JPH09328647A - 水性ボールペンインキ組成物 - Google Patents

水性ボールペンインキ組成物

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JPH09328647A
JPH09328647A JP14911396A JP14911396A JPH09328647A JP H09328647 A JPH09328647 A JP H09328647A JP 14911396 A JP14911396 A JP 14911396A JP 14911396 A JP14911396 A JP 14911396A JP H09328647 A JPH09328647 A JP H09328647A
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JP
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ink
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magnesium silicate
water
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JP14911396A
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Masakazu Someya
正万 染谷
Tomoaki Kashimura
朝昭 樫村
Takao Machida
高男 町田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】剪断減粘性を付与するための剪断減粘性剤とし
てケイ酸マグネシウム微粒子を使用した水性ボールペン
インキにおいて、ケイ酸マグネシウムの長期間安定な分
散系が得られるとともに、経時的に安定な剪断減粘性を
維持することができる水性ボールペンインキを提供す
る。 【解決手段】顔料、水、極性溶剤、ケイ酸マグネシウム
微粒子からなる剪断減粘性剤、および調整添加剤を主成
分とする水性ボールペンインキ組成物において、ケイ酸
マグネシウム微粒子の剪断減粘性および分散安定剤とし
て、メタリン酸やウルトラリン酸のナトリウムやカリウ
ム塩のごとき重合リン酸塩をインキ全量に対して0.0
1〜5重量%含有させる。要すれば、ゲル強度調整助剤
としてポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸また
はその中和物や、筆記性能改質剤としてアクリル酸アル
キル共重合体エマルジョンをさらに添加することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、剪断減粘性を有
する水性ボールペン用のインキ組成物に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の水性インキを用いたボールペン
は、インキ吸蔵体中綿にインキを吸収させ、このインキ
をインキ誘導芯を通してペン先チップに供給し、ボール
の回転により紙面に転写する方式が採用されていた。そ
の後、水性インキを増粘し、剪断減粘性を付与して、油
性ボールペンと同様にしてインキ収納管にインキを収納
し、インキ収納管からペン先チップへインキが直接供給
される方式にしたものが作られるようになった。
【0003】水性インキを増粘し、剪断減粘性を付与す
る添加剤としては、例えば特公平7−17872号公報
や特公昭64−8673号公報に記載されているよう
に、キサンタンガム、グァーガム、ローカストビーンガ
ム、セルロース誘導体などが提案されている。また、例
えば特開平6−256699号公報には、無機質微粒子
により増粘および剪断減粘性を付与することが記載され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機質
微粒子を単独で使用して剪断減粘性を付与したインキに
おいては、付与された剪断減粘性および無機質微粒子自
体の分散性が不安定であるため、ボールペン用インキと
しては経時的安定性に欠け、筆記の際の紙面へのインキ
転写量にも大きなバラツキが生じてしまい。また、無機
質微粒子の分散が不安定になるため、インキ中の着色剤
として用いた顔料を凝集させるとともに、成分分離を生
じてしまうため、インキ組成物としては必ずしも満足す
べきものではなかった。
【0005】そこでこの発明は、水性ボールペンインキ
を増粘して剪断減粘性を付与するための剪断減粘性剤で
ある無機質微粒子としてケイ酸マグネシウムを使用した
水性ボールペンインキにおいて、ケイ酸マグネシウムの
長期間安定な分散系が得られるとともに、経時的に安定
な剪断減粘性を維持することができる水性ボールペンイ
ンキを提供することを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、顔
料、水、極性溶剤、ケイ酸マグネシウム微粒子からなる
剪断減粘性剤、および調整添加剤を主成分とする水性ボ
ールペンインキ組成物において、ケイ酸マグネシウムの
剪断減粘性および分散安定剤として重合リン酸塩をイン
キ全量に対して0.01〜5重量%の範囲で含有させる
ことを特徴とする水性ボールペンインキ組成物である。
【0007】この発明においては、重合リン酸塩をケイ
酸マグネシウムとともに用いることにより、分散された
ケイ酸マグネシウムと重合リン酸塩とが結合して、ケイ
酸マグネシウムの粒子同士の結合を抑制し、ゲル状態の
ものを半ゲル状態にするものと考えられる。その結果、
ケイ酸マグネシウムのカード構造のハウスが固く形成さ
れることなく、この系が適度なゲル強度となるため、系
全体として固くなり過ぎることもなくなると考えられ
る。特に重合リン酸塩は、リン酸塩やピロリン酸塩のよ
うに一つの粒子として完全にケイ酸マグネシウムを分散
してしまうわけではないので、剪断減粘性が消失するこ
とはなく、適度な剪断減粘性を維持しながら分散性を良
好にすることができる。
【0008】
【発明の実施の態様】この発明で使用するケイ酸マグネ
シウム微粒子は、ボールペンインキに剪断減粘性を付与
する剪断減粘性剤として従来既知の無機質微粒子であ
り、通常粒径約1μm以下のものが好ましく使用され
る。ケイ酸マグネシウムとしては天然物よりも透明性に
優れた合成ケイ酸マグネシウムが好ましく使用でき、商
品名「ラポナイト」(登録商標、ラポルテ・インダスト
リー社製)として市販品がある。
【0009】ケイ酸マグネシウムによりインキに付与さ
れる剪断減粘性およびケイ酸マグネシウム自体の分散の
安定剤としてこの発明において使用する重合リン酸塩と
しては、メタリン酸やウルトラリン酸のナトリウム塩や
カリウム塩が好ましく使用できる。重合リン酸塩の含有
量は、インキ全量に対して0.01〜5重量%の範囲と
する。0.01重量%未満の添加では十分な添加効果が
得られず、5重量%を超えて添加すると、ケイ酸マグネ
シウムがインキ中で凝集する傾向が認められる。
【0010】インキの着色剤としての顔料は、水性ボー
ルペンインキに従来から使用されているカーボンブラッ
ク、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、蛍光顔料など
の有機および無機顔料がこの発明においても使用でき
る。
【0011】極性溶剤としては、水性ボールペンインキ
に従来から一般に使用されているエチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリンなどのグリコール系
の溶剤がこの発明においても使用できる。
【0012】さらに調整添加剤としては、一般的に水性
ボールペンインキに従来から使用されている界面活性
剤、防錆剤、防腐剤、pH調整剤などが、この発明にお
いても必要に応じて適宜選択して使用することができ
る。
【0013】この発明のインキ組成物は、上述したよう
に剪断減粘性剤としてのケイ酸マグネシウム微粒子とと
もに重合リン酸塩を添加することによって、経時的に安
定な剪断減粘性および分散性を付与することができる
が、このインキを比較的高温下に保管した場合には、イ
ンキの粘度およびゲル強度が増加する傾向がみられる。
ゲル強度が強くなり過ぎると、ボールペンのボールに対
するインキの追従性が悪くなり、ボールが空転する現象
も生じるため問題がある。かような問題を抑制するため
に、この発明のインキ組成物に、ゲル強度調整剤として
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸またはその
中和物をさらに添加することが望ましい。かようなゲル
強度調整剤の添加により、インキ粘度およびゲル強度の
増加の傾向をかなり減少させることができる。なおこの
発明で使用できるポリオキシエチレンアルキルエーテル
リン酸としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニル
エーテルリン酸も包含する。
【0014】ゲル強度調整剤としてのポリオキシエチレ
ンアルキルエーテルリン酸またはその中和物の含有量
は、インキ全量に対して0.01〜10重量%の範囲と
する。0.01重量%未満の添加では十分なゲル強度調
整効果が得られず、一方、10重量%を超えて添加する
場合にはインキが増粘するため好ましくない。
【0015】またこの発明のインキ組成物は、その処方
によってはボールペンインキとしての筆記感が重くかつ
キシミ感が生ずる場合がある。この場合には、インキ組
成物に筆記性能改質剤としてアクリル酸アルキル共重合
体エマルジョンをさらに添加することが好ましく、これ
によってインキに滑らかさを与え、軽くかつ滑らかな筆
記感を付与することができる。筆記性能改質剤としての
アクリル酸アルキル共重合体エマルジョンの含有量は、
インキ全量に対して0.1〜10重量%の範囲とする。
0.1重量%未満の添加では十分な筆記性能改質効果が
得られず、10重量%を超えて添加すると、インキ処方
にもよるが、分散しているケイ酸マグネシウム微粒子が
分離してくる危険もあるため好ましくない。
【0016】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げてこの発明
の効果を詳述する。 実施例1 下記の各成分を撹拌しながら順次混合した後、ホモミキ
サーにて撹拌分散させて、水性ボールペンインキ組成物
を調製した。 顔料分散液(“WAカラーブラック” 45.0重量% 大日精化工業(株)製) グリセリン 20.0重量% 合成ケイ酸マグネシウム(“ラポナイトS” 0.5重量% ラポルテ・インダストリー社製) 重合リン酸塩(ヘキサメタリン酸ナトリウム) 0.2重量% 界面活性剤(“エマルゲン 950” 0.5重量% 花王(株)製) ベンゾトリアゾール 0.2重量% 苛性カリウム 0.2重量% 水 残部
【0017】実施例2 上記実施例1の成分に、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルリン酸の中和物0.5重量%を加え、実施例1と
同様の方法で水性ボールペンインキ組成物を調製した。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸の中和物
は、“フォスファノール LE-700 ”(東邦化学工業
(株)製)を苛性カリウム水溶液にてpHを6.5〜
7.5に調整したものを使用した。
【0018】実施例3 上記実施例1の成分に、アクリル酸アルキル共重合体エ
マルジョン(“ヨドゾール GH-800 ”、カネボウNSC
(株)製)3.0重量%を加え、実施例1と同様の方法
で水性ボールペンインキ組成物を調製した。
【0019】実施例4 上記実施例2の成分に、アクリル酸アルキル共重合体エ
マルジョン(“ヨドゾール GH-800 ”)3.0重量%を
加え、実施例1と同様の方法で水性ボールペンインキ組
成物を調製した。
【0020】比較例 上記実施例1の成分から重合リン酸塩(ヘキサメタリン
酸ナトリウム)を除き、実施例1と同様の方法で水性ボ
ールペンインキを調製した。
【0021】実施例および比較例で得られた水性ボール
ペンインキ組成物についてそれぞれ次の試験を行った。
なおインキを充填するボールペンは、ポリプロピレン製
の内径3.5mmのインキ収納管と、直径0.5mmの
ボールを有するボールペンを使用した。得られた結果を
表1および表2にまとめて示す。
【0022】a.インキ先漏れ性 インキを充填したボールペンを筆記試験機にて毎分4m
の筆記速度で10m筆記した後、ペン先を下に向けて3
時間静置し、ペン先からのインキの漏れを観察する。 評価 ◎:チップ先端に全くインキが溜まらない。 ○:チップ先端に若干インキが溜まる。
【0023】b.筆記試験 インキを充填したボールペン5本を筆記試験機に装着
し、筆記角度65°、荷重100gの条件で、ステンレ
ス鋼板の下敷きに載置した筆記試験紙(JISP320
1)に毎分4mの筆記速度で筆記したときの、筆記線の
状態およびキシミ音の有無を観察する。 筆記線の評価 ◎:全体に均一にインキが紙上に転写されている。 ○:筆記線の左側が右側に比べて若干薄い。 キシミの評価 ○:筆記試験機から1m離れた位置で異音が確認されない。 △:筆記試験機から1m離れた位置で異音が確認される。
【0024】c.耐ドライアップ性 インキを充填したボールペンをキャップ無しの状態で室
内に1ケ月放置した後、直線を引き、書き渋りの状態を
観察する。 評価 A:0〜10mmで正常に筆記できる。 B:10〜50mmで正常に筆記できる。
【0025】d.経時安定性 インキを充填したボールペンを50℃、湿度30%にて
3ケ月間および室内(室温、自然湿度)で1年間保存し
た後、外観および筆記状態を確認する。 評価 ◎:変化なし。 ○:筆記の際のインキ転写量が若干少ない。 △:筆記の際のインキ供給量にバラツキがある。 ×:筆記不能。
【0026】e.インキ粘度 ELD型粘度計を使用し、20℃において剪断速度10
-1で測定したときのインキの最高粘度および安定粘度
を測定する。さらに、50℃で2週間および4週間保存
したときのインキの最高粘度と安定粘度を測定する。最
高粘度と安定粘度との差が小さい程、ゲル強度の増加が
抑制されることを示し、ボールの空転を防止できること
になる。
【0027】
【0028】表1の註 *1:外観的にはエアーの存在が確認されるが、筆記に
関しては問題ない。 *2:ゲル強度が高くなり過ぎたためにボールの空転が
生じ、筆記不能となった。 *3:筆記の際のインキ供給量のバラツキが認められた
(適切な粘度で正常に筆記できた部分と、低粘度のため
インキ供給量が多量になってニジミが発生する部分とが
あった)。
【0029】
【0030】表2の註 *4:剪断速度が変化すると粘度も変化するので、「12
00以上」とした。
【0031】表1の結果から、重合リン酸塩を添加した
実施例1〜4によるこの発明のインキはいずれも良好な
経時安定性を示し、重合リン酸塩無添加の比較例のイン
キとは明らかな相違が認められた。インキ先漏れ性、筆
記線の状態、キシミについては、実施例1〜4によるこ
の発明のインキはいずれも良好で、重合リン酸塩無添加
の比較例のインキと実質的な差は認められなかったが、
耐ドライアップ性においては、重合リン酸塩の添加効果
が認められた。特に筆記線の状態およびキシミについて
は、筆記性能改質剤であるアクリル酸アルキル共重合体
エマルジョンを添加した実施例3と4のインキは、これ
を添加していない実施例1と2のインキに比べて改善さ
れていることがわかる。
【0032】表2の結果から、実施例1のインキと、こ
れにゲル強度調整助剤であるポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルリン酸の中和物を添加した実施例2のインキ
とを比較すると、ゲル強度調整助剤の添加によりゲル強
度の増加が抑制されていることがわかる。同様に、実施
例3のインキと、これにゲル強度調整助剤であるポリオ
キシエチレンアルキルエーテルリン酸の中和物を添加し
た実施例4のインキとを比較すると、ゲル強度調整助剤
の添加によりゲル強度の増加が抑制されていることがわ
かる。一方、ゲル強度調整助剤も重合リン酸塩も添加さ
れていない比較例のインキは、実施例1〜4によるこの
発明のインキのいずれよりも、ゲル強度の増加が著し
く、剪断減粘性を付与した水性ボールペンインキとして
満足し得ないものであった。
【0033】
【発明の効果】以上の説明からわかるようにこの発明の
水性ボールペンインキ組成物は、剪断減粘性剤としての
ケイ酸マグネシウム微粒子とともに所定量の重合リン酸
塩を添加することによって、経時的に安定な剪断減粘性
および分散性を付与することができる。
【0034】また、この発明のインキ組成物に所定量の
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩またはそ
の中和物をさらに添加することにより、ゲル強度が増加
する傾向を効果的に抑制することができる。
【0035】さらにまた、筆記性能改質剤としてアクリ
ル酸アルキル共重合体エマルジョンを所定量添加するこ
とにより、インキに滑らかさを与え、筆記感やボールの
キシミ感を改善することが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料、水、極性溶剤、ケイ酸マグネシウ
    ム微粒子からなる剪断減粘性剤、および調整添加剤を主
    成分とする水性ボールペンインキ組成物において、ケイ
    酸マグネシウムの剪断減粘性および分散安定剤として重
    合リン酸塩をインキ全量に対して0.01〜5重量%の
    範囲で含有させることを特徴とする水性ボールペンイン
    キ組成物。
  2. 【請求項2】 ポリオキシエチレンアルキルエーテルリ
    ン酸またはその中和物をゲル強度調整助剤としてインキ
    全量に対して0.01〜5重量%の範囲でさらに含有さ
    せることを特徴とする請求項1記載の水性ボールペンイ
    ンキ組成物。
  3. 【請求項3】 アクリル酸アルキル共重合体エマルジョ
    ンを筆記性能改質剤としてインキ全量に対して0.1〜
    10重量%の範囲でさらに含有させることを特徴とする
    請求項1または2記載の水性ボールペンインキ組成物。
JP14911396A 1996-06-11 1996-06-11 水性ボールペンインキ組成物 Pending JPH09328647A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297543A (ja) * 2007-04-30 2008-12-11 Pilot Ink Co Ltd ボールペン用水性インキ組成物及びそれを収容したボールペン

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297543A (ja) * 2007-04-30 2008-12-11 Pilot Ink Co Ltd ボールペン用水性インキ組成物及びそれを収容したボールペン
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