KR20210129174A - 수성 볼펜용 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜용 잉크 조성물을 제공한다. 본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 적어도, 평균 입자 지름 0.1μm 초과 1μm 이하의 산화 티탄 1~35 질량%와, 평균 입자 지름 0.1μm 이상 6μm 이하의 비점착성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

수성 볼펜용 잉크 조성물

본 발명은, 장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜용 잉크 조성물에 관한 것이다.

종래에 있어서, 산화 티탄을 배합한 잉크 조성물을 이용한 볼펜에서는, 캡 오프의 상태를 일정 시간 계속하면, 잉크 토출성이 저하하는 현상이 발생한다고 하는 과제가 있다. 이것은, 볼 주변의 수분이 휘발하는 것에 의해서, 산화 티탄의 분산성이 저하하고, 응집이 발생하기 때문이라고 추측된다.

이러한 산화 티탄을 배합한 잉크 조성물에 대해서, 특정 물성의 우레탄계 입자를 함유시키면, 이 토출성이 개선하는 것이 본 발명자들의 실험 결과 등에 의해 처음으로 확인되었던 것이다.

한편, 산화 티탄을 배합한 볼펜용 잉크 조성물의 발명에 있어서, 지금까지, 고착제(결합제), 분산제 등의 임의 성분으로서 우레탄 에멀젼을 기재한 문헌(이하, 「문헌 A그룹」이라고 한다), 또한, 우레탄 입자를 필수 구성 요건으로서 착색재로서 산화 티탄을 임의 성분으로 하는 문헌(이하, 「문헌 B그룹」이라고 한다)은 수많이 출원되어 있다.

상기 문헌 A그룹으로서는, 예를 들면,

1) 산화 티탄과 바인더 수지와 점도 조절제와 고분자 침강 방지제와 물과 보다 적어도 되는 수성 잉크 조성물에 있어서, 잉크 점도가 3000~50000 센치포이즈이고 또한 상기 고분자 침강 방지제가 덱스트란인 것을 특징으로 하는 수성 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 1 참조),

2) 착색제(산화 티탄 등), 분산제, 점도 조정제, 물, 및 유용성 실리콘으로 구성되어 있는 에멀젼을 함유하고 있는 수성 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 2 참조)

3) 백색 안료로서 산화 티탄 및 점도 조정제를 함유하는 수성 잉크 조성물 중에, 편평상 수지 입자를 함유하는 수성 볼펜용 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 3 참조)

4) 산화 티탄과, 결합재와, 용제와, 증점재를 적어도 포함하는 고은폐성 수성 잉크 조성물에 있어서, 상기 결합재가 양이온성 결합재이며, 증점재가 폴리에틸렌옥사이드인 고은폐성 수성 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 4 참조),

5) 적어도 물, 색제, 수용성 용제를 포함하는 잉크 조성물에, 입자 지름 0.1μm 미만의 알루미나, 산화 티탄, 실리카, 탄화 규소 및 탄화 텅스텐 내로부터 선택되는 초미립자의 1종 혹은 2종 이상이 배합되고, 그 배합량이 잉크 조성물 중에 0.002~2 중량%인 것을 특징으로 하는 세자(細字) 볼펜용 수성 잉크 조성물, 분산제로서 우레탄 수지 등의 수분산성 에멀젼의 사용(예를 들면, 특허문헌 5 참조)

6) 적어도, 물, 산화 티탄, 계면활성제를 함유하는 수성 볼펜용 잉크 조성물로서, 상기 산화 티탄이, 평균 입경 1~95 nm이면서, 상기 산화 티탄이, 표면에 계면활성제 처리를 가하고 있는 것을 특징으로 하는 수성 볼펜용 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 6 참조),

7) 적어도 산화 티탄, 중공 수지 입자, 수용성 수지, 수지 에멀젼, 인산 에스테르계 계면활성제로 이루어지는 수성 볼펜용 잉크 조성물로서, 잉크 조성물 전체 질량에 대해서, 상기 산화 티탄의 함유량이, 0.1~10.0 질량%이며, 상기 산화 티탄과 상기 중공 수지 입자의 총 함유량이, 5.0~25.0 질량%인 것을 특징으로 하는 수성 볼펜용 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 7 참조),

8) 재분산성이 뛰어나고, 비침투성의 필기면을 이용했을 때에도 필적의 정착성, 내찰과성이 뛰어난 필기용 잉크 조성물을 제공하기 위해서, 안료 입자와, 체질재와, 다염기산의 알키롤 암모니움 염 등의 응집 분산제와, 셀룰로오스 유도체 등의 응집 컨트롤제와, 우레탄계 에멀젼 등의 자기 가교형 수지 에멀젼과, 폴리올레핀 수지 입자와, 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필기구용 수성 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 8 참조) 등이 알려져 있다.

또한, 상기 문헌 B그룹으로서는, 예를 들면,

9) (가) 착색제 1~35 중량%, (나) 수용성 극성 용제 2~35 중량%, (다) HLB치가 8~12의 범위로부터 선택되는 비이온계 계면활성제의 1~30 중량%, 및 (라) 수지 성분의 산가가 15 이하며, 염기성 물질로 중화되어서 이루어지는 자기 유화형의 수성 디스퍼젼 수지를 필수 성분으로 하고, 상기 수성 디스퍼젼 수지로서 아이오노머형의 폴리우레탄 수지 등을 상기 착색제 1 중량부에 대해서 0.1~10 중량부의 비율로 배합되고 있고, 잔부가 물 및 조정용 첨가제로 이루어지는 잉크 조성물로서, 점도가 25~160 mPa·s(EM형 회전 점토계에 있어서의 회전수 100 rpm에서의 값, 25℃)의 범위에 있고, 전단감점성(剪斷減粘性) 지수가 0.1~0.7의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전단감 점성 수성 볼펜 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 9 참조)

10) 수지 에멀젼을 포함하는 필기 묘화용 수성 조성물로서, 상기 수지 에멀젼으로서, 최저 조막 온도(MFT)와 유리 전이 온도(Tg)의 차이가 15℃ 이상인 수지 에멀젼 A를, 잉크 조성물 전량에 대해서 고형분으로 0.01~60 중량% 포함하고, 또한, 상기 수지 에멀젼으로서, 최저 조막 온도(MFT)와 유리 전이 온도(Tg)가 적어도 어느 하나가 25℃를 넘는 수지 에멀젼 B를, 잉크 조성물 전량에 대해서 고형분으로 적어도 20 중량% 포함하고, 상기 수지 에멀젼 A, B가, 아크릴계 수지 에멀젼, 스티렌 아크릴계 수지 에멀젼 및 우레탄계 수지 에멀젼의 군으로부터 선택되는 필기 묘화용 수성 조성물(예를 들면, 특허문헌 10 참조),

11) 적어도 안료와, 물과, 폴리카보네이트 폴리올 공중합형 우레탄 에멀젼을 함유하는 필기구용 수성 잉크 조성물(예를 들면, 특허문헌 11 참조) 등이 알려져 있다.

그렇지만, 상기 문헌 A그룹의 특허문헌 1은, 경시적인 침강 분리가 없고, 유연하고 강도가 높은 필적을 얻는 것을 목적으로 하는 것이며, 게다가, 산화 티탄량이 30~70 중량%로 하는 수정액용이며, 바인더 수지(수분산형 수지)로서, 필적의 피막 작성 등을 위해서 우레탄계 에멀젼의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예에도 우레탄계 에멀젼의 기재는 전혀 없고, 스티렌-아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산 중합체의 사용뿐이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위하다고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 2는, 도막의 발색 농도의 경시 변화를 억제하는 것을 목적으로 하는 것이며, 분산제로서 우레탄계 에멀젼의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예에도 우레탄계 에멀젼의 기재는 전혀 없고, 실리콘 에멀젼의 사용뿐이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 3은, 백색 안료로서 산화 티탄을 이용해도, 산화 티탄의 침강의 방지, 필적의 은폐성이 높고, 잉크의 유출성이 뛰어나는 것을 목적으로 하는 것이며, 편평상 수지 입자에는 우레탄계 수지 입자의 기재나 시사 등은 전혀 없고, 분산제로서 우레탄계 에멀젼의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예 등에도 우레탄계 에멀젼의 기재는 없고, 게다가, 편평상 수지 입자도 스티렌계의 사용뿐이고, 본 발명과는 그 발명의 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)도 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 4는, 유성 잉크 필적에 대한 내-블리드성이 뛰어나는 것을 목적으로 하는 것이며, 산화 티탄량이 15~80 중량%로 하는 수정액용이며, 양이온성 결합재로서 우레탄계 에멀젼의 사용을 기재하고 있지만, 실시예 4, 5에 있어서의 우레탄계 에멀젼의 사용은 점착성에 의한 조막의 형성(고은폐성의 형성)을 수행하는 것이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 5는, 볼 지름 0.4 mm 이하의 세자 볼펜에 사용하기 위해서, 볼 마모 등을 억제하는 것을 목적으로 하는 것이며, 그 때문에, 입자 지름 0.1μm 미만의 산화 티탄 등의 초미립자를 선택하는 것이고, 분산제로서 우레탄계 에멀젼의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예에도, 우레탄계 에멀젼의 사용은 전혀 없고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)도 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 6은, 산화 티탄의 분산 안정성, 볼 마모 등을 억제하는 것을 목적으로 하는 것이며, 평균 입경을 1~95 nm의 산화 티탄을 사용하는 것이고, 분산제 등으로서 우레탄계 수지의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예에도, 우레탄계 수지의 사용은 전혀 없고, 본 발명과는 그 발명의 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)도 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 7은, 필기 직후의 필적 시인성, 필적 정착성 등을 양호로 하는 것을 목적으로 하는 것이며, 중공 수지 입자 및 수지 에멀젼으로서, 우레탄계 수지의 사용을 구체예 없이 간단하게 기재하고 있는 것뿐이고, 실시예에도, 중공 수지 입자 및 수지 에멀젼으로서 우레탄계 수지의 사용은 전혀 없고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)도 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 8은, 재분산성이 뛰어나고, 비침투성의 필기면을 이용했을 때에도 필적의 정착성, 내찰과성이 뛰어난 것을 목적으로 하는 것이며, 자기 가교형 수지 에멀젼으로서, 우레탄계 수지의 사용을 기재하고 있지만, 이 자기 가교형 수지 에멀젼은, 점착성에 의한 조막의 형성(필적의 정착성, 내찰과성의 형성)을 수행하는 것이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

또한, 상기 문헌 B그룹의 특허문헌 9는, 수성 디스퍼젼 수지로서 이용하는 아이오노머형의 폴리우레탄 수지는 액체로서의 사용이며, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 10은, 균열이 들어간 필적 내지 도막을 얻는 것을 목적으로 하는 것이며, 수지 에멀젼 A, B로서 우레탄계 수지 에멀젼의 사용을 기재하고 있지만, 이 수지 에멀젼은, 점착성에 의한 조막의 형성(필적의 정착성, 내찰과성의 형성)을 수행하는 것이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

상기 특허문헌 11은, 재분산성이 뛰어나고, 비침투성의 필기면을 이용했을 때에도 필적의 정착성, 내찰과성이 뛰어난 것을 목적으로 하는 것이며, 자기 가교형 수지 에멀젼으로서, 우레탄계 수지의 사용을 기재하고 있지만, 이 자기 가교형 수지 에멀젼은, 점착성에 의한 조막의 형성(필적의 정착성, 내찰과성의 형성)을 수행하는 것이고, 본 발명과는 그 발명의 목적, 과제, 기술 사상(구성 및 그 구성에 근거하는 작용 효과)이 상위한 것이라고 말할 수 있다.

이상과 같이, 상기 문헌 A그룹의 특허문헌 1~8, 문헌 B그룹의 특허문헌 9~11 등의 산화 티탄을 배합한 잉크 조성물을 이용한 볼펜에 있어서, 캡 오프의 상태를 일정 시간 계속하면, 잉크 토출성이 저하하는 현상이 발생한다고 하는 과제에 대해서, 특정 물성이 되는 우레탄계 입자를 함유시킴으로써, 이 토출성이 개선하는 것 등의 기재나 시사 등은 없는 것이 현실이다.

특허문헌 1: 일본 특개평 8-143807호 공보(청구항 1, 단락 0007, 실시예) 특허문헌 2: 일본 특개평 11-35867호 공보(청구항 1, 5, 단락 0024 등) 특허문헌 3: 일본 특개평 11-193363 공보(청구항 1, 12, 단락 0044 등) 특허문헌 4: 일본 특개 2000-248216 공보(청구항 1, 단락 0009 등) 특허문헌 5: 일본 특개 2007-518838호 공보(청구항 1, 단락 0015 등) 특허문헌 6: 일본 특개 2009-161654호 공보(청구항 1, 단락 0029 등) 특허문헌 7: 일본 특개 2009-185167호 공보(청구항 1, 단락 0015, 0023 등) 특허문헌 8: 일본 특개 2017-115084 공보(청구항 1, 2, 단락 0036 등) 특허문헌 9: 일본 특개평 10-219176호 공보(청구항 1, 7, 실시예 등) 특허문헌 10: 일본 특개 2006-193717호 공보(청구항 1, 7, 실시예 등) 특허문헌 11: 일본 특개 2008-1832호 공보(청구항 1, 단락 0006 등)

본 발명은, 상기 종래 기술의 과제 및 현실을 감안하여, 보다 장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도, 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜용 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 종래 기술의 현실 등을 감안하여, 열심히 연구를 수행한 결과, 이용하는 산화 티탄의 평균 입자 지름, 그 함유량을 특정의 범위로 하면서, 이용하는 우레탄계 입자의 물성, 그 함유량을 특정의 범위로 함으로써, 상기 목적의 수성 볼펜용 잉크 조성물이 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀던 것이다.

즉, 본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 적어도, 평균 입자 지름 0.1μm 초과 1μm 이하의 산화 티탄 1~35 질량%와, 평균 입자 지름 0.1μm 이상 6μm 이하의 비점착성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수성 볼펜은, 상기 수성 볼펜용 잉크 조성물을 탑재한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 「비점착성」이란, 개개의 우레탄계 입자는 점착력이 부족하고, 잉크 조성물 중에 있어서, 우레탄계 입자끼리는 결합하는 것이 없고, 또한, 필기 등에 의해 필기면 등에 잉크가 정착했을 경우에, 우레탄계 입자는 조막성을 가지지 않는 것을 말한다.

본 발명에 의하면, 장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜용 잉크 조성물 및 수성 볼펜이 제공된다.

이하에, 본 발명의 실시 형태를 자세하게 설명한다.

본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 적어도, 평균 입자 지름 0.1μm 초과 1μm 이하의 산화 티탄 1~35 질량%와, 평균 입자 지름 0.1μm 이상 6μm 이하의 비점착성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 이용하는 산화 티탄은, 은폐성이 있는 백색계의 착색제로서 이용하는 것이고, 평균 입자 지름 0.1μm 초과 1μm 이하의 산화 티탄이면, 특별히 한정되는 것이 아니고, 형상은, 구상이어도, 부정형상이어도 되고, 또한, 알루미나나 실록산 등에서 표면 처리된 산화 티탄이어도 되는 것이다.

본 발명에 있어서, 「평균 입자 지름」이란, 레이저 회절법으로 측정되는 체적 기준에 의해 산출된 입도 분포의 체적 누적 50%시의 입자 지름(D50)의 값이다. 여기서, 레이저 회절법에 의한 평균 입자 지름의 측정은, 예를 들면, 닛키소 주식회사의 입자 지름 분포 해석 장치 HRA9320-X100를 이용하여 수행할 수 있다.

이용할 수 있는 산화 티탄은, 평균 입자 지름이 0.1μm 초과 1μm 이하인 것을 사용하는 것이고, 바람직하게는, 0.2μm 이상 0.6μm 이하의 것이 바람직하다.

이용하는 산화 티탄의 평균 입자 지름이 0.1μm 이하이면, 착색제로서 은폐력이 불충분하여 바람직하지 않다. 한편, 1μm 초과이면, 잉크 조성물 중에서의 분산성이 불안정이 되어, 바람직하지 않다.

구체적으로 이용할 수 있는 상기 평균 입자 지름 범위의 산화 티탄으로서는, 시판품의 사카이 카가쿠코교사 제의 R-25, R-62N, R-38L, 케마즈사 제의 Ti-Pure　TS-6300, Ti-Pure　TS-900, Ti-Pure　R-706, Ti-Pure　R-931, 이시하라산교사 제의 R-630, R-550, R-980 등을 들 수 있다.

이들 산화 티탄의 함유량은, 잉크 조성물 전량에 대해서, 1~35 질량%(이하, 간단하게 「질량%」를 「%」로 한다), 바람직하게는, 6~24%가 바람직하다.

이 산화 티탄의 함유량이 1% 미만이면, 착색제로서 은폐력이 불충분하여 바람직하지 않다. 한편, 30%를 넘으면, 점도가 높아져 잉크의 유출성이 저하한다.

본 발명에 이용하는 우레탄계 입자는, 비점착성의 우레탄계 입자이며, 평균 입자 지름이 0.1μm 이상 6μm 이하의 것을 사용한다.

우레탄계 입자로는, 점착성을 가지는 것, 비점착성 등이 알려져 있고, 종래의 수성 볼펜용 잉크 조성물에, 점착성을 가지는 우레탄계 수지 에멀젼을 사용하여 점착성에 의한 조막의 형성(필적의 정착성, 내찰과성의 형성)을 수행하는 것이 제안되어 있지만, 본 발명에서는, 비점착성의 우레탄계 입자, 즉, 개개의 우레탄계 입자는 점착력이 부족하고, 잉크 조성물 중에 있어서, 우레탄계 입자끼리는 결합하는 것이 없고, 또한, 필기 등에 의해 필기면 등에 잉크가 정착했을 경우에, 우레탄계 입자는 조막성을 가지지 않는 것을 이용함으로써, 상기 평균 입자 지름의 산화 티탄을 함유하는 수성 볼펜용 잉크 조성물에 있어서도, 처음으로, 장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도 잉크 토출성이 뛰어난 기능을 발휘하게 하는 것이 된다.

덧붙여, 우레탄계 입자의 외에, 수성 볼펜용 잉크 조성물에, 폴리에틸렌계 입자, 아크릴계 입자, 스티렌 아크릴계 중공 입자, 멜라민계 입자 등을 이용하는 것이 기지(旣知)이지만, 상기 특성의 우레탄계 입자를 사용하지 않는 경우는, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없는 것이다.

또한, 이용하는 우레탄계 입자의 평균 입자 지름은, 0.1μm 이상 6μm 이하이며, 하한은 바람직하게는, 0.3μm 이상, 더욱 바람직하게는, 0.7μm 이상의 것이 바람직하다. 한편, 상한은, 바람직하게는 3.0μm 이하, 더욱 바람직하게는 2.0μm 이하인 것이 바람직하다.

이 평균 입자 지름이 0.1μm 미만에서는, 발명의 충분한 효과를 얻지 못하고, 한편, 6μm 초과에서는, 입자의 분산 안정화가 어려워, 칩 내부에서 막히기 쉬워져, 바람직하지 않다.

본 발명에 이용하는 우레탄계 입자는, 상술과 같이, 비점착성이고, 상기 평균 입자 지름을 가지는 것이면 되고, 추가로, 이 특성을 가지는 것이면, 시판품이어도, 후술하는 제조법에 의해 제조된 것이어도 되고, 또한, 우레탄계 입자는 상기 각 특성을 가지고 있으면 착색되어 있어도 되고(착색 우레탄계 입자), 추가로, 산화 티탄이나 카본 블랙 등의 안료를 내포한 우레탄계 입자(안료 내포 우레탄계 입자)이어도 되는 것이다.

우레탄계 입자를 착색하여 색재(착색제)로서 이용하는 경우는, 발색성이 높기 때문에 첨가량을 줄일 수 있다. 이 착색 우레탄계 입자는, 본 발명의 효과의 발휘와 함께, 착색제로서 기능함으로써 잉크 배합의 자유도가 향상하게 된다. 또한, 안료를 내포한 우레탄계 입자(안료 내포 우레탄계 입자)에 있어서는, 본 발명의 효과의 발휘와 함께, 분산성에 어려움이 있는 안료를 그대로 잉크 중에 분산시키는 것보다도, 안료 내포 우레탄계 입자로 함으로써 분산성이 더욱 양호해지고, 게다가 산화 티탄을 내포한 우레탄계 입자는, 산화 티탄과 마찬가지의 은폐성을 가지므로, 보다 은폐성이 높은 묘선을 얻을 수 있게 된다.

이용하는 우레탄계 입자는, 우레탄 결합을 가지는 중합체, 공중합체이며, 이소시아네이트 성분(디이소시아네이트 성분을 포함한다)과 폴리올 성분(디올 성분 포함한다)을 반응시킴으로써 얻을 수 있는 것이고, 예를 들면, 우레탄 입자(폴리에스테르형 우레탄 입자, 폴리카보네이트형 우레탄 입자, 폴리에테르형 우레탄 입자 등), 우레탄·우레아 입자 등의 적어도 1종을 들 수 있다.

바람직하게는, 이용하는 우레탄계 입자는, 하기 제법에 의해 얻어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이 우레탄계 입자의 제법은, 1) 유기용제, 및 이소시아네이트 모노머 또는 이소시아네이트 프리폴리머, 착색하는 경우는 착색제를 함유하는 유상의 제작, 2) 물 및 분산제를 혼합시키는 것에 의한 수상의 제작, 3) 상기 유상과 수상을 혼합시켜 유상의 성분을 유화한 후에 중합시키는 공정에 의해 수행할 수 있다.

유상은, 유기용제, 및 이소시아네이트 모노머 또는 이소시아네이트 프리폴리머, 착색하는 경우는, 착색제(염료, 안료 등)를 함유하고 있다. 이 유기용제는, 복수종 함유되어 있어도 된다.

이 유상은, 유기용제를 소정의 온도로 가온하면서, 착색하는 경우는 착색제를 가하고 교반하고, 그 다음에, 상기 모노머 또는 프리폴리머를 가하고, 추가로 필요에 따라서 다른 유기용제를 가함으로써, 제작할 수 있다.

유기용제로서는, 예를 들면, 페닐글리콜, 벤질알코올, 에틸렌글리콜 모노벤질 에테르, 아세트산 에틸 등을 이용할 수 있다. 또한, 알킬설폰산 페닐 에스테르, 프탈산 에틸헥실, 프탈산 트리데실, 트리멜리트산 에틸헥실, 디에틸렌글리콜 디벤조에이트, 디프로필렌글리콜 디벤조에이트, 액상의 크실렌 수지 등도 이용할 수 있다.

이소시아네이트 모노머 또는 프리폴리머로서는, 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 이소시아네이트 프리폴리머 등을 이용할 수 있다.

이소시아네이트 프리폴리머로서는, 상기의 이소시아네이트의 트리올 부가물, 이소시아누레이트 변성체 등의 삼량체를 이용하는 것이, 중합에 의해 양호하게 경화시키는 관점으로부터 바람직하다. 또한, 상기의 삼량체와 함께, 보조 프리폴리머로서, 상기의 이소시아네이트의 알로파네이트 변성체 등의 이량체를 이용할 수 있다.

이 제법에 있어서, 이용하는 이소시아네이트 성분(모노머 또는 프리폴리머, 보조 모노머, 보조 프리폴리머) 등의 선택 및 함유량 등을 조정 하는 것 등 우레탄계 입자의 경도의 조정을 수행할 수 있다. 또한, 평균 입자 지름의 조정은, 중합 때, 교반 조건을 컨트롤함으로써 조정할 수 있다.

착색 우레탄계 입자로서, 착색하는 경우에 이용하는 착색제는, 각종 염료, 안료 등을 이용할 수 있다. 염료로서는, 예를 들면, 상온에 있어서 물에 불용인 수불용성 염료를 들 수 있고, 구체적으로는, 조염 염료, 분산 염료, 유용성 염료 등을 이용할 수 있지만, 발색성의 관점으로부터, 조염 염료를 이용하는 것이 바람직하다.

조염 염료로서는, 예를 들면 아조계, 금속착염 아조계, 안트라퀴논계 및 금속 프탈로시아닌계의 화학 구조를 가지는 염료를 들 수 있고, 예를 들면, 오리엔트 카가쿠코교 주식회사의 Valifast(등록상표)　Black　1807, Valifast(등록상표)　Blue　2620, Valifast(등록상표)　Brown　2402, Valifast(등록상표)　Green　1501, Valifast(등록상표)　Orange　2210, Valifast(등록상표)　Pink　2310, Valifast(등록상표)　Red　1355, Valifast(등록상표)　VIOLET　1701, Valifast(등록상표)　Yellow　1101 등을 이용할 수 있다.

분산 염료로서는, 예를 들면, C.I. Disperse　Yellow　198, C.I. Disperse　Yellow　42, C.I. Disperse　Red　92, C.I. Disperse　Violet　26, C.I. Disperse　Violet　35, C.I. Disperse　Blue　60, 및 C.I. Disperse　Blue　87으로부터 선택되는 적어도 1종의 염료를 이용할 수 있다.

유용성 염료로서는, 예를 들면, 오리엔트 카가쿠코교 주식회사의 Oil　Black　860, Oil　Blue　613, Oil　Brown　BB, Oil　Green　530, Oil　Orange　201, Oil　Pink　312, Oil　Red　5B, Oil　Scarlet　318, Oil　Yellow　105 등을 이용할 수 있다.

수상은, 물 및 분산제를 혼합시킴으로써 제작할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올을 이용할 수 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.

유화 및 중합 공정은, 상기 유상의 성분을 유화하고, 추가로 중합시키는 공정은, 수상에 유상을 투입하고, 호모지나이저 등을 이용하여 소정의 온도로 가온하면서 유화 혼합함으로써 착색 우레탄계 입자, 착색 없는 우레탄계 입자를 얻을 수 있다.

또한, 상기 유화 중합의 외, 상분리법에 의해 우레탄계 입자를 제작해도 된다. 이 제조법은, 착색하는 경우는, 염료 함유 용액을 제작하는 것, 보호 콜로이드제 함유 용액을 제작하는 것, 이소시아네이트 모노머 또는 이소시아네이트를 중합시키는 것으로 이루어진다.

염료 함유 용액은, 수불용성 염료를 유기 용제에 가열 용해함으로써 제작할 수 있다. 수불용성 염료 및 유기 용제로서는, 상기 유화 중합에 의해 이용하는 유기 용제를 이용할 수 있다.

보호 콜로이드제 함유 용액은, 보호 콜로이드제를 물에 용해시킴으로, 제작할 수 있다. 보호 콜로이드제로서는, 예를 들면, 메틸 비닐 에테르-무수 말레산 공중합체 등을 이용할 수 있다.

이소시아네이트 모노머 또는 이소시아네이트 프리폴리머의 중합은, 착색하는 경우는 염료 함유 용액을, 소정의 온도로 가온한 보호 콜로이드제 함유 용액에 첨가하고 유적상(油滴狀)으로 분산시키고, 여기에 상술의 이소시아네이트 모노머 또는 이소시아네이트 프리폴리머를 첨가하고, 온도를 유지하고 교반함으로써, 제조할 수 있다.

이용할 수 있는 상기 특성을 가지는 시판품의 우레탄계 입자로서는, 예를 들면, 네가미 코교사 제의 아트 펄 CE-800 T(비점착성, 평균 입자 지름 6μm), 아트 펄 MN-101 SWA(비점착성, 평균 입자 지름 0.2μm), 아트 펄 MM-120 T(비점착성, 평균 입자 지름 2μm) 등을 들 수 있다.

이용할 수 있는 안료를 내포한 우레탄계 입자는, 카본 블랙, 프탈로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 및, 산화 티탄, 산화 아연 등을 내포한 마이크로 캡슐형의 우레탄계 입자이며, 예를 들면, 적어도 상기 안료를 포함하는 것을, 상기 소정의 평균 입자 지름이 되도록, 마이크로 캡슐화, 구체적으로는, 우레탄계 수지에 의한 벽막 형성 물질(벽재)로부터 구성되는 쉘층(각체)에 내포함으로써 제조된 입자이다.

마이크로 캡슐화법으로서는, 예를 들면, 계면중합법, 계면중축합법, insitu 중합법, 액중 경화 피복법, 수용액으로부터의 상분리법, 유기 용매로부터의 상분리법, 융해 분산 냉각법, 기중 현탁 피복법, 스프레이 드라이닝법 등을 들 수 있다.

이 쉘층의 형성에 이용되는 우레탄(폴리우레탄 수지), 우레아(폴리우레아 수지), 우레아우레탄(폴리우레아 수지/폴리우레탄 수지)은, 이소시아네이트 성분과 아민 성분 또는 알코올 성분 등과 반응하여 형성되는 것이다.

상기 우레탄, 우레아, 혹은 우레아우레탄에 의한 쉘층의 형성으로서는, 예를 들면, 1) 우레탄, 우레아 및 우레아우레탄의 가운데 적어도 1개의 모노머 성분과, 상기 산화 티탄이나 카본 블랙 등의 안료 등에서 계면중합으로 쉘층을 형성하거나, 혹은, 2) 상기 착색 우레탄계 입자의 제법과 동일하게, 이소시아네이트 성분과, 소정량(예를 들면, 입자 중 5~50 질량%)의 안료를 포함하는 유상 성분(유성상)을, 수계 용매(수성상) 중에 분산시켜 유화액을 조정하는 유화 공정과, 유화액에 아민 성분 및 알코올 성분의 가운데 적어도 1개를 첨가하고 계면 중합을 수행하는 계면 중합 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 형성할 수 있다.

이들 우레탄계 입자(착색 없는 우레탄계 입자, 착색 우레탄 입자, 안료 내포 우레탄 입자 등)는, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있고, 그 함유량은, 잉크 조성물 전량에 대해서, 1~35%이며, 바람직하게는, 3~18%가 바람직하다.

이 특성의 우레탄계 입자의 함유량이 1% 미만이면, 본 발명의 효과를 발휘하지 못하고, 한편, 35%를 넘으면, 잉크의 안정성이 손상되는 경우가 있어, 바람직하지 않다.

본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 적어도, 상기 특성의 산화 티탄 1~35 질량%와, 상기 특성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하는 것이고, 이들 각 성분의 외, 예를 들면, 다른 안료나 염료 등의 색재, 수용성 유기 용제, 잔부로서 용매인 물(수도물, 정제수, 증류수, 이온 교환수, 순수 등), 추가로, 필요에 따라서, 필기구 수성 잉크 조성물에 통상 이용되는 각 성분, 예를 들면, 증점제, 윤활제, 방청제, 방부제 혹은 방균제, pH조정제, 안료 분산제 등을 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 적절히 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 착색했을 경우의 우레탄계 입자, 안료 내포 우레탄계 입자의 외, 필요에 따라서, 다른 안료나 염료 등의 색재(착색제)를 보색 성분으로서 병용할 수 있다.

이용할 수 있는 색재로서는, 물에 용해 혹은 분산하는 염료, 종래 공지의 무기계 및 유기 안료계, 실리카나 운모를 기재로 하고 표층에 산화철이나 산화 티탄 등을 다층 코팅한 안료 등을 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 적당양 사용할 수 있다.

염료로서는, 예를 들면, 에오신, 후오키신, 워터 옐로우#6-C, 애시드 레드, 워터 블루 #105, 브릴리언트 블루 FCF, 니그로신 NB 등의 산성 염료; 다이렉트 블랙 154, 다이렉트 스카이블루 5B, 바이올렛 B00B 등의 직접 염료; 로다민, 메틸 바이올렛 등의 염기성 염료 등을 들 수 있다.

유기계 안료로서는, 예를 들면, 아조레이크, 불용성 아조 안료, 킬레이트 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 및 페리논 안료, 니트로소 안료 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 카본 블랙, 티탄 블랙, 아연화(亞鉛華), 벤가라, 산화 크롬, 철흑, 코발트 블루, 산화철 황, 비리디안, 황화 아연, 리트폰, 카드뮴 옐로우, 주홍(朱), 카드뮴 레드, 황연(黃鉛), 몰리브데이트 오렌지, 징크 크로메이트, 스트론튬 크로메이트, 화이트 카본, 클레이, 탈크, 군청, 침강성 황산 바륨, 바레이트 분(粉), 탄산칼슘, 연백(鉛白), 감청, 망간 바이올렛, 진유분(眞鍮粉) 등의 무기 안료, C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 17, C.I. 피그먼트 블루 27, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 22, C.I. 피그먼트 레드 38, C.I. 피그먼트 레드 48, C.I. 피그먼트 레드 49, C.I. 피그먼트 레드 53, C.I. 피그먼트 레드 57, C.I. 피그먼트 레드 81, C.I. 피그먼트 레드 104, C.I. 피그먼트 레드 146, C.I. 피그먼트 레드 245, C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 34, C.I. 피그먼트 옐로우 55, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 95, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 167, C.I. 피그먼트 오렌지 5, C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 16, C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 3, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 50, C.I. 피그먼트 그린 7 등의 유기 안료를 들 수 있다.

이들 색재는, 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다.

이용할 수 있는 수용성 유기용제로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 3-부틸렌글리콜, 티오디에틸렌글리콜, 글리세린 등의 글리콜류나, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 등을 들 수 있고, 이들은 1종 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이들 수용성 유기 용제의 함유량은, 필기구용 수성 잉크 조성물의 용도마다 적절히 조정되고, 잉크 조성물 전량에 대해서, 1%~30%의 범위이다.

이용할 수 있는 증점제로서는, 예를 들면, 합성 고분자, 셀룰로오스 및 다당류로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종이 바람직하다. 구체적으로는, 아라비아 검, 트라가칸트 검, 구아 검, 로카스트 빈 검, 아르긴산, 카라기난, 젤라틴, 크산탄 검, 웰란 검, 숙시노글리칸, 디우탄 검, 덱스트란, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 전분 글리콜산 및 그의 염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴산 및 그의 염, 폴리에틸렌옥사이드, 아세트산 비닐과 폴리비닐피롤리돈의 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체 및 그의 염 등을 들 수 있다.

윤활제로서는, 안료의 표면 처리제로도 이용되는 다가 알코올의 지방산 에스테르, 당의 고급 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 고급 지방산 에스테르 등의 비이온계나, 인산 에스테르, 고급 지방산 아미드의 알킬 설폰산염, 알킬 아릴 설폰산염 등의 음이온계, 폴리알킬렌글리콜의 유도체나 불소계 계면활성제, 폴리에테르 변성 실리콘 등을 들 수 있다.

또한, 방청제로서는, 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 디시클로헥실암모늄 나이트라이트, 사포닌류 등, 방부제 혹은 방균제로서는, 페놀, 나트륨 오마딘, 벤조산 나트륨, 벤조이소티아졸인, 벤즈이미다졸계 화합물 등을 들 수 있다.

pH조정제로서는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 리튬 등의 알칼리 금속의 수산화물, 트리에탄올 아민, 디에탄올 아민, 모노에탄올 아민, 디메틸 에탄올 아민, 모르폴린, 트리에틸 아민 등의 아민 화합물, 암모니아 등을 들 수 있다.

안료 분산제로서는, 스티렌 아크릴 공중합체, 고분자 폴리카르복시산 등을 들 수 있다.

본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 적어도, 상기 특성의 산화 티탄 1~35 질량%와, 상기 특성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하고, 그 외의 각 성분을 볼펜 구조 등에 따라 적절히 조합하고, 호모 믹서, 호모지나이저 혹은 디스퍼 등의 교반기에 의해 교반혼합함으로써, 추가로 필요에 따라서, 여과나 원심분리에 의해서 잉크 조성물 중의 조대 입자를 제거하는 것 등에 의해서 수성 볼펜용 잉크 조성물을 조제할 수 있다.

얻어진 본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물은, 볼펜 칩을 구비한 볼펜에 탑재되어 사용에 제공된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물이, 왜, 산화 티탄을 배합한 잉크 조성물을 이용한 볼펜에 있어서, 캡 오프의 상태를 일정시간 계속하면, 잉크 토출성이 저하하는 현상이 발생한다고 하는 과제에 대해서, 이 토출성이 개선하는지는, 이하와 같이 추측된다.

본 발명의 수성 볼펜용 잉크 조성물에서는, 적어도, 상기 특성의 산화 티탄 1~35%와, 상기 특성의 우레탄계 입자 1~35%를 함유하는 것이다. 비점착성으로서, 소정의 평균 입자 지름을 가지는 우레탄계 입자를 1~35%를 함유함으로써, 추측이지만, 산화 티탄끼리의 응집을 억제하면서, 볼의 회전에 의해 순간적으로 붕괴하는 건조 피막을 형성하는 것 등에 의해, 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜용 잉크 조성물을 얻을 수 있게 된다.

덧붙여, 본 발명에서는, 산화 티탄 함유 수성 볼펜용 잉크 조성물에 있어서, 상기 특성의 우레탄계 입자의 함유에 의해, 처음으로, 상기 특유의 작용 효과를 발휘할 수 있는 것이고, 종래의 산화 티탄 함유 수성 볼펜용 잉크 조성물에 있어서, 기존의 폴리에틸렌계 입자, 아크릴계 입자, 점착성 우레탄계 입자 등을 이용해도, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없는 것이다(이들의 점에 대해서는, 후술하는 실시예, 비교예에 있어서 상세히 기술한다).

본 발명의 수성 볼펜으로서는, 예를 들면, 상기 조성의 수성 볼펜용 잉크 조성물을 볼펜용 잉크 수용체(리필)에 수용하면서, 상기 잉크 수용체 내에 수용된 수성 잉크 조성물과는 상용성이 없고, 또한, 상기 수성 잉크 조성물에 대해서 비중이 작은 물질, 예를 들면, 폴리부텐, 실리콘 오일, 광유 등의 적어도 1종이 잉크 추종체로서 수용되는 것을 들 수 있다.

볼펜의 구조는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 노크식을 포함하는 여러 가지의 구조의 수성 볼펜이나, 축통 자체를 잉크 수용체로 하고 상기 축통 내에 상기 구성의 수성 볼펜용 잉크 조성물을 충전한 컬렉터 구조(잉크 유지 기구)를 구비한 직액식의 볼펜이어도 되는 것이다.

또한, 볼 홀더, 잉크 수용관, 커플링 부재(선축)의 재질, 크기(내경, 길이) 등은, 칩 구조, 볼 지름, 잉크 추종체 등에 따라서 적절히 설정된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 수성 볼펜에서는, 상기 특성의 수성 볼펜용 잉크 조성물을 이용함으로써, 잉크 토출성이 뛰어난 수성 볼펜이 되는 것이다.

실시예

다음으로, 제조예 1~3(본 발명 범위의 우레탄계 입자 1~3의 제작), 실시예 및 비교예(수성 볼펜용 잉크 조성물의 조제)에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예 등으로 한정되는 것은 아니다.

(제조예 1: 우레탄계 입자 1)

유상 용액으로서, 아세트산 에틸 12.5 질량부를 60℃로 가온하면서, 테르펜페놀수지(YS 폴리스터 N125　야스하라 케미컬사 제) 0.5 질량부를 가하고 충분히 용해시켰다. 그 다음에, 여기에 프리폴리머로서의 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성체(TLA-100, 아사히 카세이사 제) 8 질량부를 가하여, 유상 용액을 제작했다.

수상 용액으로서는, 증류수 200 질량부를 60℃로 가온하면서, 여기에 분산제로서의 폴리비닐알코올(PVA-205, 쿠라레사 제) 15 질량부를 용해하여, 수상 용액을 제작했다.

60℃의 수상 용액에 유상 용액을 투입하고, 호모지나이저로 6시간 교반함으로써 유화 혼합하여 중합을 완료했다.

얻어진 분산체를 원심 처리함으로써 우레탄계 입자(착색 없음) 1을 얻었다.

(제조예 2: 우레탄계 입자 2)

유상 용액으로서, 아세트산 에틸 12.5 질량부를 60℃로 가온하면서, 유용성 흑염료(Oil　Black　860, 오리엔트 카가쿠코교사 제) 3.5 질량부 및 테르펜페놀수지(YS 폴리스터 N125　야스하라 케미컬사 제) 0.5 질량부를 가하고 충분히 용해시켰다. 그 다음에, 여기에 프리폴리머로서의 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성체(TLA-100, 아사히 카세이사 제) 8 질량부를 가하여, 유상 용액을 제작했다.

수상 용액으로서는, 증류수 200 질량부를 60℃로 가온하면서, 여기에 분산제로서의 폴리비닐알코올(PVA-205, 쿠라레사 제) 15 질량부를 용해하여, 수상 용액을 제작했다.

60℃의 수상 용액에 유상 용액을 투입하고, 호모지나이저로 6시간 교반함으로써 유화 혼합하여 중합을 완료했다.

얻어진 분산체를 원심 처리함으로써 우레탄계 입자(흑색 입자) 2를 얻었다.

(제조예 3: 우레탄계 입자 3)

유상 용액으로서, 디스테아린산 트리에틸렌글리콜 17부를 65℃로 가온하면서, 산화 티탄(Ti-Pure TS-6300, 케마즈사 제) 4 부를 가하고 충분히 분산시켰다. 그 다음에, 메틸에틸케톤 4 부 가하고, 추가로 크실렌 디이소시아네이트의 트리메티로프로판 변성체(D-110 N, 미츠이 카가쿠사 제) 7 부를 가하고 65℃에서 교반했다.

수상 용액으로서는, 65℃로 가온한 증류수 600 부에 대해서, 폴리비닐알코올(PVA-205, 쿠라레사 제) 15 부를 용해하고, 이것에 상기 유상 용액을 투입하고, 추가로 헥사메틸렌디아민 6 부를 가하고, 유화 혼합하여 중합을 완료했다.

얻어진 분산체를 원심 처리함으로써 우레탄계 입자(산화 티탄 내포 우레탄계 입자) 3을 얻었다.

<수성 볼펜용 잉크 조성물의 조제>

(실시예 1~8 및 비교예 1~4)

하기 표 1에 나타내는 배합 조성, 즉, 산화 티탄 3종, 상기에서 얻어진 상기 우레탄계 입자 1~3을 포함하는 본 발명 범위가 되는 5종의 우레탄계 입자와 본 발명 범위 외가 되는 그 외의 입자(폴리에틸렌 입자, 아크릴 입자, 점착성 우레탄 입자) 3종, 증점제, 윤활제(인산 에스테르), 방부제, 방청제, pH조정제, 안료 분산제, 수용성 유기 용제, 물을 이용하고, 상법에 의해, 수성 볼펜용 잉크 조성물(전량 100 질량%)을 조제했다.

이용한 산화 티탄 입자, 우레탄계 입자 등의 평균 입자 지름(μm)은, 닛키소 주식회사의 입자 지름 분포 해석 장치 HRA9320-X100을 이용하여 측정했다.

얻어진 각 필기구용 수성 잉크 조성물에 대해서, 하기 구성의 수성 볼펜을 이용하여 하기 평가방법에 의해, 잉크 토출성에 대해 평가했다.

이들의 결과를 하기 표 1에 나타내다.

<수성 볼펜의 제작>

폴리프로필렌제 잉크 수용관(내경 4 mm, 길이 113 mm), 스텐레스제 칩(초경합금 볼, 볼 지름 0.5 mm) 및 상기 수용관과 상기 칩을 연결하는 커플링으로 이루어지는 리필에 실시예 1~8 및 비교예 1~4의 수성 볼펜용 잉크 조성물을 충전했다. 그 다음에, 잉크 후단에 광유, 폴리부텐, 올레핀계 엘라스토머로 이루어지는 잉크 추종체를 장전했다. 이 리필을, 볼펜(UM-151, 미츠비시 엔피쯔사 제)의 축에 장전하여, 각 수성 볼펜을 제작했다.

[잉크 토출성의 평가방법]

이들의 수성 볼펜에 있어서, 캡을 하지 않는 상태로, 25℃, 50%RH 하에서 1개월간 방치 후, PPC 용지에 직선을 필기해, 하기 평가 기준으로 잉크 토출성을 평가했다.

평가 기준:

A: 필기 개시로부터 문제 없이 필기 가능

B: 필기 개시로부터 20mm 미만의 끊김이 확인된다

C: 필기 개시로부터 20mm 이상의 끊김이 확인된다

상기 표 1을 고찰하면, 본 발명 범위가 되는 실시예 1~8은, 본 발명의 범위 외가 되는 비교예 1~4에 비교하여, 본 발명의 특유의 작용 효과인 장기간에 걸쳐서 펜촉을 노출시켜도 잉크 토출성이 뛰어난 볼펜용 수성 잉크 조성물되는 것이 판명되었다.

구체적으로 각 실시예에 보면, 산화 티탄 함유 수성 볼펜용 잉크 조성물에 있어서, 실시예 1, 3, 7~8은 비점착성을 갖고, 소정 평균 입자 지름의 착색 없는 우레탄계 입자를 이용한 것이고, 실시예 2와 4는 비점착성을 갖고, 소정 평균 입자 지름의 착색 우레탄계 입자, 산화 티탄 내포 우레탄 입자를 이용한 것이고, 실시예 5와 6은, 비점착성을 갖고, 소정 평균 입자 지름의 착색 없는 시판품의 우레탄계 입자를 이용한 것이고, 이들의 경우, 본 발명의 상기 특유의 작용 효과를 발휘할 수 있는 것이 확인되었다.

이것에 비하여, 각 비교예에 보면, 비교예 1은 산화 티탄 함유 수성 볼펜용 잉크 조성물에 있어서, 우레탄계 입자 등을 이용하지 않는 것이고, 비교예 2는 점착성의 우레탄 에멀젼을 이용한 것이고, 비교예 3은, 폴리에틸렌 입자를 이용한 것이고, 비교예 4는, 아크릴 입자를 이용한 것이고, 이들의 경우, 본 발명의 상기 특유의 작용 효과를 발휘할 수 없는 것이 확인되었다.

볼펜에 적합한 수성 볼펜용 잉크 조성물 및 이를 탑재한 수성 볼펜을 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 적어도, 평균 입자 지름 0.1μm 초과 1μm 이하의 산화 티탄 1~35 질량%와, 평균 입자 지름 0.1μm 이상 6μm 이하의 비점착성의 우레탄계 입자 1~35 질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 볼펜용 잉크 조성물.
2. 청구항 1의 수성 볼펜용 잉크 조성물을 탑재한 것을 특징으로 하는 수성 볼펜.