JP2002338869A - 水性インキ組成物及びそれを用いた水性ボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性ボールペンを長期間保存してもペン先部
分の超硬合金製ボールに腐食が生じることなく、ペン先
の腐食に起因するカスレや線トビが生じない水性インキ
組成物及び水性ボールペンを提供する。 【解決手段】 ケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸
アルカリ金属塩を含む水性インキ組成物を用い、超硬合
金製ボールを備えた水性ボールペンに該水性インキ組成
物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペン先部分の超硬
合金製ボールについての耐腐食性を改良した水性インキ
組成物とそれを備えた水性ボールペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールペンのペン先部分に備えられてい
るボールは、その金属材料に耐摩耗性を備えた硬質焼結
合金として、元素周期表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族の金属
の炭化物の粉末をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの鉄族金属で焼結結
合した合金であるＷＣ−Ｃｏ系やＷＣ−Ｃｒ₃Ｃ₂−Ｃｏ
系などの超硬合金が一般に用いられている。しかし、ペ
ン先のボールに超硬合金を使用した場合であっても、イ
ンキ中に含まれる水や腐食成分のためボール表面が保存
中に腐食し、ボールの耐摩耗性が低下して筆記し難くな
る問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めに、ベンゾトリアゾールを水性インキ組成物に添加す
ることが一般に行われている。しかし、ベンゾトリアゾ
ールは、水に溶け難いことや有機化合物であるためにプ
ラスチック製インキ収容管に吸着されやすいことや顔料
に吸着されやすいこと等のために、耐腐食性が十分では
なく、水性インキ組成物中にベンゾトリアゾールを含ん
でいても長期にわたって保存した場合にはペン先の腐食
が発生してカスレや線トビが生じてしまう。このため筆
記し難くなる課題は解決されていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、ケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸アルカリ
金属塩を含む水性ボールペン用水性インキ組成物とこの
水性インキ組成物を備えた水性ボールペンを用いること
により、長期間保存しても超硬合金製ボールが腐食する
ことなく上記課題を解決することを見出し、本発明に至
ったものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、ケイ酸アルカリ金属塩
及び／又はホウ酸アルカリ金属塩を含む水性インキ組成
物である。

【０００６】本発明の水性インキ組成物は、ケイ酸アル
カリ金属塩及び／又はホウ酸アルカリ金属塩を含むもの
であり、ケイ酸アルカリ金属塩とホウ酸アルカリ金属塩
との両方を含むものであっても、どちらか一方を含むも
のであってもよい。ケイ酸アルカリ金属塩とホウ酸アル
カリ金属塩とが水性インキ組成物に含まれることによ
り、ボールに水性インキ組成物が接触したときにボール
上にケイ酸やホウ酸の薄膜が形成し、ボールやチップホ
ルダーの腐食を妨げるものである。

【０００７】本発明の水性インキ組成物に含まれるケイ
酸アルカリ金属塩は、ケイ酸のアルカリ金属塩であれば
特に限定されるものではないが、毒性が無く、水への溶
解性が良いためにケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムで
あることが好ましく、ケイ酸ナトリウムがより好まし
い。なお、前記ケイ酸アルカリ金属塩の製造方法は公知
の方法で製造されるものであれば良く、特に限定される
ものではない。

【０００８】前記ケイ酸アルカリ金属塩の組成は、特に
限定されるものではなく、ポリケイ酸（オルトケイ酸、
メタケイ酸、パラケイ酸及びメソケイ酸）のアルカリ金
属塩でも良く、例えばケイ酸ナトリウムである場合には
メタケイ酸ナトリウム（Ｎａ ₂ ＳｉＯ₃ ）やオルトケイ
酸ナトリウム（Ｎａ₄ ＳｉＯ₄ ）等が挙げられ、ケイ酸
カリウムである場合にはメタケイ酸カリウム（Ｋ₂ Ｓｉ
Ｏ₃ ）や二ケイ酸水素カリウム（ＫＨＳｉ₂ Ｏ₅ 又はＫ
₂ Ｓｉ₄ Ｏ₉ ・Ｈ₂ Ｏ）等が挙げられ、また、ケイ酸ナ
トリウムまたはケイ酸カリウムについては水ガラス（一
般式：ｍＫ₂ Ｏ・ｎＳｉＯ₂ またはｍＮａ₂ Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ₂）として用いることもできるが、ボール表面に不溶
性被膜を形成しやすいため組成がメタケイ酸ナトリウム
であることが好ましい。

【０００９】本発明の水性インキ組成物に含まれるホウ
酸アルカリ金属塩は、ホウ酸のアルカリ金属塩であれば
特に限定されるものではないが、水への溶解性が高い理
由によりホウ酸ナトリウムであることが好ましい。な
お、前記ホウ酸アルカリ金属塩の製造方法は、公知の方
法で製造されるものであれば良く、特に限定されるもの
ではない。

【００１０】前記ホウ酸アルカリ金属塩の組成は、ホウ
酸のアルカリ金属塩であれば良く、組成が複数存在する
場合には特に組成が限定されるものではなく、例えば、
ホウ酸ナトリウムである場合にはメタホウ酸ナトリウム
（ＮａＢＯ_２）、二ホウ酸ナトリウム（Ｎａ_４Ｂ
_２Ｏ_５），四ホウ酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７），五
ホウ酸ナトリウム（ＮａＢ_５Ｏ_８）、六ホウ酸ナトリウ
ム（Ｎａ_２Ｂ_６Ｏ_１０）や八ホウ酸ナトリウム（ＮａＢ
_８Ｏ_１３）であってもよく、その水和物でも良いが、ボ
ール表面に不溶性被膜を形成しやすいために四ホウ酸ナ
トリウムが好ましい。

【００１１】本発明の水性インキ組成物に含まれるケイ
酸アルカリ金属塩及び／またはホウ酸アルカリ金属塩の
配合量は、水性インキ組成物全量に対して０．０１〜
１．０重量％であることが好ましく、０．０５〜０．５
重量％であることがより好ましい。ケイ酸アルカリ金属
塩及び／またはホウ酸アルカリ金属塩の配合量が１．０
重量％より多いと着色剤が凝集しやすくなるために好ま
しくなく、また、配合量が０．０１重量％より少ないと
防錆効果が得にくくなるために好ましくない。なお、前
記のケイ酸アルカリ金属塩及び／またはホウ酸アルカリ
金属塩は、ケイ酸アルカリ金属塩が組成として１種また
は２種以上が配合されるものであっても良く、ホウ酸ア
ルカリ金属塩が組成として１種または２種以上が配合さ
れるものであっても良い。

【００１２】本発明の水性インキ組成物は、筆記等の目
的のためのものであることから着色剤をも含むものであ
る。前記着色剤としては、着色効果を有するものであれ
ば特に限定されるものではないが、溶解性又は分散性を
有するものが好ましい。具体的には、酸性染料、直接染
料、塩基性染料などの水溶性染料、銅フタロシアニン系
顔料、スレン系顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔
料、アンスラキノン系顔料、ジオキサン系顔料、インジ
ゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリ
レン系顔料、インドレノン系顔料、アゾメチン系顔料な
どの有機顔料、カーボンブラック、酸化チタンなどの無
機顔料、アルミニウム粉顔料などの光輝性顔料や着色樹
脂エマルジョンなどを用いることができる。また、顔料
を分散剤により分散することによって顔料分散体として
用いることもできる。また、本発明の水性インキ組成物
に含まれる着色剤は１種又は２種以上を混合して使用す
ることができる。

【００１３】本発明の水性インキ組成物に含まれる着色
剤の配合量は、特に限定されるものではないが、水性イ
ンキ組成物全量に対して０．５〜２０．０重量％である
ことが好ましく、１．０〜１５．０重量％であることが
より好ましい。前記着色剤の配合量は、水性インキ組成
物全量に対して２０．０重量％より多い場合にはインキ
粘度が高くなり筆記性が低下し、製造コストも高くなる
ために好ましくなく、０．５重量％より少ない場合には
着色効果が得にくいために好ましくない。

【００１４】本発明の水性インキ組成物には、上記のケ
イ酸アルカリ金属塩、ホウ酸アルカリ金属塩及び着色剤
以外に、必要に応じて、その他の成分を含むことができ
る。その他の成分としては、具体的には、エチレングリ
コ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−
ル、プロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル等
のグリコ−ル類、グリセリン等の多価アルコール類、エ
チレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリ
コ−ルモノメチルエ−テル、ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピ
ルエーテル等のグリコ−ルエ−テル類に代表される水溶
性有機溶媒、水溶性アクリル樹脂、水溶性マレイン酸樹
脂、水溶性スチレン−アクリル共重合体、水溶性スチレ
ン−マレイン酸共重合体等に代表される分散剤、ベンゾ
イソチアゾリン系、ペンタクロロフェノール系、クレゾ
ール等に代表される防腐剤や防黴剤、ジカルボン酸アミ
ド、リン酸エステル、Ｎ−オレイルサルコシン塩等に代
表される潤滑剤、各種界面活性剤、微生物産系多糖類及
びその誘導体、水溶性植物系多糖類およびその誘導体、
水溶性動物系多糖類およびその誘導体、アクリル系合成
樹脂、ビニル系合成樹脂、セルロース系半合成樹脂等に
代表される増粘剤、凝集防止剤、ｐＨ調整剤や擬塑性付
与剤などを含むことができる。また、粘度調整等のため
に水を加えても良い。

【００１５】本発明の水性インキ組成物の製造方法は、
特に限定されるものではなく、公知の方法により行われ
るものである。例えば、水、水溶性有機溶剤、着色剤及
びその他の成分を混合攪拌し分散させた後、増粘剤であ
る水溶性樹脂を投入し、これを攪拌して濾過した後に脱
泡することによって得ることができる。

【００１６】本発明は、ケイ酸アルカリ金属塩及び／又
はホウ酸アルカリ金属塩を含む水性インキ組成物、チッ
プホルダー及び超硬合金製ボールを備えた水性ボールペ
ンでもある。

【００１７】本発明の水性ボールペンは、ボールペン内
にケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸アルカリ金属
塩を含む水性インキ組成物を備え、ペン先に超硬合金製
のボールと該ボールを保持するためのチップホルダーと
を備えたものであれば特に限定されるものではなく、繊
維束等によるインキ吸蔵体を用いた中綿式のボールペン
でも、水性インキ組成物を収容するインキ収容管を用い
た直液式のボールペンでもよい。本発明の水性ボールペ
ンにより長期間の保存においてもチップ先端のボール部
における錆が生じることなく、カスレや線トビが生じな
い筆記性の良好な水性ボールペンを得ることができる。
また、本発明の水性ボールペンは、前記チップホルダー
がステンレス製のチップホルダーである場合には、さら
にステンレス製チップホルダーの防錆も期待できるもの
である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例に基づい
て説明するが、本発明はこれらの例に限定されるもので
はない。

【００１９】表１に示す組成及び配合量（重量部）で、
ケイ酸ナトリウム若しくはホウ酸ナトリウム、水、水溶
性有機溶剤、着色剤、分散樹脂、潤滑剤及び防腐防黴剤
の各成分を混合攪拌し分散させた後、これを濾過して、
実施例及び比較例の水性インキ組成物を得た。分散方
法、濾過等については従来公知の方法を用いた。

【００２０】

【表１】

【００２１】なお、表１における各種原料としては、次
のものを用いた。

【００２２】着色剤にはカーボンブラック（商品名：モ
ナーク８００、キャボット社製）を、分散樹脂にはアク
リル酸−スチレン共重合体（商品名：ジョンクリル６８
３、ジョンソンポリマー社製）を、潤滑剤には商品名フ
ォスファノールＰＥ５１０（東邦化学工業社製）を、ケ
イ酸ナトリウムにはメタケイ酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓｉ
Ｏ_３）を、ホウ酸ナトリウムには四ホウ酸ナトリウム
（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７）を、水溶性有機溶媒Ａにはジエチレ
ングリコールを、水溶性有機溶媒Ｂにはグリセリンを、
防腐防黴剤には商品名プロクセルＸＬ２（ゼネカ社製）
を用いた。

【００２３】〔耐腐食性の評価〕各実施例及び各比較例
の水性インキ組成物をそれぞれ蓋付きガラス瓶に入れ、
ステンレス製チップホルダー及び直径０．５ｍｍの超硬
合金製ボールからなるチップを各蓋付きガラス瓶中の水
性インキ組成物に浸し、蓋を閉めて７０℃で１ヶ月間保
存した後、超硬合金製ボールの表面状態を顕微鏡により
観察して下記の評価基準により評価した。結果を表２に
示す。なお、顕微鏡観察では、顕微鏡には商品名ＫＨ２
７００（ハイロックス社製）を使用し、倍率２５０にて
観察した。 （評価基準） 〇：ボール表面に金属光沢がある。 ×：ボール表面が腐食され、金属光沢がない。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例１〜７の水性インキ組成物は、いず
れもボールの表面に腐食が認められず、本発明の水性イ
ンキ組成物は超硬合金製のボールに対して耐腐食性が良
好であった。

【００２６】

【本発明の効果】本発明の水性インキ組成物は、ケイ酸
アルカリ金属塩及び／又はホウ酸アルカリ金属塩を含む
ことにより、長期間の保管によってもペン先の超硬合金
製ボールが腐食することがない。また、本発明の水性ボ
ールペンは、本発明の水性インキ組成物を備えることに
より、長期保管においても超硬合金製のボールが腐食し
ないため、ペン先腐食に起因するカスレや線トビが発生
せず良好な筆記性を維持することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C350 GA03 HA09 NA19 NC01 NC10 4J039 BA04 BA06 BA13 BA22 BA24 BA29 BA32 BA35 BA39 BC60 BE01 BE03 BE04 BE05 CA03 CA05 EA48 GA27

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸
   アルカリ金属塩を含むことを特徴とする水性インキ組成
   物。
2. 【請求項２】 ケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸
   アルカリ金属塩の配合量が水性インキ組成物の全量に対
   して０．０１〜１．０重量％であることを特徴とする請
   求項１に記載の水性インキ組成物。
3. 【請求項３】 水性インキ組成物、チップホルダー及び
   ボールを備えた水性ボールペンにおいて、水性インキ組
   成物がケイ酸アルカリ金属塩及び／又はホウ酸アルカリ
   金属塩を含み、前記ボールが超硬合金製ボールであるこ
   とを特徴とする水性ボールペン。