JPH0776665A

JPH0776665A - 水性ボールペン用インキ

Info

Publication number: JPH0776665A
Application number: JP24741793A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sugimoto; 康之杉本; Itaru Wakagi; 格若木; Tsuyoshi Yamamoto; 剛志山本; Shinichi Muragata; 伸一村形; Yasuzo Murata; 保三村田
Original assignee: Pilot Corp; Pilot Pen Co Ltd
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ボールペンチップ先端のインキ垂れ下がり性
能が満足でき、筆跡の状態において線カスレ、線われや
線の滲みがない、直詰式の水性ボールペンに使用できる
インキを得る。【構成】少なくとも着色剤、増稠剤、水と水混和性の
保湿剤を主成分とする水性ボールペン用インキにおい
て、増稠剤として微粉末の二酸化ケイ素及びアルミナを
混合したものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性ボールペン用のイン
キであって、合成樹脂の繊維束からなるインキ吸蔵体お
よびインキ誘導芯、あるいはペン芯を用いずに、インキ
収納筒内に直に充填したインキをボールペンチップに直
接供給する、インキ後端に液栓といわれる粘性の高い液
剤を配設した直詰式の水性ボールペン用のインキとして
使用できる水性ボールペン用インキに関する。

【０００２】

【従来の技術】水性ボールペン用インキは、基本的には
着色材と水と水混和性の保湿剤で構成される。その他必
要に応じて、界面活性剤、分散剤、ＰＨ調整剤、水溶性
樹脂、防錆剤、防腐・防菌剤などを適宜に選択して添加
されている。

【０００３】水性ボールペン用インキは、筆記紙面への
濡れ・浸透性を高めるために、一般的には低粘度のイン
キが好ましい。そのインキを用いてボールペンを構成す
る場合には、インキ収納筒内に配設した繊維束からなるインキ吸蔵
体等に含浸させたインキを、インキ収納筒とボールペン
チップの間に配設した繊維束からなるインキ誘導芯を経
由して、ボールペンチップの先端に供給するか、インキ収納筒内に直に充填したインキを、インキ収納
筒とボールペンチップの間に配設したペン芯及び繊維束
からなるインキ誘導芯を経由して、ボールペンチップの
先端に供給する、といった構造となり、必ず、ボールペ
ンチップの先端にインキを供給するための、及びボール
ペンチップからのインキ出の調整を司るペン芯やインキ
誘導芯等のインキ出制御部材を必要としていた。

【０００４】近年、前記のようなインキ出制御部材を省
略した筆記具として、インキ収納筒内にインキを直に充
填し、インキの後端にはグリース状の液剤を配設し、ボ
ールペンチップ先端からのインキ導出量を調整した、い
わゆる直詰式の水性ボールペンが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直詰式の水性ボールペ
ンにおいては、前述したようなインキ誘導芯等のインキ
出制御部材を省略でき簡略化できる利点がある反面、イ
ンキ吸蔵体、インキ誘導芯、あるいはペン芯などを用い
ていないため、液栓によるインキ出調整作用が難しく、
インキの粘性が低いとボールペンチップ先端から過剰な
インキ流出が起こり、紙面に対して滲みの多い筆跡とな
ったり、インキがボールペンチップの先端にたまる現
象、いわゆる垂れ下がり現象が発生しやすい。そのため
に、水性インキに降伏値を与えなければならなく、その
インキが直詰式の水性ボールペン用インキとして使用可
能かどうかは、インキ成分中の増稠剤の種類により大き
く左右される。

【０００６】こうした垂れ下がり現象を防止する目的
で、増稠剤として、全インキ組成物の重量に基づきキサ
ンタンガム０．５〜１．５重量％を含有させてなる水性
ボールペン用インキ組成物の提案が、特開昭６２−４８
７７７号公報に記載された発明によりなされている。し
かし、本発明者達が検討したところによると、キサンタ
ンガム系などの水溶性高分子多糖類は、インキ粘度を上
昇させるため、含有量が多いと筆跡における線がカスレ
たり、線が切れたりし易く、また、含有量が少ないと、
相対湿度が９０％R.H.となるような高湿時には垂れ下が
り現象が発生するという問題があることが判った。

【０００７】特開平４−２９２６７２号公報に記載され
た発明には、増稠剤として、スメタイト構造のカチオン
交換性合成ケイ酸塩を用いることが開示されている。し
かし、本発明者達が検討したところによると、カチオン
交換性合成ケイ酸塩は水ないし水系媒体でゲル構造を形
成しやすいが、インキ組成物とする場合、カチオン交換
性合成ケイ酸塩は、顔料の分散剤となる界面活性剤との
相互作用による顔料の凝集や、染料との反応が起こる
等、着色剤が凝集し易いという問題があることが判っ
た。

【０００８】本発明者達は、着色剤の種類、例えば染料
・顔料に関係なく、水性インキに増稠剤を含有させるこ
とにより、直詰式の水性ボールペン用インキとして使用
できるものとして、次に、増稠剤として無機系のものに
ついて検討した。従来、塗料などにおいては、顔料の分
散安定剤として微粉末二酸化ケイ素を添加することは良
く知られているが、ただ単に、水性インキに微粉末二酸
化ケイ素を添加したものであっては、筆記具用インキと
しては性能上満足できるものは得られなかった。しか
し、特公平１−４９４３３号公報に記載された発明に
は、顔料の分散安定剤として親水性微粉末二酸化ケイ
素、及びシリコーン系界面活性剤又はフツ素系界面活性
剤を併用することが提案されており、そうした分散剤を
使用することにより、顔料−二酸化ケイ素−水性溶剤の
分散液で、顔料の分散安定性をより良くし、チキソ
トロピー性は全く変化させないで所望の粘度に低下さ
せ、わずかな力で流動性がよい筆記具用の水性インキ
が得られることが記載されている。こうしたことに鑑み
て、本発明者達は増稠剤として微粉末二酸化ケイ素と他
の微粉末を併用したものを添加するとことにより、本発
明者達が欲するところの直詰式の水性ボールペン用に使
用できる水性インキが得られるのではないかと思い、種
々検討を行った。その結果、特定の無機系のものを併用
することにより、直詰式の水性ボールペンに使用できる
ことを実験結果により知得し、本発明に至った。

【０００９】本発明は、増稠剤を水性インキに含有する
ことにより、インキ収納筒内に直に充填したインキをボ
ールペンチップに直接供給し、インキ後端に液栓と言わ
れる高粘度の液剤を配設した直詰式の水性ボールペン用
インキとして使用でき、ペンチップの先端からのインキ
垂れ下がりを防止できる分散安定性のある直詰式の水性
ボールペンに使用できるインキを得ることを目的とす
る。さらには、筆記時のインキ粘度を低くして、筆記紙
面への濡れ・浸透性を良くして、筆跡における線カス
レ、線切れや線の滲みのない直詰式の水性ボールペンに
使用できるインキを得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明のインキは、少なくとも着色剤、増稠剤、水と
水混和性の保湿剤を主成分とする水性ボールペン用イン
キにおいて、増稠剤として微粉末の二酸化ケイ素および
アルミナを混合したものを用いたことを特徴とする水性
ボールペン用インキである。

【００１１】本発明に用いられる着色剤としては、各種
水溶性染料、各種水分散性顔料、各種顔料水性分散体な
どが挙げられ、これらの各色のものを用いることができ
る。インキとして蛍光性をだすために着色剤として、乳
化重合によって得られたポリマー微粒子を蛍光染料で染
着した蛍光顔料水性分散体を用いることもできる。着色
剤として顔料を選択した場合においては、有機・無機顔
料の中より任意に選定して、単独または２種類以上組み
合わせて使用することが可能であり、さらには染料と併
用することができる。

【００１２】本発明においては、増稠剤として微粉末の
二酸化ケイ素およびアルミナを混合したものを用いる
が、二酸化ケイ素単独では、アルミナの作用がなく、増
稠効果が不安定であるからである。また、着色剤が顔料
である場合は、顔料の分散性を良好なものとし顔料の再
凝集を起こさせなくして、ボールペンチップの目詰まり
の発生を防止する必要がある。そのためには、１次粒子
径が７〜数十ｎｍと非常に微細にし、尚かつ、粒子形状
を球状とした方が良く、こうしたものは、気相法により
作製することにより得ることができる。気相法で作製さ
れた微粉末の二酸化ケイ素およびアルミナは、一次粒子
径が細かく、化学的純度が極めて高く、比表面積が大き
いといった特性がある。こうした微粉末の二酸化ケイ素
としては、日本アエロジル社より販売されているアエロ
ジルシリーズがあり、微粉末のアルミナとしては、日本
アエロジル社より販売されているアルミニウムオキサイ
ドＣがある。これらを混合比が１０：１〜１：５の範囲
で混合し、好ましくは、５：１〜１：１の範囲で混合
し、それを本発明の増稠剤として使用する。増稠剤とし
ての添加量は、インキ重量に対して０．５〜５重量％の
範囲が好ましい。

【００１３】水混和性の保湿剤は、インキ中の水分の蒸
発を防ぐために配合するが、主なものとして、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、チオジグリコール、ポリグリセリン、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカービト
ール、エチルカービトールなどが挙げられ、これらから
選んだ１または２以上を組合わせて用いることができ
る。

【００１４】本発明においては、必要に応じて、界面活
性剤、分散剤、ＰＨ調整剤、インキの粘度調整剤として
の水溶性樹脂、防錆剤、防腐・防菌剤などを添加しても
良い。水性インキに用いる界面活性剤としてはノニオン
系、アニオン系などの各種のものがある。

【００１５】分散剤としては、着色剤として顔料を用い
た場合に必要であり、界面活性剤を分散剤として用いる
他に、高分子量のポリカルボン酸やポリカルボン酸塩な
どが挙げられる。

【００１６】ＰＨ調整剤としては、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の水
溶性アルカノールアミンなどが挙げられる。

【００１７】水溶性樹脂としては、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・ポリエチレ
ングリコール共重合体、アルギン酸プロピレングリコー
ルエステル、セルロースエーテル、アクリル酸エステル
などが挙げられる。

【００１８】防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、脂
肪酸エステルなどがが挙げられる。

【００１９】防腐剤、防菌剤としては、１，２−ベンジ
ゾチアゾール−３（２Ｈ）−オン〔ゼネカ株式会社より
商品名：プロキセルで販売されている。〕などが挙げら
れる。

【００２０】

【作用】増稠剤として、微粉末の二酸化ケイ素およびア
ルミナを混合したもの用いると、インキが降伏値を有す
るようになるため、静止時の降伏値により、チップ先端
からのインキ洩れを防止できる。垂れ下がりが起きない
理由は定かではないが、二酸化ケイ素とアルミナを併用
することにより、水性インキの中で、二酸化ケイ素とア
ルミナの微粒子が電気的に反対の極性に荷電され集塊粒
子を形成し、その結果、三次元網目状構造を形成し易く
なり、増稠効果が高くなりインキが降伏値を有するよう
になるからであると推定される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。配合Ａ液（二酸化ケイ素分散液）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部イオン交換水１４．５重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とする。後に、アエロジル２００（増稠剤として）４重量部を加え、ホモミキサーにて、１時間分散し、Ａ液５０重
量部を得た。配合Ｂ液（アルミナ分散液）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部イオン交換水１４．５重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とする。後に、アルミニウムオキサイドＣ（増稠剤として）４重量部を加え、ホモミキサーにて、１時間分散し、Ｂ液５０重
量部を得た。配合Ｃ液（増稠剤なし）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部イオン交換水１８．５重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とし、Ｃ液５０重量部
を得た。配合Ｄ液（二酸化ケイ素分散液）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部ポリビニールアルコール（ケン化度：８８％、水溶性樹脂として）０．３重量部イオン交換水１５．７重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とする。後に、アエロジル２００（増稠剤として）２．５重量部を加え、ホモミキサーにて、１時間分散し、Ｄ液５０重
量部を得た。配合Ｅ液（アルミナ分散液）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部ポリビニールアルコール（ケン化度：８８％、水溶性樹脂として）０．３重量部イオン交換水１５．７重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とする。後に、アルミニウムオキサイドＣ（増稠剤として）２．５重量部を加え、ホモミキサーにて、１時間分散し、Ｅ液５０重
量部を得た。配合Ｆ液（増稠剤なし）グリセリン（保湿剤として）３０重量部ポリオキシエチレンアルキルエーテル・リン酸エステル（界面活性剤として）１重量部トリエタノールアミン（ＰＨ調整剤として）０．４重量部プロキセルＸＬ−２（防菌剤として）０．１重量部ポリビニールアルコール（ケン化度：８８％、水溶性樹脂として）０．３重量部イオン交換水１８．２重量部以上を、攪拌機を用いて均一溶液とし、Ｆ液５０重量部
を得た。

【００２２】上記の各配合液と各着色剤を分散して、次
に示すような実施例の本発明の直詰式の水性ボールペン
用インキを得た。

【００２３】実施例１〜３表１に示す様な配合比で、前記配合Ａ液とＢ液を配合
し、その液に着色剤として下記に示す顔料ビクトリアピンクＧ−２３〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、超音波分散機にて２分間分散して、実施例１
〜３のインキを製造した。

【００２４】実施例４〜６表１に示す様な配合比で、前記配合Ａ液とＢ液を配合
し、その液に着色剤として下記に示す顔料チチカカブラックＦ−２０〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、実施例
４〜３のインキを製造した。

【００２５】実施例７〜９表１に示す様な配合比で、前記配合Ｄ液とＥ液を配合
し、その液に着色剤として下記に示す顔料ビクトリアイエローＧ−２０〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、実施例
７〜９のインキを製造した。

【００２６】実施例１０〜１２表１に示す様な配合比で、前記配合Ｄ液とＥ液を配合
し、その液に着色剤として下記に示す顔料チチカカブルーＦ−２１〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、実施例
１０〜１２のインキを製造した。

【００２７】次に比較例として、微粉末の二酸化ケイ素
又は／及びアルミナを添加していないインキを製造し
た。比較例１〜３表１に示す様な割合の前記配合Ａ液あるいはＢ液あるい
はＣ液に、着色剤として下記に示す顔料ビクトリアピンクＧ−２３〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、比較例
１〜３のインキを製造した。

【００２８】比較例４〜６表１に示す様な割合の前記配合Ａ液あるいはＢ液あるい
はＣ液に、着色剤として下記に示す顔料チチカカブラックＦ−２０〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、比較例
４〜３のインキを製造した。

【００２９】比較例７〜９表１に示す様な割合の前前記配合Ｄ液あるいはＥ液ある
いはＦ液に、着色剤として下記に示す顔料ビクトリアイエローＧ−２０〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、比較例
７〜９のインキを製造した。

【００３０】比較例１０〜１２表１に示す様な割合の前前記配合Ｄ液あるいはＥ液ある
いはＦ液に、着色剤として下記に示す顔料チチカカブルーＦ−２１〔商品名、御国色素株式会社製〕５０重量部を添加し、実施例１〜３と同様にして分散して、比較例
１０〜１２のインキを製造した。

【００３１】

【表１】

【００３２】前記各実施例のインキと各比較例のインキ
を、先端に直径が０．５mmのボールを有したボールペン
チップを配設してなる、内径の直径が４mmのインキ収納
筒内に約１．２ｇを直詰めし、そのインキの後端に液栓
としてのグリースを配設して水性ボールペンを作製し
た。この水性ボールペンにおいて、ボールペンとしての
性能である垂れ下がりや、筆跡の線カスレ、線われ、線
の滲みの筆記性能について試験を行った。

【００３３】試験方法及び評価方法については、次のよ
うな要領で行なった。垂れ下がりにおいては、前記各水
性ボールペンを２０℃、湿度９０％R.H.の雰囲気にて、
ボールペンチップを下向きにして、垂直に２時間放置後
のボールペンチップ先端からのインキ漏れ量を評価し
た。垂れ下がり量：無し ○ 僅かに有る △ 有る ×

【００３４】筆記性能については、筆記用紙Ａの紙上に
実際に筆記してみて、筆跡状態を目視により判断した。線カスレ：無い状態 ○ 僅かに有る状態 △ 多いに有る状態 × 線われ：無い状態 ○ 僅かに有る状態 △ 多いに有る状態 × 線の滲み：無い状態 ○ 僅かに有る状態 △ 多いに有る状態 ×

【００３５】その結果は、表２に示すとおりである。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明の水性ボールペン用インキは、増
稠剤として微粉末の二酸化ケイ素とアルミナを併用して
用いたために、インキ収納筒内に直に充填したインキを
合成樹脂の繊維束からなるインキ誘導芯、あるいはペン
芯を用いずに、インキ後端に液栓といわれる粘性の高い
液剤を配設しただけのボールペンチップへのインキ供給
機構である、直詰式の水性ボールペン用のインキとして
使用できる。

【００３８】また、着色剤として顔料を用いた場合に
も、顔料の分散性が良好なインキが得られので、顔料の
再凝集が発生せず、ボールペンチップの目詰まりによる
筆記不良が発生しない。

【００３９】また、水素結合を有する極性媒体中では、
増稠剤として二酸化ケイ素を単独では用いた場合は粒子
同士の水素結合が生じがたいため、添加量の増加が必要
であるのが、二酸化ケイ素とアルミナの混合物は、静電
気的な力によっても三次元網目構造を形成するため添加
量を減少させることができる利点もある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村形伸一神奈川県平塚市西八幡１丁目４番３号株式会社パイロット平塚工場内 (72)発明者村田保三神奈川県平塚市西八幡１丁目４番３号株式会社パイロット平塚工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも着色剤、増稠剤、水と水混和
性の保湿剤を主成分とする水性ボールペン用インキにお
いて、増稠剤として微粉末の二酸化ケイ素およびアルミ
ナを混合したものを用いたことを特徴とする水性ボール
ペン用インキ。