JP7280684B2 - 筆記具用水性インク組成物 - Google Patents

Description

本発明は、カルニチン類を含有した筆記具用水性インク組成物に関する。

水性インクを用いた筆記具のペン先を一定期間露出すると、水分の揮発にともなってペン先のインク成分が乾燥固化して筆記性能が低下することがあった。これらペン先での乾燥を解決する手段として、デキストリン類含有することを特徴とする水性インク組成物（例えば、特許文献１参照）が開示されている。

上記特許文献１のデキストリン類を含有する筆記具用水性インク組成物は、耐乾燥が優れているものの、一方で、特定の態様となる筆記具においては、その効果が十分ではない場合があった。推測ではあるが、水分の揮発によって形成されるデキストリン被膜の破壊強度が大きく、吐出面積の大きいアンダーラインマーカーでは被膜を完全に破壊することができないことが考えられる。

ＷＯ９８／３１７５５

本発明は、上記従来技術の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、どのようなタイプの筆記具に用いられても、耐ペン先乾燥性に優れる筆記具用水性インク組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記従来の課題等に鑑み、鋭意研究を行った結果、カルニチン類を特定量含有することにより、上記目的の筆記具用水性インク組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、次の（１）～（３）に存する。
（１）インク組成物全量に対して０．１～１０質量％のカルニチン類を少なくとも含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
（２） カルニチン類がＬ－カルニチン、Ｄ－カルニチン、ＤＬ－カルニチンの塩、ＤＬ－カルニチン誘導体及びこれらの塩のいずれかであることを特徴とする上記（１）記載の筆記具用水性インク組成物。
（３） 上記（１）又は（２）に記載の筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする筆記具。

本発明によれば、どのようなタイプの筆記具であっても、耐ペン先乾燥性に優れた筆記具用水性インク組成物が提供される。

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、０．１～１０質量％のカルニチン類を少なくとも含有することを特徴とするものである。

カルニチンは、アミノ酸のリジンおよびメチオニンから生合成され、直分子構造内に四級アンモニウムを持ち、ベタイン構造をとるアミノ酸の誘導体である。
本発明に用いられるカルニチン類としては、基本骨格であるＬ－カルニチン、Ｄ－カルニチン、それらの塩、それらの誘導体、前記誘導体の塩などが挙げられる。

Ｌ（Ｄ）－カルニチンの塩として具体的には、酒石酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩および塩酸塩が挙げられる。

Ｌ（Ｄ）－カルニチンの誘導体として具体的には、アセチルカルニチン、パルミトイルカルニチン、ラウロイルカルニチンが挙げられる。

カルニチン誘導体の塩として具体的には、グリシンプロピオニルカルニチン塩酸塩、アセチルカルニチン二塩酸塩、タウリンアセチルカルニチン塩酸塩などが挙げられる。
これらの中で好ましくは、安全性、入手容易性、インク組成物中での経時安定性にも優れている点から、Ｌ-カルニチン、ＤＬ－カルニチン塩酸塩、アセチルカルニチンの使用が望ましい。

カルニチン類の含有量は、インク組成物全量に対して、０．１～１０質量％とすることが必要であり、好ましくは０．５～８質量％、更に好ましくは１～５質量％とすることが望ましい。
この含有量が、０．１質量％未満では、十分な耐乾燥性効果が得られず、逆に１０質量％を超えても、その効果が変わらないので好ましくない。

本発明の筆記具用水性インク組成物には、上記カルニチン類の他、筆記具用水性インク組成物を構成する材料が含有されてもよい。

本発明に用いることができる着色剤としては、水に溶解もしくは分散する全ての染料、無機系および有機系顔料、染料または顔料で着色した樹脂粒子等を制限なく使用することができる。
染料としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料などが挙げられる。
無機系顔料としては、例えば、カーボンブラックや、金属粉等が挙げられる。
また、有機系顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料などが挙げられる。具体的には、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．７４１６０）、フタロシアニングリーン（Ｃ．Ｉ．７４２６０）、ハンザイエロー３Ｇ（Ｃ．Ｉ．１１６７０）、ジスアゾイエローＧＲ（Ｃ．Ｉ．２１１００）、パーマネントレッド４Ｒ（Ｃ．Ｉ．１２３３５）、ブリリアントカーミン６Ｂ（Ｃ．Ｉ．１５８５０）、キナクリドンレッド（Ｃ．Ｉ．４６５００）などが使用できる。
この着色剤の含有量は、インク組成物全量に対して、好ましくは、０．１～３０％程度とすることが望ましい。

本発明に用いることができる水溶性溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のグリコール類や、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を単独或いは混合して使用することができる。この水溶性溶剤の含有量は、筆記具用水性インク組成物全量中、５～４０％とすることが望ましい。

本発明の筆記具用水性インク組成物には、カルニチン類、着色剤、水溶性溶剤、残部として溶媒である水（水道水、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水等）の他、本発明の効果を損なわない範囲で、分散剤、潤滑剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、増粘剤などを適宜含有することができる。

顔料を用いた場合には、分散剤を使用することが好ましい。この分散剤は、顔料表面に吸着して、水との親和性を向上させ、水中に顔料を安定に分散させる作用をするものであり、ノニオン、アニオン界面活性剤や水溶性樹脂が用いられる。好ましくは水溶性高分子が用いられる。

潤滑剤としては、顔料の表面処理剤にも用いられる多価アルコールの脂肪酸エステル、糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル、アルキル燐酸エステルなどのノニオン系や、高級脂肪酸アミドのアルキルスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩などのアニオン系、ポリアルキレングリコールの誘導体やフッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。

ｐＨ調整剤としては、アンモニア、尿素、モノエタノーアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンや、トリポリリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなとの炭酸やリン酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水和物などが挙げられる。

防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロへキシルアンモニウムナイトライト、サポニン類などが挙げられる。

防腐剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、チアゾリン系化合物などが挙げられる。

本発明の筆記具用水性インク組成物は、カルニチン類、水溶性溶剤、その他の各成分を筆記具用（ボールペン用、マーキングペン用等）インクの用途に応じて適宜組み合わせて、ホモミキサー、ホモジナイザーもしくはディスパー等の攪拌機により攪拌混合することにより、更に必要に応じて、ろ過や遠心分離によってインク組成物中の粗大粒子を除去すること等によって筆記具用水性インク組成物を調製することができる。

本発明の筆記具用水性インク組成物のｐＨ（２５℃）は、使用性、安全性、インク自身の安定性、筆記具を構成する部材とのマッチング性の点から、ｐＨ調整剤などにより５～１０に調整されることが好ましく、更に好ましくは、６～９．５とすることが望ましい。

本発明の筆記具用水性インク組成物は、ボールペンチップ、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップなどのペン先部を備えたボールペン、マーキングペン等に搭載される。

本発明におけるボールペンとしては、上記組成の筆記具用水性インク組成物をボールペン用インク収容体（リフィール）に収容すると共に、該インク収容体内に収容された水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。

本発明におけるマーキングペンとしては、上記組成の筆記具用水性インク組成物をインク吸蔵体と呼ばれる多孔質体に収容し、その先に各種筆記部材を接続したものが挙げられる。

なお、ボールペン、マーキングペンの構造は、特に限定されず、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の筆記具用水性インク組成物を充填したコレクター構造（インク保持機構）を備えた直液式のボールペン、マーキングペンであってもよいものである。

このように構成される本発明の筆記具用水性インク組成物にあっては、カルニチン類をインク組成物全量に対して０．１～１０質量％を含有せしめることにより、ペン先でのドライアップを抑制し、耐ペン先乾燥性に優れた筆記具用水性インク組成物が得られることとなる。

次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。

（着色剤１）
２リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管、モノマー投入用１０００ｍｌ分液漏斗を取り付け、温水槽にセットし、蒸留水５００ｇ、重合性界面活性剤〔アデカ社製“アデカリアソープＳＥ－１０Ｎ”〕５０ｇおよび過硫酸アンモニウム３ｇを仕込んで、窒素ガスを導入しながら、内温を５０℃まで昇温した。

一方、フタル酸－２－メタクリロイルオキシエチル〔三菱レイヨン（株）製、アクリルエステルＰＡ）３００ｇと、メタクリル酸ｎ－ブチル２００ｇとからなる混合モノマー５００ｇに、水溶性塩基性染料〔保土谷化学工業（株）製、「ＡＩＺＥＮ ＣＡＴＨＩＬＯＮ ＲＥＤ ＢＬＨ ２００％」〕４０ｇを混合した液を調製した。
この調製液を上記分液漏斗から温度５０℃付近に保った上記フラスコ内に撹拌下で３時間にわたって添加し、乳化重合を行った。さらに５時間熟成して重合を終了し、水性インク用着色樹脂微粒子の分散液（着色剤１：固形分４０質量％）を得た。

〔実施例１～１０及び比較例１～２〕
下記表１に示す配合組成、具体的には、色剤、カルニチン類などの配合組成により各筆記具用水性インク組成物の所定量を混合撹拌し、１０μｍのバッグフィルターで濾過することにより調製した。

上記実施例１～１０及び比較例１～２で得られた筆記具用水性インク組成物について、下記方法により水性ボールペン・マーキングペンを作製して、下記評価方法で耐ペン先乾燥性の評価を行った。
これらの結果を下記表１に示す。

（水性ボールペンの作製）
上記で得られた各インク組成物を用いて水性ボールペンを作製した。具体的には、ボールペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名：シグノＵＭ－１００〕の軸を使用し、内径４．０ｍｍ、長さ１１３ｍｍポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ（超硬合金ボール、ボール径０．７ｍｍ）及び該収容管と該チップを連結する継手からなるリフィールに上記各水性インクを充填し、インク後端に鉱油を主成分とするインク追従体を装填し、水性ボールペンを作製した。

（マーキングペンの作成）
上記で得られた各インク組成物を用いてマーキングペンを作製した。具体的には、マーキングペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名：プロパス・ウインドウＰＵＳ－１０２Ｔ、ペン先、太：ＰＥ樹脂製燒結芯、細：ＰＥＴ繊維芯〕に上記各水性インク組成物を装填してマーキングペンを作製した。

〔耐ペン先乾燥性の評価方法〕
各ペンを２５℃、６０％ＲＨの条件下において、キャップを外した状態で横向きに１ヶ月放置後、ＩＳＯ規格に準拠した筆記用紙に直線を筆記して下記の評価基準で評価した。
評価基準：
Ａ：書き初めから問題なく筆記可能。
Ｂ：書き初めの描線濃度が薄いが、直ぐに復帰。
Ｃ：筆記不能

上記表１の結果から明らかなように、本発明となる実施例１～１０の筆記具用水性インク組成物は、本発明の範囲外となる比較例１～２に較べ、耐ペン先乾燥性に優れることが判った。

水性のボールペン、マーキングペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物が得られる。

Claims (2)

1. インク組成物全量に対して０．１～１０質量％のＬ－カルニチン、Ｄ－カルニチン、ＤＬ－カルニチンの塩、ＤＬ－カルニチン誘導体及びこれらの塩のいずれかを少なくとも含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
2. 請求項１に記載の筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする筆記具。
   
   以上