JPH11148040A

JPH11148040A - 水性ボールペン用インキ組成物

Info

Publication number: JPH11148040A
Application number: JP31546497A
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

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、増粘多糖類、粘土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤
の群より選ばれる２種類以上の増粘剤を含有することを
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、かつ経時保存性及び書き味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％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よって最も好ま
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５０〜５００mPa・secの範囲で、かつ１
００回転（約３８０sec^-1）の時に１０〜８０mPa・sec
の範囲を示す粘性である。

【０００５】１０回転時の粘度が５０mPa・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
に於いてはインキの逆流を抑制する効果が小さい。１０
回転時の粘度が５００mPa・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１０
mPa・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。但し低回転に於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８０mPa・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％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、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６４−８６
７３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。また、非イオン性の増粘
多糖類は、一般的にはイオン性多糖類より増粘効果が小
さいために添加量が多く、単独の添加で好ましい粘度を
得るためには０．５〜３重量％用いるのが普通である
が、この場合にも多糖類の製造ロットによるバラツキが
大きいため、イオン性多糖類同様、添加量は最小限にと
どめなければならないのが現状である。むしろ単独では
効果がない０．５重量％以内でなければバラツキは抑止
できないものである。

【０００９】更に、ポリアクリル酸系増粘剤は、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
場合もあるが、ポリアクリル酸系増粘剤はインキに付与
する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」と言う言葉に定義する）が起こりやすいという課題
を有する。また、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。

【００１１】他方、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。ま
た、無機微粒子増粘剤は微量であっても書き味を著しく
悪くする傾向にある。

【００１２】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。また、
非イオン性多糖類はバラツキ抑止に腐心しなければなら
ず、工業製品としてのインキの製造には単独の増粘剤と
して用いることはできない。更に、粘土増粘剤は、その
増粘のメカニズムである水中でのカードハウス構造が顔
料の沈降防止に多大な効果があるが、前述のインキ粘度
が得られ難いことや、書き味を損なう傾向にあることか
ら、単独での使用はできないものである。

【００１３】更にまた、ポリアクリル酸系増粘剤は、材
料ロットのバラツキも少なく、経時的にも安定なインキ
が得られるが、前述のように比重の高い顔料や粒子系の
大きな顔料の沈降抑止効果が小さく、更に直流防止効果
も小さいため、使用顔料やインキ濃度に大きな制約を受
けているものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、増
粘多糖類の増粘効果を利用すると共に、単独で使用した
場合の粘土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤の課題を解
決して、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、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ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、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あるいはポリアクリル酸
系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、非イオン性増粘多糖類、キサンタンガムなどのイオ
ン性多糖類、粘土増粘剤、及びポリアクリル酸系増粘剤
の含有量を特定範囲で用いれば、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が得られることを見い出したのであ
る。更に、粘土増粘剤の増粘メカニズムは、顔料の沈降
抑止に効果的な立体障害となるため、ポリアクリル酸系
増粘剤と併用すると両者の長所が現れて水性ボールペン
用として適したインキとなることを見い出すと共に、少
量の増粘多糖類で補うことで、ポリアクリル酸系増粘剤
を用いたインキの顔料の沈降抑止や直流性能の改善が見
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。

【００１６】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)〜(3)に存する。 (1) 少なくとも着色剤と水とを含有すると共に、増粘多
糖類、粘土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤の群より選
ばれる２種類以上の増粘剤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) ０．０１重量％〜０．５重量％の増粘多糖類、０．
０１重量％〜０．５重量％の粘土増粘剤及び０．０１重
量％〜０．５重量％のポリアクリル酸系増粘剤の群より
選ばれる２種類以上の増粘剤を含有する上記(1)記載の
水性ボールペン用インキ組成物。 (3) 増粘多糖類がキサンタンガム、ウエランガム等に代
表されるイオン性多糖類であり、その含有量がインキ組
成物全量に対して、０．２重量％以下である上記(1)又
は(2)記載の水性ボールペン用インキ組成物。

【００１７】

【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、増粘多
糖類、粘土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤の群より選
ばれる２種類以上の増粘剤を含有することを特徴とする
ものである。

【００１８】本発明に用いる増粘多糖類としては、例え
ば、イオン性を有する多糖類又は非イオン性を有する多
糖類が挙げられる。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、レオザン等に代表されるイオン性のヘテロ
ポリサッカライド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）が挙げられる。また、非イオ
ン性を有する多糖類としては、例えばグアーガム、グア
ーガム誘導体、ローカストビーンガムなどから選ばれる
少なくとも１種（１種又は２種以上、以下同じ）が挙げ
られる。好ましい増粘多糖類としては、少量の添加で高
い擬塑性が得られる点からキサンタンガム、ウエランガ
ム等に代表されるイオン性多糖類であることが望まし
い。

【００１９】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、例えば、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種が挙げられる。本発明に用いるポリアクリ
ル酸系増粘剤としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリ
アクリル酸ソーダなどの少なくとも１種が挙げられる。

【００２０】上記各種の増粘多糖類、粘土増粘剤及びポ
リアクリル酸系増粘剤は、各々単独で水性ボールペン用
インキに使用した場合には、筆記に必要なインキの流出
が不良となったり、経時保存性が悪化したり、書き味が
不良となったりするものである。これに対し、上記増粘
多糖類、粘土増粘剤及びポリアクリル酸系増粘剤の群よ
り選ばれる２種類以上の増粘剤の特定量を水性ボールペ
ン用インキに使用した場合には、上記単独で使用した場
合の課題を解決して、各々の長所のみ相乗的に発揮でき
る目的の水性ボールペン用インキ組成物が得られるもの
となる。本発明において、好ましい２種類以上の増粘剤
の態様としては、増粘多糖類から選ばれる少なくとも
１種類と、粘土増粘剤から選ばれる少なくとも１種類と
の組み合わせ、増粘多糖類から選ばれる少なくとも１
種類と、ポリアクリル酸系増粘剤から選ばれる少なくと
も１種類との組み合わせ、増粘多糖類から選ばれる少
なくとも１種類と、粘土増粘剤から選ばれる少なくとも
１種類と、ポリアクリル酸系増粘剤から選ばれる少なく
とも１種類との組み合わせが望ましい。

【００２１】上記各種の増粘多糖類、粘土増粘剤及びポ
リアクリル酸系増粘剤の含有量は、インキ組成物全量に
対して、夫々０．０１重量％〜０．５重量％、好ましく
は、０．１重量％〜０．５重量％である。夫々の含有量
が０．０１重量％未満であると、その添加効果が発揮さ
れないこととなり、また、夫々の含有量が０．５重量％
を越えると、書き味を損ない、また、インキの適度な粘
度範囲を越えて、ボールペンにしたときのインキの追従
不良となり、好ましくない。

【００２２】また、増粘多糖類として、キサンタンガ
ム、ウエランガム等に代表されるイオン性を有する多糖
類を使用した場合には、そ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重
量％〜０．２重量％である。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、析出物によっ
て目詰まりを起こしたり、顔料の分散安定性をくずして
筆記不良を起こすことがあり、好ましくない。

【００２３】更に、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等
を用いる場合でも、そ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．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ１，Ｃ．
Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤ
ＹＥＬＬＯＷ２３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ
３６，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ４２，Ｃ．
Ｉ．ＡＣＩＤＹＥＬＬＯＷ７３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤ
ＲＥＤ２７，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ１８，
Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ１４，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲ
ＥＤ１３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ２６，Ｃ．
Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ５１，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ
８７，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ９２，Ｃ．Ｉ．Ａ
ＣＩＤＲＥＤ９４，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＲＥＤ５
２，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＯＲＡＮＧＥ１０，Ｃ．Ｉ．
ＡＣＩＤＧＲＥＥＮ１６，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬ
ＵＥ９，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＵＥ１，Ｃ．Ｉ．
ＡＣＩＤＢＬＵＥ７４，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＶＩＯ
ＬＥＴ４９，ＦＯＯＤＲＥＤ１，ＦＯＯＤＹＥ
ＬＬＯＷ３，ＦＯＯＤＧＲＥＥＮ３，ＦＯＯＤＢ
ＲＯＷＮ３，Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＡＣＫ２，
Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤＢＬＵＥ９０等の酸性染料が挙げ
られる。

【００２４】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。

【００２５】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種又は複数種の組合
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、０．０１〜３０重量％である。

【００２６】また、上記増粘多糖類やポリアクリル酸系
増粘剤を溶解させるため、または粘度増粘剤を効果的に
膨潤させるために、インキ組成物全量に対して、５重量
％以上、好ましくは４０％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種乃至複数種用いることが好ましい。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、室温下で水と保湿剤や潤滑剤など
を溶解させ、増粘多糖類、粘土増粘剤、ポリアクリル酸
系増粘剤から選ばれた２種以上の増粘剤を均一になるま
で溶解及び分散させる。増粘剤は別々に均一化させた後
に併せてもよい。

【００３０】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のような簡単な構造の水
性ボールペン用に用いることを前提としている為、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
よいと思われるが、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。

【００３１】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依って添加する多
糖類やポリアクリル酸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、水に保湿剤や潤
滑剤を溶解させた液（以下これをビヒクルと呼ぶ）に分
散剤と顔料、必要に応じて増粘多糖類、ポリアクリル酸
系増粘剤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。この際にビヒクルは最終的
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、遠心分離や濾過に依って顔
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他の
増粘剤と同時又は同様の方法で添加する。最後にもう１
度濾過して粗大な固形物を取り除く方が好ましい。

【００３２】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、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適度な粘性を付与する増粘
剤として、イオン性を有するキサンタンガムやウェラン
ガム等は、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他、粘土増
粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤などもそれぞれ単独で用
いると独特の欠点がある。そこで、これらの使用量の上
限を見極めて２種以上を併用すると、それぞれの増粘剤
を単独で用いたときよりバラツキが少なく、かつ理想的
な粘度が得られ、顔料の沈降性も改善され、その上経時
的な安定性が良いものとなるものである（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）。

【００３３】

【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。

【００３５】（黒インキベース１の調製）ウォーターブラック１８７（黒染料；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。

【００３６】（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。

【００３７】（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。

【００３８】（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６２（スチレンアクリル酸３４％アンモニア中和水溶液；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。

【００３９】（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。

【００４０】（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部ジュンロンＰＷ−１１０（ポリアクリル酸；日本純薬（株）商品名）２％水溶液１０部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例２を得た。

【００４１】（実施例３）黒インキベース３８０部ジュンロンＰＷ−１１０（実施例２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。

【００４２】（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）４％水分散液５部レオジック２５０Ｈ（ポリアクリル酸ソーダ；日本純薬(株)商品名）２％水溶液５部以上の配合物を撹拌後濾過し、実施例４を得た。

【００４３】（実施例５）黒インキベース３８０部ジュンロンＰＷ−１１０（実施例２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。

【００４４】（実施例６）黒インキベース３８０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、ジュンロンＰＷ−１１０（実施例２と同じ）２％水溶液１０部を加えて撹拌後濾過し、実施例６を得た。

【００４５】（比較例１）黒インキベース１８０部ＫＩＡ９６（実施例２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。

【００４６】（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。

【００４７】（比較例３）黒インキベース３８０部カーボポール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２０部以上の配合物を撹拌後濾過し、比較例３を得た。

【００４８】（比較例４）黒インキベース３８０部ＫＩＡ９６（実施例２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。

【００４９】（比較例５）青インキベース３８０部ＳＷＦ（実施例２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。

【００５０】（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２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。

【００５１】以上の各々の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。

【００５２】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５０〜５００mPa・secの範囲で、かつ１００回
転（約４００sec^-1）の時に８０mPa・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する。

【００５３】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。

【００５４】試験３（直流試験）図１の形態のキャップを外し、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。

【００５５】

【表１】

【００５６】（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
ペンインキとしての機能を損なう例である。

【００５７】次に、６か月後の粘度測定では比較例２が
悪くなっていることが判る。これは、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。本発明者等の試験では、キサンタンガムが
０．２重量％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、比較例３の様なアル
カリ増粘型ポリアクリル系樹脂単独では下がっていく傾
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ｐ
Ｈが下がるためである。

【００５８】試験２の書き味の試験では、無機微粒子増
粘剤を用いた比較例４と粘土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増粘させ
たものが２０本中１１本でインキの落下を確認するな
ど、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。

【００５９】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、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。

【００６０】上記の表１の結果を総合評価すれば、本発
明範囲となる実施例１〜６のインキは、増粘多糖類、粘
土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤の群より選ばれる２
種類以上の増粘剤の少量の添加量で増粘効果を発揮する
ことができ、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イン
キは、イオン性多糖類と粘土増粘剤を使用することによ
って、増粘効果を経時的に安定に保つことができる優れ
たものであることが判明した。

【００６１】

【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、増粘多糖類、粘土増粘剤、ポリアクリル酸系増粘剤
の群より選ばれる２種類以上の増粘剤を含有することを
特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
【請求項２】０．０１重量％〜０．５重量％の増粘多
糖類、０．０１重量％〜０．５重量％の粘土増粘剤及び
０．０１重量％〜０．５重量％のポリアクリル酸系増粘
剤の群より選ばれる２種類以上の増粘剤を含有する請求
項１記載の水性ボールペン用インキ組成物。
【請求項３】増粘多糖類がキサンタンガム、ウエラン
ガム等に代表されるイオン性多糖類であり、その含有量
がインキ組成物全量に対して、０．２重量％以下である
請求項１又は２記載の水性ボールペン用インキ組成物。