JP2011219641A - ボールペン用油性インキ組成物及びそれを内蔵したボールペン - Google Patents

Abstract

【課題】筆記時により滑らかな筆感が得られるボールペンに適用する油性インキ組成物とすると共に、従来生じていた金属部材の腐食が生じ難く、良好なインキ吐出性を長期間に亘って確保できる筆記性能に優れたボールペン用油性インキ組成物とそれを内蔵したボールペンを提供する。
【解決手段】着色剤と、有機溶剤と、樹脂と、硫化脂肪酸を含有するボールペン用油性インキ組成物。前記ボールペン用油性インキ組成物を内蔵したボールペン。
【選択図】なし

Description

本発明はボールペン用油性インキ組成物とそれを内蔵したボールペンに関する。更には、滑らかな筆感が得られるボールペン用油性インキ組成物及びそれを内蔵したボールペンに関する。

従来、ボールペンに内蔵する油性インキにおいては、筆記時の滑らかな筆感を付与するために、オレイン酸等の直鎖脂肪酸を潤滑剤として添加し、インキの潤滑性能を向上させる試みが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平８−４８９２８号公報 特開平８−４８９２７号公報

しかしながら、前記インキを収容するボールペンがボールやチップ等の金属部材に銅や銅合金を含有する場合、直鎖脂肪酸の作用によって経時的に金属部材を腐食することがある。
また、油性インキにおいては、高湿度化での保管によってインキ中に含まれる水分量が多くなった場合、金属の材質に関わらず含有される水に起因してボールやチップ等の腐食（ガルバニック腐食）を引き起こすことがあり、この場合には、前記直鎖脂肪酸が金属部材の腐食状態を増長・促進させるものとなる。そのため、インキ吐出不良や筆感の悪化等、筆記性能に悪影響を及ぼすものとなる。

本発明は、筆記時により滑らかな筆感が得られる油性インキとすると共に、従来生じていた金属部材の腐食が生じ難く、良好なインキ吐出性を長期間に亘って確保できる筆記性能に優れたボールペン用油性インキ組成物とそれを内蔵したボールペンを提供するものである。

本発明は、着色剤と、有機溶剤と、樹脂と、硫化脂肪酸を含有するボールペン用油性インキ組成物を要件とする。
更に、前記硫化脂肪酸がインキ組成物全量中０．１〜２０重量％の範囲で添加されることを要件とする。
更には、前記ボールペン用油性インキ組成物を内蔵したボールペンを要件とする。

本発明により、潤滑剤の添加に起因してボールやチップ等の金属部材の腐食を生じることなく、筆記時に高い潤滑性能を付与できる、筆記性能に優れたボールペン用油性インキ組成物とそれを内蔵したボールペンとなる。

本発明は、ボールペン用油性インキ組成物中に硫化脂肪酸を添加することにより、ペン先からのインキ出が書き始めからスムースに行われ、滑らかな筆感が得られるものである。また、添加に伴う金属腐食を生じることがないため、腐食抑制剤等の成分追加を要せず、複雑な組成とすることで生じ易くなる不具合を考慮する必要がなくなる。

前記硫化脂肪酸とは脂肪酸の硫化物全般を示すものであり、溶剤中に溶解可能な硫化脂肪酸やその塩が適用できる。
前記硫化脂肪酸としては、炭素数８〜２０の脂肪酸の硫化物が挙げられ、具体的には、硫化ペラルゴン酸、硫化ラウリン酸、硫化パルミチン酸、硫化オレイン酸、硫化ステアリン酸、硫化ノナデカン酸、硫化リノレン酸、硫化リノール酸等が挙げられる。更に、硫化ジステアリン酸等のカルボキシル基若しくはその塩を少なくとも１個有する炭素数８〜２０の炭化水素基が、１以上（具体的には１〜８の整数）の硫黄原子鎖（炭化水素基を介在させたものを含む）の両末端に結合するジ脂肪酸が例示でき、これらから一種以上を選択して用いられる。
前記塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アルカノールアミンやアンモニア等のアミン塩、アルカリ土類金属塩、Ｚｎ塩、Ａｌ塩、Ｓｎ塩、Ｓｂ塩等が例示できる。
前記硫化脂肪酸やその塩は、インキ組成物全量中０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％添加することができる。
０．１重量％未満では所期の効果を得ることは困難であり、又、２０重量％を越えて添加しても潤滑効果の向上は認められないので、これ以上の添加を要しない。

前記有機溶剤としては、従来から油性インキに適用される汎用のものを用いることができ、具体的には、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―メトキシー３―メチルブタノール等のグリコールエーテル類、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類、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類が例示できる。
前記有機溶剤は一種又は二種以上を混合して用いてもよく、インキ組成中５〜８０重量％の範囲で用いられる。

前記着色剤としては従来から汎用の染料や顔料を使用できる。前記染料としては、例えば、カラーインデックスにおいてソルベント染料として分類される有機溶剤可溶性染料が挙げられる。
前記ソルベント染料の具体例としては、バリファストブラック３８０６（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２９）、同３８０７（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック２９の染料のトリメチルベンジルアンモニウム塩）、スピリットブラックＳＢ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５）、スピロンブラックＧＭＨ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック４３）、バリファストレッド１３０８（Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１の染料とＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３の染料の造塩体）、バリファストイエローＡＵＭ（Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー２の染料とＣ．Ｉ．アシッドイエロー４２の染料の造塩体）、スピロンイエローＣ２ＧＨ（Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー２の染料の有機酸塩）、スピロンバイオレットＣＲＨ（Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８−１）、バリファストバイオレット１７０１（Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１とＣ．Ｉ．アシッドイエロー４２の染料の造塩体）、スピロンレッドＣＧＨ（Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１の染料の有機酸塩）、スピロンピンクＢＨ（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド８２）、ニグロシンベースＥＸ（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック７）、オイルブルー６１３（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５）、ネオザポンブルー８０８（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０）等が挙げられる。

顔料としては、カーボンブラック、群青、二酸化チタン顔料等の無機顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、スレン顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、スレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料等の有機顔料、アルミニウム粉やアルミニウム粉表面を着色樹脂で処理した金属顔料、透明又は着色透明フィルムにアルミニウム等の金属蒸着膜を形成した金属光沢顔料、フィルム等の基材に形成したアルミニウム等の金属蒸着膜を剥離して得られる厚みが０．０１〜０．１μｍの金属顔料、金、銀、白金、銅から選ばれる平均粒子径が５〜３０ｎｍのコロイド粒子、蛍光顔料、蓄光性顔料、芯物質として天然雲母、合成雲母、ガラス片、アルミナ、透明性フィルム片の表面を酸化チタン等の金属酸化物で被覆したパール顔料等が挙げられる。
前記着色剤は一種又は二種以上を混合して用いてもよく、インキ組成中３〜４０重量％の範囲で用いられる。

更に、筆跡の滲み抑制、定着性向上、堅牢性付与等の目的で汎用の樹脂が用いられる。
具体的には、マレイン樹脂、アミド樹脂、キシレン樹脂、ロジン樹脂やその水添化合物、ロジン変性樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、フェノール樹脂、α−及びβ−ピネン・フェノール重縮合樹脂、尿素樹脂、ケトン樹脂、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、架橋型アクリル酸重合体等が挙げられる。これらは単独又は２種以上混合して使用してもよく、樹脂の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．１〜３０．０重量％の範囲で好適に添加される。

更に、剪断減粘性付与剤を添加することもできる。
前記剪断減粘性付与剤としては、架橋型アクリル樹脂、架橋型アクリル樹脂のエマルションタイプ、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体、非架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体非架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体の水溶液、水添ヒマシ油、脂肪酸アマイドワックス、酸化ポリエチレンワックス等のワックス類、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、オクチル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩、ジベンジリデンソルビトール、デキストリン脂肪酸エステル、Ｎ−アシルアミノ酸系化合物、スメクタイト系無機化合物、モンモリロナイト系無機化合物、ベントナイト系無機化合物、ヘクトライト系無機化合物、シリカ等が例示できる。
特に、架橋型アクリル樹脂（エマルションタイプであってもよい）や架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体（共重合体であってもよい）は、前述の蒸気圧を有する有機溶剤中での増粘性が高く、筆跡滲みを抑制する効果が高いことから好適である。

その他必要に応じてベンゾトリアゾール、金属塩系、リン酸エステル系化合物などの防錆剤や、イソチアゾロン、オキサゾリジン系化合物などの防腐剤や、シリコン系、鉱物油、フッ素系化合物などの消泡剤や、天然樹脂、合成樹脂、アニオン、カチオン、ノニオン、両性界面活性剤などの分散剤や、グリセリン、ソルビタン系、多糖類、尿素、エチレン尿素またはこれらの誘導体などの湿潤剤や、アセチレングリコール、アセチレンアルコールおよびシリコン系界面活性剤などのレベリング性付与剤や、凍結防止剤などの従来公知のインキ用添加剤を併用することも可能である。

更に、前記油性インキ組成物がインキ収容管内に充填された際、インキ組成物の後端にはインキ逆流防止体（液栓）を配することもできる。
前記インキ逆流防止体組成物は不揮発性液体又は難揮発性液体からなり、具体的には、ワセリン、スピンドル油、ヒマシ油、オリーブ油、精製鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、α−オレフィン、α−オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル等があげられ、一種又は二種以上を併用することもできる。

前記不揮発性液体及び／又は難揮発性液体には、ゲル化剤を添加して好適な粘度まで増粘させることが好ましく、表面を疎水処理したシリカ、表面をメチル化処理した微粒子シリカ、珪酸アルミニウム、膨潤性雲母、疎水処理を施したベントナイトやモンモリロナイトなどの粘土系増粘剤、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属石鹸、トリベンジリデンソルビトール、脂肪酸アマイド、アマイド変性ポリエチレンワックス、水添ひまし油、脂肪酸デキストリン等のデキストリン系化合物、セルロース系化合物を例示できる。
更に、前記液状のインキ逆流防止体組成物と、固体のインキ逆流防止体を併用することもできる。

前記ボールペン用油性インキ組成物を充填するボールペンは汎用の構造が適用できる。
筆記先端部（チップ）の構造は、従来汎用の機構が有効であり、例えば、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属製のパイプや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたもの等を適用できる。
また、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック、樹脂等からなるものが適用でき、直径０．１０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲のものが用いられる。

前記筆記先端部が直接又は接続部材を介して連結されるインキ収容管は、油性インキ組成物を直接収容することが可能な形態であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が、インキの低蒸発性、生産性の面で好適に用いられるが、金属加工体を用いることも可能である。更に、前記樹脂製のインキ収容管は透明、着色透明、或いは半透明の成形体を用いることにより、インキ色やインキ残量等を確認できる。
尚、前記インキ収容管はそれ自体を把持用外装（軸筒）として使用する他、ボールペン用レフィルの形態として、該レフィルを別部材からなる軸筒内に収容するものでもよい。

前記インキ収容管を用いたボールペンは、キャップ式、出没式のいずれの形態であっても適用できる。出没式ボールペンとしては、ボールペンレフィルに設けられた筆記先端部が外気に晒された状態で軸筒内に収納されており、出没機構の作動によって軸筒開口部から筆記先端部が突出する構造であれば全て用いることができる。
出没機構の操作方法としては、例えば、ノック式、回転式、スライド式等が挙げられる。
前記ノック式は、軸筒後端部や軸筒側面にノック部を有し、該ノック部の押圧により、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部を押圧することにより、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記回転式は、軸筒後部に回転部を有し、該回転部を回すことによりボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記スライド式は、軸筒側面にスライド部を有し、該スライドを操作することによりボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部をスライドさせることにより、ボールペンレフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記出没式ボールペンは外軸内に複数のボールペンレフィルを収容してなる複合タイプの出没式ボールペンであってもよい。

以下の表に実施例及び比較例を示す。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、表中の数値は重量部を表わす。

表１中の原料（１）〜（５）について以下に説明する。
（１）オリエント化学工業（株）製、商品名：バリファストレッド １３６２
（２）保土ヶ谷化学工業（株）製、商品名：スピロンブラック ＧＭＨ Ｓｐｅｃｉａｌ
（３）富士色素（株）製、商品名：ＡＳブラック８１０（有効成分５０％）
（７）ＤＩＣ（株）製、商品名：ＧＳ−５５０
（７）ＤＩＣ（株）製、商品名：ＧＳ−５２０（有効成分５０％）

インキの調製
前記配合量で各原料を混合し、ディスパーにて３時間撹拌することでボールペン用油性インキを得た。

ボールペンの作製
前記実施例及び比較例のインキを、直径０．５ｍｍのボールを抱持するステンレススチール製チップがポリプロピレン製パイプの一端に嵌着されたボールペンレフィルに充填し、遠心処理を施した後、前記ボールペンレフィルを軸筒に組み込み、ボールペンを得た。

前記試料ボールペンを用いて以下の試験を行った。
初期筆記試験
得られたボールペンを用いて、筆記用紙Ａに手書きで螺旋状の丸を連続筆記した際の筆感と、目視による筆跡状態を確認した。
高湿経時試験
前記ボールペンを５０℃、相対湿度８０％の雰囲気下に９０日間放置した後、室温で筆記用紙Ａに手書きで螺旋状の丸を連続筆記した際の筆感と、目視による筆跡及びボールの状態を確認した。
前記各試験の結果を以下に示す。

尚、試験結果の評価は以下の通りである。
初期筆記試験
○：スムースに筆記でき、良好な筆跡が得られる。
△：若干の引っかかりを感じる、又は、書き出しに若干のかすれが生じる。
×：引っかかりを感じて筆跡がかすれる、又は、筆記不能。
高湿経時試験
○：スムースに筆記でき、良好な筆跡が得られる。ボールも初期と変化なし。
△：若干の引っかかりを感じる、又は、ボール表面の光沢が失われ、書き出しに若干のかすれが生じる。
×：引っかかりを感じて筆跡がかすれる、又は、筆記不能。初期と比較してボール表面が粗い、又は、析出や付着物あり。

Claims (3)

1. 着色剤と、有機溶剤と、樹脂と、硫化脂肪酸を含有するボールペン用油性インキ組成物。
2. 前記硫化脂肪酸がインキ組成物全量中０．１〜２０重量％の範囲で添加される請求項１記載のボールペン用油性インキ組成物。
3. 前記請求項１又は２に記載のボールペン用油性インキ組成物を内蔵したボールペン。