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公開番号2024046252
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2022151531
出願日2022-09-22
発明の名称ボールペン用水性インキ組成物
出願人ぺんてる株式会社
代理人
主分類C09D 11/18 20060101AFI20240327BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】種々の筆記角度で筆跡の線飛びが発生しないボールペン用水性インキ組成物を提供する。
【解決手段】水と、染料と、ポリオキシエチレンセチルエーテルと、エチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸またはそれらの塩のいずれかから選ばれる少なくとも1種以上のキレート剤と、から少なくともなるボールペン用水性インキ組成物。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
水と、染料と、ポリオキシエチレンセチルエーテルと、エチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸またはそれらの塩のいずれかから選ばれる少なくとも1種以上のキレート剤と、から少なくともなるボールペン用水性インキ組成物

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、染料を着色剤として使用し、液媒体として水を少なくとも含有するボールペン用水性インキ組成物に関するものである。
続きを表示(約 8,900 文字)【背景技術】
【0002】
ボールペンは基本的にインキを収容したインキ収容管と、このインキ収容管に直接又は接続部材を介して接続され、インキを流通可能に連通させたペン先部材であるボールペンチップとにより構成されている。ボールペンチップは、被筆記面に接触してインキを転写するボールと、このボールを回転自在に抱持するボールホルダーとから少なくとも構成されている。筆記時におけるボールペンの傾き、所謂筆記角度は筆記時に常に一定ではなく、筆記者の癖、被筆記面の材質や角度、筆記する文字や図形の種類等の要因によって大きく異なり、種々の筆記角度でも安定して筆記可能であることがボールペンには求められる。筆記方向と同一の方向へペン先部が向いた状態で筆記する逆書きの状態や被筆記面に対して垂直に筆記する際、ボールに対してペン先部先端が向く方向と反対方向へ大きな荷重がかかり、ボールがボールホルダーに接触し、その状態でボールが回転することでボールとボールホルダーの間に摩擦が生じ、ボールの回転が阻害され、被筆記面にインキが転写されない所謂線飛びが発生する場合があった。
【0003】
ボールとボールホルダー間の摩擦を低減するために、粒径が2~10μmの比較的大きいうるち米でんぷんを配合した例(特許文献1)、金属イオンの析出防止を目的としたキレート剤と、書き味向上を目的としたリン酸エステル界面活性剤と、を特定比率で配合した例(特許文献2)、ボールペン用水性顔料インキにエチレンジアミン四酢酸のアルカリ塩を添加した例(特許文献3)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2021-46470号公報
特開2006-206658号公報
特開昭61-130384号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の発明では、うるち米でんぷんを配合する方法が記載されているが、うるち米でんぷんは筆記具用インキ組成物で使用される添加剤の中では粒径が大きく、ボールとボールホルダーの間での摩擦低減が不十分で特定の筆記角度で線飛びが発生する。また大粒径の添加剤は経時で沈降しやすいため、うるち米でんぷんがボールペンチップ内の流路を塞いで筆記不良につながるおそれがある。特許文献2に記載の発明では、キレート剤とリン酸エステル界面活性剤の含有比率を特定比率で配合する方法が記載されているが、リン酸エステル界面活性剤はボールペンチップから溶出する金属イオンと反応して金属塩を生成し、その金属塩がボールペンチップ内の流路を塞いで筆記不良につながるおそれがある。特許文献3に記載の発明では、ボールペン用水性顔料インキにエチレンジアミン四酢酸のアルカリ塩を添加する方法が記載されているが、エチレンジアミン四酢酸のアルカリ塩のみでは、ボールとボールホルダーの間での摩擦低減が不十分で特定の筆記角度で線飛びが発生する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、水と、染料と、ポリオキシエチレンセチルエーテルと、エチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸またはそれらの塩のいずれかから選ばれる少なくとも1種以上のキレート剤と、から少なくともなるボールペン用水性インキ組成物を要旨とする。
【発明の効果】
【0007】
ポリオキシエチレンセチルエーテルは、極性基がボールホルダー内部やボール表面に吸着することで、疎水基が金属表面と反対方向へ向いた緻密な疎水膜を形成する。同時に、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)またはジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)またはそれらの塩に挙げられる特定のキレート剤が、染料に含まれる金属イオンを封鎖することで、ナノメートルオーダーの多面体構造を形成する。ポリオキシエチレンセチルエーテルの疎水膜はキレート剤と特異的に相互作用し、多面体構造を形成したキレート剤が疎水膜上で転がり運動することにより、種々の筆記角度においてボールとボールホルダーの間での摩擦が大幅に低減され、ボールの回転が阻害されることなく、インキが被筆記面に安定して転写され、線飛びの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
一実施形態に係る筆記具を示す縦断面図である。
図1に示す筆記具に用いられるリフィルを示す縦断面図である。
図2におけるI部を示す拡大断面図である。
試験用ボールペンチップの縦断面図である。
一実施形態に係る筆記具を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の水性ボールペン用インキに使用する染料は、筆跡に着色効果を付与し視認させるものである。本発明の水性ボールペン用インキに使用する染料の具体例としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料等のいずれも用いることができる。その一例を挙げれば、ジャパノールファストブラックDコンク(C.I.ダイレクトブラック17)、ウォーターブラック100L(同19)、ウォーターブラックL-200(同19)、ダイレクトファストブラックB(同22)、ダイレクトファストブラックAB(同32)、ダイレクトディープブラックEX(同38)、ダイレクトファストブラックコンク(同51)、カヤラススプラグレイVGN(同71)、カヤラスダイレクトブリリアントイエローG(C.I.ダイレクトイエロー4)、ダイレクトファストイエロー5GL(同26)、アイゼンプリムライエローGCLH(同44)、ダイレクトファストイエローR(同50)、ダイワIJイエロー306H(同123)、アイゼンダイレクトファストレッドFH(C.I.ダイレクトレッド1)、ニッポンファストスカーレットGSX(同4)、ダイレクトファストスカーレット4BS(同23)、アイゼンダイレクトローデュリンBH(同31)、ダイレクトスカーレットB(同37)、カヤクダイレクトスカーレット3B(同39)、アイゼンプリムラピンク2BLH(同75)、スミライトレッドF3B(同80)、アイゼンプリムラレッド4BH(同81)、カヤラススプラルビンBL(同83)、カヤラスライトレッドF5G(同225)、カヤラスライトレッドF5B(同226)、カヤラスライトローズFR(同227)、ダイレクトスカイブルー6B(C.I.ダイレクトブルー1)、ダイレクトスカイブルー5B(同15)、スミライトスプラブルーBRRコンク(同71)、ダイボーゲンターコイズブルーS(同86)、カヤラスターコイズブルーGL(同86)、ウォーターブルー#3(同87)、カヤラススプラブルーFF2GL(同106)、カヤラススプラターコイズブルーFBL(同199)等の直接染料や、アシッドブルーブラック10B(C.I.アシッドブラック1)、ニグロシン(同2)、スミノールミリングブラック8BX(同24)、カヤノールミリングブラックVLG(同26)、スミノールファストブラックBRコンク(同31)、ミツイナイロンブラックGL(同52)、アイゼンオパールブラックWHエクストラコンク(同52)、スミランブラックWA(同52)、ラニルブラックBGエクストラコンク(同107)、カヤノールミリングブラックTLB(同109)、スミノールミリングブラックB(同109)、カヤノールミリングブラックTLR(同110)、アイゼンオパールブラックニューコンク(同119)、ウォーターブラック187-L(同154)、ウォーターブラック#256L、カヤクアシッドブリリアントフラビンFF(C.I.アシッドイエロー7:1)、カヤシルイエローGG(同17)、キシレンライトイエロー2G140%(同17)、スミノールレベリングイエローNR(同19)、ダイワタートラジン(同23)、カヤクタートラジン(同23)、ウォーターイエロー#1(同23)、スミノールファストイエローR(同25)、ダイアシッドライトイエロー2GP(同29)、スミノールミリングイエローO(同38)、スミノールミリングイエローMR(同42)、ウォーターイエロー#6C(同42)、カヤノールイエローNFG(同49)、スミノールミリングイエロー3G(同72)、スミノールファストイエローG(同61)、スミノールミリングイエローG(同78)、カヤノールイエローN5G(同110)、スミノールミリングイエロー4G200%(同141)、カヤノールイエローNG(同135)、カヤノールミリングイエロー5GW(同127)、カヤノールミリングイエロー6GW(同142)、スミトモファストスカーレットA(C.I.アシッドレッド8)、カヤクシルクスカーレット(同9)、ソーラールビンエクストラ(同14)、ダイワニューコクシン(同18)、アイゼンボンソーRH(同26)、ダイワ赤色2号(同27)、スミノールレベリングブリリアントレッドS3B(同35)、カヤシルルビノール3GS(同37)、アイゼンエリスロシン(同51)、カヤクアシッドローダミンFB(同52)、ダイワレッドNo106WB(同52)、スミノールレベリングルビノール3GP(同57)、ダイアシッドアリザリンルビノールF3G200%(同82)、アイゼンエオシンGH(同87)、ダイワレッドNo103WB(同87)、ダイワレッドNo104WB(同92)、ウォーターピンク#2(同92)、アイゼンアシッドフロキシンPB(同92)、ローズベンガル(同94)、カヤノールミリングスカーレットFGW(同111)、カヤノールミリングルビン3BW(同129)、スミノールミリングブリリアントレッド3BNコンク(同131)、スミノールミリングブリリアントレッドBS(同138)、アイゼンオパールピンクBH(同186)、スミノールミリングブリリアントレッドBコンク(同249)、カヤクアシッドブリリアントレッド3BL(同254)、カヤクアシッドブリリドブリリアントレッドBL(同265)、カヤノールミリングレッドGW(同276)、ミツイアシッドバイオレット6BN(C.I.アシッドバイオレット15)、ミツイアシッドバイオレットBN(同17)、スミトモパテントピュアブルーVX(C.I.アシッドブルー1)、ウォーターブルー#106(同1)、パテントブルーAF(同7)、ウォーターブルー#9(同9)、ダイワ青色1号(同9)、ウォーターブルー#116(同15)スプラノールブルーB(同15)、オリエントソルブルブルーOBC(同22)、スミノールレベリングブルー4GL(同23)、ミツイナイロンファストブルーG(同25)、カヤシルブルーAGG(同40)、カヤシルブルーBR(同41)、ミツイアリザリンサフィロールSE(同43)、スミノールレベリングスカイブルーRエクストラコンク(同62)、ミツイナイロンファストスカイブルーB(同78)、スミトモブリリアントインドシアニン6Bh/c(同83)、サンドランシアニンN-6B350%(同90)、ウォーターブルー#105S(同90)、フィスコブルー664(同90)、オリエントソルブルブルーOBX(同93)、オリエントソルブルブルーOBB(同93)、スミトモブリリアントブルー5G(同103)、カヤノールミリングウルトラスカイSE(同112)、カヤノールミリングシアニン5R(同113)、アイゼンオパールブルー2GLH(同158)、ウォーターブルー#119、ダイワギニアグリーンB(C.I.アシッドグリーン3)、アシッドブリリアントミリンググリーンB(同9)、ダイワグリーン#70(同16)、カヤノールシアニングリーンG(同25)、スミノールミリンググリーンG(同27)等の酸性染料、アイゼンカチロンイエロー3GLH(C.I.ベーシックイエロー11)、アイゼンカチロンブリリアントイエロー5GLH(同13)、スミアクリルイエローE-3RD(同15)、マキシロンイエロー2RL(同19)、アストラゾンイエロー7GLL(同21)、カヤクリルゴールデンイエローGL-ED(同28)、アストラゾンイエロー5GL(同51)、アイゼンカチロンオレンジGLH(C.I.ベーシックオレンジ21)、アイゼンカチロンブラウン3GLH(同30)、ローダミン6GCP(C.I.ベーシックレッド1)、アイゼンアストラフロキシン(同12)、スミアクリルブリリアントレッドE-2B(同15)、アストラゾンレッドGTL(同18)、アイゼンカチロンブリリアントピンクBGH(同27)、マキシロンレッドGRL(同46)、アイゼンメチルバイオレット(C.I.ベーシックバイオレット1)、アイゼンクリスタルバイオレット(同3)、アイゼンローダミンB(同10)、アストラゾンブルーG(C.I.ベーシックブルー1)、アストラゾンブルーBG(同3)、ウォーターブルー#10C(同7)、メチレンブルー(同9)、マキシロンブルーGRL(同41)、アイゼンカチロンブルーBRLH(同54)、アイゼンダイヤモンドグリーンGH(C.I.ベーシックグリーン1)、アイゼンマラカイトグリーン(同4)、ビスマルクブラウンG(C.I.ベーシックブラウン1)等の塩基性染料が挙げられる。
【0010】
筆跡の耐水性、対候性といった堅牢性の向上を目的に、着色剤として顔料を染料と併用してもよい。顔料の具体例としては、アゾ系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料、建て染め染料系顔料、媒染染料系顔料、及び天然染料系顔料等の有機系顔料、黄土、バリウム黄、群青、紺青、カドミウムレッド、硫酸バリウム、酸化チタン、弁柄、鉄黒、カーボンブラック等の無機顔料等、アルミニウム粉、金粉、銀粉、銅粉、錫粉、真鍮粉等の金属粉顔料、蛍光顔料、雲母系顔料等が挙げられる。具体例を挙げると、カーボンブラックとしては、三菱カーボンブラック#10B、同#20B、同#14、同#25、同#30、同#33、同#40、同#44、同#45、同#45L、同#50、同#55、同#95、同#260、同#900、同#1000、同#2200B、同#2300、同#2350、同#2400B、同#2650、同#2700、同#4000B、同CF9、同MA8、同MA11、同MA77、同MA100、同MA220、同MA230、同MA600及びMCF88(以上、三菱化学(株)製)、モナーク120、モナーク700、モナーク800、モナーク880、モナーク1000、モナーク1100、モナーク1300、モナーク1400、モーガルL、リーガル99R、リーガル250R、リーガル300R、リーガル330R、リーガル400R、リーガル500及びリーガル660R(以上、キャボット コーポレーション社製、米国)、プリンテックスA、プリンテックスG、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス55、プリンテックス140U、プリンテックス140V、プリンテックス35、プリンテックス40、プリンテックス45、プリンテックスプリンテックス85、ナインペックス35、スペシャルブラック4、スペシャルブラック4A、スペシャルブラック5、スペシャルブラック6、スペシャルブラック100、スペシャルブラック250、スペシャルブラック350、スペシャルブラック550、カラーブラックFW1、カラーブラックFW2、カラーブラックFW2V、カラーブラックFW18、カラーブラックFW200、カラーブラックS150、カラーブラックS160及びカラーブラックS170(以上、デグサ ジャパン(株)製)、ラーベン5000ウルトラII、ラーベン2500ウルトラ、ラーベン1250、ラーベン760ウルトラ(以上、コロンビヤン・カーボン日本(株)製)、C.I.ピグメントブラック7、等が挙げられる。有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメント213、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントバイオレット23、アニリンブラック(C.I.50440)、シアニンブラック、ナフトールイエローS(C.I.10316)、ハンザイエロー10G(C.I.11710)、ハンザイエロー5G(C.I.11660),ハンザイエロー3G(C.I.11670)、ハンザイエローG(C.I.11680),ハンザイエローGR(C.I.11730)、ハンザイエローA(C.I.11735)、ハンザイエローRN(C.I.11740)、ハンザイエローR(C.I.12710)、ピグメントイエローL(C.I.12720)、ベンジジンイエロー(C.I.21090)、ベンジジンイエローG(C.I.21095)、ベンジジンイエローGR(C.I.21100)、パーマネントイエローNCG(C.I.20040)、バルカンファストイエロー5G(C.I.21220)、バルカンファストイエローR(C.I.21135)、タートラジンレーキ(C.I.19140)、キノリンイエローレーキ(C.I.47005)、アンスラゲンイエロー6GL(C.I.60520)、パーマネントイエローFGL、パーマネントイエローH10G、パーマネントイエローHR、アンスラピリミジンイエロー(C.I.68420)、スダーンI(C.I.12055)、パーマネントオレンジ(C.I.12075)、リソールファストオレンジ(C.I.12125)、パーマネントオレンジGTR(C.I.12305)、ハンザエロー3R(C.I.11725)、バルカンファストオレンジGG(C.I.21165)、ベンジジンオレンジG(C.I.21110)、ペルシアンオレンジ(C.I.15510)、インダンスレンブリリアントオレンジGK(C.I.59305)、インダンスレンブリリアントオレンジRK(C.I.59105)、インダンスレンブリリアントオレンジGR(C.I.71105)、パーマネントブラウンFG(C.I.12480)、パラブラウン(C.I.12071)、パーマネントレッド4R(C.I.12120)、パラレッド(C.I.12070)、ファイヤーレッド(C.I.12085)、パラクロルオルトアニリンレッド(C.I.12090)、リソールファストスカーレット、ブリリアントファストスカーレット(C.I.12315)、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッドF2R(C.I.12310)、パーマネントレッドF4R(C.I.12335)、パーマネントレッドFRL(C.I.12440)、パーマネントレッドFRLL(C.I.12460),パーマネントレッドF4RH(C.I.12420)、ファストスカーレットVD、バルカンファストルビンB(C.I.12320)、バルカンファストピンクG(C.I.12330),ライトファストレッドトーナーB(C.I.12450)、ライトファストレッドトーナーR(C.I.12455)、パーマネントカーミンFB(C.I.12490)、ピラゾロンレッド(C.I.12120)、リソールレッド(C.I.15630)、レーキレッドC(C.I.15585)、レーキレッドD(C.I.15500)、アンソシンB(C.I.18030)、ブリリアントスカーレットG(C.I.15800)、リソールルビンGK(C.I.15825)、パーマネントレッドF5R(C.I.15865)、ブリリアントカーミン6B(C.I.15850)、ピグメントスカーレット3B(C.I.16105)、ボルドー5B(C.I.12170)、トルイジンマルーン(C.I.12350)、パーマネントボルドーF2R(C.I.12385)、ヘリオボルドーBL(C.I.14830)、ボルドー10B(C.I.15880)、ボンマルーンライト(C.I.15825)、ボンマルーンメジウム(C.I.15880)、エオシンレーキ(C.I.45380)、ローダミンレーキB(C.I.45170)、ローダミンレーキY(C.I.45160)、アリザリンレーキ(C.I.58000)、チオインジゴレッドB(C.I.73300)、チオインジゴマルーン(C.I.73385)、パーマネントレッドFGR(C.I.12370)、PVカーミンHR、ワッチングレッド,モノライトファストレッドYS(C.I.59300)、パーマネントレッドBL、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ(C.I.42535)、ジオキサジンバイオレット、アルカリブルーレーキ(C.I.42750A、C.I.42770A)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42090)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42025)、ビクトリアブルーレーキ(C.I.44045)、フタロシアニンブルー(C.I.74160)、ファストスカイブルー(C.I.74180)、インダンスレンブルーRS(C.I.69800)、インダンスレンブルーBC(C.I.69825)、インジゴ(C.I.73000)、ピグメントグリーンB(C.I.10006)、ナフトールグリーンB(C.I.10020)、グリーンゴールド(C.I.12775)、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ(C.I.42000)、フタロシアニングリーン等が挙げられ、これらを液媒体に分散して用いられる。
(【0011】以降は省略されています)

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