JPH09176551A - ボールペン用水性金属光沢色インキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム粉末を使用したインキであっ
て、長期保管においてもインキの変質を極力低減したボ
ールペン用として適正な物性を有する水性金属光沢色イ
ンキを提供すること。 【解決手段】 アルミニウム粉末１〜３０重量％と、多
糖類０．３〜１．５重量％と、ポリビニールピロリドン
３．０〜８．０重量％と、エチレングリコール、グリセ
リンなどの水溶性有機溶剤５〜４０重量％と、水とを少
なくとも含み、必要に応じて染料、顔料などの着色材も
含むインキ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着色材としてアル
ミニウム粉末を使用し、更に必要に応じて着色材を併用
した、筆跡が銀色、金色又は銅色などのメタリック調の
色彩が得られるボールペン用水性金属光沢色インキに関
し、長期保管においても、インキの変質を極力防止した
ボールペン用水性金属光沢色インキに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金色、銀色のメタリック（金属光
沢）調の色彩を得るに当たって、輝度感を筆跡に与える
着色材としてアルミニウム粉末やブロンズ粉末などの金
属粉顔料が用いられており、更に、銅色など種々の金属
光沢色の筆跡を示すために、金属粉顔料に染料や顔料を
併用することがなされている。

【０００３】例えば、アルミニウム粉末を用いた低粘性
のマーキングペン用インキとして、特公昭６２−３７６
７８号公報や特公平１−５６１０９号公報に記載された
インキがある。特公昭６２−３７６７８号公報には、ア
ルミニウム粉末などの金属粉顔料と、油溶性染料と、樹
脂と、溶剤とよりなり、金属粉顔料により形成される筆
跡の周囲に染料が滲透拡散して輪郭線効果を生じる二重
発色インキ組成物が開示されている。特公平１−５６１
０９号公報には、表面処理したアルミニウム粉末などの
微細金属粉と、樹脂と、溶剤とよりなり、マーキングペ
ンからの円滑なインキ流出性を有し、使用時における易
分散性を有するマーキングペン用金属光沢インキが開示
されている。上記の公報に記載されたインキは、低粘度
のインキであるため短期間でアルミニウム粉末が沈降分
離する。従って、これらのインキは、インキ収容室内に
金属球などの撹拌部材を収容しておき、使用時に前記撹
拌部材を用いて沈降した金属粉顔料を再分散して用いる
ものである。

【０００４】上記のマーキングペン用インキと異なり、
インキ粘度を高くしてアルミニウム粉末の沈降分離を抑
制し、金属球などの撹拌部材を不要とした金属光沢を有
するインキも提案されている。特開昭６０−１８６５７
３号公報には、溶剤及び当該溶剤に可溶な増粘性の樹
脂、更に金属粉顔料及び着色顔料が各々少なくとも所要
量ずつ含有され、且つ、所要値以上の高粘度を有するこ
とを特徴とするメタリック調の色彩を有するインキであ
って、高粘度で金属顔料の沈降が少ない、加圧ボールペ
ンへの使用が適しているインキが開示されている。加圧
型でない通常のボールペンに使用されるインキの例とし
ては、特公昭６４−４５５１号公報に、ゲル化させた非
流動性のインキが開示されている。

【０００５】上記従来技術として提案されているインキ
は、溶剤として、有機溶剤を用いている油性インキであ
る。

【０００６】これに対して、アルミニウム粉末を用いた
水性インキとしては、特開平１−２１０４７８号公報
に、樹脂、アルミニウムペースト、水とからなるインキ
主成分に、添加剤としてアセチレンアルコール誘導体を
添加したことを特徴とし、ピンホールによる塗布の汚れ
を防止した水性金属光沢色インキが開示されている。

【０００７】しかしながら、上記従来技術として提案さ
れているインキには、ボールペン用として使用できる水
性金属光沢色インキに関する提案はない。即ち、特公昭
６２−３７６７８号公報、特公平１−５６１０９号公報
に記載された発明のインキ組成物は、油性インキであ
り、マーキングペン用を意識したものである。この場合
のマーキングペンとは、上記したように、インキ収容管
室に金属ボールなどの撹拌部材を収容しておき、使用時
に筆記具を振って、沈降したアルミニウム粉末を再分散
して用いるものである。即ち、これらのマーキングペン
用のインキ組成物は、短時間にアルミニウム粉末が沈降
するものである。

【０００８】上記特開昭６０−１８６５７３号公報に記
載された発明のインキは、加圧構造のボールペンに用い
るものであり、大気圧で筆記可能な、中空筒体からなる
インキ収容管を用いた構造のボールペンに用いた場合に
は実用上満足な結果は得られていない。特公昭６４−４
５５１号公報に開示されているインキは、インキが非流
動性であり、ボールペン先端部のボールの回転により、
ボールの回転部分でインキがゾル化して吐出するとはい
っても、連続筆記することは全く開示されていない。

【０００９】また、特開平１−２１０４７８号公報に記
載されたインキは、ピンホールによる塗布の汚れを防止
することを目的としたものであって、ボールペン用イン
キとしての特性については全く開示されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ム粉末は、水と反応を起こし、ガスが発生したり、経時
的に金属光沢が失われて白色となってしまったりするこ
とがある。こういった現象を防止するために、アルミニ
ウム粉末は、通常その表面を脂肪酸や無機リン酸及びそ
れらの塩で処理したものが用いられている。しかし、上
記のような、表面に脂肪酸や脂肪酸塩や無機リン酸や無
機リン酸塩を付着処理したアルミニウム粉末は、表面が
疎水性になっているので、これを水性インキに用いる場
合、アルミニウム粉末を水中に分散するために界面活性
剤が必要である。ところが、従来分散を目的として使用
される界面活性剤は、アルミニウム粉末に吸着している
脂肪酸や無機リン酸及び／又はそれらの塩を脱離してし
まうので、結果的にアルミニウム粉末が反応を起こし、
ガスが発生したり、経時的に輝度感が失われてしまった
りする。

【００１１】本発明の課題は、アルミニウム粉末を使用
したインキであって、長期保管においてもインキの変質
を極力低減したボールペン用水性金属光沢色インキを提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
粉末と、多糖類及び／又はその誘導体を０．３〜１．５
重量％と、ポリビニールピロリドンを３．０〜８．０重
量％と、水溶性有機溶剤と、水とを少なくとも含むこと
を特徴とするボールペン用水性金属光沢色インキを要旨
とするものである。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
使用するアルミニウム粉末は、筆跡に輝度感を付与する
着色材として用いる。鱗片状のものは輝度感がより鮮明
に現れるので特に好ましい。アルミニウム粉末は、スタ
ンプ・ミルでアルミニウム片をステアリン酸などの減磨
剤と共に粉砕するスタンプ法や、噴射法によって得られ
たアルミニウム粉末と滑材と適当な液体とを剛球と共に
ドラム中に入れ、ドラムを回転させてアルミニウム片を
粉砕するボールミル法などにより得られる。通常市販品
としてはアルミニウムペーストとして入手できる。アル
ミニウムペーストは、アルミニウム金属粉を高沸点の石
油系溶剤（ミネラルスピリット）とステアリン酸などの
減磨剤とを入れたボールミルの中で、粉砕、研磨し、非
常に薄い鱗片状のアルミ微粒子にしたもので、鱗片状の
アルミニウム微粒子が石油系溶剤で濡れているため、発
火、爆発の危険が少なく、貯蔵安定性もよく、使用上取
り扱いやすくなっている。

【００１４】アルミニウム粉末の使用量はインキ全量に
対して１〜３０重量％が好ましい。使用量が１重量％未
満の場合、筆跡に金属光沢が少なくなり、使用量が３０
重量％を超えた場合、固形分が多くなり流動性が低くな
るからインキ吐出が悪くなる傾向がある。

【００１５】アルミニウム粉末の平均粒子径は、５〜３
０μｍのものを使用することが好ましい。これは、平均
粒子径が５μｍ未満であると筆跡の金属光沢が少なくな
り、輝度感のない不鮮明な筆跡になり易く、３０μｍ以
上であるとボールペンのペン先ではインキ吐出が低下
し、適用しにくくなる傾向があるためである。

【００１６】市販されているアルミニウム粉末として
は、ＡＡ１２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．１８０００（以
上、福田金属箔粉工業（株）製）などがある。また、ア
ルミニウムペーストとしては、スーパーファインＮｏ．
２２０００ＷＮ、同Ｎｏ．１８０００ＷＮ（以上、大和
金属粉工業（株）製）、ＷＢ０２３０、ＷＸＭ０６３０
（以上、東洋アルミニウム（株）製）などがある。

【００１７】多糖類は、アルミニウム粉末の沈降を防止
し、更にアルミニウム粉末を被覆し水との反応を極力抑
制するために使用するものであり、その使用量はインキ
全量に対して０．３〜１．５重量％が必要である。これ
は、使用量が０．３重量％未満では、アルミニウム粉末
の沈降防止効果が不十分であり、１．５重量％を越えた
場合には、ボールペン用インキとして不適切な粘度とな
ってしまうためである。多糖類としては、例えば、種子
多糖類のガーガム、ローカストビーンガム、微生物系の
ザンサンガム、ウエランガム、ラムザンガム、海藻多糖
類のカラギーナン、アルギン酸、樹脂多糖類のタラガン
トガムなど、及び、それらの誘導体が挙げられる。ポリ
ビニールピロリドンはアルミニウム粉末を被覆し水との
反応を極力抑制するために使用するものであり、その使
用量は、インキ全量に対して３．０〜８．０重量％が必
要である。これは、使用量が３．０重量％未満では、ア
ルミニウム粉末の水との反応を抑制する効果が不十分で
あり、８．０重量％を越えた場合には、ボールペン用イ
ンキとして不適切な粘度となってしまうためである。そ
して、多糖類及びポリビニールピロリドンは、上記使用
量の範囲で併用することが必要である。これは、多糖類
のみの使用ではアルミニウム粉末の水との反応を抑制す
る効果が不十分であり、ポリビニールピロリドンのみの
使用では、ボールペン用インキとしての適切な粘度が得
られないためである。

【００１８】水溶性有機溶剤は、インキとしての種々の
品質、例えば、低温時でのインキ凍結防止や、筆記具用
として使用した場合、ペン先でのインキ乾燥防止などの
目的で使用するものである。具体的には、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、ポリエチレングリコール
１、３−ブチレングリコール、チオジエチレングリコー
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、２−ピロリドン、トリエタノールアミン等
を単独或は混合して使用することができる。その使用量
はインキ全量に対して５〜４０重量％が好ましい。

【００１９】水は、主溶剤として使用する。

【００２０】本発明に係わるボールペン用水性金属光沢
色インキは、基本的には上記成分よりなるが、更に、種
々の実施態様をとることができる。例えば、筆跡を有色
の金属光沢となすために、着色材としてアルミニウム粉
末と従来公知の酸性染料、塩基性染料、直接染料といっ
た水溶性染料及び／又は顔料とを併用することができ
る。酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２
３、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドブ
ルー１などが挙げられ、塩基性染料としては、Ｃ．Ｉ．
ベーシックブルー７、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１など
が挙げられ、直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブ
ルー８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ダ
イレクトオレンジ８などが挙げられる。染料の使用量は
インキ全量に対して５〜２０重量％が好ましい。顔料と
しては、黄色顔料のＣ．Ｉ．１１６６０、同１１６７
０、同１１６８０、同１１７３０、同１１７７３５、同
１１７４０、同１２７１０、同１２７２０、同２００４
０、同２０２２０、同２１１３５、同１９１４０、同４
７００５、同６８４２０、橙色顔料のＣ．Ｉ．１２０５
５、同１２０７５、同１２１２５、同１２３０５、同２
１１６５、褐色顔料のＣ．Ｉ．１２４８０、同１２０７
１、赤色顔料のＣ．Ｉ．１２１２０、同１２０７０、同
１２０８５、同１２０９０、同１２３１５、同１２３１
０、同１２３３５、同１２４４０、同１２４６０、同１
２４２０、同１２３２０、同１２４９０、同１５５８
５、同１５８００同４６５００、紫色のＣ．Ｉ．４２５
３５、同６００１０、青色のＣ．Ｉ．７４１００、同７
４１６０、同７４１８０、緑色のＣ．Ｉ．７４２６０等
が挙げられる。これら顔料は、水性媒体に分散して用い
られる。市販の水分散タイプの顔料は取り扱い性や生産
性が高まるので好ましく用いられる。水分散タイプの顔
料の具体例としては、ＥＭ ＹＥＬＬＯＷ ＦＧ、ＥＭ
ＹＥＬＬＯＷ ＦＸ−３０２４、ＥＭ ＳＣＡＲＬＥＴ
２Ｙ、ＥＭ ＰＩＮＫ ２Ｂ、ＥＭ ＧＲＥＥＮ
Ｇ、ＥＭ ＢＬＵＥ ２Ｇ（以上、東洋インキ（株）
製）などが挙げられる。顔料の使用量は、顔料固形分と
して、インキ全量に対して３〜２０重量％が好ましい。

【００２１】また、尿素、エチレン尿素、チオ尿素など
の湿潤剤や、ベンゾチアゾリン系、オマジン系などの防
腐剤、ベンゾトリアゾールなどの防錆剤、アルミニウム
粉末の分散剤としての界面活性剤などといった種々の添
加剤を必要に応じて添加できる。

【００２２】本発明のボールペン用水性金属光沢色イン
キを製造するに際しては、従来知られている種々の方法
が採用できる。例えば、上記各成分を配合し、ヘンシェ
ルミキサー等の撹拌機により撹拌混合することによっ
て、又、ボールミル等の分散機により混合粉砕すること
によって容易に得られる。

【００２３】

【作用】アルミニウム粉末は、水との反応を防止するた
めに、例えばアルミニウムペーストのようにアルミニウ
ム粉末表面をステアリン酸や無機リン酸などの物質で処
理している。しかし、ステアリン酸や無機リン酸などの
物質は、アルミニウム粉末に対して吸着或いは弱い力で
結合しているので経時的にアルミニウム粉末表面から脱
離し易い。その結果アルミニウム粉末と水とが反応して
水素ガスが発生し、インキが変質してしまう。本発明に
係る、多糖類とポリビニールピロリドンを併用したイン
キが、ボールペン用として好適な粘度を示しつつ、長期
保管でもアルミニウム粉末が沈降せず更に水と反応しな
いことについては、以下のように推考される。多糖類の
使用量が０．３重量％未満であるとアルミニウム粉末の
沈降を防止することができず、又、１．５重量％を越え
るとボールペン用インキとしての粘度物性を得ることが
できず、従来使用しているボールペンのペン先からイン
キの吐出が悪くカスレたりすることになる。しかし、ア
ルミニウム粉末を充分被覆し、水との反応を抑制するの
に、多糖類はインキ全量に対して１．５重量％以上必要
である。そこで、アルミニウム粉末の反応を抑制する効
果があり、かつ、増粘効果の低いポリビニールピロリド
ンを３．０〜８．０重量％併用したので、本発明に係る
インキは、ボールペン用インキとしての適正な粘度物性
を保持しつつ、アルミニウム粉末の反応を抑制すること
によって長期保管でもアルミニウム粉末が沈降せず更に
水と反応しない。

【００２４】

【実施例】以下、実施例に基づき更に詳細に説明する。 実施例１ アルミニウムペースト（ＷＸＭ０６３０、東洋アルミニウム（株）製、アルミ ニウム粉末含有量６０．０重量％） ８．０重量部 ザンサンガム ０．８重量部 ポリビニールピロリドンＫ−１５（米国、ゼネラルアニリン＆フィルム社製） ５．０重量部 エチレングリコール １５．０重量部 グリセリン １０．０重量部 水 ６１．０重量部 防腐剤（プロクセルＧＸＬ、ＩＣＩジャパン（株）製、１，２−ベンゾイソチ アゾリン−３−オン） ０．２重量部 上記各成分をヘンシェルミキサーにて３０分撹拌混合し
て粘度２６０ポイズ（Ｅ型粘度計、１ｒｐｍ、２５℃）
のインキを得た。このインキは、ステンレスボールペン
チップ（ボール材質；超硬合金）を一端に連設したポリ
プロピレン製の中空軸筒よりなる透明なインキ収容管に
充填して紙面に筆記したとき、鮮明な銀色の筆跡を与え
た。

【００２５】実施例２ アルミニウムペースト（ＷＸＭ０６３０、前述） ５．０重量部 ウェランガム ０．３重量部 ポリビニールピロリドンＫ−１５（前述） ６．０重量部 エチレングリコール １０．０重量部 グリセリン １０．０重量部 水 ６０．５重量部 水分散顔料（ＥＭ ＹＥＬＬＯＷ ＦＸ３０２４、東洋インキ（株）製） ８．０重量部 防腐剤（プロクセルＧＸＬ、前述） ０．２重量部 上記各成分を撹拌機にて１時間混合撹拌して粘度２５０
ポイズ（Ｅ型粘度計、１ｒｐｍ、２５℃）のインキを得
た。このインキは、実施例１と同様になして紙面に筆記
したとき、鮮明な金色の筆跡を与えた。

【００２６】実施例３ アルミニウムペースト（ＷＢ０２３０、東洋アルミニウム（株）製、アルミニ ウム粉末含有量６８．４重量％） １０．０重量部 ラムザンガム ０．５重量部 ポリビニールピロリドンＫ−１５（前述） ４．０重量部 エチレングリコール １０．０重量部 グリセリン ５．０重量部 水 ６０．３重量部 水分散顔料（下記組成で製造したもの） １０．０重量部 防腐剤（プロクセルＧＸＬ、前述） ０．２重量部 上記各成分をラボミキサーにて１時間撹拌混合して粘度
２５０ポイズ（Ｅ型粘度計、１ｒｐｍ、２５℃）のイン
キを得た。このインキは、実施例１と同様になして紙面
に筆記したとき、鮮明な金属光沢のある青色の筆跡を与
えた。 （水分散顔料）フタロシアニンブルー３０部、エチレン
グリコール２０部、水４５部、ＮＰ−１０（ＰＯＥ（１
０）ノニルフェニルエーテル、日光ケミカルズ（株）
製）を媒体分散機にて分散したものである。

【００２７】実施例４ アルミニウムペースト（スーパーファインＮｏ．２２０００ＷＮ、大和金属粉 工業（株）製、アルミニウム粉末含有量７０重量％） １０．０重量部 ローカストビーンガムガム ０．８重量部 ポリビニールピロリドンＫ−１５（前述） ６．０重量部 エチレングリコール １０．０重量部 グリセリン ５．０重量部 水 ６２．０重量部 Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６ ５．０重量部 ジョンクリルＪ−７７５（ジョンソンポリマー（株）製、スチレンアクリル系 共重合物のエマルジョン） １．０重量部 防腐剤（プロクセルＧＸＬ、前述） ０．２重量部 上記各成分をラボミキサーにて１時間撹拌混合して粘度
３００ポイズ（Ｅ型粘度計、１ｒｐｍ、２５℃）のイン
キを得た。このインキは、実施例１と同様になして紙面
に筆記したとき、鮮明な金属光沢のある緑色の筆跡を与
えた。

【００２８】比較例１ 実施例１において、ポリビニールピロリドンＫ−１５を
５．０重量部から２．０重量部にし、その分水を増やし
た以外は、実施例１と同様になして粘度２５０ポイズ
（Ｅ型粘度計、１．０ｒｐｍ、２５℃）のインキを得
た。このインキは、実施例１と同様になして紙面に筆記
したところ、鮮明な銀色の筆跡を与えた。

【００２９】比較例２ 実施例１において、ポリビニールピロリドンＫ−１５を
５．０重量部から９．０重量部にし、その分水を減らし
た以外は、実施例１と同様になして粘度２９０ポイズ
（Ｅ型粘度計、１ｒｐｍ、２５℃）のインキを得た。こ
のインキは、実施例１と同様になして紙面に筆記したと
ころ、筆跡の中央部が薄く、外側が濃い線割れの著しい
銀色のインキを与えた。

【００３０】比較例３ 実施例１のザンサンガムを０．８重量部から０．２重量
部にし、その分水を増やした以外は、実施例１と同様に
なして粘度１００ポイズのインキを得た。このインキ
は、実施例１と同様になして紙面に筆記したところ、銀
色の筆跡を与えた。

【００３１】比較例４ 実施例１のザンサンガムを０．８重量部から１．９重量
部にし、その分水を減らした以外は、実施例１と同様に
なして粘度１１２０ポイズ（Ｅ型粘度計、０．５ｒｐ
ｍ、２５℃）のインキを得た。このインキは実施例１と
同様になして紙面に筆記したところ、カスレぎみの銀色
の筆跡を与えた。

【００３２】以上、実施例１〜４、比較例１〜４で得た
ボールペン用水性金属光沢色インキについて、試験を行
った。結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】・筆記試験：実施例１〜４及び比較１〜４
で得たインキを、ステンレスボールペンチップ（ボール
材質；超硬合金）を一端に連設したポリプロピレン製の
中空軸筒よりなる透明なインキ収容管に０．８ｇ充填
し、その上部に逆流防止体を０．１ｇ充填後、気泡を遠
心脱気して筆記試験用のボールペンを作成した。このボ
ールペンを用いて、上質紙（ＪＩＳ Ｐ３２０１筆記用
紙Ａ）に、手書き筆記を行い、更に、１ヶ月放置後に同
様に筆記を行い、ボールペン作成直後、及び、１ヶ月放
置後の筆跡状態を観察、比較した。尚、１ヶ月放置は、
筆記試験用のボールペンを５０℃の恒温室内にペン先を
上向きの状態で静置した。

【００３５】・インキ外観の観察：上記筆記試験用のボ
ールペンを用いて、透明なインキ収容管内のインキの状
態を１ヶ月放置前後で比較した。比較例１、３は、アル
ミニウム粉末が沈降分離して２層になっていたが、他の
ものは放置前後で変化は認められなかった。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るボールペン用水性金属光沢色インキは、アルミニウ
ム粉末沈降分離や水との反応といった経時的な変質がほ
とんどない優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム粉末と、多糖類及び／又は
   その誘導体を０．３〜１．５重量％と、ポリビニールピ
   ロリドンを３．０〜８．０重量％と、水溶性有機溶剤
   と、水とを少なくとも含むことを特徴とするボールペン
   用水性金属光沢色インキ。