JPH11148041A

JPH11148041A - 水性ボールペン用インキ組成物

Info

Publication number: JPH11148041A
Application number: JP31546597A
Authority: JP
Inventors: Masaru Miyamoto; 勝宮本; Takuya Oka; 拓也岡; Shigeru Miyazaki; 茂宮崎; Yoshinori Sugiyama; 美紀杉山; Katsuhiko Shiraishi; 克彦白石
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JP3874510B2

Abstract

(57)【要約】【課題】筆記に必要なインキの流出を過不足なく供給
し、かつ経時保存性及び書き味に優れた水性ボールペン
用インキ組成物を提供する。【解決手段】少なくとも着色剤と水とを含有すると共
に、０．２重量％以下のイオン性を有する多糖類と、粘
土増粘剤とを含有することを特徴とする水性ボールペン
用インキ組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インキ収容管内に
直接インキを収容する水性ボールペン用インキ組成物に
おいて、筆記に必要なインキの流出を過不足なく供給
し、かつ経時保存性に優れた水性ボールペン用インキ組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からインキ収容体に直接インキを収
容せしめる水性ボールペンには、インキにチクソトロピ
ー性を付与する等、塑性若しくは擬塑性を付与する場合
がある。これは、筆記時においては、インキの過剰供給
やインキの供給不足による掠れや線飛びを防止するばか
りでなく、筆記描線の滲みを抑制する効果があり、更に
非筆記時に於いてはインキの逆流を抑制する効果も有す
るものである。

【０００３】上記技術思想の下にインキに塑性若しくは
擬塑性を付与した最も効果的な例としては、例えば、キ
サンタンガムを０．２０〜０．４５重量％含有すること
を特徴とする水性ボールペン用インキ組成物（特公昭６
４−８６７３号公報）、並びに、キサンタンガムを０．
２０〜０．４５重量％及び浸透乾燥剤を０．５〜１０．
０重量％含有することを特徴とする水性ボールペン用イ
ンキ組成物（特公平１−１６４３７号公報）等が挙げら
れる。これらの公報は、インキ中にキサンタンガムを特
定量含有させることにより、擬塑性粘性を与えるもので
あり、本発明者等の実験でも上記公報の本文中に見られ
るように、０．３０〜０．４０重量％の含有で最も好ま
しい擬塑性粘性を示すものである。

【０００４】また、本発明者等の実験に依って最も好ま
しい擬塑性粘性を定義すると、東機産業（株）製Ｅ型粘
度計（ＥＬＤ、ＥＭＤ、ＥＨＤ等）の標準コーン（１°
３４’）／プレートで測定した場合、１０回転の時（約
３８sec^-1）に１００〜４００mPa・secの範囲で、かつ
１００回転（約３８０sec^-1）の時に３０〜６０mPa・se
cの範囲を示す粘性である。

【０００５】１０回転時の粘度が１００mPa・sec未満の
場合、筆記時にはインキが過剰供給となり、かつ非筆記
時においてはインキの逆流を抑制する効果が小さい。１
０回転時の粘度が４００mPa・secを超える場合、筆記時
にインキの供給不足が生じ、掠れや線飛びが起こり易く
なる。特に１０cm/sec（定規を用いて直線を書く程度）
以上の筆記速度で顕著である。１００回転時の粘度が３
０mPa・sec未満の場合、筆記時にはインキが過剰供給と
なる場合がある。但し、低回転における粘度設定が適当
なものであれば問題にならないことの方が多い。１００
回転時の粘度が６０mPa・secを超える場合、ペン先に余
剰インキが溜り、これが落下して紙面上を汚す所謂「ボ
テ」「ボタ落ち」の現象が起きる。これらの本発明者等
の試験は、特公昭６４−８６７３号公報等に記載される
粘度データと全く矛盾しないものであり、キサンタンガ
ムの添加量として０．２０〜０．４５重量％という数字
は妥当な設定と言える。

【０００６】しかしながら、キサンタンガムを添加した
インキを充填した水性ボールペンでは、通常、半年〜１
年の常温保存で筆記不良になるものが多発してしまうの
が現状である。この原因として考えられる理由は、キサ
ンタンガムはイオン性の多糖類であり、前記特公昭６４
−８６７３号公報及び特公平１−１６４３７号公報に記
載されるように、キサンタンガムを０．２０〜０．４５
重量％、あるいは米国特許第５０１３３６１号公報に記
載されるように、０．７〜６重量％の高濃度で使用する
場合には、インキ中のイオン性材料と反応してしまいペ
ンの経時保存性に悪影響を及ぼすものである。

【０００７】すなわち、キサンタンガム等のイオン性多
糖類を多量に使用した場合、例えば、着色剤に顔料を用
いたインキ系では顔料の分散系を崩し、顔料の凝集・沈
降を引き起こして最悪の場合筆記不能に陥る課題があ
る。また、染料を着色剤に用いたインキでも、ほとんど
の水溶性染料はイオン性であるため、結晶の析出、沈降
等顔料と同様の心配がある。更に言えば、染料や顔料の
分散剤の他にも水性ボールペン用インキ中には、防錆
剤、防黴剤、潤滑剤等のイオン性の配合物が添加されて
いる。これらは長い水性インキ開発の過程で、染料と反
応しないもの（及びしにくいもの）から選ばれたもので
あり、キサンタンガム等のイオン性多糖類と反応し難い
ことが保証されたものではない。そのため、キサンタン
ガム等のイオン性多糖類と反応しにくいインキ材料を選
択しなければならないが、書味、初筆性、描線堅牢性等
インキに要求される性能を満足させることは、非常に困
難である。

【０００８】一方、本願出願人は、イオン性多糖類の添
加量を極小に抑え、非イオン性の多糖類との相乗効果を
利用して粘度を得た水性ボールペン用インキ組成物を出
願しているが（特開平６−２５６７００号公報）、似た
ような組成の天然物を用いるためか、材料ロット毎のバ
ラツキが大きく、異常な増粘を起こす物や、凝集分離し
てしまう物などが度々見られる。

【０００９】また、その他、アルカリ増粘型の粘度増粘
剤は、先に定義した粘度の条件を満たし、良好な筆記描
線が得られるものもあるが、この場合でも降伏値が小さ
いため顔料の沈降防止にやや難があり、同時にボールペ
ンのキャップを外してペン先を何物にも非接触で静置し
た場合の漏れだし（以下、これを「直流」と言う言葉で
定義する）が起こりやすいという課題を有する。更に、
微粒子シリカなどの無機微粒子増粘剤は、アルコール類
の存在下では効果が少なく、インキ全体の設計に大きな
制約ができるほかに、微量で使用した場合には書き味が
著しく低下する。粘土増粘剤も書き味を悪くする傾向に
あり、また単独では先に定義した粘度範囲にはなりにく
い。

【００１０】上記特開平６−２５６７００号公報にも記
載されている知見のとおり、イオン性多糖類であっても
量が少なければインキに対する悪影響も極小に抑えるこ
とができ、その限界の量が０．２重量％である。イオン
性多糖類と非イオン性多糖類は、特異な相乗効果で粘度
を大きく得ることができるが、その他の増粘剤の場合で
あっても相乗効果による増粘がないもののボールペンに
適した粘度が得られる。しかしながら、微粒子増粘剤は
微量であっても書き味を著しく悪くし、また、アルカリ
増粘型のアクリル樹脂では、比重の高い顔料の沈降防止
や直流防止に影響のある降伏値が足りないものとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
にキサンタンガムなどのイオン性を有する多糖類は、少
量の添加で大きな増粘効果があり、かつ溶解させ易く、
また適度な擬塑性を与えると言う利点があるが、イオン
性であることが災いし、イオン配合物としては非常に使
用困難なものである。そこで、本発明は、他の特定の増
粘剤を併用することによって、キサンタンガムなどのイ
オン性多糖類の増粘効果を利用するものの、インキ中へ
の添加を極小に抑え、他のインキ配合物との干渉を経時
保存上問題無い程度に抑えた水性ボールペン用インキ組
成物を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、まず、粘
土増粘剤の書き味に対する悪影響は微粒子増粘剤と比べ
て小さいという点を勘案した。これは微粒子増粘剤の場
合、シリコンやチタニウム或いはアルミニウムの酸化物
がインキ中にはそのまま存在する。それらは非常に硬
く、極めて微細な粒子とは言え、ボールペンのペン先の
ボールとホルダーとの間に挟まれる形になって滑らかさ
を阻害するのである。これに対し、粘土増粘剤、就中ス
メクタイト・パーミキュライト類は水や有機溶剤で膨潤
して柔らかい形でインキ中に存在するため無機微粒子ほ
どには滑らかさを失わないものである。すなわち、微粒
子増粘剤は、僅かな添加でも書き味を悪くするのに対
し、粘土増粘剤は少量の添加であれば書き味に悪影響を
与えない範囲があるはずである。本発明者等は、上記仮
説に基づき、多糖類増粘剤と粘土増粘剤の互いの欠点が
現れない範囲を鋭意探索した結果、キサンタンガムなど
のイオン性多糖類の含有量を特定範囲で使用すると共
に、粘土増粘剤を併せて使用すればインキ収容管に直接
インキを収容せしめる水性ボールペン用インキ組成物と
して適度な粘性を持ち、かつ両者の欠点が現出しない目
的の水性ボールペン用インキ組成物が得られることを見
い出し、本発明を完成するに至ったのである。

【００１３】すなわち、本発明の水性ボールペン用イン
キ組成物は、次の(1)〜(4)に存する。 (1) 少なくとも着色剤と水とを含有すると共に、０．２
重量％以下のイオン性を有する多糖類と、粘土増粘剤と
を含有することを特徴とする水性ボールペン用インキ組
成物。 (2) 粘土増粘剤が、インキ組成物全量に対して、０．０
１重量％〜０．５重量％含有される上記(1)記載の水性
ボールペン用インキ組成物。 (3) イオン性を有する多糖類が、キサンタンガム、ウエ
ランガムなどに代表されるイオン性のヘテロ多糖類から
選ばれる少なくとも１種であり、粘土増粘剤が、ベント
ナイト、モンモリロナイト、合成スメクタイトなどに代
表されるスメクタイト・パーミキュライト類から選ばれ
る少なくとも１種である上記(1)又は(2)記載の水性ボー
ルペン用インキ組成物。 (4) イオン性を有する多糖類が、キサンタンガムである
上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の水性ボールペン用イ
ンキ組成物。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。本発明の水性ボールペン用インキ組成物
は、少なくとも着色剤と水とを含有すると共に、０．２
重量％以下のイオン性を有する多糖類と、粘土増粘剤と
を含有することを特徴とするものである。

【００１５】本発明に用いるイオン性を有する多糖類と
しては、例えば、キサンタンガム、ウエランガム、ペク
チン、ランザンガム、レオザンなどに代表されるイオン
性のヘテロ多糖類（増粘多糖類）から選ばれる少なくと
も１種（１種又は２種以上、以下同じ）が挙げられ、特
に好ましくは、キサンタンガムである。これらのイオン
性を有する多糖類を特定量使用したものは、インキ収容
管に直接インキを収容する水性ボールペン用インキに理
想的な粘弾性を付与するものとなる。イオン性を有する
多糖類の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．２
重量％以下、好ましくは、０．０５〜０．２重量％とす
ることが望ましい。イオン性を有する多糖類の含有量
が、０．２重量％を越えると、他のインキ中の成分と反
応等して経時保存性が悪くなり、析出物が目詰りした
り、顔料の分散安定性がくずれるなどの点で、好ましく
ない。

【００１６】本発明に用いる粘土増粘剤としては、天然
又は合成の粘土増粘剤が挙げられ、具体的には、ベント
ナイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナ
イト、サポナイト、ヘクトライト、リーコナイト、ボル
コンスコアイト等の天然スメクタイト類又は合成スメク
タイト類、パーミキュライト、加水クロウンモ等のパー
ミキュライト類などと呼ばれるものに代表されるスメク
タイト・パーミキュライト類から選ばれる少なくとも１
種が挙げられる。これらの粘土増粘剤が、インキ組成物
全量に対して、０．０１重量％〜０．５重量％、好まし
くは、０．１重量％〜０．５重量％であることが望まし
い。粘土増粘剤の含有量が０．０１重量％未満である
と、顔料の沈降が多くなり、インキの経時保存性上好ま
しくなく、また、０．５重量％を越えると、書き味を悪
化させ、好ましくない。

【００１７】また、本発明の水性ボールペン用インキ組
成物では、上述の如く、インキ中へのイオン性多糖類の
添加を極小に抑え、他のインキ配合物との干渉を経時保
存上問題無い程度に抑えることが可能になったため、従
来から水性ボールペン用インキに用いられてきた全ての
材料を問題なく使用することができる。すなわち、本発
明のインキに用いる着色剤としては、染料及び／又は顔
料が使用できる。染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ＡＣ
ＩＤＹＥＬＬＯＷ１，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬ
ＯＷ３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ２３，
Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ３６，Ｃ．Ｉ．ＡＣ
ＩＤＹＥＬＬＯＷ４２，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬ
ＬＯＷ７３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ２７，Ｃ．
Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ１８，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥ
Ｄ１４，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ１３，Ｃ．Ｉ．Ａ
ＣＩＤＲＥＤ２６，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ５
１，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ８７，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩ
ＤＲＥＤ９２，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ９４，
Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ５２，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤ
ＯＲＡＮＧＥ１０，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＧＲＥＥＮ
１６，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＵＥ９，Ｃ．Ｉ．ＡＣ
ＩＤＢＬＵＥ１，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＵＥ７
４，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＶＩＯＬＥＴ４９，ＦＯＯＤ
ＲＥＤ１，ＦＯＯＤＹＥＬＬＯＷ３，ＦＯＯＤ
ＧＲＥＥＮ３，ＦＯＯＤＢＲＯＷＮ３，Ｃ．Ｉ．
ＡＣＩＤＢＬＡＣＫ２，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＵ
Ｅ９０等の酸性染料が挙げられる。

【００１８】また、Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＹＥＬＬＯＷ
２，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＹＥＬＬＯＷ２８，Ｃ．
Ｉ．ＢＡＳＩＣＹＥＬＬＯＷ３６，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳ
ＩＣＲＥＤ１，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＲＥＤ１８，
Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＲＥＤ３６，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩ
ＣＲＥＤ３７，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＶＩＯＬＥＴ
１，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＶＩＯＬＥＴ３，Ｃ．
Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ１，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣ
ＢＬＵＥ３，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ５，Ｃ．
Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ７，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣ
ＢＬＵＥ９，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ２４，
Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ２６，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳ
ＩＣＢＬＵＥ４５，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＵＥ
４７，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＧＲＥＥＮ１，Ｃ．
Ｉ．ＢＡＳＩＣＧＲＥＥＮ４，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣ
ＢＬＡＣＫ２，Ｃ．Ｉ．ＢＡＳＩＣＢＬＡＣＫ
８等の塩基性染料が挙げられる。更に、Ｃ．Ｉ．ＤＩＲ
ＥＣＴＹＥＬＬＯＷ１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＹ
ＥＬＬＯＷ８，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＹＥＬＬＯＷ
２６，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＹＥＬＬＯＷ４４，
Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＹＥＬＬＯＷ１００，Ｃ．
Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＯＲＡＮＧＥ２９，Ｃ．Ｉ．ＤＩ
ＲＥＣＴＲＥＤ１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＲＥＤ
２，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＲＥＤ４，Ｃ．Ｉ．ＤＩ
ＲＥＣＴＲＥＤ１３，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＲＥ
Ｄ２３，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＲＥＤ３１，Ｃ．
Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＲＥＤ７５，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣ
ＴＲＥＤ８１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＵＥ
１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＵＥ２，Ｃ．Ｉ．Ｄ
ＩＲＥＣＴＢＬＵＥ６，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢ
ＬＵＥ８，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＵＥ１５，
Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＵＥ８６，Ｃ．Ｉ．ＤＩ
ＲＥＣＴＢＬＵＥ１６８，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＧ
ＲＥＥＮ１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＧＲＥＥＮ
６，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＧＲＥＥＮ８，Ｃ．Ｉ．
ＤＩＲＥＣＴＢＲＯＷＮ１，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴ
ＢＲＯＷＮ２，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＡＣＫ
１７，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＡＣＫ１９，Ｃ．
Ｉ．ＤＩＲＥＣＴＢＬＡＣＫ２２，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲ
ＥＣＴＢＬＡＣＫ１１８，Ｃ．Ｉ．ＤＩＲＥＣＴ
ＢＬＡＣＫ１５４等の直接染料が挙げられる。

【００１９】顔料としては、例えば、カーボンブラッ
ク、チタンホワイト、チタンブラック、亜鉛華、べんが
ら、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、アルミナホワ
イト、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトポン、カ
ドミウムエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブ
デードオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムク
ロメート、ホワイトカーボン、クレー、タルク、群青、
沈降性硫酸バリウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛
白、紺青、マンガンバイオレット、アルミニウム粉、真
鍮粉等の無機顔料が挙げられ、また、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭ
ＥＮＴＹＥＬＬＯＷ３４，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ
ＲＥＤ１０４，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＢＬＵＥ
２７，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＢＬＵＥ１７，
Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ８１，Ｃ．Ｉ．ＰＩ
ＧＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ１，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮ
ＴＢＬＵＥ１，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯＬ
ＥＴ３，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ５３，Ｃ．
Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ４９，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥ
ＮＴＲＥＤ５７，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ
４８，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ３，
Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ１，Ｃ．Ｉ．
ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ７４，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧ
ＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ１６７，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥ
ＮＴＹＥＬＬＯＷ１２，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ
ＹＥＬＬＯＷ１４，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬ
ＬＯＷ１７，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ
１３，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ５
５，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ８３，
Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＯＲＡＮＧＥ１６，Ｃ．
Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＯＲＡＮＧＥ１３，Ｃ．Ｉ．Ｐ
ＩＧＭＥＮＴＯＲＡＮＧＥ５，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮ
ＴＲＥＤ３８，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ２
２，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＲＥＤ５，Ｃ．Ｉ．Ｐ
ＩＧＭＥＮＴＲＥＤ１４６，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮ
ＴＲＥＤ２４５，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯ
ＬＥＴ５０，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＢＬＵＥ１
５，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＧＲＥＥＮ７，Ｃ．
Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ９５，Ｃ．Ｉ．Ｐ
ＩＧＭＥＮＴＹＥＬＬＯＷ１６６，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧ
ＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ１９，Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ
ＶＩＯＬＥＴ２３等の有機顔料等が挙げられる。上
記各種の染料及び／又は顔料は、１種又は複数種を組合
せて使用することができ、また、その含有量は、インキ
組成物全量に対して、０．０１重量％〜３０重量％であ
る。

【００２０】また、イオン性多糖類を溶解させるため、
インキ組成物全量に対して、５重量％以上、好ましく
は、４０重量％以上の水分（精製水）が必要である。更
に、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、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、チオジグリコール、グリセリン、ジ
グリセリン、２−ピロリドン、ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン、ジメチルフォルムアミド、ジメチルイミダゾリジ
ノン等の保湿性を有する水溶性の有機溶剤を１種又は複
数種用いることが好ましい。

【００２１】その他、必要に応じて、アンモニア、尿
素、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、トリポリ燐酸ナトリウム、炭酸ナト
リウムなど炭酸や燐酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリ
ウムなどアルカリ金属の水酸化物等のｐＨ調整剤、フェ
ノール、ナトリウムオマジン、ペンタクロロフェノール
ナトリウム、１，２−ベンズイソチアゾリン３−ワン、
２，３，５，６−テトラクロロ−４（メチルスルフォニ
ル）ピリジン、安息香酸ナトリウムなど安息香酸やソル
ビン酸やデヒドロ酢酸のアルカリ金属塩、ベンズイミダ
ゾール系化合物等の防腐若しくは防黴剤、ベンゾトリア
ゾール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、
ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、トリルトリ
アゾール等の防錆剤、ポリオキシエチレンラウリルエー
テルなどポリオキシエチレンやポリオキシプロピレン或
はポリオキシエチレンポリオキシプロピレンの誘導体、
テトラグリセリルジステアレートなどグリセリンやジグ
リセリン或はポリグリセリンの誘導体、ソルビタンモノ
オレートなどソルビタン誘導体、パーフルオロアルキル
燐酸エステルなど弗素化アルキル基を有する界面活性
剤、ジメチルポリシロキ酸のポリエチレングリコール付
加物などのポリエーテル変性シリコーン等の潤滑及び湿
潤剤を添加して使用することができる。

【００２２】また、着色剤に無機若しくは有機顔料を用
いた場合には、先に潤滑及び湿潤剤として例示した界面
活性剤も分散安定剤としての機能を有するが、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
スルフォン酸塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリビニ
ルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
酸、アクリル酸共重合体、アクリルメタクリル酸系樹
脂、スチレンアクリル系樹脂、マレイン酸樹脂、スチレ
ンマレイン酸系樹脂等の水溶性高分子を分散剤として用
いることが好ましい。

【００２３】本発明のインキの製造においては、他の水
性ボールペンインキの製造法と比べて特に注意するべき
ことはなく、撹拌温度、濾過方法等水性ボールペンイン
キとして常識的な範囲であれば何等問題はない。本発明
のインキの簡単な製造法を例示すると、先ず染料を着色
剤として用いる場合は、常温下で水と保湿性を有する水
溶性の有機溶剤を撹拌し、イオン性多糖類と粘土増粘剤
を均一になるまで溶解及び分散させる。イオン性多糖類
と粘土増粘剤は別々に均一化させた後に併せてもよい。

【００２４】次に、染料と必要に応じた添加剤を加え
る。この際ｐＨ調整剤は染料より先に入れる方が好まし
い場合もあるが、同時若しくは後になっても出来上がっ
たインキ性能には全く影響はない。更に言えば、どの様
な配合順序でも出来上がったインキ性能には影響を与え
ない。配合剤が均一に溶解又は分散した後、濾過するこ
とが望ましい。本発明では、図１に示される簡単な構造
の水性ボールペン用に用いることを前提としているた
め、未溶解物やゴミが混入した場合にペン先のボール周
辺部分で目詰まりしてしまうおそれがあるためである。
濾過は、通常の濾紙を用い工業生産的には加圧濾過が最
も効率がよいものであるが、常圧でも減圧濾過でもイン
キ性能に影響はない。濾過に際してはセライト等の濾過
助剤を用いると更に効率よく濾過できる。

【００２５】着色剤に顔料を用いる場合や、染料と顔料
を併用する場合は調製手順に若干の制約を受ける。これ
は顔料を分散する際にかかる剪断力によって添加する多
糖類の分子が寸断されてしまう場合があるからである。
これを避けるために、例えば、次のような方法でインキ
が調製される。まず、水と水溶性有機溶剤に分散剤と顔
料、必要に応じてイオン性多糖類以外の添加物の一部又
は全部を加える。この時点で粘土増粘剤を加えると粘度
が上昇して扱いにくい場合があるが、より均一に分散す
るためには粘土増粘剤も分散機に掛かった方がよい。こ
の際に、水と水溶性有機溶剤は最終的な希望配合量の全
量を用いず、三本ロールミル、ビーズミル、ニーダー
等、使用する分散器で最も効率良く顔料分散できる粘度
になるような配合量とする。次いで、分散器で均一に分
散した後に、遠心分離や濾過によって顔料の粗大粒子及
び未溶解物及び混入固形物を取り除いた後、残りの水及
び添加剤を加えイオン性多糖類を添加し、均一になるま
で撹拌してインキを得る。粘土増粘剤を最初に添加する
と扱いにくい場合は粘土増粘剤もイオン性多糖類と同時
又は同様の方法で添加する。最後にもう一度濾過して粗
大な固形物を取り除く方が好ましい。

【００２６】以上のように構成される本発明の水性ボー
ルペン用インキでは、筆記に必要なインキの流出を過不
足なく供給し、かつ経時保存性及び書き味に優れたもの
となる。すなわち、増粘多糖類の内、イオン性を有する
キサンタンガムやウェランガムなどの多糖類を含有する
インキでは、インキ収容管に直接インキを収容する水性
ボールペン用インキに理想的な粘弾性を付与するが、他
のインキ中の成分と反応して経時保存性が悪い。この使
用量を最小限に押さえるために粘土増粘剤を併用する
と、他の増粘剤よりバラツキが少なく、かつ理想的な粘
度が得られ、その上、経時的な安定性が良いものとなる
のである（これらの点については、後述する実施例等で
更に詳しく説明する）。

【００２７】

【実施例】次に、実施例及び比較例により本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。以下、配合単位「重量部」を「部」と略す
る。

【００２８】（黒インキベース１の調製）ウォーターブラック１８７（オリエント化学（株）商品名）７．０部プロピレングリコール３０．０部オレイン酸カリウム０．５部ナトリウムオマジン０．１部尿素１．０部水４１．４部以上の配合物を撹拌して黒インキベース１を調製した。

【００２９】（黒インキベース２の調製）プリンテックス２５（カーボンブラック：テグサ社商品名）７．０部ジュリマーＡＴ−９６０Ｐ（スチレン−アクリル樹脂：日本純薬（株）商品名）３．５部グリセリン２０．０部トリエタノールアミン０．３部リシノール酸カリウム０．５部１，２−ベンズイソチアゾリン３−ワン０．１部水４８．６部以上を横型ビーズミルで３０分間混練した後、遠心分離
にて粗大粒子を取り除き黒インキベース２を調製した。

【００３０】（黒インキベース３の調製）ＭＣＦ−８８（カーボンブラック：三菱化成（株）商品名）７．０部ＳＭＡ１０００（スチレン−マレイン酸樹脂：ＡＴＯＣＨＥＭ社商品名）３．０部ジエチレングリコール１０．０部プロピレングリコール１５．０部トリエタノールアミン０．３部フォスファノールＲＥ５１０（燐酸エステル：東邦化学（株）商品名）０．５部１，２−ベンズイソチアゾリン３−ワン０．１部水４４．１部以上を横型ビーズミルで３０分間混練した後、遠心分離
にて粗大粒子を除去し、黒インキベース３を調製した。

【００３１】（青インキベース１の調製）青色４０４号（法定色素：癸巳化成（株）製）７．０部ジョンクリル６１Ｊ（スチレン−アクリル酸樹脂３０％水溶液；ジョンソン（株）商品名）７．０部グリセリン３０．０部オレイン酸カリウム０．５部尿素１．０部１，２−ベンズイソチアゾリン３−ワン０．１部水３４．４部以上を横型ビーズミルで３０分間混練した後、遠心分離
にて粗大粒子を除去し、青インキベース１を調製した。

【００３２】（実施例１）黒インキベース１８０部ＫＩＡ９６（ウエランガム；三晶（株）商品名）１％水溶液１０部ＳＷＮ（合成スメクタイト；コープケミカル（株）商品名）５％水分散液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例１を得た。

【００３３】（実施例２）黒インキベース２８０部キサンタンガム１．５％水溶液１０部ＢＥＮＴＯＮＥＷ (ベントナイト；ウイルパーエリス社商品名)１．５％水分散液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例２を得た。

【００３４】（実施例３）黒インキベース３８０部ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）２％水溶液１０部ＳＷＦ（合成スメクタイト；コープケミカル（株）商品名）１％水分散液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例３を得た。

【００３５】（実施例４）青インキベース１８０部キサンタンガム１．５％水溶液１０部ＳＷＦ（実施例３と同じ）５％水分散液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例４を得た。

【００３６】（実施例５）黒インキベース３８０．０部ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）０．２部ＳＷＦ（実施例３と同じ）０．１部水１９．７部以上をホモジナイザーで撹拌後濾過し、実施例５を得
た。

【００３７】（実施例６）黒インキベース３８０．０部ＳＷＦ（実施例３と同じ）０．１部水９．９部以上を横型ビーズミルで５分間混練した後、ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）２％水溶液１０．０部を加えて撹拌後濾過し、実施例６を得た。

【００３８】（比較例１）黒インキベース１８０部ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）１％水溶液１０部グアーコール（グアーガム；三晶（株）商品名）５％水溶液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例１を得た。

【００３９】（比較例２）黒インキベース２８０部キサンタンガム１．５％水溶液２０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例２を得た。

【００４０】（比較例３）黒インキベース３８０部ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）２％水溶液１０部カーボボール９４０（アルカリ増粘型アクリル樹脂；Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社商品名）１％水溶液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例３を得た。

【００４１】（比較例４）黒インキベース３８０部ＫＩＡ９６（実施例１と同じ）２％水溶液１０部アエロジル＃３８０（微粒子シリカ；日本アエロジル（株）商品名）１％水分散液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例４を得た。

【００４２】（比較例５）青インキベース３８０部ＳＷＦ（実施例３と同じ）３％水分散液２０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例５を得た。

【００４３】（比較例６）青インキベース１８０部キサンタンガム１．５％水溶液９部ＳＷＦ（実施例３と同じ）５％水分散液１１部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例６を得た。

【００４４】以上の各々６種類の実施例１〜６のインキ
と比較例１〜６のインキを試作し、以下の測定方法によ
り、粘度等の物性試験、書き味試験、直流試験を行って
評価した。これらの結果を下記表１に示す。

【００４５】試験１（粘度等の物性試験）インキ粘度の初期値の判定は、１０回転の時（約４０se
c^-1）に１００〜６００mPa・secの範囲で、かつ１００
回転（約４００sec^-1）の時に６０mPa・sec以下を示す
ものはペンに充填した場合、良い結果が得られる可能性
があるので「○」、どちらか片方でも外れるものを
「×」と判定した。更に、試料を５０mlサンプル管中に
密栓して６ケ月間放置し、インキの粘度を測定した。初
期の粘度と比較して著しい違い（±２０％以上）のある
もの、初期値と同様の粘度範囲に入らないものは好まし
くないと判断し「×」と判定した。粘度の変化が少なく
初期値の合格範囲に入っているものは「○」と判定し
た。また、粘度測定は、東機産業（株）製ＥＭＤ型粘度
計及びＥＨＤ型粘度計を使用し１０rpmと１００rpmの条
件で測定した。この試験は、両項目が「○」でなければ
水性ボールペンのインキとして不適であると判断した。

【００４６】試験２（書き味試験）各実施例１〜６及び比較例１〜６を図１の形態のボール
ペンに組み、２０人のモニターによって官能試験を行っ
た。書き味が軽く滑らかで美しい描線が得られるものを
５点、滑らかさや軽さに欠ける、或いは描線の太さが変
わったり途切れたりするものは順次４点、３点と点数を
減らし、書き味が重く滑らかさがなく、描線が途切れた
り太さが換わったりするものを１点、描線が書けないも
のを０点として、２０人の合計点で優劣とした。最も良
いのは１００点であるが、サンプル組立時の筆記検査で
不良は無かったので、事実上２０点が最低点である。

【００４７】試験３（直流試験）図１の形態のボールペンのキャップを外し、試験管内に
ペン先を下に向け且つ何処にも接触しないように宙吊り
にした試料を各２０本ずつ室温で１週間静置して、イン
キの漏れだし量を観察した。チップの先端からインキが
全く漏れ出していないものを５点、漏れ出したインキが
概ねボールと同じ大きさ迄のものを４点、概ねボールの
３倍程度の体積までを３点、直径１mm程度の半球程度の
もの迄を２点、それ以上の漏れ出しがペン先についてい
るものを１点、漏れ落ちているものを０点として、２０
本の合計点で評価した。点数が高い程良い結果である。

【００４８】

【表１】

【００４９】（表１の考察）上記表１の結果から明らかなように、試験１の粘度のう
ち、初期値は本来全ての実施例１〜６及び比較例１〜６
が範囲内に入る設計とするべきであるが、比較例１と比
較例６は外れてしまった。比較例１はイオン性多糖類と
非イオン性多糖類の組み合わせである。本来は全項目に
わたって良い結果が得られる場合が多いが、グアーガム
単独での粘度バラツキか、又はキウェランガムとの相性
のバラツキか（材料ロットによっては良い結果が得られ
る）、今回のように過剰に増粘してインキの出が悪く筆
記し難いボールペンとなってしまうことがある。比較例
６は、如何な粘土増粘剤であっても使用量が多いと過剰
に増粘してしまい、ボールペンインキとしては機能を損
なう例である。

【００５０】次に、６か月後の粘度測定では、比較例
２、比較例３が悪くなっていることが判る。これは、と
もにインキ中のキサンタンガムが他のインキ成分と反応
してしまったためと考えられる。本発明者等の経験で
は、キサンタンガムが０．２％を超えて添加されている
場合には粘度が経時的に上がっていく傾向が見られ、ア
ルカリ増粘型アクリル樹脂は下がっていく傾向が見られ
る。前者はキサンタンガムとインキ中の成分が反応して
部分的なゲル化をするものと考えている。後者はインキ
中に微量存在する黴菌類の排泄物や死骸の影響や、添加
剤や溶剤中に含まれるエチレン鎖やプロピレン鎖が分解
してギ酸やグリコール酸に変化するためにｐＨが下がる
ためである。

【００５１】また、試験２の書き味試験では、無機微粒
子増粘剤を用いた比較例４と粘度増粘剤のみの比較例５
が本文中に記載されたとおり悪い結果となっている。ま
た、粘度が許容範囲に入っていない比較例１と比較例６
も非常に悪い評価となっている。更に、試験３の直流試
験では、比較例３のアルカリ増粘型アクリル樹脂で粘度
を補ったものが本文中に記載の通り悪い結果となってい
る。また、無機微粒子増粘剤としては最も増粘効果の高
い部類であるアエロジル３８０を用いたにも関わらず、
無機微粒子増粘剤で増粘させた比較例４も比較的悪い結
果である。

【００５２】これに対して、実施例３と実施例５及び６
は、配合手順の違いであるが、粘度等の物性試験、書き
味試験及び直流試験のいずれにおいても同様の好結果が
得られている。また、実施例４及び比較例６は、青イン
キであるが、黒インキと比べて特異な傾向は見られなか
った。更に、参考に他の色で本実施例に準じた試験を行
ったときも色差による特異的な傾向は見られなかった。

【００５３】上記の表１の結果を総合評価すると、本発
明範囲となる実施例１〜６のインキは、イオン性多糖類
と粘土増粘剤との少量の添加量で増粘効果を発揮するこ
とができると共に、経時的にも変位度少なく安定してい
るのは明白である。以上の如く、本発明の水性ボールペ
ン用インキ組成物は、イオン性多糖類と粘土増粘剤とを
併用することによって、増粘効果を経時的に安定に保つ
ことができ、書き味に優れ、直流も起こりにくいもので
あることが判明した。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、筆記に必要なインキの
流出を過不足なく供給し、かつ経時保存性及び書き味に
優れた水性ボールペン用インキ組成物が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインキ追従体を用いる水性ボールペン
の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ水性ボールペン１キャップ２ペン先シール用ゴム３ペン先部４ボール５ペン先部とインキ収容管の継ぎ手６ボールペン軸部７インキ収容管８インキ９インキ追従体１０尾栓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎茂神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号三菱鉛筆株式会社横浜研究開発センター内 (72)発明者杉山美紀神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号三菱鉛筆株式会社横浜研究開発センター内 (72)発明者白石克彦神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号三菱鉛筆株式会社横浜研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも着色剤と水とを含有すると共
に、０．２重量％以下のイオン性を有する多糖類と、粘
土増粘剤とを含有することを特徴とする水性ボールペン
用インキ組成物。
【請求項２】粘土増粘剤が、インキ組成物全量に対し
て、０．０１重量％〜０．５重量％含有される請求項１
記載の水性ボールペン用インキ組成物。
【請求項３】イオン性を有する多糖類が、キサンタン
ガム、ウエランガムなどに代表されるイオン性のヘテロ
多糖類から選ばれる少なくとも１種であり、粘土増粘剤
が、ベントナイト、モンモリロナイト、合成スメクタイ
トなどに代表されるスメクタイト・パーミキュライト類
から選ばれる少なくとも１種である請求項１又は２記載
の水性ボールペン用インキ組成物。
【請求項４】イオン性を有する多糖類が、キサンタン
ガムである請求項１〜３の何れか一つに記載の水性ボー
ルペン用インキ組成物。