JPS63280783A - 水性ボ−ルペン用顔料インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、チップ
のボールホルダーの摩耗全防止し、滑らかな筆感が得ら
ｎ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、
チップのボールホルダーの摩耗によって筆感が劣化した
り、あるいはチップの劣化によってインキの流出が不均
一になっ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、チップの耐摩耗性が向上し、比較的良
好な書味が得らｎ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、経時によシ、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ｎ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１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シが生じたり、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ｎ、チップの摩耗
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ｎｆｃ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ｎぞｎ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ろことを見い出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

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２００　ｎｍ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に少なくとも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１本発明の詳細な説明する。

本発明のインキ組成物に用いらｎ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１例えばメタノール、エタノール
、プロパツールなどの低級−価アルコール類、エチレン
グリコール、フロピレンゲリコール、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）などの七ロ゛ソルプ類、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１通常ｌＯ〜４０重量
係の範囲で選ばれる。

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
ｎ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、カーボンブラック、金属粉などが挙げらｎ、ま
た有機系顔料としては１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、ベリレン及び
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、ニトロン顔料などが挙げら
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重量係、好まし
くは５〜１５重量係の範囲で選ばれる。

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１５０　ｎｍ以下であることが必要である。

この平均粒子径が２００　ｎｍ　ｆ超える顔料は、スト
ークスの法則に従って比較的短期間で沈降分離するので
、このような顔料金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しない。

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働脂、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ｎる。この配合量が０．０５重逍チ禾
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重量係を超えると、インキの粘
度が本発明の範囲より高くなって、筆記性が劣化する傾
向があるので好壕しくない。

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、リル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ｎ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、組成物の全重着に
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重駄チ未満では潤滑性向上効果が十分に
発揮さｎず５一方２．０重量％を超えると、その量の割
には潤滑性の同上効果は小さく、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土属塩を単独で用い
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重量係程度に増加しても十分な潤滑
性の向上効果が得らｎ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ｎ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、グリチルリチン酸めアルカリ塩の
配合量は、３１敬％程度が経済的に限界である。

したがって、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シはじめて、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７．０〜１Ｏ１０、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
表面に付層している分散剤の脱着が起とり、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　％　１０　ｃｐｓ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ジ、したがって、
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。

筐た。該粘度が２．Ｏｃｐｓ禾満ではインキの流出量が
多くなシすぎて、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ｎ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底物の好
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、（４）成分の分散剤、（Ｂ）成分の潤滑剤及
び所望に応じて加えらｎる各種添加剤を、そルぞｎ所定
の割合で用い１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
合によって、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。この分散処理によって、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ィ
ングされる。

次に、このようにして得らｎ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２００　ｎｍ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ｎるが、該組成物の温度２５℃における
粘度が２．０〜１０゜Ｏｃｐｓ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ｎるボールペンのボール
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
ァイア、あるいはジルコニアなどのセラミックおなどが
、またホルダー材質としては、例えば黄銅、洋白、各種
ステンレススティ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ｎ、かつ潤滑性が良好で、チップの
ボールホルダーの摩耗を防止し、滑らかな筆感が得らｎ
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Ａｗｉ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１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、そ扛らが複合ミセルとなって、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ィルムとなっ
て、摩擦係数上下げ、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ｎらの例によってなんら限定さｎるものではな
い。

実施例Ｉ Ｇｍ　剤　　　エチレングリコール３０．０　　Ｎ潤滑
剤　　　オレイン酸ナトリウム　　　　　０．５　〃グ
リチルリチン酸モノアン モニウム　　　　　　　　　　　１．０　ｊｐＨＷＡｔ
ＭＪ　　　モノエタノールアミン　　　　　０．５　７
防腐剤　　　スラオフＳ（式日薬品製）Ｏ，ＩＳ防錆剤
　　　ベンゾトリアゾール　　　　　　０．１〃１００
、Ｏｒ 前記組成の濃厚分散液全ブレミキシングし、次いで縦型
サンドミルで２時間分散処理を行ったのち、こｎに精製
水全添加して希釈し、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ｎた顔料分散液を。

シャ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１本発明の黒色水性
顔料インキを得几（インキＡ−１とする）。

また、比較の几めに、前記組成において、オレイン酸ナ
トリウムを用いず、水含１ｉｉ５７．３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５
７．８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 潤滑剤　　リノール酸カリウム　　　　　　ｏ、７　〃
グリチルリチン酸ナトリウ ム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１、ＯＩ
ｐＨ調”Ｉｔ剤　　モノエタノールアミン　　　　　０
．５　　＃防腐剤　　スラオフＳ（式日薬品製→　　　
０．１＃防錆剤　　ベンゾトリアゾール　　　　　０．
１　　＃精製水　　　　　　　　　　　　　　　　５７
．６　　＆湿潤剤　　エチレングリコール　　　　　３
０．０　　＃１００、Ｏｉｔ 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
ウム金用いず、水含Ｍ量を５８．３重凌チとした以外は
、同様にして青インキ金得た（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＠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 湿潤剤　　エチレングリコール　　　　　３０．０　　
＃分散剤　　スチレン・アクリル酸樹脂　　２．５＃（
ＮＨ５中和） 潤滑剤　　リシノール酸ナトリウム　　　　０．８　１
グリチルリチン酸ジカリウ　　　１．２　　＃ム 防腐剤　　スラオフＳ（式日薬品製）０．１＃防錆剤　
　ベンゾトリアゾール　　　０．１　　ＩｐＨ調ｕ剤　
　モノエタノールアミン　　　　　０．６１精製水　　
　　　　　　　　　　　　　　　５６．７　　＃１００
．０　　１ 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’ｉ５７．５重量係とし重量
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
ｉ％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。

ｐＨ１平均粒子径を測定し、また快削洋白材及び径０．
５　ｉｎの超硬ボールを使用したチップを用いて水性ボ
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１００２、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。

また、本発明インキは、描線のにじみもなく、類書粒子
の分散安定性も良好で、長期の経時安定１にも優れてい
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　基本成分として水性媒体及び平均粒子径が２００ｎ
   ｍ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。