(57)【要約】【課題】本発明の課題については、従来では解決できなかった問題である、インキ中の気泡の発生を抑制し、かつ、書き味が良好である水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンレフィルを提供することである。 【解決手段】本発明の解決手段については、少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、ピロリドン誘導体、を含有することを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物を用いる。さらに、好ましくは、前記ピロリドン誘導体の含有量と、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量の比率を特定とする。 【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、ピロリドン誘導体、を含有することを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。 
【請求項２】
前記リン酸エステル系界面活性剤が、ラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、短鎖アルコール系であることを特徴とする請求項１に記載した水性ボールペン用インキ組成物。 
【請求項３】
前記ピロリドン誘導体が、２−ピロリドンであることを特徴とする請求項１または２に記載した水性ボールペン用インキ組成物。 
【請求項４】
前記ピロリドン誘導体の含有量をＡ、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量をＢとすると、Ａ／Ｂ≧１．０であることを特徴とする請求項１ないし３に記載した水性ボールペン用インキ組成物。 
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の水性ボールペン用インキ組成物をインキ収容筒に直詰めし、該インキ収容筒の先端部に、チップ本体のボール抱持室にボールを回転自在に抱持し、前記ボールをコイルスプリングにより前方に押圧したボールペンチップを直接、またはチップホルダーを介して装着することを特徴とする水性ボールペンレフィル。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、インキ中の気泡の発生を抑制し、かつ、書き味が良好である水性ボールペン用インキ組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、書き味やボール座の摩耗を抑制するために、潤滑性などを向上するために、界面活性剤などを含有することはよく知られている。このような界面活性剤としては、フッ素系、シリコン系界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤、脂肪酸塩などを含有する水性インキ組成物が提案されている。
【０００３】
特開昭６１−２３５４７９号「顔料水性インキ」には、フッ素系界面活性剤を含有したもの、特開平６−５７１９４号「ペン体に直接供給する水性ボールペン用インク」には、リン酸エステル系界面活性剤を含有したもの、特公平６−６６８９号「ペン体に直接供給する水性ボールペン用インク」には、不飽和脂肪酸のアルカリ塩を含有した水性ボールペン用インキ組成物を用いた水性ボールペン用インキ組成物が開示されている。
【０００４】
特許文献１〜３のように、界面活性剤を用いて、潤滑性を向上することで、書き味を向上し、ボール座の摩耗を抑制することで良好な筆跡が得られるが、反面、界面活性剤としての効果も強い為、泡立ちし易く、レフィル組み立て時の遠心脱泡の工程を経ても、ボールペンレフィル中に気泡が残りやすい。
【０００５】
上記問題を解決するために、特開２００４−５８６１５号「水性ボールペンの製造方法」には、水性ボールペンを減圧下において遠心することで経時的な気泡発生を防止する機械的な手法を用いたり、特許第２９４６７４７号「水性インキ組成物」や特開平１０−３３０６７２号「水性インキ組成物」には、特許文献５，６のように、アスコルビン酸とエノール性ケトン基を有した化合物を併用したものや、α−トコフェロールを含有したことで、インキ中で発生する気泡の除去を行う化学的な手法を用いられていることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】「特開昭６１−２３５４７９号公報」
【特許文献２】「特開平６−５７１９４号公報」
【特許文献３】「特公平６−６６８９号公報」
【特許文献４】「特開２００４−５８６１５号公報」
【特許文献５】「特許第２９４６７４７号公報」
【特許文献６】「特開平１０−３３０６７２号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４では、完全な除去は困難な場合が多く、温度変化等によって気泡が発生してしまったり、特許文献５、６では、経時的にインキの変色が発生したり、着色剤として顔料を使用した場合に顔料の凝集が発生してしまう問題を抱えていた。それを満足するには、さらなる添加剤を検討することが求められる。
【０００８】
本発明の目的は、気泡の発生を抑制し、かつ、書き味が良好である水性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた水性ボールペンレフィルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、
「１．少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、ピロリドン誘導体、を含有することを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物。
２．前記リン酸エステル系界面活性剤が、ラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、短鎖アルコール系であることを特徴とする第１項に記載した水性ボールペン用インキ組成物。
３．前記ピロリドン誘導体が、２−ピロリドンであることを特徴とする第１項または第２項に記載した水性ボールペン用インキ組成物。
４．前記ピロリドン誘導体の含有量をＡ、前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量をＢとすると、Ａ／Ｂ≧１．０であることを特徴とする第１項ないし第３項に記載した水性ボールペン用インキ組成物。
５．第１項ないし第４項に記載の水性ボールペン用インキ組成物をインキ収容筒に直詰めし、該インキ収容筒の先端部に、チップ本体のボール抱持室にボールを回転自在に抱持し、前記ボールをコイルスプリングにより前方に押圧したボールペンチップを直接、またはチップホルダーを介して装着することを特徴とする水性ボールペンレフィル。」である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、リン酸エステル系界面活性剤と、ピロリドン誘導体を、含有する水性ボールペン用インキ組成物を用いることで、気泡の発生を抑制し、かつ、書き味が良好である水性ボールペン用インキ組成物を提供することができた。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の特徴は、水性ボールペン用インキ組成物中にリン酸エステル系界面活性剤と、ピロリドン誘導体を、含有することである。
【００１２】
界面活性剤は、ボールとチップ本体との潤滑性を高め、滑らかな筆感を得ることができ、書き味を向上することが可能であるが、その構造面から界面活性剤としての効果も強いため、泡立ちし易く、ボールペンレフィル中に気泡が残りやすく、インキ逆流や筆跡カスレが発生してしまう。
【００１３】
また、界面活性剤としては、シリコン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤、脂肪酸またはその塩、等が挙げられるが、リン酸基を有するものは、金属類に対して吸着力があり、ボールやチップ本体などに対して吸着することで、他の種類の界面活性剤よりも、潤滑性があり、さらに、良好な潤滑効果を有するだけでなく、泡立ちが比較的少ないため、リン酸エステル系界面活性剤を用いることを必須とする。
【００１４】
しかし、前記リン酸エステル系界面活性剤を用いても、完全には、気泡発生を抑制することができないため、本願発明者は、鋭意検討した結果、ピロリドン誘導体を、併用することで気泡発生を抑制することが可能と考えた。
【００１５】
ピロリドン誘導体を、含有することで、理由は定かではないが、インキ中の気体を吸収することで、経時により気体が集まって気泡の発生を抑制する効果があると推察される。そのため、界面活性剤を用いた場合に起こりうる気泡の発生を抑制することで、ボールペンレフィル中の気泡発生を抑制することが可能である。 
【００１６】
また、リン酸エステル系界面活性剤の種類としては、スチレン化フェノール系、ノニルフェノール系、ラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、オクチルフェノール系、短鎖アルコール系等が上げられる。この中でも、より優れた潤滑性やインキ経時安定性を考慮すると、直鎖アルコール系のラウリルアルコール系、トリデシルアルコール系、短鎖アルコール系を用いる方が、好ましい。 
【００１７】
また、リン酸エステル系界面活性剤の具体例としては、プライサーフシリーズ（第一工業製薬（株））の中から、プライサーフＡ２１２Ｃ（トリデシルアルコール系）、同Ａ２０８Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２１３Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２０８Ｆ（短鎖アルコール系）、同Ａ２１５Ｃ（トリデシルアルコール系）、同Ａ２１９Ｂ（ラウリルアルコール系）等が挙げられる。これ等のリン酸エステル系界面活性剤は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。 
【００１８】
前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られず、書き味が悪く筆跡にカスレ等が発生するおそれがあり、５．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましいが、さらに筆感をより高め、良好なインキ経時を得るために、界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．５〜３．０質量％が最も好ましい。 
【００１９】
また、ピロリドン誘導体としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、５−メチル−２−ピロリドン、等が挙げられる。特に、気泡抑制効果、水に対する溶解性などを考慮すれば、２−ピロリドンが好ましい。
【００２０】
前記ピロリドン誘導体の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、気泡抑制効果が得られず、２０．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜２０．０質量％とする。さらに好ましくは、インキ組成物全量に対し、１．０〜１５．０質量％であり、最も好ましくは、３．０〜１０．０質量％である。 
【００２１】
また、リン酸エステル系界面活性剤の具体例としては、プライサーフシリーズ（第一工業製薬（株））の中から、プライサーフＡ２１２Ｃ（トリデシルアルコール系）、同Ａ２０８Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２１３Ｂ（ラウリルアルコール系）、同Ａ２０８Ｆ（短鎖アルコール系）、同Ａ２１５Ｃ（トリデシルアルコール系）等が挙げられる。これ等のリン酸エステル系界面活性剤は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。 
【００２２】
前記リン酸エステル系界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られず、書き味が悪く筆跡にカスレ等が発生するおそれがあり、５．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜５．０質量％が好ましいが、さらに筆感をより高め、良好なインキ経時を得るために、界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．５〜３．０質量％が最も好ましい。 
【００２３】
また、本発明のように、ピロリドン誘導体と、リン酸エステル系界面活性剤を併用する場合、ピロリドン誘導体の含有量をＡ、リン酸エステル系界面活性剤の含有量をＢとすると、Ａ／Ｂ＜１．０だと、気泡抑制効果が得られにくいため、Ａ／Ｂ≧１．０である方が好ましく、さらに、最も好ましくは、Ａ／Ｂ≧２．０である。 
【００２４】
着色剤は、染料、顔料等、特に限定されるものではなく、適宜選択して使用することができる。染料については、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、各種水溶性の造塩タイプ染料等が採用可能である。顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、アルミ顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料等が挙げられる。その他、着色樹脂粒子体として顔料を媒体中に分散させてなる着色体を公知のマイクロカプセル化法などにより樹脂壁膜形成物質からなる殻体に内包または固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。更に、顔料を透明、半透明の樹脂等で覆った着色樹脂粒子などや、また着色樹脂粒子や無色樹脂粒子を、顔料もしくは染料で着色したもの等も用いることもできる。これらの染料および顔料は、単独または２種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、１質量％〜２０質量％が好ましい。 
【００２５】
その他として、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止等を考慮し、グリセリン、エチレングリコール等の水溶性有機溶剤、トリエタノールアミン等のｐＨ調整剤、尿素、ソルビット等の保湿剤、１，２ベンゾイソチアゾリン−３−オン等の防菌剤を添加することができる。また、インキ粘度調整剤、顔料分散剤、定着剤として樹脂を用いても良く、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂、キサンタンガム、架橋型アクリル酸重合体、サクシノグリカン、ガーガム等の剪断減粘性付与剤等や、樹脂エマルジョンとして、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂等を添加することができ、特に、剪断減粘性付与剤を用いる場合では、インキ粘度が高粘度となり、インキ中の気泡が抜けにくいため、本発明においては顕著な効果が得られる。これらは単独または２種以上組み合わせて使用することができる。 
【００２６】
次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１
水                                             ６０．５質量部
水溶性有機溶剤（エチレングリコール）           ２０．０質量部
ピロリドン誘導体（２−ピロリドン）              ５．０質量部 
リン酸エステル系界面活性剤                       １．０質量部
保湿剤（ソルビット）                             ５．０質量部
ｐＨ調整剤（トリエタノールアミン）               ０．５質量部
防菌剤（１，２ベンゾイソチアゾリン−３−オン）   ０．５質量部
防錆剤（ベンゾトリアゾール）                     ０．５質量部
着色剤（ダイレクトブラック１５４）               ６．０質量部
樹脂（架橋型アクリル酸重合体）                 ０．４０質量部
【００２７】
実施例１は、まず水、水溶性有機溶剤、リン酸エステル系界面活性剤、ピロリドン誘導体、ｐＨ調整剤、保湿剤、防菌剤、防錆剤、着色剤をマグネットホットスターラーで加温撹拌してベースインキを作成する。 
【００２８】
その後、上記作製したベースインキを加温しながら、樹脂を投入してホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌した。その後、濾紙を用い濾過を行って、実施例１の水性ボールペン用インキ組成物を得た。
【００２９】
実施例２〜６
各成分を表１に示す配合に変更した以外は、実施例１と同様な手順で水性ボールペン用インキ組成物を作成した。
【表１】
2012041462.tif 000002
【００３０】
比較例１〜５
各成分を表２に示す配合に変更した以外は、実施例１と同様な手順で水性ボールペン用インキ組成物を作成した。
【表２】
2012041462.tif 000003
【００３１】
試験および評価
インキ収容筒の先端部に、ステンレス綱材からなるチップ本体のボール抱持室に、ボール径がφ０．７ｍｍの超硬合金ボールを回転自在に抱持し、前記ボールをコイルスプリングにより前方に押圧したボールペンチップを、チップホルダーを介し、インキ収容筒内に実施例１〜６および比較例１〜５において作製した水性インキ組成物及びグリース状のインキ追従体を直にインキ収容筒に充填したボールペンレフィルを、遠心機を用いて、インキ中の気泡を脱法し、該レフィルを（株）パイロットコーポレーション製のゲルインキボールペン（商品名：Ｇ−ｋｎｏｃｋ）に装着して、本発明の水性ボールペンを作製し、以下の試験及び評価を行った。尚、書き味は、筆記試験用紙としてコピー用紙（ＰＰＣ用紙）を用いて、下記のような項目で評価した。 
【００３２】
気泡発生試験：ボールペンレフィルを５０℃の環境下、チップ下向きで２週間放置後に、インキ収容筒内の気泡の有無を目視で評価した 
気泡の発生なし                          ・・・・◎
気泡の発生があるが、実用上問題ないもの  ・・・・○
気泡の発生あり、実用上問題があるもの    ・・・・×
【００３３】
書き味：ボールペンレフィルを室温の環境下、２週間放置後に、手書きによる官能試験を行い評価した。
滑らかで良好なものを    ・・・◎
やや劣るものを          ・・・○
重く劣るものを          ・・・×
【００３４】
実施例１〜６では、気泡発生試験、書き味ともに良好な性能が得られた。 
【００３５】
比較例１、２、５では、ピロリドン誘導体、を含有しなかったため、気泡が発生していた。 
【００３６】
比較例３、４では、リン酸エステル系界面活性剤を含有しなかったため、充分な潤滑性が得られず、書き味が重かった。
【００３７】
本発明において、ボールペンチップは、特に限定されるものではないが、インク漏れ防止などのために、チップ本体内にボールをコイルスプリングにより前方に押圧したボールペンチップを用いる場合には、ボールペンレフィル組み立て時の遠心脱泡の工程において、コイルスプリングが障害となりボールペンチップ先端に気泡が残りやすいため、本発明の効果は顕著である。 
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は水性ボールペンに関し、さらに詳細としては、少なくとも水、着色剤、リン酸エステル系界面活性剤、ピロリドン誘導体、を含有することを特徴とする水性ボールペン用インキ組成物で、インキ中の気泡の発生を抑制し、かつ、書き味が良好である水性ボールペンを提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。