性を高め、書き味を向上することが分かった。その中でも、より潤滑効果のあり、経時安定性を考慮すれば、ホウ素系化合物の極圧剤を用いる方が好ましい。   In addition, as described in Patent Document 4, there is already a phosphoric acid extreme pressure agent, which has improved lubricity and improved writing quality. As a result of intensive studies, the use of one or more of sulfur-based extreme pressure agent, boron-based extreme pressure agent, and chlorine-based extreme pressure agent allows the hydrocarbon chain and polar group compound of each extreme pressure agent to be in the ball or chip body. It was found that by adsorbing to the metal surface and forming a lubricating film, the lubricity is improved and the writing quality is improved. Among these, it is more preferable to use an extreme pressure agent of a boron compound in view of the lubrication effect and the stability over time.

具体的に、硫黄系極圧剤としては、硫化油脂、硫化オレフィン、チアジアゾール、ポリサルファイド、亜鉛ジチオカーバメート、硫化脂肪酸エステル、ジベンジルポリサルファイド、チオリン酸エステルなど、ホウ素系極圧剤としては、ポリオキシエチレンジグリセリンホウ酸エステル、ジグリセリンホウ酸エステルなど、塩素系極圧剤としては、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸エステル、塩素化油脂などが挙げられる。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。   Specifically, sulfur-based extreme pressure agents include sulfurized fats and oils, sulfurized olefins, thiadiazole, polysulfide, zinc dithiocarbamate, sulfurized fatty acid esters, dibenzyl polysulfide, thiophosphate esters, etc., and boron-based extreme pressure agents include polyoxyethylene Examples of chlorinated extreme pressure agents such as diglycerin borate ester and diglycerin borate ester include chlorinated paraffin, chlorinated fatty acid ester, and chlorinated oil. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.

具体的には、ANGLAMOL 81(日本ルブリゾール社製)、SULFURIZED LARD(大日本インキ社製)、ダイルーブ S940(大日本インキ製)、ANGLAMOL33(Lubrizol社製)、エマルボンT−20、同−40、同−60、同−66、同−80、同−160、エマルボン S−20、同−40、同−60、同−66、同−80、同−83、同−160(東邦化学工業社製)、エンパラK−40、同−K45、同−K50、同−AR500(味の素ファインテクノ社製)が挙げられる。   Specifically, ANGLAMOL 81 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.), SULFURIZED LARD (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Die-Lube S940 (manufactured by Dainippon Ink), ANGLAMOL33 (manufactured by Lubrizol Co., Ltd.), Emulbon T-20, -40, and the like -60, the same -66, the same -80, the same -160, Emalbon S-20, the same -40, the same -60, the same -66, the same -80, the same -83, the same -160 (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) , Empara K-40, -K45, -K50, and -AR500 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.).

前記極圧剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、0.1質量%より少ないと、所望の潤滑性が得られず、書き味が悪く筆跡にカスレ等が発生するおそれがあり、5.0質量%を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、0.1〜5.0質量%とする。さらに筆感をより高め、良好なインキ経時を得るために、極圧剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、0.5〜3.0質量%が最も好ましい。   If the content of the extreme pressure agent is less than 0.1% by mass with respect to the total amount of the ink composition, the desired lubricity cannot be obtained, the writing quality is poor, and there is a risk of blurring in the handwriting. If the amount exceeds 0.0% by mass, the ink aging may become unstable. Therefore, the amount is set to 0.1 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the ink composition. Further, in order to further improve the writing feeling and obtain good ink aging, the content of the extreme pressure agent is most preferably 0.5 to 3.0% by mass with respect to the total amount of the ink composition.

前述の通り、極圧剤は、潤滑性を高め、滑らかな筆感を得ることができる反面、チップ本体のマンガンイオンやクロムイオン等の金属イオンとが反応して金属塩を形成する恐れがある。こうした金属塩は、インキ組成物中で溶解しないため、析出物として現出してしまうという問題があった。   As described above, the extreme pressure agent can improve lubricity and obtain a smooth writing feeling, but may react with metal ions such as manganese ions and chromium ions in the chip body to form a metal salt. . Since these metal salts do not dissolve in the ink composition, there is a problem that they appear as precipitates.

こうした、書き味の向上と金属塩による析出物の発生の抑制という問題を解決するため、本願発明では、水性ボールペン用インキ組成物中にアミノカルボン酸を含有することが重要である。   In order to solve these problems of improving writing quality and suppressing the generation of precipitates due to metal salts, it is important in the present invention to contain an aminocarboxylic acid in the aqueous ballpoint pen ink composition.

アミノカルボン酸は、アミノ基とカルボキシル基を有する化合物であるが、発生した金属塩全体を包み込み、インキ組成物中において、金属塩を溶解安定させるため、金属塩の析出物の発生を抑制する効果がある。そのため、本発明のように、潤滑性を向上するため、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤の中から選ばれる極圧剤を少なくとも用いる場合、アミノカルボン酸を併用することで、書き味が良好で、かつチップ本体内の金属塩による析出物を抑制することで経時安定性に優れた水性ボールペン用インキ組成物を得ることができる。   Aminocarboxylic acid is a compound having an amino group and a carboxyl group, but envelops the entire generated metal salt and dissolves and stabilizes the metal salt in the ink composition, thereby suppressing the generation of metal salt precipitates. There is. Therefore, as in the present invention, in order to improve lubricity, when using at least an extreme pressure agent selected from a sulfur extreme pressure agent, a boron extreme pressure agent, and a chlorine extreme pressure agent, an aminocarboxylic acid is used in combination. By doing so, it is possible to obtain an ink composition for water-based ballpoint pens having good writing quality and excellent stability over time by suppressing precipitates due to metal salts in the chip body.

具体的に、アミノカルボン酸としては、カルボキシメチルポリエチレンイミン、L-アスパラギン酸(ASDA)、L-グルタミン酸二酢酸(GLDA)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミン5酢酸(DTPA)、ジヒドロキシエチルグリシン(DHEG)、ヒドロキシエチルイミノ2酢酸(HIDA)、等や、それらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等の塩が挙げられる。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。   Specific examples of aminocarboxylic acids include carboxymethylpolyethyleneimine, L-aspartic acid (ASDA), L-glutamic acid diacetic acid (GLDA), cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), and diethylenetriamine. Examples thereof include pentaacetic acid (DTPA), dihydroxyethylglycine (DHEG), hydroxyethyliminodiacetic acid (HIDA), and salts thereof such as alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.

また、カルボキシル基を持つアミノカルボン酸の中でも金属塩を溶解する効果が強い、(化1)〜(化4)のような化学式で示す、カルボキシメチルポリエチレンイミン(化1)、L-アスパラギン酸(ASDA)(化2)、L-グルタミン酸二酢酸(GLDA)(化3)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)(化4)、または、それらの塩が好ましい。   Further, among aminocarboxylic acids having a carboxyl group, carboxymethylpolyethyleneimine (Chemical Formula 1), L-aspartic acid (chemical formula 1) represented by chemical formulas such as (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 4) having a strong effect of dissolving a metal salt. ASDA) (Chemical Formula 2), L-glutamic acid diacetic acid (GLDA) (Chemical Formula 3), cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA) (Chemical Formula 4), or salts thereof are preferred.

さらに、カルボキシメチルポリエチレンイミン(化1)は、重合体を形成し、分子量が非常に大きい。特に分子量が10000以上であると、直鎖が長くなり、より大きな構造を形成することで、立体障害によって、金属イオンと脂肪酸とが反応するのを抑制する効果がより強くなる。また、生分解性に優れており環境負荷を低減できるため、最近の著しい環境問題への対応も可能であるため、アミノカルボン酸の中でも、カルボキシメチルポリエチレンイミンを用いることが、最も好ましい。

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(式中、nは整数を、Xは水素、アルカリ金属、アンモニウム、アミンの中のいずれかを示す。) Furthermore, carboxymethylpolyethyleneimine (Chemical Formula 1) forms a polymer and has a very high molecular weight. In particular, when the molecular weight is 10,000 or more, the straight chain becomes longer and a larger structure is formed, so that the effect of suppressing the reaction between the metal ion and the fatty acid due to steric hindrance becomes stronger. Moreover, since it is excellent in biodegradability and can reduce environmental impact, it can cope with recent remarkable environmental problems. Therefore, among aminocarboxylic acids, it is most preferable to use carboxymethylpolyethyleneimine.
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(In the formula, n represents an integer, and X represents hydrogen, alkali metal, ammonium, or amine.)

これらのアミノカルボン酸の具体例としては、L-アスパラギン酸-N-N-二酢酸四ナトリウム塩(ASDA-4Na)としては、クレワット Bi-ADS(ナガセケムテック(株))、L-グルタミン酸二酢酸四ナトリウム塩(GLDA-4Na)としては、キレストCMG-40(中部キレスト(株))シクロヘキサンジアミン四酢酸・H2O(CyDTA)としては、CyDTA(同人化学研究所(株))ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸三ナトリウム塩(HEDTA-3N a・H2O)としては、クレワットOH300(ナガセケムテック(株))などが挙げられる。 Specific examples of these aminocarboxylic acids include L-aspartic acid-N-N-diacetic acid tetrasodium salt (ASDA-4Na), Clewat Bi-ADS (Nagase Chemtech Co., Ltd.), L-glutamic acid di-acid. As acetic acid tetrasodium salt (GLDA-4Na), Cyrest CMG-40 (Chubu Kirest Co., Ltd.) cyclohexanediamine tetraacetic acid / H 2 O (CyDTA) as CyDTA (Dojin Chemical Laboratories) Hydroxyethylethylenediamine Examples of trisodium triacetate (HEDTA-3N a · H 2 O) include Clewat OH300 (Nagase Chemtech Co., Ltd.).

また、アミノカルボン酸の含有量は、インキ組成物全量に対し、0.1質量%より少ないと、金属塩の析出物を抑制する効果が弱くなるおそれがあり、5.0質量%を越えると、インキ経時が不安定性になるため、インキ組成物全量に対し、0.1〜5.0質量%とする。さらに好ましくは、インキ組成物全量に対し、0.5〜3.0質量%が適する。   On the other hand, if the content of aminocarboxylic acid is less than 0.1% by mass relative to the total amount of the ink composition, the effect of suppressing precipitation of metal salts may be weakened, and if it exceeds 5.0% by mass. In addition, since the ink aging becomes unstable, it is set to 0.1 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the ink composition. More preferably, 0.5-3.0 mass% is suitable with respect to the ink composition whole quantity.

着色剤は、染料、顔料等、特に限定されるものではなく、適宜選択して使用することができる。染料については、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、各種水溶性の造塩タイプ染料等が採用可能である。顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、アルミ顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料等が挙げられる。その他、着色樹脂粒子体として顔料を媒体中に分散させてなる着色体を公知のマイクロカプセル化法などにより樹脂壁膜形成物質からなる殻体に内包または固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。更に、顔料を透明、半透明の樹脂等で覆った着色樹脂粒子などや、また着色樹脂粒子や無色樹脂粒子を、顔料もしくは染料で着色したもの等も用いることもできる。これらの染料および顔料は、単独または2種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、1質量%〜20質量%が好ましい。   The colorant is not particularly limited, and may be appropriately selected and used. As the dye, direct dyes, acid dyes, basic dyes, metal-containing dyes, various water-soluble salt-forming dyes, and the like can be used. Examples of pigments include inorganic, organic, and processed pigments. Specifically, carbon black, aniline black, ultramarine, yellow lead, titanium oxide, iron oxide, phthalocyanine, azo, quinacridone, quinophthalone, selenium , Triphenylmethane, perinone, perylene, glyoxazine, aluminum pigment, pearl pigment, fluorescent pigment, phosphorescent pigment, and complementary color pigment. Alternatively, a microcapsule pigment obtained by encapsulating or solidifying a colored body in which a pigment is dispersed in a medium as a colored resin particle body in a shell made of a resin wall film-forming substance by a known microencapsulation method may be used. good. Further, colored resin particles in which the pigment is covered with a transparent or translucent resin or the like, or colored resin particles or colorless resin particles colored with a pigment or a dye can also be used. These dyes and pigments may be used alone or in combination of two or more. The content is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of the ink composition.

また、本発明には、インキ粘度調整剤や顔料分散剤として樹脂を用いても良く、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、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等の水溶性樹脂、キサンタンガム、架橋型アクリル酸重合体、サクシノグリカン、ガーガム等の剪断減粘性付与剤等が挙げられる。その中でも、アクリル系樹脂を添加すると、多数存在するカルボキシル基が存在し、金属塩析出物を抑制する効果も奏し、アミノカルボン酸のような役割もする。そのため、本発明においては、インキ粘度調整剤とアミノカルボン酸として2つの効果がある架橋型アクリル酸重合体やアクリル樹脂等のアクリル系の樹脂を用いることが、好ましい。これらは、単独又は2種以上混合して使用してもよい。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。   In the present invention, a resin may be used as an ink viscosity modifier or a pigment dispersant, and water-soluble resins such as acrylic resins, alkyd resins, cellulose derivatives, polyvinyl pyrrolidone, and polyvinyl alcohol, xanthan gum, and cross-linked acrylic acid. Examples include shear thinning agents such as polymers, succinoglycans and gar gums. Among them, when an acrylic resin is added, a large number of carboxyl groups are present, and the effect of suppressing metal salt precipitates is also exerted, which also plays a role like aminocarboxylic acid. Therefore, in the present invention, it is preferable to use an acrylic resin such as a cross-linked acrylic acid polymer or an acrylic resin having two effects as an ink viscosity modifier and an aminocarboxylic acid. You may use these individually or in mixture of 2 or more types. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.

また、樹脂の添加量は、インキ組成物全量に対して、0.1質量%未満だと、所望のインキ粘度が得られにくく、30質量%を越えると書き出し性能が劣ってしまう可能性があるため、0.1質量%〜30質量%が好ましい。  Moreover, if the addition amount of the resin is less than 0.1% by mass relative to the total amount of the ink composition, it is difficult to obtain a desired ink viscosity, and if it exceeds 30% by mass, the writing performance may be deteriorated. Therefore, 0.1 mass%-30 mass% is preferable.

その他として、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止等を考慮し、グリセリン、エチレングリコール等の水溶性有機溶剤、潤滑性の向上を考慮し、リン酸エステル系、シリコン系等の界面活性剤、トリエタノールアミン等のpH調整剤、尿素、ソルビット等の保湿剤、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、1,2ベンゾイソチアゾリン−3−オン等の防菌剤を添加することができる。また、定着剤も適宜添加可能で、樹脂エマルジョンとして、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等を添加することができる。これらは単独または2種以上組み合わせて使用することができる。   In addition, in consideration of water dissolution stability, moisture evaporation drying prevention, etc., water-soluble organic solvents such as glycerin and ethylene glycol, considering improvement in lubricity, phosphate ester-based, silicon-based surfactants, A pH adjuster such as triethanolamine, a humectant such as urea or sorbit, a rust inhibitor such as benzotriazole, and a fungicide such as 1,2 benzoisothiazolin-3-one can be added. Also, a fixing agent can be added as appropriate, and an acrylic resin, urethane resin, styrene-butadiene resin, polyester resin, vinyl acetate resin, or the like can be added as a resin emulsion. These can be used alone or in combination of two or more.

また、ボールペンチップのボールは、特に限定されるものではないが、タングステンカーバイドを主成分とする超硬合金ボールは、その結合材として、コバルト、ニッケル等を用いている。前記カルボキシメチルポリエチレンイミン、L-アスパラギン酸(ASDA)、L-グルタミン酸二酢酸(GLDA)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、またはそれらの塩は、コバルト、ニッケル等の金属に対して、経時的に腐食しずらいため、腐食によるボールの回転抵抗を生じることもなく、良好な書き味が得られ、超硬合金ボールに対しても好適に用いられる。   Further, the ball-point pen tip ball is not particularly limited, but a cemented carbide ball mainly composed of tungsten carbide uses cobalt, nickel, or the like as its binder. The carboxymethylpolyethyleneimine, L-aspartic acid (ASDA), L-glutamic acid diacetic acid (GLDA), cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA), or a salt thereof with respect to metals such as cobalt and nickel over time. Since it is difficult to corrode, it does not cause ball rotation resistance due to corrosion, a good writing quality is obtained, and it can be suitably used for cemented carbide balls.

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例1
水 27.6質量部
水溶性有機溶剤(グリセリン) 20.0質量部
アミノカルボン酸(L-アスパラギン酸-N-N-二酢酸四ナトリウム塩) 0.5質量部
ホウ素系極圧剤(エマルボンT−20) 1.0質量部
尿素 7.5質量部
pH調整剤剤(トリエタノールアミン) 3.0質量部
防菌剤(1,2ベンゾイソチアゾリン−3−オン) 0.2質量部
防錆剤(ベンゾトリアゾール) 0.2質量部
着色剤(NKW-2100系シリーズ) 40.0質量部
樹脂(サクシノグリカン) 0.20質量部
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated.
Example 1
Water 27.6 parts by mass Water-soluble organic solvent (glycerin) 20.0 parts by mass Aminocarboxylic acid (L-aspartic acid-N-N-diacetic acid tetrasodium salt) 0.5 parts by mass Boron extreme pressure agent (Emalbon T -20) 1.0 part by mass urea 7.5 parts by mass pH adjuster (triethanolamine) 3.0 parts by mass antibacterial agent (1,2 benzoisothiazolin-3-one) 0.2 parts by mass rust inhibitor (Benzotriazole) 0.2 parts by mass Colorant (NKW-2100 series) 40.0 parts by mass Resin (succinoglycan) 0.20 parts by mass

実施例1は、まず水、水溶性有機溶剤、ホウ素系極圧剤(エマルボンS−20)、L-アスパラギン酸-N-N-二酢酸四ナトリウム塩(クレワットBi-ADS(ナガセケムテック(株))、pH調整剤、保湿剤、防菌剤、防錆剤、着色剤をマグネットホットスターラーで加温撹拌してベースインキを作成する。   In Example 1, first, water, a water-soluble organic solvent, a boron-based extreme pressure agent (Emalbon S-20), L-aspartic acid-N-N-diacetic acid tetrasodium salt (Clewat Bi-ADS (Nagase Chemtech Co., Ltd.) )), PH adjuster, moisturizer, antibacterial agent, rust preventive agent, and colorant are heated and stirred with a magnetic hot stirrer to prepare a base ink.

その後、上記作製したベースインキを加温しながら、樹脂を投入してホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌した。その後、濾紙を用い濾過を行って、実施例1の水性ボールペン用インキ組成物を得た。   Thereafter, while heating the base ink produced, the resin was added and sufficiently mixed and stirred using a homogenizer stirrer until a uniform state was obtained. Then, it filtered using the filter paper and obtained the ink composition for water-based ball-point pens of Example 1.

実施例2〜6
各成分を表1に示す配合に変更した以外は、実施例1と同様な手順で水性ボールペン用インキ組成物を作成した。

Figure 0005592618
Examples 2-6
A water-based ballpoint pen ink composition was prepared in the same procedure as in Example 1 except that each component was changed to the formulation shown in Table 1.
Figure 0005592618

比較例1〜4
各成分を表2に示す配合に変更した以外は、実施例1と同様な手順で水性ボールペン用インキ組成物を作成した。

Figure 0005592618
Comparative Examples 1-4
A water-based ballpoint pen ink composition was prepared in the same procedure as in Example 1 except that each component was changed to the formulation shown in Table 2.
Figure 0005592618

試験および評価
インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室に、ボール径がφ0.7mmの超硬合金ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備し、インキ収容筒内に実施例1〜6および比較例1〜4において作製した水性インキ組成物及びグリース状のインキ追従体を直に充填したレフィルを、(株)パイロットコーポレーション製のゲルインキボールペン(商品名:G−knock)に装着して、本発明の水性ボールペンを作製し、以下の試験及び評価を行った。尚、書き味、筆記試験用紙としてコピー用紙(PPC用紙)を用いて、下記のような項目で評価した。
Test and evaluation The tip of the ink containing cylinder is equipped with a ballpoint pen tip that rotatably holds a cemented carbide ball having a ball diameter of φ0.7 mm in a ball holding chamber of a chip body made of stainless steel material, and ink A refill in which the water-based ink composition prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 and the grease-like ink follower were directly filled in the containing cylinder was used as a gel ink ballpoint pen (trade name: manufactured by Pilot Corporation). G-knock) was mounted on the water-based ballpoint pen of the present invention, and the following tests and evaluations were performed. In addition, using the copy paper (PPC paper) as a writing taste and writing test paper, it evaluated by the following items.

書き味:ボールペン用レフィルを室温の環境下、2週間放置後に、手書きによる官能試験を行い評価した。
滑らかで良好なもの ・・・◎
やや劣るもの ・・・○
重く劣るもの ・・・×
Writing taste: A ballpoint pen refill was evaluated after a handwriting sensory test after standing for 2 weeks in a room temperature environment.
Smooth and good ・ ・ ・ ◎
Somewhat inferior ・ ・ ・ ○
Heavy and inferior ・ ・ ・ ×

チップ本体の経時試験:ボールペン用レフィルを50℃・湿度0%の環境下、3ヶ月間放置後に、チップ本体内のインキを顕微鏡観察した。
析出物がなく、良好のもの ・・・◎
析出物が微少に発生したが、実用上問題のないもの ・・・○
析出物が存在し、カスレや筆記不良などの原因になるもの ・・・×
Time-lapse test of chip body: The ink in the chip body was observed with a microscope after leaving the ballpoint pen refill in an environment of 50 ° C. and 0% humidity for 3 months.
Good without deposits ... ◎
Slightly generated precipitates, but no problem in practical use
Precipitate is present and causes scumming or poor writing ・ ・ ・ ×

実施例1〜6では、書き味、チップ本体の経時試験ともに良好な性能が得られた。     In Examples 1 to 6, good performance was obtained for both the writing quality and the aging test of the chip body.

比較例1、2では、アミノカルボン酸を含有しなかったため、析出物が発生し、筆記不良になってしまった。   In Comparative Examples 1 and 2, since no aminocarboxylic acid was contained, a precipitate was generated, resulting in poor writing.

比較例3、4では、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤を含有しなかったため、充分な潤滑性が得られず、書き味が重かった。   In Comparative Examples 3 and 4, since a sulfur-based extreme pressure agent, a boron-based extreme pressure agent, and a chlorine-based extreme pressure agent were not contained, sufficient lubricity was not obtained and writing was heavy.

尚、図示はしていないが、ボールペンチップ内にステンレス鋼材からなるボールを押圧するコイルスプリングを配設する場合には、チップ本体と同様に、前記極圧剤とコイルスプリングの金属イオンとの反応により金属塩が発生するおそれがあるため、本発明の効果は顕著である。   Although not shown, when a coil spring that presses a ball made of stainless steel is provided in the ballpoint pen tip, the reaction between the extreme pressure agent and the metal ion of the coil spring is the same as the tip body. Since there is a possibility that a metal salt is generated due to the above, the effect of the present invention is remarkable.

さらに、顔料のような粒径の大きいものを含有したインキ組成物では、ボールとチップ本体の間で回転阻害による書き味の劣化の可能性や、ボール径が0.7mm以下のボールを用いたボールペンは、ボールとボール座の接触面積が小さく、単位面積に掛かる荷重が高くなることによる書き味の劣化の可能性があるので本発明の効果は顕著である。   Furthermore, in an ink composition containing a pigment having a large particle size such as a pigment, there is a possibility of deterioration in writing quality due to rotation inhibition between the ball and the chip body, and a ball having a ball diameter of 0.7 mm or less was used. Since the ball pen has a small contact area between the ball and the ball seat, and there is a possibility that the writing quality is deteriorated due to a high load applied to the unit area, the effect of the present invention is remarkable.

本発明は水性ボールペンに関し、さらに詳細としては、少なくとも水、着色剤、極圧剤、アミノカルボン酸を含有する水性ボールペン用インキ組成物であって、前記極圧剤が、硫黄系極圧剤、ホウ素系極圧剤、塩素系極圧剤の中から1種以上選ばれることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物を用いることで、書き味が良好で、かつボールペンチップ内の金属塩等を抑制することで経時安定性に優れた水性ボールペンを提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。   The present invention relates to an aqueous ballpoint pen, and more specifically, an aqueous ballpoint ink composition containing at least water, a colorant, an extreme pressure agent, and an aminocarboxylic acid, wherein the extreme pressure agent is a sulfur-based extreme pressure agent, By using an aqueous ballpoint pen ink composition characterized by being selected from at least one of a boron-based extreme pressure agent and a chlorine-based extreme pressure agent, the writing quality is good, and the metal salt in the ballpoint pen tip, etc. By suppressing it, an aqueous ballpoint pen having excellent stability over time can be provided. Therefore, it can be widely used as a ballpoint pen, such as a cap type and a knock type.

Claims (5)

インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備し、インキ収容筒内に、少なくとも水、着色剤、ホウ素系極圧剤、アミノカルボン酸を含有する水性ボールペン用インキ組成物を充填した水性ボールペンであって、前記アミノカルボン酸が、カルボキシメチルポリエチレンイミン、L-アスパラギン酸(ASDA)、L-グルタミン酸二酢酸(GLDA)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、またはそれらの塩の中から1種以上選ばれ、かつ、前記ボールが超硬合金ボールであることを特徴とする水性ボールペン At the tip of the ink storage cylinder, the ball holding chamber of the chip body made of stainless steel material is provided with a ballpoint pen tip that rotatably holds the ball, and at least water, colorant, boron-based in the ink storage cylinder An aqueous ballpoint pen filled with an aqueous ballpoint pen ink composition containing an extreme pressure agent and an aminocarboxylic acid , wherein the aminocarboxylic acid is carboxymethylpolyethyleneimine, L-aspartic acid (ASDA), L-glutamic acid diacetic acid ( GLDA), cyclohexane diamine tetraacetic acid (CyDTA), or selected one or more of the salts thereof, and an aqueous ballpoint pen, wherein the ball is a cemented carbide ball. 前記チップ本体内にステンレス鋼材からなるボールを押圧するコイルスプリングを配設することを特徴とする請求項1に記載した水性ボールペン The water-based ballpoint pen according to claim 1, wherein a coil spring that presses a ball made of stainless steel is disposed in the tip body . 前記アミノカルボン酸が、カルボキシメチルポリエチレンイミンであることを特徴とする請求項1または2に記載した水性ボールペンThe water-based ballpoint pen according to claim 1 or 2, wherein the aminocarboxylic acid is carboxymethylpolyethyleneimine . 前記アミノカルボン酸の含有量が、インキ組成物全質量に対して、0.1〜5.0質量%であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載した水性ボールペンThe water-based ballpoint pen according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the aminocarboxylic acid is 0.1 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition. 前記水性ボールペン用インキ組成物に、アクリル系の樹脂を含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載した水性ボールペンThe aqueous ball point ink composition, aqueous ballpoint pen as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains an acrylic resin.
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