JP2009108121A - 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、油性ボールペン用インキ組成物において、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）においても潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制し、かつ、インキ経時が良好である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】本発明は、油性ボールペン用インキ組成物において、少なくとも着色剤、有機溶剤、樹脂、両性界面活性剤を含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物を用いることである。
【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、両性界面活性剤を含有する油性ボールペン用インキ組成物に関するものである。

従来より、油性ボールペン用インキ組成物において、潤滑性に優れ、滑らかな書き味を有する目的で、様々な界面活性剤を用いた油性ボールペン用インキ組成物が多数提案されている。

このような油性ボールペン用インキ組成物としては、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤を用いたものとしては、特開平６−２４８２１７号公報「ボールペン用インキ組成物」、特開平９−１５１３５４「油性ボールペン用インキ組成物」等に、開示されている。
「特開平６−２４８２１７号公報」 「特開平９−１５１３５４号公報」

しかし、特許文献１、２のような各種の界面活性剤を用いた場合、筆記荷重１００ｇｆ程度であれば、ボール座の摩耗を抑制することはできるが、高筆圧下、例えば筆記荷重５００ｇｆにおいては、ボール座の摩耗を抑制する効果としては、十分満足できなかった。

本発明の目的は、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）においても潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制し、かつ、インキ経時が良好であるボールペン用インキ組成物を提供することである。

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、有機溶剤、樹脂、両性界面活性剤を含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
２．前記着色剤が、少なくとも酸性染料と塩基性染料とを含有することを特徴とする第１項に記載した油性ボールペン用インキ組成物。
３．前記両性界面活性剤が、アルキルアミノベタイン型、及び／または、イミダゾリン型であり、かつ、前記両性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第１項に記載した油性ボールペン用インキ組成物。
４．前記両性界面活性剤が、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、及び／または１−アミノエチル-１−カルボキシメチル-２-アルキルイミダゾリウムベタインであることを特徴とする第３項に記載した油性ボールペン用インキ組成物。
５．第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物に、水を含有し、かつ、水の含有量が、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油性ボールペン用インキ組成物。
６．前記油性ボールペン用インキ組成物のｐＨ値が、５〜９の範囲であることを特徴とした第１項ないし第５項のいずれか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、少なくとも着色剤、有機溶剤、樹脂、両性界面活性剤を含有することで、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）においても潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制し、かつ、インキ経時が良好である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、油性ボールペン用インキ組成物に両性界面活性剤を含有することである。

また、本発明で用いる両性界面活性剤は、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等の界面活性剤とは違い、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）において、潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制することが可能である。

両性界面活性剤は、アルキルベタイン型、アルキルアミノベタイン型、イミダゾリン型、グリシン型、エーテルアミンオキシド型などがあり、具体例としては、ジメチルヤシアルキルベタイン、ジメチルドデシルベタイン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、１−アミノエチル-１−カルボキシメチル-２-アルキルイミダゾリウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、ラウリルジメチルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。

その中でも、アルキルアミノベタイン型、イミダゾリン型として、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、１−アミノエチル-１−カルボキシメチル-２-アルキルイミダゾリウムベタインを用いる方がより好ましく、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）においても、最も潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制することを考慮すれば、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタインが最も好ましい。具体的には、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタインとしては、アモーゲンＣＢ−Ｃ、アモーゲンＣＢ−Ｈ、１−アミノエチル-１−カルボキシメチル-２-アルキルイミダゾリウムベタインとしては、アモーゲンＮｏ８（第一工業製薬（株））等が挙げられる。

また、両性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、所望の潤滑性やボール座の摩耗を抑制する効果が得られずらい傾向があり、５．０質量％を越えると、両性界面活性剤の溶解性が悪く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％とする方が、好ましい。さらに、より良好なインキ経時安定性を得るために、両性界面活性剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、１．０〜３．０質量％が最も好ましい。

本発明に用いる着色剤については、染料、顔料等、特に限定されるものではないが、色彩、書き味等を考慮して、特に酸性染料と塩基性染料とを併用することが最も好ましい。

しかし、酸性染料と塩基性染料を用いただけでは、インキ経時が安定しにくい傾向がある。これは、油性ボールペン用インキでは、製造時や経時による吸湿等、インキ全質量に対して、微量の水を含有する。或いは、インキ粘度調整のため、積極的に水を含有させるもの等、インキ全質量に対して、０．１％〜５．０％含有する。こうした油性ボールペン用インキの水分によって微少ではあるが、酸性染料は、アニオン性、塩基性染料は、カチオン性の性質を持つため、そのアニオン性、カチオン性の各々がインキ中の成分と反応してしまう傾向があるためである。

また、本発明の油性ボールペン用インキ組成物のｐＨ値については、油性ボールペン用インキ組成物を容器に採取し、イオン交換水を加えて、攪拌しながら加温し、加温後放冷し、蒸発した水分量を補充後、濾紙を用いて濾過する。その濾過した油性インキを用いて、ｐＨメーターを用いて、２０℃にて測定した値を示すものを、油性ボールペン用インキ組成物のｐＨ値として定義する。また、本発明において、ｐＨ値が１〜５の強酸性領域、ｐＨ値が１０〜１４の強アルカリ領域、ｐＨ値５〜９を強酸性領域と強アルカリ領域の中間領域（弱酸性、中性、弱アルカリ性）とする。

本発明者は、こうした油性ボールペン用インキの染料に関するイオン性について鋭意研究した結果、両性界面活性剤を併用することで経時安定性が向上することを見出した。これは、理由は定かではないが、ｐＨ５〜９である中間領域での油性ボールペン用インキの水分中では、両性界面活性剤は、アニオン性、カチオン性の両方のイオンが存在し易いので、酸性染料と塩基性染料を用いても、油性ボールペン用インキの水分中で、アニオン同士、カチオン同士とで微少ではあるが、イオン反発をすることで、インキ中の成分と反応を抑制できるため、経時安定性が向上すると考えられる。特に、中性付近のｐＨ値６〜８の範囲では、両性界面活性剤が、アニオン性、カチオン性の両方のイオンがより存在するため、より効果的である。

特に、積極的又は多湿地域等、油性ボールペン用インキの水分量が３．０％を超えると、前述のイオン性が活発となり、インキ経時安定性の低下する恐れがあるため、両性界面活性剤の効果がより顕著である。

本発明に用いる染料については、酸性染料としては、バリファーストブラック１８０２、バリファーストブラック１８０５、バリファーストブラック１８０７、バリファーストブラック１６０５（オリエント化学工業（株）製）、アイゼンスピロンブラック ＧＭＨ−スペシャル、アイゼンスピロンブルー ＧＮＨ、Ｓ．Ｐ．Ｔ．オレンジ６、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５１０（保土谷化学工業（株）製）等の造塩染料、塩基性染料としては、バリファーストレッド１３６０、ニグロシンベースＥＸＢＰ、ニグロシンベースＥＸ、ＢＡＳＥ ＯＦ ＢＡＳＩＣ ＤＹＥＳ ＶＰＢ−Ｂ、ＢＡＳＥ ＯＦ ＢＡＳＩＣ ＤＹＥＳ ＭＶＢ−３（オリエント化学工業（株）製）、アイゼンスピロンバイオレット Ｃ−ＲＨ、アイゼンスピロンブルー ２ＢＮＨ、アイゼンスピロンブルー Ｃ−ＲＨ、アイゼンスピロンレッド Ｃ−ＧＨ、アイゼンスピロンレッド Ｃ−ＢＨ（保土谷化学工業（株）製）等の造塩染料、予め酸性染料と塩基性染料を混合し造塩した、酸性染料と塩基性染料を含む染料としては、バリファーストバイオレット１７０１、バリファーストブルー１６２１、バリファーストレッド１３２０、バリファーストレッド１３５５（オリエント化学工業（株）製）、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１１１、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５３０（保土谷化学工業（株）製）等の造塩染料が挙げられ、インキ経時安定性を考慮すれば、酸性染料と塩基性染料を予め含む造塩染料を用いるものが、最も好ましい。

本発明に用いる有機溶剤としては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ジメチルエーテル、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メチルエーテル、プロピ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ジメチルエーテル、３―メトキシブタノール、３―メトキシー３―メチルブタノール等のグリコールエーテル類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール類、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類等、油性ボールペン用インキとして一般的に用いられる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。有機溶剤の含有量は、着色剤の溶解性、筆跡乾燥性、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、５．０〜５０．０質量％が好ましい。

本発明に用いる樹脂については、フェノール樹脂、マレイン樹脂、アミド樹脂、キシレン樹脂、ロジン樹脂やその水添化合物、尿素樹脂、ケトン樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、架橋型アクリル酸重合体等が挙げられる。これらは単独又は２種以上混合して使用してもよい。樹脂の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．１質量％未満だと、所望のインキ粘度が得られにくく、３０．０質量％を越えると書き出し性能が劣ってしまう可能性があるため、０．１〜３０．０質量％が好ましい。

また、その他として、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、有機酸として、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸、ラウリル酸等を、潤滑性を向上させて、書き味を向上させるために界面活性剤として、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等を、油性インキ組成物を中和する目的で、有機アミンとして、アルキルアミン、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン等を、粘度調整剤として水、有機酸アマイド等を、着色剤として、無機、有機、加工顔料、また、染料安定剤、可塑剤、ポリエチレングリコール等を用いても良い。これらは、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。

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、着色剤として、染料（バリファーストブルー１６２１：オリエント化学工業株式会社製）、有機溶剤として、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、潤滑剤として両性界面活性剤（アモーゲンＣＢ−Ｃ：第一工業製薬株式会社製）、有機酸としてオレイン酸、有機アミンとしてアルキルアミン、樹脂としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ−９０：アイエスピー・ジャパン株式会社製）、ケトン樹脂（ハイラック１１０Ｈ：日立化成株式会社製）を採用し、これを所定量秤量して、６０℃に加温した後、ディスパー攪拌機を用いて完全溶解させ、油性ボールペン用インキ組成物を得た。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（Ｎｏ２７ローター）を用いて２０℃の環境下で、剪断速度６．８ｓｅｃ^−１（回転数２０ｒｐｍ）にてインキ粘度を測定したところ、１７００ｍＰａ・ｓであった。

実施例１
染料（バリファーストブルー１６２１（酸性染料と塩基性染料を含む造塩染料） ２０．０質量％
有機溶剤（ベンジルアルコール） ２８．０質量％
有機溶剤（エチレングリコールモノフェニルエーテル） ２９．５質量％
潤滑剤（両性界面活性剤） ２．０質量％
有機酸（オレイン酸） ２．０質量％
アミン（有機アミン） ２．０質量％
樹脂（ポリビニルピロリドン） ０．５質量％
樹脂（ケトン樹脂） １６．０質量％

実施例２〜６
表１に示すように各成分を表１に示す配合に変更した以外は、実施例１と同様な手順で実施例２〜６の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表１に測定、評価結果を示す。

比較例１〜４
インキの配合を表２に示す通りとし、実施例１と同様の手順で、配合し、比較例１〜４の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表２に測定、評価結果を示す。

試験及び評価
実施例１〜６及び比較例１〜４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φ０．７ｍｍ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、筆記試験用紙としてコピー用紙（ＰＰＣ用紙）を用いて以下の試験及び評価を行った。

高筆圧筆記試験：荷重５００ｇｆ、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験後のボール座の摩耗を測定した。
ボール座の摩耗が１０μｍ未満のもの ・・・◎
ボール座の摩耗が１０μｍ以上、２０μｍ未満であるが、筆記可能であるもの ・・・○
ボール座の摩耗がひどく、筆記不良になってしまうのもの ・・・×

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 ・・・◎
やや劣るもの ・・・○
重く劣るもの ・・・×

インキ経時試験：室温６ヶ月放置後に、レフィルのインキ収容筒内のインキ状態を顕微鏡観察した。
析出物が存在しないもの ・・・◎
析出物が存在したが、実用上問題ないもの ・・・○
析出物が発生し、実用性に乏しいもの ・・・×

実施例１〜６では、高筆圧筆記試験、書き味、インキ経時試験ともに良好な性能が得られた。

比較例１〜４では、両性界面活性剤を含有しなかったため、潤滑性が劣り、ボール座の摩耗がひどく、筆記不良になってしまった。

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、油性ボールペン用インキ組成物において、両性界面活性剤を含有することで、高筆圧下（筆記荷重５００ｇｆ）においても潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制し、かつ、インキ経時が良好である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、ボールペンとして広く利用することができる。

Claims (6)

1. 少なくとも着色剤、有機溶剤、樹脂、両性界面活性剤を含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
2. 前記着色剤が、少なくとも酸性染料と塩基性染料とを含有す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。
3. 前記両性界面活性剤が、アルキルアミノベタイン型、及び／または、イミダゾリン型であり、かつ、前記両性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。
4. 前記両性界面活性剤が、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、及び／または１−アミノエチル-１−カルボキシメチル-２-アルキルイミダゾリウムベタインであることを特徴とする請求項３に記載した油性ボールペン用インキ組成物。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物に、水を含有し、かつ、水の含有量が、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油性ボールペン用インキ組成物。
6. 前記油性ボールペン用インキ組成物のｐＨ値が、５〜９の範囲であることを特徴とした請求項１ないし５のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。