(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールペン用水性インクに、０．１２〜０．４質量％の発酵セルロースを添加することによる、ボールペン用水性インクの漏れを防止し、かすれの生じない書き味を向上する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵セルロースを添加することにより、ボールペンに充填した水性インクの使用感を改善し、さらにインクの漏れを防止するボールペン用水性インクの品質向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールペン用のインクとしては、油性のものと水性のものが知られている。
【０００３】
油溶性のインク原料としては、染料、アルコール系溶剤、樹脂や添加剤が挙げられ、調製されたインクは粘度が高いために紙への吸収が遅く、吸収しきれないインクが粒状になって紙上に残り（ボテ）、インクが完全に乾かないと紙を重ねられない場合があった。または、ボテがボールペンのペン先に残り、書き出し時に該ボテのために文字の見栄えが悪くなったり、筆跡が割れたりかすれたりする場合があった。しかし、細かい文字も明確に書ける、にじみや裏写りがしないという長所も有している。一方の水性インクは染料または顔料を水に溶解又は分散させたものであり、粘度が低いため紙への吸収が早いが、にじみにくさや裏写りは油性インクに劣っていた。
【０００４】
最近では、ゲル状インクが利用されている。かかるゲル状インクは、通常の状態では適度な粘度を有しているが、筆圧がかかるとインクの粘度が低下するという特徴を有している。これにより発色の良さ、線のにじみや裏写りなどの点で油性インクと水性インクの長所を併せ持つこととなり、水性ボールペンにはゲル状インクが利用されるものが多くなっている。
【０００５】
ボールペン用インクの使用感を改善するために、様々な技術が検討されている。具体的には、積算体積５０％の粒径が０．３〜６μｍであり、かつ、３μｍ以下の粒子の積算体積割合が２５％以上の微粒子セルロース系素材を含有することを特徴とする水性インキ組成物（特許文献１）、ボールペン用インキ組成物に分子末端に第１級もしくは第２級のアルコール基を有するポリエーテルポリオールが含有されているボールペン用インキ（特許文献２）、セルロースを乳化剤または乳化助剤として０．０２〜６．０重量％含む、これと着色剤、油性原料及び水を必須成分とする水性エマルジョン型インク組成物（特許文献３）、着色剤と水と剪断減粘性付与剤と、増粘抑制剤とから少なくともなり、インキ組成物中に水溶性有機溶剤を含有せず、且つ、増粘抑制剤がポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース系高分子化合物、ポリアルキレンオキサイド基を有する高分子化合物から選ばれるボールペン用水性インキ組成物（特許文献４）、水溶性有機溶剤を含有せずに、着色剤、粘度調整剤、水を含有すると共に、インキ組成物全量に対して、ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物、グリセリンのアルキレンオキサイド付加物およびトリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド付加物からなる群から選ばれた少なくとも一種を０．５〜４０重量％含有し、かつ、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンのオリゴマーを０．１〜２５重量％含有することを特徴とする凝塑性水性ボールペン用インキ組成物（特許文献５）などが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１７１０９４号公報
【特許文献２】特開昭６１−５５１７４号公報
【特許文献３】特開２００１−２００１８５号公報
【特許文献４】特開２００７−２４６８２５号公報
【特許文献５】特開２００４−５１７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような技術ではインク中に様々な組成物を添加しなければならず、また特定の条件となるよう添加量の微調整も必要となるため、簡便な方法でインクの使用感を向上させることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行い、発酵セルロースを水性インク中に添加することにより、ボールペンの使用感、即ち描線がかすれたりにじんだりせず、適度な粘性と流動性を有した水性インクを提供できるとの知見を得るに至り、本発明を完成した。
【０００９】
尚、特開平１１−１７８５１８号公報中実施例６乃至８において、発酵セルロースと多糖類を含む水性ボールペンを調製しているが、かかる記載は増粘組成物の一例として処方が例示されているに留まり、かかる処方によってボールペンのかすれやペン先からの漏れが改善されるとの記載も示唆もされていない。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、ボールペン用水性インクの原材料の一つに発酵セルロースを添加することにより、インクの漏れやかすれの生じない書き味が改善されたボールペン用水性インクを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で使用する発酵セルロースは、セルロース生産菌が生産するセルロースであれば特に限定されない。通常、セルロース生産菌を既知の方法、例えば特開昭６１−２１２２９５号、特開平３−１５７４０２号、特開平９−１２１７８７号公報などに記載される方法に従って培養し、得られる発酵セルロースを所望に応じて適宜精製することによって製造することができる。セルロース生産菌としては、アセトバクター属、シュードモナス属、アグロバクテリウム属などに属する菌が挙げられるが、好適にはアセトバクター属である。
【００１２】
かかるセルロース生産菌を培養する培地及び条件としては特に制限されず、常法に従うことができる。例えば、培地は基本的に窒素源、炭素源、水、酸素及びその他の必要な栄養素を含有しており、上記微生物が増殖して目的の発酵セルロースを産生することができるものであればよく、例えばＨｅｒｓｔｒｉｎ−Ｓｃｈｒａｍｍ培地を挙げることができる。培養条件としては、例えばｐＨ５〜９、培養温度２０〜４０℃の範囲が採用され、発酵セルロースが十分産生できるまで培養が続けられる。培養方法は静置培養、撹拌培養、通気培養のいずれでもよいが、好適には通気撹拌培養である。
【００１３】
培養後、産生された発酵セルロースは培地から分離処理され、洗浄・精製される。精製された発酵セルロースは、必要に応じて乾燥処理を施すことができる。乾燥処理としては特に制限はなく、自然乾燥、熱風乾燥、凍結乾燥、スプレードライなどの公知の方法を用いることができる。簡便には、市販されている商品をそのまま利用することができ、市販品の例として三栄源エフ・エフ・アイ株式会社のサンアーティスト〔商標〕シリーズが挙げられる。
【００１４】
ボールペン用インクへの発酵セルロースの添加量は、添加する対象物に応じて適宜調節することが可能であるが、インク全量に対し０．０５〜０．６質量％、好ましくは０．１５〜０．４質量％の範囲を例示できる。ボールペン用水性インクへの発酵セルロースの添加量が少なすぎると、水性インクに十分な粘度が付与できず、ペン先から水性インクが漏れだしてしまうため好ましくない。また、添加量が多すぎると粘度が高くなり描線がかすれてしまうため好ましくない。
【００１５】
発酵セルロース以外の成分としては、溶媒となる水又は水溶性有機溶剤のほか、従来使用されている水性インク用の着色剤、潤滑剤、酸化防止剤、防かび剤、ｐＨ調整剤などを制限なく利用することができる。
【００１６】
例えば、着色剤としてはニューコクシン、タートラジン、アシッドブルーブラック、ギニアグリーン、ブリリアントブルーＦＣＦ、アシッドバイオレット６ＢＮ、ソルブルブルー、ナフタレングリーン、エオシン、フロキシンなどの酸性染料；クリソイジン、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン、ローダミンＢ、メチレンブルーＢなどの塩基性染料；ダイレクトスカイブルー５Ｂ、バイオレットＢＢ、カヤラスブラックＧコンク、フタロシアニンブルーなどの直接染料；カーボンブラック、群青、などの無機顔料；銅フタロシアニンブルーやベンジジンイエローなどの有機顔料；Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ１４６などの界面活性剤を使用した水分散顔料のほか、蛍光顔料、金属光沢顔料などが挙げられる。
【００１７】
上記着色剤以外に、必要に応じて炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウムなどの無機塩類、水溶性のアミン化合物などの有機塩基性化合物などのｐＨ調整剤；安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウムなどの防腐剤或いは防かび剤；脂肪酸エステル、ポリアルキレングリコールなどの潤滑剤；カテキン、合成ポリフェノール、グルタチオンなどの酸化防止剤；フッ素系界面活性剤やノニオン系・アニオン系・カチオン系の界面活性剤；ジメチルポリシロキサンなどの消泡剤；アクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合物などの水溶性樹脂類；さらには、ガラクトマンナン（グァーガム、ローカストビーンガム、タラガム等）、グルコマンナン、ネイティブ型ジェランガム、脱アシル型ジェランガム、タマリンドシードガム、ペクチン（ＨＭ、ＬＭ等）、カシアガム、トラガントガム、カラヤガム、アラビアガム、キサンタンガム、ガティガム、サイリウムシードガム、マクロホモプシスガム、寒天、アルギン酸類（アルギン酸、アルギン酸塩）、カードラン、プルラン、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）等のセルロース誘導体、水溶性ヘミセルロース、大豆多糖類、加工・化工でん粉、未加工でん粉（生でん粉）、ゼラチンなどから選ばれる１種又は２種以上を添加することもできる。
【００１８】
本発明にかかるボールペン用水性インクの製造方法は、発酵セルロースをその原料の一つとして加える以外は、上記各成分をもとに公知の方法に基づいて製造することができる。特殊な装置や製造条件が必要ないため、工業的にも簡便に本発明の効果を享受することができる。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明を実施例にて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、下記処方中の単位は特に言及しない限り「％」は「質量％」であることを意味する。処方中の「＊」は三栄源エフ・エフ・アイ株式会社の製品を示し、「※」は三栄源エフ・エフ・アイ株式会社の登録商標であることを示す。
【００２０】
１．ボールペン用水性インクの調製
表１記載の処方に基づき、本願発明にかかるボールペン用水性インクを調製した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
＜調製方法＞
イオン交換水にサンアーティストＰＸ３％を添加しプロペラ撹拌後、１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でホモジナイザー処理を行い、サンアーティストＰＸ３％溶液を調製した。
イオン交換水にキサンタンガム１％を８０℃で溶解後冷却し、キサンタンガム１％溶液を調製した。
調製した多糖類溶液を、各添加量になるようにＷＡブラックＡ−０１に添加し、プロペラ撹拌により混合した。
【００２３】
２  比較実験
＜遠心分離による漏れ＞
実施例品、比較例１品及び２品で得られた各ポールペン用水性インクを「ボールペンレフィル  ＬＧＲＦ−６ＥＦ−Ｂ  ゲルインキ０．５極細」に０．５ｇずつ充填し、３０００ｒｐｍで３分間遠心分離処理を行い、処理前後のレフィルの重量を計測した。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
上記実験より、遠心分離処理を行っても発酵セルロースを含む本願発明にかかる実施例品のボールペンでは、インクの漏れは最小限に抑えられていた。尚、表１より、実施例品のインクの粘度は比較例２品のインクと同等の粘度を有していたが、遠心分離処理によって漏れ率で明らかな差が現れた。このことから、粘度のみが漏れを防止する要素でないことがわかった。
【００２６】
別途発酵セルロースの添加量が０．１２％の水性インクを調製し同様の試験を行ったところ、わずかに漏れが見られたが、実用上問題のない程度であった。
【００２７】
＜筆記線＞
上記遠心分離による漏れ実験で用いた実施例品、比較例１品及び２品の水性インクを充填したボールペンでコピー用紙に筆記線を描き、その線状を目視で確認した。線状を図１として示す。
【００２８】
実施例品の水性インクを充填したボールペンではかすれずに描線できたが、比較例１品のインクを充填したボールペンではほとんどかすれは生じなかったが、線が薄くあらわれ、比較例２品のインクを充填したボールペンではかすれが生じた。
【００２９】
ここで、発酵セルロースの添加量が０．３６％のインクを別途調製し、上記と同様の筆記線を描写したところ、極わずかにかすれが生じていたが、実用上問題ない程度だった。
【００３０】
＜保存試験＞
上記筆記線の実験で使用した実施例品、比較例１品及び２品の水性インクを充填したボールペンに、蒸発防止剤として流動パラフィン０．１７ｇを注ぎ、２５℃にて７日間保存し、保存期間経過後の水性インクの漏れを確認した。その結果を表３及び図２に示す。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
保存により、発酵セルロースを添加しなかった比較例１品及び２品のインクを用いたボールペンではインクの漏れが生じ、特に比較例１品は漏れが多く、ペン先にインク溜まりが生じていたが、発酵セルロースを添加した実施例品では漏れは生じなかった。一方、比較例２品では、重量の計測上は漏れ量が認められなかったが、図２に示すとおり、若干のインク漏れが認められ、筆記線の描線はかすれが生じていたことから、実用性に欠けるものであると判断できた。
【００３３】
以上の試験により、発酵セルロースを添加することによって、インクの漏れが生じずにかすれのない書き味を有するボールペンを提供できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例品、比較例１品及び比較例２品の描写状況を示す。
【図２】保存期間経過後のインクの漏れ状況を示す。
【図１】
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【図２】
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