(57)【要約】【課題】キャップオフ性能に優れ、長時間のキャップオフ状態での放置においても筆記不能を生じ難いボールペン用水性金属光沢色インキ組成物及びそれを用いたボールペンを提供する。【解決手段】アルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン、剪断減粘性付与剤、水、及び、エチレングリコール単独、或いは少なくともエチレングリコールを含む二種以上の水溶性有機溶剤を３０乃至６５重量％含有させたボールペン用水性金属光沢色インキ組成物及びそれを用いたボールペン。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン、剪断減粘性付与剤及び水とからなるボールペン用水性金属光沢色インキ組成物であって、更にエチレングリコ−ル単独、或いは少なくともエチレングリコ−ルを含む二種以上の水溶性有機溶剤を３０乃至６５重量％含有してなることを特徴とするボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項２】
インキ組成中に含まれる溶剤全量に対して水を１５重量％以上５０重量％未満含有してなることを特徴とする請求項１に記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項３】
前記剪断減粘性付与剤は増粘性多糖類から選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項４】
インキ全量に対して、前記アルミニウム粉顔料を１乃至１０重量％及び前記サイクロデキストリンを０．５乃至５重量％含有してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項５】
更に着色剤を添加してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項６】
前記着色剤が染料、有機顔料、無機顔料、蛍光顔料、蓄光性顔料、金属光沢顔料から選ばれる一種または二種以上であることを特徴とする請求項５に記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物。
【請求項７】
インキ収容管の一端にボールを回転自在に抱持したチップを直接、或いはホルダー部材を介して挿着したボールペンの前記インキ収容管に請求項１乃至６のいずれかに記載のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物を充填してなることを特徴とするボールペン。
【請求項８】
前記インキ収容管はパイプ又はパイプ形状の成形物であり、充填されたボールペン用水性金属光沢色インキ組成物の後端部にはインキ追従体が配されてなる請求項７記載のボールペン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールペン用水性金属光沢色インキ組成物及びそれを用いたボールペンに関する。更に詳細には先端にボールペンチップを備えたインキ収容管にインキが直液状態に充填されたタイプで、チップとインキ収容管の間にインキ流量及びインキと空気の交替を調節するインキ流量調節部材（ペン芯と称されている）等を必要としない簡単な構造のボールペンに適用される水性金属光沢色インキ組成物及びそれを用いたボールペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、剪断減粘性を有する水性インキとしては、高分子多糖類等の剪断減粘性付与剤を配合した水性ボールペン用インキ組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
この種のインキは、剪断力が付加されていない、即ち静置状態では高粘度であり、ボールペン機構内において安定に保持され、筆記時には回転するボールによって付加される剪断力によってボール近傍のインキが低粘度化し、その結果、インキはボールとボール収容部の間隙を毛管力によって円滑に通過して紙面等に転写される。前記紙面等に転写されたインキは、剪断力から解放されるため、即時に高粘度状態に戻り、従来の低粘度水性ボールペンの欠点であった筆跡の滲み現象を発生させることがない。
また静置状態での高粘度特性により、低粘度インキを用いたボールペンのようなインキ流出制御手段等を配備する必要がなく、少ない部品点数で構成される簡単な構造を持つ、安価なボールペンを得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２１４７８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記、剪断減粘性水性ボールペン用インキ組成物に増粘剤として用いられる高分子多糖類としては、キサンタンガム、サクシノグリカン等が一般的であるが、これらを配合したインキ組成物は、水分の蒸発により前記高分子多糖類が容易に析出する傾向がある。従って、ボールペンのキャップを外した（キャップオフ）状態で放置すると、析出した固形物がチップ先端に溜まり、インキの吐出を阻害するために筆記時に筆跡がカスレたり、筆記不能になる等の不具合があった。
更に、金属光沢色の筆跡を得るために、アルミニウム粉顔料を配合した場合、前記高分子多糖類が前記アルミニウム粉顔料のバインダーとして作用し、チップ先端において、更に強固な固形物を析出し、筆記性能を阻害してしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記したアルミニウム粉顔料を含有する剪断減粘性水性ボールペン用インキについて鋭意検討し、前記したキャップオフ性能を顕著に向上させたボールペン用水性金属光沢色インキ組成物を完成するに至った。
即ち、本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物はアルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン、剪断減粘性付与剤及び水とからなり、更にエチレングリコ−ル単独、或いは少なくともエチレングリコ−ルを含む二種以上の水溶性有機溶剤を３０乃至６５重量％含有してなることを要件とする。
更には、インキ組成中に含まれる溶剤全量に対して水を１５重量％以上５０重量％未満含有してなること、前記剪断減粘性付与剤は増粘性多糖類から選ばれる一種または二種以上であること、インキ全量に対して、前記アルミニウム粉顔料を１乃至１０重量％及び前記サイクロデキストリンを０．５乃至５重量％含有してなること、更に着色剤を添加してなること、前記着色剤が染料、有機顔料、無機顔料、蛍光顔料、蓄光性顔料、金属光沢顔料から選ばれる一種または二種以上であること等を要件とする。
【０００６】
更には、インキ収容管の一端にボールを回転自在に抱持したチップを直接、或いはホルダー部材を介して挿着したボールペンの前記インキ収容管に前記ボールペン用水性金属光沢色インキ組成物を充填してなること、及び前記インキ収容管はパイプ又はパイプ形状の成形物であり、充填されたボールペン用水性金属光沢色インキ組成物の後端部にはインキ追従体が配されてなること等を要件とする。
【０００７】
本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物の構成成分のなかで、アルミニウム粉顔料、エチレングリコール及びサイクロデキストリンが前記したキャップオフ性能の向上に大きく寄与している。その作用機構は定かではないが、以下の様に推測される。
本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物を充填したボールペンを、キャップを外した（キャップオフ）状態で室内に放置すると、チップ先端部分から水分が徐々に蒸発して行く。それに従って、ボールとボール収容部の隙間にアルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン、少なくともエチレングリコールを含む水溶性有機溶剤の三成分を主成分とする半固形物が堆積していき、前記隙間部分を塞ぐことにより更なる水分の蒸発を抑制する。
前記半固形物は極く少量であり、強固に固着していないため、筆記によるボールの回転で容易に崩れ、直ちに正常筆記ができ、筆跡に汚れを残すこともない。
【０００８】
本発明の構成によるインキ組成からサイクロデキストリンを除いた配合でボールペン用水性金属光沢色インキを調製し、同様にキャップオフ試験を確認すると、アルミニウム粉が凝集してチップ先端に強固に密着した固形物が析出し、ボールの回転を阻害するために、短時間のキップオフ放置で筆記かすれが発生し、長時間放置によっては筆記不能にまで達してしまう。
又、同様に本発明の構成によるインキ組成からアルミニウム粉顔料を除いたボールペン用水性インキのキャップオフ試験においては、サイクロデキストリンが不連続に点在して析出する。そのためボールとボール収容部の隙間が部分的に被覆されるのみであり、被覆されていない部分から水分が継続的に蒸発し、チップ内部までインキの高粘度化或いは固形化が進行して筆記不良、筆記不能を発生させてしまう。
【０００９】
本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物に用いられる水溶性有機溶剤はエチレングリコール単独或いはエチレングリコールを含む混合溶剤である。前記構成によるインキ組成からエチレングリコールを除き、エチレングリコール以外の水溶性有機溶剤を配合して調製したボールペン用水性金属光沢色インキ組成物は、十分なキャップオフ性能を有しているが、増粘剤として用いられる剪断減粘性付与剤の分散安定性が劣るため、経時によりインキが増粘し筆記不良となるため実用に供することができない。
【００１０】
前述の試験結果から明らかなように、本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物はアルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン及びエチレングリコールの三成分が相互に作用し、従来のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物では得られなかった、長期のキャップオフ性能を実現することができた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において筆跡に金属光沢色を付与するために添加されるアルミニウム粉顔料は鱗片状粒子であり、表面が飽和高級脂肪酸で処理されたリーフィングタイプ、又は不飽和脂肪酸で処理されたノンリーフィングタイプのどちらを用いてもよい。又、表面を染料、顔料等で着色した着色アルミニウム粉顔料を使用することもできる。
前記アルミニウム粉顔料はメジアン径で３〜３０μｍのものが好適に用いられる。メジアン径３μｍ未満では十分な金属光沢が得られず、３０μｍを越えると配合されたインキはボールペンに適用した場合、チップ内部のインキ流通溝を通過することができず、目詰りを発生し、筆記不良を引き起こす。メジアン径は３〜３０μｍが好適であるが、好ましくは４〜２５μｍ、更に好ましくは５〜２０μｍのアルミニウム粉顔料が使用される。
【００１２】
前記アルミニウム粉顔料は貯蔵の安定性、取り扱いの容易さの観点から、ミネラルターペン等の炭化水素系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤等で湿潤されたペースト状態で市販されており、具体的には東洋アルミニウム（株）製「アルペーストＷＰＪ−ｕ７５ｃ」、「アルペーストＷＰＪ−ｔ９５ｆ」、「アルペーストＷＰＤ−７６７０」、「アルペースト９６−２１０４」、昭和アルミニウムパウダー（株）製「Ｓａｐ１１５０Ｗ」、「フレンドカラーＦ７０１ＲＧ−Ｗ」、「フレンドカラーＦ７０１ＧＲ−Ｗ」（すべて商品名）等が例示でき、本発明のインキ組成物全量に対して１乃至１０重量％、好ましくは２乃至７重量％の範囲で用いられる。
配合量が１重量％未満では筆跡の金属光沢が十分ではなく、１０重量％を越える場合はインキ中において十分な分散安定性が得られず、アルミニウム粉顔料の沈降により、インキ分離やチップ下向き放置におけるインキ通路の目詰り等の不具合が発生する。
【００１３】
また、サイクロデキストリンとしてはα−サイクロデキストリン、β−サイクロデキストリン、γ−サイクロデキストリン、マルトシルサイクロデキストリン等が例示できるが、いずれを用いてもよく、これらのなかから二種以上を混合して用いることもでき、全インキ組成中０．５乃至５重量％、好ましくは１乃至３重量％の範囲で添加される。
前記サイクロデキストリンの配合量が０．５重量％未満では十分なキャップオフ性能が得られ難く、５重量％を越えた場合はインキの粘度が適正値より高くなり高速筆記におけるインキ追従性が得られ難くなる。
【００１４】
本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物は溶剤として、水及び少なくともエチレングリコールを含む水溶性有機溶剤が用いられる。水溶性有機溶剤はインキ全量に対して３０乃至６５重量％配合される。
前記水溶性有機溶剤の配合量が３５重量％未満では十分なキャップオフ性能が得られず、６５重量％を越えるとインキ粘度が高くなったり、筆跡の乾燥が遅くなる等の不具合を生じ易くなる。
エチレングリコールと併用される水溶性有機溶剤としては、ジ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等が例示できるが、エチレングリコールと同様に水より高い沸点を有する水溶性有機溶剤から選択される。
【００１５】
前記溶剤の一成分として、水も配合される。水はインキ組成中に含まれる溶剤全量中１５重量％以上５０重量％未満が配合される。前記水の配合量が溶剤全量中１５重量％未満ではインキ中の水溶性有機溶剤の配合比率が高くなりすぎるため剪断減粘性付与剤の分散安定性が悪くなり、インキの粘度変化や、アルミニウム粉顔料の沈降等が発生し易くなる。また、溶剤全量中５０重量％以上の水を配合すると逆にインキ中の水溶性有機溶剤の配合比率が低くなりすぎるため、良好なキャップオフ性能が得られ難くなる。
前記水の配合量は溶剤全量中１５重量％以上５０重量％未満が好適であるが、好ましくは溶剤全量中２０重量％乃至４５重量％が添加される。
【００１６】
本発明のインキ組成物に添加される剪断減粘性付与剤としては従来から汎用されているものが適用可能であるが、具体的には架橋型アクリル酸重合体、増粘性多糖類、無機粘土鉱物、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物には増粘性多糖類が最も好適であり、例えばアラビアガム、トラガカントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、サクシノグリカン等が用いられるが、その配合量はインキの粘度が所望の値になるように調整される。
【００１７】
着色剤として前記アルミニウム粉顔料のみを用いるとインキ色はシルバー色になるが、表面を染料、顔料等で着色した着色アルミニウム粉を用いたり、インキ中に他の染料、顔料を添加することにより、メタリックカラーのインキを得ることができる。
染料としては従来から水性インキに使用されている水溶性染料が用いられ、具体的にはＣ．Ｉ．アシッドレッド５１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６等の酸性染料、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７、等の直接染料、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー９、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１等の塩基性染料が挙げられる。
【００１８】
また、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の有機顔料、カーボンブラック、群青、チタンイエロー等の無機顔料及び樹脂マトリックス中に蛍光染料を固溶体化した蛍光顔料、パール顔料等の金属光沢顔料、蓄光性顔料等を用いることもできる。
前記染料又は顔料はインキ組成全量中１乃至２５重量％、好ましくは２乃至１５重量％の範囲で添加される。
更に、上述した成分以外に必要に応じて尿素等の湿潤剤、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、ベンゾチアゾリン系、オマジン系等の防腐剤及び界面活性剤、消泡剤等種々の添加剤を配合することもできる。
【００１９】
前記ボールペン用水性金属光沢色インキ組成物を適用するボールペンは従来より汎用の機構が有効である。即ち、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、或いは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、或いは金属製のパイプの押圧変形チップや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持されたボールをバネ体により前方に付勢させたもの等を適用できる。
【００２０】
前記インキ及びインキ逆流防止体を収容するインキ収容管は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が、水分の低透過性及び生産性の面で好適に用いられる。
更に、前記インキ収容管として透明、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使用中でも目視で確認することができる。チップは前記インキ収容管に直接連結する他、接続部材を介して連結してもよい。
尚、前記インキ収容管はボールペン用レフィールの形態として、前記レフィールを軸筒内に収容するものでもよいし、先端部にチップを装着した軸筒自体をインキ収容体として、前記軸筒内にインキを直接充填してもよい。
【００２１】
又、前記インキ逆流防止体としては、ポリブテン、シリコーンオイル等の不揮発性高粘稠液体が挙げられ、必要に応じて前記高粘稠液体にシリカ、珪酸アルミニウム等を添加することもできる。更には前記高粘稠液体中に熱可塑性樹脂の成形体等の固体栓を併用してもよい。
【００２２】
【実施例】
本発明のボールペン用水性金属光沢色インキ組成物の実施例のインキ組成を以下の表に示す。表中の数字は重量部を表わし、それぞれのインキは室温でディスパーにより３時間攪拌し、その後濾過することにより得た。
尚、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
又、比較例のインキ組成物は以下の配合により、実施例と同様の作成方法で調製した。
（比較例１）
実施例１のインキ組成中のディキシーパールＫ−１００を同量の水に置き換えた。
（比較例２）
実施例１のインキ組成中のＷＪＰ−Ｕ７５Ｃ（アルミペースト）及びフレンドカラーＦ７０１ＢＬ（着色アルミペースト）を除き、水を８重量部増量した。
（比較例３）
実施例１のインキ組成中のエチレングリコールを１０重量部に、水を７２．９重量部とした。
（比較例４）
実施例３のインキ組成中の９６−２１０４（アルミペースト）を２０重量部に、水を２９．８重量部とした。
（比較例５）
実施例３のインキ組成中のディキシーパールＫ−１００を１０重量部に、水を４８．３重量部とした。
【００２５】
前記調製方法により得られた実施例１乃至５及び比較例１乃至５のインキを、直径０．７ｍｍの超硬合金製ボールを抱持するステンレススチール製チップがポリプロピレン製パイプの一端に嵌着されたインキ収容管に充填し、前記インキ後端面にインキ逆流防止体を密着するように配設して得られたボールペンレフィールを軸筒に組み込み、試料ボールペンとした。
前記試料ボールペンが正常に筆記できることを確認した上で、温度２５℃、湿度６５％ＲＨに調節された室内に横置で１０日間放置後、原稿用紙に「正」の文字を筆記し、筆記できない或いはかすれた文字の数を調べた結果を以下の表に示す。
【００２６】
【表２】
2004137427.tif 000003
【００２７】
尚、評価の基準は以下の通りである。
○：１文字目から筆記できる。
△：１０文字以内に正常筆記できる。
×：１０文字以上が筆記できない或いはかすれる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、キャップオフ状態で放置された場合、チップ先端部においてインキの構成成分中のアルミニウム粉顔料、サイクロデキストリン及びエチレングリコールの三成分が微量の半固形物を形成し、ボールとボール収容部の隙間を全周にわたって被覆するため、前記半固形物が水分の蒸発を防ぎ、筆記時にはボールの回転により簡単に剥落するため即時に筆記が可能な機能を有するボールペン用水性金属光沢色インキ組成物と、それを用いたボールペンを提供できる。