JPH0554876B2

JPH0554876B2 -

Info

Publication number: JPH0554876B2
Application number: JP62115958A
Authority: JP
Inventors: Norio Ogura; Toshiaki Takayanagi
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1993-08-13
Also published as: JPS63280783A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は新規な水性ボールペン用顔料インキ組
成物に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、顔料の長期分散安定性に優れ、かつ潤
滑性が良好で、チツプのボールホルダーの摩耗を
防止し、滑らかな筆感が得られるとともに、にじ
みの少ない描線を与えるなど、優れた特性を有す
る水性ボールペン用顔料インキ組成物に関するも
のである。従来の技術従来、ボールペンに用いられる水性顔料インキ
としては、水や水溶性有機溶剤などの水性媒体
に、分散剤として界面活性剤や水溶性樹脂などを
用い、顔料を分散させたものが知られている。しかしながら、このような水性顔料インキにお
いては、チツプのボールホルダーの摩耗によつて
筆感が劣化したり、あるいはチツプの劣化によつ
てインキの流出が不均一になつたりするなどの欠
点を有している。このような欠点を改良する目的で、例えば不飽
和脂肪酸やオレイン酸カリウムなどの潤滑性向上
剤を添加することが試みられている。しかしなが
ら、不飽和脂肪酸を添加する場合には、チツプの
耐摩耗性が向上し、比較的良好な書味が得られる
ものの、該不飽和脂肪酸は水に対する溶解安定性
に劣るため、経時により、インキ中に分離、析出
し、潤滑効果を長期間保持できないという問題が
ある。また、オレイン酸カリウムを添加する場合
には、その添加量が少ないと、潤滑効果が発揮さ
れないし、また、多くするとボールホルダーの摩
耗が少なく、書き味もよくなるが、描線のにじみ
が著しく、実用的でない、という問題がある。また、従来の水性顔料インキは、分散剤として
界面活性剤や水溶性樹脂などが用いられている
が、顔料粒子の分散安定性については必ずしも十
分に満足しうるものではなく、経時的に筆記具に
目詰りが生じたり、あるいは粘度が増加して筆記
不能をもたらすなどの欠点を有している。発明が解決しようとする問題点本発明は、このような従来の水性ボールペン用
顔料インキが有する欠点を克服し、潤滑性に優
れ、チツプの摩耗度が低く、滑らかな筆感が得ら
れるなど、書味が良好であるとともに、にじみが
少なく、かつ耐光性や耐水性に優れた描線を与え
ることができる上に、顔料の長期分散安定性にも
優れるなど、好ましい特性を有する水性ボールペ
ン用顔料インキ組成物を提供することを目的とし
てなされたものである。問題点を解決するための手段本発明者らは、好ましい特性を有する水性ボー
ルペン用顔料インキ組成物を開発するために鋭意
研究を重ねた結果、水性媒体及び特定の粒径を有
する顔料を含有して成る基本成分に対し、分散剤
として界面活性剤や水溶性樹脂を潤滑剤として、
特定の不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩とグリチル
リチン酸のアルカリ塩とを、それぞれ所定の割合
で配合し、かつ粘度及びPHを所定の範囲に調整し
た組成物によりその目的を達成しうることを見い
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
つた。すなわち、本発明は、基本成分として水性媒体
及び平均粒子径が200nｍ以下の顔料を含有して
成るインキ組成物において、(A)分散剤として、界
面活性剤及び水溶性樹脂の中から選ばれた少なく
とも１種を配合し、かつ(B)潤滑剤として、組成物
の全重量に基づき、炭素数18の不飽和脂肪酸のア
ルカリ金属塩0.2〜3.0重量％とグリチルリチン酸
のアルカリ塩0.5〜2.0重量％とを配合したことを
特徴とする、温度25℃における粘度が2.0〜
10.0cpsであり、かつPHが7.0〜10.0の水性ボール
ペン用顔料インキ組成物を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。本発明のインキ組成物に用いられる水性媒体と
しては、水又は水と不溶性有機溶剤との混合物が
挙げられる。水溶性有機溶剤としては、例えばメ
タノール、エタノール、ブロパノールなどの低級
一価アルコール類、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジエチレングリコール、グリセ
リンなどの水溶性多価アルコール類、エチレング
リコールモノメチルエーテル（メチルセロソル
ブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル
（エチルセロソルブ）などのセロソルブ類、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル（メチルカ
ービトール）、ジエチレングリコールモノエチル
エーテル（エチルカービトール）などのカービト
ール類、エチレングリコールモノエチルエーテル
アセテートのようなグリコールエーテルエステル
類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は
それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み
合わせて用いてもよく、またその配合量は、全組
成物の重量に基づき、通常10〜40重量％の範囲で
選ばれる。本発明のインキ組成物に用いられる顔料の種類
については特に制限はなく、従来水性顔料インキ
組成物に慣用されている無機系及び有機系顔料の
中から任意のものを使用することができる。無機
系顔料としては、例えば酸化チタン、カーボンブ
ラツク、金属粉などが挙げられ、また有機系顔料
としては、例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、
キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレ
ン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナ
クリドン顔料、染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロ
ソ顔料などが挙げられる。これらの顔料はそれぞ
れ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせ
て用いてもよく、その配合量は、全組成物の重量
に基づき、通常２〜30重量％、好ましくは５〜15
重量％の範囲で選ばれる。本発明のインキ組成物においては、該組成物中
に分散している前記顔料粒子は、平均粒子径が
200nｍ以下、好ましくは150nｍ以下であること
が必要である。この平均粒子径が200nｍを超え
る顔料は、ストークスの法則に従つて比較的短期
間で沈降分離するので、このような顔料を含有す
るインキ組成物を用いた筆記具は、長期の保存安
定性が劣るのを免れない。本発明のインキ組成物においては、(A)成分、す
なわち前記顔料の分散剤として、界面活性剤及び
水溶性樹脂の中から選ばれた少なくとも１種が用
いられる。前者の界面活性剤については特に制限
はなく、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面
活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤
などの中から任意のものを選択して用いることが
できる。また、水溶性樹脂は天然品、半合成品、
合成品のいずれでもよいが、かびや腐敗の問題、
筆記具用インキとしての粘度特性などの点から、
合成品が好適である。このような合成品の水溶性
樹脂としては、例えば水溶性アクリル樹脂、水溶
性スチレンアクリル樹脂、水溶性スチレンマレイ
ン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルア
ルコールなどが挙げられる。これらの分散剤は１
種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用い
てもよく、その配合量は前記顔料に対して、通常
0.05〜200重量％、好ましくは0.1〜100重量％の
範囲で選ばれる。この配合量が0.05重量％未満で
は顔料の分散安定性や、インキの潤滑性及び経時
安定性が悪く、また200重量％を超えると、イン
キの粘度が本発明の範囲より高くなつて、筆記性
が劣化する傾向があるので好ましくない。本発明のインキ組成物においては、インキの潤
滑性を向上させるために、(B)成分、すなわち潤滑
剤として、炭素数18の不飽和脂肪酸のアルカリ金
属塩とグリチルリチン酸のアルカリ塩とを配合す
ることが必要である。炭素数18の不飽和脂肪酸の
アルカリ金属塩としては、例えばオレイン酸、リ
ノール酸、リシノール酸、リノレン酸などのナト
リウム塩やカリウム塩などを挙げることができ
る。これらの不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩はそ
れぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合
わせて用いてもよく、その配合量は組成物の全重
量に基づき0.2〜3.0重量％の範囲で選ばれる。こ
の配合量が0.2重量％未満では潤滑性の向上効果
が十分に発揮されず、また、3.0重量％を超える
と描線のにじみが著しくなり、実用的でなくな
る。 (B)成分のもう１つの成分であるグリチルリチン
酸のアルカリ塩は、構造式で示されるグリチルリチン酸のナトリウム塩やカ
リウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、置換アンモニウム塩などが挙げられる。遊離
のグリチルリチン酸は水性媒体に対する溶解度が
低く、微量でも溶解限度に達してしまい、潤滑性
の向上効果が得られない。該グリチルリチン酸の
アルカリ塩の配合量は、組成物の全重量に基づ
き、0.5〜2.0重量％の範囲で選ばれる。この配合
量が0.5重量％未満では潤滑性向上効果が十分に
発揮されず、一方2.0重量％を超えると、その量
の割には潤滑性の向上効果は小さく、むしろ、経
済的に不利となる。このグリチルリチン酸のアルカリ塩を用いず、
前記の炭素数18の不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩
を単独で用いる場合、該グリチルリチン酸のアル
カリ塩を併用した場合と同等の効果を得るために
は、多量の添加が必要であるが、このような添加
量では描線のにじみが著しく、実用的でない。一方、グリチルリチン酸のアルカリ塩を単独で
用いる場合には、配合量を５重量％程度に増加し
ても十分な潤滑性の向上効果が得られず、また、
それ以上配合するとある程度の潤滑性向上効果が
得られるものの、該グリチルリチン酸のアルカリ
塩は高価であるので、経済的に不利となる。ボー
ルペンのような安価な筆記具に使用する顔料イン
キとしては、グリチルリチン酸のアルカリ塩の配
合量は、３重量％程度が経済的に限界である。したがつて、本発明のように、炭素数18の不飽
和脂肪酸のアルカリ金属塩とグリチルリチン酸の
アルカリ塩とを併用することによりはじめて、潤
滑性が良好で、かつにじみの少ない描線を与える
ことができ、しかも経済的な水性顔料インキ組成
物を得ることができる。本発明のインキ組成物は、PHが7.0〜10.0、好
ましくは８〜9.5の範囲にあるように調整するこ
とが必要である。PHが前記範囲を逸脱すると、顔
料粒子の表面に付着している分散剤の脱着が起こ
り、該顔料粒子は極めて容易に凝集するようにな
る。さらに、本発明のインキ組成物においては、温
度25℃における粘度が2.0〜10cpsの範囲にあるこ
とが必要である。水性ボールペンのインキ流出機
構の多くは、毛細管力を利用したものであるた
め、インキの毛管抵抗を一定以下に抑える必要が
あり、したがつて、該組成物の粘度は、温度25℃
において10cps以下にする必要がある。また、該
粘度が2.0cps未満ではインキの流出量が多くなり
すぎて、ボテなどを生じやすくなる。本発明のインキ組成物には、所望に応じ、通常
の水性顔料インキ組成物において用いられている
各種添加剤、例えば防腐剤、防かび剤、防錆剤、
PH調整剤などを本発明の目的をそこなわない範囲
で配合することができる。次に、本発明の水性ボールペン用顔料インキ組
成物の好適な製造方法の１例について説明する
と、まず、水性媒体、顔料、(A)成分の分散剤、(B)
成分の潤滑剤及び所望に応じて加えられる各種添
加剤を、それぞれ所定の割合で用い、例えばボー
ルミル、サンドミル、ロールミル、コロイドミ
ル、ホモミキサー、あるいは超音波などを使用し
て十分に混練し、該顔料を均一に分散させる。こ
の際、水性媒体、顔料及び分散剤の組合せや配合
割合によつて、顔料粒子の分散安定性が異なるの
で、顔料の特性に応じて、水性媒体及び分散剤の
種類や、配合割合を選ぶことが望ましい。この分
散処理によつて、顔料粒子の表面に、分散剤がほ
ぼ完全に近い状態でコーテイングされる。次に、このようにして得られた顔料分散液に、
例えば遠心分離処理などを施して、平均粒子径
200nｍ以下の顔料粒子が組成物中に含有するよ
うに、粒子径の大きな顔料粒子を除去する。このようにして、本発明の水性ボールペン用顔
料インキ組成物が調製されるが、該組成物の温度
25℃における粘度が2.0〜10.0cpsで、かつPHが7.0
〜10.0の範囲にあることが必要であり、そのため
には各成分の配合割合を、このような粘度及びPH
範囲になるように選ぶ必要がある。本発明のインキ組成物が用いられるポールペン
のボール材質やホルダー材質については特に制限
はなく、通常ボールペンに用いられているものを
使用することができる。ボール材質としては、例
えば超硬合金、ルビー、サフアイア、あるいはジ
ルコニアなどのセラミツクスなどが、またホルダ
ー材質としては、例えば黄銅、洋白、各種ステン
レスステイールなどが挙げられる。発明の効果本発明の水性ボールペン用顔料インキ組成物
は、顔料の長期分散安定性に優れ、かつ潤滑性が
良好で、チツプのボールホルダーの摩耗を防止
し、滑らかな筆感が得られるとともに、にじみの
少ない描線を与えるなど、優れた特性を有してい
る。本発明者らが先に見い出したように、染料系の
水性インキ組成物においては、炭素数18の不飽和
脂肪酸のアルカリ金属塩及びグリチルリチン酸や
そのアルカリ塩をそれぞれ単独で用いても、潤滑
性が良好で、かつにじみの少ない描線を与えるこ
とができるが、顔料系の水性インキ組成物におい
ては、本発明のように、前記２種の化合物を併用
することにより、はじめて、理想的な潤滑性と耐
にじみ性を有するものを得ることができる。この
理由については明確ではないが、染料に比べては
るかに大きな粒子である顔料を含有するインキ組
成物では、ボールやホルダーに吸着した不飽和脂
肪酸のアルカリ金属塩又はグリチルリチン酸のア
ルカリ塩の単独被膜では、十分な潤滑性を発揮で
きず、前記２種の化合物が共存する場合、それら
が複合ミセルとなつて、インキ組成物中に分散
し、ボール及びホルダー間の強力なフイルムとな
つて、摩擦係数を下げ、潤滑性が向上するものと
推定される。実施例次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらの例によつてなんら限定さ
れるものではない。実施例１

【表】

【表】前記組成の濃厚分散液をプレミキシングし、次
いで縦型サンドミルで２時間分散処理を行つたの
ち、これに精製水を添加して希釈し、前記組成に
なるように調製した。次に、このようにして調製された顔料分散液
を、シヤープレス型連続遠心分離機で、15000G
にて分級処理をして、粗大粒子を取り除き、本発
明の黒色水性顔料インキを得た（インキＡ−１と
する）。また、比較のために、前記組成において、オレ
イン酸ナトリウムを用いず、水含有量を57.3重量
％とした以外は、同様にして黒インキを得た（イ
ンキＡ−２とする）。さらに、比較のために、最初の組成において、
グリチルリチン酸モノアンモニウムを用いずに、
水の含有量を57.8重量％とした以外は、同様にし
て黒インクを得た（インキＡ−３とする）。実施例２

【表】実施例１と同様にして、前記組成の顔料分散液
を調製したのち、分級処理を行い、本発明の青色
水性顔料インキを調製した（インキＢ−１とす
る）。また、比較のため、前記組成において、リノー
ル酸カリウムを用いず、水含有量を58.3重量％と
した以外は、同様にして青インキを得た（インキ
Ｂ−２とする）。さらに、比較のために、最初の組成において、
グリチルリチン酸ナトリウムを用いずに水の含有
量を58.6重量％とした以外は、同様にして青イン
キを得た（インキＢ−３とする）。実施例３

【表】実施例１と同様にして前記組成の顔料分散液を
調製したのち、分級処理を行い、本発明の赤色水
性顔料インキを調製した（インキＣ−１とする）。また、比較のため、前記組成において、リシノ
ール酸カリウムを用いず、水含有量を57.5重量％
とした以外は、同様にして赤インキを得た（イン
キＣ−２とする）。さらに、比較のため、最初の組成において、グ
リチルリチン酸ジカリウムを用いずに、水の含有
量を57.9重量％とした以外は、同様にして赤イン
キを得た（インキＣ−３とする）。以上のようにして調製した９種のインキの粘
度、PH、平均粒子径を測定し、また快削洋白材及
び径0.5mmの超硬ボールを使用したチツプを用い
て水性ボールペンに組立て、その筆記性を求め
た。筆記性については、荷重100ｇ、速度4.0ｍ／
分にて機械筆記し、1000ｍ筆記後のボール沈み量
及び書味を求めた。これらの結果を次表に示す。

【表】また、本発明インキは、描線のにじみもなく、
顔料粒子の分散安定性も良好で、長期の経時安定
性にも優れていた。

Claims

【特許請求の範囲】

１基本成分として水性媒体及び平均粒子径が
200nｍ以下の顔料を含有して成るインキ組成物
において、(A)分散剤として、界面活性剤及び水溶
性樹脂の中から選ばれた少なくとも１種を配合
し、かつ(B)潤滑剤として、組成物の全重量に基づ
き、炭素数18の不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩
0.2〜3.0重量％とグリチルリチン酸のアルカリ塩
0.5〜2.0重量％とを配合したことを特徴とする、
温度25℃における粘度が2.0〜10.0cpsであり、か
つPHが7.0〜10.0の水性ボールペン用顔料インキ
組成物。