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JP2011068702A - Water-based ink composition for writing utensil, and writing utensil built-in with the same - Google Patents

Water-based ink composition for writing utensil, and writing utensil built-in with the same Download PDF

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JP2011068702A
JP2011068702A JP2009218305A JP2009218305A JP2011068702A JP 2011068702 A JP2011068702 A JP 2011068702A JP 2009218305 A JP2009218305 A JP 2009218305A JP 2009218305 A JP2009218305 A JP 2009218305A JP 2011068702 A JP2011068702 A JP 2011068702A
Authority
JP
Japan
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ink
water
ink composition
based ink
writing utensil
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009218305A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Miyamoto
誠 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pilot Ink Co Ltd
Original Assignee
Pilot Ink Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Pilot Ink Co Ltd filed Critical Pilot Ink Co Ltd
Priority to JP2009218305A priority Critical patent/JP2011068702A/en
Publication of JP2011068702A publication Critical patent/JP2011068702A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based ink composition for a writing utensil capable of exhibiting a sufficient ink exchange property even in an ink tank comprising a hydrophobic synthetic resin material and maintaining the sufficient ink exchange property without generating permeation of handwriting and thickening of the ink even in the ink tank having a small inner diameter in the form of a cartridge or the like. <P>SOLUTION: The water-based ink composition applied to the writing utensil in which the ink is directly built-in in the ink tank comprising the hydrophobic synthetic resin includes at least a coloring agent, water, a water-soluble organic solvent, and an oligomer ester of polyglycerol and a dicarboxylic acid. The water-based ink composition is built-in in the writing utensil. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は筆記具用水性インキ組成物とそれを内蔵した筆記具に関する。詳細には、疎水性合成樹脂材料からなるインキタンク内に直接インキを充填する筆記具とそれに適用される水性インキ組成物に関する。   The present invention relates to a water-based ink composition for a writing instrument and a writing instrument incorporating the same. Specifically, the present invention relates to a writing instrument that directly fills an ink tank made of a hydrophobic synthetic resin material and a water-based ink composition applied thereto.

直液式の水性ボールペンやマーキングペン、万年筆等、フリーのインキを内蔵する筆記具では、インキ流量を調節する流量調節部材(櫛歯状部材等のインキ一時的保溜部材)を介してペン先(ペン体)が軸筒端部に取り付けられ、前記軸筒内にインキを貯蔵する合成樹脂材料からなるインキタンクを備えた構造が一般的である。
この種の筆記具では、横置き状態(机上や引出内に載置された状態)や、ペン先上向き状態(ペン立てや衣服のポケットに係止された状態)等の保管状態から、筆記に供するためにペン先下向き状態にすることでインキタンク中の水性インキがタンク内壁を伝ってペン先方向へ流下して筆記可能となるものである(この際のインキ移動をインキ交替性と称す)。
また、前記インキタンクは軸筒自体であったり、別体のカートリッジ形態で適用され、いずれの形態であってもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の汎用合成樹脂材料が用いられる。
前記樹脂材料はいずれも疎水性であるためインキタンク内壁面はインキによる濡れが悪く、表面張力が高い水性インキを収容した場合には、筆記具を筆記状態(ペン先下向き)にしてもインキが流下せずに元の位置に留まってしまう傾向にある。特に、軸胴の径との関係から、内径の大きさが著しく制約されるカートリッジタイプのインキタンクを用いた筆記具では前記傾向がより強くなる。そのため、筆記時にペン先へのインキ供給が十分に行われず、筆跡かすれを生じるものとなる。
そこで、界面活性剤を添加して水性インキの表面張力を下げることで、インキ交替性を向上させるインキが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
For writing instruments that contain free ink, such as direct liquid water-based ballpoint pens, marking pens, and fountain pens, the pen tip (temporary ink storage member such as a comb-like member) is used to adjust the ink flow rate. A structure in which an ink tank made of a synthetic resin material that stores ink in the shaft cylinder is generally attached to the end of the shaft cylinder.
This type of writing instrument is used for writing from a storage state such as a horizontally placed state (a state placed on a desk or a drawer) or a pen point upward state (a state where it is locked to a pen stand or a pocket of clothes). Therefore, by setting the pen tip downward, the water-based ink in the ink tank flows along the inner wall of the tank and flows down in the pen tip direction so that writing can be performed (this ink movement is called ink changeability).
Further, the ink tank may be a shaft cylinder itself or may be applied as a separate cartridge, and in any form, polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polyvinyl chloride General-purpose synthetic resin materials such as polyester are used.
Since all of the resin materials are hydrophobic, the ink tank inner wall surface is poorly wetted by the ink, and when water-based ink with high surface tension is contained, the ink flows down even if the writing instrument is in the writing state (pointed downward). It tends to stay in the original position without. In particular, due to the relationship with the diameter of the shaft cylinder, the above-mentioned tendency becomes stronger in the writing instrument using the cartridge type ink tank in which the size of the inner diameter is remarkably restricted. For this reason, ink is not sufficiently supplied to the pen tip during writing, and the handwriting is blurred.
In view of this, there has been proposed an ink that improves the ink changeability by adding a surfactant to lower the surface tension of the water-based ink (see, for example, Patent Document 1).

前記水性インキは、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の非イオン系界面活性剤を配合することでインキの表面張力を下げているため、前述のインキタンクに内蔵した場合であっても、使用時にはインキがペン先側に流下するため、筆跡かすれを生じることがなくなる。しかしながら、インキの表面張力が小さいと紙面に筆記した際の浸透性が高くなり筆跡滲みを生じてしまう。   The water-based ink reduces the surface tension of the ink by blending a nonionic surfactant such as polyoxyethylene nonylphenyl ether. Will flow down to the pen tip side, so there will be no blurring of handwriting. However, if the surface tension of the ink is low, the penetrability when writing on the paper surface will be high and handwriting bleeding will occur.

これとは別に、疎水性合成樹脂材料からなる筆記具部材へのインキ濡れ性を向上させるために、ゼラチンやメチルセルロース等を添加した水性インキが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
前記特許文献2のインキでは、表面張力を下げることなく疎水性合成樹脂材料への濡れ性を付与するため、筆跡滲みを生じ難いものであるが、前記添加剤は比較的分子量の大きい水溶性樹脂であるため、少量の添加でインキ粘度を大きく上昇させてしまい、筆記時のインキ追従性やペン先の耐ドライアップ性等を悪化させる不具合を生じることがあった。
Apart from this, water-based inks to which gelatin, methylcellulose and the like are added have been proposed in order to improve ink wettability to a writing instrument member made of a hydrophobic synthetic resin material (see, for example, Patent Document 2).
The ink of Patent Document 2 gives wettability to the hydrophobic synthetic resin material without lowering the surface tension, and thus hardly causes handwriting bleeding. However, the additive is a water-soluble resin having a relatively large molecular weight. For this reason, the ink viscosity is greatly increased by adding a small amount, and there may be a problem that the ink followability at the time of writing, the dry-up resistance of the pen tip, and the like are deteriorated.

特開平10−219172号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-219172 特開平9−217036号公報JP-A-9-217036

本発明は、前述の疎水性合成樹脂材料からなるインキタンク内であっても、良好なインキ交替性を発現する筆記具用水性インキ組成物を提供するものである。
また、カートリッジ形態等の内径が小さいインキタンクであっても、筆跡滲みやインキの増粘を生じることなく、良好なインキ交替性を維持できる筆記具用水性インキ組成物を提供するものである。
The present invention provides a water-based ink composition for a writing instrument that exhibits good ink alternation even in an ink tank made of the above-described hydrophobic synthetic resin material.
Further, the present invention provides a water-based ink composition for a writing instrument that can maintain good ink changeability without causing handwriting bleeding or ink thickening even in an ink tank having a small inner diameter such as a cartridge form.

本発明は、疎水性合成樹脂からなるインキタンクに直接インキを内蔵する筆記具に適用される水性インキ組成物であって、少なくとも着色剤と、水と、水溶性有機溶剤と、ポリグリセリンとジカルボン酸とのオリゴマーエステルを含有することを要件とする。
更に、前記オリゴマーエステルを構成するジカルボン酸が、エイコ酸二酸、テトラデカン二酸、セバシン酸から選ばれるいずれか一種以上であること、前記オリゴマーエステルがインキ組成全量中0.05〜5重量%の範囲で含まれること、表面張力が38〜70mN/mの範囲であることを要件とする。
更には、前記いずれかの水性インキ組成物を内蔵してなる筆記具を要件とする。
The present invention relates to a water-based ink composition applied to a writing instrument in which ink is directly incorporated in an ink tank made of a hydrophobic synthetic resin, and includes at least a colorant, water, a water-soluble organic solvent, polyglycerin, and dicarboxylic acid And an oligomeric ester.
Furthermore, the dicarboxylic acid constituting the oligomer ester is at least one selected from eicoic acid diacid, tetradecanedioic acid, and sebacic acid, and the oligomer ester is 0.05 to 5% by weight in the total amount of the ink composition. It is a requirement that it is included in the range and the surface tension is in the range of 38 to 70 mN / m.
Furthermore, a writing instrument comprising any one of the above water-based ink compositions is required.

本発明により、インキの表面張力を低くすることなく疎水性合成樹脂材料からなるインキタンク内壁への濡れ性を向上することができるので、インキの粘度上昇や筆跡滲みを生じることなく良好なインキ交替性を付与できる筆記具用水性インキ組成物となる。   According to the present invention, the wettability to the inner wall of the ink tank made of a hydrophobic synthetic resin material can be improved without lowering the surface tension of the ink, so that a good ink replacement can be achieved without causing an increase in ink viscosity or handwriting bleeding. It becomes the water-based ink composition for writing instruments which can provide property.

本発明は、疎水性合成樹脂からなるインキタンクに直接インキを内蔵する筆記具に適用される水性インキとして、ポリグリセリンとジカルボン酸とのオリゴマーエステルを含有することで、インキの表面張力を下げることなく良好なインキ交替性を得ることが可能となる。   The present invention contains an oligomer ester of polyglycerin and dicarboxylic acid as a water-based ink applied to a writing instrument in which ink is directly incorporated in an ink tank made of a hydrophobic synthetic resin, without reducing the surface tension of the ink. It becomes possible to obtain good ink changeability.

前記オリゴマーエステルはポリグリセリンと種々のジカルボン酸とがランダムに共重合したものであり、ジカルボン酸としては、エイコ酸二酸、テトラデカン二酸、セバシン酸が適用される。
前記オリゴマーエステルが水性インキ中で表面張力の低下を生じることなく合成樹脂表面の親水性(濡れ性)を向上させるメカニズムは定かではないが、以下のように推察される。前記オリゴマーエステルの構造はポリグリセリン部の親水基と不飽和脂肪酸部の疎水基からなり、界面活性作用を有すると考えられるが、疎水基の嵩が大きいため水−空気界面への配向が妨げられ表面張力が低下しない。更に、疎水基が合成樹脂表面に親水基を外に向けて吸着するため親水性が向上すると考えられる。
The oligomer ester is obtained by randomly copolymerizing polyglycerin and various dicarboxylic acids, and as the dicarboxylic acid, eicoic acid diacid, tetradecanedioic acid, and sebacic acid are applied.
The mechanism by which the oligomer ester improves the hydrophilicity (wetting property) of the surface of the synthetic resin without causing a decrease in surface tension in the aqueous ink is not clear, but is presumed as follows. The oligomer ester structure is composed of a hydrophilic group in the polyglycerin part and a hydrophobic group in the unsaturated fatty acid part, and is considered to have a surface-active effect. However, the bulk of the hydrophobic group prevents the orientation to the water-air interface. The surface tension does not decrease. Further, it is considered that the hydrophilicity is improved because the hydrophobic group is adsorbed on the surface of the synthetic resin with the hydrophilic group facing outward.

前記オリゴマーエステルは、インキ組成物全量中0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜3重量%の範囲で添加される。
0.05重量%未満では所期の効果を得ることは困難であり、また、5重量%を越えて添加しても濡れ性の向上は認められないので、これ以上の添加を要しない。
The oligomer ester is added in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, based on the total amount of the ink composition.
If it is less than 0.05% by weight, it is difficult to obtain the desired effect, and even if added over 5% by weight, no improvement in wettability is observed, so no further addition is required.

前記着色剤としては、水性系媒体に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料がすべて使用可能であり、その具体例を以下に例示する。
前記染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料等を使用することができる。
酸性染料としては、ニューコクシン(C.I.16255)、タートラジン(C.I.19140)、アシッドブルーブラック10B(C.I.20470)、ギニアグリーン(C.I.42085)、ブリリアントブルーFCF(C.I.42090)、アシッドバイオレット6B(C.I.42640)、ソルブルブルー(C.I.42755)、ナフタレングリーン(C.I.44025)、エオシン(C.I.45380)、フロキシン(C.I.45410)、エリスロシン(C.I.45430)、ニグロシン(C.I.50420)、アシッドフラビン(C.I.56205)等が用いられる。
塩基性染料としては、クリソイジン(C.I.11270)、メチルバイオレットFN(C.I.42535)、クリスタルバイオレット(C.I.42555)、マラカイトグリーン(C.I.42000)、ビクトリアブルーFB(C.I.44045)、ローダミンB(C.I.45170)、アクリジンオレンジNS(C.I.46005)、メチレンブルーB(C.I.52015)等が用いられる。
直接染料としては、コンゴーレッド(C.I.22120)、ダイレクトスカイブルー5B(C.I.24400)、バイオレットBB(C.I.27905)、ダイレクトディープブラックEX(C.I.30235)、カヤラスブラックGコンク(C.I.35225)、ダイレクトファストブラックG(C.I.35255)、フタロシアニンブルー(C.I.74180)等が用いられる。
As the colorant, all dyes and pigments that can be dissolved or dispersed in an aqueous medium can be used, and specific examples thereof are illustrated below.
As the dye, an acid dye, a basic dye, a direct dye, or the like can be used.
Examples of the acid dye include New Coxin (C.I. 16255), Tartrazine (C.I. 19140), Acid Blue Black 10B (C.I. 20470), Guinea Green (C.I. 42085), Brilliant Blue FCF (CI.42090), Acid Violet 6B (C.I.42640), Soluble Blue (C.I.42755), Naphthalene Green (C.I.44025), Eosin (C.I.45380), Phloxin (C.I. 45410), erythrosine (C.I. 45430), nigrosine (C.I. 50420), acid flavin (C.I. 56205) and the like are used.
Examples of basic dyes include chrysoidine (C.I. 11270), methyl violet FN (C.I. 42535), crystal violet (C.I. 42555), malachite green (C.I. 42000), Victoria blue FB ( CI 44045), rhodamine B (C.I. 45170), acridine orange NS (C.I. 46005), methylene blue B (C.I. 52015) and the like are used.
As direct dyes, Congo Red (C.I. 22120), Direct Sky Blue 5B (C.I. 24400), Violet BB (C.I. 27905), Direct Deep Black EX (C.I. 30235), Kaya Las Black G Conch (C.I. 35225), Direct Fast Black G (C.I. 35255), Phthalocyanine Blue (C.I. 74180) and the like are used.

前記顔料としては、カーボンブラック、群青などの無機顔料や銅フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー等の有機顔料の他、予め界面活性剤や樹脂を用いて微細に安定的に水媒体中に分散された水分散顔料製品等が用いられ、例えば、C.I.Pigment Blue 15:3B〔品名:Sandye Super Blue GLL、顔料分24%、山陽色素株式会社製〕、C.I. Pigment Red 146〔品名:Sandye Super Pink FBL、顔料分21.5%、山陽色素株式会社製〕、C.I.Pigment Yellow 81〔品名:TC Yellow FG、顔料分約30%、大日精化工業株式会社製〕、C.I.Pigment Red 220/166〔品名:TC Red FG、顔料分約35%、大日精化工業株式会社製〕等を挙げることができる。
尚、前記顔料を分散する樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、アクリル酸樹脂、マレイン酸樹脂、アラビアゴム、セルロース、デキストラン、カゼイン等、およびそれらの誘導体、前記した樹脂の共重合体等が挙げられる。
蛍光顔料としては、各種蛍光性染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した合成樹脂微細粒子状の蛍光顔料が使用できる。
また、二酸化チタン等の白色顔料、アルミニウム等の金属粉、天然雲母、合成雲母、アルミナ、ガラス片から選ばれる芯物質の表面を二酸化チタン等の金属酸化物で被覆したパール顔料、コレステリック液晶型光輝性顔料等を使用することもできる。
更に、熱変色性組成物を内包したマイクロカプセル顔料や、熱変色性組成物と共に、染料や顔料を内包したマイクロカプセル顔料等の熱変色性顔料を使用することもできる。
Examples of the pigment include inorganic pigments such as carbon black and ultramarine, and organic pigments such as copper phthalocyanine blue and benzidine yellow, as well as water dispersion finely and stably dispersed in an aqueous medium in advance using a surfactant or resin. Pigment products and the like are used. I. Pigment Blue 15: 3B [Product name: Sandy Super Blue GLL, pigment content 24%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.], C.I. I. Pigment Red 146 [Product name: Sandy Super Pink FBL, pigment content 21.5%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.], C.I. I. Pigment Yellow 81 [Product name: TC Yellow FG, pigment content about 30%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.], C.I. I. Pigment Red 220/166 [Product name: TC Red FG, pigment content of about 35%, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.].
As the resin for dispersing the pigment, polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, silicone resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, Examples thereof include polystyrene, acrylic acid resin, maleic acid resin, gum arabic, cellulose, dextran, casein, and derivatives thereof, and copolymers of the above-described resins.
As the fluorescent pigment, a fluorescent pigment in the form of fine particles of a synthetic resin in which various fluorescent dyes are formed into a solid solution in a resin matrix can be used.
In addition, white pigments such as titanium dioxide, metal powders such as aluminum, natural mica, synthetic mica, alumina, pearl pigments in which the surface of the core material is coated with a metal oxide such as titanium dioxide, cholesteric liquid crystal type glitter A functional pigment or the like can also be used.
Furthermore, a thermochromic pigment such as a microcapsule pigment encapsulating a thermochromic composition or a microcapsule pigment encapsulating a dye or a pigment together with the thermochromic composition can also be used.

前記熱変色性組成物としては、(イ)電子供与性呈色性有機化合物、(ロ)電子受容性化合物、(ハ)前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性組成物が好適であり、マイクロカプセルに内包させて可逆熱変色性マイクロカプセル顔料として適用される。
前記可逆熱変色性組成物としては、特公昭51−44706号公報、特公昭51−44707号公報、特公平1−29398号公報等に記載された、所定の温度(変色点)を境としてその前後で変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、前記両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性(ΔH=1〜7℃)を有する可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた加熱消色型のマイクロカプセル顔料が適用できる。
The thermochromic composition includes (a) an electron-donating color-forming organic compound, (b) an electron-accepting compound, and (c) a reversible thermochromic composition comprising a reaction medium that determines the temperature at which the color reaction occurs. The composition is suitable and is encapsulated in microcapsules and applied as a reversible thermochromic microcapsule pigment.
Examples of the reversible thermochromic composition include those described in Japanese Patent Publication No. 51-44706, Japanese Patent Publication No. 51-44707, Japanese Patent Publication No. 1-29398, etc., at a predetermined temperature (discoloration point). Discolored before and after, decolored state in the temperature range above the high temperature side discoloration point, color development state in the temperature range below the low temperature side discoloration point, only one specific state exists in the normal temperature range among the two states, The other state is maintained as long as the heat or cold required to develop the state is applied, but when the heat or cold is no longer applied, the hysteresis width returns to the state exhibited in the normal temperature range. A heat decolorizable microcapsule pigment in which a reversible thermochromic composition having relatively small characteristics (ΔH = 1 to 7 ° C.) is encapsulated in a microcapsule can be applied.

更に、特公平4−17154号公報、特開平7−179777号公報、特開平7−33997号公報、特開平8−39936号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性(ΔH=8〜50℃)を示す、即ち、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色し、完全発色温度以下の低温域での発色状態、又は完全消色温度以上の高温域での消色状態が、特定温度域で色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた加熱消色型のマイクロカプセル顔料も適用できる。
尚、前記色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物として具体的には、完全発色温度を冷凍室、寒冷地等でしか得られない温度、即ち−50〜0℃、好ましくは−40〜−5℃、より好ましくは−30〜−10℃、且つ、完全消色温度を摩擦体による摩擦熱、ヘアドライヤー等身近な加熱体から得られる温度、即ち50〜95℃、好ましくは50〜90℃、より好ましくは60〜80℃の範囲に特定し、ΔH値を40〜100℃に特定することにより、常態(日常の生活温度域)で呈する色彩の保持に有効に機能させることができる。
Furthermore, large hysteresis characteristics (ΔH B = 8 to 50 ° C.) described in JP- B -4-17154, JP-A-7-179777, JP-A-7-33997, JP-A-8-39936, and the like. ), That is, when the shape of the curve plotting the change in the color density due to the temperature change is lowering the temperature from the lower temperature side than the color changing temperature range, as opposed to increasing the temperature from the lower temperature side. Reversible heat with color memory in a specific temperature range when the color changes in a low temperature range below the complete color development temperature or in a high temperature range above the complete color erase temperature. A heat-decolorable microcapsule pigment in which the color-changing composition is encapsulated in microcapsules is also applicable.
Specifically, as the reversible thermochromic composition having color memory, a complete color development temperature can be obtained only in a freezing room, a cold district, etc., that is, −50 to 0 ° C., preferably −40 to − 5 ° C., more preferably −30 to −10 ° C., and complete decoloring temperature obtained from a frictional heat generated by a friction body, a heating body such as a hair dryer, that is, 50 to 95 ° C., preferably 50 to 90 ° C. More preferably, by specifying the range of 60 to 80 ° C. and specifying the ΔH value of 40 to 100 ° C., it is possible to effectively function to maintain the color exhibited in the normal state (daily life temperature range).

前記着色剤は一種又は二種以上を適宜混合して使用することができ、インキ組成物中1〜25重量%、好ましくは2〜15重量%の範囲で用いられる。   The colorant can be used singly or in combination of two or more, and is used in the range of 1 to 25% by weight, preferably 2 to 15% by weight in the ink composition.

また、前記水溶性有機溶剤としては、水に相溶性のある従来汎用の溶剤が用いられ、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセリン、ソルビトール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、ネオプレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
尚、前記水溶性有機溶剤は一種又は二種以上を併用することもでき、インキ組成物中2〜60重量%、好ましくは5〜35重量%の範囲で用いられる。
Further, as the water-soluble organic solvent, conventional general-purpose solvents compatible with water are used, and ethanol, propanol, butanol, glycerin, sorbitol, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, ethylene glycol, diethylene glycol, thiol Diethylene glycol, hexylene glycol, 1,3-butanediol, neoprene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, 2-pyrrolidone, N- methyl-2-pyrrolidone.
In addition, the said water-soluble organic solvent can also use 1 type, or 2 or more types together, It is 2-60 weight% in an ink composition, Preferably it is used in 5 to 35 weight%.

その他、必要に応じて、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、酢酸ソーダ等の無機塩類、水溶性のアミン化合物等の有機塩基性化合物等のpH調整剤、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、サポニン等の防錆剤、石炭酸、1、2−ベンズチアゾリン3−オンのナトリウム塩、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、パラオキシ安息香酸プロピル、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォニル)ピリジン等の防腐剤或いは防黴剤、尿素、ソルビット、マンニット、ショ糖、ぶどう糖、還元デンプン加水分解物、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤、金属石鹸、ポリアルキレングリコール、脂肪酸エステル、エチレンオキサイド付加型カチオン活性剤、燐酸系活性剤、チオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩等の潤滑剤、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、α−トコフェロール、カテキン、カテキン誘導体、合成ポリフェノール、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、亜硫酸塩、スルホキシル酸塩、亜ジチオン酸塩、チオ硫酸塩、二酸化チオ尿素、ホルムアミジンスルフィン酸、グルタチオン等の酸化防止剤、消泡剤、インキの浸透性を向上させるフッ素系界面活性剤やノニオン系界面活性剤を使用してもよい。   In addition, if necessary, pH adjusters such as inorganic salts such as sodium carbonate, sodium phosphate and sodium acetate, organic basic compounds such as water-soluble amine compounds, rust preventives such as benzotriazole, tolyltriazole and saponin , Carboxylic acid, sodium salt of 1,2-benzthiazolin-3-one, sodium benzoate, sodium dehydroacetate, potassium sorbate, propyl paraoxybenzoate, 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methylsulfonyl) Preservatives or antifungal agents such as pyridine, urea, sorbit, mannitol, sucrose, glucose, reduced starch hydrolyzate, wetting agents such as sodium pyrophosphate, metal soap, polyalkylene glycol, fatty acid ester, ethylene oxide addition type Cationic activator, phosphate activator, thiocarbamate, dimethyl Lubricant such as rudithiocarbamate, ascorbic acid, ascorbic acid derivative, α-tocopherol, catechin, catechin derivative, synthetic polyphenol, phosphonate, phosphinate, sulfite, sulfoxylate, dithionite, thiosulfate Antioxidants such as salts, thiourea dioxide, formamidinesulfinic acid, and glutathione, antifoaming agents, and fluorine surfactants and nonionic surfactants that improve ink permeability may be used.

また、紙面への固着性や粘性を付与するために水溶性樹脂を添加することもできる。前記水溶性樹脂としては、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合物、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、デキストリン等が挙げられる。前記水溶性樹脂は一種又は二種以上を併用することができ、インキ組成中1〜30重量%の範囲で用いられる。   Further, a water-soluble resin can be added in order to impart adhesion to the paper surface or viscosity. Examples of the water-soluble resin include alkyd resins, acrylic resins, styrene maleic acid copolymers, cellulose derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and dextrin. The water-soluble resin can be used alone or in combination of two or more, and is used in the range of 1 to 30% by weight in the ink composition.

更に、剪断減粘性付与剤を添加することもできる。
前記剪断減粘性付与剤としては、水に可溶乃至分散性の物質が効果的であり、キサンタンガム、ウェランガム、ゼータシーガム、ダイユータンガム、マクロホモプシスガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン(平均分子量約100乃至800万)、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量10万〜15万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する炭水化物、ポリN−ビニル−カルボン酸アミド架橋物、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、HLB値が8〜12のノニオン系界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸の金属塩やアミン塩等を例示できる。更には、インキ組成物中にN−アルキル−2−ピロリドンとアニオン系界面活性剤を併用して添加してもよい。
前記剪断減粘性付与剤は、インキ組成物中0.1〜20重量%の範囲で用いることができる。
Furthermore, a shear thinning agent can be added.
As the shear thinning agent, water-soluble or dispersible substances are effective, and xanthan gum, welan gum, zetasy gum, dieutan gum, macrohomopsis gum, and constituent monosaccharides are organic acid-modified heterogeneous of glucose and galactose. Succinoglycan, which is a polysaccharide (average molecular weight: about 100 to 8 million), guar gum, locust bean gum and its derivatives, hydroxyethyl cellulose, alkyl alginate, alkyl ester of methacrylic acid, molecular weight 100,000 to 150,000 Polymers, glucomannan, carbohydrates having gelling ability extracted from seaweeds such as agar and carrageenan, poly N-vinyl-carboxylic acid amide cross-linked products, benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol or their derivatives, cross-linkable acrylic acid Coalescence Inorganic fine particles, nonionic surfactants having an HLB value of 8 to 12, can be exemplified metal salts and amine salts of dialkyl sulfosuccinate. Furthermore, N-alkyl-2-pyrrolidone and an anionic surfactant may be used in combination in the ink composition.
The shear thinning agent can be used in the range of 0.1 to 20% by weight in the ink composition.

前記組成により構成される水性インキは、表面張力を38mN/m以上、具体的には38〜70mN/m、好ましくは40〜60mN/mの範囲に調整して適用することが好ましい。
インキの表面張力が38mN/m未満であると、インキ交替性は向上するものの、紙面に筆記した際に筆跡滲みを生じてしまうため、前記範囲で適用される。
The water-based ink constituted by the above composition is preferably applied by adjusting the surface tension to 38 mN / m or more, specifically 38 to 70 mN / m, preferably 40 to 60 mN / m.
If the surface tension of the ink is less than 38 mN / m, the ink changeability is improved, but handwriting blur occurs when writing on the paper surface.

前記水性インキ組成物は、疎水性合成樹脂材料からなるインキタンクに直接インキを内蔵する構造の筆記具に適用される。
前記筆記具としては、万年筆に代表されるスペア式インキタンクを用いたものが挙げられる。また、各種チップを筆記先端部に装着し、軸筒内部に直接インキを内蔵し、合成樹脂製の櫛溝状インキ流量調節部材(ペン芯)を介在させる構造のマーキングペンやボールペン等、汎用のペン芯式筆記具にも適用される。
The water-based ink composition is applied to a writing instrument having a structure in which ink is directly incorporated in an ink tank made of a hydrophobic synthetic resin material.
Examples of the writing instrument include those using a spare ink tank typified by a fountain pen. In addition, various types of tips such as marking pens and ballpoint pens with a structure in which various tips are attached to the writing tip, ink is directly built into the shaft tube, and a comb groove ink flow rate adjusting member (pen core) made of synthetic resin is interposed. It is also applied to pen-type writing instruments.

前記チップのうち、マーキングペンチップとしては、例えば、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ、毛筆等が適用できる。特に、繊維チップとしては、多数の繊維を互いに密接状態に配し、隣接する繊維相互間に毛細間隙が形成された繊維加工体からなるペン先や、該ペン先の外周を樹脂により被覆したもの等が適用できる。
ボールペンチップとしては、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、金属又はプラスチック製チップ内部に樹脂製のボール受け座を設けたチップ、或いは、前記チップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたもの等が適用できる。尚、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック、樹脂、ゴム等が適用でき、直径0.1mm〜2.0mmの範囲のものが好適に用いられる。
また、万年筆形態のチップ(ペン体)としては、ステンレス板、金合金板等の金属板を先細テーパー状に裁断し、屈曲又は湾曲したものや、ペン先形状に樹脂成形したもの等が適用できる。尚、前記ペン体には中心にスリットを設けたり、先端に玉部を設けることもできる。
Among the chips, as the marking pen chip, for example, a fiber chip, a felt chip, a plastic chip, a brush, or the like can be applied. In particular, as a fiber chip, a nib made of a fiber processed body in which a large number of fibers are arranged in close contact with each other and a capillary gap is formed between adjacent fibers, and the outer periphery of the nib is coated with a resin. Etc. are applicable.
As a ballpoint pen tip, a tip formed by holding a ball in a ball holding portion in which the vicinity of the tip of a metal pipe is pressed and deformed inward from the outer surface, a ball holding formed by cutting a metal material with a drill or the like A chip formed by holding a ball in the part, a chip provided with a resin ball receiving seat inside a metal or plastic chip, or a ball held in the chip urged forward by a spring body, etc. Is applicable. In addition, the said ball | bowl can apply a cemented carbide alloy, stainless steel, a ruby, a ceramic, resin, rubber | gum, etc., and the thing of the range of diameter 0.1mm-2.0mm is used suitably.
Further, as a fountain pen-shaped tip (pen body), a metal plate such as a stainless steel plate or a gold alloy plate is cut into a taper taper shape, bent or curved, or resin-molded into a pen tip shape can be applied. . The pen body can be provided with a slit at the center or a ball at the tip.

前記インキタンク(軸筒自体又は別体のカートリッジ形態)は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の汎用合成樹脂材料からなる成形体であり、透明、着色透明、或いは半透明の成形体を用いることにより、インキ色やインキ残量等を確認できるものとなる。   The ink tank (shaft cylinder itself or a separate cartridge form) is a molded body made of a general-purpose synthetic resin material such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polyvinyl chloride, and polyester. Yes, by using a transparent, colored transparent, or translucent molded article, the ink color, the ink remaining amount, and the like can be confirmed.

以下の表に実施例及び比較例の筆記具用水性インキの組成を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、表中の組成の数値は重量部を示す。また、表面張力は、協和界面科学(株)製のウィルヘルミー法表面張力計(CB−VP型)を用いて測定した。   Although the composition of the water-based ink for writing instruments of Examples and Comparative Examples is shown in the following table, the present invention is not limited to these Examples. In addition, the numerical value of a composition in a table | surface shows a weight part. The surface tension was measured using a Wilhelmy method surface tension meter (CB-VP type) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

Figure 2011068702
Figure 2011068702

表中の原料の内容について注番号に沿って説明する。
(1)オリエント化学工業(株)製、商品名:BONJET BLACK CW−1、C.I.Pigment7の水分散体、顔料分20%
(2)保土ヶ谷化学工業(株)製、商品名:フロキシン、C.I.45410
(3)日本精化(株)製、商品名:Neosolue−Aqna、有効成分60%
(4)日光ケミカルズ(株)製、商品名:ニッコール NP−10
The contents of the raw materials in the table will be described along the note numbers.
(1) Product name: BONJET BLACK CW-1, C.I. I. Pigment 7 aqueous dispersion, pigment content 20%
(2) Hodogaya Chemical Co., Ltd., trade name: Phloxine, C.I. I. 45410
(3) Nippon Seika Co., Ltd. product name: Neosolue-Aqna, active ingredient 60%
(4) Nikko Chemicals Co., Ltd., trade name: Nikkor NP-10

インキの調製
前記実施例及び比較例の配合量で各原料を混合し、20℃で3時間撹拌溶解した後、濾過することにより筆記具水性インキ組成物を得た。
Preparation of ink Each raw material was mixed in the blending amounts of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, stirred and dissolved at 20 ° C. for 3 hours, and then filtered to obtain a writing instrument water-based ink composition.

インキカートリッジの作成
実施例及び比較例のインキ組成物1mlを、万年筆用スペアインキカートリッジ(パイロットコーポレーション社製、IRF−12S)に充填してパッキング(栓体)を嵌合することで試験用インキカートリッジを作成した。
Preparation of ink cartridge Ink cartridge for test by filling 1 ml of the ink composition of Examples and Comparative Examples into a spare ink cartridge for fountain pen (manufactured by Pilot Corporation, IRF-12S) and fitting the packing (plug body). It was created.

前記試験用インキカートリッジを用いて以下の試験を行った。
インキ交替性試験
各インキカートリッジを50℃の恒温槽で24時間放置した後に取り出し、室温まで放冷する。その後開栓しインキを約半分抜き取った後再度密栓し、パッキング上向きの状態で室温に24時間静置したものを上下反転させて内部のインキがすべて流下する時間を測定した。
The following tests were conducted using the test ink cartridge.
Ink changeability test Each ink cartridge is left in a thermostat at 50 ° C. for 24 hours and then taken out and allowed to cool to room temperature. Thereafter, the plug was opened and about half of the ink was taken out and sealed again. After standing for 24 hours at room temperature with the packing facing upward, the ink was turned upside down to measure the time for all the ink inside to flow down.

滲み試験
各インキカートリッジを万年筆に装着し、筆記試験用紙A(旧JIS P3201)に文字を筆記し、滲みの有無を目視で観察した。
Bleeding test Each ink cartridge was mounted on a fountain pen, characters were written on a writing test paper A (former JIS P3201), and the presence or absence of bleeding was visually observed.

前記各試験の結果を以下の表に示す。

Figure 2011068702
The results of each test are shown in the following table.
Figure 2011068702

尚、試験結果の評価は以下の通りである。
インキ交替性試験
○:30秒以内にインキが流下した。
×:30秒経過してもインキが流下しなかった。
滲み試験
○:筆跡に滲みがない。
×:筆跡に滲みが認められた。
The evaluation of the test results is as follows.
Ink changeability test ○: Ink flowed down within 30 seconds.
X: Ink did not flow down even after 30 seconds.
Bleeding test ○: There is no bleeding in the handwriting.
X: Bleeding was observed in the handwriting.

Claims (5)

疎水性合成樹脂からなるインキタンクに直接インキを内蔵する筆記具に適用される水性インキ組成物であって、少なくとも着色剤と、水と、水溶性有機溶剤と、ポリグリセリンとジカルボン酸とのオリゴマーエステルを含有する筆記具用水性インキ組成物。   An aqueous ink composition applied to a writing instrument in which ink is directly incorporated in an ink tank made of a hydrophobic synthetic resin, at least a colorant, water, a water-soluble organic solvent, an oligomer ester of polyglycerin and dicarboxylic acid A water-based ink composition for writing instruments, comprising: 前記オリゴマーエステルを構成するジカルボン酸が、エイコ酸二酸、テトラデカン二酸、セバシン酸から選ばれるいずれか一種以上である請求項1記載の筆記具用水性インキ組成物。   The water-based ink composition for a writing instrument according to claim 1, wherein the dicarboxylic acid constituting the oligomer ester is at least one selected from eicoic acid diacid, tetradecanedioic acid, and sebacic acid. 前記オリゴマーエステルがインキ組成全量中0.05〜5重量%の範囲で含まれる請求項1又は2に記載の筆記具用水性インキ組成物。   The water-based ink composition for a writing instrument according to claim 1 or 2, wherein the oligomer ester is contained in an amount of 0.05 to 5% by weight in the total amount of the ink composition. 表面張力が38〜70mN/mの範囲である請求項1乃至3のいずれかに記載の筆記具用水性インキ組成物。   The water-based ink composition for a writing instrument according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface tension is in the range of 38 to 70 mN / m. 前記請求項1乃至4のいずれかに記載の水性インキ組成物を内蔵してなる筆記具。   A writing instrument comprising the water-based ink composition according to any one of claims 1 to 4.
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