JP5712462B2 - ボールペン用インキ - Google Patents
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Description
増粘剤の添加量を調整してインキの粘度を低くすると、筆記時にボールの回転に対する抵抗力が小さくなるので、軽い書き味で筆記できるという利点がある。しかし、インキが低粘度であるために、ボールとボール受座との間に形成されているインキ膜が、筆圧によって容易に移動してしまい、筆記時にボールとボール受座とが直接当たる事によるゴリゴリとした感触が手に伝わり、滑らかさのない書き味となってしまう。
一方、樹脂などを添加してインキの粘度を高粘度となして、ボールとボール受座との間に形成されるインキ膜厚を厚くすると、滑らかな書き味は得られるものの、流動性の低いインキによってボールの回転は大きな抵抗を受けるため重い書き味であった。
更に、リン酸エステル(特許文献2)や、ジポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸やトリポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸(特許文献3)などのインキに潤滑性を付与する材料をインキ中に添加すると、筆記時のボールとボール受座との間の摩擦抵抗が低減するので、滑らかな書き味が得られる。このようなインキに潤滑性を付与する材料と増粘剤による粘度調整とを組み合わせる事で、さらに軽くて滑らかな書きを得る試みもなされてきた。(特許文献4)
このように、極めて軽くて滑らかな書き味が得られ、かつ筆記距離が長くなってもその書き味が維持されるボールペン用インキは、従来技術では得られなかった。
着色剤としては、従来、ボールペン用インキに用いられている染料、顔料の全てが使用でき、染料、顔料は単独で用いても、併用しても良い。
油溶性の染料としては、具体的には、ローダミンBベース(C.I.45170B、田岡染料製造(株)製)、ソルダンレッド3R(C.I.21260、中外化成(株)製)、メチルバイオレット2Bベース(C.I.42535B、米国、National Aniline Div.製)、ビクトリアブルーF4R(C.I.42563B)、ニグロシンベースLK(C.I.50415)(以上、BASF社製、独国)、バリファーストイエロー#3104(C.I.13900A)、バリファーストイエロー#3105(C.I.18690)、オリエントスピリットブラックAB(C.I.50415)、バリファーストブラック#3804(C.I.12195)、バリファーストイエロー#1109、バリファーストオレンジ#2210、バリファーストレッド#1320、バリファーストブルー#1605、バリファーストバイオレット#1701(以上、オリエント化学工業(株)製)、スピロンブラックGMHスペシャル、スピロンイエローC−2GH、スピロンイエローC−GNH、スピロンレッドC−GH、スピロンレッドC−BH、スピロンブルーBPNH、スピロンブルーC−RH、ああスピロンバイオレットC−RH、S.P.T.オレンジ6、S.P.T.ブルー111(以上、保土ヶ谷化学工業(株)製)や、ネオスーパーブルーC−555(以上、中央合成化学(株)製)等の従来公知の一般的なものが使用できる。
これらはインキ中の水もしくは有機溶剤のうち少なくとも一つに可溶でなければならない。
黒色顔料としては例えば、プリンテックス3、同25、同30、同35、同40、同45、同55、同60、同75、同80、同85、同90、同95、同300、スペシャルブラック4、同5、同100、同250、同550(以上デグサヒュルスジャパン(株)製)。三菱カーボンブラック#2700、同#2650、同#2600、同#2400、同#2350、同#2300、同#2200、同#1000、同#990、同#980、同#970、同#960、同#950、同#900、同#850、同#750、同#650、同#52、同#50、同#47、同#45、同#45L、同#44、同#40、同#33、同#32、同#30、同#25、同#20、同#10、同#5、同#95、同#260、同CF9、同MCF88、同MA600、同MA77、同MA7、同MA11、同MA100、同MA100R、同MA100S、同MA220、同MA230(以上、三菱化学(株)製)、トーカブラック#8500/F、同#8300/F、同#7550SB/F、同#7400、同#7360SB/F、同#7350/F、同#7270SB、同#7100/F、同#7050(以上、東海カーボン(株)製)等のカーボンブラックや、ダイヤモンドブラックN(玉億色材(株)製)などのアニリンブラックや、ボーンブラック(三重カラーテクノ(株)製)や、鉄化ブラックKN−320(日本鉄化(株)製)などの鉄黒が挙げられる。
青色顔料としては例えばC.I.Pigment Blue 2、同9、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同28、同29、同36、同60、同68、同76、同80等が使用できる。
赤色の顔料としてはC.I.Pigment Red 2、同3、同5、同8、同14、同17、同22、同23、同31、同48:1、同48:2、同48:3、同48:4、同53:1、同53:2、同57:1、同112、同122、同144、同146、同149、同166、同170、同175、同176、同177、同179、同184、同185、同187、同188、同202、同207、同208、同209、同210、同211、同213、同214、同242、同253、同254、同255、同256、同257、同264、同266、同268、同270、同272等が使用できる。
黄色の顔料としてはC.I.Pigment Yellow 1、同3、同12、同13、同14、同16、同17、同55、同73、同74、同79、同81、同83、同93、同94、同95、同97、同109、同110、同111、同120、同128、同133、同136、同138、同139、同147、同151、同154、同155、同167、同173、同174、同175、同176、同180、同185、同191、同194、同213等が使用できる。
橙色の顔料としてはC.I.Pigment Orange5、同13、同16、同34、同36、同38、同43、同62、同68、同72、同74等がある。
緑色の顔料としてはC.I.Pigment Green7、同36、同37等が使用できる。
紫色の顔料としてはC.I.Pigment Violet19、同23等が使用出来る。
これらの着色剤の使用量は全インキに対し1重量%以上40重量%以下が好適に使用できる。使用量が1重量%より少ないと筆跡が薄すぎて耐光性試験や耐溶剤性試験を行ったときに紙面上に残る着色剤の量が少なくなり筆跡の判読がし難くなる。40重量%より多いと配合時の溶解不足や経時的な沈降による目詰まりによる筆記不能が生じやすくなる。また、これらの着色剤は単独で使用しても2種類以上を併用して使用しても良い。
例えば、フェニルグリコール、フェニルジグリコール、ベンジルモノグリコール、ベンジルジグリコール、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ジメチルエーテル、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モノイソブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジ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ジメチルエーテル、ジエチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールターシャリブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテート等のグリコールエーテル類、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、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、オクチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,3ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール等のグリコール類、ベンジルアルコール、β−フェニルエチルアルコール、α−メチルベンジルアルコール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシペンタノール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、イソデシルアルコール、イソトリデシルアルコール等のアルコール類、メチルイソプロピルエーテル、エチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル等のエーテル類、酢酸−2−エチルヘキシル、イソ酪酸イソブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類を挙げることができる。
これらの溶剤は単独あるいは組み合わせて使用でき、その使用量は油性インキ全量に対し10重量%以上90重量%以下が好ましい。
これらは1種又は2種以上選択して併用できるものである。また、その使用量はインキ全量に対して0.5重量%以上40重量%以下の添加が好ましい。0.5重量%未満では塗布部の乾燥防止効果が弱く使用不能になる恐れがあり、40重量%を超えて添加してもその効果の向上は見られず添加することの意味が見い出せない。
また、油性インキにおいては、α+β+γ+δ+ε+ζが80モル以上だと、高湿度下で保管したとき、インキが吸湿しやすくなり、インキ中の水分によって他の材料の溶解性が悪化して析出してくるので、80モル未満のものがより好ましく、特に5モル以上40モル以下のものが好適に使用できる。インキ中の液媒体の50重量%以上が水であるインキ(以下、水性インキとする)においては、他の材料も水溶性のものを使用でき、インキが吸湿したとしても析出を防ぐことができるので、特に使用の制限はない。
これらは単独で用いても良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。
これらは単独で用いても良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。
また、顔料を分散するには汎用されている一般的な方法を用いることが可能である。例えば、顔料と溶剤と分散剤を混合し、プロペラ撹拌機等で均一に撹拌した後、分散機で顔料を分散する。ロールミル、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ホモジナイザー等の分散機はインキの水や有機溶媒の量、顔料濃度によって適宜選択する。
(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) 6.0部
SPILON VIOLET C−RH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
16.3部
VALIFAST YELLOW C−GNH(油性染料、オリエント化学工業(株)
3.1部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50.9部
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル 17.2部
エスレックBL−1(ポリビニルブチラール、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、積水化学工業(株)製) 0.4部
NIKKOL HCO−10(化1にて示される化合物、日光ケミカルズ(株)製)
1.0部
フォスファノールLB400(化2にて示される化合物と化3にて示される化合物との混合物、東邦化学工業(株)製) 1.5部
NIKKOL TOP−0V(化4にて示される化合物、東邦化学工業(株)製)
1.0部
ナイミーンL201(PEG−1ラウリルアミン、日油(株)製) 1.0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、このペーストに残りの材料の全量を加え、70℃で3時間攪して黒色のボールペン用油性インキを得た。
SPILON VIOLET C−RH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
13.0部
SPILON YELLOW C−GNH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
7.0部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 27.0部
エチレングリコールモノノルマルプロピルエーテル 16.5部
ベンジルグリコール 5.0部
ハイラック110H(ケトン樹脂、日立化成(株)製) 6.0部
PEMULEN TR−2(B.F.Goodrich社製、米国) 1.5部
NIKKOL HCO−5(化1にて示される化合物、日光ケミカルズ(株)製)
2.0部
NONION C−2300(化1にて示される化合物、日油(株)製) 1.0部
フォスファノールLP710(化2にて示される化合物と化3にて示される化合物との混合物、東邦化学工業(株)製) 20.0部
アミート105(POEココナットアミン、(株)花王製) 1.0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油性インキを得た。
NOVOPERM RED F3RK70(C.I.Pigment Red 170、
クラリアントジャパン(株)製) 3.0部
SPILON RED C−GH(油性染料、保土谷化学工業(株)製) 17.6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
ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル 16.6部
エチレングリコールモノノルマルプロピルエーテル 43.5部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 3.0部
ジョンクリル678(スチレンアクリ酸樹脂、BASFジャパン(株)製) 1.0部
エスレックBL−1 0.6部
EMALEX HC−20(化1にて示される化合物、日本エマルジョン(株)製)
10.0部
プライサーフA208(化2にて示される化合物と化3にて示される化合物との混合物、
第一工業製薬(株)製) 0.1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とエチレングリコールモノノルマルプロピルエーテルとプロピレングリコールモノメチ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、このペーストに残りの材料の全量を加え、70℃で3時間攪拌して赤色のボールペン用油性インキを得た。
VALIFAST BLUE 1603(C.I.DIRECT BLUE 86とC.I.BASIC BLUE 7との造塩染料、オリエント化学工業(株)製)20.0部SPILON RED C−GH(油性染料、保土谷化学工業(株)製) 3.0部
フェニルセルソルブ 41.4部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 23.3部
ベンジルアルコール 10.2部
エスレックBH−3 1.0部
ユニオックスHC−50MSU(化1にて示される化合物、日油(株)製) 0.1部
NIKKOL TOP−0V(化4にて示される化合物、日光ケミカルズ(株)製)
1.0部
上記成分を70℃で攪拌し、均一に溶解して青色のボールペン用油性インキを得た。
実施例4において、ユニオックスHC−50MSUを0.008部に減じ、減じた分を
ジエチレングリコールモノメチルエーテルに置き換えた以外は同様になして青色の油性インキを得た。
FUJI SP BLACK 8922(カーボンブラック20%分散液、富士色素(株)製) 25.0部
エチレングリコール 6.0部
グリセリン 6.0部
ブラウノンBR−404(化1にて示される化合物、日進化成(株)製) 2.0部
EMALEX HC−100(化1にて示される化合物、日本エマルジョン(株)製)
0.5部
フォスファノール RD720(化2にて示される化合物と化3にて示される化合物の混合物とのNa塩、東邦化学工業(株)製) 3.0部
ベンゾトリアゾール 0.5部
プロクセル GXL 0.2部
ペミュレンTR−1(架橋型のアクリル酸とアクリル酸エステル共重合体、B.F.Goodrich社製) 0.3部
水酸化ナトリウム 0.7部
イオン交換水 55.8部
上記成分中、ペミュレンTR−1の全量と水10部をラボミキサーにて1時間攪拌してペミュレンTR−1水溶液を調整した。残りの各成分を混合し均一になるまで1時間攪拌した液にペミュレンTR−1水溶液を加えて更に2時間混合攪拌して黒色のボールペン用水性インキを得た。
Water Red #2(C.I.ACID RED87、オリエント化学工業(株)製) 5.0部
Water Yellow #6C(C.I.ACID YELLOW23、オリエント化学工業(株)製) 3.0部
ケルザン AR(キサンタンガム、三晶(株)製) 0.5部
エチレングリコール 12.0部
グリセリン 6.0部
ブラウノン RCW−40(化1にて示される化合物、日進化成(株)製) 5.0部
NIKKOL DDP−10(化3にて示される化合物、日光ケミカルズ(株)製)
0.5部
ハイドロキノンスルホン酸カリウム 0.3部
ベンゾトリアゾール 0.5部
プロクセル GXL 0.2部
AKP−20(アルミナ、粒径0.5μm、住友化学工業(株)製) 0.01部
イオン交換水 66.99部
上記成分中、ケルザンARの全量と水5.0部とをラボミキサーにて30分間攪拌して均一に溶解しケルザン水溶液を調整した。次いでAKP−20とグリセリンの全量を混合し、均一に攪拌した後ホモジナイザーで15分攪拌しアルミナ分散液を調整した。残り各成分を混合し1時間攪拌した後ケルザンAR水溶液とアルミナ分散液を加え更に2時間混合攪拌して赤色のボールペン用水性インキを得た。
Water Blue 105S(C.I.ACID BLUE90、オリエント化学工業(株)製) 4.0部
エチレングリコール 5.0部
グリセリン 3.0部
UNIOX HC−60MIS(化1にて示される化合物、日油(株)製) 3.0部
プライサーフA219(化2にて示される化合物と化3にて示される化合物との混合物、第一工業製薬(株)製) 10.0部
ベンゾトリアゾール 0.5部
アスコルビン酸ナトリウム 0.4部
プロクセル GXL(1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、防腐剤、ICI(株)
製) 0.2部
イオン交換水 73.9部
上記成分混合し、ラボミキサーにて1時間攪拌して均一に溶解して青色のボールペン用水性インキを得た。
実施例6において、イオン交換水18.0部をブラウノンBR−404に置き換えた以外は同様になして黒色の水性インキを得た。
実施例1において、NIKKOL HCO−10を除して、その分をエチレングリコールモノイソプロピルエーテルに置き換えた以外は同様になして黒色の油性インキを得た。
実施例1において、NIKKOL HCO−10を除して、代わりにNIKKOL GO−460V(テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、日光ケミカルズ(株)製)を添加した以外は同様になして黒色の油性インキを得た。
実施例3において、EMALEX HC−20を除して、代わりにNIKKOL TMGS−5V(モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、日光ケミカルズ(株)製)を添加した以外は同様になして赤色の油性インキを得た。
VALIFAST BLUE 1603(C.I.DIRECT BLUE 86とC.I.BASIC BLUE 7との造塩染料、オリエント化学工業(株)製)20.0部SPILON RED C−GH(油性染料、保土谷化学工業(株)製) 3.0部
フェニルセルソルブ 57.7部
ベンジルアルコール 9.3部
ハイラック110H 7.0部
ノムコートHK−P(ベヘン酸/エイコ酸二酸ポリグリセリル−10、日清オイリオグループ(株)製) 1.0部
EXTRA OLEIN 80 2.0部
上記成分を70℃で攪拌し、均一に溶解して青色のボールペン用油性インキを得た。
実施例8において、プライサーフA219を除して、その分を水に置き換えた以外は同様になして青色の水性インキを得た。
実施例8において、プライサーフA219を除して、代わりにEXTRA OLEIN 80(オレイン酸、日油(株)製)を添加した以外は同様になして青色の水性インキを得た。
上記実施例1〜5及び比較例1〜4で得たボールペン用油性インキを市販の油性ボールペン(.e−ball、製品符号 BK127、ぺんてる(株)製(ボール径φ0.7))と同構造の筆記具に0.3g充填し、遠心機にて遠心力(1000rpm、5分間)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。
上記実施例6〜9及び比較例5、6で得たボールペン用水性インキを市販の水性ボールペン(エナージェル、製品符号 BL17、ぺんてる(株)製(ボール径φ0.7))、と同構造の筆記具に1.8g充填し、遠心機にて遠心力(1000rpm、5分間)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。
評価基準は、重いもしくは滑らかでない(1点)、軽いが滑らかでない、もしくは滑らかだが重い(2点)、軽くて滑らか(3点)、非常に軽くて滑らか(4点)、で評価し、20人の平均値を算出した。
Claims (3)
- 少なくとも、下記一般式(化1)で示される化合物と、下記一般式(化2)、(化3)、(化4)のいずれかで示される化合物から選ばれる1種もしくは2種以上の混合物と、ブチラール樹脂、スチレンアクリル酸樹脂から選ばれる1種もしくは2種以上の樹脂と、液媒体とを含有するボールペン用インキ。
- 上記一般式(化1)と上記一般式(化2)、(化3)、(化4)のいずれかで示される化合物から選ばれる1種もしくは2種以上の混合物とのインキ中の重量比率が(化1)/[(化2)+(化3)+(化4)]=0.1以上100以下である、請求項1記載のボールペン用インキ。
- 前記液媒体の50重量%以上がアルコール系及び/またはグリコール系溶剤であり、かつ前記上記一般式(化1)で示される化合物におけるα+β+γ+δ+ε+ζの値が80未満である請求項1又は請求項2記載のボールペン用インキ。
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