JP3038908B2 - Aqueous ink composition for ballpoint pens - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はボールの回転によるボール受座の摩耗を極力
防止することにより、もって良好なインキの吐出性を確
保せしめ、長距離筆記を可能となしたボールペン用水性
インキ組成物に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention is to prevent abrasion of a ball seat due to rotation of a ball as much as possible, thereby ensuring good ink dischargeability and enabling long-distance writing. The present invention relates to a water-based ink composition for a ballpoint pen.

（従来の技術） 従来水性ボールペン用インキは着色材と溶剤と水とよ
りなっており、その粘度は使用するボールペンの構造に
より１〜数cps（25℃）のものと50〜2000cps（25℃）の
ものとが知られている。１〜数cps（25℃）のものは主
にインキ吸蔵体として中綿を用いた構造に使用され、50
〜2000cps（25℃）のものは主にインキ貯蔵体として中
空の筒体を用いた構造に使用されている。(Prior art) Conventional aqueous ballpoint pen inks consist of a colorant, a solvent and water, and have a viscosity of 1 to several cps (25 ° C) and 50 to 2000 cps (25 ° C) depending on the structure of the ballpoint pen used. Is known. One to several cps (25 ° C) is mainly used for a structure using batting as an ink occluding material.
Those having 20002000 cps (25 ° C.) are mainly used for a structure using a hollow cylinder as an ink reservoir.

（発明が解決しようとする課題） 筆記距離が短くなるといった点である。(Problem to be Solved by the Invention) The problem is that the writing distance is shortened.

水性インキを用いたボールペンは、ボールの回転によ
るボール受座の摩耗によるボール沈みが発生し易い。そ
の結果、ボールペンチップ内のインキ流通溝がボールに
よって塞がれ、インキの吐出が不十分となり、筆跡にカ
スレが生じて円滑な筆記が出来なくなり、筆記距離が短
くなるといった問題があった。この問題は、特に粘度が
50〜2000cps（25℃）であるインキに顕著である。In a ball-point pen using water-based ink, the ball sinks easily due to the wear of the ball seat due to the rotation of the ball. As a result, there has been a problem that the ink circulation groove in the ballpoint pen tip is closed by the ball, the ink is insufficiently discharged, the handwriting is blurred, the smooth writing cannot be performed, and the writing distance is shortened. This is especially true for viscosity
It is remarkable for the ink which is 50 to 2000 cps (25 ° C.).

近年、これらの問題を解決するために、インキ中に水
溶性切削油を添加してインキの潤滑性を上げる試みがな
されているが満足な結果は得られていない。In recent years, attempts have been made to increase the lubricity of the ink by adding a water-soluble cutting oil to the ink in order to solve these problems, but satisfactory results have not been obtained.

（課題を達成するための手段） 本発明は上記問題を解決することを目的としたもので
あり、顔料と、溶剤と、水と、Ｎ−アシル−Ｎ−メチル
−β−アラニンのアルカリ金属塩及び／又はアミン塩
と、粘度調節剤としてガーガム又はカルボキシメチルセ
ルロースとを含有していることを特徴とするボールペン
用水性インキ組成物を要旨とするものである。以下詳細
に説明する。本発明に使用する顔料、溶剤は、従来より
公知のボールペン用水性インキ組成物の各成分と何ら異
なるところはない。以下、その１例を示す。顔料はアゾ
系顔料、縮合ポリアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、
キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系
顔料などの有機顔料やカーボンブラック、バリウム黄、
紺青、ベンガラ等の無機顔料が挙げられる。以上の顔料
は、単独或いは混合して使用することができる。(Means for Achieving the Object) An object of the present invention is to solve the above-described problems, and includes a pigment, a solvent, water, and an alkali metal salt of N-acyl-N-methyl-β-alanine. A water-based ink composition for a ballpoint pen, which comprises an amine salt and / or guar gum or carboxymethylcellulose as a viscosity modifier. This will be described in detail below. The pigments and solvents used in the present invention are not different from the components of the conventionally known aqueous ink composition for ballpoint pens. Hereinafter, one example is shown. Pigments are azo pigments, condensed polyazo pigments, phthalocyanine pigments,
Organic pigments such as quinacridone pigments, indigo pigments, thioindigo pigments and the like, carbon black, barium yellow,
Inorganic pigments such as navy blue and red bengal are exemplified. The above pigments can be used alone or as a mixture.

溶剤はボールペン用水性インキ組成物としての種々の
品質、即ち、例えば、ペン先でのインキ乾燥防止、低温
時でのインキ凍結防止などの目的で使用するものであ
る。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリ
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、１、３−ブチレングリコ
ール、チオジエチレングリコール、グリセリン等のグリ
コール類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、２−ピロリ
ドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トリエタノールア
ミン等を単独或は混合して使用することができる。The solvent is used for various qualities as a water-based ink composition for a ballpoint pen, for example, for the purpose of preventing ink drying at a pen tip, preventing ink freezing at low temperatures, and the like. Specifically, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, 1,3-butylene glycol, thiodiethylene glycol, glycerin, and ethylene glycol monomethyl ether;
Diethylene glycol monomethyl ether, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, triethanolamine and the like can be used alone or as a mixture.

本発明の骨子であるＮ−アシル−Ｎ−メチル−β−ア
ラニンのアルカリ金属塩及び／又はアミン塩はボール受
座の摩耗防止のために用いるものであり、下記一般式
（１）で示されるＮ−アシル−Ｎ−メチル−β−アラニ
ン、具体的にはＮ−ココイル−Ｎ−メチル−β−アラニ
ン、Ｎ−ラウロイル−Ｎ−メチル−β−アラニン、Ｎ−
ミリストイル−Ｎ−メチル−β−アラニン、Ｎ−パルミ
トイル−Ｎ−メチル−β−アラニン、Ｎ−ステアロイル
−Ｎ−メチル−β−アラニン等を水酸化ナトリウム等の
アルカリ金属の水酸化物やトリエタノールアミン等のア
ミンで中和することにより得られる。これらＮ−アシル
−Ｎ−メチル−β−アラニンのアルカリ金属塩及び／又
はアミン塩は単独或は混合して使用可能であり、その使
用量は、ボールペン用水性インキ組成物全重量に対して
0.5〜10重量％が好ましい。0.5重量％未満ではボールペ
ンチップ内における所望の潤滑効果が得難くなり、ま
た、10重量％を越えると筆跡が滲み易くなり実用上不具
合が生じ易くなる。The alkali metal salt and / or amine salt of N-acyl-N-methyl-β-alanine, which is the gist of the present invention, is used to prevent wear of the ball seat, and is represented by the following general formula (1). N-acyl-N-methyl-β-alanine, specifically N-cocoyl-N-methyl-β-alanine, N-lauroyl-N-methyl-β-alanine, N-
Myristoyl-N-methyl-β-alanine, N-palmitoyl-N-methyl-β-alanine, N-stearoyl-N-methyl-β-alanine, etc. are converted to alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and triethanolamine. And the like. These alkali metal salts and / or amine salts of N-acyl-N-methyl-β-alanine can be used alone or as a mixture, and the amount used is based on the total weight of the aqueous ink composition for ballpoint pens.
0.5 to 10% by weight is preferred. If the amount is less than 0.5% by weight, it is difficult to obtain a desired lubricating effect in the ballpoint pen tip. If the amount exceeds 10% by weight, the handwriting is liable to bleed and practical problems are likely to occur.

（R:アルキル基）粘度調節剤としてはガーガム又はカル
ボキシメチルセルロースを用い、粘度を50〜2000cps（2
5℃）に設定することができる。また、着色材として顔
料を用いているので、分散剤を用いることになり、更
に、必要に応じて、尿素、チオ尿素、エチレン尿素又は
これらの誘導体などの公知の潤滑剤や、その他凍結防止
剤、防腐剤、防黴剤、潤滑剤などの種々の添加剤を使用
し得ることは勿論である。 (R: alkyl group) Gum gum or carboxymethyl cellulose is used as a viscosity modifier, and the viscosity is adjusted to 50 to 2000 cps (2
5 ° C). In addition, since a pigment is used as a coloring material, a dispersant is used, and further, if necessary, a known lubricant such as urea, thiourea, ethylene urea or a derivative thereof, or other antifreezing agent Of course, various additives such as preservatives, fungicides, lubricants and the like can be used.

本発明のインキを製造するには、上記各成分を配合
し、これをボールミル、ホモミキサー、サンドグライン
ダー、スピードラインミル、ロールミル等の分散機によ
り混合摩砕すれば容易に得られる。The ink of the present invention can be easily obtained by blending the above-mentioned components and mixing and grinding them with a dispersing machine such as a ball mill, a homomixer, a sand grinder, a speed line mill, and a roll mill.

（作用） 本発明に係るＮ−アシル−Ｎ−メチル−β−アラニン
のアルカリ金属塩及び／又はアミン塩が何故ボール受座
の摩耗に効果があるのかについては以下のように推定さ
れる。(Action) The reason why the alkali metal salt and / or amine salt of N-acyl-N-methyl-β-alanine according to the present invention is effective in abrasion of the ball seat is presumed as follows.

即ち、Ｎ−アシル−Ｎ−メチル−β−アラニンのアル
カリ金属塩及び／又はアミン塩は、洋白ボールペンチッ
プ、ステンレスボールペンチップ（ボール材質：超硬合
金）などの金属に対して極だったキレート力を有するた
め、ボール受座の金属表面にＮ−アシル−Ｎ−メチル−
β−アラニンのアルカリ金属塩及び／又はアミン塩のキ
レートを形成する。このキレートがボールとボール受座
の間のクッション的な役割の作用をする。その結果、ボ
ールとボール受座との間の摩耗抵抗が小さくなり、潤滑
性が向上することにより、ボール受座の摩耗が少なくな
る。That is, the alkali metal salt and / or amine salt of N-acyl-N-methyl-β-alanine is a chelate that is extremely polar to metals such as nickel-white ballpoint pen tip and stainless ballpoint pen tip (ball material: cemented carbide). N-acyl-N-methyl-
Forms chelates of alkali metal and / or amine salts of β-alanine. This chelate acts as a cushion between the ball and the ball seat. As a result, the wear resistance between the ball and the ball seat is reduced, and the lubricity is improved, so that the ball seat is less worn.

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、
実施例中「部」とあるのは「重量部」を示す。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
In the examples, “parts” means “parts by weight”.

実施例１ カーボンブラック 10.0部 スチレン−アクリル酸共重合物のアンモニウム塩（分
散剤） 5.0部 ガーガム（増粘剤） 0.5部 エチレングリコール 20.0部 グリセリン 13.0部 Ｎ−オレオイル−Ｎ−メチル−β−アラニンナトリウ
ム 1.0部 水 50.5部 上記各成分中ガーガム及びＮ−オレオイル−Ｎ−メチ
ル−β−アラニンナトリウム以外の成分を混合し、ボー
ルミル中で24時間分散処理を行なった後、これら２成分
を加えて再度３時間分散処理を行い、フィルター等で粗
大粒子を除去して295cps（25℃）の黒色インキを得た。Example 1 Carbon black 10.0 parts Ammonium salt of styrene-acrylic acid copolymer (dispersant) 5.0 parts Gum gum (thickener) 0.5 parts Ethylene glycol 20.0 parts Glycerin 13.0 parts N-oleoyl-N-methyl-β-alanine Sodium 1.0 part Water 50.5 parts Components other than guar gum and N-oleoyl-N-methyl-β-alanine sodium in each of the above components were mixed and dispersed in a ball mill for 24 hours, and then these two components were added. The dispersion treatment was performed again for 3 hours, and coarse particles were removed with a filter or the like to obtain a black ink of 295 cps (25 ° C.).

比較例１ 実施例１において、Ｎ−オレオイル−Ｎ−メチル−β
−アラニンナトリウムを除き、その分だけ水を加えた以
外は全て実施例１と同様になして、290cps（25℃）の黒
色インキを得た。Comparative Example 1 In Example 1, N-oleoyl-N-methyl-β
A black ink of 290 cps (25 ° C.) was obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium alanine was added and water was added by that amount.

実施例２ 銅フタロシアニンブルー 10.0部 スチレンーマレイン酸共重合物のアンモニウム塩（分
散剤） 5.0部 カルボキシメチルセルロース 0.5部 エチレングリコール 20.0部 グリセリン 13.0部 プロクセル XL−２（防腐剤）（アイ・シー・アイ・
ジャパン（株）製） 0.2部 Ｎ−ミリストイル−Ｎ−メチル−β−アラニンエタノ
ールアミン 1.5部 水 49.8部 上記各成分について実施例１と同様にして270cps（25
℃）の青色インキを得た。Example 2 Copper phthalocyanine blue 10.0 parts Styrene-maleic acid copolymer ammonium salt (dispersant) 5.0 parts Carboxymethyl cellulose 0.5 parts Ethylene glycol 20.0 parts Glycerin 13.0 parts Proxel XL-2 (preservative) (ICI.
Japan Co., Ltd.) 0.2 part N-myristoyl-N-methyl-β-alanineethanolamine 1.5 parts Water 49.8 parts For each of the above components, 270 cps (25
C) blue ink was obtained.

比較例２ 実施例２において、Ｎ−ミリストイル−Ｎ−メチル−
β−アラニンエタノールアミンを除き、その分だけ水を
加えた以外は全て実施例２と同様になして、265cps（25
℃）の青色インキを得た。Comparative Example 2 In Example 2, N-myristoyl-N-methyl-
Except for β-alanineethanolamine, except that only water was added, the same procedure as in Example 2 was carried out to obtain 265 cps (25
C) blue ink was obtained.

（発明の効果） 以上、実施例１、２及び比較例１、２で得たボールペ
ン用水性インキ組成物を洋白ボールペンチップ（ボール
材質：超硬合金）を一端に連設したポリプロピレン製の
中空軸筒よりなる透明なインキ収容管に0.8g直接充填
し、各々筆記距離、及びボール沈み量について試験し
た。(Effects of the Invention) As described above, the aqueous ink compositions for ballpoint pens obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are made of polypropylene hollow having a nickel-white ballpoint pen tip (ball material: cemented carbide) connected to one end. 0.8 g was directly filled in a transparent ink storage tube composed of a shaft cylinder, and each was tested for a writing distance and a ball sinking amount.

結果は表−１のとおりである。 The results are as shown in Table 1.

＊１筆記距離：市販の自転式連続筆記試験機（螺旋
機）を用い、筆記速度7cm/sec、荷重100g、角度70゜で
連続筆記してかすれが発生するまでの筆記距離を測定し
た。* 1 Writing distance: A commercially-available rotating continuous writing tester (spiral machine) was used to write continuously at a writing speed of 7 cm / sec, a load of 100 g, and an angle of 70 °, and the writing distance until blurring was measured.

＊２ボール沈み量：上記筆記距離試験において、実施
例１、２及び比較例１、２は筆記前のボール出とかすれ
発生後のボール出との差よりボール沈みを測定した（但
し、実施例１、２は充填したインキ組成物をすべて使用
してしまった状態であった）。* 2 Ball sinking amount: In the writing distance test, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 measured the ball sinking from the difference between the ball protrusion before writing and the ball protrusion after the occurrence of blurring (however, in the Examples). Nos. 1 and 2 used all of the filled ink compositions).

以上、詳細に説明したように、本発明に係るボールペ
ン用水性インキ組成物は、ボール受座の摩耗が少なく、
ボール沈みが極力防止できるため、長距離筆記が可能に
なるという所期の目的が充分に達成できる有用なもので
ある。特に、インキ粘度を50〜2000cpに設定した場合、
その効果は顕著である。 As described above in detail, the water-based ink composition for a ballpoint pen according to the present invention has less wear of the ball seat,
Since the sinking of the ball can be prevented as much as possible, it is useful that the intended purpose of enabling long-distance writing can be sufficiently achieved. In particular, when the ink viscosity is set to 50 to 2000 cp,
The effect is remarkable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) C09D 11/00-11/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】顔料と、溶剤と、水と、Ｎ−アシル−Ｎ−
メチル−β−アラニンのアルカリ金属塩及び／又はアミ
ン塩と、粘度調節剤としてガーガム又はカルボキシメチ
ルセルロースとを含有していることを特徴とするボール
ペン用水性インキ組成物。1. A pigment, a solvent, water, and N-acyl-N-
An aqueous ink composition for a ballpoint pen, comprising: an alkali metal salt and / or an amine salt of methyl-β-alanine; and guar gum or carboxymethyl cellulose as a viscosity modifier.