特許 5926503 水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた出没式水性ボールペン

(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】5926503

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25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出没式水性ボールペン

(51)【国際特許分類】

   B43K 7/00 20060101AFI20160516BHJP

   C09D 11/18 20060101ALI20160516BHJP

   B43K 7/12 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   B43K7/00

   C09D11/18

   B43K7/12

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-141013(P2011-141013)

(22)【出願日】2011年6月24日

(65)【公開番号】特開2013-6970(P2013-6970A)

(43)【公開日】2013年1月10日

【審査請求日】2014年6月11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】菅井 洋典

(72)【発明者】

【氏名】三宅 充人

【審査官】 安藤 達也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３０２２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０８８０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０７１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４０８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７７３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１１３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９２８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７７０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４７７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１７８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４９７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７４０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６５１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１１８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２４５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３７８９８１８（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４３Ｋ７／００〜Ｂ４３Ｋ７／１２

Ｃ０９Ｄ１／００〜Ｃ０９Ｄ２０１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも水、着色剤、キサンタンガム、界面活性剤からなる水性ボールペン用インキ組成物において、前記界面活性剤が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で、前記着色剤が吸油量５０〜８０（ｇ／１００ｇ）のカーボンブラックであり、かつ、前記水性ボールペン用インキ組成物の表面張力は、２０℃の環境下において、１０〜２５ｍＮ/ｍであり、２０℃の環境下で、ずり速度５００（sec^-1）の回転剪断を加えた前記水性ボールペン用インキ組成物を、２０℃の環境下で、ずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度の測定開始時点を０（sec）とした場合、A（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度をV_A（Ｐａ・ｓ）、B（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度を V_B（Ｐａ・ｓ）とすると、前記経過時間とインキ粘度の関係が、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦０．７であり、前記インキ粘度V_A（Ｐａ・ｓ）、V_B（Ｐａ・ｓ）が、６〜１２（Ｐａ・ｓ）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（A、Bは整数、A＜Bで、０＜A、B≦１０とする）をインキ収容筒に直詰めし、前記インキ収容筒の先端部に、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たボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設した水性ボールペンとし、筆記角度６５°、筆記荷重１００ｇ、筆記速度４ｍ／ｍｉｎの条件において、前記水性ボールペンの１００ｍあたりのインキ消費量が、８０〜２５０ｍｇ／１００ｍとしたことを特徴とする水性ボールペン。

【請求項2】

前記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の含有量が、インキ組成物全量に対し、０．０１〜１．０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の水性ボールペン。

【請求項3】

請求項１または２に記載のボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップを前記軸筒の先端開口部から出没可能としたことを特徴とする水性ボールペン。

【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、さらに詳細には、擦過性能、泣きボテ性能、手脂性能が優れる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、水性ボールペンは、油性ボールペンと比較して、インキ粘度を低減しており、筆感に優れ、筆跡もみずみずしく、油性ボールペンにはない優れた特徴を有していることは、よく知れている。こうした水性ボールペンの優れた特徴の反面、筆跡擦過性能が劣ったり、筆跡に泣きボテが生じ易い。

【0003】

こうした擦過性能や泣きボテ性能を向上するために、水性ボールペン用インキ組成物中に新たな添加剤を試みたものとしては、特許第３７７３３２２号公報「擬塑性水性ボールペン用インキ」、特開２００２−３６７７５号公報「ボールペン」や、新たに薄膜をボール基材に被覆したボールペンを試みたものとしては、特開２００１ -１２１８６８号「ボールペン用インキ」等に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】「特開２００２−３６７７５号公報」

【特許文献2】「特開２００１-１２１８６８号公報」

【0005】

また、特許文献１では、筆跡乾燥剤としてナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト及びナフテン酸マンガンからなるものを用いたが、擦過性能、泣きボテ性能については、十分満足する性能は得られなかった。

【0006】

また、特許文献２のように、保水性の高い被覆材からなる薄膜をボール基材に被覆したボールペンを用いたが、濡れ性が高すぎるため、ボールには筆跡として消費されないインキが付着したままの状態になり、泣きボテ性能に問題を抱えていた。

【0007】

また、手帳などを使用する場合、手めくりを繰り返すことによって紙面に手脂が付着することで、筆記時に線とび、カスレが発生してしまうため、新たに手脂性能の向上を一層求められるようになっており、特許文献１、２では、手脂性能については、十分満足する性能は得られなかった。そこで、新たに、特定のインキ粘度の回復挙動に着目することで、擦過性能、泣きボテ性能、手脂性能の問題を解決できると考えた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、水性インキ組成物において、擦過性能、泣きボテ性能、手脂性能が優れる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】

【0009】

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、キサンタンガム、界面活性剤からなる水性ボールペン用インキ組成物において、前記界面活性剤が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で、前記着色剤が吸油量５０〜８０（ｇ／１００ｇ）のカーボンブラックであり、かつ、前記水性ボールペン用インキ組成物の表面張力は、２０℃の環境下において、１０〜２５ｍＮ/ｍであり、２０℃の環境下で、ずり速度５００（sec^-1）の回転剪断を加えた前記水性ボールペン用インキ組成物を、２０℃の環境下で、ずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度の測定開始時点を０（sec）とした場合、A（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度をV_A（Ｐａ・ｓ）、B（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度を V_B（Ｐａ・ｓ）とすると、前記経過時間とインキ粘度の関係が、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦０．７であり、前記インキ粘度V_A（Ｐａ・ｓ）、V_B（Ｐａ・ｓ）が、６〜１２（Ｐａ・ｓ）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（A、Bは整数、A＜Bで、０＜A、B≦１０とする）をインキ収容筒に直詰めし、前記インキ収容筒の先端部に、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たボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設した水性ボールペンとし、筆記角度６５°、筆記荷重１００ｇ、筆記速度４ｍ／ｍｉｎの条件において、前記水性ボールペンの１００ｍあたりのインキ消費量が、８０〜２５０ｍｇ／１００ｍとしたことを特徴とする水性ボールペン。
２．前記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の含有量が、インキ組成物全量に対し、０．０１〜１．０質量％であることを特徴とする第１項に記載の水性ボールペン。
３．第１項または第２項に記載のボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップを前記軸筒の先端開口部から出没可能としたことを特徴とする水性ボールペン。」とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、特定のインキ粘度の挙動を示す水性ボールペン用インキ組成物を用いることで、紙面に対するインキ浸透性を向上することで擦過性能に優れ、ボール面のインキリターンを良好にすることで泣きボテ性能に優れ、手脂の付着した紙面に対しても良好に筆記可能な手脂性能が優れる水性ボールペン用インキ組成物と水性ボールペンを得る効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の水性ボールペン用インキ組成物を、測定した時の時間（sec）−ずり速度（sec^-1）の関係を示す。

【図2】本発明の水性ボールペン用インキ組成物を、測定した時の時間（sec）−インキ粘度（Ｐａ・ｓ）の関係を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の特徴としては、少なくとも水、着色剤、擬塑性付与剤からなる水性ボールペン用インキ組成物において、２０℃の環境下で、ずり速度５００（sec^-1）の回転剪断を加えた前記水性ボールペン用インキ組成物を、２０℃の環境下で、ずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度の測定開始時点を０（sec）とした場合、A（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度をV_A（Ｐａ・ｓ）、B（sec）時間経過後のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度をV_B（Ｐａ・ｓ）とすると、前記経過時間とインキ粘度の関係が、０．０１≦（V_B−V_A／(B-A）≦１．０であり、前記インキ粘度V_A（Ｐａ・ｓ）、V_B（Ｐａ・ｓ）が、６〜３０（Ｐａ・ｓ）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。（A、Bは整数、A＜Bで、０＜A、B≦１０とする）

【0013】

本発明は、前記水性ボールペン用インキ組成物にずり速度５００（sec^-1）の回転剪断を加えた前記水性ボールペン用インキ組成物を、２０℃の環境下で、ずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度の測定開始時点を０（sec）とした場合の、インキ粘度の挙動について、新たに着目することで、筆記後の筆跡擦過性能と、泣きボテ性能を向上することが可能となることが解った。

【0014】

これは、筆記時の筆跡擦過性能と、泣きボテ性能の向上するために、筆記時から筆記終了後の筆跡乾燥までの一連のインキ粘度の挙動を検討するには、筆記時では、ボールの回転剪断が掛かっている状態をずり速度５００（sec^-1）のインキ粘度とし、筆記終了後の紙面上のインキについては、静止時のずり速度０．０（sec^-1）のインキ粘度を近似値のずり速度０．１（sec^-1）のインキ粘度として、着目検討した。

【0015】

そこで、本願発明者は、鋭意研究した結果、前記ずり速度におけるインキ粘度の挙動と擦過性能、泣きボテ性能との相関性があることが解り、前記時間A（sec）、時間B（sec）のインキ粘度V_A（Ｐａ・ｓ）、V_B（Ｐａ・ｓ）を、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦１．０とすることで、緩やかにインキ粘度が回復することで、インキ流動性が良好になるため、紙面に対するインキ浸透性を向上して、擦過性能の向上や、ボール面のインキリターンを良好となり、泣きボテ性能が向上して、みずみずしい筆跡も得られることが解った。さらに、手脂の付着した紙面に対しても良好に浸透するため、手脂性能も向上することも可能となる。一方、（V_B−V_A／B-A）＞１．０だと、インキ粘度の回復が早すぎて、インキ浸透性が劣り、ボール面のインキリターンも悪く、所望の擦過性能、泣きボテ性能が得られない。ここで、本発明の評価方法としては、JIS P３１０５には、筆跡擦過性試験について、筆記後２０秒の擦過性の適合性を規定しているが、本発明では、より筆跡擦過性能の向上を目指しているため、筆記後１０秒での擦過性の適合性を測定評価するものとする（A、Bは整数、A＜Bで、０＜A、B≦１０とする）。

【0016】

よりインキ流動性を向上して、擦過性能、泣きボテ性能の向上する傾向を考慮すれば、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦０．７が好ましく、最も好ましくは、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦０．５が好ましい。

【0017】

また、前記インキ粘度V_A（Ｐａ・ｓ）、V_B（Ｐａ・ｓ）については、２０℃の環境下において、ずり速度を０．１（sec^-1）において、６〜３０（Ｐａ・ｓ）とする。前記インキ粘度が６（Ｐａ・ｓ）未満だと、インキ粘度が低過ぎて、インキ垂れ下がりが劣ってしまい、３０（Ｐａ・ｓ）を越えると、擦過性能、泣きボテ性能、インキ追従性が劣ってしまうためである。より擦過性能、泣きボテ性能、インキ追従性を向上する傾向を考慮すれば、６〜１２（Ｐａ・ｓ）が好ましい。

【0018】

さらに、前記０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦１．０のような、緩やかにインキ粘度が回復する挙動を示す水性ボールペン用インキ組成物で、より擦過性能を向上し、手脂性能を向上させるには、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、紙面への浸透性を高めることで、擦過性能、 手脂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、 手脂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することが可能で、 濡れ性を向上させる効果があり、インキを広がりやすくし、疎水性表面となっている手脂が付着した筆記面においても、良好な筆跡が得られ易いためである。そのため、前記インキ粘度の回復挙動を示し、前記界面活性剤を併用することで、より擦過性能、手脂性能を向上させる効果が得られる。

【0019】

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。さらに、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物のフッ素系界面活性剤は、手脂が付着した筆記面においても、筆跡に線とび、カスレなどを抑制することが可能なため、好ましく用いることができる。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

また、本発明の水性インキ組成物の表面張力は、２０℃の環境下において、１０〜３５ｍＮ/ｍがより好ましい。この範囲を下まわると、筆跡に滲み、紙への裏抜けが発生しやすくなる傾向があり、この範囲を越えると、手脂性能に影響が出やすくなる傾向があるため、表面張力は、１０〜３５ｍＮ/ｍである方が好ましい。より手脂性能を向上する傾向を考慮すれば、１０〜２５ｍＮ/ｍが好ましい。

【0023】

また、着色剤は、染料、顔料等、特に限定されるものではなく、適宜選択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。これらの染料および顔料は、単独または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。

【0024】

その中でも着色剤については、手脂性能を向上するためには、吸油量が１〜１００gのカーボンブラックを用いるのが好ましい。カーボンブラックの吸油量は、カーボンブラックのストラクチャーを示す特性であり、乾燥された一定量のカーボンブラックがＤＢＰ（ジブチルフタレート）を吸収する量をいいJISK６２２１に規定される試験方法で測定される。 吸油量はカーボンブラックのつながりであるストラクチャーをあらわす代替特性であり、吸油量が大きいほどストラクチャーは大きくなる。特に、吸油量が１００
gを越えるカーボンブラックを含有すると、ストラクチャーが大き過ぎるため、紙面への浸透性が劣る傾向にあり、手脂の付着した紙面に対しては顕著に効果が出やすいため、所望の手脂性能が得られにくい傾向となる。そのため、ストラクチャーを適度に調整した、吸油量が１〜１００gのカーボンブラックを含有すると、手脂の付着した紙面に対しても良好に浸透し、更には筆跡のカスレ、線とびを抑制する傾向がある。さらに、より分散安定性を考慮すると、吸油量が、５０〜１００g(/１００g)が好ましく、より手脂性能を考慮すれば、５０〜８０g(/１００g)が最も好ましい。そのため、前記インキ粘度の回復挙動を示し、前記吸油量が１〜１００ gのカーボンブラックを併用することで、より手脂性能をより向上させる効果が得られる傾向がある。

【0025】

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、ポリアクリル酸が挙げられる。

【0026】

その中でも、キサンタンガムを少なくとも用いる方が好ましいが、これは、 前記インキ粘度の挙動が、０．０１≦（V_B−V_A／B-A）≦１．０のような緩やかにインキ粘度が回復しやすい傾向があるためである。さらに、筆跡にボテがあると、筆跡擦過性が遅くなる要因となるため、キサンタンガムは、ボテが発生しづらい傾向があり、より擦過性の向上に用いることができるためである。

【0027】

また、擬塑性付与剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．１質量〜１．０質量％が好ましい。この範囲より低いと、所望のインキ粘度が得られにくく、この範囲を越えるとインキ追従性能が劣ってしまう傾向があるためである。

【0028】

また、本発明の水性インキ組成物の表面張力は、２０℃の環境下において、１０〜３５ｍＮ/ｍがより好ましい。この範囲を下まわると、筆跡に滲み、紙への裏抜けが発生しやすくなる傾向があり、この範囲を越えると、手脂性能に影響が出やすくなる傾向があるため、表面張力は、１０〜３５ｍＮ/ｍである方が好ましい。より手脂性能を向上する傾向を考慮すれば、１０〜２５ｍＮ/ｍが好ましい。

【0029】

その他として、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止するために、エチレングリコール、グリセリンなどのグリコール類などの水溶性有機溶剤や、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、ｐＨ調整剤や潤滑剤として、リン酸エステル系界面活性剤、脂肪酸等、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、分散剤も適宜添加可能で、水溶性樹脂として、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、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、酢酸ビニル系樹脂などを添加することができる。これらは単独または２種以上組み合わせて使用することができる。

【0030】

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１
水 ６７．０質量部
顔料（吸油量：６９ｇ(/１００g)） ６．０質量部
水溶性溶剤（グリセリン） １０．０質量部
水溶性溶剤（エチレングリコール） １０．０質量部
分散剤（スチレン-アクリル樹脂） ３．０質量部
フッ素系界面活性剤（パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物） １．０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
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
擬塑性付与剤（キサンタンガム） ０．４０質量部

【0031】

まず、顔料、分散剤、水溶性溶剤、水、ｐＨ調整剤を適量採取し、ビーズミル、ボールミル、ロールミルなどの分散機を使用し、充分に分散した後、遠心分離を行い、粗粒分を除去して顔料分散体を得る。その後、作製した顔料分散体、水溶性溶剤、水、潤滑剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防菌剤をマグネットホットスターラーで加温撹拌等してベースインキを作成する。

【0032】

その後、上記作製したベースインキを加温しながら、増粘剤を投入してホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌した後、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。また、表面張力を、２０℃の環境下において、協和界面科学株式会社製の表面張力計測器を用い、ガラスプレートを用いて、垂直平板法によって測定したところ、約１８ｍＮ/ｍであった。

【0033】

実施例２〜６
表１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〜の水性インキ組成物を得た。

【0034】

比較例１〜３
表２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２〜６の水性インキ組成物を得た。

【0035】

（インキ粘度（Ｐａ・ｓ）と時間（sec）との関係（V_B−V_A／B-A）の測定方法）
実施例１で作製した水性ボールペン用インキ組成物の、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、ずり速度５００（sec^-1）の回転剪断を６０秒加えた後、ずり速度を０．１（sec^-1）に回転剪断を下げて、１秒ごとに１０秒間測定したところ、５秒、１０秒（A＝５、B＝１０）では、V_A＝６．５、V_B＝９．５５であり、(V_B−V_A／B−A)＝０．６１であった。実施例２〜６、比較例１〜３でも、同様な測定方法で測定値を算出した。なお、５秒、１０秒（A＝５、B＝１０）での（V_B−V_A／B-A）の測定値を算出した結果および評価を表１、２に示した。また、実施例１〜６のインキ粘度は、６〜３０（Ｐａ・ｓ）の範囲であった。

【0036】

【表1】

【表2】

【0037】

試験および評価
実施例１〜６及び比較例１〜３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のボールを回転自在に抱持したボールペンチップ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）に充填したノック式ボールペンを作製し、以下の試験および評価を行った。尚、擦過性能試験、泣きボテ性能試験、手脂性能試験の評価は、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。また、手脂性能試験に用いる人工皮脂は、スクワラン３．０重量部、イソプロピルミリステート６．０重量部、オリーブ油１２．０重量部、コレステロール０．６重量部、パルミチン酸０．６重量部、オレイン酸３．９重量部、イソステアリン酸３．９重量部、アセトン７０．０重量を撹拌混合して人工皮脂を作製したものを用いた。

【0038】

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５〜１０秒で、筆跡が乾燥したもの ・・・○
筆記１０秒越えても、筆跡が乾燥しなかったもの ・・・×

【0039】

泣きボテ性能試験：紙面上に筆記後、筆跡を観察した。
泣きボテがないもの ・・・◎
泣きボテがあっても、実用上問題ないレベルのもの・・・○
泣きボテがひどく、実用性に乏しいもの ・・・×

【0040】

手脂性能試験： 人工皮脂を付着させた 紙面に筆記した筆跡を観察した。
筆跡に線とび、カスレがないもの ・・・◎
筆跡に若干線とび、カスレがあるもの ・・・○
筆跡に線とび、カスレがあるが、実用上問題ないもの ・・・△
筆跡に線とび、カスレがあるがひどく、実用性に乏しいもの・・・×

【0041】

表１の結果より、実施例１〜６では、擦過性能試験、泣きボテ性能試験、手脂性能試験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。

【0042】

比較例１では、インキ粘度（Ｐａ・ｓ）と時間（sec）との関係（V_B−V_A／B-A）は、５秒、１０秒（A＝５、B＝１０）では、V_A＝１４．０、V_B＝２１．３で、(V_B−V_A／B−A)＝１．４６であった（V_B−V_A／B-A）＞１．０であったため、筆跡乾燥性が悪く、泣きボテがひどかった。比較例２、３でも同様に、（V_B−V_A／B-A）＞１．０であったため、筆跡乾燥性が悪く、泣きボテがひどかった。

【0043】

さらに、比較例３では、（V_B−V_A／B-A）＞１．０であり、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がないため、手脂性能試験において、筆跡に線とび、カスレがひどかった。

【0044】

特に、水性ボールペン用インキ組成物を直詰めしたインキ収容筒の先端部に、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たボールペンレフィルを、軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップを前記軸筒の先端開口部から出没可能としたことを特徴とするノック式水性ボールペンや回転繰り出し式水性ボールペン等においては、インキ垂れ下がりが問題になるため、本発明のような２０℃の環境下、ずり速度０．１（sec^-1）において、インキ粘度が６〜３０（Ｐａ・ｓ）である水性ボールペン用インキ組成物を好適に用いることが可能である。

【0045】

本実施例では、ボールペンチップ先端縁の内壁に、ボールを押圧するコイルスプリングを配設していないが、コイルスプリングを配設することによって、インキ垂れ下がりの抑制効果が向上するため、より好ましい。

【0046】

また、インキ消費量については、本発明の水性ボールペン用インキ組成物をインキ収容筒内に直詰めした水性ボールペンとして使用し、筆記用紙として、ＪＩＳ Ｐ３２０１筆記用紙Ａ上に筆記角度６５°、筆記荷重１００ｇの条件にて、筆記速度４ｍ／ｍｉｎの速度で、試験サンプル５本用いて、らせん筆記試験を行い、その１００ｍあたりのインキ消費量の平均値を、１００ｍあたりのインキ消費量と定義すれば、１００ｍあたりのインキ消費量については、５０〜３００ｍｇ／１００ｍであることが、好ましい。この範囲以下だと、インキ消費量が少ないので、筆跡にカスレが発生しやすく、この範囲を越えると、インキ消費量が多いので、筆跡擦過性に影響を及ぼす可能性もある。より、好ましくは、８０〜２５０ｍｇ／１００ｍである。

【産業上の利用可能性】

【0047】

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、出没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。

【図1】

【図2】