JP2001123102A - ボールペン用油性インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 顔料の分散安定性に優れたボールペン用油性
インキ組成物を提供する。 【解決手段】 顔料、有機溶剤、平均分子量が１５００
０〜６００００のポリビニルブチラールを少なくとも含
有するボールペン用油性インキ組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールペン用油性イ
ンキ組成物に関する。更に詳細には着色剤として顔料を
用いたボールペン用油性インキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりボールペン用油性インキの着色
剤としては染料が用いられているが、筆跡の堅牢性が低
く、光に曝されると退色したり、水が付着すると筆跡が
滲む等の不具合を有する。よって、着色剤として顔料を
用いることにより、堅牢性に優れた筆跡を得る試みがな
されつつある。しかしながら、ボールペン用油性インキ
組成物の着色剤として顔料を用いる場合、前記顔料が凝
集して沈降し易く、筆記先端部を下向き（倒立状態）で
放置すると該先端部に顔料の目詰まりを生じてかすれを
生じたり、或いは、筆記先端部を上向き（正立状態）で
放置すると前記顔料が下方に沈降し、筆跡が薄くなる等
の欠点を有する。そこで、前記顔料がインキ中で均一に
分散し、且つ、経時によって凝集、沈降することなく安
定して存在させるために様々な樹脂を添加する試みが開
示されており、特開昭６３−２１８７７９号公報に記載
のポリビニルピロリドン、特開平９−１２４９９１号公
報に記載のケトン樹脂、特開平１−２９９８８０号公報
に記載のアクリル樹脂やオリゴマーを例示できる。前記
樹脂を添加したインキ組成物は初期において良好な顔料
分散安定性を示すものの、保存安定性に欠けるため経時
によって減粘或いは増粘して顔料が凝集、沈降したり、
インキ粘度が上昇して筆跡が薄くなったり、かすれる等
の不具合を生じ易い。また、顔料系インキ組成物はボー
ル受け座が摩耗し易く、従って、各種潤滑剤の添加を余
儀なくされるため、泣きだしやボテ現象を生じ易く良好
な筆記性能を満たしていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来のボールペン用油性インキの欠点を解消するために鋭
意検討した結果、顔料、有機溶剤を含むボールペン用油
性インキに特定のポリビニルブチラールを添加すること
によって、顔料の分散安定性に優れ、経時後も良好な筆
記性能を有する、油性ボールペンに有用なインキ組成物
を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料、有機溶
剤を含有してなるボールペン用油性インキ組成物におい
て、平均分子量が１５０００〜６００００のポリビニル
ブチラールを含むボールペン用油性インキ組成物を要件
とする。更には、前記ポリビニルブチラールを顔料１０
０重量部に対して３５〜１００重量部含むこと、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エステル、或いはそ
れらの塩を含むこと、平均分子量が２０万〜１２０万の
ポリエチレンオキサイドを含むこと等を要件とする。

【０００５】本発明者は、ボールペン用油性インキに用
いる樹脂として特定の分子量を有するポリビニルブチラ
ールが初期及び経時後の顔料の分散安定性に優れ、しか
も、潤滑性を付与してボール受け座の摩耗を防止できる
ことを見出し、本発明を完成させた。前記ポリビニルブ
チラールは平均分子量が１５０００〜６００００であ
り、好適には１５０００〜４００００である。平均分子
量が１５０００未満では所望の顔料分散性を得られず、
また、平均分子量が６００００を越えると粘度が上昇し
てインキがボールとボール抱持部間のクリアランスから
円滑に出難くなる。

【０００６】なお、前記ポリビニルブチラールは顔料１
００重量部に対して３５〜１００重量部含むことが好ま
しく、顔料の分散安定性と適度な潤滑性を付与できる。
３５重量部未満であっても顔料の分散安定性を損なうこ
とはないが、より安定した分散性を示すためには３５重
量部を越えるポリビニルブチラールを添加することが好
適であり、しかも、ボール受け座の摩耗を防止する機能
を十分に発現し易い。また、１００重量部を越えるとイ
ンキ組成によっては増粘して筆記性能に悪影響を与える
こともあるため、１００重量部以下の添加量が好適であ
る。

【０００７】前記着色剤として用いられる顔料として
は、カーボンブラック、群青、二酸化チタン顔料等の無
機顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ
顔料、チオインジゴ顔料、スレン顔料、キナクリドン系
顔料、アントラキノン系顔料、スロン系顔料、ジケトピ
ロロピロール系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系
顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料等の有
機顔料、アルミニウム粉等の金属顔料、蛍光顔料、パー
ル顔料、蓄光性顔料等が挙げられる。前記着色剤は１種
又は２種以上を混合して用いてもよく、インキ組成中３
乃至４０重量部の範囲で用いられる。

【０００８】前記有機溶剤としては、例えば、ベンジル
アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ベンジルグリコール、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチル
エーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、
エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
モノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピ
レングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレング
リコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコー
ルモノフェニルエーテル等が挙げられる。前記有機溶剤
は１種又は２種以上を混合して用いてもよく、インキ組
成中４０乃至８０重量部の範囲で用いられる。

【０００９】更に、本発明のボールペン用油性インキ組
成物には、オレイン酸等の高級脂肪酸、長鎖アルキル基
を有するノニオン性界面活性剤、ポリエーテル変性シリ
コーンオイル、チオ亜燐酸トリ（アルコキシカルボニル
メチルエステル）やチオ亜燐酸トリ（アルコキシカルボ
ニルエチルエステル）等のチオ亜燐酸トリエステル等の
潤滑剤を必要により添加することもできるが、特に、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エステル、或い
はそれらの塩を用いるとボール受け座の摩耗防止効果に
優れる。

【００１０】前記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
ン酸エステルはモノエステル、ジエステル、或いは、ト
リエステルのいずれであってもよいが、下記一般式
（１）で示される化合物が好適である。

【化１】 〔Ｒは炭素数８乃至３０のアルキル基又はアルキルアリ
ール基を示し、Ｒ’はＨ又はＲ（ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ）_n を
示し、ｎは１乃至３０の数を示す〕 更に、前記リン酸エステルの塩は、アルカノールアミ
ン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン塩から選ばれるリン酸誘導体が挙げら
れる。前記リン酸エステルは上記一般式に示されるよう
に、モノエステル或いはジエステルであり、更にはその
混合物であってもよい。具体例としては、プライサーフ
Ａ２１２Ｃ、、同Ａ２１０Ｇ、同Ａ２０７Ｈ、同ＡＬ、
同Ａ２１２Ｃ、同Ａ２０８Ｂ、同Ａ２０８Ｓ、同Ａ２０
８Ｆ、同Ｍ２０８Ｂ、同Ｍ２０８Ｆ、同Ａ２１２Ｅ、同
Ａ２１９Ｂ、同Ａ２０６Ｋ、同Ａ２１７Ｅ〔第一工業製
薬（株）製、商品名〕 フォスファノールＲＥ−２１０、同ＲＥ−４１０、同Ｒ
Ｅ−７１０、同ＲＳ−４１０、同ＲＢ−４１０、同ＲＭ
−４１０、同ＲＭ−５１０、同ＲＬ−２１０、同ＲＤ−
５１０Ｙ、同ＧＢ−５２０〔東邦化学工業（株）製、商
品名〕等が挙げられる。

【００１１】また、平均分子量が２０万〜１２０万のポ
リエチレンオキサイドを配合すると、適度な曳糸性を付
与して顔料の分散安定性を助長する効果を有することか
ら、経時後も顔料の分散安定性に優れる。

【００１２】更に、前記ボールペン用油性インキは、筆
跡の紙への滲み抑制、定着性向上、堅牢性付与等の目的
で他の樹脂を併用することもできる。具体的には、ケト
ン樹脂、アミド樹脂、アルキッド樹脂、ロジン変性樹
脂、ロジン変性フェノール樹脂、フェノール樹脂、キシ
レン樹脂、ポリビニルピロリドン、α−及びβ−ピネン
・フェノール重縮合樹脂等が挙げられる。

【００１３】また、所望によりカルナウバワックス、キ
ャンデリラワックス、ライスワックス、みつろう、オゾ
ケライト、セレシン、モンタンワックス、モンタン酸ワ
ックス、モンタンエステルワックス等のワックス類、Ｎ
−ビニルアセトアミド又はＮ−メチル−Ｎ−ビニルアセ
トアミドの重合体、前記Ｎ−ビニルアセトアミド又はＮ
−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミドと（メタ）アクリル
酸、（メタ）アクリル酸ナトリウム、（メタ）アクリル
酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリ
ル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）ア
クリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、ヒ
ドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロ
ピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）
アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ート、塩化トリメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、アクリルアミド、スルフォプロピルアクリルアミ
ド、スルフォブチルアクリルアミド、ソジウムスルフォ
プロピルアクリルアミド、ソジウムスルフォブチルアク
リルアミド、アクリロニトリル、エチルビニルエーテ
ル、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、酢酸ビ
ニル、アリルスルフォン酸ナトリウム、Ｎ−ビニル−２
−ピロリドン、マレイン酸、マレイン酸ナトリウム、イ
タコン酸、イタコン酸ナトリウムの共重合体等を添加す
ることもできる。

【００１４】尚、本発明のボールペン用油性インキ組成
物は、インキ粘度を１〜１０Ｐａ・ｓの比較的低粘度に
することが好ましく、インキ出が良好であり、且つ、濃
い筆跡が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】ボールペン用油性インキは、ポリ
ビニルブチラール樹脂を溶解した有機溶剤溶液中に顔料
を投入して混練し、この顔料分散体中に必要により各種
添加剤を添加し、更に攪拌、溶解することによりインキ
が調製される。前記調製方法において混練にはボールミ
ルやロールミル等の分散機を用いることができ、必要に
より加温したり、或いは、フィルターを用いて濾過する
こともできる。

【００１６】

【実施例】実施例インキ及び比較例インキの組成を表に
示す。尚、組成の数値は重量部を示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】表中の原料の内容を注番号に沿って説明す
る。 （１）Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５ （２）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３ （３）プライサーフＡ２０７Ｈ〔第一工業製薬（株）商
品名〕 （４）アルコックスＥ−３０〔明成化学工業（株）商品
名〕 （５）ルビスコールＫ−９０〔ドイツ国ＢＡＳＦ社製商
品名〕 （６）シンセチックレジンＳＫ（ドイツ国ヒュルス社商
品名） （７）タマノル１３５〔荒川化学工業（株）商品名〕

【００２０】各実施例及び比較例のインキは、前記した
如きインキ調製法によって調製し、以下の初期試験、経
時試験を行った。なお、筆記試験については、直径０．
５ｍｍのボールを抱持するステンレススチール製チップ
がポリプロピレン製パイプの一端に嵌着されたボールペ
ンに前記インキをそれぞれ充填して行った。なお、実施
例においては０．５ｍｍのボールを用いたが、０．３〜
１．５ｍｍのボールを抱持したステンレススチール製チ
ップを所望に応じて使用することが可能である。

【００２１】初期試験 Ａ インキ分散性試験 各インキをスライドガラスに所定量塗布した後、顕微鏡
で顔料の分散性を調べた。 Ｂ 筆記試験 正常に筆記できることを確認した各ボールペンを、筆記
試験機にて筆記してインキが最後まで消費されるか試験
した。筆記試験機での筆記試験はＪＩＳ Ｓ６０３３９
に準拠し、筆記角度７０°、荷重１００ｇ、筆記速度４
ｍ／分の直線筆記の条件で実施した。 Ｃ 摩耗試験 筆記試験（Ｂ）を行なう前後の筆記先端部より突出した
ボールの出長さを測定し、ボールの出長さの減少率を以
下の計算式により算出した。 ボール出長さの減少率（％）＝〔（筆記前のボール出長
さ−筆記後のボール出長さ）／（筆記前のボール出長
さ）〕×１００ Ｄ 筆感試験 紙面上に筆記してその筆記感を調べた。

【００２２】経時試験 Ｅ インキ安定性試験 各インキを透明性ガラス瓶中に所定量充填し、５０℃で
一カ月間放置した後、インキの状態を目視により観察し
た。 Ｆ 粘度試験 インキ安定性試験（Ｅ）を行なう前後のインキ粘度を測
定し、粘度変化率を以下の計算式により算出した。 粘度変化率（％）＝〔（試験前の粘度−試験後の粘度）
／（試験前の粘度）〕×１００ Ｇ インキ分散性試験 インキ安定性試験（Ｅ）を行なった後のインキをスライ
ドガラスに所定量塗布した後、顕微鏡で顔料の分散性を
調べた。 Ｈ 筆記試験 各ボールペンを５０℃で一カ月間放置した後、前記と同
様の条件にて筆記試験機で筆記した。

【００２３】上記した各試験のテスト結果を表に示す。

【表３】

【００２４】なお、表中の試験結果の判断は以下のとお
りである。 Ａ インキ分散性試験 ○：顔料の凝集はみられず、均一に分散している。 △：顔料の凝集がややみられる。 ×：顔料が凝集して不均一に分散している。 Ｂ 筆記試験 ○：ボールペンに収容したインキを全て消費した。 ×：ボールペンに収容したインキを消費する前に筆記不
能になった。 Ｃ 摩耗試験 ◎：殆ど変化なし（減少率３％未満） ○：ほぼ変化なし（減少率３％以上、１０％未満） △：若干の変化あり（減少率１０％以上、２０％未満） ×：顕著に変化している（減少率２０％以上） Ｄ 筆感試験 ○：筆感が軽く、軽快な筆記が可能である。 △：筆感がやや重い。 ×：筆感が重く、筆記し難い。 Ｅ インキ安定性試験 ◎：均一に分散しており、インキ分離は認められない。 ○：表面に僅かな透明層を有する、或いは、下部に微量
の沈降物を有するものの実用上問題ない範疇である。 △：表面に若干の透明層を有する、或いは、下部に若干
の沈降物を有する。×：表面に顕著な透明層を有する、
或いは、下部に多量の沈降物を有する。 Ｆ 粘度試験 ◎：殆ど変化なし（変化率５％未満） ○：ほぼ変化なし（変化率５％以上、１０％未満） △：若干の変化あり（変化率１０％以上、２０％未満） ×：顕著に変化している（変化率２０％以上） Ｇ インキ分散性試験 ◎：顔料の凝集はみられず、均一に分散している。 ○：顔料の僅かな凝集物がみられるものの実用上問題な
い範疇である。 △：顔料が若干凝集して、僅かに不均一である。 ×：顔料が凝集して不均一に分散している。 Ｈ 筆記試験 ○：良好な筆跡が得られる。 △：筆跡にややかすれが見られる。 ×：筆記不能

【００２５】

【発明の効果】本発明は、平均分子量が１５０００〜６
００００のポリビニルブチラールを含有することによっ
て、顔料の分散安定性に優れ、良好な筆記感をもたらす
と共に経時後も良好な筆記性能を有する、油性ボールペ
ンに有用なインキ組成物を提供できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、有機溶剤を含有してなるボールペ
   ン用油性インキ組成物において、平均分子量が１５００
   ０〜６００００のポリビニルブチラールを含むことを特
   徴とするボールペン用油性インキ組成物。
2. 【請求項２】 前記ポリビニルブチラールを顔料１００
   重量部に対して３５〜１００重量部含む請求項１記載の
   ボールペン用油性インキ組成物。
3. 【請求項３】 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
   酸エステル、或いはそれらの塩を含む請求項１又は２記
   載のボールペン用油性インキ組成物。
4. 【請求項４】 平均分子量が２０万〜１２０万のポリエ
   チレンオキサイドを含む請求項１乃至３記載のいずれか
   のボールペン用油性インキ組成物。