JP5233593B2 - ボールペン用インキ - Google Patents
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Description
具体的には、ペン先を空気に接した状態で、長期間静置していてもカスレが発生しにくいボールペン用インキに関するものである。
オレイルアルコールとリン酸のトリエステルは、リン原子を中心として、親水性の酸素原子との二重結合と、疎水性の3つのエステル基からなっており、酸素原子との二重結合と、3つのエステル基が、4方向に位置する、四面体構造をとっている。そのため、デイビス法により計算したHLB値が、5.2以上、9.1以下である有機溶剤から選ばれる1種もしくは2種以上の有機溶剤のインキ表面において、酸素原子との二重結合は、親水性で溶剤と親和しやすいため、インキ内を向き、疎水性の3つのエステル基は、溶剤と反発するため、インキ外を向き、1つのエステル基が、隣のオレイルアルコールとリン酸のトリエステルの2つのエステル基の間に入り、インキ表面を疎水基が、規則的に密に覆う層を形成する。
具体的には、デイビス法により計算したHLB値が5.2未満の有機溶剤は、疎水性が強く、疎水基であるオレイル基との反発が得られず、溶剤が揮発してしまい、9.1を超える有機溶剤は、極性が強すぎて、疎水性の高いオレイルアルコールとリン酸のトリエステルの表面積を小さくしようと働く力が強くなり、オレイルアルコールとリン酸のトリエステルが液滴状になり、インキ表面を覆うことが困難となり、溶剤の揮発を抑えることができなくなってしまい、カスレを抑えることができなくなってしまう。
着色剤は一般的に使用されている染料、顔料が使用可能である。染料の一例としては、SPILON BLACK GMH SPECIAL、SPILON RED C−GH、SPILON RED C−BH、SPILON BLUE C−RH、SPILON BLUE BPNH、SPILON YELLOW C−2GH、SPILON VIOLET C−RH、S.P.T. ORANGE6、S.P.T. BLUE111、SOT Yellow−1、SOT Yellow−2、SOT Yellow−3、SOT Yellow−4、SOT Yellow−6、SOT Orange−1、SOT Orange−2、SOT Scarlet−1、SOT Red−1、SOT Red−2、SOT Red−3、SOT Pink−1、SOT Brown−1、SOT Brown−2、SOT Blue−1、SOT Blue−2、SOT Blue−3、SOT Blue−4、SOT Violet−1、SOT Green−1、SOT Green−2、SOT Green−3、SOT Brack−1、SOT Brack−2、SOT Brack−4、SOT Brack−5、SOT Brack−6、SOT Brack−8、ORIENT SPRIT BLACK AB、VALIFAST BLACK 3804、VALIFAST RED 1320、VALIFAST RED 1360、VALIFAST ORANGE 2210、VALIFAST BLUE 1605、VALIFAST VIOLET 1701、VALIFAST BLUE 1601、VALIFAST BLUE 1603、VALIFAST BLUE 1621、VALIFAST BLUE 2601、VALIFAST YELLOW 1110、VALIFAST YELLOW 3104、VALIFAST YELLOW 3105、VALIFAST YELLOW 1109、Oil Colors Yellow #101、Oil Colors Yellow 3G、Oil Colors Yellow GGS、Oil Colors Yellow #105、Oil Colors Yellow #107、Oil Colors Yellow #136、Oil Colors Yellow #140、Oil Colors Orange PS、Oil Colors Orange PR、Oil Colors Orange #201、Oil Colors Pink OP、Oil Colors Pink #312、Oil Colors Scarlet #308、Oil Colors Red RR、Oil Colors Red 5B、Oil Colors Red #330、Oil Colors Brown GR、Oil Colors Brown #416、Oil Colors Brown BB、Oil Colors Green BG、Oil Colors Green #502、Oil Colors Green #533、Oil Colors Blue BOS、Oil Colors Blue IIN、Oil Colors Blue #603、Oil Colors Violet #730、Oil Colors Violet #732、Oil Colors Black BY、Oil Colors Black BS、Oil Colors Black HBB、Oil Colors Black #803、Oil Colors Black EB、Oil Colors Black EX、ネオスーパーブルーC−555、ローダミンBベース、ソルダンレッド3R、メチルバイオレット2Bベース、ビクトリアブルーF4R、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同71、ダイレクトレッド1、同4、同23、同31、同37、同39、同75、同80、同81、同83、同225、同226、同227、C.I.ダイレクトブルー1、同15、同41、同71、同86、同87、同106、同108、同199、C.I.ダイレクトイエロー4、同26、同44、同50、などの直接染料や、C.I.アシッドブラック1、同2、同24、同26、同31、同52、同107、同109、同110、同119、同154、C.I.アシッドレッド8、同9、同14、同18、同26、同27、同35、同37、同50、同51、同52、同57、同82、同83、同87、同91、同92、同93、同94、同95、同98、同111、同129、同131、同138、同186、同249、同254、同265、同276、C.I.アシッドイエロー1、同7、同17、同19、同23、同25、同29、同38、同42、同49、同61、同72、同78、同110、同127、同135、同141、同142、C.I.アシッドバイオレット15、同17、同49、C.I.アシッドブルー1、同7、同9、同15、同22、同23、同25、同40、同41、同43、同62、同78、同83、同90、同93、同100、同103、同104、同112、同113、同158、C.I.アシッドグリーン3、同9、同16、同25、同27、C.I.アシッドオレンジ56、C.I.アシッドブルー74、C.I.アシッドグリーン5などの酸性用染料、ソルベントイエロー2、同6、同14、同15、同16、同19、同21、同33、同56、同61、同62、同79、同80、同82、同83:1、同151、ソルベントオレンジ1、同2、同5、同6、同14、同37、同40、同41、同44、同45、同62、ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同89、同91、同100、同109、同121、同122、同127、同132、同218、ディスパースレッド9、ソルベントバイオレット8、同13、同14、同21、同21:1、同27、ディスパースバイオレット1、ソルベントブルー2、同4、同5、同11、同12、同25、同35、同36、同38、同44、同45、同55、同67、同70、同73、ソルベントグリーン3、ソルベントブラウン3、同5、同20、同28、同37、ソルベントブラック3、同5、同7、同22、同22:1、同23、同27、同29、同34、同43、同123が挙げられる。
(実施例1)
プリンテックス35(カーボンブラック、デグサヒュルスジャパン(株)製) 5.0部
ネオスーパーブルーC−555(C.I.SOLVENT BLUE70、中央合成化学(株)製 17.3部
SPILON RED C−GH(油性染料、保土谷化学工業(株)製) 4.6部
VALIFAST YELLOW 1151油性染料、オリエント化学工業(株)製)
3.1部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル(HLB値9.1) 48.4部
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(HLB値7.8) 12.0部
NIKKOL TOP−0V(オレイルアルコールとリン酸のトリエステル、日光ケミカルズ(株)製) 1.0部
エスレックBL−1(ポリビニルブチラール、分散剤、積水化学工業(株)製)1.6部
エスレックBH−3(ポリビニルブチラール、増粘剤、積水化学工業(株)製)2.0部
フォスファノールLB400(リン酸エステル系界面活性剤、潤滑剤、東邦化学工業(株)製) 1.5部
アミート105(POEココナットアミン、界面活性剤、(株)花王製) 1.0部
ユニオールD2000(ポリプロピレングリコール、日本油脂(株)製) 3.5部
上記成分のうち、ジエチレングリコールモノメチルエーテルの全量と、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルの全量と、エスレックBL−1の全量を70℃で攪拌、混合溶解した後、これを室温まで放冷してからプリンテックス35の全量を加えダイノーミル(ビーズミル、(株)シンマルエンタープライズ製)で直径0.3mmのジルコニアビーズを用い10回通しを行い黒色のペーストを得た。
次いで、このペーストにネオスーパーブルーC−555の全量と、SPILON RED C−GHの全量と、VALIFAST YELLOW 1151の全量と、NIKKOL TOP−0Vの全量と、フォスファノールLB400の全量と、アミート105の全量と、ユニオールD2000の全量と、エスレックBH−3の全量を加え、70℃で3時間攪拌、混合した後室温まで放冷し黒色のボールペン用インキを得た。
このものの粘度は剪断速度1/sで1020mPa・s、水分率は1.1重量%、であった。
SPILON VIOLET C−RH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
15.0部
SPILON YELLOW C−GNH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
10.0部
エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル(HLB値7.4) 30.0部
ジエチレングリコールジブチルエーテル(HLB値5.2) 30.5部
NIKKOL TOP−0V(オレイルアルコールとリン酸のトリエステル、日光ケミカルズ(株)製) 0.2部
ハイラック110H(ケトン樹脂、粘度調整剤、日立化成(株)製) 6.0部
PEMULEN TR−2(増粘剤、B.F.Goodrich社製、米国) 1.5部
ナイミーンO−205(ポリオキシエチレンオレイルアミン、界面活性剤、日本油脂
(株)製) 1.0部
フォスファノールRP710(POEアルキルエーテルリン酸、潤滑剤、東邦化学工業
(株)製) 0.8部
ユニオールD1200(ポリプロピレングリコール、日本油脂(株)製) 5.0部
上記成分を70℃で攪拌し、均一に溶解して黒色のボールペン用インキを得た。このものの剪断速度1/sの粘度は3150mPa・s、水分率は1.0重量%、であった。
NOVOPERM RED F3RK70(C.I.Pigment Red 170、クラリアントジャパン(株)製) 5.0部
SPILON RED C−GH 15.6部
SPILON RED C−BH(油性染料、保土谷化学工業(株)製) 0.8部
SPILON YELLOW C−GNH 3.8部
エチレングリコールモノイソブチルエーテル(HLB値7.4) 51.1部
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(HLB値7.8) 13.5部
NIKKOL TOP−0V(オレイルアルコールとリン酸のトリエステル、日光ケミカルズ(株)製) 2.0部
エスレックBL−1 1.6部
PEMULEN TR−2(増粘剤、B.F.Goodrich社製、米国) 0.6部
フォスファノールRP710 1.5部
ナイミーンO−205 1.0部
ユニオールD2000 3.5部
上記成分のうち、エチレングリコールモノイソブチルエーテルの全量と、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルの全量と、エスレックBL−1の全量を70℃で攪拌、混合溶解した後、これを室温まで放冷してからNOVOPERM RED F3RK70の全量を加えダイノーミル(ビーズミル、(株)シンマルエンタープライズ製)で直径0.3mmのジルコニアビーズを用い10回通しを行い赤色のペーストを得た。
次いで、このペーストにSPILON RED C−GHの全量と、SPILON RED C−BHの全量と、SPILON YELLOW C−GNHの全量と、NIKKOL TOP−0Vの全量と、フォスファノールRP710の全量と、ナイミーンO−205の全量と、PEMULEN TR−2の全量を加え、70℃で3時間攪拌、混合した後室温まで放冷し赤色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで760mPa・s、水分率は1.0重量%であった。
SPILON VIOLET C−RH 15.0部
SPILON YELLOW C−GNH 10.0部
エチレングリコールモノイソブチルエーテル(HLB値7.4) 52.0部
エチルヘキシルグリコール(HLB値5.5) 9.8部
NIKKOL TOP−0V(オレイルアルコールとリン酸のトリエステル、日光ケミカルズ(株)製) 8.8部
エスレックBH−3(ポリビニルブチラール、増粘剤、積水化学工業(株)製)2.0部
ナイミーンO−205(ポリオキシエチレンオレイルアミン、日本油脂(株)製)
1.0部
フォスファノールRP710(POEアルキルエーテルリン酸、東邦化学工業(株)製)
1.0部
ユニオールD700(ポリプロピレングリコール、日本油脂(株)製) 0.4部
上記成分を70℃で攪拌し、均一に溶解して黒色のボールペン用インキを得た。このものの剪断速度1/sの粘度は920mPa・s、水分率は1.1重量%であった。
HOSTAPERM P−BFS(C.I.Pigment Blue15:4、クラリアントジャパン(株)製) 7.0部
SPILON RED C−BH 4.0部
ネオスーパーブルーC−555 16.0部
エチレングリコールモノフェニルエーテル(HLB値6.4) 25.0部
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(HLB値7.8) 38.2部
NIKKOL TOP−0V(オレイルアルコールとリン酸のトリエステル、日光ケミカルズ(株)製) 1.0部
エスレックBL−1 1.6部
エスレックBH−3(ポリビニルブチラール、増粘剤、積水化学工業(株)製)1.2部
フォスファノールLB400 1.5部
ナイミーンO−205 1.0部
ユニオールD2000 3.5部
上記成分のうち、エチレングリコールモノフェニルエーテルの全量と、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルの全量と、エスレックBL−1の全量を70℃で攪拌、混合溶解した後、これを室温まで放冷してからHOSTAPERM P−BFSの全量を加えダイノーミル(ビーズミル、(株)シンマルエンタープライズ製)で直径0.3mmのジルコニアビーズを用い10回通しを行い青色のペーストを得た。
次いで、このペーストにSPILON RED C−BHの全量と、ネオスーパーブルーC−555の全量と、NIKKOL TOP−0Vの全量と、フォスファノールRP710の全量と、ナイミーンO−205の全量を加え、70℃で3時間攪拌、混合した後室温まで放冷し青色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで960mPa・s、水分率は0.9重量%であった。
実施例1において、ジエチレングリコールモノメチルエーテル5.0部の代わりに、水5.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1100mPa・s、水分率は5.9重量%であった。
実施例2において、エチレングリコールモノノルマルブチルエーテル7.0部の代わりに、水7.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで2510mPa・s、水分率は8.1重量%であった。
実施例3において、エチレングリコールモノイソブチルエーテル13.0部の代わりに、水13.0部を加えた以外は同様にして赤色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで850mPa・s、水分率は14.0重量%であった。
実施例4において、エチレングリコールモノイソブチルエーテル13.0部の代わりに、水13.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで770mPa・s、水分率は14.5重量%であった。
実施例5において、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル14.0部の代わりに、水14.0部を加えた以外は同様にして青色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで820mPa・s、水分率は15重量%であった。
実施例3において、エチレングリコールモノイソブチルエーテル31.0部の代わりに、ジエチレングリコール(HLB値10.2)31.0部を加えた以外は同様にして赤色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1220mPa・s、水分率は1.1重量%であった。
実施例4において、エチレングリコールモノイソブチルエーテル30.0部の代わりに、ベンゼン(HLB値4.2)30.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで670mPa・s、水分率は0.5重量%であった。
実施例1において、NIKKOL TOP−0Vの全量の代わりに、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1010mPa・s、水分率は1.0重量%であった。
実施例1において、NIKKOL TOP−0Vの全量、及びジエチレングリコールモノメチルエーテル9部の代わりに、ポリエチレングリコールジオレエート10.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1420mPa・s、水分率は1.3重量%であった。
実施例1において、NIKKOL TOP−0Vの全量、及びジエチレングリコールモノメチルエーテル9部の代わりに、ユニオールTG−1000(ポリオキシプロピルトリオール、日本油脂(株)製)10.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1370mPa・s、水分率は1.5重量%であった。
実施例1において、NIKKOL TOP−0V 1.0部の代わりに、ヘキサデシルアルコールとリン酸のモノエステル1.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1020mPa・s、水分率は1.1重量%であった。
実施例2において、NIKKOL TOP−0V 0.2部、及びエチレングリコールモノノルマルブチルエーテル7.1部の代わりに、RL−210(エチレンオキサイド付加モル数が2モルのステアリルアルコールとリン酸のモノエステル、ジエステル、及び微量なトリエステルからなる混合物、東邦化学工業(株)製)2.0部、ジブチルエタノールアミン0.3部、グリセリン5.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで3250mPa・s、水分率は1.0重量%であった。
実施例3において、NIKKOL TOP−0V 2.0部の代わりに、ヘキサグリセリンジステアリル2.0部を加えた以外は同様にして赤色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで860mPa・s、水分率は1.3重量%であった。
実施例4において、エチレングリコールモノイソブチルエーテル15.0部の代わりに、水15.0部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで740mPa・s、水分率は16.2重量%であった。
実施例5において、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル16.0部の代わりに、水16.0部を加えた以外は同様にして青色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで810mPa・s、水分率は17.4重量%であった。
実施例5において、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル19.0部の代わりに、水19.0部を加えた以外は同様にして青色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで810mPa・s、水分率は20.5重量%であった。
実施例1において、ジエチレングリコールモノメチルエーテル30.4部の代わりに、エチレングリコール(HLB値9.9)30.4部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで1120mPa・s、水分率は1.2重量%であった。
実施例2において、ジエチレングリコールジブチルエーテルの全量の代わりに、シクロへキサン(HLB値4.2)30.5部を加えた以外は同様にして黒色のボールペン用インキを得た。このものの粘度は剪断速度1/sで2150mPa・s、水分率は0.5重量%であった。
尚、粘度の測定は、ジャスコインタナショナル(株)製のレオメーターVAR−100に、φ20のパラレルローターを取り付け試料台との間隙を0.2mmに調整後、一定速度の項目で剪断速度を1/sに設定して25℃にて、インキ作成後24時間以内に行った。
上記実施例及び比較例で得たボールペン用インキを市販のボールペン(ジェットストリーム、三菱鉛筆(株)製(ボール径φ0.7))からインキを抜いて洗浄した部品に0.3g充填し、遠心機にて遠心力を加えてインキ中の気泡を脱気して、試験用ボールペンを作製した。
上記で試験用ボールペンを作製した直後に筆記後、ペン先を空気に接した状態で、無風の温度25℃、湿度65±5%にて3日間静置した後、上質紙に、荷重150g、筆記速度7.0cm/秒、筆記角度70°で直線を10cm筆記し、その書き始めから正常筆記できた筆跡の位置までの長さを定規で測定した結果を表1に示す。また、試験用ボールペンを、温度40℃、湿度80%の恒温槽に3ヶ月静置後、24時間以内に、温度25℃、湿度65±5%の恒温室にて、上質紙に、荷重150g、筆記速度7.0cm/秒、筆記角度70°で直線を10cm筆記し、その書き始めから正常筆記できた筆跡の位置までの長さを定規で測定した結果を表2に示す。
Claims (1)
- 着色剤と、デイビス法により計算したHLB値が5.2以上9.1以下である有機溶剤から選ばれる1種もしくは2種以上の有機溶剤と、オレイルアルコールとリン酸のトリエステルとから少なくともなり、前記デイビス法により計算したHLB値が5.2以上9.1以下である有機溶剤から選ばれる1種もしくは2種以上の有機溶剤がインキ中の溶剤全量に対し50重量%以上であると共に、水分率がインキ全量に対して15重量%以下であるボールペン用インキ。
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