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JP2009161654A - Water-based ballpoint pen ink composition - Google Patents

Water-based ballpoint pen ink composition Download PDF

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JP2009161654A
JP2009161654A JP2008000474A JP2008000474A JP2009161654A JP 2009161654 A JP2009161654 A JP 2009161654A JP 2008000474 A JP2008000474 A JP 2008000474A JP 2008000474 A JP2008000474 A JP 2008000474A JP 2009161654 A JP2009161654 A JP 2009161654A
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JP
Japan
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titanium oxide
ink composition
water
ballpoint pen
surfactant
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Hironori Sugai
洋典 菅井
Kazuoki Tamura
和意 田村
Takao Okuzawa
貴夫 奥澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous ink composition for ballpoint pen in which the dispersibility of titanium oxide is excellent and which is well in writing. <P>SOLUTION: In the aqueous ink composition for the ballpoint pen containing at least water, titanium oxide and a surfactant, the titanium oxide has 1 to 95 nm average particle diameter and the surface of the titanium oxide is subjected to surfactant treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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、分散性の良好な酸化チタンを含有する水性ボールペン用インキ組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous ballpoint pen ink composition, and more particularly to an aqueous ballpoint pen ink composition containing titanium oxide having good dispersibility.

従来より、酸化チタンを用いた水性ボールペンはよく知られている。こうした酸化チタンを含有する水性ボールペンにおいては、暗色紙等の上に筆記した際に、はっきりとした筆跡を得るために、酸化チタンを高濃度で配合する必要がある。   Conventionally, water-based ballpoint pens using titanium oxide are well known. In such an aqueous ballpoint pen containing titanium oxide, it is necessary to blend titanium oxide at a high concentration in order to obtain a clear handwriting when written on dark paper or the like.

また、隠蔽性や筆跡視認性を良好とするために、平均粒子径が、0、5μm以上の無機顔料である酸化チタンを用いていたため、比重が大きく、インキ中において、経時的に沈降してしまう問題があった。   In addition, in order to improve the concealability and handwriting visibility, titanium oxide, which is an inorganic pigment having an average particle diameter of 0, 5 μm or more, was used, so that the specific gravity was large and settled with time in the ink. There was a problem.

こうした問題を鑑みて、酸化チタンの沈降を抑制し、隠蔽性が良好となる水性ボールペンとして、特開平8−325503号公報「中芯式筆記具用水性顔料インキ組成物」、特開平10-44673号公報「ボールペン」、WO98/50473号公報「水性ボールペン用白色調顔料インキ」等が開示されている。
「特開平8−325503号公報」 「特開平10-44673号公報」 「WO98/50473号公報」
In view of these problems, as an aqueous ball-point pen that suppresses sedimentation of titanium oxide and has good concealing properties, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-325503 “Aqueous Pigment Ink Composition for Core Writing Instruments”, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-44673. Japanese Laid-Open Patent Publication “Ballpoint Pen”, WO98 / 50473, “White Tone Pigment Ink for Aqueous Ballpoint Pen” and the like are disclosed.
"JP-A-8-325503" "Japanese Patent Laid-Open No. 10-44673" "WO98 / 50473 publication"

しかしながら、特許文献1では、インキ粘度を6000〜50000センチポイズとすることで、酸化チタンの沈降抑制効果はあるが、水性インキとしては、インキ粘度が非常に高いため、インキの追従不良が発生し、筆跡にカスレ、線とび等の筆跡不良や、書き味の劣化になってしまう。   However, in Patent Document 1, by setting the ink viscosity to 6000 to 50000 centipoise, there is an effect of suppressing the precipitation of titanium oxide, but as a water-based ink, the ink viscosity is very high, and ink follow-up failure occurs. This will result in poor handwriting such as blurring and line skipping in the handwriting, and poor writing quality.

また、特許文献2では、酸化チタンの含有量が25重量%以上と多いため、インキ中で分散安定せず、酸化チタンが沈降して、筆記不良になってしまう。さらに、従来の粒径の酸化チタンは、研磨剤としても用いられる材料でもあり、筆記時にザラツキ感や紙当たりが発生し、書き味が劣ってしまう。さらに、ボールチップのボール座が摩耗し、前記摩耗は著しいものであり、筆跡にカスレ、線とびや、筆記不良の原因になってしまう。   Moreover, in patent document 2, since there is much content of titanium oxide as 25 weight% or more, it does not carry out dispersion | distribution stabilization in ink, and titanium oxide will settle, and it will become a writing defect. Furthermore, titanium oxide having a conventional particle size is also a material used as an abrasive, and a rough feeling or paper hitting occurs during writing, resulting in poor writing quality. Further, the ball seat of the ball tip is worn, and the wear is remarkable, which causes blurring, line skipping, and poor writing on the handwriting.

さらにまた、特許文献3では、酸化チタンの粒径が150nm以上であるため、隠蔽性は良好であるが、酸化チタンの比重が高く、経時によって沈降が発生しやすい問題があった。   Furthermore, in Patent Document 3, since the particle size of titanium oxide is 150 nm or more, the concealability is good, but the specific gravity of titanium oxide is high, and there is a problem that precipitation is likely to occur over time.

本発明の目的は、インキ中での酸化チタンの分散性が良好で、書き味の良好な水性ボールペン用インキ組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide an ink composition for a water-based ballpoint pen having good dispersibility of titanium oxide in ink and good writing quality.

本発明は、上記課題を解決するために、
「1.少なくとも、水、酸化チタン、界面活性剤を含有する水性ボールペン用インキ組成物であって、前記酸化チタンの平均粒径が、1〜95nmであるとともに、前記酸化チタンが、表面に界面活性剤処理を施していることを特徴とする記載の水性ボールペン用インキ組成物。
2.前記酸化チタンが、シリコン系界面活性剤で表面処理を施してあることを特徴とする第1項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
3.前記酸化チタンの含有量が、インキ組成物全質量に対して0.5〜30.0質量%であることを特徴とする第1項または第2項に記載の水性ボールペン用インキ組成物。
4.前記界面活性剤が、リン酸エステル系界面活性剤であり、該リン酸エステル系界面活性剤の含有量が、インキ組成物全質量に対して0.1〜5.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載した油性ボールペン用インキ組成物。」である。
In order to solve the above problems, the present invention
“1. An aqueous ballpoint pen ink composition containing at least water, titanium oxide, and a surfactant, wherein the titanium oxide has an average particle diameter of 1 to 95 nm, and the titanium oxide has an interface on the surface. The ink composition for water-based ballpoint pens according to claim 1, wherein the composition is subjected to an activator treatment.
2. 2. The water-based ballpoint pen ink composition according to item 1, wherein the titanium oxide is surface-treated with a silicon-based surfactant.
3. The water-based ballpoint pen ink composition according to item 1 or 2, wherein the titanium oxide content is 0.5 to 30.0% by mass relative to the total mass of the ink composition.
4). The surfactant is a phosphate ester surfactant, and the content of the phosphate ester surfactant is 0.1 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition. 2. The ink composition for oil-based ballpoint pens according to claim 1. Is.

本発明は、少なくとも、水、酸化チタン、界面活性剤からなる水性ボールペン用インキ組成物であって、前記酸化チタンの平均粒径が、1〜95nmであるとともに、前記酸化チタンが、表面に界面活性剤処理を施していることを特徴とすることで、インキ中での酸化チタンの分散性が良好で、書き味の良好な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。   The present invention is an aqueous ballpoint pen ink composition comprising at least water, titanium oxide, and a surfactant, wherein the titanium oxide has an average particle size of 1 to 95 nm, and the titanium oxide has an interface on the surface. By the fact that it was treated with an activator, it was possible to provide an aqueous ballpoint pen ink composition having good dispersibility of titanium oxide in ink and good writing quality.

本発明の第一の特徴は、平均粒径が、1〜95nmである酸化チタンを含有するとともに、酸化チタンの表面を界面活性剤で処理することである。   The first feature of the present invention is that titanium oxide having an average particle diameter of 1 to 95 nm is contained and the surface of titanium oxide is treated with a surfactant.

酸化チタンは、隠蔽性のある白色系の着色剤として用いられるものであるが、比重が大きいため、インキ中で、分散性安定性に劣り、沈降が生じやすく、チップ先端の目詰まりによる筆記不良が発生しやすい。そのため、酸化チタンを含有する場合には、酸化チタンの分散安定性を考慮することが重要である。   Titanium oxide is used as a concealing white colorant, but because of its high specific gravity, it is inferior in dispersibility stability in ink, tends to settle, and has poor writing due to clogging at the tip of the chip. Is likely to occur. Therefore, when titanium oxide is contained, it is important to consider the dispersion stability of titanium oxide.

また、インキ組成物中に酸化チタンを含有するため、筆記時にボールペンチップのボールとボール座の間に抵抗が生じ、ザラツキ感や紙当たりが発生し、書き味の劣化する傾向がある。そのため、酸化チタンを含有する場合には、書き味の向上も考慮することが重要となる。   Further, since titanium oxide is contained in the ink composition, resistance is generated between the ball-point pen tip ball and the ball seat during writing, and there is a tendency that a rough feeling or paper hitting occurs and the writing quality is deteriorated. Therefore, when titanium oxide is contained, it is important to consider improvement in writing quality.

酸化チタンは、粒径が小さければ小さいほど、分散性が良好となり、インキ経時安定性に優れるが、平均粒径が、1nm未満だと、小さすぎて、製造工程上の粒径管理が難しくなるため、生産性を考慮すれば、実用性に乏しい。また、95nmを越えると、酸化チタンの分散性が不安定となり、沈降が発生してしまう。さらに、筆記時にボールペンチップのボールとボール座の間に抵抗が生じ、ザラツキ感や紙当たりが発生し、書き味の劣化や筆跡にカスレ、線とびが発生し易くなる。そのため、酸化チタンの分散性を良好にするには、平均粒径が、1〜95nmである必要があり、より良好な分散性を得るためには、平均粒径が1〜50nmの範囲の酸化チタンを用いる必要がある。   The smaller the particle size of titanium oxide, the better the dispersibility and the better the ink aging stability. However, when the average particle size is less than 1 nm, the particle size is too small to make it difficult to manage the particle size in the manufacturing process. Therefore, when productivity is taken into consideration, it is not practical. On the other hand, if it exceeds 95 nm, the dispersibility of titanium oxide becomes unstable and sedimentation occurs. Furthermore, resistance is generated between the ball of the ball-point pen tip and the ball seat during writing, and a rough feeling and paper hitting are generated, so that the writing quality is deteriorated and the handwriting tends to be blurred and skipped. Therefore, in order to improve the dispersibility of titanium oxide, the average particle size needs to be 1 to 95 nm, and in order to obtain better dispersibility, oxidation with an average particle size in the range of 1 to 50 nm is required. It is necessary to use titanium.

さらに、酸化チタンの表面が、界面活性剤で表面処理されると、表面活性を抑制することで、インキ組成物中での酸化チタンの凝集、沈降を抑制できる効果がある。また、表面が界面活性剤処理されているので、筆記時にボールペンチップのボールとボール座の間で潤滑性が向上するため、書き味がより良好になる相乗効果も得られるため、良い。   Furthermore, when the surface of the titanium oxide is surface-treated with a surfactant, the surface activity is suppressed, so that there is an effect that aggregation and sedimentation of titanium oxide in the ink composition can be suppressed. Further, since the surface is treated with a surfactant, the lubricity is improved between the ball of the ball-point pen tip and the ball seat at the time of writing, so that a synergistic effect that improves the writing quality can be obtained.

尚、表面処理する界面活性剤の種類としては、シリコン系、フッ素系、リン酸エステル系、アセチレングリコール系の界面活性剤などが挙げられるが、より表面活性を抑制する効果のあるシリコン系の界面活性剤が、最も好ましい。   Examples of the surfactant to be surface-treated include silicon-based, fluorine-based, phosphate ester-based, and acetylene glycol-based surfactants, but a silicon-based interface having an effect of further suppressing surface activity. Activators are most preferred.

具体的には、ミクロカットパウダー(平均粒径;10〜20nm、シリコン系界面活性剤表面処理、ポーラ化成工業(株)社製)、出光チタニアI−TS(平均粒径;10〜30nm、出光興産等(株)社製)、タイノックA−6、M−6、AM−15、H−30、R−30、A−100(平均粒径;5〜95nm、多木化学(株)社製)などや、それらを加工したものが挙げられ、これらは、単独又は2種以上混合して使用してもよい。   Specifically, micro cut powder (average particle size: 10 to 20 nm, silicon surfactant surface treatment, manufactured by Polar Kasei Kogyo Co., Ltd.), Idemitsu Titania I-TS (average particle size: 10 to 30 nm, Idemitsu Manufactured by Kosan Co., Ltd.), Tynock A-6, M-6, AM-15, H-30, R-30, A-100 (average particle size: 5-95 nm, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) ) And the like, and those obtained by processing them. These may be used alone or in combination of two or more.

また、酸化チタンの含有量は、インキ組成物全質量に対して、30.0質量%を越えると、良好な書き味、書き出し性能を得られにくく、0.5質量%未満であると、十分な筆跡視認性、隠蔽性を得られない。そのため、酸化チタンの含有量は、インキ組成物全質量に対して0.5〜30.0質量%の範囲が好ましい。さらに好ましくは、インキ組成物全量に対し、5.0〜20.0質量%である。   Further, if the content of titanium oxide exceeds 30.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition, it is difficult to obtain good writing quality and writing performance, and if it is less than 0.5% by mass, sufficient Handwriting visibility and concealment cannot be obtained. Therefore, the content of titanium oxide is preferably in the range of 0.5 to 30.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition. More preferably, it is 5.0-20.0 mass% with respect to the ink composition whole quantity.

本発明の第二の特徴は、書き味を向上するために、インキ組成物中に界面活性剤を含有し、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である。     The second feature of the present invention is to contain a surfactant in the ink composition in order to improve the writing quality, to improve the lubricity between the ball and the chip body, and to obtain a smooth writing feeling.

前述の通り、インキ組成物中に酸化チタンを含有すると、筆記時にボールペンチップのボールとボール座の間に抵抗が生じ、ザラツキ感や紙当たりが発生し、書き味の劣化する傾向がある。そのため、酸化チタンの表面に界面活性剤で処理を施すとともに、インキ組成物中に界面活性剤を含有して、ボールとチップ本体との潤滑性を高め、書き味を向上させることが必要である。   As described above, when titanium oxide is contained in the ink composition, resistance is generated between the ball of the ball-point pen tip and the ball seat at the time of writing, and there is a tendency that a rough feeling or paper hitting occurs and the writing quality is deteriorated. Therefore, it is necessary to treat the surface of titanium oxide with a surfactant, and to include a surfactant in the ink composition to improve the lubricity between the ball and the chip body and improve the writing quality. .

本発明に用いる界面活性剤としては、リン酸エステル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、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るため、書き味を向上するために用いる。その中でも、リン酸基を有するものは、金属類に対して吸着力があるため、ボールやチップ本体などに対して吸着するため、他の種類の界面活性剤よりも、潤滑性があり、リン酸エステル系界面活性剤を用いる方が、より好ましい。これらは単独又は2種以上組み合わせて使用することも配合可能である。   Examples of the surfactant used in the present invention include surfactants such as phosphate ester surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, and acetylene glycol surfactants. These surfactants are used to improve the writing quality because the lubricity between the ball and the chip body can be improved and a smooth writing feel can be obtained. Among them, those having a phosphate group have an adsorptive power to metals and are adsorbed to a ball or a chip body, so that they are more lubricious than other types of surfactants and phosphorous. It is more preferable to use an acid ester surfactant. These may be used alone or in combination of two or more.

リン酸エステル系界面活性剤には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルのリン酸モノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルのリン酸ジエステル、リン酸トリエステル、或いはその誘導体等があるが、これら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。その中でもインキ経時安定性を考慮すれば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルのリン酸モノエステル、リン酸ジエステルを用いることが最も好ましい。   Phosphate ester surfactants include polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene alkyl aryl ether phosphate monoester, polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene alkyl aryl ether phosphate diester, phosphate triester, Alternatively, there are derivatives thereof, but these phosphate surfactants may be used alone or in combination of two or more. Among these, in view of ink aging stability, it is most preferable to use polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene alkyl aryl ether phosphoric acid monoester or phosphoric acid diester.

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。さらに、この中でも、スチレン化フェノール系、ノニルフェノール系、オクチルフェノール系等のフェニル骨格(C-、C-、C-等)を有するリン酸エステル系界面活性剤は、フェニル骨格が立体構造を形成しているため、他の系と比べて、立体障害を起こす効果があり、潤滑性については、やや劣り、書き味の向上が小さいため、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ことが、より好ましい。 Examples of the phosphoric ester surfactant include styrenated phenols, nonylphenols, lauryl alcohols, tridecyl alcohols, octylphenols, short chain alcohols, and the like. Further, among this, styrenated phenol, nonylphenol type, phenyl skeleton of octylphenol system such as (C 6 H 5 -, C 6 H 4 -, C 6 H 3 - , etc.) phosphoric acid ester-based surfactant having a can, Since the phenyl skeleton forms a three-dimensional structure, it has the effect of causing steric hindrance compared to other systems, and the lubricity is somewhat inferior, and the improvement in writing quality is small. It is more preferable to use a tridecyl alcohol type or a short chain alcohol type.

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A208B(ラウリルアルコール系)、同A219B(ラウリルアルコール系)、同A213B(ラウリルアルコール系)、同A210B(ラウリルアルコール系)、同A215C(トリデシルアルコール系)、プライサーフA212C(トリデシルアルコール系)、同A208F(短鎖アルコール系)、同A208S(合成アルコール系)、同A208N(合成アルコール系)等が挙げられる。これらの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。   Specific examples of the phosphate ester-based surfactant include Prisurf A208B (lauryl alcohol), A219B (lauryl alcohol), A213B (lauryl) from the Prisurf series (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). Alcohol), A210B (Lauryl alcohol), A215C (Tridecyl alcohol), Plysurf A212C (Tridecyl alcohol), A208F (Short chain alcohol), A208S (Synthetic alcohol), A208N (Synthetic alcohol type). These surfactants may be used alone or in combination of two or more.

また、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、インキ中で所望の潤滑性が得られないおそれがあり、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。さらに好ましくは、インキ組成物全量に対し、0.5〜3.0質量%が好適である。   Further, if the content of the phosphate ester-based surfactant is less than 0.1% by mass relative to the total amount of the ink composition, the desired lubricity may not be obtained in the ink, and 5.0% by mass If it exceeds 1, the ink aging may become unstable, so 0.1 to 5.0% by mass is preferable with respect to the total amount of the ink composition. More preferably, 0.5-3.0 mass% is suitable with respect to the ink composition whole quantity.

また、水分の溶解安定性、水分蒸発乾燥防止等を考慮し、水溶性有機溶剤を用いても良い。水溶性溶剤は、ボールペンチップの先端での水分蒸発を抑制目的で添加され、一般的に水性ボールペン用として使用されるグリコールやグリコールエーテル等の有機溶剤が使えるが、ブチルセロソルブ(沸点171℃)等の沸点が180℃未満のものは常温での蒸気圧が高く、水分と共に蒸発し易い。また、グリセリン(沸点290℃)、ジエチレングリコール(沸点245℃)、トリエチレングリコール(沸点276℃)、ジプロピレングリコール(沸点225℃)、プロピレングリコール(沸点188℃)、エチレングリコール(沸点198℃)、等の沸点180℃以上のものは、一般に蒸気圧も低いため、水分と共に蒸発しにくいため、好ましい。さらに、グリセリン等の沸点250℃以上のものは、より蒸発しにくく、経時安定性にも優れているため、より好ましい。   A water-soluble organic solvent may be used in consideration of water dissolution stability and prevention of water evaporation drying. The water-soluble solvent is added for the purpose of suppressing water evaporation at the tip of the ballpoint pen tip, and organic solvents such as glycol and glycol ether generally used for aqueous ballpoint pens can be used, but butyl cellosolve (boiling point 171 ° C.), etc. Those having a boiling point of less than 180 ° C. have a high vapor pressure at room temperature, and easily evaporate with moisture. Also, glycerin (boiling point 290 ° C.), diethylene glycol (boiling point 245 ° C.), triethylene glycol (boiling point 276 ° C.), dipropylene glycol (boiling point 225 ° C.), propylene glycol (boiling point 188 ° C.), ethylene glycol (boiling point 198 ° C.), Those having a boiling point of 180 ° C. or higher are generally preferable because they have a low vapor pressure and are difficult to evaporate with moisture. Furthermore, those having a boiling point of 250 ° C. or higher such as glycerin are more preferable because they are more difficult to evaporate and are excellent in stability over time.

また、着色剤として、無機、有機、加工顔料などを併用しても良い。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、中空樹脂粒子や、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又は固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。これらの顔料は、単独又は2種以上組み合わせて使用してもかまわない。また、所望により、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、及び各種造塩タイプ染料等の染料を併用しても良い。   Moreover, you may use together inorganic, organic, a processed pigment, etc. as a coloring agent. Specifically, carbon black, aniline black, ultramarine, yellow lead, iron oxide, phthalocyanine, azo, quinacridone, quinophthalone, selenium, triphenylmethane, perinone, perylene, glyoxazine, aluminum pigment, Examples include pearl pigments, fluorescent pigments, phosphorescent pigments, and complementary color pigments. In addition, microcapsules in which hollow resin particles or colored bodies in which pigments are dispersed in a medium as colored resin particles are encapsulated or solidified in a shell made of a resin wall film-forming substance by a known microencapsulation method A pigment may be used. These pigments may be used alone or in combination of two or more. If desired, direct dyes, acid dyes, basic dyes, metal-containing dyes, and various salt-forming dyes may be used in combination.

また、粘度調整剤として剪断減粘性付与剤を用いても良い。具体的には、キサンタンガム、架橋型アクリル酸重合体、架橋型アクリルアミド系重合体、サクシノグリカン、グァーガム、ウエランガム等の剪断減粘性付与剤等が挙げられる。   A shear thinning agent may be used as a viscosity modifier. Specific examples include shear thinning agents such as xanthan gum, crosslinked acrylic acid polymer, crosslinked acrylamide polymer, succinoglycan, guar gum, and welan gum.

また、その他添加剤として、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、ベンゾトリアゾール等の防錆剤、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。これらは単独又は2種以上組み合わせて使用することも配合可能である。また、定着剤や分散剤も適宜添加可能で、水溶性樹脂として、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る。   In addition, as other additives, pH adjusters such as triethanolamine, humectants such as urea and sorbit, rust inhibitors such as benzotriazole, and antibacterial agents such as 1,2 benzoisothiazolin-3-one should be added. Can do. These may be used alone or in combination of two or more. Fixing agents and dispersants can also be added as appropriate. Water-soluble resins include acrylic resins, alkyd resins, cellulose derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, etc., and resin emulsions such as acrylic resins, urethane resins, styrene- A butadiene resin, a polyester resin, a vinyl acetate resin, or the like can be added.

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例1
水 57.0質量%
水溶性有機溶剤(グリセリン) 18.0質量%
リン酸エステル系界面活性剤(商品名;プライサーフA−208N) 2.5質量%
酸化チタン(商品名;ミクロカットパウダー、平均粒径;10〜20nm)
20.0質量%
pH調整剤(トリエタノールアミン) 2.0質量%
防菌剤(1,2ベンゾイソチアゾリン−3−オン) 0.5質量%
剪断減粘性付与剤(サクシノグリカン) 0.30質量%
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated.
Example 1
57.0% by weight of water
Water-soluble organic solvent (glycerin) 18.0% by mass
Phosphate ester surfactant (trade name; Prisurf A-208N) 2.5% by mass
Titanium oxide (trade name; micro cut powder, average particle size; 10 to 20 nm)
20.0% by mass
pH adjuster (triethanolamine) 2.0% by mass
Antibacterial agent (1,2 benzoisothiazolin-3-one) 0.5% by mass
Shear thinning agent (succinoglycan) 0.30% by mass

、酸化チタン(ミクロカットパウダー(平均粒径;10〜20nm、ポーラ化成工業(株)社製))、分散剤(リン酸エステル界面活性剤)、水溶性有機溶剤(グリセリン)、をビーズミル、ボールミルなどの分散機を使用し、充分に分散した後、遠心分離を行い、粗大分を除去して顔料分散体を得る。   , Titanium oxide (micro cut powder (average particle size: 10-20 nm, manufactured by Polar Chemical Industries, Ltd.)), dispersant (phosphate ester surfactant), water-soluble organic solvent (glycerin), bead mill, ball mill After sufficiently dispersing using a disperser such as the above, centrifugal separation is performed to remove coarse components to obtain a pigment dispersion.

そして、顔料分散体、水、水溶性有機溶剤、リン酸エステル系界面活性剤(プライサーフA−208N(第一工業製薬(株)))、pH調整剤、防菌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。   Add the pigment dispersion, water, water-soluble organic solvent, phosphate ester surfactant (Pricesurf A-208N (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)), pH adjuster and antibacterial agent with a magnet hot stirrer. Stir warm to make base ink.

その後、上記作製したベースインキを加温しながら、剪断減粘性付与剤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。   Then, while heating the base ink prepared above, the shear thinning agent was added and mixed and stirred thoroughly using a homogenizer stirrer until uniform, and then filtered using filter paper. 1 aqueous ballpoint pen ink composition was obtained.

実施例2〜7
表1に示すように各成分を配合に変更した以外は、実施例1と同様な手順で実施例2〜7の水性インキ組成物を得た。表1に測定、評価結果を示す。

Figure 2009161654
Examples 2-7
As shown in Table 1, water-based ink compositions of Examples 2 to 7 were obtained in the same procedure as in Example 1 except that each component was changed to a blend. Table 1 shows the measurement and evaluation results.
Figure 2009161654

比較例1〜5
インキの配合を表2に示す通りとし、表2に測定、評価結果を示す。

Figure 2009161654
Comparative Examples 1-5
The composition of the ink is as shown in Table 2, and Table 2 shows the measurement and evaluation results.
Figure 2009161654

試験及び評価
酸化チタン分散性試験においては、実施例1〜7及び比較例1〜5で作製した水性インキ組成物を用いて、以下のような試験方法で評価を行った。
また、書き味試験においては、インキ収容筒の先端部に、チップ本体のボール抱持室に、ボール径がφ0.7mmの炭化珪素ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備し、インキ収容筒内に実施例1〜および比較例1〜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充填したレフィルを、(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−3)に装着して、本発明の水性ボールペンを作製し、筆記試験用紙としてJIS P3201 筆記用紙Aを用いて、評価した。
Test and Evaluation In the titanium oxide dispersibility test, evaluation was performed by the following test methods using the water-based ink compositions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5.
In addition, in the writing taste test, the tip of the ink containing cylinder is provided with a ballpoint pen tip having a silicon carbide ball having a ball diameter of φ0.7 mm that is rotatably held in the ball holding chamber of the chip body. A refill in which a water-based ink composition and a grease-like ink follower prepared in Examples 1 to 1 and Comparative Example 1 were directly filled in a cylinder was used as a gel ink ballpoint pen (trade name: G-3) manufactured by Pilot Corporation. ) Was prepared, and evaluated using JIS P3201 writing paper A as a writing test paper.

酸化チタン分散性試験:直径15mmの密開閉ガラス試験管に各試料を入れて、常温にて1ヶ月放置後、適量採取し、顕微鏡などで酸化チタンの分散状態を観察した。
酸化チタンが均一分散されたもの ・・・○
酸化チタンの沈降が発生したもの ・・・×
Titanium oxide dispersibility test: Each sample was placed in a 15 mm diameter open / close glass test tube, allowed to stand at room temperature for 1 month, and then collected in an appropriate amount.
Titanium oxide uniformly dispersed ・ ・ ・ ○
Titanium oxide sedimentation ・ ・ ・ ×

書き味: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 ・・・○
重く劣るもの ・・・×
Written taste: A hand-written sensory test was performed and evaluated.
Smooth and good ・ ・ ・ ○
Heavy and inferior ・ ・ ・ ×

表1の結果より、実施例1〜7では、酸化チタン分散性試験、書き味、ともに良好の性能が得られた。   From the results of Table 1, in Examples 1 to 7, good performance was obtained for both the titanium oxide dispersibility test and writing quality.

表2の結果より、比較例1〜5では、平均粒径260nmの酸化チタンをため、酸化チタンが沈降してしまった。   From the results in Table 2, in Comparative Examples 1 to 5, titanium oxide was precipitated due to titanium oxide having an average particle diameter of 260 nm.

また、比較例4、5では、リン酸エステル系界面活性剤を添加しなかったため、筆記時ザラツキ感があり、書き味が悪かった。中空樹脂粒子及び/または着色樹脂粒子を併用いなかったため、筆記時ザラツキ感があり、書き味が悪かった。 In Comparative Examples 4 and 5, since the phosphate ester surfactant was not added, there was a feeling of roughness when writing and the writing quality was poor. Since hollow resin particles and / or colored resin particles were not used in combination, there was a feeling of roughness when writing and the writing quality was poor.

本実施例では、ボールペンチップ先端縁の内壁に、ボールを押圧するコイルスプリングを配設していないが、コイルスプリングを配設することによって、インキ垂れ下がりの抑制効果が向上するため、より好ましい。   In the present embodiment, the coil spring that presses the ball is not provided on the inner wall of the tip end edge of the ballpoint pen tip, but the effect of suppressing ink sag is improved by providing the coil spring, which is more preferable.

本発明の水性インキ組成物のインキ粘度は、特に限定されるものではないが、書き味を向上させるとともに、酸化チタンの沈降を抑制するために、20℃、1.92rpmにおいて、10〜3000mPa・sとすることが好ましい。   The ink viscosity of the water-based ink composition of the present invention is not particularly limited, but is 10 to 3000 mPa · s at 20 ° C. and 1.92 rpm in order to improve the writing quality and suppress the precipitation of titanium oxide. It is preferable to set to s.

本発明は水性ボールペンに関し、さらに詳細としては、平均粒径が、1〜95nmの酸化チタンと、界面活性剤を併用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ことで、酸化チタンの分散性が良好で、書き味の良好な水性ボールペン用インキ組成物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。   The present invention relates to a water-based ballpoint pen, and more specifically, by using a water-based ballpoint pen ink composition characterized in that a titanium oxide having an average particle size of 1 to 95 nm and a surfactant are used in combination. An aqueous ballpoint pen ink composition having good dispersibility and good writing quality can be provided. Therefore, it can be widely used as a ballpoint pen, such as a cap type and a knock type.

Claims (4)

少なくとも、水、酸化チタン、界面活性剤を含有する水性ボールペン用インキ組成物であって、前記酸化チタンの平均粒径が、1〜95nmであるとともに、前記酸化チタンが、表面に界面活性剤処理を施していることを特徴とする記載の水性ボールペン用インキ組成物。 An aqueous ballpoint pen ink composition containing at least water, titanium oxide, and a surfactant, wherein the titanium oxide has an average particle diameter of 1 to 95 nm, and the titanium oxide has a surfactant treatment on the surface. The water-based ballpoint pen ink composition according to claim 1, wherein 前記酸化チタンが、シリコン系界面活性剤で表面処理を施していることを特徴とする請求項1に記載の水性ボールペン用インキ組成物。 The water-based ballpoint pen ink composition according to claim 1, wherein the titanium oxide is surface-treated with a silicon-based surfactant. 前記酸化チタンの含有量が、インキ組成物全質量に対して0.5〜30.0質量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の水性ボールペン用インキ組成物。 3. The aqueous ballpoint pen ink composition according to claim 1, wherein the titanium oxide content is 0.5 to 30.0 mass% with respect to the total mass of the ink composition. 前記界面活性剤が、リン酸エステル系界面活性剤であり、該リン酸エステル系界面活性剤の含有量が、インキ組成物全質量に対して0.1〜5.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載した油性ボールペン用インキ組成物。 The surfactant is a phosphate ester surfactant, and the content of the phosphate ester surfactant is 0.1 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the ink composition. 2. The ink composition for oil-based ballpoint pens according to claim 1.
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