JP2007284488A - 油性ボールペン用インキ組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、少なくとも着色剤と水溶性高分子樹脂を含有した油性ボールペン用インキ組成物において、経時安定性が良好な油性ボールペン用インキ組成物を提供することである。
【解決手段】少なくとも着色剤と、溶剤と、水溶性高分子樹脂とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物であって、前記溶剤が、油溶性有機溶剤と、該油溶性有機溶剤に可溶な可塑剤とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は油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組成物中に水溶性高分子樹脂と、可塑剤を含有してなる油性ボールペン用インキ組成物に関するものである。

油性ボールペン用インキに用いる溶剤は、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル、ベンジルアルコール等の芳香族アルコールを用いている。

こうした油性ボールペン用インキにおいて、本願出願人が特開平８−２３９６１６号に開示したように、油性ボールペン用インキ組成物を用いた油性ボールペンにおいては、チップ先端に付着した余剰なインキが紙面に付着する、泣きボテ現象を抑制するために、油性ボールペン用インキ組成物に、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子樹脂を添加することはよく知れている。

ところで、前述したエチレングリコールモノフェニルエーテルやベンジルアルコールは水を可溶なため、経時や高湿度環境下においてインキ組成物中に大気中の水分を吸湿し、インキ粘度が低下するという問題があった。

こうした課題を解決するために、特開２００１−３１１０３２号公報「ボールペン用油性インキ組成物」等では、予め吸湿する水分をインキ組成物に添加することが開示されている。
「特開平８−２３９６１６号公報」 「特開２００１−３１１０３２号公報」

しかしながら、予め水分を添加することによってインキ粘度の変化は軽減するものの、油性ボールペン用インキ組成物中に水溶性高分子樹脂を含有している場合には、吸湿又は予め添加した水分によって水溶性高分子が膨潤して、インキの経時安定性が低下するという問題があった。

本発明の目的は、少なくとも水溶性高分子樹脂を含有した油性ボールペン用インキ組成物において、経時安定性が良好な油性ボールペン用インキ組成物を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、
「１．少なくとも着色剤と、溶剤と、水溶性高分子樹脂とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物であって、前記溶剤が、油溶性有機溶剤と、該油溶性有機溶剤に可溶な可塑剤とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
２．前記溶剤が、インキ組成物全質量に対し、５０質量％以上、７５質量％以下であるとともに、前記可塑剤が、インキ組成物全質量に対し、２０質量％以上、５０質量％未満含有していることを特徴とする第１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
３．前記油溶性有機溶剤がベンジルアルコールであることを特徴とする第１項または第２項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
４．前記水溶性高分子樹脂が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする第１項ないし第３項の何れか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物」である。

本発明は、少なくとも水溶性高分子樹脂を含有した油性ボールペン用インキ組成物において、経時安定性が良好な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができた。

本発明の特徴は、溶剤として油溶性有機溶剤と、油溶性有機溶剤に可溶な可塑剤を併用することである。溶剤としては、他のインキ組成物の溶解安定性を考慮して油溶性有機溶剤を用いることが最も好ましいが、油溶性有機溶剤は、水溶性有機溶剤に比べて可溶化する水の量は少ないものの、経時や高湿環境下において微量の水分を吸湿し、溶解してしまう。この水分の溶解量は、用いる油溶性有機溶剤の種類によっても異なるが、添加量に比例して多くなるので、油溶性有機溶剤と可塑剤を併用し、全体の溶剤量を減らすことなく、吸湿する油溶性有機溶剤の添加量のみを減少させることが重要である。また、油溶性有機溶剤に可溶な可塑剤を用いることによって、経時安定性が著しく向上する。

油溶性有機溶剤と可塑剤とからなる溶剤の含有量は、他の組成物の溶解安定性などを考慮してインキ組成物全重量に対し、５０．０質量％以上、７５．０質量％以下とすることが好ましい。

またその中で、油溶性有機溶剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、２０質量％未満だと、他のインキ組成物の溶解安定性が低下するとともに、５０質量％を超えると、吸湿量が多く、経時安定性が低下する恐れがあるため、２０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは４０質量％以下が好ましい。

また、可塑剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、２０質量％未満だと、水分の吸湿量を抑制し難くなり、５０質量％以上となると、他のインキ組成物の溶解安定性が低下するため、２０質量％以上、好ましくは３０質量％以上、５０質量％未満が望ましい。

油溶性有機溶剤としてはベンジルアルコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のアルコール類及びグリコール類、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル類等の油性ボールペン用インキとして一般的に用いられる油溶性有機溶剤が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができるが、他のインキ組成物の溶解安定性や経時安定性を考慮するとともに、吸湿性の低いベンジルアルコールを用いることが最も好ましい。

可塑剤とは、一般的に、インキの乾燥被膜に可とう性、柔軟性を与える目的で添加される溶剤のことであり、耐水性、不揮発性で化学的に安定なものであって、吸湿性が極めて少ないことが特徴である。本発明の油性ボールペン用インキ組成物においては、他のインキ組成物の溶解安定性及び経時安定性を考慮して、フタル酸ジオクチルやフタル酸ジブチル等のフタル酸エステル、セバシン酸ジオクチルやセバシン酸ジブチル等のセバシン酸エステル、アジピン酸ジエチルやアジピン酸ジオクチル等のアジピン酸エステル、マレイン酸ジオクチルやマレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル、ステアリン酸エチルやステアリン酸ブチル等のステアリン酸エステル、脂肪酸二塩基酸エステル、正リン酸エステル、リシノールエステル、酢酸エステル等が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができる。

また、本発明の油性ボールペン用インキ組成物には、インキ組成物に曵糸性を付与し、泣きボテを防止する目的で水溶性高分子を含有する。ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロース、ゴム系高分子化合物等等が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができるが、経時安定性やインキ組成物の曵糸性を考慮してポリビニルピロリドンを用いることが最も好ましい。

水溶性高分子の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．１質量％未満だと、曵糸性が少なく、泣きボテが発生し易く、５．０質量％を超えると、経時安定性が低下するとともに、インキ粘度が高く、筆跡のカスレや書き味が低下する恐れがあるため、０．１質量％以上、５．０質量％以下が望ましい。
配合可能である。

また、本発明は、着色剤として染料を用いることができる。染料としては、従来から油性ボールペンに採用されている油溶性染料、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が採用可能である。これらの着色剤は単独又は２種以上混合し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、２０質量％以上、４０質量％以下が望ましい。

また、所望により顔料を併用することができる。顔料としては、有機、無機、加工顔料、例えば、カーボンブラック、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等がある。これらの着色剤は単独、２種以上混合し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５質量％以上であると顔料の分散安定性が低下するので、顔料の配合量は、インキ組成物全質量に対して、１．０質量％以上、２０．０質量％以下が好ましい。また、顔料を使用する場合には、水溶性高分子樹脂の溶解安定性及び顔料の均一分散性を考慮し、水溶性高分子を可溶な可塑剤を用いる。

また、所望によりインキ粘度調整剤を添加することもできる。インキ粘度調整剤としては、フェノール樹脂、マレイン樹脂、アミド樹脂、キシレン樹脂、水添ロジン樹脂、ケトン樹脂、テルペン樹脂や脂肪酸アマイド、架橋型アクリル酸重合体等の擬塑性付与剤等が挙げられる。これらは単独又は２種以上混合して使用してもよい。

その他添加剤として、界面活性剤、防錆剤、分散助剤、潤滑剤、染料溶解安定剤等が適時選択して添加することができる。

次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１の油性ボールペン用インキ組成物は、油溶性有機溶剤としてベンジルアルコール、可塑剤としてフタル酸ジメチルを採用し、これを所定量秤量して６０℃に加温した後、曳糸性付与剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ−９０：和光純薬工業株式会社製）と、着色剤として染料（スピロンブラックＧＭＨ−スペシャル：保土谷化学工業株式会社製及びバリファーストバイオレット１７０１：オリエント化学工業株式会社製）と、インキ粘度調整剤としてケトン樹脂（ハイラック１１１：日立化成工業株式会社製）とを、ディスパー攪拌機を用いて完全溶解させ、黒色の油性ボールペン用インキを得た。具体的な配合量は下記の通りである。尚、ブルックフィールド社製ＤＶ−ＩＩ粘度計（Ｎｏ．２７ローター）を用いて２０℃の環境下で、回転数１０ｒｐｍにてインキ粘度を測定したところ、２８００ｍＰａ・ｓであった。

実施例１
染料（スピロンブラックＧＭＨ−スペシャル） １５．０質量％
（バリファーストバイオレット１７０１） １５．０質量％
溶剤
油溶性有機溶剤（ベンジルアルコール） ４６．０質量％
可塑剤（フタル酸ジメチル） １５．０質量％
水溶性高分子樹脂
ポリビニルピロリドン
（ＰＶＰ Ｋ−９０ 和光工業社製） ０．５質量％
粘度調整剤
ケトン樹脂
（ハイラック１１１ 日立化成工業社製） ８．５質量％

実施例２〜７
表１に示すように各成分を表１に示す配分に変更以外は、実施例１と同様な手順で実施例２、３の黒色の油性ボールペン用インキ組成物を得た。

表１：本発明の実施例１〜７の配合成分比（質量％）、インク粘度の測定値及び諸特性の評価結果

比較例１〜３
インキの配合を表２に示す通りとし、比較例１、２は、可塑剤を添加せずに実施例１と同様の手順で、比較例３は、水溶性高分子樹脂を添加せずに実施例１と同様の手順で配合し、比較例１〜３の油性ボールペン用インキ組成物を得た。

表２：比較例１〜３の配合成分比（質量％）、インク粘度の測定値及び諸特性の評価結果

試験及び評価
実施例１〜７及び比較例１〜３で作製した油性ボールペン用インキ組成物を、インキ収容筒（ポリプロピレン）に、ボール径がΦ０．５ｍｍのボールを回転自在に抱持したボールペンチップ（ステンレス綱線）を装着したボールペン用レフィルに充填して５０℃、湿度１００％、２ヶ月経過後に、以下の試験及び評価を行った。

経時試験１（筆記試験）：荷重２００ｇｆ、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて１ｍ筆記後の筆跡を目視にて観察した。
良好に筆記できたもの・・・・・・・・・・・○
線切れ、濃淡等、筆跡不良が発生したもの・・× とした。

経時試験２（泣き）：走行試験機にて１ｍ筆記後のチップ先端部を目視にて観察した。
チップ先端部にインキ滴（泣き）がなかったもの・・・・・○
チップ先端部にインキ滴（泣き）が発生していたもの・・・× とした。

経時試験３（経時安定性）：５０℃、湿度１００％、２ヶ月経過後に光学顕微鏡（オリンパス社製）倍率１００倍にて水溶性高分子樹脂の膨潤を観察した。
水溶性高分子樹脂の膨潤が確認されなかったもの・・・・◎
水溶性高分子樹脂の膨潤が僅かに確認されたもの・・・・○
水溶性高分子樹脂の膨潤が多量に確認されたもの・・・・× とした。

実施例１は溶剤として油溶性有機溶剤と可塑剤を併用したため、吸湿量が少なく、水溶性高分子の膨潤が僅かであった。また、実施例２〜７では、可塑剤をインキ組成物全質量に対し２０質量％以上含有しているので、特に水溶性高分子の膨潤がなく経時安定性が良好であった。

表２に示すように比較例１、２は、可塑剤を添加しなかったため、水溶性高分子が膨潤し、線切れ等が発生し、良好な筆跡を得ることができなかった。

また、比較例３は、水溶性高分子を添加していなかったために、泣きが多量に発生した。

本発明の油性ボールペン用インキ組成物のインキ粘度は、筆感の向上及びチップ先端部からのインキ垂れ下がりを防止するために、ブルックフィールド社製ＤＶ−ＩＩ(Ｎｏ２７ローター)を用いて、２０℃の環境下で、回転数、１０ｒｐｍで、１０００ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下とすることが好ましく、さらに、１０００Ｐａ・ｓ以上、５０００ｍＰａ・ｓ以下とすることが最も好ましい。

本発明は、油溶性有機溶剤と可塑剤とを併用することによって、水溶性高分子の溶解安定性が良好な油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、油性ボールペンとして広く利用することができる。

Claims (5)

1. 少なくとも着色剤と、溶剤と、水溶性高分子樹脂とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物であって、前記溶剤が、油溶性有機溶剤と、該油溶性有機溶剤に可溶な可塑剤とからなることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
2. 前記溶剤が、インキ組成物全質量に対し、５０質量％以上、７５質量％以下であるとともに、前記可塑剤が、インキ組成物全質量に対し、２０質量％以上、５０質量％未満含有してあることを特徴とする請求項１に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
3. 前記油溶性有機溶剤がベンジルアルコールであることを特徴とする請求項１または２に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
4. 前記可塑剤が、フタル酸エステル類、セバシン酸エステル類、アジピン酸エステル類、マレイン酸エステル類、ステアリン酸エステル類から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
5. 前記水溶性高分子が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。