JPH06166845A - Water-base ink composition for ball-point pen - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a water base ink composition which can markedly suppress the wear of the ball socket by the rotating ball and can assure good ink delivery for a long time by adding a specified compound to an ink composition for a ball-point pen essentially consisting of a colorant, a solvent and water. CONSTITUTION:This ink composition is prepared by adding 1-(2,3- dihydroxypropyl)benzotriazole to an ink composition for a ball-point pen essentially consisting of a colorant (e.g. carbon black), a solvent (e.g. ethylene glycol/ glycerol) and water.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、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ボー
ルペン用水性インキ組成物に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-based ink composition for a ballpoint pen, which ensures a good ink ejection property by preventing abrasion of a ball receiving seat due to the rotation of a ball as much as possible and enables a long writing distance. It is about.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ボールペンは、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
の摩耗などによる筆跡巾の変化が少なく、また、比較的
細い筆跡が得られるので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組成物は、主とし
て着色材と溶剤と水とよりなっており、その粘度は１〜
数ｃｐ（２５℃）のものと、５０〜２０００ｃｐ（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、５０〜２０００ｃｐ（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。2. Description of the Related Art A ballpoint pen, unlike a writing instrument having a fiber nib or a resin nib, has little change in handwriting width due to abrasion of the nib even when used for a long period of time, and a relatively thin handwriting can be obtained. It is often used because it is used. The water-based ink composition used for such a ballpoint pen is mainly composed of a coloring material, a solvent and water, and has a viscosity of 1 to
Some cp (25 ° C) and 50 to 2000 cp (25
(° C) is known. Those with 1 to several cps (25 ° C) are mainly used for ballpoint pens having a structure using batting as an ink occlusion body, and those with 50 to 2000 cps (25 ° C) mainly use hollow cylinders as ink storage bodies. It is used for the structure that was used.

【０００３】ボールペン用水性インキ組成物は、ボール
の回転に伴って、ボール表面に付着したインキ組成物が
紙などの被筆記面に転写されるが、適正な量が転写さ
れ、更に、筆跡に、にじみ、かすれが発生しないような
適正な粘度、表面張力であることや高い濃度であり、耐
水性や耐光性に優れた筆跡であることなどの特性が要求
される。In a water-based ink composition for a ball-point pen, the ink composition adhering to the surface of the ball is transferred to a writing surface such as paper as the ball rotates, but an appropriate amount is transferred, and further, to a handwriting. Properties such as appropriate viscosity, surface tension and a high concentration that does not cause bleeding and blurring, and high handwriting with excellent water resistance and light resistance are required.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】筆記距離が短くなると
いった点である。水性インキ組成物を用いたボールペン
は、ボールの回転によるボール受け座の摩耗によるボー
ル沈みが発生し易い。その結果、ボールペンチップ内の
インキ流通溝がボールによって塞がれ、インキの吐出が
不十分となり筆跡にかすれが生じて円滑な筆記ができな
くなり、筆記距離が短くなるといった問題があった。こ
の問題は、特に粘度が５０〜２０００ｃｐ（２５℃）の
水性インキ組成物を用いた場合に顕著であるが、１〜数
ｃｐ（２５℃）であるインキにおいても発生することが
あった。The problem is that the writing distance becomes shorter. A ballpoint pen using the water-based ink composition is apt to cause ball sinking due to wear of a ball receiving seat due to rotation of the ball. As a result, there is a problem that the ink circulation groove in the ball-point pen tip is blocked by the ball, the ink is not sufficiently ejected, and the handwriting is scratched, smooth writing cannot be performed, and the writing distance is shortened. This problem is particularly remarkable when an aqueous ink composition having a viscosity of 50 to 2000 cp (25 ° C) is used, but it may occur even in an ink having a viscosity of 1 to several cp (25 ° C).

【０００５】この問題を解決するために、インキ中に水
溶性切削油や極圧添加剤を添加してインキの潤滑性をあ
げる試みがなされているが、ボール受け座の摩耗は十分
には抑制されず、満足な結果は得られていない。In order to solve this problem, it has been attempted to add a water-soluble cutting oil or an extreme pressure additive to the ink to improve the lubricity of the ink, but the abrasion of the ball receiving seat is sufficiently suppressed. No good results have been obtained.

【０００６】本発明の目的は、ボールの回転によるボー
ル受け座の摩耗を極力防止することにより良好なインキ
組成物の吐出性を確保し、長距離の筆記を可能となした
ボールペン用の水性インキ組成物を提供することにあ
る。An object of the present invention is to prevent abrasion of the ball receiving seat due to rotation of the ball as much as possible, thereby ensuring good dischargeability of the ink composition and enabling long-distance writing. To provide a composition.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、着色材と溶剤
と水とを少なくとも含むボールペン用水性インキ組成物
において、更に１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）
−ベンゾトリアゾールを含有していることを特徴とする
ボールペン用水性インキ組成物を要旨とするものであ
る。The present invention provides a water-based ink composition for a ballpoint pen, which contains at least a coloring material, a solvent and water, and further comprises 1- (2,3-dihydroxypropyl).
-A water-based ink composition for a ballpoint pen, which is characterized by containing benzotriazole.

【０００８】以下詳細に説明する。本発明に使用する着
色材、溶剤は従来より公知のボールペン用水性インキ組
成物の各成分と何ら異なるところはない。以下、その一
例を示す。The details will be described below. The colorant and the solvent used in the present invention are no different from the components of conventionally known water-based ink compositions for ballpoint pens. An example thereof will be shown below.

【０００９】着色材は、顔料及び／又は染料が使用でき
る。顔料はアゾ系顔料、縮合ポリアゾ系顔料、フタロシ
アニン系顔料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、
チオインジゴ系顔料などの有機顔料やカーボンブラッ
ク、バリウム黄、紺青、ベンガラ等の無機顔料が挙げら
れる。染料は、酸性染料、直接染料、塩基性染料といっ
た水溶性染料が使用できる。酸性染料は、Ｃ．Ｉ．アシ
ッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、Ｃ．Ｉ．
アシッドブラック２などが挙げられる。直接染料は、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト
ブルー８６などが挙げられる。塩基性染料は、Ｃ．Ｉ．
ベーシックブルー７、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１など
が挙げられる。以上の着色材は、単独或は混合して使用
できる。その使用量はインキ組成物全量に対して５〜３
０重量％が好ましい。As the coloring material, pigments and / or dyes can be used. Pigments include azo pigments, condensed polyazo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, indigo pigments,
Examples include organic pigments such as thioindigo-based pigments and inorganic pigments such as carbon black, barium yellow, navy blue, and red iron oxide. As the dye, a water-soluble dye such as an acid dye, a direct dye or a basic dye can be used. Acid dyes include C.I. I. Acid Red 52, C.I. I. Acid Blue 1, C.I. I.
Acid Black 2 and the like can be mentioned. Direct dyes
C. I. Direct Black 19, C.I. I. Direct Blue 86 and the like can be mentioned. The basic dye is C.I. I.
Basic Blue 7, C.I. I. Basic Red 1 and the like can be mentioned. The above colorants can be used alone or in combination. The amount used is 5 to 3 with respect to the total amount of the ink composition.
0% by weight is preferred.

【００１０】溶剤は、ボールペン用水性インキ組成物と
しての種々の品質、即ち、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
ン等のグリコール類や、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、トリエタノールアミン等を単独或は混
合して使用することができる。その使用量はインキ組成
物全量に対して５〜４０重量％が好ましい。The solvent is used for various qualities as a water-based ink composition for ballpoint pens, that is, for the purpose of, for example, preventing the ink from drying at the pen tip and preventing the ink from freezing at low temperatures. Specifically, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-butylene glycol, thiodiethylene glycol and glycerin, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
2-Pyrrolidone, triethanolamine and the like can be used alone or in combination. The amount used is preferably 5 to 40% by weight with respect to the total amount of the ink composition.

【００１１】水は主溶剤として使用する。Water is used as the main solvent.

【００１２】１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−
ベンゾトリアゾールはボール受け座の摩耗を抑制するた
めに使用するものである。その使用量はインキ組成物全
量に対して０．１〜５重量％が好ましい。1- (2,3-dihydroxypropyl)-
Benzotriazole is used to suppress wear of the ball seat. The amount used is preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the total amount of the ink composition.

【００１３】又、着色材として顔料を用いた場合や、イ
ンキの粘度を５０〜２０００ｃｐ（２５℃）に設定する
場合、分散剤や粘度調節剤としてスチレン−マレイン酸
系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル酸系樹脂、ピロリ
ドン系樹脂、セルロース系樹脂、多糖類及びその誘導体
などを使用することができる。When a pigment is used as a coloring material or when the viscosity of the ink is set to 50 to 2000 cp (25 ° C.), a styrene-maleic acid resin or styrene- (meth) is used as a dispersant or a viscosity modifier. Acrylic acid-based resins, pyrrolidone-based resins, cellulose-based resins, polysaccharides and their derivatives can be used.

【００１４】更に湿潤剤や、潤滑剤、凍結防止剤、防腐
剤、防錆剤などの種々の添加剤が使用できる。Further, various additives such as a wetting agent, a lubricant, an antifreezing agent, an antiseptic agent and an anticorrosive agent can be used.

【００１５】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。In producing the ink of the present invention, various conventionally known methods can be adopted. For example, when a dye is used as a coloring material, it is stirred and mixed by a stirrer such as a turbo mixer, and when a pigment is used as a coloring material, a ball mill, a sand grinder,
It can be easily obtained by mixing and milling with a disperser such as a speed line mill or a roll mill.

【００１６】[0016]

【作用】１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベン
ゾトリアゾールが何故ボール受け座の摩耗抑制に効果が
あるかについては以下のように推察される。即ち、１−
（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾー
ルは、ボールペンチップに用いられる洋白、ステンレス
等の金属に対して大きなキレート力を有するため、ボー
ル受け座の金属表面に１−（２、３−ジヒドロキシプロ
ピル）−ベンゾトリアゾールの誘導体のキレートを形成
する。このキレートがボールとボール受け座との間でク
ッション的な役割の作用をする結果、ボールとボール受
け座との間の摩耗抵抗が小さくなりボール受け座の摩耗
が少なくなる。The reason why 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole is effective in suppressing the wear of the ball seat is presumed as follows. That is, 1-
Since (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole has a large chelating power for metals such as nickel silver and stainless steel used for ballpoint pen tips, 1- (2,3-dihydroxy) is present on the metal surface of the ball seat. It forms a chelate of a derivative of propyl) -benzotriazole. As a result of the chelate acting as a cushion between the ball and the ball receiving seat, the abrasion resistance between the ball and the ball receiving seat is reduced, and the wear of the ball receiving seat is reduced.

【００１７】[0017]

【実施例】【Example】

実施例１ カーボンブラック １０．０重量部 スチレン−アクリル酸共重合物のアンモニウム塩（分散剤） ５．０重量部 ガ−ガム（増粘剤） ０．５重量部 エチレングリコール ２０．０重量部 グリセリン １３．０重量部 １−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾール １．０重量部 プロクセルＸＬ−２（防腐剤、ＩＣＩジャパン（株）製） ０．１重量部 水 ５０．４重量部 上記各成分中ガーガム以外の成分を混合しボールミル中
で４８時間分散処理を行った後、ガーガムを加えて再度
５時間分散処理を行い、フィルター等で０．６５μｍ以
上の粗大粒子を除去して粘度２８５ｃｐ（Ｅ型粘度計
１０ｒｐｍ ａｔ２５℃）の黒色水性インキ組成物を得
た。Example 1 Carbon black 10.0 parts by weight Ammonium salt of styrene-acrylic acid copolymer (dispersant) 5.0 parts by weight Gar gum (thickener) 0.5 parts by weight Ethylene glycol 20.0 parts by weight Glycerin 13.0 parts by weight 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole 1.0 parts by weight Proxel XL-2 (preservative, manufactured by ICI Japan Co., Ltd.) 0.1 parts by weight water 50.4 parts by weight After mixing the components other than guar gum in each component and performing the dispersion treatment in a ball mill for 48 hours, guar gum is added and the dispersion treatment is performed again for 5 hours, and coarse particles of 0.65 μm or more are removed by a filter or the like to have a viscosity of 285 cp. (E type viscometer
A black aqueous ink composition with 10 rpm at 25 ° C.) was obtained.

【００１８】比較例１ 実施例１の１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベ
ンゾトリアゾール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２８０ｃｐ（Ｅ型粘度計
１０ｒｐｍ ａｔ２５℃）の黒色水性インキ組成物を得
た。Comparative Example 1 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole of Example 1 was removed and water was added in that amount.
Same as in Example 1, viscosity 280 cp (E type viscometer
A black aqueous ink composition with 10 rpm at 25 ° C.) was obtained.

【００１９】実施例２ Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２ １０．０重量部 プロピレングリコール ２０．０重量部 エチレングリコール １０．０重量部 １−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾール １．０重量部 プロクセルＧＸＬ（防腐剤、ＩＣＩジャパン（株）製） ０．１重量部 水 ５８．４重量部 上記各成分を撹拌機にて３時間混合撹拌して粘度５．８
ｃｐ（Ｂ型粘度計 ６０ｒｐｍ ａｔ２５℃）黒色水性
インキ組成物を得た。Example 2 C. I. Acid Black 2 10.0 parts by weight Propylene glycol 20.0 parts by weight Ethylene glycol 10.0 parts by weight 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole 1.0 parts by weight Proxel GXL (preservative, ICI Japan (stock) ) 0.1 parts by weight Water 58.4 parts by weight The above components are mixed and stirred with a stirrer for 3 hours to obtain a viscosity of 5.8.
cp (B type viscometer 60 rpm at 25 ° C.) to obtain a black aqueous ink composition.

【００２０】比較例２ 実施例２の１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベ
ンゾトリアゾール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５．６ｃｐ（Ｂ型粘度計
６０ｒｐｍ ａｔ２５℃）の黒色水性インキ組成物を得
た。COMPARATIVE EXAMPLE 2 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole of Example 2 was removed except that the amount of water was added.
Same as in Example 2, viscosity 5.6 cp (B type viscometer
A black aqueous ink composition of 60 rpm at 25 ° C.) was obtained.

【００２１】実施例３ フタロシアニンブルー ８．０重量部 スチレン−アクリル酸共重合物のアンモニウム塩（分散剤） ８．０重量部 エチレングリコール １５．０重量部 グリセリン ５．０重量部 １−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾール ０．４重量部 カルボキシメチルヒドロキシプロピル化ガーガム（増粘材） ０．３重量部 水 ６３．３重量部 上記各成分について実施例１と同様になして粘度２９５
ｃｐ（Ｅ型粘度計 １０ｒｐｍ ａｔ２５℃）の青色水
性インキ組成物を得た。Example 3 Phthalocyanine blue 8.0 parts by weight Ammonium salt of styrene-acrylic acid copolymer (dispersing agent) 8.0 parts by weight Ethylene glycol 15.0 parts by weight Glycerine 5.0 parts by weight 1- (2, 3-dihydroxypropyl) -benzotriazole 0.4 parts by weight Carboxymethylhydroxypropylated guar gum (thickening agent) 0.3 parts by weight water 63.3 parts by weight In the same manner as in Example 1 for each of the above components, a viscosity of 295
A blue aqueous ink composition having a cp (E type viscometer 10 rpm at 25 ° C.) was obtained.

【００２２】比較例３ 実施例３の１−（２、３−ジヒドロキシプロピル）−ベ
ンゾトリアゾールを除きその量だけ水を加えた以外は、
実施例３と同様にして粘度２９１ｃｐ（Ｅ型粘度計 １
０ｒｐｍ ａｔ２５℃）の青色水性インキ組成物を得
た。Comparative Example 3 Except that 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole of Example 3 was removed and water was added in that amount.
As in Example 3, a viscosity of 291 cp (E type viscometer 1
A blue aqueous ink composition of 0 rpm at 25 ° C.) was obtained.

【００２３】以上、実施例１、３及び比較例１、３で得
たボールペン用水性インキ組成物を、洋白ボールペンチ
ップ（ボール材質：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直接充填し、又、実施例２及び比較例２で得た
ものをインキ吸蔵体が中綿である市販の水性金属ボール
ペン（スーパーボールＢＨ１６、ぺんてる（株）製）に
２．５ｇ充填し、各々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。As described above, the water-based ink compositions for ball-point pens obtained in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3 were connected to one end of a nickel-white ball-point pen tip (ball material: cemented carbide) to make a polypropylene hollow shaft cylinder. 0.8 g of the transparent ink containing tube was directly filled, and the commercially available water-based metal ball-point pen (Super Ball BH16, Pentel Co., Ltd.) in which the ink absorber was batting was obtained from Example 2 and Comparative Example 2. (Manufactured by Mfg. Co., Ltd.) was filled with 2.5 g, and each was tested for writing distance and ball sinkage. The results are shown in Table 1.

【００２４】筆記距離：市販の自転式連続筆記試験機
（螺旋機）を用い、筆記速度７ｃｍ／ｓｅｃ、荷重１０
０ｇ、角度７０°で連続筆記してかすれが発生するまで
の筆記距離を測定した。Writing distance: Using a commercially available rotation type continuous writing tester (spiral machine), writing speed 7 cm / sec, load 10
Continuous writing was performed at 0 g and an angle of 70 °, and the writing distance until the occurrence of fading was measured.

【００２５】ボール沈み量：上記筆記試験において、実
施例１、３及び比較例１、３は筆記前のボール突出長さ
と、かすれ発生後のボール突出長さとの差よりボール沈
みを測定した（但し、実施例１、３は充填したインキ組
成物をすべて使用してしまった。比較例１、３は充填し
たインキ組成物の２０％が残っていたが、インキは吐出
しなかった）。実施例２及び比較例２については筆記前
のボール突出長さと、５００ｍ連続筆記後のボール突出
長さとの差よりボール沈みを測定した。なお、ボール突
出長さは工具顕微鏡を用い、ボールペンチップの小口か
らボール先端までの長さを測定した。Ball sinking amount: In the above-mentioned writing test, in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3, the ball sinking was measured from the difference between the ball protruding length before writing and the ball protruding length after occurrence of blurring (however, In Examples 1 and 3, all the filled ink compositions were used, and in Comparative Examples 1 and 3, 20% of the filled ink composition remained, but the ink was not ejected). For Example 2 and Comparative Example 2, the ball sinking was measured from the difference between the ball protrusion length before writing and the ball protrusion length after 500 m continuous writing. The ball protrusion length was measured with a tool microscope by measuring the length from the fore edge of the ballpoint pen tip to the tip of the ball.

【００２６】[0026]

【表１】 [Table 1]

【００２７】[0027]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係わるボールペン用水性インキ組成物は、ボール受け座
の摩耗が少なく、ボール沈みが極力防止できるため、実
施例１、３のような外部からインキ残量の見えるボール
ペンでは、充填されたインキをすべて消費するまで筆記
することができ、又実施例２のように長筆記距離が可能
になるという所期の目的が充分に達成できる有用なもの
である。As described above in detail, the water-based ink composition for a ballpoint pen according to the present invention has little wear of the ball receiving seat and can prevent the ball from sinking as much as possible, so that it is as in Examples 1 and 3. With a ballpoint pen in which the ink remaining amount can be seen from the outside, it is possible to write until the filled ink is completely consumed, and the intended purpose of enabling a long writing distance as in Example 2 can be sufficiently achieved. It is something.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 着色材と溶剤と水とを少なくとも含むボ
ールペン用水性インキ組成物であって、更に１−（２、
３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾールを含
有していることを特徴とするボールペン用水性インキ組
成物。1. A water-based ink composition for a ball-point pen, which contains at least a colorant, a solvent, and water, further comprising 1- (2,
A water-based ink composition for a ballpoint pen, which contains 3-dihydroxypropyl) -benzotriazole.