JP3743110B2 - ボールペン用水性インキ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペン用の水性インキに関し、ボールペンチップのボールの回転によるボール受け座の摩耗を極力防止することによって良好なインキの吐出性を確保し、長筆記距離を可能となした水性インキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボールペンは、比較的細い筆跡が得られると共に、繊維製ペン先や樹脂製ペン先を有する筆記具と異なり、長期間使用してもペン先の摩耗やつぶれなどによる筆跡巾の変化が少ないことから、多く使用されている。このようなボールペンに使用される水性インキの粘度は１〜数ｃｐ（２５℃）のものと、５０〜３０００ｃｐ（２５℃）のものとが知られている。１〜数ｃｐ（２５℃）のものは主にインキ吸蔵体として中綿を用いた構造のボールペンに使用され、５０〜３０００ｃｐ（２５℃）のものは主にインキ貯蔵体として中空の筒体を用いた構造のものに使用されている。
【０００３】
ボールペンの筆記の機構は、ボール表面に付着したインキがボールの回転に伴って、紙などの被筆記面に転写されるものである。このとき、被筆記面に適正な量のインキが転写され、更に、筆跡に、にじみ、かすれが発生しないためには、インキが適正な粘度、表面張力であることや、高濃度で耐水性や耐光性に優れた筆跡であることなどが要求される。
【０００４】
特に、水性インキを用いたボールペンは、主溶剤である水の摩擦係数が油性溶剤よりも大きいため、回転するボールとボール受け座との間に比較的大きな摩擦抵抗が発生して、長距離筆記するうちにとボール受け座が摩耗し、それにより発生するボール沈み、またはボールペンチップ内のインキ流通溝の摩擦による変形、閉塞などによりインキの吐出が不十分となる。そのため、筆記中に筆跡にかすれが生じて円滑な筆記ができなくなってしまうといった問題があった。この問題を解決するために、インキ中にオキシエチレン−オキシプロピレン共重合体などの水溶性切削油や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油などの界面活性剤を潤滑剤として添加してインキの潤滑性をあげる試みがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような、従来、潤滑剤として使用されていた水溶性切削油や界面活性剤は、ボールやボール受座に対する付着力が弱いため、潤滑効果を十分に発揮させるためにはある程度大量に添加する必要がある。しかしながら、添加量が多すぎるとボールペンチップの先端小口近傍の外側面にもインキが付着しやすくなり、ボテなどの問題が発生する。ボテなどの問題が発生しない程度の量を使用した場合は、結果としてボール受け座の摩耗や変形は十分には抑制されず、長距離筆記すると筆跡にかすれが生じてしまうというものであった。
【０００６】
本発明の目的は、ボールの回転によるボール受け座の摩耗や変形を極力防止することにより良好なインキの吐出性を確保し、長距離筆記しても筆跡のかすれを生じないことを可能となしたボールペン用の水性インキを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、水と着色剤と樹脂とから少なくともなるボールペン用水性インキにおいて、前記樹脂がキサンタンガムとポリビニルピロリドンであり、このキサンタンガムとポリビニルピロリドンの含有比が１：６．１〜１：７．０であるボールペン用水性インキを要旨とするものである。
【０００８】
着色剤としては、従来水性インキに用いられている染顔料ともに限定無く使用可能であるが、その具体例を挙げると染料としては、ジャパノールファストブラックＤコンク（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７）、ウォーターブラック１００Ｌ（同１９）、ウォーターブラックＬ−２００（同１９）、ウォーターブラック＃７（同１９）、カヤセットブラックＷ９（同１９）、ダイレクトファストブラックＢ（同２２）、ダイレクトファストブラックＡＢ（同３２）、ダイレクトディープブラックＥＸ（同３８）、ダイレクトディープブラック（同３８類似品）、ダイレクトファストブラックコンク（同５１）、カヤラススプラグレイＶＧＮ（同７１）、カヤクダイレクトブリリアントエローＧ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトエロ−４）ダイレクトファストエロー５ＧＬ（同２６）、アイゼンブリムラエローＧＣＬＨ（同４４）、ダイレクトファストエローＲ（同５０）、アイゼンダイレクトファストレッドＦＨ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１）、ニッポンファストスカーレットＧＳＸ（同４）、ダイレクトファストスカーレット４ＢＳ（同２３）、アイゼンダイレクトデュリンＢＨ（同３１）、ダイレクトスカーレットＢ（同３７）、カヤクダイレクトスカーレット３Ｂ（同３９）、アイゼンブリムラビンコンク２ＢＬＨ（同７５）、スミライトレッドＦ３Ｂ（同８０）、アイゼンブリムラレッド４ＢＨ（同８１）カヤラススプラルビンＢＬ（同８３）、カヤラスライトレッドＦ５Ｇ（同２２５）、カヤラスライトレッドＦ５Ｂ（同２２６）、カヤラスライトローズＦＲ（同２２７）ダイレクトスカイブルー６Ｂ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１）、ダイレクトスカイブルー５Ｂ（同１５）、ベンゾブリリアントスカイブルー８ＧＳ（同４１）、スミライトスプラブルーＢＲＲコンク（同７１）、ダイボーゲンターコイズブルーＳ（同８６）、ウォーターブルー＃３（同８６）、カヤラスターコイズブルーＧＬ（同８６）、ダイワブルー２１５Ｈ（同８７）、カヤラススプラブルーＦＦ２ＧＬ（同１０６）、カヤラススプラブルーＦＦＲＬ（同１０８）カヤラススプラターコイズブルーＦＢＬ（同１９９）などの直接染料や、アシッドブルーブラック１０Ｂ（Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１）、ニグロシン（同２）、ウォーターブラックＲ４５５（同２）、ウォーターブラックＲ５１０（同２）、スミノールミリングブラック８ＢＸ（同２４）、カヤノールミリングブラックＶＬＧ（同２６）、カヤノールミリングブラックＢＲコンク（同３１）、ミツイナイロンブラックＧＬ（同５２）、アイゼンオパールブラックＷＨエクストラコンク（同５２）、スミランブラックＷＡ（同５２）、ラニルブラックＢＧエクストラコンク（同１０７）、カヤノールミリングブラックＴＬＢ（同１０９）、スミノールミリングブラックＢ（同１０９）、カヤノールミリングブラックＴＬＲ（同１１０）、アイゼンオパールブラックニューコンク（同１１９）、ウォーターブラック１８７−Ｌ（同１５４）アシッドイエロー＃１０（Ｃ．Ｉ．アシッドエロー１）、カヤクアシッドブリリアントフラビンＦＦ（同７：１）、カヤシルエローＧＧ（同１７）、キシレンライトエロー２Ｇ１４０％（同１７）、スミノールレベリングエローＮＲ（同１９）、ウォーターイエロー＃１（同２３）、ダイワタートラジン（同２５）、カヤクタートラジン（同２３）、スミノールファストエローＲ（同２５）ダイアシッドライトエロー２ＧＰ（同２９）、スミノールミリングエローＯ（同３８）、スミノールミリングエローＭＲ（同４２）、ウォーターイエロー＃６（同４２）、カヤノールエローＮＦＧ（同４９）、スミノールミリングエロー３Ｇ（同７２）、スミノールファストエローＧ（同６１）、スミノールミリングエローＧ（同７８）、カヤノールエローＮ５Ｇ（同１１０）、スミノールミリングエロー４Ｇ２００％（同１４１）、カヤノールエローＮＧ（同１３５）、カヤノールミリングエロー５ＧＷ（同１２７）、カヤノールミリングエロー６ＧＷ（同１４２）、スミトモファストスカーレットＡ（Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８）、カヤクシルクスカーレット（同９）、ソーラールビンエクストラ（同１４）、ダイワニューコクシン（同１８）、ウォータースカーレット（同１８）、ダイワ赤色１０２号（同１８）、アイゼンボンソ−ＲＨ（同２６）、ダイワ赤色２号（同２７）、スミノールレベリングブリリアントレッドＳ３Ｂ（同３５）、カヤシルルビノール３ＧＳ（同３７）、アイゼンエリスロシン（同５１）、カヤクアシッドローダミンＦＢ（同５２）、ダイワ赤色１０６号（同５２）、スミノールレベリングルビノール３ＧＰ（同５７）、ダイアシッドアリザリンルビノールＦ３Ｇ２００％（同８２）、アリザリンルビノール５Ｇ（同８３）、アイゼンエオシンＧＨ（同８７）、ウォーターレッド＃２（同８７）、ダイワ赤色１０３ＷＢ（同８７）、ウォーターピンク＃２（同９２）、アイゼンアシッドフロキシンＰＢ（同９２）、ダイワ赤色１０４号（同９２）、ローズベンガル（同９４）、カヤノールミリングスカーレットＦＧＷ（同１１１）、カヤノールミリングルビン３ＢＷ（同１２９）、スミノールミリングブリリアントレッド３ＢＮコンク（同１３１）、スミノールミリングブリリアントレッドＢＳ（同１３８）、アイゼンオパールピンクＢＨ（同１８６）、スミノールブリリアントレッドＢコンク（同２４９）、カヤクアシッドブリリアントレッド３ＢＬ（同２５４）、カヤクアシッドブリリアントレッドＢＬ（同２６５）、カヤノールミリングレッドＧＷ（同２７６）、ミツイアシッドバイオレット６ＢＮ（Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５）、ミツイアシッドバイオレットＢＮ（同１７）、ウォーターバイオレット＃１（同４９）、ウォーターバイオレット＃５（同４９）、ダイワ紫１号（同４９）、インキバイオレットＬ１０（同４９）、スミトモパテントピュァブルーＶＸ（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１）、ウォーターブルー＃１０６（同１）、パテントブルーＡＦ（同７）、ウォーターブルー＃９（同９）、ダイワ青色１号（同９）、インキブルーＬ２０（同９）、スプラノールブルーＢ（同１５）、ウォーターブルー＃１１６（同１５）、オリエントソルブルブルーＯＢＣ（同２２）、オリエントソルブルブルーＯＢＸ（同２２）、スミノールレベリングブルー４ＧＬ（同２３）、ミツイナイロンファストブルーＧ（同２５）、カヤシルブルーＡＧＧ（同４０）、カヤシルブルーＢＲ（同４１）、ミツイアリザリンサフィロールＳＥ（同４３）、スミノールレベリングスカイブルーＲエクストラコンク（同６２）、ミツイナイロンファストスカイブルーＲ（同７８）、スミトモブリリアントインドシアニン６Ｂｈ／ｅ（同８３）、サンドランシアニンＮ−６Ｂ３５０％（同９０）、ウォーターブルー＃１１５（同９０）、ウォーターブルー＃１０５（同９０）、オリエントソルブルブルーＯＢＢ（同９３）、スプラノールシアニン７ＢＦ（同１００）、スミトモブリリアントブルー５Ｇ（同１０３）、アシッドブルー（同１０３）、アシランブリリアントブルーＦＦＲ（同１０４）、カヤノールミリングウルトラスカイＳＥ（同１１２）、カヤノールミリングシアニン５Ｒ（同１１３）、アイゼンオパールシアニン２ＧＬＨ（同１５８）、ダイワギニアグリーンＢ（Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３）アシッドブリリアントミリンググリーン（同９）、ダイワグリーン＃７０（同１６）、カヤノールシアニングリーンＧ（同２５）、スミノールミリンググリーンＧ（同２７）、ウォーターオレンジ＃１７（Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６）などの酸性染料、ウォーターイエロー＃２（Ｃ．Ｉ．フードエロー３）、食品用黄色５号（Ｃ．Ｉ．フードエロー３）食品用赤色３号（Ｃ．Ｉ．フードレッド１４）、食品用青色２号（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７４）、食品用緑色２号（Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン５）などの食用染料、マラカイトグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０００）、ビクトリアブルーＦＢ（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、メチルバイオレットＦＮ（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、ローダミンＦ４Ｇ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ローダミン６ＧＣＰ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）などの塩基性染料がある。
【０００９】
顔料としては従来公知の顔料が使用でき、具体例としては、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ ６、同Ｓ１７０、同Ｓ６１０、同５、同４、同４Ａ、同５５０、同３５、同２５０、同１００、Ｐｒｉｎｔｅｘ １５０Ｔ、同Ｕ、同Ｖ、同１４０Ｕ、同１４０Ｖ、同９５、同９０、同８５、同８０、同７５、同５５、同４５、同Ｐ、同ＸＥ２、同Ｌ６、同Ｌ、同３００、同３０、同３、同３５、同２５、同２００、同Ａ、同Ｇ（以上、デグサ・ジャパン（株）製）、＃２４００Ｂ、＃２３５０、＃２３００、＃２２００Ｂ、＃１０００、＃９５０、＃９００、＃８５０、＃ＭＣＦ８８，ＭＡ６００、ＭＡ１００、ＭＡ７、ＭＡ１１、＃５０、＃５２、＃４５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、ＣＦ９、＃２０Ｂ、＃４０００Ｂ（以上、三菱化成工業（株）製）、ＭＯＮＡＲＣＨ １３００、同１１００、同１０００、同９００、同８８０、同８００、同７００、ＭＯＧＵＬＬ、ＲＥＧＡＬ ４００Ｒ、同６６０Ｒ、同５００Ｒ、同３３０Ｒ、同３００Ｒ、同９９Ｒ、ＥＬＦＴＥＸ ８、同１２、ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＲＬＳ ２０００（以上、米国、キャボットＣｏ．ＬＴＤ製）、Ｒａｖｅｎ７０００、同５７５０、同５２５０、同５０００、同３５００、同２０００、同１５００、同１２５５、同１２５０、同１２００、同１１７０、同１０６０、同１０４０、同１０３５、同１０２０、同１０００、同８９０Ｈ、同８９０、同８５０、同７９０、同７８０、同７６０、同５００、同４５０、同４３０、同４２０、同４１０、同２２、同１６、同１４、同８２５Ｏｉｌ Ｂｅａｄｓ 、同Ｈ２０、同Ｃ、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ９７５、同９００、同ＳＣ（以上、コロンビヤン・カーボン日本（株）製）などのカーボンブラック、ＫＡ−１０、同１０Ｐ、同１５、同２０、同３０、同３５、同６０、同８０、同９０、ＫＲ−３１０、同３８０、同４６０、同４８０（以上、チタン工業（株）製）、Ｐ２５（日本アエロジル（株）製）などの酸化チタン、ＢＳ−６０５、同６０７（以上、東洋アルミ（株）製）、ブロンズパウダ−Ｐ−５５５、同Ｐ−７７７（以上、中島金属箔工業（株）製）、ブロンズパウダー３Ｌ５、同３Ｌ７（以上、福田金属箔工業（株）製）などの金属粉顔料、また、黒色酸化鉄、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、クロムグリーン、酸化クロムなどの無機顔料、ハンザエロー１０Ｇ、同５Ｇ、同３Ｇ、同４、同ＧＲ、同Ａ、ベンジジンエロー、パーマネントエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、キノリンエロー、スダーン１、パーマネントオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＧＮ、パーマネントブラウンＦＧ、パラブラウン、パーマネントレッド４Ｒ、ファイヤーレッド、ブリリアントカーミンＢＳ、ピラゾロンレッド、レーキレッドＣ、キナクリドンレッド、ブリリアントカーミン６Ｂ、ボルドー５Ｂ、チオインジゴレッド、ファストバイオレットＢ、ジオキサンバイオレット、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、インジゴ、アシッドグリーンレーキ、フタロシアニングリーンなどの有機顔料などが挙げられる。また、この他に硫化亜鉛、珪酸亜鉛、硫酸亜鉛カドミウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウム、タングステン酸カルシウムなどの無機蛍光顔料、その他公知の有機蛍光顔料が挙げられる。前記した着色剤は、単独或いは、他との組み合わせにより使用でき、その使用量は色調などによっても異なるが、水性インキ全量に対して０．１〜４０重量％が好ましい。
【００１０】
ここで着色剤として顔料を用いた場合は、分散剤を併用することが好ましいが分散剤としては、従来一般に用いられている水溶性もしくは水可溶性樹脂や、アニオン系もしくはノニオン系の界面活性剤などの顔料の分散剤として用いられるものが、例示すれば、高分子分散剤として、アラビアゴム、トラガントゴムなどの天然ゴム類、サポニンなどのグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩、などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。また、界面活性剤として、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸及びその塩、Ｎ−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。これらの１種または２種以上を選択し、併用しても使用できる。その使用量は、水性インキ全量に対して１〜２０重量％が好ましい。
【００１１】
更に、顔料インキの場合、顔料を水性媒体に分散した水性インキベースを用いることは、顔料インキ製造上有利なことである。具体的には、Ｆｕｊｉ ＳＰＢｌａｃｋ ８０３１、同８１１９、同８１６７、同８２７６、同８３８１、同８４０６、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｒｅｄ ５０９６、同５１１１、同５１９３、同５２２０、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｂｏｒｄｅａｕｘ ５５００、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｂｌｕｅ ６０６２、同６１３３、同６１３４、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｇｒｅｅｎ ７０５１、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｙｅｌｌｏｗ ４０６０、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｖｉｏｌｅｔ ９０１１、Ｆｕｊｉ ＳＰ Ｐｉｎｋ ９５２４、同９５２７、ＦｕｊｉＳＰ Ｏｒａｎｇｅ ５３４、ＦＵｊｉ ＳＰ Ｂｒｏｗｎ ３０７４（以上、富士色素（株）製）、Ｅｍａｃｏｌ Ｂｌａｃｋ ＣＮ、Ｅｍａｃｏｌ Ｂｌｕｅ ＦＢＢ、同ＦＢ、同ＫＲ、Ｅｍａｃｏｌ Ｇｒｅｅｎ ＬＸＢ、Ｅｍａｃｏｌ Ｖｉｏｌｅｔ ＢＬ、Ｅｍａｃｏｌ Ｂｒｏｗｎ ３１０１、ＥｍａｃｏｌＣａｒｍｍｉｎｅ ＦＢ、Ｅｍａｃｏｌ Ｒｅｄ ＢＳ、Ｅｍａｃｏｌ Ｏｒａｎｇｅ Ｒ、Ｅｍａｃｏｌ Ｙｅｌｌｏｗ ＦＤ、同ＩＲＮ、同３６０１、同ＦＧＮ、同ＧＮ、同ＧＧ、同Ｆ５Ｇ、同Ｆ７Ｇ、同１０ＧＮ、同１０Ｇ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｂｌａｃｋ Ｋ、同Ｃ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｇｒｅｙ Ｂ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｂｒｏｗｎ ＳＢ、同ＦＲＬ、同ＲＲ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｇｒｅｅｎ Ｌ５Ｇ、同ＧＸＢ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｎａｖｙ Ｂｌｕｅ ＨＲＬ、同ＧＬＬ、同ＨＢ、同ＦＢＬ−Ｈ、同ＦＢＬ−１６０、同ＦＢＢ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｏｌｅｔ ＢＬＨ／Ｃ、同ＢＬ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｂｏｒｄｅａｕｘ ＦＲ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｐｉｎｋ ＦＢＬ、同Ｆ５Ｂ、Ｓａｎｄｙｅ ＳｕｐｅｒＲｕｂｉｎｅ ＦＲ、Ｓａｎｄｙｅ ｓｕｐｅｒ Ｃａｒｍｍｉｎｅ ＦＢ、Ｓａｎｄｙｅ Ｓｕｐｅｒ Ｒｅｄ ＦＦＧ、同ＲＲ、同ＢＳ、ＳａｎｄｙｅＳｕｐｅｒ Ｏｒａｎｇｅ ＦＬ、同Ｒ、同ＢＯ、Ｓａｎｄｙｅ Ｇｏｌｄ Ｙｅｌｌｏｗ ５ＧＲ、同Ｒ、同３Ｒ、Ｓａｎｄｙｅ Ｙｗｌｌｏｗ ＧＧ、同Ｆ３Ｒ、同ＩＲＣ、同ＦＧＮ、同ＧＮ、同ＧＲＳ、同ＧＳＲ−１３０、同ＧＳＮ−１３０、同ＧＳＮ、同１０ＧＮ（以上、山陽色素（株）製）、Ｒｉｏ ＦａｓｔＢｌａｃｋ Ｆｘ ８０１２、同８３１３、同８１６９、Ｒｉｏ ＦａｓｔＲｅｄ Ｆｘ ８２０９、同８１７２、Ｒｉｏ Ｆａｓｔ Ｒｅｄ Ｓ Ｆｘ８３１５、同８３１６、Ｒｉｏ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ Ｆｘ ８１７０、ＲｉｏＦａｓｔ Ｂｌｕｅ ＦＸ ８１７０、Ｒｉｏ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ Ｓ Ｆｘ ８３１２、Ｒｉｏ Ｆａｓｔ Ｇｒｅｅｎ Ｓ Ｆｘ ８３１４（以上、東洋インキ（株）製）、ＮＫＷ−２１０１、同２１０２、同２１０３、同２１０４、同２１０５、同２１０６、同２１０７、同２１０８、同２１１７、同２１２７、同２１３７、同２１６７、同２１０１Ｐ、同２１０２Ｐ、同２１０３Ｐ、同２１０４Ｐ、同２１０５Ｐ、同２１０６Ｐ、同２１０７Ｐ、同２１０８Ｐ、同２１１７Ｐ、同２１２７Ｐ、同２１３７Ｐ、同２１６７Ｐ、ＮＫＷ−３００２、同３００３、同３００４、同３００５、同３００７、同３０７７、同３００８、同３４０２、同３４０４、同３４０５、同３４０７、同３４０８、同３４７７、同３６０２、同３６０３、同３６０４、同３６０５、同３６０７、同３６７７、同３６０８、同３７０２、同３７０３、同３７０４、同３７０５、同３７７７、同３７０８、同６０１３、同６０３８、同６５５９（以上、日本蛍光（株）製）、コスモカラーＳ １０００Ｆシリーズ（東洋ソーダ（株）製）、ビクトリアエローＧ−１１、同Ｇ−２０、ビクトリアオレンジ Ｇ−１６、同Ｇ−２１、ビクトリアレッド Ｇ−１９、同Ｇ−２２、ビクトリアピンク Ｇ−１７、同Ｇ−２３、ビクトリアグリーン Ｇ−１８、同Ｇ−２４、ビクトリアブルー Ｇ−１５、同Ｇ−２５（以上、御国色素（株）製）などが挙げられるものであり、これらは１種又は２種以上選択して併用できるものである。
【００１２】
溶剤は、必須要件である水の他に各種の水溶性有機溶剤が使用可能であり、これらは水性インキとしての種々の品質、例えば、ペン先でのインキ乾燥防止、低温時でのインキ凍結防止などの目的で使用するものである。具体的には、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、１、３−ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリンなどのグリコール類や、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メチルエーテル、２−ピロリドンなどが使用でき、これらは１種又は２種以上選択して併用できるものである。また、その使用量はインキ全量に対して５〜４０重量％が好ましい。
【００１３】
キサンタンガム及びポリビニルピロリドンは、水溶性増粘剤としてインキ全体の粘度を上昇させて着色材等の分散安定化、もしくはインキ漏れの防止を図るため、及び１：６．１〜１：７．０の比率で使用してボール受け座の摩耗や変形を抑制するために使用するものである。具体的には、キサンタンガムとしてはキサンタンガムとポリビニルピロリドンの総使用量はインキ全量に対して０．０１〜１５．０重量％が好ましい。
【００１４】
キサンタンガム及びポリビニルピロリドンの他に、インキの粘度調整のため、又は着色材等の分散安定化のために、水溶性高分子を併用することもできる。具体的には、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレンオキサイド、酢酸ビニルとポリビニルピロリドンの共重合体、アクリル樹脂のアルカリ金属塩、アクリル酸とアルキルメタクリレートの共重合体、天然系のアラビアガム、トラガカントガム、グァーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、カゼイン、デキストラン、半合成系のメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ヒドロキシプロピル化グァーガムなどが挙げられる。
【００１５】
また、黴の発生によるインキの筆記具のインキ通路におけるインキの流出阻害を抑制するためにデヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベンゾチアザリン−３−オン、安息香酸ナトリウムなどの防腐防黴剤を適量加えることもできる。
【００１６】
更に、インキと接触する部分に金属を使用している筆記具の場合、金属の腐食防止のためにベンゾトリアゾール、エチレンジアミン四酢酸などの防蝕剤や、可溶化剤としてオレイン酸のような脂肪酸も添加することが出来る。
【００１７】
本発明のインキを製造するに際しては、従来知られている種々の方法が採用できる。例えば、着色材として染料を用いた場合にはターボミキサーなどの撹拌機により撹拌混合することによって、着色材として顔料を用いた場合にはボールミル、サンドグラインダー、スピードラインミル、ロールミル等の分散機により混合摩砕することによって容易に得られる。
【００１８】
【作用】
キサンタンガムとポリビニルピロリドンを１：６．１〜１：７．０の比率でインキに使用することが何故ボール受け座の摩耗や変形の抑制に効果があるかについては以下のように推察される。キサンタンガムは大きな側鎖を持つ巨大分子であり、水溶液中でヘリックス構造になり、更に会合してダブルヘリックス構造が層状に重なった構造になる。
【００１９】
また、キサンタンガムとポリビニルピロリドンを併用すると、キサンタンガムの水酸基とポリビニルピロリドンの環状イミドが水素結合し、キサンタンガムのダブルヘリックス構造の層間にポリビニルピロリドンによる架橋が存在する様になる。キサンタンガムとポリビニルピロリドンが１：６．１〜１：７．０の比率で存在していると、キサンタンガムの層構造を固定しすぎず、適度に変形する程度にポリビニルピロリドンが架橋する。そのため、ボールとボール受け座との間の摩擦抵抗をポリビニルピロリドンで架橋されたキサンタンガム層がずれることで吸収し、しかし適度な架橋が為されているために層構造が完全にはくずれず、層構造を保ったままインキ中に存在し続ける。従ってボール受け座を研磨するような不溶・凝集物が発生することもなく、層構造が崩壊してボール受け座が摩擦抵抗を受けることもないため、ボール受け座の摩耗や変形を抑制することができ、その結果長距離筆記してもかすれのない筆跡を得ることができる。
【００２０】
尚、ポリビニルピロリドンを使用せずにキサンタンガムのみを使用したインキを、ボールペンチップを用いて筆記すると、ダブルヘリックス構造の層がずれてボールとボール受け座との間の摩擦抵抗を吸収するが、層間に適度な相互作用が存在しないため層構造がくずれ、インキ中のキサンタンガムの溶解状態に偏りが生じて、キサンタンガム及びその他のインキ中成分が不溶化、凝集したものがインキ中に混在してボール受け座の摩耗や変形を促進する研磨剤のような役割を担ってしまう。また、キサンタンガムに対してポリビニルピロリドンが過剰に存在すると、キサンタンガムの層構造がポリビニルピロリドンの過剰な架橋によって固定され、変形できないため、ボールとボール受け座との間の摩擦抵抗を吸収できなくなり、その結果層構造そのものが崩壊し、ボール受け座は摩擦抵抗を受けて摩耗、変形する。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。実施例、比較例中の各インキの粘度は、５０ｃｐ未満は（株）トキメック製ＥＬＤ型粘度計標準コーンローター１０ｒｐｍにて測定、５０ｃｐ以上６００ｃｐ未満は（株）トキメック製ＥＬＤ型粘度計標準コーンローター１ｒｐｍにて測定、６００ｃｐ以上２０００ｃｐ未満は（株）トキメック製ＥＬＤ型粘度計ＳＴローター２０ｒｐｍにて測定した。測定時の温度は２５℃であった。尚、各実施例中単に「部」とあるのは「重量部」を表す。
【００２２】
実施例１
ＮＫＷ−６５５９（黒色水性顔料ベース、日本蛍光化学（株）製） ３５．００部
キサンタンガム ０．４７部
ポリビニルピロリドン ３．００部
ＴＯ−１０Ｍ（モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、日光ケミカルズ（株）
製） ２．００部
プロクセルＧＸＬ（防腐剤、ＩＣＩジャパン（株）製） ０．１０部
水 ５９．１３部
２５％水酸化ナトリウム ０．３０部
上記各成分中ポリビニルピロリドン、２５％水酸化ナトリウム以外を撹拌機にて３時間混合撹拌を行い、その後ポリビニルピロリドンを添加して再度１時間撹拌を行った後、２５％水酸化ナトリウムを添加して、粘度５８０ｃｐの黒色水性インキを得た。
【００２３】
実施例２
ダイワ赤色１０４号（染料、ダイワ化成工業（株）製） ０．５８部
キサンタンガム １．９０部
ポリビニルピロリドン １２．７２部
エマルミン２４０（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、三洋化成工業（株）製）
１．００部
水 ８３．８０部
上記各成分中キサンタンガム、ポリビニルピロリドン以外の成分を撹拌機にて１時間混合撹拌した後、キサンタンガム、ポリビニルピロリドンを加えて再度３時間撹拌を行い、粘度２６５０ｃｐの赤色水性インキを得た。
【００２４】
実施例３
ＮＫＷ−２１０５（黄色水性顔料ベース、日本蛍光化学（株）製） ４０．００部
キサンタンガム １．６０部
ポリビニルピロリドン １１．２０部
エチレングリコール ７．００部
ＨＣＯ−４０（ポリオキシエチレン硬化ひまし油、日光ケミカルズ（株）製）０．８０部
デヒドロ酢酸ナトリウム（防腐剤） ０．１５部
水 ３９．２５部
上記各成分中キサンタンガム以外の成分を４時間混合撹拌した後、キサンタンガムを加えて再度２時間撹拌を行い、粘度２２９５ｃｐの黄色水性インキを得た。
【００２５】
実施例４
ＭＡ１００（カーボンブラック、三菱化成工業（株）製） ８．００部
キサンタンガム ０．１８部
ポリビニルピロリドン １．１０部
ＰＥＭＵＬＥＮ ＴＲ−１（アクリル酸とアルキルメタクリレートの共重合体、ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社製） ０．１０部
ＮＰ−２０（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、日光ケミカルズ（株）製）
１．５０部
水 ８８．６２部
上記の成分を撹拌機にて３時間混合撹拌して、粘度２０７ｃｐの黒色水性インキを得た。
【００２６】
比較例１
実施例１のポリビニルピロリドンを除き、その量だけ水を加えた以外は、実施例１と同様になして粘度２７５ｃｐの黒色水性インキを得た。
【００２７】
比較例２
実施例２のキサンタンガムを除きその量だけヒドロキシプロピル化グァーガムを加え、ポリビニルピロリドンを除きその量だけ水を加えた以外は実施例２と同様になして、粘度１８７０ｃｐの赤色水性インキを得た。
【００２８】
比較例３
実施例３のポリビニルピロリドンを２．７２部除きその量だけ水を加えた以外は、実施例４と同様になして粘度２０１０ｃｐの黄色水性インキを得た。
【００２９】
比較例４
実施例４の水を０．２３部除きその量だけポリビニルピロリドンを加えた以外は、実施例５と同様になして粘度２６５ｃｐの黒色水性インキを得た。
【００３０】
以上、実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた水性インキを、ステンレスボールペンチップ（ボール素材：超硬合金）を一端に連接したポリプロピレン製の中空軸筒よりなる透明なインキ収容管に０．８ｇ充填し、筆記距離及びボール沈み量について試験した。結果を表１に示す。
【００３１】
筆記距離：自転式連続螺旋筆記試験機（筆記試験機 ＭＯＤＥＬ ＴＳ−４Ｃ−２０ 精機工業研究所製）を用い、筆記速度７ｃｍ／ｓｅｃ、荷重１００ｇ、筆記角度７０°で連続筆記して、筆跡のカスレが発生する（連続した筆跡がえられなくなる）までの筆記距離を測定した（但し、実施例１〜４は充填したインキをすべて使用してしまった）。
【００３２】
ボール沈み量：上記筆記試験において、筆記前のボール突出長さと、５００ｍ連続筆記後のボール突出長さとの差をボール沈み量とした。尚、ボール突出長さの測定方法は、ボールペンチップを下向き且つ筆記方向が水平となるように置き、ボール先端部にステンレス板を２００ｇ荷重で押し当ててボールがボール受け座に接するようにし、工具顕微鏡（デジタル式小型測定顕微鏡 ＭＯＤＥＬ ＳＴＭ−ＤＨ オリンパス光学工業（株）製）を用い、ボールペンチップの小口開口端からボール先端までの長さを測定するものとした。
【００３３】
【表１】

＊１：キサンタンガムとポリビニルピロリドンの比率
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る水性インキは、ボール回転によるボール受け座の摩耗や変形を少なくでき、ボール沈みが極力防止できるという初期の目的が充分に達成できるものである。よって、これにより長筆記距離しても筆跡がかすれないことが実現されるものである。

Claims (1)

1. 水と着色剤と樹脂とから少なくともなるボールペン用水性インキにおいて、前記樹脂がキサンタンガムとポリビニルピロリドンであり、このキサンタンガムとポリビニルピロリドンの含有比が１：６．１〜１：７．０であるボールペン用水性インキ。