JPS6063265A - Aqueous ink composition for ball point pen - Google Patents

Abstract

PURPOSE:The titled composition, containing N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer, a colorant and water as essential components, and capable of reducing the abrasion of ball and socket parts and retaining the smooth output of the ink and extending the writing distance. CONSTITUTION:An aqueous ink composition obtained by incorporating (A) preferably 2-30wt% N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer of the formula (n is 2-10) with (B) a colorant, [e.g. Water Black R-510(C.I. 50420), etc.] and (C) water as essential components and further preferably (D) a lubricant, e.g. metal naphthenate or a dithiocarbamic acid derivative, etc. and a phosphoric acid ester based surfactant, etc. added thereto. EFFECT:Line skipping phenomena are eliminated in high-speed writing.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボールペン用水性インキ組成物に関する。詳細
には、ボールとソケット部の摩耗を減少してスムーズな
インキ流出性を保持し、有効筆記距離を延長化させ、さ
らには高速筆記の際の線飛びスキップ現象（ボールの回
転が円滑に行なわれないため、筆記線が部分的に途切れ
、結果として焙跡が不連続となる現象）を解消する水性
ボールペン用インキに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a water-based ink composition for ballpoint pens. In detail, it reduces wear on the ball and socket, maintains smooth ink flow, extends the effective writing distance, and also prevents line skipping during high-speed writing (smooth rotation of the ball). The present invention relates to an ink for a water-based ballpoint pen that eliminates the phenomenon in which the writing line is partially interrupted due to the lack of water, resulting in discontinuous markings.

従来、水性インキを用いたボールペンにおいては、イン
キ自体の潤滑性が不足しているため、ボールの回転が円
滑に行なわれず、ボール保持部を摩耗させ筆記距離を低
下させたり、或いは線飛びスキップ現象等をしばしば発
生させていた。Conventionally, in ballpoint pens that use water-based ink, the ink itself lacks lubricity, so the ball does not rotate smoothly, causing the ball holder to wear out and reducing the writing distance, or causing line skipping. etc. often occurred.

これらの欠点を解消する試みとして、諸種の提案が開示
されている。例えば、特開昭５２−８１３８０号公報に
おいては水溶性シリコン樹脂、特公昭５７−８７１８４
号公報では、不飽和脂肪酸をそれぞれ配合した例を記載
している。しかし、前者においては、充分な潤滑性が得
られる反面１表面張力の著しい低下により紙面での滲み
現象、落下によるインキの飛び散り、あるいは正立放置
（筆記部の上向き状態での放置）でのインキドロップバ
ックによる筆記不能現象等を発生させ、実用に供するこ
とは困難であった。また、後者では。Various proposals have been disclosed in an attempt to overcome these drawbacks. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-81380, water-soluble silicone resin, Japanese Patent Publication No. 57-87184
The publication describes an example in which each unsaturated fatty acid is blended. However, while the former provides sufficient lubricity, the surface tension is significantly reduced, resulting in bleeding phenomena on the paper surface, ink scattering due to drops, or ink ink when left upright (leaving the writing section facing upward). It was difficult to put it into practical use because it caused problems such as an inability to write due to dropback. Also, in the latter.

不飽和脂肪酸自体の、水に対する溶解性が極めて低いこ
とから、インキ貯蔵体内での相分離や筆記線の濃淡の発
生あるいは不飽和脂肪酸の遅乾性による筆跡のベトつき
等の欠陥を余儀なくされていた０ 本発明はＮ−ビニル−２−ピルリドンのオリゴマーを配
合することを特徴とし、かくして前記した如き欠陥を発
生させることなく、冒頭に記載した諸性能を顕著に向上
させるものである。Unsaturated fatty acids themselves have extremely low solubility in water, leading to defects such as phase separation within the ink storage body, dark and light writing lines, and sticky handwriting due to the slow drying properties of unsaturated fatty acids. 0 The present invention is characterized in that an oligomer of N-vinyl-2-pyridone is blended, thereby significantly improving the various performances described at the beginning without causing the defects described above.

本発明に用いられるオリゴマーは一般式％式％ で表わされるものであり、***国特許第１０４００８１
号公報を参照して合成される。該オリゴマーはボール及
びソケット部材（金属、プラスチック）に親和性があり
、適性範囲においてボール回転に有効な適度の濡れ性と
これを持続させる適度の粘性を付与する。The oligomer used in the present invention is represented by the general formula %, and is disclosed in West German Patent No. 1040081.
Synthesized with reference to the above publication. The oligomer has an affinity for the ball and socket members (metal, plastic), and provides appropriate wettability effective for ball rotation within an appropriate range and appropriate viscosity to maintain this wettability.

ｎは２〜６が好ましく＋”の増加は増粘化により有効添
加量を制約する。n is preferably 2 to 6, and an increase in +'' limits the effective addition amount due to thickening.

添加量はインキ全量に対して０．５乃至５０重量％の範
囲（好ましくは２〜３０重景％重量有効であり、添加量
０．５重量％未満では潤滑効果が乏しく、５０重量％よ
り過剰ではインキの粘度を著しく高め、インキ誘導部で
のインキ流動を悪くシインキ追従性が阻害される。The amount added is in the range of 0.5 to 50% by weight based on the total amount of ink (preferably 2 to 30% by weight). If the amount added is less than 0.5% by weight, the lubricating effect is poor, and if it is in excess of 50% by weight. This significantly increases the viscosity of the ink, impairs the flow of the ink in the ink guiding section, and impedes ink followability.

本発明のＮ−ビニル−２−ピロリドンオリゴマーに加え
て、従来公知の潤滑剤１例えばす７テン酸金属塩、ジチ
オカルバミン酸誘導体、あるいはリン酸エステル系界面
活性剤及びその誘導体を併用することにより、一層筆記
性能を向上させることもできる。In addition to the N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer of the present invention, conventionally known lubricants such as metal salts of heptathenic acid, dithiocarbamic acid derivatives, or phosphoric acid ester surfactants and their derivatives can be used in combination. It is also possible to further improve writing performance.

次に着色剤について述べる。Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ンオリゴマ〜は、油溶性染料に対する充分な溶解性及び
良好な顔料分散安定性を有していることから、一般に水
性インキ組成物に使用される。エオシン（０，工、４５
３８０）、アシッドフロキシン（０，工、４５４１０）
、ブリリアントブルーＦＯＦ（０，工、４２０９０）、
アシツドバイオレツ）６Ｂ（０，工、４２６４０）等の
酸性染料、ダイレフ）７７−７、トイｘｏ−Ｇｏ　（０
，１，２９０００）、ダイレクトスカイブ＃　−５Ｂ　
（０，１，２４４００）等の直接染料、ローダミンＢ（
０，工、４５］７０）ローダミン６ＧＤＮ（０，工、４
５］６０）、メチルバイオレット（Ｃ１工、４２５８５
）、ビクトリアブルーＢＯＨ（０，工、４２５９５）等
の塩基性染料の他に、ラキゾー／Ｉ／ファーストブルー
ＭＢＳＮ（Ｃ０工、　５ｏｌｖｓｎｔ　Ｅｌｕｅ　８８
　）　、ローダミンＢベース（０、工、　５ｏｌｖｅｎ
ｔ　Ｒｅｄ　４９　）等の油溶性染料や、カーボンブラ
ック（０，工、７７２６５）、フタロシアニンブルー（
０，工、７４１６０）等の顔料のような水不溶性の着色
剤も使用できる。Next, the coloring agent will be described. N-vinyl-2-pyrrolidone oligomers are generally used in aqueous ink compositions because they have sufficient solubility for oil-soluble dyes and good pigment dispersion stability. Eosin (0, engineering, 45
380), acid phloxine (0, engineering, 45410)
, Brilliant Blue FOF (0, Engineering, 42090),
Acidic dyes such as Ashitsu Bioretz) 6B (0, Engineering, 42640), Dairef) 77-7, Toy xo-Go (0
, 1,29000), Direct Skive #-5B
Direct dyes such as (0,1,24400), Rhodamine B (
0, Eng, 45] 70) Rhodamine 6GDN (0, Eng, 4
5] 60), methyl violet (C1 engineering, 42585
), Victoria Blue BOH (0, Engineering, 42595), Rakizo/I/Fast Blue MBSN (C0 Engineering, 5olvsnt Elue 88)
), rhodamine B base (0, engineering, 5olven
Oil-soluble dyes such as tRed 49), carbon black (0, 77265), phthalocyanine blue (
Water-insoluble colorants such as pigments such as 0.0, Kogyo, 74160) can also be used.

その他必要に応じて、各種添加剤が添加されてもよい。Other various additives may be added as necessary.

例えば、染料の溶解助剤として、あるいはペン先でのイ
ンキの乾燥遅延、筆跡の耐水性向上の目的で、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、】、３−ブチレングリコール、チオジエチレン
グリコール。For example, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, ], 3-butylene glycol, and thiodiethylene glycol are used as dye dissolution aids, to delay the drying of ink at the pen tip, and to improve the water resistance of handwriting.

グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、
トリエタノールアミン等を必要に応じて１乃至４０重量
％の範囲で添加したり、インキの流動を良くするための
各種界面活性剤、防腐剤として、フェノール、デバイド
ロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム等を少量添加し
てもよい。glycerin, ethylene glycol monomethyl ether,
Triethanolamine, etc. may be added in a range of 1 to 40% by weight as necessary, and small amounts of phenol, sodium dihydroacetate, sodium benzoate, etc. may be added as various surfactants and preservatives to improve the fluidity of the ink. May be added.

次に本発明の水性インキの具体例について説明する。以
下の配合中の部の表示は重量部を示す。Next, specific examples of the water-based ink of the present invention will be explained. The parts in the following formulations indicate parts by weight.

尚、実施例のオリゴマーは分子量２２８〜２４０を適用
した。Incidentally, the molecular weight of the oligomers used in the Examples was 228 to 240.

実施例１ インキの組成 ウォーターブラックＲ−５１０（０，工、５０４２０）
　−７，０（％ Ｎ−ビニルー２−ピロリドンオリゴマーｌ　００　〃 プロピレングリコール　１００〃 スコアローｙｓｏｏｏ（花王石けん製　非イオン界面活
性剤）　０８〃 フエノール　０５〃 水　７　２．２　７Ｆ 前記成分を混合し、約７０′Ｃに加温しつつ攪拌溶解し
て黒インキを得た。Example 1 Ink composition Water black R-510 (0, engineering, 50420)
-7,0 (% N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer l 00 Propylene glycol 100 Score low ysooo (Nonionic surfactant manufactured by Kao Soap) 08 Phenol 05 Water 7 2.2 7F Mix the above components and prepare approximately The mixture was stirred and dissolved while heating to 70'C to obtain black ink.

実施例２ インキの組成 エオシ＞　（０，１，４５８８０）　８．０部アシッド
フロキシン（ｏ、工、４５４１０）１．５〃 Ｎ−ビニル−２−ピロリドンオリゴマー１　５、Ｏ／／ ポリエチレングリコ−／Ｌ’　２００　］　Ｑ、　Ｑ　
ｔｔスコアｐ−ル＃　９００　０．５　ｐ デバイドロ酢酸ソーダ　０．５１Ｆ 水　６　９．５　＃ 前記成分を混合し、約７０°Ｃに加温しつつ攪拌溶解し
て赤インキを得た。Example 2 Composition of ink Eoshi> (0,1,45880) 8.0 parts Acid Phloxine (O, Engineering, 45410) 1.5〃 N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer 1 5, O// Polyethylene glyco-/ L' 200 ] Q, Q
tt Score P-L # 900 0.5 p Sodium dibaidoacetate 0.51F Water 6 9.5 # The above components were mixed and dissolved with stirring while heating to about 70°C to obtain a red ink.

実施例８ ビクトリアブルーＢ　ＯＨ８，０部 チオジエチレングリコール　］　０．　ＯｐＮ−ビニ／
ｌ／−２−ピロリドンオリゴマー５．ｏ〃ナフテン酸コ
バルト　１．０７Ｆ フエノール　０５゜ 水　８０．５　＃ 前記成分を混合し、約ｏｏ’ｃに加温しつつ攪拌溶解し
て青インキを得た。Example 8 Victoria Blue B OH8, 0 parts Thiodiethylene glycol] 0. OpN-Bini/
l/-2-pyrrolidone oligomer5. o Cobalt naphthenate 1.07F Phenol 05°Water 80.5# The above components were mixed and dissolved with stirring while heating to about OO'C to obtain a blue ink.

実施例４ パリファーストレッド１８０８（、（リエント化学工業
■製　油溶性染料）４．０部 Ｎ−ビニル−２−ピロリドンオリゴマー８００〃 ポリエチレングリコール２００　］０．Ｏ＃プライサー
フＡ２］２０（第一工業製薬■製リン酸エステル系界面
活性剤）　１．０〃安息香酸ナトリウム　Ｑ、５〃 水　５４５　〃 前記パリファーストレッド１８０８．Ｎ−ビニル−２−
ピロリドンオリゴマー、ポリエチレングリコール２００
．プライサーフＡ２１２０を混合し、加温しながら攪拌
溶解した後、更に水と安息香酸ナトリウムを加え撹拌し
て赤インキを得た。Example 4 Pallifast Red 1808 (, (oil-soluble dye manufactured by Rient Kagaku Kogyo ■) 4.0 parts N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer 800 Polyethylene glycol 200 ) 0.O# Plysurf A2] 20 (Daiichi Kogyo Phosphate ester surfactant (manufactured by Pharmaceutical ■) 1.0 Sodium benzoate Q, 5 Water 545 Said Parifast Red 1808.N-vinyl-2-
Pyrrolidone oligomer, polyethylene glycol 200
．． Plysurf A2120 was mixed, stirred and dissolved while heating, and then water and sodium benzoate were further added and stirred to obtain red ink.

実施例５ エマコールブラックＣ（出隅色素製　水分散型黒顔料）
　８ｏ、ｏ部 グリセリン　１０．０部 Ｎ−ビニル−２−ピロリドンオリゴマーｚＯ１０〃 安息香酸ナトリウム　０．５〃 水　８　９．５　＃ 前記成分を混合し、室温で攪拌し黒インキを得たＯ 実施例１〜５によって得られたインキの効果を確認する
ため９次の様な比較インキを作成した。Example 5 Emacol Black C (Water-dispersed black pigment manufactured by Dezumi Color Co., Ltd.)
8 o, o parts Glycerin 10.0 parts N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer zO10 Sodium benzoate 0.5 Water 8 9.5 # The above components were mixed and stirred at room temperature to obtain black ink O Example In order to confirm the effects of the inks obtained in Examples 1 to 5, a 9th comparative ink was prepared.

比較例１ 実施例】のインキ成分中のＮ−ビニル−２−ピロリドン
オリゴマーを水に置き換え、同様な方法でインキを得た
。Comparative Example 1 An ink was obtained in the same manner as in Example except that the N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer in the ink components was replaced with water.

比較例２ 実施例２のインキ成分中のＮ−ビニル−２−ピロリドン
オリゴマーを水に置き換え、同様な方法でインキを得た
。Comparative Example 2 An ink was obtained in the same manner as in Example 2 except that the N-vinyl-2-pyrrolidone oligomer in the ink components was replaced with water.

以上の処方により得られた実施例】乃至５及び比較例】
乃至２のインキを０．７ｆｉφの超硬合金ボールを備え
た金属製のチップと軸内のインキ貯蔵体とが繊維集束体
加工芯で連結されているタイプのボールペンにそれぞれ
のインキを所定量充填したものを試料として、以下の試
験を行ない、結果を表−１にまとめた。Examples] to 5 and comparative examples obtained by the above formulations]
A predetermined amount of each ink is filled into a type of ballpoint pen in which a metal tip equipped with a 0.7 fiφ cemented carbide ball and an ink reservoir in the shaft are connected by a fiber bundle processed core. The following tests were conducted using the sample as a sample, and the results are summarized in Table 1.

試験方法の概略 （１）　有効筆記距離及びインキ消費率筆記速度４ｍ／
分、筆記荷重１００ｇ、筆記角度７０°に調整された自
転光書き式筆記試験機で試料ボールペンの筆記を行ない
、１００ｍ毎２夛１ のボールペンの重量間定値からインキ消費量を算出し、
その値が７０　Ｎ９　／　］　００　ｍ以下になった点
を終点として有効筆記距離なめた。またインキ消費率は
次式で表わされる。Outline of test method (1) Effective writing distance and ink consumption rate Writing speed 4m/
The sample ballpoint pen was used to write with a rotating optical writing tester adjusted to a writing load of 100g and a writing angle of 70°, and the ink consumption was calculated from the constant value of the weight of the ballpoint pen at 2 times per 100m.
The effective writing distance was defined as the end point at which the value became 70 N9/ ] 00 m or less. Further, the ink consumption rate is expressed by the following formula.

（２）　高速追従性 前記の筆記試験機を用いて試料ボールペンを５００ｍ連
続筆記した後、岩崎通信機製Ｘ−Ｙプロッター５Ｒ−６
６０２を用いて２ｏｃｍ７秒の筆記速度で長さ８５．７
　Ｃｍの直線を２８０本筆記しく＋３５．７ｃｍＸ２８
０本＝１００ｍ）高速筆記におけるインキ追従性（線飛
びスキップの有無）を調べた。(2) High-speed followability After writing with a sample ballpoint pen continuously for 500 m using the above-mentioned writing tester, Iwasaki Tsushinki X-Y Plotter 5R-6 was used.
602 with a writing speed of 2ocm and 7 seconds, length 85.7
Write down 280 straight lines of Cm +35.7cmX28
0 lines = 100 m) Ink followability (presence or absence of line skipping) in high-speed writing was investigated.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 必須成分として、下記一般式のＮ−ビニル−２−ピロリ
ドンのオリゴマー、着色剤及び水を含有してなるボール
ペン用水性インキ組成物。A water-based ink composition for a ballpoint pen, which contains an oligomer of N-vinyl-2-pyrrolidone of the following general formula, a colorant, and water as essential components.