JP2013103986A - ボールペン用インク組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも結晶セルロースと樹脂粒子とを含有することを特徴とするボールペン用インク組成物。
結晶セルロースに対する樹脂粒子の質量比率が1以上6以下とすることが好ましく、また、樹脂粒子の平均粒子径は0.3〜1.0μmとすることが好ましい。
【選択図】なし
Description
これを防止するためには、結晶セルロースの添加量を上げることが考えられるが、チップの隙間での目詰まりを引き起こす。また、インク粘度を高くすると書き味の劣化やインク追従性の低下が発生するなどの若干の課題がある。
しかしながら、この特許文献2の技術では、用いる特定粒子径のワックスエマルジョンの経時安定性が劣り、未だ目的の効果を発揮できないなどの課題があるのが現状である。
(1) 少なくとも結晶セルロースと樹脂粒子とを含有することを特徴とするボールペン用インク組成物。
(2) 結晶セルロースに対する樹脂粒子の質量比率が1以上6以下である上記(1)記載のボールペン用インク組成物
(3) 樹脂粒子の平均粒子径が0.3〜1.0μmである上記(1)又は(2)記載のボールペン用インク組成物。
(4) 樹脂粒子がオレフィン系ワックスエマルションである上記(1)〜(3)の何れか一つに記載のボールペン用インク組成物。
本発明のボールペン用インク組成物は、少なくとも結晶セルロースと樹脂粒子とを含有することを特徴とするものである。
用いることができる結晶セルロースとしては、分散操作によって体積平均粒子径を10μm以下に調整できるものを使用することができる。
具体的には、旭化成社製のセオラスSC−900、同RC−N30、同DX−2、同RC−N81、同SC−900S、同RC−591S、同CL−611S、同UF―F711、同UF−F702、ST−100、ST−02、FD−101、FD−301、FD−F20、アイエスピー・ジャパン 社製のCELGUM C11、CELGUMC91 などを挙げることができる。
この結晶セルロースの含有量が0.01%未満であると、直流防止効果が小さく、また分散が不安定となり、一方、この含有量が0.5%を越えて上回ると、描線のカスレが発生するなど筆記性能が低下し、また経時安定性も悪化するため好ましくない。
用いることができる樹脂粒子としては、例えば、ポリエチレンワックスエマルション、ポリプロピレンワックスエマルションなどのオレフィン系ワックスエマルション、ポリスチレン系粒子、ポリウレタン系粒子、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)粒子、スチレンアクリル樹脂粒子などから選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。
これらの樹脂粒子の中でも、インク中での結晶セルロースの経時的な沈降を更に抑制する点から、比重が1以下と小さいオレフィン系ワックスエマルションを用いることが特に好ましいものとなる。
なお、本発明(実施例等含む)で規定する「平均粒子径」は、粒度分布測定装置〔粒子径測定器N4Plus(COULTER社製)〕にて、体積平均粒子径を測定した値である。
この平均粒子径が0.3μm未満であると、併用する結晶セルロースの経時的凝集・偏在傾向が強くなり、好ましくなく、一方、平均粒子径が1.0μmを超えて上回ると、樹脂粒子の経時的沈降又は浮上を生じ易くなり、好ましくない。
この樹脂粒子の含有量が、用いる結晶セルロースに対して、質量比率で1未満となる場合、並びに、質量比率で6を超える場合には、共に、併用する結晶セルロースの経時的凝集・偏在傾向が生じることとなる。
用いることができるカルボキシメチルセルロースとしては、エーテル化度が0.6〜1.5となるものが挙げられ、主にナトリウム塩として使用される場合が多い。具体的には、ダイセル社製のCMC1105、同1110、同1120、同1130、同1205、同1210、同1220、同1230、同1240、同1250、同1310、同1330、第一工業製薬社製のセロゲン5A、同6A、同7A、同PR、同WS−A、同WS−A、同PL−15、同F−5A、同F−7A、同F−907A、同F−SL、同F−8A、同F−810A、同F−815A,同F−SB、同F−930、同F−SA、同F−AG、同F−820B、同HE−90F、同HE−600F などを挙げることができる。
このカルボキシメチルセルロースの含有量は、用いる結晶セルロースに対して、質量比率で0.005以上0.5以下、更に好ましくは、0.01以上0.2以下であることが望ましい。
このカルボキシメチルセルロースの含有量が質量比率で0.005未満であると、カルボキシメチルセルロースを含有させる効果に乏しく、一方、この含有量が質量比率で0.5を越えて上回ると、結晶セルロースおよび樹脂粒子の分散安定性が低下するため、好ましくない。
特に、オレフィン系などのワックスエマルション以外のPMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)粒子、スチレンアクリル樹脂粒子などの比重が1を超える樹脂粒子を用いた場合に、カルボキシメチルセルロースを含有せしめると、本発明の効果を更に発揮できるものとなる。
着色剤としては、例えば、ボールペン用インクに汎用される水に溶解又は分散可能な全ての染料、酸化チタンを始めとする公知の無機系及び有機系顔料、樹脂粒子を染料で着色した疑似顔料、白色系プラスチック顔料を用いることができる。
染料としては、例えば、エオシン、フロキシン、ウォーターイエロー#6−C、アシッドレッド、ウォーターブルー#105、ブリリアントブルーFCF及びニグロシンNB等の酸性染料、ダイレクトブラック154、ダイレクトスカイブルー5B及びバイオレットBB等の直接染料、並びに、ローダミン及びメチルバイオレット等の塩基性染料が挙げられる。
無機系顔料としては、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。また、有機系顔料としては、例えば、アゾレーキ、キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料並びに染料レーキ等が挙げられる。
これらの着色剤の含有量は、インク組成物全量に対して、0.1〜40%の範囲内で、インクの描線濃度により適宜増減することが望ましい。
これらの溶剤の含有量は、インク組成物全量に対して、5〜50%の範囲内で、ボールペンに求められる耐乾燥性レベルにより適宜増減することが望ましい。
顔料の分散剤としては、例えば、スチレンマレイン酸のアンモニウム塩及びスチレンアクリル酸のアンモニウム塩などの水溶性高分子等が挙げられる。pH調整剤としては、例えば、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、アミノメチルプロパノール、トリポリリン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウム等のアルカリ金属塩並びに水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。
潤滑剤としては、例えば、リン酸エステル類、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリアルキレングリコール誘導体、脂肪酸アルカリ塩、ノニオン系界面活性剤及びジメチレンポリシロキサンのポリエチレングリコール付加物等のポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。
防錆剤としては、例えば、サポニン、トリルトリアゾール、ベンゾトリアゾール、リン酸オクチル、チオリン酸ジオクチル、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、オクチルオキシメタンホスホン酸、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、プロパルギルアルコール、ジアルキルチオ尿素などの化合物を用いることができる。
また、本発明のボールペン用インク組成物を充填するボールペンとしては、一般的な構成、例えば、金属製チップを備えた樹脂製のインク収容管と、これに内蔵された上記本発明のボールペン用インク組成物及び筆記具本体(軸体)を含むノック式、非ノック式(キャップ式)の各種ボールペン構成を採用することができ、その製造は常法に従い行なうことが可能である。また、ボールペン用インク組成物を搭載するので、インク追従体が搭載された各種ボールペン構成を採用することが特に好ましい構成となるものである。
すなわち、本発明の本発明のボールペン用インク組成物では、結晶セルロースがカルボキシメチルセルロースやインク中の増粘剤等と結びつきながらコロイド状に分散し、その分散構造中に樹脂粒子が取り込まれることによって分散系全体がインク比重と近くなり、沈降や浮上が抑制された状態となっているため、筆記性能を低下させることなく、直流防止効果と経時安定性を高度に両立できたボールペン用インク組成物が得られるものとなる。
(インクの処方)
下記表1に示す配合処方にしたがって、常法により各ボールペン用インク組成物を調製した。
上記で得られた各ボールペン用インク組成物用いてボールペンを作製した。具体的には、ボールぺン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名:シグノUM−100〕の軸を使用し、内径3.8mm、長さ113mmポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ(超硬合金ボール、ボール径0.5mm)及び該収容管と該チップを連結する継手からなるリフィールに上記各インク組成物を0.8g充填し、インク後端に鉱油を主成分とするインク追従体を装填し、ボールペンを作製した。
得られた実施例1〜6及び比較例1〜2の各ボールペンを用いて、下記評価方法で耐直流(直流防止効果)、経時分離(経時安定性)の評価を行った。
これらの結果を下記表1に示す。
実施例又は比較例の各インク組成物を充填したボールペンを、25℃、相対湿度60%の環境下において、キャップを外した状態で筆記先端を下向きに1日放置し、筆記先端から漏れ出した程度により、下記基準で評価した。
評価基準:
○:全く漏れない
△:ボールペンチップ周りの液滴が大きくなり、進行途中であるが垂れない。
×:ボールペンチップより液が滴り落ちる。
100mlガラス容器中にインクを密閉し、25℃環境下において1ヶ月間放置した後、表層部および底部から採取したインクをスライドガラスに少量滴下して、カバーグラスで覆い、光学顕微鏡(透過光)にてインクの状態を観察し、下記の基準で評価した。
評価基準:
○:表層部、底部インク共に初期状態と変わらない。
△:表層部または底部インクに結晶セルロース及び/又は樹脂粒子成分の増加が僅かに認められる。
×:表層部または底部インクに結晶セルロース及び/又は樹脂粒子成分の増加が顕著に認められる。
これに対して、比較例1及び2のボールペン用インク組成物は、結晶セルロースと樹脂粒子を併用することなく、それぞれ結晶セルロース単独、樹脂粒子単独で配合する場合であり、これらの場合は、結晶セルロースと樹脂粒子の相乗作用を発揮できず、本発明の効果を発揮できないことが判明した。
Claims (4)
- 少なくとも結晶セルロースと樹脂粒子とを含有することを特徴とするボールペン用インク組成物。
- 結晶セルロースに対する樹脂粒子の質量比率が1以上6以下である請求項1記載のボールペン用インク組成物
- 樹脂粒子の平均粒子径が0.3〜1.0μmである請求項1又は2記載のボールペン用インク組成物。
- 樹脂粒子がオレフィン系ワックスエマルションである請求項1〜3の何れか一つに記載のボールペン用インク組成物。
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