JPH08209055A

JPH08209055A - 直液式水性ボールペン用インキ

Info

Publication number: JPH08209055A
Application number: JP1498895A
Authority: JP
Inventors: Eiji Wasai; 英治和才
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1996-08-13
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JP3338222B2

Abstract

(57)【要約】【構成】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およびグリセリンからなる群
から選ばれた少くとも一種の溶剤が全インキ中５〜４０
重量％、架橋型アクリル酸重合体が全インキ中０．１〜
１．０重量％、および顔料が全インキ中５〜１０重量％
含み、残部は主として水からなる直液式水性ボールペン
用インキ。【効果】ペン先の保湿性がよいキャップなしでペンを
放置でき、経時安定性がよく、ペン先からインキが吹き
だしたり、たれ下がったりする直流現象が発生しない直
液式水性ボールペン用インキが提供できる。携帯用ノッ
ク式水性ボールペンのインキとして好適に使用できる。

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顔料イ
ンキに関し、更に詳しく言えば、インキ吸蔵体や誘導芯
を使用しないで、小径のインキ収納管に直接詰めてペン
先に供給するインキであり、更にキャップを必要としな
い携帯型ノック式ボールペン用インキに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−５７１９４に染料、保湿湿潤
剤、チクソトロピック性付与剤として架橋型アクリル酸
重合体を用いたペン体に供給する水性ボールペン用イン
キが開示され、顔料は再溶解性がなく分散液の経時安定
性が良好でないので染料と比べると直詰タイプの水性ボ
ールペン用インキとしての性能は劣る。さらに顔料は筆
記時に筆記部のボールに対して摩耗作用をして筆記寿命
を短くする欠点があるとのべられている。一般に染料を
使用した場合は、ペン先でインキ成分が乾燥固化しにく
いので、キャップを外した状態でペン先の乾燥を防ぎ、
筆記にともなうインキの流出が円滑である、いわゆるノ
ンドライ性は顔料よりも良好であるが、キャップレスの
携帯型ボールペンとした際はペン先が下を向き、インキ
の吹き出し、いわゆる直流防止性が不充分で、衣類など
を汚す危険がある。

【０００３】また、擬塑性付与剤として、キサンタンガ
ム、グアーガムなどの天然樹脂類、アクリル系、ウレタ
ン系の合成高分子類、スメクタイト、モンモリロナイト
などの無機質類を使用したものが知られているが、ペン
先の保湿性が不充分で、キャップを外して放置すると、
ドライアップにより、カスレが発生したり、はなはだし
い場合は筆記不能になるため、使用後はキャップをする
必要があるなどの欠点がある。

【０００４】直液式水性ボールペンは、通常インキ収納
管後端に、フォロアーと称されるグリース状の半透明不
乾性物質が充てんされるので、インキ蒸発防止の問題は
ペン先、すなわち、ボールとホルダーの間隙からの蒸発
低減化を考えればよい。たとえば、油性ボールペンのよ
うに蒸気圧がかなり低い溶剤を主として用いれば、イン
キの蒸発は考慮しないですむ。しかし、水性インキの場
合は水が主溶剤なので、低蒸気圧溶剤を選択しただけで
は、水の蒸発を防げない。中綿などのインキ吸蔵体を使
用しない直詰式の水性ボールペンは、直流現象（ペン先
からのインキの吹き出し、あるいはたれ下がる現象）が
発生するので問題である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決することであり、ペン先の保湿
性が良好となってキャップを外して放置することがで
き、また従来の欠点である着色剤を顔料とした場合に経
時安定性がよくないこと、染料を用いた場合直流防止性
が不充分であることなどの従来の欠点が改善された直液
式水性ボールペン用インキ、携帯用ノック式水性ボール
ペン用インキを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
ついて検討を重ねた結果、顔料に特定の溶剤と特定量の
架橋型アクリル酸重合体を配合することにより、所望の
インキを得ることができ、本発明の直液式水性インキを
完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の直液式水性ボールペン
用インキは、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およびグリセリンからなる群
から選ばれた少くとも一種の溶剤が全インキ中５〜４０
重量％、架橋型アクリル酸重合体が全インキ中０．１〜
１．０重量％、および顔料が全インキ中５〜１０重量％
含み、残部は主として水からなる。好ましくは架橋型ア
クリル酸重合体が全インキ中０．２〜０．５重量％であ
る。

【０００８】本発明のインキの溶剤は、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お
よびグリセリンからなる群から選ばれた少くとも一種で
ある。この溶剤は保湿剤として水分の揮散を防ぎ、ペン
先のドライアップ防止の効果がある。インキ中の含有量
は５〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％であ
る。単独あるいは複数の組み合わせで使用できるがエチ
レングリコールが最も保湿性が高い。

【０００９】本発明のインキに用いる架橋型アクリル酸
重合体は、インキに適切な擬塑性を付与することができ
るので、直流現象を防止でき、経時的に安定である。ま
た、保湿性が優れている。これを前記の吸湿性の溶剤と
組み合わせることにより、本発明が実現できる。架橋型
アクリル酸重合体の含有量はインキ中０．１〜１．０重
量％である。さらに好ましくは、０．２〜０．５重量％
である。０．１重量％以下では、直流現象を防止するた
めの擬塑性が弱すぎ、１．０重量％以上ではその性質が
強くなりすぎてボールの回転によるインキの流出が円滑
でなくなる傾向となる。架橋型アクリル酸重合体として
使用される具体的なものとしては、和光純薬工業（株）
製の“ハイビスワコー１０４”、“ハイビスワコー１０
５”など、日本純薬（株）製の“ジュンロンＰＷ１１
０”、“ジュンロンＰＷ１１１”など、ＢＦグッドリッ
チカンパニー製の“カーボポール９４１”、“カーボポ
ール１３４２”などである。

【００１０】本発明のインキに用いる顔料としては、特
に制限はなく、従来、水性顔料インキ組成物に慣用され
ている無機系及び有機系顔料の中から任意のものを使用
することができる。無機系顔料としては、例えば酸化チ
タン、カーボンブラック、金属粉などが挙げられ、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
およびペリノン顔料、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．１１６７
０）、ジスアゾエロー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）が使用できる。これ
らの顔料はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上
を組み合わせて用いてもよく、その含有量は、全インキ
の重量に基づき、通常５〜１０重量％、好ましくは６〜
８重量％の範囲で選ばれる。顔料が５％未満の場合は描
線濃度がうすくなり、また１０％をこえると経時的に不
安定となり好ましくない。

【００１１】顔料粒子表面に吸着して、水中に顔料を分
散させる分散剤としては、ノニオン、アニオン系界面活
性剤や水溶性高分子が用いられる。好ましくは水溶性高
分子が用いられる。ノニオン系界面活性剤としては、ポ
リオキシアルキレン高級脂肪酸エステル、多価アルコー
ルの高級脂肪酸部分エステル、糖の高級脂肪酸エステル
などがあり、具体的にはグリセリンの脂肪酸エステル、
ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール
脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレング
リコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキレ
ルエーテル、ポリオキシエチレンフィトステロール、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリ
ン、ポリオキシエチレンラノリンアルコール、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸
アミド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルホルムア
ルデヒド縮合物などがある。アニオン系界面活性剤とし
ては、高級脂肪酸アミドのアルキル化スルフォン酸塩、
アルキルアリルスルフォン酸塩などがあり、具体的に
は、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル硫酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸塩、Ｎ−アシルメチル
タウリン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸
塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルリン酸塩などがある。水溶性高分子としては、ポ
リアクリル酸、アクリル酸共重合体、マレイン酸樹脂な
どがある。具体的には、アクリル樹脂、スチレンアクリ
ル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂などの樹脂を塩の形に
して水溶性にしたものを用いる。塩を形成するアルカリ
金属としては、ナトリウム、カリウムが代表的であり、
アミンとしてはモノ−、ジ−又はトリ−メチルアミンな
どの脂肪族第１から第３級アミン、モノ−、ジ又はトリ
−プロパノールアミン、メチルエタノールアミン、メチ
ルプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミンなど
のアルコールアミンその他アンモニア、モルホリンおよ
びＮ−メチルホリンなどが代表的である。その含有量は
インキ中１〜２重量％であり、顔料に対して約２０ｗｔ
％である。

【００１２】また、潤滑剤、防錆剤、防腐剤、顔料分散
剤、ｐＨ調節剤が必要に応じて使用できる。その他保湿
性を高めるために、添加剤として、尿素、あるいはある
種の界面活性剤類を使用してもよい。

【００１３】本発明のインキの製造方法はつぎの３工程
から構成される。１．顔料分散体（トナー）調製：顔料、分散剤、溶剤、
添加剤類及び水とからなり、ビーズミル、ボールミルな
どの分散機を使用し、充分に分散した後、遠心分離を行
ない、粗大分を除去してトナーを得る。２．擬塑性付与剤ベース（ゲルベース）調製：所定量の
水に擬塑性付与剤を徐々に投下し、撹拌を行ない、水に
完全に溶解させる。その後に、モノエタノールアミン、
トリエタノールアミンなどの塩基を加えてｐＨを６〜９
に調整してゲルベースとする。３．インキの調製：ゲルベースと溶剤を計量後、撹拌機
で充分に混合する。次にトナーを加えてゲル状物が均一に溶解するまでさら
に撹拌を行ない、濾過器にて夾雑物を取り除き、インキ
を得る。

【００１４】本発明のインキは、インキ吸蔵体を使用し
ないで直接インキ収納管に詰めて使用でき、ペン先から
の水の蒸発の防止、ペン先の保湿、直流現象の防止に効
果がある。その理由は本発明のインキは、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
およびグリセリンからなる群から選ばれた少くとも一種
の溶剤の吸湿性と保湿性、架橋型アクリル酸重合体の高
い保湿性の組合わせによって、ペン先からの水の蒸発が
抑制される。そのため長期間、キャップなしで放置して
も、インキが乾燥固化せず、書き出し（初筆性）がスム
ースな水性ボールペンが得られる。本発明のインキに用
いる顔料は、水や溶剤に不溶であり、顔料固形分がペン
先にて、ゆるい目詰まり現象が生じること、また、顔料
分散体自体が擬塑性の性質を持っていることにより、架
橋型アクリル酸重合体の擬塑性付与効果とあいまって直
流現象を完全に防止するものと考えられる。すなわち、
架橋型アクリル酸重合体は、直流を防止する役割と、ペ
ン先からの水分蒸発を極力押さえる保湿剤として、２つ
の効果を発揮し、また、顔料はインキの筆記描線が染料
インキより格段に優れた耐光、耐水、耐溶剤性をもち、
また、赤、青その他有彩インキが、その色自体の色とし
て見えるといういわゆるディスプレイ性にすぐれる。本
発明のインキが、ボールペンに収納されている場合、筆
記しない状態の場合すなわち剪断力がかからない静止状
態にあるときは数千mPa・Sの高粘度でインキの流動を防
ぎ、筆記に際し、ボールの回転により剪断力が生じた時
に低粘度化することによりインキの流れだし筆記可能と
なる。

【００１５】

【実施例】実施例によって本発明をさらに詳細に説明す
る。実施例で得られたインキは下記の方法で評価した。
試験に用いたボールペンは三菱鉛筆（株）製のノック式
ボールペンＳＮ−８０の軸を使用し、内径３mm、長さ１
００mmのポリプロピレン製インキ収納管とステンレス製
チップ（ボールは超硬合金で直径０．５mm）からなるリ
フィールに実施例、比較例で得られたインキを充てんし
たものである。なお、インキ後端には、三菱鉛筆（株）
製の水性中粘度ボールペンＵＭ−１００に使用されてい
るフォロアーを充てんした。

【００１６】１）初期筆記性フリーハンドで筆記し、つぎの基準で評価した。 ○ 問題なし △ ややかすれる２）直流防止性所定のインキを充てんしたボールペン１０本をペン先を
下にして温度２５℃、湿度６５％の恒温・恒湿槽に１週
間放置した後、直流現象の程度をつぎの基準で評価し
た。 ◎ まったくない ○ わずかにある △ 少し多い × 非常に多い３）経時初筆性２５℃及び４０℃の恒温槽に各１０本放置し、６ケ月後
にフリーハンドで筆記し、つぎの基準で評価した。 ◎ 書き始めから、問題なく、描線が書ける ○ 書き始めはややかすれるが、すぐに復帰して書ける △ 通常の描線が書けるまで、捨て書きが必要 × かすれが多く、初期の描線が書けない４）減量率上記経時初筆性の際に、初期に充てんしたインキを１０
０とした場合のインキの減量率（％）も同時に測定し
た。

【００１７】実施例１〜９顔料として、カーボンブラック“ＭＣＦ−８８”〔三菱
化成（株）製〕、赤顔料“フジレッド２５１０〔富士色
素（株）製〕、青顔料“リオノールブルーＥＦＷ〔東洋
インキ（株）製〕；分散剤としてスチレン・アクリル樹
脂；溶剤としてエチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレ
ングリコール（ＤＥＧ）、プロピレングリコール（Ｐ
Ｇ）、グリセリン（Ｇ）；擬塑性付与剤として架橋型ア
クリル酸重合体“ハイビスワコー１０４”〔和光純薬
（株）製〕；潤滑剤としてリン酸エステル“ＲＭ−５１
０”〔東邦化学工業(株)製〕；防腐防錆剤としてベンゾ
トリアゾール“ネヤノックスＢＴＬ”〔オリエント化学
工業(株)製〕ｐＨ調節剤として〔トリエタノールアミ
ン〕；およびイオン交換水を用い〔００１３〕に述べた
製造方法に基づいて直液式水性ボールペン用インキを造
った。その配合比と評価を表１に示す。

【００１８】比較例１〜３黒染料〔“ウォーターブラック１８７ＬＭ”（オリエン
ト化学（株）製）〕を使用した場合（比較例１）、溶剤
を使用しない場合（比較例２）、アクリル系共重合体
〔“プライマルＴＴ−６１５”（ローム＆ハース製）〕
を用いた場合（比較例３）を比較として表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】ペン先の保湿性がよいキャップなしでペ
ンを放置でき、経時安定性がよく、ペン先からインキが
吹きだしたり、たれ下がったりする直流現象が発生しな
い直液式水性ボールペン用インキが提供できる。携帯用
ノック式水性ボールペンのインキとして好適に使用でき
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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およびグリセリンからなる
群から選ばれた少くとも一種の溶剤が全インキ中５〜４
０重量％、架橋型アクリル酸重合体が全インキ中０．１
〜１．０重量％、および顔料が全インキ中５〜１０重量
％含み、残部は主として水からなる直液式水性ボールペ
ン用インキ。
【請求項２】架橋型アクリル酸重合体が全インキ中
０．２〜０．５重量％であることからなる請求項１記載
の直液式水性ボールペン用インキ。