JPH08325503A

JPH08325503A - ボールペン用水性顔料インキ

Info

Publication number: JPH08325503A
Application number: JP15681995A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uchino; 昌洋内野; Akiko Itabashi; 明子板橋
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JP3334435B2

Abstract

(57)【要約】【構成】酸化チタンと、樹脂粒子と、増粘性水溶性樹
脂と、結合剤と、水とを少なくとも含み、粘度が６００
０〜５００００センチポイズ（Ｅ型粘度計、ｓｔロータ
ー、２５℃）であり、インキ中の固形分比率が１５〜３
０体積％であるボールペン用水性顔料インキ。【効果】目の粗い黒画用紙に筆記しても筆記線が鮮明
で、長期間保管した後においてもインキの吐出が良好で
あり、顔料の経時的分離もない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インキ収容室に直接イ
ンキを充填する型のボールペンに用いる、酸化チタン
と、樹脂粒子とを含むインキであって、特に黒画用紙の
ような目の粗い暗色紙への筆記を良好にしたボールペン
用水性顔料インキに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、白色顔料を着色剤として用いたイ
ンキとしては、特開平４−２５８６７７号公報に記載さ
れたインキがある。このインキは酸化チタンなどの隠蔽
材と、樹脂エマルジョンなどの結合剤と水とより少なく
ともなり、粘度が数１０〜数１００センチポイズであっ
て、修正液やマーキングペンに使用できる。上記インキ
は、着色剤として比重の大きな酸化チタンを使用してい
るために、短期間で酸化チタンが沈降してしまうので、
使用前に撹拌して、沈降した酸化チタンを再分散してか
ら使用するものである。

【０００３】上記のインキに対し、使用前の撹拌による
酸化チタンの再分散を不要とした水性白色顔料インキも
提案されている。例えば、特開昭５９−２１７７７６号
公報は、（Ａ）酸化チタン１００重量部当りケイ酸アル
ミニウム系顔料５〜１００重量部を配合した混合顔料
と、（Ｂ）炭素−炭素二重結合を有する不飽和化合物モ
ノマーと不飽和カルボン酸モノマーとの共重合体であっ
て酸価３０〜５００を有するものとを、（Ａ）成分と
（Ｂ）成分との重量比が２０：１ないし１：２になる割
合で含有する水性分散液からなる水性顔料組成物を要旨
とするものであるが、発明の詳細な説明の中に、ポリア
クリル酸ソーダを使用して粘度を１００００センチポイ
ズとしたインキが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記、特開平４−２５
８６７７号公報に記載されているようなインキをボール
ペンに使用した場合、使用前に撹拌して沈降した酸化チ
タンを再分散することが出来ないので筆記が不能になっ
てしまう。特に、インキ粘度が数１０〜数１００センチ
ポイズであると、酸化チタンの沈降物は再分散不可能な
ハードケーキ化し易いため実用化がほとんど不可能であ
る。

【０００５】また、特開昭５９−２１７７７６号公報に
記載されているポリアクリル酸ソーダを使用して粘度を
１００００センチポイズとしたインキであっても、ポリ
アクリル酸ソーダのような増粘剤を使用しただけでは酸
化チタンの沈降を遅くすることは出来ても、防止するこ
とは出来ない。更に、このインキではインキ中の固形分
（酸化チタン及びケイ酸アルミニウム系顔料などのよう
に水に対して不溶解なもの）が低い（１２体積％）た
め、黒画用紙の様な目の粗い暗色紙に筆記した場合、紙
の中に顔料が浸透してしまい筆跡が薄くなってしまうと
いう問題が発生する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化チタン
と、樹脂粒子と、増粘性水溶性樹脂と、結合剤と、水と
を少なくとも含み、粘度が６０００〜５００００センチ
ポイズ（Ｅ型粘度計、ｓｔローター、２５℃）であり、
インキ中の固形分比率が１５〜３０体積％であるボール
ペン用水性顔料インキを要旨とする。

【０００７】以下、詳細に説明する。酸化チタンは、着
色剤または隠蔽材として使用するものであり、ルチル
型、アナターゼ型などの各種の酸化チタンが使用でき
る。市販の酸化チタンとしては、タイトーンＳＲ−１、
同Ｒ−６５０、同Ｒ−３Ｌ、同Ａ−１１０、同Ａ−１５
０、同Ｒ−５Ｎ（以上、堺化学工業（株）製）、タイペ
ークＲ−５８０、同Ｒ−９３０、同Ａ−１００、同Ａ−
２２０、同ＣＲ−５８（以上、石原産業（株）製）、ク
ロノスＫＲ−３１０、同ＫＲ−３８０、同ＫＲ−４８
０、同ＫＡ−１０、同ＫＡ−２０、同ＫＡ−３０（以
上、チタン工業（株）製）、タイピュアＲ−９００、同
Ｒ−９３１（デュポン・ジャパン・リミテッド社製）、
チタニックスＪＲ−３００、同ＪＲ−６００Ａ、同ＪＲ
−８００、同ＪＲ−８０１（以上、テイカ（株）製）等
が挙げられる。

【０００８】樹脂粒子は、インキ中の固形分の平均比重
を小さくし、酸化チタンの沈降を防止するとともに、酸
化チタンの紙への浸透を防止するために使用するもので
あって、材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン、
塩化ビニル、ポリメタクリレート、ベンゾグアナミン、
ナイロン等が挙げられ、形状としては球状のもの、異形
のものや中空のものなどが挙げられる。また、染料など
で着色したものも使用できる。市販の樹脂粒子として
は、ＭＰ−１０００（ポリメチルメタクリレート、綜研
化学（株）製）、エポスターＳ（メラミン・ホルムアル
デヒド縮合物、日本触媒化学工業（株）製）ナイロンＳ
Ｐ（ナイロン、東レ（株）製）、塩化ビニル＃１２１
（塩化ビニル、日本ゼオン（株）製）などが挙げられ
る。中空の樹脂粒子としては、ＭＨ５０５５（固形分３
０％）（日本ゼオン（株）製）、ＳＸ８６３（Ａ）（固
形分２０％）、ＳＸ８６４（Ｂ）（固形分４０％）、Ｓ
Ｘ８６５（Ｂ）（固形分４８％）（以上、日本合成ゴム
（株）製）、ローペイクＯＰ−６２（固形分４２．５
％）、同ＯＰ−８４Ｊ（固形分３７．５％）、同ＯＰ−
９１（固形分２７．５％）（以上、ローム・アンド・ハ
ース・ジャパン（株）製）などが挙げられる。染料など
で着色した樹脂粒子としては、ＳＷ−１１（レッド・オ
レンジ、色調、以下同じ）、ＳＷ−１２（グリーン）、
ＳＷ−１３（レッド）、ＳＷ−１４（オレンジ）、ＳＷ
−１５（レモン・イエロー）、ＳＷ−１６（オレンジ・
イエロー）、ＳＷ−１７（ピンク）、ＳＷ−２７（ロー
ズ）、ＳＷ−３７（ルビン）、ＳＷ−４７（バイオレッ
ト）、ＳＷ−１８（ブルー）（以上、シンロイヒ（株）
製）、ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ−２１０１（レッドオレ
ンジ）、同ＮＫＷ−２１０２（グリーン）、同ＮＫＷ−
２１０３（レッド）、同ＮＫＷ−２１０４（オレン
ジ）、同ＮＫＷ−２１０８（ブルー）、同ＮＫＷ−２１
１７（ピンク）、同ＮＫＷ−２１２７（ローズ）、同Ｎ
ＫＷ−２１３７（ルビン）、同ＮＫＷ−２１６７（バイ
オレット）（以上、不揮発分５１〜５４％）（以上、日
本蛍光化学（株）製）などが挙げられる。上記、樹脂粒
子は１種又は２種以上混合して使用可能である。

【０００９】増粘性水溶性樹脂は、インキの粘度を調整
するために使用するもので、少量の添加量で効果を発現
するものである。具体的には、ポリビニルピロリドン、
ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸塩、メチルビ
ニルエーテル無水マレイン酸共重合体といった合成系
（共）重合物や、ナトリウムカルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース等のセルロース系高分子や、グァー
ガム、キサンタンガム、ウエランガム、ラムザンガム、
ローカストビーンガム等の天然系高分子の外、水添ヒマ
シ油、ポリカルボン酸アミド等のゲル化剤といったもの
が挙げられる。これらの増粘性水溶性樹脂は１種又は２
種以上混合しても使用できる。その使用量は、本ボール
ペン用水性顔料インキが適切な粘度（６０００〜５００
００センチポイズ）を示すように設定されるが、ボール
ペン用水性顔料インキ全量に対し０．１〜２．０重量％
が好ましい。

【００１０】結合材は、インキの塗膜を紙面に定着させ
るために使用するものである。具体的には、スチレン−
アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、アミン塩、アン
モニウム塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体
のアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩、スチレ
ン−アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体のアルカ
リ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩の外、アクリル系
樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合
物などの水不溶性樹脂などが挙げられる。尚、水不溶性
樹脂は、当然、水性エマルジョンの形態で使用する。そ
の使用量はボールペン用水性顔料インキ全量に対し３〜
２０重量％が好ましい。

【００１１】本発明のボールペン用水性顔料インキは、
６０００〜５００００センチポイズであることが必要で
ある。これはボールペン用インキとして書き易さに優
れ、インキ吐出が良好であり、十分な筆跡濃度を保証す
るためである。インキ粘度が６０００センチポイズより
低い場合、顔料の沈降分離が大きくなり、特に、上向き
に放置された場合の筆跡濃度が極端に低くなり、５００
００センチポイズより高い場合、インキの吐出性が低
く、書き難くなる。

【００１２】更に、インキ中の固形分比率は１５〜３０
体積％であることが必要である。これは目の粗い黒画用
紙のようなものに筆記した場合にでも、十分な筆跡濃度
を保証するためである。固形分比率が１５体積％以下で
は、目の粗い黒画用紙のような浸透しやすい紙に筆記し
た場合、顔料が紙中に浸透し筆跡が薄くなってしまい、
３０体積％以上では、インキがボールペンチップに目詰
まりしやすく、筆記不能になり易い。本発明でいう固形
分とは、酸化チタン及び樹脂粒子のような水に不溶解性
物質を指し、後述する着色顔料や体質顔料を使用する場
合には、これらも含まれる。但し、上記、水性エマルジ
ョンの形態で使用する、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系
樹脂、スチレン−ブタジエン共重合物などの水不溶性樹
脂は含まない。固形分中において、酸化チタンは４０体
積％以上が好ましい。なお、固形分比率は式１により算
出するが、固形分の体積は、インキに使用した水不溶解
性物質各々の和であり、水不溶解性物質各々の体積の値
は、使用量（重量）を比重で割った値である。固形分比率＝固形分の体積／インキの体積（式１）

【００１３】上記成分以外、筆記具用水性インキに用い
られる種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することも
できる。例えば、インキの蒸発防止のためにエチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン等の水溶
性有機溶剤及びソルビット、キシリット等の糖アルコー
ルや、防腐剤や、筆記感を向上するためにポリエチレン
グリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン
グリコール等の潤滑剤や、無機顔料、有機顔料といった
着色材や、体質顔料などが挙げられる。

【００１４】本発明のボールペン用水性顔料インキを製
造するに際しては、種々の方法が採用できるが、例えば
上記各成分を配合し、これをボールミル、サンドグライ
ンダー、スピードラインミル、三本ロールミル等の分散
機により混合分散すれば容易に得られる。

【００１５】

【作用】水不溶解物が酸化チタンのみであるボールペン
用インキは、酸化チタンの沈降を完全には防止すること
が困難であり、沈降によって生じる凝集体がボールペン
のボールの回転により破壊されない強固なものになるた
め、インキに経時的に分離が発生したり、筆記不能とな
ったりする。本発明のボールペン用水性顔料インキは、
比重が酸化チタンの１／３〜１／５の樹脂粒子を併用す
ることにより、インキ中の固形分の全体の比重が下が
り、酸化チタンの沈降の抑制効果が大きく、また、樹脂
粒子が酸化チタンと共に沈降することにより凝集体の中
に取り込まれ、強固な凝集体の生成を防止する。しか
も、本発明のボールペン用水性顔料インキは、粘度が６
０００〜５００００センチポイズであるので、顔料が紙
中に浸透しにくく、更に、固形分比率を１５〜３０体積
％としたので、たとえ紙中に固形分が少量浸透しても筆
跡濃度の低下は少ない。その為、黒画用紙のような目の
粗い暗色紙に筆記しても鮮明な筆跡が得られる。

【００１６】

【実施例】

実施例１タイピュアＲ９００（酸化チタン）１００重量部ＭＰ−１０００（樹脂粒子）３０重量部ジャガーＨＰ６０（ガーガム誘導体、三晶（株）製）の３重量％水溶液２５重量部ジョンクリルＪ６１Ｊ（スチレン−アクリル共重合体アンモニウム塩、固形分３０．６％、ジョンソンポリマー（株）製）１０重量部エチレングリコール１０重量部グリセリン１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、日光ケミカルズ（株）製）２重量部水１６０重量部上記各成分中、ジャガーＨＰ６０の３重量％水溶液以外
の各成分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行
った後、ジャガーＨＰ６０の３重量％水溶液を加えて１
時間撹拌を行い、粘度８０００センチポイズ、固形分１
６．６体積％（酸化チタン９．０体積％、樹脂粒子７．
６体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００１７】実施例２クロノスＫＲ３８０（酸化チタン）１００重量部ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０８（樹脂粒子、固形分５３重量％）４０重量部ケルザンＡＲ（キサンタンガム）の６重量％水溶液２５重量部ジョンクリルＪ６１Ｊ（スチレンーアクリル共重合体アンモニウム塩）２０重量部エチレングリコール１０重量部グリセリン１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤）３重量部水１３２重量部上記各成分中、ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０８、ケル
ザンＡＲの６重量％水溶液以外の各成分を混合し、ボー
ルミルで２４時間分散処理を行った後、ＬＵＭＩＫＯＬ
ＮＫＷ２１０８、ケルザンＡＲの６重量％水溶液を加
えて１時間撹拌を行い、粘度２００００センチポイズ、
固形分１５．７体積％（酸化チタン９．３体積％、樹脂
粒子６．４体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００１８】実施例３タイピュアＲ９００（酸化チタン）１００重量部ＭＰ−１０００（樹脂粒子）８重量部ケルザンＡＲ（キサンタンガム）の６重量％水溶液４５重量部ジョンクリルＪ７１１（アクリル系エマルジョン、固形分４２％、ジョンソンポリマー（株）製）１４重量部ＰＯ２０（糖アルコール、固形分７５％東和化成工業（株）製））１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、前述）２重量部水８１重量部上記各成分中、ケルザンＡＲの６重量％水溶液以外の各
成分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行った
後、ケルザンＡＲの６重量％水溶液を加えて１時間撹拌
を行い、粘度４００００センチポイズ、固形分１６．５
体積％（酸化チタン１３．２体積％、樹脂粒子３．０体
積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００１９】実施例４タイピュアＲ９３１（酸化チタン）８５重量部エポスターＳ（樹脂粒子）４６重量部ケルザンＴ（キサンタンガム、三晶（株）製）の３重量％水溶液１０重量部ジョンクリルＪ７１１（前述）１４重量部エチレングリコール１０重量部グリセリン１０重量部ＰＯ２０（糖アルコール、前述）１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、前述）２重量部水１６７重量部上記各成分中、ケルザンＴの３重量％水溶液以外の各成
分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行った
後、ケルザンＴの３重量％水溶液を加えて１時間撹拌を
行い、粘度８０００センチポイズ、固形分１９．３体積
％（酸化チタン８．７体積％、樹脂粒子１０．６体積
％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２０】実施例５タイピュアＲ９００（酸化チタン）１００重量部ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０８（樹脂粒子、固形分５３％）４０重量部ケルザンＡＲ（キサンタンガム）の６重量％水溶液２２重量部ジョンクリルＪ７１１（アクリル系エマルジョン、前述）１４重量部エチレングリコール１０重量部グリセリン１０重量部ＰＯ２０（糖アルコール、前述）１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、前述）２重量部水７０重量部上記各成分中、ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０８、ケル
ザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボールミルで２４時間
分散処理を行った後、ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０
８、ケルザンＡＲを加えて１時間撹拌を行い、粘度２０
０００センチポイズ、固形分２０．７体積％（酸化チタ
ン１２．３体積％、樹脂粒子８．４体積％）のボールペ
ン用顔料インキを得た。

【００２１】実施例６タイピュアＲ９００（酸化チタン）１００重量部ＳＸ８６３（Ｐ）（中空樹脂粒子、固形分２０％、日本合成ゴム（株）製）２７重量部ジャガーＨＰ６０（ガーガム誘導体）の３重量％水溶液１５重量部ジョンクリルＪ６１Ｊ（アクリルースチレン共重合体アンモニウム塩、固形分３０．６％、前述）２０重量部エチレングリコール１０重量部グリセリン１０重量部ＰＯ２０（糖アルコール、前述）１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、前述）２重量部水８６重量部上記各成分中、ジャガーＨＰ６０の３重量％水溶液以外
の各成分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行
った後、ジャガーＨＰ６０の３重量％水溶液を加えて１
時間撹拌を行い、粘度１００００センチポイズ、固形分
２８．１体積％（酸化チタン１１．４体積％、樹脂粒子
１６．９体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２２】実施例７タイピュアＲ９００（酸化チタン）１００重量部ＳＸ８６３（Ｐ）（中空樹脂粒子、固形分２０％）１２重量部ケルザンＡＲ（キサンタンガム）の６重量％水溶液１５重量部ジョンクリルＪ６１Ｊ（アクリルースチレン共重合体アンモニウム塩、固形分３０．６％、前述）２０重量部ＰＯ２０（糖アルコール、前述）１０重量部ＴＬ１０（非イオン系界面活性剤、前述）２重量部水５０重量部上記各成分中、ケルザンＡＲの６重量％水溶液以外の各
成分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行った
後、ケルザンＡＲの６重量％水溶液を加えて１時間撹拌
を行い、粘度１００００センチポイズ、固形分２９．１
体積％（酸化チタン１７．５体積％、樹脂粒子１１．６
体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２３】比較例１実施例１においてジャガーＨＰ６０の３重量％水溶液を
２０重量部にし、水を１５５重量部にした他は実施例１
と同様になして、粘度４５００センチポイズ、固形分１
６．６体積％（酸化チタン９．０体積％、樹脂粒子７．
６体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２４】比較例２実施例２においてケルザンＡＲ６％水溶液を３０重量部
にし、水を１７０重量部にした他は実施例２と同様にな
して、粘度２００００センチポイズ、固形分１３．５体
積％（酸化チタン８．０体積％、樹脂粒子５．５体積
％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２５】比較例３実施例３においてケルザンＡＲの６重量％水溶液を５０
重量部、水を８６重量部にした他は実施例３と同様にな
して、粘度５４０００センチポイズ、固形分１６．２重
量％（酸化チタン１３．２体積％、樹脂粒子３．０体積
％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２６】比較例４実施例６において、水を５６重量部にした他は実施例１
と同様になして粘度１３０００センチポイズ固形分３
３．１重量％（酸化チタン１３．３体積％、樹脂粒子１
９．８体積％）のボールペン用顔料インキを得た。

【００２７】比較例５実施例２においてＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ２１０８を除
き、ＫＲ３８０（酸化チタン）を１６８重量部、水を１
５０重量部にした他は実施例２と同様なして粘度２００
００センチポイズ、固形分１５．７体積％のボールペン
用顔料インキを得た。

【００２８】実施例１〜７及び比較例１〜５で得られた
ボールペン用顔料インキを、直径０．８ｍｍのボール
（材質：超硬）を用いたボールペンチップをポリプロピ
レン製筒体の一端に嵌め込んだボールペンの筒体に充填
し、筒体のもう一端にインキ逆流防止体を充填してボー
ルペンを作製した。まず、このボールペンで黒画用紙
（リンテック（株）、ニューカラーカラーＮｏ．４１
８）に手書きで筆記し、筆記線の鮮明さを観た。次に、
このボールペンを上向き及び下向きの状態で５０℃、湿
度３０％の条件下で４週間放置し、上向き放置のボール
ペンでは筆記性を、下向き放置のボールペンでは上澄み
の有無を評価した。

【００２９】筆記線の鮮明さ ◎：白い紙に筆記したときと同様の鮮明さ ○：筆跡が若干黒ずむ △：筆跡がかなり黒ずむ

【００３０】筆記性評価螺旋筆記型筆記試験機にて１００ｍ筆記に要したインキ
の体積を測定した。筆記速度：５ｃｍ／ｓｅｃ筆記荷重：１００ｇ測定単位：ｃｃ／１００ｍ

【００３１】上澄み有無評価ボールペンの筒体を目視判定し、インキ逆流防止体の下
（インキの部分）の上澄みの有無を観察した。結果を表
１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】比較例１は、酸化チタンの沈降が発生した
ため、筆記性の評価において、初めは透明なインキ（上
澄み）が吐出した。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よるボールペン用顔料インキは、目の粗い黒画用紙に筆
記しても筆記線が鮮明で、長期間保管した後においても
インキの吐出が良好であり、顔料の経時的分離もなく良
好なものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化チタンと、樹脂粒子と、増粘性水溶
性樹脂と、結合剤と、水とを少なくとも含み、粘度が６
０００〜５００００センチポイズ（Ｅ型粘度計、ｓｔロ
ーター、２５℃）であり、インキ中の固形分比率が１５
〜３０体積％であるボールペン用水性顔料インキ。