JP7341480B2 - Ink composition for water-based ballpoint pens, water-based ballpoint pen refills, and water-based ballpoint pens - Google Patents

Ink composition for water-based ballpoint pens, water-based ballpoint pen refills, and water-based ballpoint pens Download PDF

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Description

本発明は、(1)炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物、(2)インキ収容筒の先端部に、炭化ケイ素系ボールを回転自在に抱持したボールペンチップが直接又は接続部材を介して装着されており、前記インキ収容筒内に前記炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物が充填されてなる、水性ボールペンレフィル、及び、(3)前記水性ボールペンレフィルを軸筒内に配設した水性ボールペンに関する。 The present invention provides (1) an aqueous ink composition for a ballpoint pen having a silicon carbide ball, and (2) a ballpoint pen tip rotatably holding a silicon carbide ball at the tip of an ink storage cylinder, directly or as a connecting member. (3) an aqueous ballpoint pen refill, the ink storage cylinder being filled with an aqueous ink composition for a ballpoint pen having the silicon carbide balls; Regarding the water-based ballpoint pen placed inside.

水性ボールペンに用いるボールとして、アルミナ、ジルコニア、超硬合金等がこれまで検討され使用されてきた。しかし、これらのボールは、水性インキ組成物による腐食の問題や、インキ保持能力等の問題があり、筆記特性や耐摩耗性等の点で満足のいくものではなかった。
このため、水性ボールペンに用いるボールとして、炭化ケイ素を用いることが検討されている。炭化ケイ素は、耐腐食性に優れ、水性インキの保持能力等に優れたものであるが、その書き味が滑らかでなく、改善が望まれていた。
特許文献1~3には、炭化ケイ素をボールとした水性ボールペンに用いる水性インキ組成物が記載されている。しかしながら、これらの水性インキ組成物は、炭化ケイ素系ボールに専ら使用することを前提として設計されたものとはいえない。このため、炭化ケイ素をボールとした際には、書き味や滑らかさの点で満足がいくものではなかった。
Alumina, zirconia, cemented carbide, and the like have been studied and used as balls for water-based ballpoint pens. However, these balls have problems such as corrosion due to water-based ink compositions and ink retention ability, and are not satisfactory in terms of writing characteristics, abrasion resistance, etc.
For this reason, the use of silicon carbide as the ball for use in water-based ballpoint pens is being considered. Although silicon carbide has excellent corrosion resistance and excellent water-based ink retention ability, it does not provide a smooth writing feel, and improvements have been desired.
Patent Documents 1 to 3 describe water-based ink compositions used in water-based ballpoint pens having silicon carbide balls. However, these water-based ink compositions cannot be said to be designed on the premise that they will be used exclusively for silicon carbide balls. For this reason, when silicon carbide is used as a ball, the writing quality and smoothness are not satisfactory.

特開2008-163091号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-163091 特開2001-121868号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-121868 特開2019-206630号公報JP2019-206630A

本発明者は、検討を進めた結果、炭化ケイ素をボールとした水性ボールペンにおいて、炭化ケイ素系ボールの表面に酸化被膜(シリカ膜)が形成され、その酸化被膜が水中でOHと結合してSiOHが形成されて水が吸着されると考えられること、これにより、炭化ケイ素表面に多層膜が形成され潤滑性が上がると推察されることを見出した。そして、特定の水性インキ組成物と炭化ケイ素系ボールとを組み合わせて用いることにより、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数が小さくなり、書き味が滑らかであり、書き味の優れた水性ボールペンを形成し得ることを見出した。
本発明は、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数が小さくなり、書き味が滑らかであり、書き味の優れた水性ボールペンを形成し得る、炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物を得ることを課題とする。
As a result of further investigation, the present inventor found that in a water-based ballpoint pen with silicon carbide balls, an oxide film (silica film) is formed on the surface of the silicon carbide ball, and the oxide film combines with OH in water to form SiOH. It has been found that it is thought that water is adsorbed by the formation of a multilayer film on the surface of silicon carbide, thereby increasing the lubricity. By using a specific water-based ink composition and a silicon carbide ball in combination, the coefficient of dynamic friction between the silicon carbide ball and the ball seat is reduced, resulting in a smooth writing experience and an excellent water-based ink composition. It has been found that a ballpoint pen can be formed.
The present invention provides a water-based ink for a ballpoint pen having a silicon carbide ball, which has a small coefficient of dynamic friction between the silicon carbide ball and the ball seat, has a smooth writing feel, and can form a water-based ballpoint pen with an excellent writing feeling. The problem is to obtain a composition.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、下記の水性インキ組成物、水性ボールペンレフィル、及び、水性ボールペンにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には以下のとおりである。
[1]下記一般式(I)で表され、HLBが6以上、かつ、酸価120以上であるリン酸エステル系界面活性剤を含有する、炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物。
(式中:nは0~20の整数である。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。RはM又は-(CHCHO)-Rである。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基又は有機アミン基のいずれかである。Mが2つある場合はそれぞれ異なっていてもよい。)
[2]インキ収容筒の先端部に、炭化ケイ素系ボールを回転自在に抱持したボールペンチップが直接又は接続部材を介して装着されており、前記インキ収容筒内には、[1]の炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物が充填されてなる、水性ボールペンレフィル。
[3][2]の水性ボールペンレフィルを軸筒内に配設した水性ボールペン。
As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the inventors of the present invention discovered that the above problems could be solved by the following water-based ink composition, water-based ballpoint pen refill, and water-based ballpoint pen, and were able to complete the present invention. Ta. Specifically, the details are as follows.
[1] A water-based ink composition for a ballpoint pen having a silicon carbide ball, which is represented by the following general formula (I) and contains a phosphoric acid ester surfactant having an HLB of 6 or more and an acid value of 120 or more. .
(In the formula: n is an integer from 0 to 20. R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. 2 is M or -(CH 2 CH 2 O) n -R 3. R 3 is any of an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. (M is either a hydrogen atom, an alkali metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amine group. If there are two M's, they may be different.)
[2] A ballpoint pen tip rotatably holding a silicon carbide ball is attached to the tip of the ink storage cylinder, either directly or via a connecting member, and the ink storage cylinder contains the carbonized silicon carbide ball of [1]. A water-based ballpoint pen refill filled with a water-based ink composition for a ballpoint pen having silicon-based balls.
[3] A water-based ballpoint pen in which the water-based ballpoint pen refill of [2] is disposed within the barrel.

本発明によれば、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数が小さくなり、書き味が滑らかであり、書き味の優れた水性ボールペンを形成し得る、炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物を得ることができる。 According to the present invention, the coefficient of dynamic friction between the silicon carbide ball and the ball seat is reduced, the writing feeling is smooth, and a water-based ballpoint pen with excellent writing feeling can be formed. A water-based ink composition can be obtained.

[水性インキ組成物]
<リン酸エステル系界面活性剤>
本発明の水性インキ組成物は、
下記一般式(I)で表され、HLBが6以上、かつ、酸価120以上であるリン酸エステル系界面活性剤を含有する。
(式中:nは0~20の整数である。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。RはM又は-(CHCHO)-Rである。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基又は有機アミン基のいずれかである。Mが2つある場合はそれぞれ異なっていてもよい。)
[Water-based ink composition]
<Phosphate ester surfactant>
The water-based ink composition of the present invention includes:
Contains a phosphate ester surfactant represented by the following general formula (I) and having an HLB of 6 or more and an acid value of 120 or more.
(In the formula: n is an integer from 0 to 20. R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. 2 is M or -(CH 2 CH 2 O) n -R 3. R 3 is any of an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. (M is either a hydrogen atom, an alkali metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amine group. If there are two M's, they may be different.)

HLBは、川上法〔HLB=7+11.7log(MW/MO)、MW:親水部分の式量の総和、MO:親油部分の式量の総和〕により算出することができる。また、実験等により求めたものでもよい。
HLBの下限は、6.0以上、好ましくは8.0以上、より好ましくは9.0以上、最も好ましくは10.0以上である。HLBの上限は特に限定されないが、例えば17.0以下、好ましくは15.0以下、より好ましくは14.0以下である。
HLBが6.0未満であると、インキ組成物に対する溶解性が低いため、インキ組成物が不安定になる傾向がある。
HLB can be calculated by the Kawakami method [HLB=7+11.7log(MW/MO), MW: sum of formula weights of hydrophilic moieties, MO: sum of formula weights of lipophilic moieties]. Alternatively, it may be determined through experiments or the like.
The lower limit of HLB is 6.0 or more, preferably 8.0 or more, more preferably 9.0 or more, and most preferably 10.0 or more. The upper limit of HLB is not particularly limited, but is, for example, 17.0 or less, preferably 15.0 or less, more preferably 14.0 or less.
If the HLB is less than 6.0, the ink composition tends to become unstable due to low solubility in the ink composition.

酸価は、1gを中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg)であり、滴定等の公知の手段により求めることができる。
酸価の下限は、120mgKOH/g以上、好ましくは130mgKOH/g以上、より好ましくは150mgKOH/g以上である。酸価の上限は特に限定されない。
The acid value is the amount (mg) of potassium hydroxide required to neutralize 1 g, and can be determined by known means such as titration.
The lower limit of the acid value is 120 mgKOH/g or more, preferably 130 mgKOH/g or more, more preferably 150 mgKOH/g or more. The upper limit of the acid value is not particularly limited.

このようなリン酸エステル系界面活性剤としては、市販のものを用いることができる。例えば、第一工業製薬社製のプライサーフシリーズ(A210B、A208B)、東邦化学工業社製のフォスファノールシリーズ(ML-220、ML-240、ML-200等)等及びそれらの塩から選ばれる1種以上を用いることができる。 As such a phosphate ester surfactant, commercially available ones can be used. For example, selected from the Plysurf series (A210B, A208B) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., the phosphanol series (ML-220, ML-240, ML-200, etc.) manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., and their salts. One or more types can be used.

リン酸エステル系界面活性剤の含有量は特に限定されない。例えば、インキ組成物全量に対して、0.01~10質量%、好ましくは0.05~5質量%、より好ましくは0.1~5質量%、さらに好ましくは0.1~1質量%である。
リン酸エステル系界面活性剤の含有量が、0.01質量%未満であると、書き味が悪くなるおそれがある。10質量%を超えると、逆流止めと混ざりやすくなり、また、インキ組成物の経時安定性等の点で問題が生じるおそれがある。
リン酸エステル系界面活性剤の塩を含有する場合には、当該塩の割合が上記範囲内にあることが好ましく、あるいは当該塩とリン酸エステル系界面活性剤の両方を含有する場合には、それらを合わせた質量の割合が上記範囲内にあることが好ましい。
The content of the phosphate ester surfactant is not particularly limited. For example, 0.01 to 10% by mass, preferably 0.05 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and even more preferably 0.1 to 1% by mass, based on the total amount of the ink composition. be.
If the content of the phosphate ester surfactant is less than 0.01% by mass, there is a risk that the writing quality will be poor. If it exceeds 10% by mass, it will tend to mix with the backflow stopper and may cause problems in terms of the stability of the ink composition over time.
When containing a salt of a phosphate ester surfactant, the proportion of the salt is preferably within the above range, or when containing both the salt and a phosphate ester surfactant, It is preferable that the proportion of their combined mass falls within the above range.

<着色剤>
本発明の水性インキ組成物は、美感を有し所望の色調の筆跡とするために、着色剤を含んでいてもよい。着色剤は、カスレ等がなく筆記性が良好であり、乾燥性、キャップオフ性がいずれも良好であり、インキ中の成分の沈降安定性が良好で保存安定性に優れる等の性質を備えるものであれば、特に制限なく用いることができる。
着色剤は、水性インキ組成物、特に、水性ボールペン用インキ組成物に用いられるものであれば特に限定されない。任意の色調を呈する無機顔料、有機顔料、着色樹脂球、染料等からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
<Colorant>
The aqueous ink composition of the present invention may contain a coloring agent in order to provide handwriting with an aesthetic appearance and a desired tone. The colorant has properties such as good writing properties without blurring, good drying properties and cap-off properties, good sedimentation stability of the components in the ink, and excellent storage stability. If so, it can be used without any particular restriction.
The colorant is not particularly limited as long as it is used in an aqueous ink composition, particularly an ink composition for an aqueous ballpoint pen. One or more types selected from the group consisting of inorganic pigments, organic pigments, colored resin spheres, dyes, etc. that exhibit any color tone can be used.

無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、赤色酸化鉄、黄色酸化鉄、群青、紺青、アルミニウム粉やブロンズ粉等の金属粉、蛍光顔料、ガラスフレーク、パール顔料、光輝性顔料等からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
有機顔料としては、例えば、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、アンスラキノン系、ジオキサン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリノン系、ペリレン系、インドリノン系、アゾメチン系等の公知の着色顔料、蛍光顔料からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
着色樹脂球としては、球状、不定形、中空、扁平状等の樹脂球を、任意の色調を呈する無機顔料、有機顔料又は染料の1種以上で着色したものである。着色樹脂球を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリメタクリレート、ベンゾグアナミン、メラミン樹脂、ナイロン等があげられる
染料としては、水溶性のものが好ましく、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料のいずれも使用できる。例えば、アントラキノン系、メチン系、カルボニウム系、金属錯塩系等の着色染料・蛍光染料からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, zinc oxide, red iron oxide, yellow iron oxide, ultramarine, navy blue, metal powders such as aluminum powder and bronze powder, fluorescent pigments, glass flakes, pearl pigments, and glitter pigments. One or more types selected from the group consisting of the following can be used.
Examples of organic pigments include known colored pigments and fluorescent pigments such as phthalocyanine, azo, quinacridone, anthraquinone, dioxane, indigo, thioindigo, perinone, perylene, indolinone, and azomethine. One or more types selected from the group consisting of:
The colored resin spheres are spherical, amorphous, hollow, flat, etc. resin spheres colored with one or more types of inorganic pigments, organic pigments, or dyes exhibiting arbitrary color tones. Examples of the resin material forming the colored resin spheres include polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, polymethacrylate, benzoguanamine, melamine resin, nylon, etc. The dye is preferably water-soluble, and includes direct dyes, acid dyes, Both food dyes and basic dyes can be used. For example, one or more types selected from the group consisting of anthraquinone-based, methine-based, carbonium-based, metal complex salt-based colored dyes and fluorescent dyes can be used.

本発明の水性インキ組成物が着色剤を含有する場合、所望の色調となるように適宜調整すればよい。例えばインキ組成物全量に対して0.01~20質量%、好ましくは0.05~15質量%、より好ましくは0.1~10質量%、さらに好ましくは0.1~8質量%含有することができる。着色剤の含有量が0.01質量%未満であると、十分な発色効果が得られない(色が薄い)ことがある。20質量%を超えると、固形分が増加してしまい、流動性、粘度、取扱性、沈降安定性、筆跡のカスレ、製造コスト等で悪影響が生じることがある。なお、着色剤の含有量は、これらの範囲に限定されず、使用する着色剤の種類に応じて、適宜選択してよい。本発明の水性インキ組成物が光輝剤を含有する場合、光輝剤の量は特に限定されないが、例えば、0.01~20質量%であってよい。 When the aqueous ink composition of the present invention contains a colorant, it may be appropriately adjusted to obtain a desired color tone. For example, the content is 0.01 to 20% by mass, preferably 0.05 to 15% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and even more preferably 0.1 to 8% by mass based on the total amount of the ink composition. Can be done. If the content of the colorant is less than 0.01% by mass, a sufficient coloring effect may not be obtained (the color may be pale). If it exceeds 20% by mass, the solid content will increase, which may adversely affect fluidity, viscosity, handling, sedimentation stability, blurring of handwriting, manufacturing cost, etc. Note that the content of the colorant is not limited to these ranges, and may be appropriately selected depending on the type of colorant used. When the aqueous ink composition of the present invention contains a brightening agent, the amount of the brightening agent is not particularly limited, but may be, for example, 0.01 to 20% by mass.

<水>
本発明の水性インキ組成物は、構成成分を分散及び/又は溶解させるため、分散媒及び/又は溶剤として機能する水を含有することができる。水としては、例えば、水道水、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水を使用することができる。好ましくは、イオン交換水および蒸留水等が使用される。
水の含有量は特に限定されず、インキ組成物中の各成分の含有量、インキ組成物の粘度等に応じて適宜調整することができる。例えば、水性インキ組成物が水を含有する場合には、例えば1~90質量%であり、好ましくは10~80質量%、より好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは50~70質量%である。水の含有量が1質量%未満であると、筆記時のカスレ発生や保存性低下のおそれがある。90質量%を超えると、十分な発色効果が得られない(色が薄い)ことがある。
<Water>
The aqueous ink composition of the present invention can contain water that functions as a dispersion medium and/or a solvent in order to disperse and/or dissolve the constituent components. As water, for example, tap water, purified water, distilled water, ion exchange water, and pure water can be used. Preferably, ion-exchanged water, distilled water, etc. are used.
The content of water is not particularly limited, and can be adjusted as appropriate depending on the content of each component in the ink composition, the viscosity of the ink composition, and the like. For example, when the water-based ink composition contains water, the amount is, for example, 1 to 90% by weight, preferably 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 80% by weight, and still more preferably 50 to 70% by weight. be. If the water content is less than 1% by mass, there is a risk of smearing during writing and a decrease in storage stability. If it exceeds 90% by mass, sufficient coloring effect may not be obtained (the color may be pale).

<その他の添加剤>
本発明の水性インキ組成物は、必要に応じて、その他の添加剤を含有していてもよい。その他の添加剤としては、特に、水性ボールペン用インキ組成物に用いられるものであれば特に限定されない。
代表的なものとして、粘度調整剤(増粘剤)、湿潤剤、分散剤があげられる。
また、防腐防黴剤(ベンゾイソチアゾリン系防腐防黴剤、ペンタクロロフェノール系防腐防黴剤、クレゾール系防腐防黴剤、プロピレングリコール系防腐防黴剤、ヨウ素系防腐防黴剤等の防腐防黴剤等)、防錆剤(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)、pH調整剤(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物(水溶液)、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、ジメチルエタノールアミン、モルホリン、トリエチルアミン等のアミン化合物、アンモニア(水)等)から選ばれる1種以上を用いることができる。
その他、必要に応じて、分散剤、消泡剤、レベリング剤、凝集防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、非熱変色性顔料、非熱変色性染料、蛍光増白剤等を、適宜の量で用いることができる。
<Other additives>
The aqueous ink composition of the present invention may contain other additives as necessary. Other additives are not particularly limited as long as they are used in ink compositions for water-based ballpoint pens.
Typical examples include viscosity modifiers (thickeners), wetting agents, and dispersants.
In addition, we also use preservatives such as benzisothiazoline preservatives, pentachlorophenol preservatives, cresol preservatives, propylene glycol preservatives, and iodine preservatives. agents), rust inhibitors (benzotriazole, tolyltriazole, dicyclohexylammonium nitrate, etc.), pH adjusters (alkali metal hydroxides (aqueous solutions) such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, triethanol, One or more types selected from amines, diethanolamine, monoethanolamine, dimethylethanolamine, morpholine, amine compounds such as triethylamine, ammonia (water), etc.) can be used.
In addition, dispersants, antifoaming agents, leveling agents, anti-aggregation agents, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, antioxidants, non-thermochromic pigments, non-thermochromic dyes, optical brighteners, etc., as necessary. can be used in an appropriate amount.

(粘度調整剤(増粘剤))
本発明の水性インキ組成物は、粘度の調整等のために粘度調整剤(増粘剤)を含んでいてもよい。粘度調整剤(増粘剤)としては、水性インキ組成物、特に、水性ボールペン用水性インキ組成物に用いられるものであれば特に限定されない。例えば、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン(レオザン)、ダイユータンガム、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体等の多糖類及びその誘導体、セルロース系高分子、架橋性アクリル酸重合体、アルカリ増粘型アクリル系樹脂、ウレタン会合型増粘剤、N-ビニルアセトアミド系樹脂、無機質微粒子等からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
水性インキ組成物が粘度調整剤(増粘剤)を含有する場合、その含有量は、水性インキ組成物が用途に応じた適当な粘度となるように適宜設定される。例えばインキ組成物全量に対して0~20質量%、好ましくは0.1~10質量%の範囲とすることができる。
(Viscosity modifier (thickener))
The aqueous ink composition of the present invention may contain a viscosity modifier (thickener) to adjust the viscosity. The viscosity modifier (thickener) is not particularly limited as long as it is used in aqueous ink compositions, particularly in aqueous ink compositions for ballpoint pens. For example, polysaccharides and their derivatives such as xanthan gum, welan gum, succinoglycan (reosan), diutan gum, guar gum, locust bean gum and their derivatives, cellulose polymers, cross-linked acrylic acid polymers, alkali-thickened acrylic One or more types selected from the group consisting of resins, urethane association thickeners, N-vinylacetamide resins, inorganic fine particles, etc. can be used.
When the water-based ink composition contains a viscosity modifier (thickener), the content is appropriately set so that the water-based ink composition has an appropriate viscosity depending on the application. For example, it can be in the range of 0 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, based on the total amount of the ink composition.

(湿潤剤)
本発明の水性インキ組成物は、乾燥性等の調整のために湿潤剤を含んでいてもよい。湿潤剤としては、水性インキ組成物、特に、水性ボールペン用インキ組成物に用いられるものであれば特に限定されない。例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類、糖類、尿素類、これらの誘導体等からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
水性インキ組成物が湿潤剤を含有する場合、インキ組成物の乾燥性等の特性が所望のものとなるように適宜設定される。例えばインキ組成物全量に対して0.1~30質量%、好ましくは1~20質量%の範囲とすることができる。
(wetting agent)
The aqueous ink composition of the present invention may contain a humectant to adjust drying properties and the like. The wetting agent is not particularly limited as long as it is used in aqueous ink compositions, particularly in aqueous ballpoint pen ink compositions. For example, glycols such as glycerin, diglycerin, triglycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, sugars, ureas, derivatives thereof, etc. One or more types selected from the group consisting of:
When the aqueous ink composition contains a wetting agent, it is appropriately set so that the drying properties and other properties of the ink composition become desired. For example, it can be in the range of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight based on the total amount of the ink composition.

(分散剤)
本発明の水性インキ組成物は、含有する着色剤等の顔料の分散を安定化させることを目的として、分散剤を含んでいてもよい。分散剤は、分散後の顔料を安定化させることにより顔料の沈殿を防止する作用を有し、同時にインキ組成物の塗膜を形成するためのビヒクル・結着剤としても機能する。分散剤としては、インキ組成物、特に、水性ボールペン用インキ組成物に用いられるものであれば特に限定されず、市販のものを用いることができる。例えば、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂(エマルジョン)、スチレン-マレイン酸系樹脂(エマルジョン)、スチレン-マレイン酸エステル系樹脂(エマルジョン)、(メタ)アクリル系樹脂(エマルジョン)、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂(エマルジョン)、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース系化合物等からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
水性インキ組成物が分散剤を含有する場合、例えばインキ組成物全量に対して0.1~30質量%、好ましくは1~10質量%の範囲とすることができる。含有量が30質量%を超えると、分散剤が凝集剤として働き、顔料凝集を引き起こすおそれがある。含有量が0.1質量%未満であると、顔料分散が十分に行えず顔料凝集を引き起こすおそれがある。顔料凝集を引き起こすと、インキ中で顔料の沈降が発生し、レフィルからのインキ流出性が悪化するおそれもある。
(dispersant)
The aqueous ink composition of the present invention may contain a dispersant for the purpose of stabilizing the dispersion of pigments such as colorants contained therein. The dispersant has the effect of preventing precipitation of the pigment by stabilizing the pigment after being dispersed, and at the same time functions as a vehicle/binder for forming a coating film of the ink composition. The dispersant is not particularly limited as long as it is used in ink compositions, particularly ink compositions for water-based ballpoint pens, and commercially available ones can be used. For example, styrene-(meth)acrylic resin (emulsion), styrene-maleic acid resin (emulsion), styrene-maleic acid ester resin (emulsion), (meth)acrylic resin (emulsion), (meth)acrylic acid One or more types selected from the group consisting of ester resins (emulsions), cellulose compounds such as sodium carboxymethylcellulose, etc. can be used.
When the aqueous ink composition contains a dispersant, it can be contained in an amount of, for example, 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 10% by mass, based on the total amount of the ink composition. If the content exceeds 30% by mass, the dispersant may act as a flocculant and cause pigment aggregation. If the content is less than 0.1% by mass, pigment dispersion may not be sufficient and pigment aggregation may occur. When pigment aggregation occurs, pigment sedimentation occurs in the ink, and there is a possibility that ink flowability from the refill may deteriorate.

<粘度>
本発明の水性インキ組成物の粘度は、適宜設定すればよく、例えば1~100,000mPa・s、好ましくは100~20,000mPa・s、より好ましくは1,000~10,000mPa・s(E型回転粘度計(例えば、東機産業(株)製、TVE型粘度計、3゜R14コーン、0.5rpm))の範囲とすることができる。水性インキ組成物の粘度が1mPa・s未満であると、筆記具先端からのインキの流出性(筆記時に水性インキ組成物が過剰に流出し的確に筆跡を形成できない)、沈降安定性等の点で問題となるおそれがある。水性インキ組成物の粘度が100,000mPa・sを超えると、粘度が高くなりすぎ、筆記具先端からのインキの流出性(インキが流出しない)、インキの取扱性、沈降安定性、筆跡のカスレ、製造コスト等の点で問題となるおそれがある。
<Viscosity>
The viscosity of the aqueous ink composition of the present invention may be appropriately set, for example, from 1 to 100,000 mPa·s, preferably from 100 to 20,000 mPa·s, more preferably from 1,000 to 10,000 mPa·s (E type rotational viscometer (for example, TVE type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., 3° R14 cone, 0.5 rpm)). If the viscosity of the water-based ink composition is less than 1 mPa・s, the flowability of the ink from the tip of the writing instrument (excessive water-based ink composition flows out during writing, making it impossible to form handwriting accurately), sedimentation stability, etc. This may cause problems. When the viscosity of the aqueous ink composition exceeds 100,000 mPa・s, the viscosity becomes too high, resulting in poor ink flowability from the tip of the writing instrument (ink does not flow out), ink handling properties, sedimentation stability, blurring of handwriting, etc. This may cause problems in terms of manufacturing costs, etc.

<pH値>
本発明の水性インキ組成物のpHは、特に限定されないが、6~10であることが好ましい。pH値が6未満の酸性側に近づくと、インキ組成物の経時安定性が劣化することがあり、インキ組成物が接触する金属部材の腐食がおこりやすくなる。pH値が10を超えて強アルカリ側に近づくと、インキ組成物の褪色や変色が起きやすい傾向があり、良好な筆跡が得られなくなるおそれがある。
インキ組成物の経時安定性、発色性、筆記性等を特に考慮すると、pH値は7~9であることが好ましい。pH値は、例えば、市販のpHメーターを用いて、20℃にて測定した値を用いることができる。
<pH value>
The pH of the aqueous ink composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 6 to 10. When the pH value approaches the acidic side of less than 6, the stability of the ink composition over time may deteriorate, and metal members that come into contact with the ink composition are likely to be corroded. When the pH value exceeds 10 and approaches the strong alkaline side, the ink composition tends to fade or discolor, and there is a risk that good handwriting may not be obtained.
Taking into particular consideration the stability over time, color development, writability, etc. of the ink composition, the pH value is preferably 7 to 9. As the pH value, for example, a value measured at 20° C. using a commercially available pH meter can be used.

<炭化ケイ素系ボールを有するボールペン>
本発明の炭化ケイ素系ボールを有するボールペンは、水性インキ組成物が充填されるインキ収容筒の先端部に、直接又は接続部材を介して、炭化ケイ素系ボールを回転自在に抱持したボールペンチップが装着された水性ボールペンレフィルを有している。
なお、本発明に係る水性インキ組成物は、上記の炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物として用いられるものである。
<Ballpoint pen with silicon carbide ball>
The ballpoint pen having a silicon carbide ball of the present invention has a ballpoint pen tip rotatably holding a silicon carbide ball at the tip of an ink storage cylinder filled with an aqueous ink composition, either directly or through a connecting member. It has a water-based ballpoint pen refill attached.
Note that the water-based ink composition according to the present invention is used as a water-based ink composition for a ballpoint pen having the above-mentioned silicon carbide ball.

[水性インキ組成物の製造方法]
本発明の水性インキ組成物の製造方法は、格別限定されるものではなく、公知の水性インキ組成物の作製方法いずれも用いることができる。
例えば、すべての成分を容器に投入し、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ヘンシェルミキサー、ホモミキサー、プロペラ撹拌機、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ニーダー、ディゾルバー等の装置により混合・撹拌して分散させることにより、インキを作製することができる。
例えば、水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤等のうちの一部の成分を容器に投入し、前記装置により混合・撹拌して分散させることにより分散液を製造した後に、その余の成分を投入し混合・撹拌して、インキを作製することができる。
水性ボールペン用インキ組成物の作製に際しては、濾過、遠心分離、脱泡等の操作を行い粗大粒子、気体、気泡を除いてもよい。水性インキ組成物の作製時に加熱、冷却、加圧、減圧、不活性ガス置換等の手段を採用することもできる。さらに、インキ作製後にエージング工程を行ってもよい。
[Method for manufacturing water-based ink composition]
The method for producing the water-based ink composition of the present invention is not particularly limited, and any known method for producing a water-based ink composition can be used.
For example, by putting all the ingredients into a container and dispersing them by mixing and stirring with a device such as a ball mill, bead mill, roll mill, Henschel mixer, homomixer, propeller stirrer, homogenizer, high-pressure homogenizer, kneader, or dissolver, you can ink. can be created.
For example, some components such as water, colorant, phosphate ester surfactant, etc. are put into a container and mixed and stirred using the above-mentioned device to produce a dispersion liquid, and then the remaining components are Ink can be produced by adding ingredients, mixing and stirring.
When preparing an aqueous ballpoint pen ink composition, operations such as filtration, centrifugation, and defoaming may be performed to remove coarse particles, gas, and bubbles. When preparing the aqueous ink composition, it is also possible to employ means such as heating, cooling, pressurization, depressurization, and inert gas replacement. Furthermore, an aging step may be performed after the ink is produced.

[レフィル]
本発明の水性ボールペンレフィルは、水性ボールペン用インキ組成物が充填されるインキ収容筒と、インキ収容筒の先端部に直接又は接続部材を介して装着された、炭化ケイ素系ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを備えている。
筆記時には水性ボールペン用インキ組成物が前記インキ収納管から流出し、前記炭化ケイ素系ボールの表面に付着し、炭化ケイ素系ボールの回転によって紙等の被筆記面に転写されることにより、筆記が行われる。
[Refill]
The water-based ballpoint pen refill of the present invention rotatably holds an ink storage cylinder filled with an ink composition for a water-based ballpoint pen, and a silicon carbide ball attached directly or via a connecting member to the tip of the ink storage cylinder. Equipped with a ballpoint pen tip.
During writing, the water-based ballpoint pen ink composition flows out from the ink storage tube, adheres to the surface of the silicon carbide ball, and is transferred to the surface to be written on, such as paper, by the rotation of the silicon carbide ball, thereby making the writing process easier. It will be done.

インキ収容筒を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル等の樹脂や、ニッケルクロム合金鋼(SUS304系ステンレス鋼)、クロム合金鋼(SUS430系ステンレス鋼)、オーステナイト系ステンレス鋼、快削ステンレス鋼、真鍮、アルミニウム、洋白及びリン青銅合金等の金属があげられる。
好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ニッケルクロム合金鋼(SUS304系ステンレス鋼)、クロム合金鋼(SUS430系ステンレス鋼)、オーステナイト系ステンレス鋼、真鍮、洋白があげられる。
The material constituting the ink storage cylinder is not particularly limited, and may include resins such as polypropylene, polyethylene, polyester, polyamide, polyurethane, and polyvinyl chloride, nickel-chromium alloy steel (SUS304 stainless steel), and chromium alloy steel. (SUS430 series stainless steel), austenitic stainless steel, free-cutting stainless steel, brass, aluminum, nickel silver, and phosphor bronze alloy.
Preferred examples include polypropylene, polyethylene, polyester, polyamide, nickel-chromium alloy steel (SUS304 stainless steel), chromium alloy steel (SUS430 stainless steel), austenitic stainless steel, brass, and nickel silver.

本発明の水性ボールペンレフィルのボールペンチップにおいて用いられるボールの材質は、炭化ケイ素系の材料である。具体的には、炭化ケイ素(SiC)や、炭化ケイ素(SiC)と、窒化チタン(TiN)、ジルコニア(ZrO2)、アルミナ(Al)等の1種以上からなるセラミック等があげられる。
本発明においては、炭化ケイ素(SiC)からなるボールを用いることが好ましい。
ボールのボール直径としては通常0.1mmから2.0mm程度のものが使用され、目的等に併せて適宜調整することができる。
The material of the ball used in the ballpoint pen tip of the aqueous ballpoint pen refill of the present invention is a silicon carbide-based material. Specifically, examples include silicon carbide (SiC) and ceramics made of silicon carbide (SiC) and one or more of titanium nitride (TiN), zirconia (ZrO2), alumina ( Al2O3 ), and the like .
In the present invention, it is preferable to use balls made of silicon carbide (SiC).
The diameter of the ball is usually about 0.1 mm to 2.0 mm, and can be adjusted as appropriate depending on the purpose.

本発明の水性ボールペンレフィルのボールペンチップにおいて用いられるボール受座の材質は、炭化ケイ素系材料のボールよりも硬度の低いものが用いられる。具体的には洋白、真鍮、ステンレス等の金属材料の他、ポリオキシメチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ナイロン、ポリフェニレンエーテル、ポリアクリレート等の樹脂材料を例示することができる。 The ball seat used in the ballpoint pen tip of the aqueous ballpoint pen refill of the present invention is made of a material that has a lower hardness than the ball made of silicon carbide material. Specifically, examples include metal materials such as nickel silver, brass, and stainless steel, as well as resin materials such as polyoxymethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyacetal, nylon, polyphenylene ether, and polyacrylate.

本発明の水性ボールペンレフィルにおいて、インキ流出量は適宜調整することができる。これにより、筆跡のカスレを抑制でき良好な筆跡を得ることができる。
また、ボールペンチップ中のボールの縦軸方向の移動可能量(クリアランス)は、インキ流出量に応じて適宜調整することができ、例えば、20~50μmとすることができる。
In the aqueous ballpoint pen refill of the present invention, the amount of ink flowing out can be adjusted as appropriate. Thereby, blurring of handwriting can be suppressed and good handwriting can be obtained.
Further, the movable amount (clearance) of the ball in the ballpoint pen tip in the vertical axis direction can be adjusted as appropriate depending on the amount of ink flowing out, and can be set to, for example, 20 to 50 μm.

本発明の水性ボールペンレフィルは、水性インキ組成物をインキ収容筒に収容し、その後端に逆流止めの基油からなるインキ追従体を備えたものである。インキ追従体の粘度は、例えば、1000~10000mPa・sである。
インキ追従体は、レフィルに収容することができ、インキ収容筒内に充填された水性インキ組成物と相溶性がなく、かつ、インキ組成物に対して比重が小さい物質であり、公知のものを特に制限なく使用できる。また、基油に増粘剤等を含有させたものであってもよい。
インキ追従体に用いる基油としては、水に不溶もしくは難溶の、例えば、ポリブテン、鉱油、シリコーンオイル等から選ばれる1種以上を用いることができる。
増粘剤としては、例えば、微粒子シリカ、リン酸エステルのカルシウム塩、熱可塑性エラストマー等から選ばれる1種以上を用いることができる。さらに、必要に応じて、例えば、増粘助剤(粘土増粘剤、金属石鹸など)、インキ追従体の追従性向上剤(界面活性剤など)、酸化防止剤等を含有させることができる。好ましくは、ポリブテン又は鉱油と金属石鹸の混合物、シリコーンオイルとシリカの混合物があげられる。
The aqueous ballpoint pen refill of the present invention stores an aqueous ink composition in an ink storage cylinder, and is equipped with an ink follower made of base oil at the rear end to prevent backflow. The viscosity of the ink follower is, for example, 1000 to 10000 mPa·s.
The ink follower is a substance that can be accommodated in the refill, is incompatible with the aqueous ink composition filled in the ink storage cylinder, and has a small specific gravity with respect to the ink composition, and is a known substance. It can be used without any particular restrictions. Alternatively, the base oil may contain a thickener or the like.
As the base oil used for the ink follower, one or more types selected from polybutene, mineral oil, silicone oil, etc., which are insoluble or poorly soluble in water, can be used.
As the thickener, one or more types selected from, for example, particulate silica, calcium salts of phosphate esters, thermoplastic elastomers, etc. can be used. Furthermore, if necessary, for example, a thickening aid (clay thickener, metal soap, etc.), an ink follower followability improver (surfactant, etc.), an antioxidant, etc. can be included. Preferred examples include polybutene or a mixture of mineral oil and metal soap, and a mixture of silicone oil and silica.

[水性ボールペン]
本発明の水性ボールペンは、前記水性ボールペンレフィルを軸筒内に配設したもので、ボールペン本体の構造、形状は特に限定されるものではなく、従来より汎用されているものが適用できる。
水性ボールペンとしては、ノック式、回転式、スライド式等の軸筒内にペン先を収容可能な出没式ボールペンであって、単色式、2色式、3色式、4色式等のもの、ボールペン以外の筆記具と組み合わせた多機能式とすることができる。また、ペン先を覆うキャップを備えたキャップ式ボールペンであってもよい。
水性ボールペンの軸筒等の部材は、公知の部材を使用すればよい。
[Water-based ballpoint pen]
The aqueous ballpoint pen of the present invention has the aqueous ballpoint pen refill disposed within the barrel, and the structure and shape of the ballpoint pen body are not particularly limited, and conventionally used ones can be applied.
Water-based ballpoint pens include retractable ballpoint pens that can house the pen tip in the barrel, such as knock-type, rotary, and sliding types, such as single-color, two-color, three-color, and four-color types; It can be a multifunctional type that can be combined with writing instruments other than ballpoint pens. Alternatively, it may be a cap-type ballpoint pen that includes a cap that covers the pen tip.
As the barrel and other members of the water-based ballpoint pen, known members may be used.

また、本発明の炭化ケイ素系ボールを有するボールペンは、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数/μkが小さい。具体的には、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数/μkが0.267以下、好ましくは0.265以下、より好ましくは0.263以下である。動摩擦係数/μkをこのような範囲とすることで、書き味が滑らかなボールペンを得ることができる。
なお、本発明のボールペンは、炭化ケイ素系ボールとボール受座との動摩擦係数/μkの範囲がこのような範囲であればよく、水性インキ組成物の種類は特に限定されない。好ましくは、HLB及び酸価が特定の範囲にあるリン酸エステル系界面活性剤を含有する水性インキ組成物を用いることができ、これにより、動摩擦係数/μkを容易に小さくすることができる。
Further, the ballpoint pen having the silicon carbide ball of the present invention has a small dynamic friction coefficient/μk between the silicon carbide ball and the ball seat. Specifically, the coefficient of dynamic friction/μk between the silicon carbide ball and the ball seat is 0.267 or less, preferably 0.265 or less, and more preferably 0.263 or less. By setting the dynamic friction coefficient/μk within such a range, a ballpoint pen with a smooth writing feel can be obtained.
In addition, in the ballpoint pen of the present invention, the range of the dynamic friction coefficient/μk between the silicon carbide ball and the ball seat may be within such a range, and the type of the water-based ink composition is not particularly limited. Preferably, an aqueous ink composition containing a phosphate ester surfactant having an HLB and an acid value within a specific range can be used, whereby the dynamic friction coefficient/μk can be easily reduced.

以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を、「部」は質量部を意味する。 The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, unless otherwise specified, "%" means "% by mass" and "parts" means parts by mass.

[水性インキ組成物構成成分]
水性インキ組成物を構成する成分として以下のものを用意した。
(溶媒)
・水:イオン交換水
(着色剤)
・Pigment Black k7:C.I.Pigment Black k7(黒色顔料)
(増粘剤)
・ケルザン:キサンタンガム(三昌社製商品名)
(防腐剤)
・プロクセル XL-2:(ロンザジャパン社製商品名)
(防かび剤)
・コートサイド PH2:(大阪ガスケミカル社製商品名)
(湿潤剤)
・Gly:グリセリン
・PG:プロピレングリコール
(防錆剤)
・BTA:ベンゾトリアゾール
[Aqueous ink composition constituents]
The following components were prepared as components of the water-based ink composition.
(solvent)
・Water: Ion exchange water (colorant)
・Pigment Black k7: CIPigment Black k7 (black pigment)
(thickener)
・Kelzan: Xanthan gum (product name manufactured by Sanshosha)
(Preservative)
・Proxel XL-2: (Product name manufactured by Lonza Japan)
(Fungicide)
・Courtside PH2: (Product name manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.)
(wetting agent)
・Gly: Glycerin ・PG: Propylene glycol (rust preventive agent)
・BTA: Benzotriazole

(リン酸エステル系界面活性剤)
・A219B:プライサーフ A219B(第一工業製薬社製商品名)
HLB=16.2、酸価=51mgKOH/g
・PE510:フォスファノール PE-510(東邦化学工業社製商品名)
HLB=10.5、酸価=52mgKOH/g
・RS710:フォスファノール RS-710(東邦化学工業社製商品名)
HLB=13.3、酸価=62mgKOH/g
・RS610:フォスファノール RS-610(東邦化学工業社製商品名)
HLB=10.5、酸価=82mgKOH/g
・RS410:フォスファノール RS-410(東邦化学工業社製商品名)
HLB=9、酸価=105mgKOH/g
・RA600:フォスファノール RA-600(東邦化学工業社製商品名)
HLB=11.7、酸価=110mgKOH/g
・ML240:フォスファノール ML-240(東邦化学工業社製商品名)
HLB=13.1、酸価=110mgKOH/g
・A210B:プライサーフ A210B(第一工業製薬社製商品名)
HLB=9、酸価=123mgKOH/g
・ML220: フォスファノール ML-220(東邦化学工業社製商品名)
HLB=12.5、酸価=150mgKOH/g
・GF185: フォスファノール GF-185(東邦化学工業社製商品名)
HLB=5.2、酸価=158mgKOH/g
・GF199: フォスファノール GF-199(東邦化学工業社製商品名)
HLB=5.5、酸価=168mgKOH/g
・A208B:プライサーフ A208B(第一工業製薬社製商品名)
HLB=6.6、酸価=173mgKOH/g
・ML200: フォスファノール ML-200(東邦化学工業社製商品名)
HLB=10、酸価=202mgKOH/g
(Phosphate ester surfactant)
・A219B: Pricesurf A219B (product name manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
HLB=16.2, acid value=51mgKOH/g
・PE510: Phosphanol PE-510 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=10.5, acid value=52mgKOH/g
・RS710: Phosphanol RS-710 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=13.3, acid value=62mgKOH/g
・RS610: Phosphanol RS-610 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=10.5, acid value=82mgKOH/g
・RS410: Phosphanol RS-410 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=9, acid value=105mgKOH/g
・RA600: Phosphanol RA-600 (product name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=11.7, acid value=110mgKOH/g
・ML240: Phosphanol ML-240 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=13.1, acid value=110mgKOH/g
・A210B: Pricesurf A210B (product name manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
HLB=9, acid value=123mgKOH/g
・ML220: Phosphanol ML-220 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=12.5, acid value=150mgKOH/g
・GF185: Phosphanol GF-185 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=5.2, acid value=158mgKOH/g
・GF199: Phosphanol GF-199 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=5.5, acid value=168mgKOH/g
・A208B: Pricesurf A208B (product name manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
HLB=6.6, acid value=173mgKOH/g
・ML200: Phosphanol ML-200 (trade name manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
HLB=10, acid value=202mgKOH/g

[実施例1~5、比較例1~8]
上記の成分を、表1に示す量(質量部)用いて水性インキ組成物を下記の方法で作製した。
また、得られた水性インキ組成物を用い水性ボールペンを下記の方法で作製した。
(水性インキ組成物の作製方法)
水及び顔料を含有する混合液をビーズミルにより分散し、顔料ベースを得た。
その後、溶媒、顔料ベース、潤滑剤等の成分を撹拌機を用いて混合し、メッシュによる濾過を行って水性インキ組成物を作製した。
(水性ボールペンの作製方法)
炭化ケイ素系ボールペンチップ(ボール直径1mm)を一端に取り付けたSUS304製インキ収容管を複数本用意し、それぞれに得られた水性インキ組成物を一定量充填した後に、インキ逆流止め(ポリブテンをゲル化したもの)を充填して、ボールペンレフィルを作製した。次に、本体にボールペンレフィルを取り付け、キャップを装着した後、遠心分離機により管中の空気を除去し、それから尾栓を装着して、各水性インキ組成物を用いた水性ボールペンを得た。
これらの水性ボールペンを用いて、以下のようにして水性インキ組成物の評価を行った。結果を表1に併せて記載する。
[Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 8]
A water-based ink composition was prepared using the above components in the amounts (parts by mass) shown in Table 1 in the following manner.
Further, a water-based ballpoint pen was produced using the obtained water-based ink composition in the following manner.
(Method for producing water-based ink composition)
A mixed solution containing water and pigment was dispersed using a bead mill to obtain a pigment base.
Thereafter, components such as a solvent, a pigment base, and a lubricant were mixed using a stirrer and filtered through a mesh to prepare a water-based ink composition.
(Method for producing water-based ballpoint pen)
Prepare a plurality of SUS304 ink storage tubes with a silicon carbide ballpoint pen tip (ball diameter 1 mm) attached to one end, fill each with a certain amount of the obtained aqueous ink composition, and then use an ink backflow prevention method (gelling polybutene). A ballpoint pen refill was prepared. Next, a ballpoint pen refill was attached to the main body, a cap was attached, and then the air in the tube was removed using a centrifuge, and a tail plug was attached to obtain an aqueous ballpoint pen using each aqueous ink composition.
Using these water-based ballpoint pens, the water-based ink compositions were evaluated as follows. The results are also listed in Table 1.

<動摩擦係数/μk>
表面性測定器(新東科学社製、トライボギアHEIDON-14DR)を用い、下記測定条件で上質紙に筆記し、動摩擦係数/μkを測定した。
この動摩擦係数は、実質的に炭化ケイ素ボールとボール受座との動摩擦係数を表すものといえる。
筆記速度:4,200mm/min
筆記距離:70.0mm
荷重変換機容量:2,000gf
DSAアンプレンジ:100%
垂直荷重:100g
サンプリング速度:1ms
サンプリング容量:2,000コ
<Dynamic friction coefficient/μk>
Using a surface property measuring device (manufactured by Shinto Kagakusha, Tribogear HEIDON-14DR), the dynamic friction coefficient/μk was measured by writing on high-quality paper under the following measurement conditions.
This dynamic friction coefficient can be said to substantially represent the dynamic friction coefficient between the silicon carbide ball and the ball seat.
Writing speed: 4,200mm/min
Writing distance: 70.0mm
Load converter capacity: 2,000gf
DSA amplifier range: 100%
Vertical load: 100g
Sampling speed: 1ms
Sampling capacity: 2,000 pieces

<書き味官能評価>
手書きで上質紙に丸を10個筆記し、その筆記感を下記の評価基準で官能評価した。
○:書き味が滑らかなもの
△:筆記時にわずかにひっかかりを感じるもの
×:筆記時にひっかかりを感じるもの
<Writing taste sensory evaluation>
Ten circles were drawn by hand on high-quality paper, and the feeling of the writing was sensory evaluated using the following evaluation criteria.
○: Smooth writing △: Slight smudge when writing ×: Slight smudge when writing

各実施例・比較例の結果からみて明らかなように、一般式(I)で表され、HLBが6以上、かつ、酸価120以上であるリン酸エステル系界面活性剤を含有する、炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物は、動摩擦係数/μkが小さいことから滑らかな書き味となり、書き味官能評価が優れていることがわかる。 As is clear from the results of each example and comparative example, silicon carbide containing a phosphate ester surfactant represented by general formula (I) and having an HLB of 6 or more and an acid value of 120 or more. It can be seen that the water-based ink composition for a ballpoint pen having a ball-based ball has a small dynamic friction coefficient/μk, provides a smooth writing feel, and has an excellent sensory evaluation of writing taste.

Claims (3)

(a)下記一般式(I)で表され、HLBが6以上、かつ、酸価120以上であるリン酸エステル系界面活性剤
(b)無機顔料、有機顔料、染料からなる群より選ばれる1種以上である着色剤、
を含有する、炭化ケイ素系ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物(ただし、
洗浄処理がされた、基材に対して着色剤により着色が施されることにより着色化された粒子状のものである着色化粒子を含む消去性水性インキ組成物を除くとともに、洗浄処理がされていない、基材に対して着色剤により着色が施されることにより着色化された粒子状のものである着色化粒子を含む水性インキ組成物を除く。)
Figure 0007341480000004
(式中:nは0~20の整数である。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。RはM又は-(CHCHO)-Rである。Rは炭素数1以上のアルキル基、炭素数6以上のアリール基又は炭素数4以上の不飽和炭化水素基のいずれかである。Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基又は有機アミン基のいずれかである。Mが2つある場合はそれぞれ異なっていてもよい。)
(a) A phosphate ester surfactant represented by the following general formula (I) and having an HLB of 6 or more and an acid value of 120 or more ,
(b) a colorant that is one or more selected from the group consisting of inorganic pigments, organic pigments, and dyes;
A water-based ink composition for a ballpoint pen having a silicon carbide ball containing (however,
In addition to removing the erasable water-based ink composition containing colored particles, which are particles that are colored by coloring the base material with a coloring agent, which has been subjected to the cleaning treatment, Excludes aqueous ink compositions containing colored particles, which are particles that are colored by coloring a base material with a coloring agent. ) .
Figure 0007341480000004
(In the formula: n is an integer from 0 to 20. R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. 2 is M or -(CH 2 CH 2 O) n -R 3. R 3 is any of an alkyl group having 1 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or an unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. (M is either a hydrogen atom, an alkali metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amine group. If there are two M's, they may be different.)
インキ収容筒の先端部に、炭化ケイ素系ボールを回転自在に抱持したボールペンチップが直接又は接続部材を介して装着されており、前記インキ収容筒内には、請求項1に記載の炭化ケイ素ボールを有するボールペン用の水性インキ組成物が充填されてなる、水性ボールペンレフィル。 A ballpoint pen tip rotatably holding a silicon carbide ball is attached to the tip of the ink storage cylinder, either directly or via a connecting member, and the silicon carbide ball according to claim 1 is mounted inside the ink storage cylinder. A water-based ballpoint pen refill filled with a water-based ink composition for a ballpoint pen having a ball. 請求項2に記載の水性ボールペンレフィルを軸筒内に配設した水性ボールペン。 An aqueous ballpoint pen comprising the aqueous ballpoint pen refill according to claim 2 disposed within a barrel.
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