特許 5901283 水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5901283

(24)【登録日】2016年3月18日

(45)【発行日】2016年4月6日

(54)【発明の名称】水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペン

(51)【国際特許分類】

   C09D 11/18 20060101AFI20160324BHJP

   B43K 7/00 20060101ALI20160324BHJP

【ＦＩ】

   C09D11/18

   B43K7/00

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-282863(P2011-282863)

(22)【出願日】2011年12月26日

(65)【公開番号】特開2013-133353(P2013-133353A)

(43)【公開日】2013年7月8日

【審査請求日】2014年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】303022891

【氏名又は名称】株式会社パイロットコーポレーション

(72)【発明者】

【氏名】秋山 和彦

【審査官】 牟田 博一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１５２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７７０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５６６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００１７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３５８５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｄ １１／００〜１１／５４

Ｂ４３Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、多糖類からなる水性ボールペン用インキ組成物において、前記多糖類をキサンタンガム、サクシノグリカンの中から選択し、前記多糖類の平均粒子径が０．１〜５．０μｍであり、前記多糖類の含有量がインキ組成物全量に対し、１．２〜３．０質量％であるとともに、前記リン酸エステル系界面活性剤が直鎖アルコール系のリン酸エステル系界面活性剤であり、２０℃環境下、剪断速度１０００（sec^-1）で、インキ粘度が、６０ｍＰａ・ｓ以下であ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】

前記水性ボールペン用インキ組成物に、パーフルオロアルキルエチレンオシド付加物を有するフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の水性ボールペン用インキ組成物。

【請求項3】

前記直鎖アルコール系のリン酸エステル系界面活性剤が、ラウリルアルコール系のリン酸エステル系界面活性剤であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性ボールペン用インキ組成物。

【請求項4】

インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室にボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して具備してなる水性ボールペンであって、前記インキ収容筒の内部に、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物を直詰めしてなる水性ボールペンであって、前記ボールが、超硬合金材からなることを特徴とする水性ボールペン。

【請求項5】

前記水性ボールペンのボール径が、０．４mm以下であることを特徴とする請求項４に記載の水性ボールペン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は水性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、筆感を向上し、擦過性能に優れた水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、水性ボールペン用インキ組成物について、筆感の向上や、筆跡のカスレ、線とびなどが発生しないように、特開２００６−２８２８７０号公報「ボールペン用水性インキ組成物」、特開平７−６２２８８号公報「水性ボールペン用インキ組成物」、特開２００３−１９２９７２号「水性ボールペン用インキ」には、界面活性剤などの様々な潤滑剤を含有する水性ボールペン用インキ組成物が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】「特開２００６−２８２８７０号公報」

【特許文献2】「特開平７−６２２８８号公報」

【特許文献3】「特開２００３−１９２９７２号公報」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、イソプレンスルホン酸−アクリル酸共重合体を含有することで、インキが途切れることなく安定した吐出が行われるため、軽い筆感で筆記することができ、筆跡の線切れやカスレを抑制すること、特許文献２では、ジベンジリデンソルビトールを含有することで、ボールの回転によりインキが容易に流動する事によりスムースに筆記が可能となり、カスレ等の筆記性能を向上することが開示されているが、特許文献３では、Ｎ−アシルアミノ酸、Ｎ−アシルメチルタウリンを含有することで、チップの受け座に吸着して筆記時のボールの回転においてボールとチップ受け座の摩擦を低減することで、筆感を向上することが開示されている。そのように、ある程度滑らかな筆感を得ることはできたが、新たに界面活性剤を用いると、インキ中での溶解安定性によるインキ経時安定性が劣りやすいものがあり、場合によっては、析出物が発生してしまう問題を考慮しなければならない。特に、最近では、φ０．４以下の極細水性ボールペンでは、ボールとボール座の接触面積が小さいために、筆感が劣り、ボール座の摩耗がひどく筆記不良になりやすいため、その問題を解決することが望まれていた。

【0005】

本発明の目的は、上記のような問題を解決するもので、水性ボールペン用インキ組成物において、筆感を向上し、擦過性能に優れた水性ボールペン用インキ組成物を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために、
「１．少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、多糖類からなる水性ボールペン用インキ組成物において、前記多糖類をキサンタンガム、サクシノグリカンの中から選択し、前記多糖類の平均粒子径が０．１〜５．０μｍであり、前記多糖類の含有量がインキ組成物全量に対し、１．２〜３．０質量％であるとともに、前記リン酸エステル系界面活性剤が直鎖アルコール系のリン酸エステル系界面活性剤であり、２０℃環境下、剪断速度１０００（sec^-1）で、インキ粘度が、６０ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
２．前記水性ボールペン用インキ組成物に、パーフルオロアルキルエチレンオシド付加物を有するフッ素系界面活性剤を含有することを特徴とする第１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
３．前記直鎖アルコール系のリン酸エステル系界面活性剤が、ラウリルアルコール系のリン酸エステル系界面活性剤であることを特徴とする第１項または第２項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
４．インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室にボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して具備してなる水性ボールペンであって、前記インキ収容筒の内部に、第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の水性ボールペン用インキ組成物を直詰めしてなる水性ボールペンであって、前記ボールが、超硬合金材からなることを特徴とする水性ボールペン。
５．前記水性ボールペンのボール径が、０．４mm以下であることを特徴とする第４項に記載の水性ボールペン。」である。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、水性ボールペン用インキ組成物において、ボールとボール座の摩擦抵抗を軽減することで、筆感を向上し、紙面への浸透性を向上することで、擦過性能に優れた水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンを得る効果を奏するものである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の特徴としては、水性インキ組成物中で、擬塑性付与剤の平均粒子径が０．１〜５．０μｍであり、前記擬塑性付与剤の含有量が０．６〜３．５質量％であるともに、２０℃環境下、剪断速度１０００（sec^-1）で、インキ粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下とする。

【0009】

擬塑性付与剤の平均粒子径については、０．１〜５．０μｍを用いる必要がある。理由は定かでは無いが、平均粒子径５．０μｍ以上の場合、水性インキ中において、前記擬塑性付与剤の粒子は、高分子が多く存在し、該高分子同士が、お互いくっついたり、絡まりあって、粒子を形成した状態である。前記擬塑性付与剤の粒子の高分子は、筆記時ボールとボール座の間を通ることで、引き伸ばされたり、解かれたり、引きちぎられたりするため、ボールを転がす力に対して抵抗となる。しかし、平均粒子径５．０μｍ以下の場合は、前記擬塑性付与剤の粒子は、高分子の量は少なく、該高分子同士が、お互いに絡まりあってはいるものの、それを引き伸ばしたり、解いたり、引きちぎる力は、より小さくなる。そのため、平均粒子径５．０μｍ以下であれば、ボールとボール座の摩擦抵抗を軽減し、筆感を向上することが可能になると推測する。

【0010】

さらに、擦過性を向上するためには、擬塑性付与剤の平均粒子径は、０．１〜５．０μｍが良い。これは、平均粒子径５．０μｍ以下の状態で存在していることで、筆記後の紙面上の繊維に引っかかることなく、浸透するため、擦過性能を向上する効果があるためである。また、擬塑性付与剤の平均粒子径０．１μｍ未満のものでは、平均粒子径が小さすぎて生産効率性が悪いため、実用的ではない。
なお、擬塑性付与剤の平均粒子径は、光学顕微鏡の位相差で観察し、写真の二次元形状において、任意の１０個の擬塑性付与剤の長径の平均として求めることができる。

【0011】

また、よりボールとボール座の摩擦抵抗を軽減し、筆感を向上しやすい傾向や、生産効率性を考慮すれば、擬塑性付与剤の平均粒子径は、３．０〜５．０μｍが好ましく、最も好ましくは、３．０〜４．０μｍが好ましい。

【0012】

また、擬塑性付与剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．６〜３．５質量％を含有する必要がある。これは、０．６質量％未満であると、粘度が低すぎてしまう為、所望の筆感が得られず、３．５質量％を越えると、２０℃環境下、剪断速度１０００（sec^-1）で、インキ粘度が１００ｍＰａ・ｓを越えてしまい、ボールとボール座の摩擦抵抗を軽減できず、筆感が重くなってしまうためである。さらに、ボールとボール座の摩擦抵抗を軽減し、筆感を向上する傾向を考慮すれば、１．２〜３．０質量％を含有する方が好ましく、最も好ましくは、１．２〜２．５質量％である。

【0013】

また、前記擬塑性付与剤は、凝集状態（凝集粒子）である方が好ましい。従来の擬塑性付与剤は、インキ中で三次元網目構造を形成することで、インキ粘度調整剤や顔料分散剤などの用途で用いられていたが、このように擬塑性付与剤が三次元網目構造の場合では、ボールとボール座の間を通過する際、三次元網目結合を破壊するために、多くの摩擦抵抗がかかりやすく、筆感に影響が出やすい傾向がある。それに比べ、本発明のように、擬塑性付与剤が凝集状態では、高分子の分子鎖同士がお互いくっついたり、絡まったりしているだけなので、ボールとボール座の間を通過する際、前記分子鎖を引き伸ばされたり、解かれたりするだけであるため、摩擦抵抗が小さい傾向があり、筆感を向上する傾向があるため、好ましい。
また、特に擬塑性付与剤は、高分子の分子鎖をインキ中で広く伸ばしているため、ボールとボール座の間を通過する際に前記分子鎖の結合が引きちぎられやすい傾向があり、影響が出やすいため、凝集状態である方が摩擦抵抗は下がりやすく、筆感が向上し易いため、好ましい。

【0014】

また、前記擬塑性付与剤が、凝集状態であると、筆記後の紙面上の繊維に引っかりづらく、浸透しやすい傾向があり、擦過性能を向上する傾向があるため好ましい。

【0015】

また、擬塑性付与剤としては、多糖類として、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、グアーガム、ローカストビーンガム、λ−カラギーナン、セルロース誘導体、ダイユータンガムや、ポリアクリル酸などの樹脂や、ソルビタン脂肪酸エステルとしてソルビタンパルミチン酸エステル、ソルビタンステアリン酸エステルなどによる界面活性剤分散させたものが挙げられる。その中でも、多糖類は、擬塑性付与剤の分子鎖同士がくっつき合って、凝集状態になりやすいため、筆感や擦過性能を向上する傾向があるため、多糖類を用いる方が好ましい。さらに、筆跡にボテがあると、擦過性能が遅くなる要因となるが、キサンタンガムは、泣きボテが発生しづらくすることで、擦過性能を向上する傾向があるため、最も好ましい。

【0016】

また、より潤滑性を向上することで、滑らかな筆感を考慮すれば、リン酸エステル系界面活性剤を用いる方が好ましい。これは、リン酸基が、金属類に対して吸着力があり、ボールやチップ本体に対して吸着することで、他の種類の界面活性剤よりも、潤滑性があり、良好な潤滑効果を有するためである。特に、本発明において、平均粒子径が０．１〜５．０μｍの擬塑性付与剤と含有する場合では、擬塑性付与剤の凝集粒子とリン酸基が、ボールとボール座の間において、相乗的な潤滑効果を奏し、より摩擦抵抗を軽減し、筆感を向上する傾向があるため、好ましい。

【0017】

また、リン酸エステル系界面活性剤の中でも、より潤滑性を向上することで、滑らかな筆感とすることを考慮すれば、直鎖アルコール系のリン酸エステル系界面活性剤が好ましい。これは、リン酸エステル系界面活性剤の種類としては、スチレン化フェノール系、ノニルフェノール系、ラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、オクチルフェノール系、短鎖アルコール系等があるが、この中でも、フェニル骨格を有すると立体障害により潤滑性に影響が出やすいため、直鎖アルコール系のラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、短鎖アルコール系を用いる方が、好ましい。さらに、潤滑性能とインキ中での溶解安定しやすく、インキ経時が安定する傾向があるため、ラウリルアルコール系のリン酸エステル系界面活性剤を用いる方が、最も好ましい。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。

【0018】

リン酸エステル系界面活性剤の具体例としては、プライサーフシリーズ（第一工業製薬（株））の中から、プライサーフＡ２１２Ｃ（トリデシルアルコール系）、同Ａ２０８Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２１３Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２０８Ｆ（短鎖アルコール系）、同Ａ２１５Ｃ（トリデシルアルコール系）、同Ａ２１９Ｂ（ラウリルアルコール系）等が挙げられる。これ等のリン酸エステル系界面活性剤は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。
尚、ＨＬＢは、一般式として、ＨＬＢ＝７＋１１．７ｌｏｇ(Ｍw／Ｍo)、（Ｍw；親水基の分子量、Ｍｏ；親油基の分子量）から求めることができる。

【0019】

また、リン酸エステル界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましい。含有量が、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られにくい傾向があり、筆感が劣りやすく、筆跡にカスレ等が発生する傾向があり、５．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になる傾向があるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましい。さらに、より潤滑性やインキ経時安定性を考慮すれば、０．５〜２．５質量％が最も好ましい。

【0020】

また、より擦過性能を向上するには、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸塩の中から選ばれる１種以上の界面活性剤を選択し、含有することが好ましい。これは、表面張力を低減しやすく、さらに平均粒子径が０．１〜５．０μｍの擬塑性付与剤の凝集粒子を紙面へ引っ張り込みやすくすることで、紙面への浸透性を高めることで、擦過性能をより向上させる傾向があるためである。また前記界面活性剤の中でも、擦過性能をより向上させるために、フッ素系界面活性剤を用いることが好ましい。これは、前記フッ素系界面活性剤は、最も表面張力を低減し、濡れ性を向上させる効果があり、インキを広がりやすくする傾向があり、さらに、前記擬塑性付与剤の凝集粒子を紙面へ引っ張り込みやすくする傾向があるためである。

【0021】

また、シリコーン系界面活性剤は、ポリエーテル変性、メチルスチリル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、親水性特殊変性、フッ素変性、ジメチル、メチルフェニルなどのシリコーンオイル等が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、パーフルオロ基ブチルスルホン酸塩、パーフルオロ基含有カルボン酸塩、パーフルオロ基含有リン酸エステル、パーフルオロ基含有リン酸エステル型配合物、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロ基・親水性基・親油性基含有オリゴマー、パーフルオロ基・親水性基含有オリゴマー、パーフルオロ基・親油性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物等が挙げられる。その中でも、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物を用いる方が好ましい。これは、エチレンオキシドがあると、親水性が強いため、水に対して溶解しやすく、経時安定性が安定する傾向にあるためである。

【0022】

また、前記界面活性剤について、シリコーン系界面活性剤の具体例としては、ＫＦ-３５１、ＫＦ-３５２、ＫＦ-３５３、ＫＦ-３５４、ＫＦ-３５５、ＫＦ-６１５、ＫＦ-６１８、ＫＦ−６４２、ＫＦ-６４３、ＫＦ-９４５、ＫＦ-６００４（信越化学工業（株））、ＦＺ−２１０４、ＦＺ−２１１０、ＦＺ２１６３、ＦＺ−２１９１、ＦＺ−７００２、ＦＺ−７２０、ＳＩＬＷＥＴＬ−７００１、Ｌ−７００２、Ｙ−７００６、Ｌ−７６０４（東レ・ダウコーニング（株））、ＴＳＦ４４４５（東芝シリコーン（株））が挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤の具体例としては、ダイノール６０４、サーフィノール１０４Ｈ、同１０４Ａ、同１０４ＢＣ、同１０４ＤＰＭ、同１０４ＰＡ、同１０４Ｓ、同４２０、同４４０、同ＳＥ、同ＳＥ−Ｆ、同６１等（エアープロダクツ ジャパン（株）社製）が挙げられる。フッ素系界面活性剤の具体例としては、メガファックF−４４７、F−４１０、F−４４４、F−４４５、F−５５２、F−５５３、F−５５４（DIC（株））、DSN−４０３N（ダイキン工業（株））、ＦＣ−１７０Ｃ、ＦＣ−４３０、ノベックFC−４４３０、FC−４４３２（住友スリーエム（株））等が挙げられる。ジアルキルスルホコハク酸塩具体例としては、ネオコールＳＷ−Ｃ、ネオコールＹＳＷ−ＣＥ、ネオコールＹＳＫ（第一工業製薬（株））、ペレックスＯＴ−Ｐ、ペレックスＴＲ、ペレックスＣＳ、ペレックスＴＡ（花王（株））、エアロールＯＢ−７０（東邦化学工業（株））、エアロゾ−ルＭＡ−８０、エアロゾ−ルＡＹ−１００（三井サイアナミド（株））、アデカコールＥＣ（（株）アデカ）等が挙げられる。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。

【0023】

前記界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．０１〜５．０質量％が好ましい。この範囲より低いと、表面張力を十分に下げることができにくく、この範囲を越えると、筆跡に滲みが発生したり、インキ経時が不安定となりやすいため、０．０１〜５．０質量％が好ましい。より筆跡滲みを向上する傾向を考慮すれば、０．１〜３．０質量％が好ましく、最も好ましくは０．１〜１．０質量％である。

【0024】

また、ボールペンのチップ本体の材質は、特に限定されるものではないが、本発明のように、リン酸エステル系界面活性剤を用いる場合では、ボールペンのチップ本体の材質は、ステンレス綱材が好ましい。それは、リン酸基がステンレス綱材に吸着しやすい傾向があり、リン酸エステル系界面活性剤の潤滑効果が一層得られるため、チップ本体の材質は、 ステンレス綱材を用いる方が好ましい。

【0025】

また、ボール材質は、特に限定されるものではないが、超硬合金、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、ルビー、窒化珪素、樹脂などが挙げられる。特に、超硬合金ボールは、タングステンカーバイドを主成分とし、Fe、Co、Niなどの鉄系金属で焼結したものであり、リン酸基が吸着しやすい傾向があるため、リン酸エステル系界面活性剤の潤滑効果が一層得られるため、好ましい。

【0026】

なお、インキ粘度については、滑らかな筆感を考慮すると、ＴＡインスツルメント社製レオメーターＡＲ−Ｇ２粘度計（コーンプレート４０mm・角度２°、測定温度２０℃）を用いて、２０℃の環境下で、１００ｍＰａ・ｓ以下にする必要であるが、より滑らかな筆感になりやすい傾向を考慮すれば、６０ｍＰａ・ｓ以下の方が好ましく、最も好ましくは、３０ｍＰａ・ｓ以下である。

【0027】

また、着色剤は、染料、顔料など、適宜併用して使用することができる。染料については、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、及び各種造塩タイプ染料等が採用可能である。顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、アルミ顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料等が挙げられる。これらの着色剤は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、１〜２０質量％が好ましい。

【0028】

また、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止等を考慮し、水溶性有機溶剤を使用しても良い。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、グリセリン、チオジグリコールなどのグリコール系溶剤、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、３―メトキシブタノール、３―メトキシー３―メチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。その中でも、本発明で用いる平均粒子径が０．１〜５．０μｍの擬塑性付与剤が、インキ中での分散安定性を考慮すれば、グリコール系溶剤を用いる方が好ましい。これらは、単独または２種以上混合して使用してもよい。水溶性有機溶剤の含有量は、溶解性、ドライアップ性能、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、１０．０〜４０．０質量％が好ましい。

【0029】

その他として、着色剤の経時安定性を向上させるために、ｐＨ調整剤や、１，２ベンゾイソチアゾリン−３−オン等の防菌剤、尿素、ソルビット等の保湿剤、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤を添加することができる。また、水溶性樹脂として、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等や、樹脂エマルジョンとして、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等、を添加することができる。これらは単独又は２種以上組み合わせて使用することができる。

【0030】

ゲル状組成物配合例１
まず、加温しながら、エチレングリコール、水、キサンタンガムを投入してホモジナイザー攪拌機にて撹拌してゲル状組成物を作製する。その後、ゲル状組成物を、ナノマイザーＹＳＮＭ−１５００−５（吉田機械興行（株））で、２００MPaの圧力を掛けることで、擬塑性付与剤の分子鎖をほどき、同時に分子鎖を凝集させて、ゲル状組成物を完成させた。なお、光学顕微鏡の位相差で観察したところ、擬塑性付与剤の状態は、分子鎖が凝集状態となっており、平均粒子径が３〜４μｍであった。

【表1】

【0031】

次にゲル状組成物の配合例を説明する。
ゲル状組成物配合例２〜５
表１に示すように各成分を変更した以外は、ゲル状組成物配合例１と同様な手順で配合例２〜７のゲル状組成物を得た。また、光学顕微鏡の位相差で観察したところ、擬塑性付与剤の状態は、分子鎖が凝集状態となっており、平均粒子径が３〜４μｍであった。

【0032】

ゲル状組成物配合例６
表１に示すように各成分を変更し、ゲル状組成物を、ナノマイザーで、１４０MPaの圧力を掛けること以外は、ゲル状組成物配合例１と同様な手順で配合例８のゲル状組成物を得た。また、光学顕微鏡の位相差で観察したところ、擬塑性付与剤の状態は、分子鎖が凝集状態となっており、平均粒子径が４〜５μｍであった。

【0033】

ゲル状組成物配合例７、８
表１に示すように各成分を変更し、
ゲル状組成物を、ナノマイザーで、圧力負荷を掛けないこと以外は、配合例１と同様な手順で配合例７、８のゲル状組成物を得た。また、光学顕微鏡の位相差で観察したところ、擬塑性付与剤の状態は、分子鎖が三次元網目構造となっており、平均粒子径が８〜１０μｍであった。

【0034】

また、ナノマイザ−の圧力は、１００MPa未満では、擬塑性付与剤の凝集状態にバラツキが生じやすく、摩擦抵抗を軽減効果が、劣る傾向があるため、擬塑性付与剤を添加後に１００MPa以上の圧力を掛ける方が好ましく、より擬塑性付与剤の凝集状態のバラツキを抑え、摩擦抵抗の軽減効果を高めることを考慮すれば、水性ボールペン用インキ組成物の擬塑性付与剤を添加後に１６０MPa以上の圧力を掛ける方が最も好ましい。

【0035】

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１
水 ３９．０質量部
着色剤（カーボンブラック） ５．０質量部
水溶性有機溶剤（エチレングリコール） １５．０質量部
分散剤（アクリル系樹脂） ３．０質量部
潤滑剤（リン酸エステル系界面活性剤） １．０質量部
ｐＨ調整剤（トリエタノールアミン） ３．０質量部
保湿剤 ５．０質量部
防錆剤（ベンゾトリアゾール） ０．５質量部
防菌剤（１，２ベンゾイソチアゾリン−３−オン） ０．５質量部
ゲル状組成物配合１ ３５．０質量部

【0036】

また、着色剤、エチレングリコール、水、潤滑剤、ｐＨ調整剤、保湿剤、防錆剤、防菌剤をマグネットホットスターラーで６０℃加温撹拌してベースインキを作成した。

【0037】

上記作製したゲル状組成物配合１と、ベースインキを投入し６０℃で、ホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで混合攪拌して分散させた後、濾紙を用い濾過を行って、実施例１の水性ボールペン用インキ組成物を得た。尚、実施例１のインキ粘度は、ＴＡインスツルメント社製レオメーターＡＲ−Ｇ２粘度計（コーンプレート４０mm・角度２°、測定温度２０℃）を用いて、２０℃の環境下で、剪断速度１０００（sec^-1）にてインキ粘度を測定したところ、３０ｍＰａ・ｓであった。

【0038】

実施例２〜１３
表１〜３に示すように各成分を配合に変更した以外は、実施例１と同様な手順で実施例２〜１３の水性インキ組成物を得た。表１〜３に測定、評価結果を示す。

【表2】

【表3】

【0039】

比較例１〜４
表３に示すように各成分を配合に変更した以外は、実施例１と同様な手順で比較例１〜４の水性インキ組成物を得た。表２に測定、評価結果を示す。

【表4】

【0040】

なお、本発明の製造方法については、上記のようなゲル状組成物配合例や実施例に限定されるものではない。例えば、本発明では、擬塑性付与剤の分子鎖をほどき、分子鎖を凝集させるために、ナノマイザーにて圧力負荷を掛けるが、その圧力負荷を掛ける段階としては、ゲル状組成物配合例のようにゲル状組成物を作成時にナノマイザーにて圧力負荷を掛けても良く、また、ゲル状組成物を作成しないで、最終的に水性ボールペン用インキ組成物を作成後に、ナノマイザーにて圧力負荷を掛けても良く、インキを製造するどの段階でも圧力負荷を掛けても良い。その中でも、筆感を考慮すれば、ゲル状組成物を作成時にナノマイザーにて圧力負荷を掛ける方が、摩擦抵抗を下げ易い傾向があるため、最も好ましい。

【0041】

試験および評価
実施例１〜１３及び比較例１〜４で作製した水性インキ組成物を、インキ収容筒の先端にボール径が０．５ｍｍ超硬合金ボールのボールを回転自在に抱持したステンレス綱材のチップ本体をチップホルダーに介して具備したインキ収容筒内（ポリプロピレン製）に充填したレフィルを、（株）パイロットコーポレーション製のゲルインキボールペン（商品名：Ｇ−ｋｎｏｃｋ）に装着して、本発明の水性ボールペンを得た。尚、筆感、擦過性能試験の評価は、筆記試験用紙としてＪＩＳ Ｐ３２０１ 筆記用紙Ａを用い、以下のような試験方法で評価を行った。

【0042】

筆感：ボールペン用レフィルを室温の環境下、２週間放置後に、手書きによる官能試験を行い評価した。
非常に滑らかなもの ・・・◎
滑らかなもの ・・・○
やや重いもの ・・・△
重く、滑りが悪いもの ・・・×

【0043】

擦過性能試験：紙面上に筆記後、指で擦過し、筆跡乾燥性を観察した。
筆記５秒未満で、筆跡が乾燥したもの ・・・◎
筆記５秒以上、１０秒未満で、筆跡が乾燥したもの ・・・○
筆記１０秒以上、２０秒未満で、筆跡が乾燥したもの ・・・△
筆記２０秒以上経過しても、筆跡が乾燥しなかったもの ・・・×

【0044】

表２、３の結果より、実施例１〜１３では、筆感、擦過性能ともに良好もしくは、実用上問題のないレベルの性能が得られた。

【0045】

表４の結果より、比較例１、２では、平均粒子径が５．０μｍ越える擬塑性付与剤を用いたため、筆感がやや重く、筆跡乾燥性が劣っていた。

【0046】

比較例３では、擬塑性付与剤の含有量が少なかったため、筆感がやや重かった。

【0047】

比較例４では、擬塑性付与剤の含有量が多かったため、筆感が悪かった。

【0048】

さらに、ボール径が０．４ｍｍ以下のボールを用いたボールペンは、ボールとボール座の接触面積が小さく、単位面積に掛かる荷重が高くなることによる筆感の劣化やボール座の摩耗が進行しやすいので本発明の効果は顕著である。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は水性ボールペンとして利用でき、さらに詳細としては、該水性ボールペン用インキ組成物を充填した、キャップ式、ノック式等の水性ボールペンとして広く利用することができる。