JP4863586B2

JP4863586B2 - ボールペン用油性インキ

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Publication number: JP4863586B2
Application number: JP2001296728A
Authority: JP
Inventors: 原子晝間
Original assignee: Zebra Co Ltd
Current assignee: Zebra Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003105245A

Description

【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に関わるものであり、より詳しくは、筆感が軽く、特に転写ボール径の大きいボールペンにおいて、インキの垂れ下がり抑制効果が大きいボールペン用油性インキに関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油性ボールペンは、インキの垂れ下がり現象を防止すべく、２５℃において数１０００〜数１００００mPa・sの比較的高い粘度を有する油性インキを用いていた。
しかし、このような高粘度の油性インキを用いたボールペンは、筆感が重くなってしまい、長時間使用すると、肩や腕、指が疲れやすいという欠点も併せて有していた。更に、係る高粘度の油性インキは、紙などの筆記面に浸透し難く、ボテが生じ易いという欠点も有していた。
そこで、上述した欠点を克服するために、特開平１−２９９８８０号公報に記載されたボールペン用油性インキは、インキ粘度を低く抑えつつ、表面張力が比較的高い有機溶剤をその中に含むことで、筆感を軽くすると同時に、インキの垂れ下がりやボテを防止しようとしたものである。しかし、このボールペン用油性インキは、インキ粘度が低過ぎたため、これを用いたボールペンで筆記を行うと、かえってインキが筆記面に浸透し過ぎて、筆記線のにじみ、裏写りが生じてしまうという欠点を有していた。
更に、特開２０００−１０４００２号公報に記載されたボールペン用油性インキは、非ニュートン粘性付与剤としてメトキシメチル化ポリアミドを配合されている。このボールペン用油性インキは、非ニュートン粘性付与剤を配合されることで、その油性インキを用いたボールペンが筆記に使用されていないときは粘度を高く維持し、筆記に使用されているときはチップ先端の転写ボールの回転により、浸出するインキの粘度が低くなるという特徴を有し、優れた書き出し性能及びインキの垂れ下がりの抑制効果を得ようとしたものである。しかし、この油性インキにおいても、該ボールペン用油性インキに与えられた剪断減粘性は、十分なものではなかったため、インキの垂れ下がりの抑制効果等は大きいものと言えなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、油性ボールペンを用いて筆記した時に、軽い筆感を維持し、ボテが生じない上に、裏写りもせず、特に転写ボール径の大きいボールペンにおいて、インキ垂れ下がり抑制効果が十分に大きなボールペン用油性インキを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明のボールペン用油性インキは、着色剤と、有機溶剤と、下記化学式（１）で表される（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０とを少なくとも含むことを特徴とする。
【化２】

（ここで、各ポリグリセリル基中の水酸基水素の一つは、CH₃(CH₂)₂₀CO基に置換されており、別の一つは、CO(CH₂)₁₈CO基に置換されている。またｎは８である。）
この際、前記（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０が、該ボールペン用油性インキ中に０．０１〜８．０質量％の割合で配合される。
【０００５】
本発明のボールペン用油性インキに配合される（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０は、非ニュートン粘性付与剤であるため、この化合物を配合された該油性インキは剪断減粘性を有することとなる。
従って、本発明のボールペン用油性インキは、ボールペンのインキ収容管に充填された状態では、比較的高い粘度を有する。一方、筆記時には、該油性インキは、転写ボールの回転によりペン先から浸出されることとなり、その時の粘度は剪断力により低下することとなる。
しかも、該化合物は、これまでのボールペン用油性インキに用いられた非ニュートン粘性付与剤よりも優れた剪断減粘性を該油性インキに与えるため、高粘度を有するときと低粘度を有するときとの該油性インキの粘度差が大きくなる。その結果、本発明のボールペン用油性インキは、該油性インキを静置したときの所望の高粘度と、該油性インキを流動させたときの所望の低粘度とを併せ持つことができるのである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の態様を詳細に説明する。本発明のボールペン用油性インキは、原料として、着色剤と、有機溶剤と、下記化学式（１）で表される（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０とを少なくとも含む。
【化３】

（ここで、各ポリグリセリル基中の水酸基水素の一つは、CH₃(CH₂)₂₀CO基に置換されており、別の一つは、CO(CH₂)₁₈CO基に置換されている。またｎは８である。）
【０００７】
本発明のボールペン用油性インキに使用される着色剤としては、通常のボールペン用油性インキに用いられる染料または顔料を、特に限定することなく用いることができる。
その中で、染料としてはアルコール可溶染料、油溶性染料、直接染料、酸性染料、塩基性染料、合金染料等がある。
また、顔料としてはカーボンブラック、酸化チタン、金属粉等の無機系顔料、アゾ系顔料、縮合ポリアゾ系顔料、フタロシアノン系顔料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料等の有機顔料、蛍光樹脂顔料がある。
これらの着色剤は、単独で使用しても或いは２種以上を混合して使用してもよく、その油性インキ中の配合割合は、５．０〜４０．０質量％であることが好ましい。
【０００８】
本発明のボールペン用油性インキに使用される有機溶剤は、着色剤を溶解または分散できる有機溶剤であれば特に限定されることがなく使用できる。この有機溶剤は、例えば、２−フェノキシエタノール、フェニルカービトール、ベンジルアルコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等を挙げることができる。これらの有機溶剤は単独で用いても、或いは２種類以上を混合して用いてもよく、その油性インキ中の配合割合は２０．０〜７０．０質量％が好ましい。
【０００９】
また、本発明のボールペン用油性インキに含まれる（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０は、該油性インキに剪断減粘性を与える非ニュートン粘性付与剤として作用する。
この（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０は、該油性インキ中に０．０１〜８．０質量％配合されるのが好ましい。（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０の配合割合が０．０１質量％未満では、その非ニュートン粘性付与剤としての作用が不足し、本発明のボールペン用油性インキに、十分な剪断減粘性を与えることができない。（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０の配合割合が８．０質量％を越えると、該油性インキの粘度が高くなり過ぎ、ボールペンのペン先から浸出しないため、筆記できない。
【００１０】
本発明のボールペン用油性インキは、筆記面への定着、粘度調整及び曳糸性向上の目的で、樹脂を配合されるのが好ましい。
本発明のボールペン用油性インキにおいては、通常のボールペン用油性インキに用いられる樹脂を、特に限定することなく用いることができ、例えば、ケトン樹脂、スルフォアミド樹脂、マレイン樹脂、エステルガム、キシレン樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール樹脂、及びこれらの変性物などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いても、或いは２種類以上を混合して用いてもよく、その油性インキ中の配合割合は０．１〜４０．０質量％が好ましい。
【００１１】
更に、本発明のボールペン用油性インキは、それを収容したボールペンの転写ボールと、該転写ボールを抱持する金属チップとの間の潤滑性を高めるため、潤滑剤を配合されるのが好ましい。この潤滑剤は、炭素数６〜２２の高級脂肪酸が好ましく、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸や、オレイン酸、リノレン酸、リノール酸などの不飽和脂肪酸などを挙げることができる。これらの高級脂肪酸は、単独で用いても、或いは２種以上を混合して用いてもよく、本発明のボールペン用油性インキに０．１〜１０．０質量％配合されるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明のボールペン用油性インキは、その他必要に応じて、原料として通常用いられる防錆剤、ゲル化剤、分散剤、界面活性剤、発色助剤等の添加剤を併用することも可能である。
【００１３】
また、本発明のボールペン用油性インキは、ステンレス鋼、真鍮、洋白等の金属チップを利用した油性ボールペンに使用できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明のボールペン用油性インキを実施例により更に詳細に説明する。
（実施例１）
原料は、着色剤として、油溶性黒色染料（商品名：バリファーストブラック＃１８０５、オリエント化学工業株式会社製）、油溶性紫色染料（商品名：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）を配合し、樹脂としてケトン樹脂（商品名：ハイラック＃１１１、日立化成工業株式会社製）を配合し、有機溶剤として２−フェノキシエタノール及びベンジルアルコールを配合した。そして非ニュートン粘性付与剤として、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を配合し、潤滑剤としてオレイン酸を添加した。
各原料の具体的な配合割合は、まとめて表１に示す。
【表１】

この実施例では、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を、ボールペン用油性インキ中に１．０質量％配合した。
【００１５】
（実施例２）
この実施例では、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を、ボールペン用油性インキ中に３．０質量％配合した。
（実施例３）
この実施例では、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を、ボールペン用油性インキ中に５．０質量％配合した。
【００１６】
（比較例１）
この比較例では、ボールペン用油性インキ中に非ニュートン粘性付与剤を全く配合しなかった。
（比較例２）
この比較例では、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を、ボールペン用油性インキ中に１０．０質量％配合した。
（比較例３）
この比較例では、非ニュートン粘性付与剤として、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０の代わりに、メトキシメチル化ポリアミド（商品名：ラッカマイド＃５００３、大日本インキ化学工業株式会社製）を１．０質量％配合した。
また、油溶性黒色染料として、保土ヶ谷化学工業株式会社製のスピロンブラックＧＭＨ−スペシャル（商品名）を用いた。
【００１７】
上記の実施例１〜３及び比較例１〜３について表１に示したとおりに各原料を配合後、７０℃に加熱した状態で約６時間撹拌して黒色ボールペン用油性インキを調製した。
【００１８】
上記実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた黒色ボールペン用油性インキを、直径１．２mmの転写ボールが抱持されたステンレス鋼チップを具備するボールペンのインキ収容管に充填し、黒色油性ボールペンを作製した。
【００１９】
（試験方法）
筆感についての試験は以下の方法により実施した。即ち、上述の方法により作製した各黒色油性ボールペンを用いて、フリーハンドで筆記を行い、相対的な筆感を、以下の通りに評価した。
◎…非常に軽い筆感
○…軽い筆感
×…重い筆感
【００２０】
筆記線の裏写りについての試験は以下の方法により実施した。即ち、上述の方法により作製した黒色油性ボールペンを各５本ずつ用いて、レポート用紙にフリーハンドで筆記を行い、その後のインキの裏写りの程度を以下の通りに評価した。
○…１本も裏写りしなかった。
×…少なくとも１本は裏写りした。
【００２１】
インキ垂れ下がりについての試験は以下の方法により実施した。即ち、上述の方法により作製した各黒色油性ボールペンを、一度筆記した後、ペン先を下向きにして温度４０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽に放置した。そして２４時間経過後に、恒温恒湿槽から各黒色油性ボールペンを取り出し、インキの垂れ下がりの状態を目視にて確認し、以下の通りの評価を行った。
○…インキの垂れ下がりが全く認められなかった。
△…インキの垂れ下がりが少し認められた。
×…インキが著しく垂れていた。
【００２２】
ボテについての試験は、以下の方法により実施した。即ち、上述の方法により作製した黒色油性ボールペンを各５本ずつ用いて、筆記角度７０度、荷重２００g、筆記速度４ｍ／分の条件で筆記した。そして、筆記線の状態を目視により観察し、各黒色油性ボールペンについて、５本のうち平均的な筆記線のボテの状態を以下の通りの通りに評価した。
○…ボテは僅かにあるが、目立たない程度
×…ボテが目立つ程度
【００２３】
粘度測定試験は以下の方法により実施した。即ち、上述の方法により調製した各ボールペン用油性インキを、試験温度３０℃の下、Ｅ型粘度計を用いて粘度測定を行った。剪断速度については、２．０ｓ^−１と２０．０ｓ^−１の夫々の条件で粘度測定を行った。
以上の各試験の結果は表２の通りとなった。
【表２】

【００２４】
上に示した表２から明らかなとおり、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を配合した本発明の油性インキを用いたボールペンは、筆感が軽く、裏写りもせず、インキの垂れ下がりが全く認められないか、垂れ下がりがあっても僅かであり、その上ボテも認められなかった。
一方、比較例においては、筆感が軽く、ボテが認められなかったが、インキの垂れが著しく、裏写りも認められる。逆にインキの垂れ下がりが認められず、裏写りがない場合は、筆感が重く、ボテも認められる結果となった。
【００２５】
また、本発明のボールペン用油性インキの粘度は、剪断速度が遅いとき（２．０ｓ^−１）は、６２００〜１４０００mPa・sであり、剪断速度が速いとき（２０．０ｓ^−１）は、２６００〜５１００mPa・sであった。
そして、剪断速度が遅いときと速いときの粘度の差は、比較的大きなものであった。これは本発明のボールペン用油性インキを静置した時の粘度と、流動させたときの粘度の差が大きいものであることを示唆している。
一方、比較例のボールペン用油性インキの粘度は、低いもので数１００mPa・s、高いもので約４５０００mPa・sであった。そして、剪断速度が遅いときと速いときの粘度の差は、比較的小さなものであった。
【００２６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明に係るボールペン用油性インキに、（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を配合することにより、該油性インキを用いたボールペンは、筆感が軽く、比較的低い筆圧で筆記しても、滑らかな書き味が得られる。従って、長時間の筆記を行っても、肩や腕が疲れ難い。
また、本発明のボールペン用油性インキを用いたボールペンは、インキの垂れ下がりを抑制し、高いインキ保持性を有するため、ペン先を下に向けた状態で長時間放置した後も、インキ漏れ等の不具合なく使用することができる。
すなわち、本発明のボールペン用油性インキを用いたボールペンは、高粘度の油性インキが有する利点（垂れ下がり抑制、裏写りしない）と、低粘度の油性インキが有する利点（軽い筆感、ボテが生じない）とを併せ持つことができるのである。

Claims

着色剤と、有機溶剤と、下記化学式（１）で表される（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０とを少なくとも含み、前記（ベヘン酸／エイコサン二酸）ポリグリセリル−１０を、０．０１質量％〜８．０質量％含むことを特徴とするボールペン用油性インキ。

（ここで、各ポリグリセリル基中の水酸基水素の一つは、CH₃(CH₂)₂₀CO基に置換されており、別の一つは、CO(CH₂)₁₈CO基に置換されている。またｎは８である。）