JP2020164782A - 筆記具用油性インキ組成物およびそれを用いた筆記具 - Google Patents
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Abstract
Description
中でも、軸筒内に筆記先端を収容可能な出没式筆記具は、常に筆記先端部が大気に晒されているため、上述のような書き出し性能に影響が出やすく、特に考慮する必要がある。
このため、ノック式ボールペンや回転繰り出し式ボールペン等の出没式ボールペンにおいては、潤滑性の向上による書き味の向上とともに、書き出し性能をも向上させることが、特に求められている。
「1.着色剤と、有機溶剤と、ライスオイルと、を含んでなることを特徴とする、筆記具用油性インキ組成物。
2.前記ライスオイルの脂質が、炭素数16以上の脂肪酸を含んでなる、第1項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
3.前記ライスオイルの含有率が、前記筆記具用油性インキ組成物の総質量を基準として、0.05質量%〜10質量%である、第1項または第2項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
4.ポリビニルブチラール樹脂を更に含んでなる、第1項ないし第3項のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
5.無機球状粒子を更に含んでなる、第1項ないし第4項のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
6.第1項ないし第5項のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物を収容してなることを特徴とする、筆記具。
7.インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したチップ本体を有し、前記インキ収容筒内に第1項ないし第5項のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物を収容してなることを特徴とする、油性ボールペン。」とする。
本発明による筆記具用油性インキ組成物(以下、場合により、「インキ組成物」とも表す)は、着色剤と、有機溶剤と、ライスオイルと、を含んでなることを特徴とする。
本発明で用いられるライスオイルは、米に由来する植物油である。米糠または米胚芽などから抽出されるもので、米油とも呼ばれる。ライスオイルは、脂肪酸などの脂質を主成分とするものであるが、脂質以外にも、例えば、トコフェロール、トコトリエノール、γ−オリザノールやステロール等の成分を含んでいても良い。
これは、ライスオイルが、筆記先端(ボールペンの場合には、ボールとボール座)に吸着して、潤滑膜を形成し、筆記先端部と被筆記面との間に生じる筆記抵抗の上昇を抑えることができ、さらに、ボールペンに用いた場合、形成される潤滑膜によりボールがボール座上で円滑に回転することが可能となるためである。
また、ボールペンの場合、加工直後のボールペンチップは、ボールとチップ本体との馴染みが悪く、いわゆる「あたり」がある。このため、ガリガリとした筆記感が生じ、書き味に悪影響を及ぼしてしまうことがあった。しかし、ライスオイルを用いたインキ組成物は、ライスオイルにより、ボールとチップ本体とのなじみを良化し、これを維持することができ、ボールはがたつくことなく、良好に回転することができる。よって、ライスオイルを用いることで、このガリガリとした書き味不良がなくなり、優れた書き味を安定して得ることができる。
以上より、ライスオイルを用いた本発明のインキ組成物は、滑らかな書き味を奏し、書き出し性能にも優れたものとなる。
前述の通り、ライスオイルは脂質を主成分とするものであるが、本発明においては、ライスオイル全質量中の脂質の含有率が、60質量%以上であるものが好ましく、70質量%以上であるものがより好ましく、80質量%以上であるものが更に好ましい。これは、ライスオイル全質量中の脂質の含有率が、60質量%以上であれば、ライスオイルの純度が一定以上に保たれ、ライスオイルの潤滑効果を十分に得やすいためである。
前記脂質としては、例えば、炭素数6以上の脂肪酸が挙げられるが、本発明において、書き味、書き出し性能の向上を考慮すると、炭素数16以上の脂肪酸が脂質として含んでなるライスオイルを用いることが好ましい。炭素数16以上の脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、エイコセン酸等が挙げられる。
さらに、ライスオイルの潤滑効果を十分に得て、書き味の向上、書き出し性能の向上を考慮すると、ライスオイルの構成脂肪酸全質量中の炭素数18の不飽和脂肪酸の含有率は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70%質量%以上であることがさらに好ましい。これは、炭素数18の不飽和脂肪酸が、一定値以上含んでなることで、より嵩高く、厚みのある安定的で効果的な潤滑膜を筆記先端(ボールペンの場合には、ボールとボール座)に形成しやすく、優れた潤滑性を安定的に得られやすいためである。
また、ライスオイルの油性インキ組成物中における安定性を考慮すると、ライスオイルの構成脂肪酸全質量中における炭素数18の不飽和脂肪酸の含有率は、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。
前記炭素数18の不飽和脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸を含んでなることが好ましい。
ライスオイルの構成脂肪酸全質量中におけるオレイン酸の含有率は、35質量%〜55質量%であることが好ましく、40質量%〜50質量%であることがより好ましい。これは、オレイン酸の含有率が上記数値範囲内であると、ライスオイルにより得られる潤滑膜が好適となり、より優れた書き味と、書き出し性能が得られるためである。
また、ライスオイルの構成脂肪酸全質量中におけるリノール酸の含有率は、25質量%〜45質量%であることが好ましく、30質量%〜40質量%であることがより好ましい。これは、リノール酸の含有率が上記数値範囲内であると、ライスオイルにより得られる潤滑膜が好適となり、より優れた書き味と、書き出し性能が得られるためである。
さらに、インキ経時安定性、書き味と書き出し性能の向上を考慮すると、ライスオイルの構成脂肪酸全質量中におけるオレイン酸とリノール酸の含有比(オレイン酸の含有量/リノール酸の含有量)は、質量基準で、1.0〜1.5であることが好ましく、1.1〜1.3であることがより好ましい。
また、ライスオイルの構成脂肪酸全質量中におけるパルミチン酸の含有率は、5質量%〜20質量%であることが好ましく、10質量%〜18質量%であることがより好ましい。パルミチン酸の含有率が上記数値範囲内であると、ライスオイルがもたらす潤滑効果や筆記先端に形成される乾燥被膜の軟化効果がバランス良く得られやすい。
尚、不けん化物とは、通常、ステロール、トコフェロール、炭水化物、グリセリン、高級アルコール等のアルカリでけん化されない物質のことであり、不けん化物の含有量は、例えば、日本油化学協会の基準油脂分析試験法の不けん化物測定法(2.4.8−1996)に準じて測定することができる。
また、ライスオイルの酸価は、0〜1であることが好ましく、0〜0.5であることがより好ましい。これは、酸価が上記数値範囲内であるライスオイルを用いることは、インキ成分との影響が生じにくく、インキの経時安定性が得られやすいためである。尚、本発明における酸価は、試料1g中に含まれる酸性成分(遊離脂肪酸)を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数で表すものとする。
また、ライスオイルのヨウ素価は、50〜200であることが好ましく、80〜150であることがより好ましい。これは、ヨウ素価が上記数値範囲内であるライスオイルを用いることは、ライスオイルの潤滑効果が得られやすく、書き味、書き出し性能が向上しやすいためである。
尚、ライスオイルは、1種または2種以上の混合物として使用することが可能である。
本発明に用いる着色剤は、染料、顔料等、特に限定されるものではなく、適宜選択して使用することができ、染料と顔料を併用しても良い。
前記造塩染料の中でも、ライスオイルによる潤滑性の向上を考慮すれば、塩基性染料と有機酸との造塩染料が好ましい。さらには、造塩染料を構成する有機酸については、フェニルスルホン基を有する有機酸であれば、金属に吸着し易い潤滑膜を形成しやすいことから、ボールペンに用いた場合、特に潤滑性が向上しやすく、ボール座の摩耗抑制や書き味を良好とするため好ましい。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド縮合物、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸が挙げられる。また、インキ中での長期安定性を考慮すれば、有機酸として、アルキルベンゼンスルホン酸を用いることが好ましい。
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−3−メチルブタノール等のグリコールエーテル溶剤、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溶剤、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溶剤など、筆記具用インキ組成物として一般的に用いられる有機溶剤が例示できる。
また、アルコール溶剤以外の有機溶剤としては、グリコールエーテル溶剤を用いることが好ましい。これは、グリコールエーテル溶剤は吸湿性能を有することから、筆記先端部が乾燥したときに形成する被膜の強度を軟化させる効果も有しており、ライスオイルとの相乗効果により、書き出し性能がより向上しやすいためである。ライスオイルの溶解性、インキの経時安定性を考慮すれば、芳香族グリコールエーテル溶剤を用いることがさらに好ましい。
よって、本発明において、グリコールエーテル溶剤とアルコ−ル溶剤を併用することが特に好ましく、芳香族グリコールエーテル溶剤と、芳香族アルコール溶剤を併用することが、最も好ましい。
また、本発明において、樹脂をインキ粘度調整剤などとして、更に含んでなることが好ましい。本発明において、好ましく用いられる樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂などが挙げられるが、その中でも、ポリビニルブチラール樹脂またはケトン樹脂を用いることが好ましい。
これは、ポリビニルブチラ−ル樹脂も、高い潤滑効果が得られる潤滑層を形成しやすいもので、ライスオイルが形成する潤滑膜との相乗効果により、さらに高い潤滑効果が得られ、書き味をより一層向上できるためである。
特に、ボールペンに用いる場合に効果的で、ボールとボール座との間に、弾力を有するインキ層を形成してボールとボール座との間の直接接触を抑制して、書き味をより一層向上できる。
さらに、ポリビニルブチラール樹脂を用いることは、筆記先端に形成される被膜により、筆記先端からのインキ漏れを抑制しやすく、この点からも効果的である。
また、前述の通り、ライスオイルは筆記先端に形成される乾燥被膜を軟化させ、書き出し性能を向上させることができるが、この被膜の軟化効果は、ポリビニルブチラール樹脂を用いた場合、特に効果的に得られる。よって、本発明において、ポリビニルブチラール樹脂を用いることは、書き出し性能をも、より一層向上できるため、効果的である。
以上より、本発明において、ポリビニルブチラール樹脂は、書き味、書き出し性能を向上させ、さらにインキ漏れも抑制できるため、好適に用いられる。また、着色剤として顔料を用いる場合、ポリビニルブチラール樹脂は、顔料分散効果も得られるため、この点からもポリビニルブチラール樹脂は好適に用いられる。
なお、ポリビニルブチラール樹脂は、ポリビニルアルコール(PVA)をブチルアルデヒド(BA)と反応させたものであり、ブチラール基、アセチル基、水酸基を有した構造である。
さらに、水酸基量30mol%以上のポリビニルブチラール樹脂を用いることは、書き味が向上しやすくなるため、好ましく、特に、ボールペンに用いる場合、効果的である。これは、筆記時において、ボールの回転により摩擦熱が発生することで、ボールペンチップ先端部のインキが温められて、該インキの温度が高くなるが、ポリビニルブチラール樹脂を用いた場合、他の樹脂に比べ、インキ温度が上昇しても、インキ粘度が下がりづらい傾向にあることから、ボールとボール座との間に常に弾力のあるインキ層が形成され、ボールとボール座の直接接触が抑制され、書き味が向上しやすい傾向があるためである。また、水酸基量40mol%を越えるポリビニルブチラール樹脂を用いると、吸湿量が多くなりやすく、インキ成分との経時安定性に影響が出やすいため、水酸基量40mol%以下のポリビニルブチラール樹脂を用いることが好ましい。よって、本発明において、水酸基量30〜40mol%のポリビニルブチラール樹脂を用いることがより好ましく、さらには、水酸基量30〜36mol%であるポリビニルブチラール樹脂を用いることが好ましい。
なお、ポリビニルブチラール樹脂の水酸基量(mol%)とは、ブチラール基(mol%)、アセチル基(mol%)、水酸基(mol%)の全mol量に対して、水酸基(mol%)の含有率を示すものである。
ポリビニルピロリドン樹脂の含有率は、インキ組成物の総質量を基準として、0.01質量%より少ないと、余剰インキの発生を抑制しにくい傾向があり、3質量%を越えると、インキ中で溶解性が劣りやすい傾向があるため、0.01〜3質量%が好ましい。より上記理由を考慮すれば、0.1〜2質量%がより好ましい。
ポリビニルピロリドン樹脂としては、具体的には、アイエスピー・ジャパン(株)製のPVP K−15、PVP K−30、PVP K−90、PVP K−120などが挙げられる。これらは、単独又は2種以上混合して使用してもよい。
本発明において、潤滑性の向上や、筆記先端部を大気中に放置し、筆記先端部が乾燥したときの書き出し性能の更なる向上を考慮すると、界面活性剤を更に含んでなることが好ましい。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤などが挙げられる。その中でも、潤滑性の向上および書き出し性能の向上を考慮すれば、シリコーン系界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤の中から1種以上を用いることが好ましい。
さらに、筆記先端(ボールペンの場合には、ボールとボール座も含む)の潤滑性を向上し、書き味の更なる向上を考慮すれば、リン酸エステル系界面活性剤を更に用いることが好ましい。これは、リン酸エステル系界面活性剤の潤滑効果とライスオイルとの潤滑効果の相互作用により、書き味をより一層向上させることができるためである。
また、リン酸エステル系界面活性剤は、リン酸基を有することから、特に金属表面に吸着しやすく、よって、特に、ボールとボール座との間に潤滑膜を形成して潤滑性を向上し、書き味を良化させることができる。また、ライスオイルも、多くの脂肪酸により構成されているため、脂肪酸のカルボキシル基が金属表面に吸着しやすく、潤滑性を向上させやすい。よって、リン酸エステル系界面活性剤とライスオイルを用いることは、両者が形成する潤滑膜により、相乗的に、ボールとボール座の間の潤滑性をより一層向上させることができ、滑らかな書き味をもたらす。このため、本発明において、リン酸エステル系界面活性剤とライスオイルを併用することは効果的で、特に、本発明のインキ組成物をボールペンに用いた場合、特に有効である。
さらに、本発明において、ポリビニルブチラール樹脂を用いる場合、リン酸エステル系界面活性剤を用いることは、ポリビニルブチラール樹脂による潤滑層と、リン酸エステステル系界面活性剤による潤滑膜により、より一層、潤滑性を向上しやすく、効果的である。
また、前述の通り、顔料を用いることで、ボールとボール座との接触を抑制し、ボールとボール座との間の潤滑性を向上できる。このため、ライスオイルを含んでなる本発明において、顔料と、ポリビニルブチラール樹脂と、リン酸エステル系界面活性剤と、を用いることは、特段の優れた潤滑効果が得られやすく、よって、更に優れた書き味と、書き出し性能が得られるため、より効果的である。
尚、HLBは、グリフィン法、川上法などから求めることができる。特に、ノック式筆
記具や回転繰り出し式筆記具等の出没式筆記具においては、キャップ式筆記具とは異なり、常時、筆記先端部が外部に露出した状態となるため、筆記先端部の乾燥時における書き出し性能が影響を受けやすいことから、上記HLB値としたリン酸エステル系界面活性剤を用いることはより好ましい。
また、本発明のインキ組成物をボールペンに用いる場合、無機球状粒子をさらに含んでなることが好ましい。ここで、無機球状粒子とは、無機化合物の球状粒子であり、球状とは、球状に近い形状の略球状も含むものとする。
前記無機球状粒子は、潤滑剤として効果的に働き、ボールとボール座との摩擦を緩和させ、潤滑性を向上して滑らかな書き味を奏することができる。また、前述の通り、ボールペンの場合には、加工直後のボールペンチップには、ボールとチップ本体とのなじみが悪く、いわゆる「あたり」があり、ガリガリとした筆記感が生じて、筆記抵抗(摩擦抵抗)が大きくなり、書き味に悪影響を及ぼしてしまうことがある。しかし、球状で、かつ、適度な硬度を有する無機球状粒子を用いると、ボールとボール座との接触面のなじみを良化することができ、ボールがボール座との接触する際に、接触面がほぼ同一曲面状に接するようになって、筆記抵抗(摩擦抵抗)が低減し、この状態を維持し続けることができるようになる。このため、ボールはがたつくことなく良好に回転し続けられ、さらに、無機球状粒子は、ベアリング剤としても効果的に働くことができるため、無機球状粒子を用いることで、上述のようなガリガリとした書き味不良をなくすとともに、優れた書き味を安定して得ることができる。
よって、ライスオイルを含んでなる本発明において、更に無機球状粒子を添加することは、ライスオイルとの併用による潤滑剤としての相乗効果が得られ、より一層の滑らかな書き味が得られるとともに、ボールとチップ本体とのなじみ良化とその維持が可能となって、ガリガリとした書き味不良もなくなり、さらに、より優れた書き味を維持できるため、効果的である。
略真球状であると、ボールとボール座の間をインキが通過する際に列をなすように隙間に並び、ベアリング効果を生じやすくなる。このため、ボールとチップ本体が馴染んだ後、すなわちボールとボール座の隙間が一定になった後は、急激に筆記抵抗(動摩擦係数)を低減させ、かつ安定的な潤滑性を示すようになる。
さらに、ボールとボール座の隙間が一定の等間隔に近くなると接触面積が増大するなどして、ボール受け座が摩耗しやすくなることがあり、通常のインキを使用した場合には、耐摩耗性が悪化することがある。しかし、ボールとボール座の隙間に球状粒子を介在させると、ボールとボール座が直接的に接触することが抑制されるため、良好なボール座の耐摩耗性を示すようになるのだが、この効果は、略真球状であることで、より一層、得られやすい。つまり、略真球状の無機球状粒子は、研磨剤としてボールとボール座の隙間を一定にし、筆記抵抗(動摩擦係数)を低下させやすい上、ボールとボール座の隙間を一定にした後は、研磨剤とは全く逆の効果であるベアリング剤(潤滑効果)としても作用しやすく、抵抗(動摩擦係数)を低下させるとともに、ボール座の耐摩耗性をより一層、向上できるのである。さらに、この効果は、ライスオイルが共存すると、効率的に得ることができる。このため、本発明のインキにおいて、略真球状の無機球状粒子を更に含んでなることは好適であり、効果的であるといえる。
なお、略真球状とは、真球あるいは真球に近い球状とする。
本発明においては、無機化合物の球状粒子であれば特に限定されないが、ライスオイルとの併用による潤滑剤としての相乗効果によっておこる書き味の向上と、その安定性を考慮すると、シリカの球状粒子、フェライトの球状粒子を用いることが好ましい。さらに上記効果の向上を考慮すると、フェライトの球状粒子(フェライト球状粒子)を用いることがより好ましい。
また、フェライト球状粒子は磁性を示す性質を有しており、金属材料に対して吸着性を示すため、ボールペンチップを金属材料とした場合には、ボールとボール座の隙間に吸着しやすい傾向にある。このため、フェライトの球状粒子は、該隙間に列をなすように並んで残存しやすく、ベアリング効果が得られやすい。よって、フェライト球状粒子を用いることは、筆記抵抗(動摩擦係数)を低減させ、かつ安定的な潤滑性が得られやすいため、この点からも、より好適であるといえる。
また、前述のとおり、フェライト球状粒子は磁性を有していることから、金属材料であるボールとボール座の隙間に吸着し、該隙間にフェライト球状粒子が残存しやすい傾向にある。このため、ボールとボール座の金属摩擦が緩和されやすく、よって、書き味を良好すると同時に、高い筆圧下(筆記荷重300gf〜500gf)においてもボール座の摩耗を抑制する効果(高筆圧下耐摩耗性能)が得られやすい。特に、近年のボールペン用油性インキは、書き味を良好とするため、インキの低粘度化が進んでおり、高筆圧下で筆記する場合、ボール座の摩耗が進みやすく、高筆圧下耐摩耗性能に影響が出やすいため、フェライト球状粒子は、好適に用いることができる。以上より、本発明において、磁性を示さない他の材料と比べると、磁性を有するフェライト球状粒子を用いることは、特に効果的であり、さらに、フェライト球状粒子は略真球状あることで、より優れた高筆圧下耐摩耗性能が得られやすいため、より一層、効果的である。
これらのフェライトの中でも、適度の硬さを有することで、ベアリング効果が得られやすく、優れた書き味や、高筆圧下(筆記荷重300gf〜500gf)においてもボール座の摩耗を抑制する効果(高筆圧下耐摩耗性能)を考慮すれば、少なくともスピネル型フェライト(遷移金属含有)を含んでなることが好ましい
さらに、スピネル型フェライト(遷移金属含有)の中でも、適度の硬さを有することで、よりベアリング効果が得られやすくするため、MnまたはMgを含有したスピネル型フェライト(遷移金属含有)を用いることが好ましい。
また、フェライトの成分は、前記金属酸化物の中から2種以上選択して複合化合物とした複合フェライトとすることが好ましく、さらに、スピネル型フェライト、マグネトプランバイト型フェライト、ガーネット型フェライトの中から2種以上選択して複合化合物とした複合フェライトとすることが好ましい。
さらに、ベアリング効果を得られやすくして、より優れた書き味や、高筆圧下(筆記荷重300gf〜500gf)における潤滑性を保ち、ボール座の摩耗を抑制(高筆圧下耐摩耗性能)することを考慮すれば、前記フェライト成分中のスピネル型フェライト(遷移金属含有)は、フェライト成分全量に対して、50%以上含有して、主要フェライト成分とすることが好ましく、より考慮すれば、フェライト成分全量に対して、70%以上含有することが好ましく、さらに80%以上含有することが好ましい。
さらに、フェライトの硬さを考慮すると、マグネトプランバイト型フェライト(アルカリ土類金属含有)を、フェライト成分全量に対して、1〜15%含有することが好ましく、より考慮すれば、2〜8%が好ましく、スピネル型フェライトと、マグネトプランバイト型フェライトとの複合フェライトとすることが好ましい。
平均粒子径については、FE−SEM(日立ハイテクノロジーズ社製SU−8020)にて、倍率200000倍にて総計100粒子以上カウント出来るように視野を変えて撮影する。その後、撮影したSEM画像をスキャナーで読み込み、メディアサイバネティクス(MEDIA CYBERNETICS)社画像解析ソフト「Image−Pro PLUS」を用いて画像解析を行い、マニュアル測定によって、水平フェレ径を計測し、平均したものを平均粒子径とした。
また、本発明では、インキ中でのインキ成分の安定性を考慮すれば、有機アミンを用いることが好ましい。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等のエチレンオキシドを有するアミンや、ラウリルアミン、ステアリルアミン等のアルキルアミンや、ジステアリルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルオクチルアミン等のジメチルアルキルアミン等の脂肪族アミンが挙げられ、その中でも、インキ中での安定性を考慮すれば、エチレンオキシドを有するアミン、ジメチルアルキルアミンが好ましく、さらに考慮すれば、エチレオキシドを有するアミンが好ましい。
本発明のように、ライスオイルを含んでなることは、上述の通り、ボールとボール座との間の潤滑性が向上して、筆記開始からインキ終了まで安定したインキ消費量が維持されやすいため、Y1/Y2の関係を上記範囲内としやすく、効果的である。
本発明による筆記具用油性インキ組成物は、各種筆記具に適用することができるが、特にボールペンに用いることが好ましい。ライスオイルの潤滑効果を効果的に得やすく、優れた書き味が得られるためである。
さらには、ノック式や回転繰り出し式などの出没式ボールペンに好適に用いられる。一般的に、このような、筆記先端部が密閉されない出没式ボールペンは、チップ先端部が定常的に大気中に放置されるため、チップ先端部が乾燥し、書き出し時に筆跡カスレなどが生じやすいという課題を有している。しかし、ライスオイルを用いた本発明のインキ組成物を用いることで、上述のような問題は改善され、優れた書き出し性能を奏する。よって、本発明のインキ組成物を、出没式ボールペンに用いることは効果的である。
本発明で用いられるボールペンチップのボール表面の算術平均粗さ(Ra)は、0.1〜12nmとすることが好ましい。これは、ボール表面の算術平均粗さ(Ra)が0.1nm未満だと、ボール表面に十分にインキが載りづらいため、筆記時に濃い筆跡が得られづらく、さらに、筆跡に線とび、カスレが発生しやすくなるためであり、算術平均粗さ(Ra)が12nmを越えると、ボール表面が粗すぎて、ボールとボール座の回転抵抗が大きいため、書き味が劣りやすく、さらに、筆跡にカスレ、線とびなどの筆記性能に影響が出やすくなるためである。また、ボール表面の算術平均粗さ(Ra)が0.1〜10nmであると、本発明のようなインキ組成物を用いた場合、ボール表面にインキが載りやすいためより好ましく、より書き味を考慮すれば、2〜8nmであることが好ましい。
なお、ボールの表面粗さの測定は、セイコーエプソン社製のSPI3800Nで求めることができる。
以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
着色剤、有機溶剤、ライスオイル、リン酸エステル系界面活性剤、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、有機アミンを採用し、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て筆記具油性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(株)製粘度計 ビスコメーターRVDVII+Pro CP−52スピンドルを使用して20℃の環境下で剪断速度5sec−1(回転数2.5rpm)にて実施例1のインキ粘度を測定したところ、3200mPa・sであった。
8.0質量%
・着色剤(青色造塩染料:塩基性染料とアルキルベンゼンスルホン酸との造塩染料)
8.0質量%
・着色剤(黄色造塩染料:有機アミンと酸性染料との造塩染料) 8.0質量%
・着色剤(顔料分散体(カーボンブラック、顔料分20%)) 15.0質量%
・アルコール溶剤(ベンジルアルコール) 49.5質量%
・ライスオイル 1.0質量%
・リン酸エステル系界面活性剤A(HLB:8.7) 2.0質量%
・ポリビニルブチラール樹脂A(水酸基量36mol%、平均重合度300)
6.0質量%
・ポリビニルピロリドン樹脂 0.5質量%
・有機アミン(オキシエチレンアルキルアミン) 2.0質量%
実施例1に対して、配合する成分の種類や添加量を表に示した通りに変更した以外は、実施例1と同じ方法で、実施例2〜9、10、11、比較例1〜3の筆記具用油性インキ組成物を得た。
得られたインキ組成物を以下の通りの方法で、試験および評価した。得られた結果は、表1および表2の通りである。
尚、書き出し性能試験においては、超硬合金製ボール(φ1.0mm)を回転自在に抱持したチップ本体(ステンレス製)を用いた以外は、上記同様にボールペンを得て、この得られたボールペンを試験用ボールペン(φ1.0)とし、試験および評価を行った。
試験用ボールペン(φ0.5)を用いて、手書きによる書き味(筆感)を、官能試験により下記基準に従って評価した。
◎:非常に滑らかであるもの
○:滑らかであるもの
△:やや重さを感じる部分もあるが、実用上問題のない滑らかさであるもの
×:重いもの
試験用ボールペン(φ1.0)のチップ先端部を出したまま20℃、65%RHの環境下に30分放置し、その後、走行試験で下記筆記条件にて筆記し、書き出しにおける筆跡カスレの長さを測定し、下記基準に従って評価した。
<筆記条件>筆記荷重70gf、筆記角度70°、筆記速度4m/minの条件で、走行試験機にて直線書きを行い評価した。
○:筆跡カスレの長さが、5mm未満であるもの
△:筆跡カスレの長さが、5mm以上、30mm未満であるもの
×:筆跡カスレの長さが、30mm以上であるもの
また、書き出し性能試験を行った、実施例1と比較例1のインキ組成物を用いた試験用ボールペン(φ1.0)にて、上記書き味試験と同様にして評価したところ、ライスオイルを含んでなる実施例1のインキ組成物を用いたものは、ライスオイルを含まない比較例1のインキ組成物を用いたものと比較して、極めて滑らかな書き味であった。
また、実施例1〜9、10、11のインキ組成物は、筆記開始からインキ終了時まで、安定して滑らかな書き味が得られ、さらに筆跡濃淡などのない優れた筆跡を得ることができた。
動摩擦係数は、低い順に、実施例10、実施例1、比較例1であり、ライスオイルを含んだ実施例1、実施例10のインキ組成物を用いたものの方が、比較例1のインキ組成物を用いたものと比較して、動摩擦係数が低く、書き味も滑らかであった。また、ライスオイルと無機球状粒子を含んでなる実施例10のインキ組成物を用いたものの方が、実施例1のインキ組成物を用いたものと比較して、動摩擦係数は低く、書き味はより一層、滑らかであった。
実施例1の動摩擦係数:0.106
実施例10の動摩擦係数:0.103
比較例1の動摩擦係数:0.109
また、ライスオイルと無機球状粒子を含んでなる実施例10のインキ組成物を用いたものの方が、比較例1や実施例1のインキ組成物を用いたものに比べて、得られた動摩擦係数の値のばらつきが小さく、安定的に、筆記抵抗の低減効果が得られることがわかった。
Claims (7)
- 着色剤と、有機溶剤と、ライスオイルと、を含んでなることを特徴とする、筆記具用油性インキ組成物。
- 前記ライスオイルの脂質が、炭素数16以上の脂肪酸を含んでなる、請求項1に記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記ライスオイルの含有率が、前記筆記具用油性インキ組成物の総質量を基準として、0.05質量%〜10質量%である、請求項1または請求項2に記載の筆記具用油性インキ組成物。
- ポリビニルブチラール樹脂を更に含んでなる、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 無機球状粒子を更に含んでなる、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物を収容してなることを特徴とする、筆記具。
- インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したチップ本体を有し、前記インキ収容筒内に請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の筆記具用油性インキ組成物を収容してなることを特徴とする、油性ボールペン。
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DE112021005245T5 (de) | 2020-09-30 | 2023-07-27 | Hitachi Astemo, Ltd. | Magnetspule, Dämpfungskrafteinstellmechanismus und dämpfungskrafteinstellbarer Stoßdämpfer |
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