(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも着色剤と、有機溶剤と、陰イオン性界面活性剤および陽イオン性界面活性剤との芳香環を有する造塩体と、を含有し、前記陽イオン性界面活性剤が、４級アンモニウム塩であり、該４級アンモニウム塩がベンゾキソニウム化合物であることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項２】
前記芳香環を有する造塩体の含有量が、０．１〜２０．０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項３】
前記陰イオン性界面活性剤が、アルキルベンゼンスルホン酸および/又はその塩であることを特徴とする請求項１または２に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項４】
前記油性ボールペン用インキ組成物に、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのうち少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項５】
２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としてはインキ組成物中に、陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤を含有する油性ボールペン用インキ組成物に関するものである。
【０００２】
従来より、油性ボールペン用インキ組成物において、潤滑性に優れ、滑らかな書き味を有する目的で、様々な界面活性剤を用いた油性ボールペン用インキ組成物が多数提案されている。
【０００３】
このような油性ボールペン用インキ組成物としては、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤を用いたものとしては、特開平６−２４８２１７号公報「ボールペン用インキ組成物」、特開平９−１５１３５４「油性ボールペン用インキ組成物」等に、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】「特開平６−２４８２１７号公報」
【特許文献２】「特開平９−１５１３５４号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２のような各種の界面活性剤を用いた場合、ある程度書き味を向上しつつ、ボール座の摩耗を抑制することはできるが、十分に満足できるものではなかった。
【０００６】
本発明の目的は、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、
「１．少なくとも着色剤と、有機溶剤と、陰イオン性界面活性剤および陽イオン性界面活性剤との芳香環を有する造塩体と、を含有し、前記陽イオン性界面活性剤が、４級アンモニウム塩であり、該４級アンモニウム塩がベンゾキソニウム化合物であることを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
２．前記芳香環を有する造塩体の含有量が、０．１〜２０．０質量％であることを特徴とする第１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
３．前記陰イオン性界面活性剤が、アルキルベンゼンスルホン酸および/又はその塩であることを特徴とする第１項または第２項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
４．前記油性ボールペン用インキ組成物に、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのうち少なくとも１種以上を含有することを特徴とする第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
５．２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。」とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができた。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の特徴は、油性ボールペン用インキ組成物中に芳香環を有する陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体を含有することである。
【００１０】
陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤は、ボールとチップ本体との潤滑性を高め、滑らかな筆感を得ることができ、書き味を向上することが可能である。しかし、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤は、水溶性が強いため、油性インキ組成物中では、有機溶剤に溶解しずらいので、単独で用いることが難しい。そこで、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤は、それぞれ造塩体として油性ボールペン用インキ組成物に含有することが肝要である。
【００１１】
陰イオン性界面活性剤と中和するには、様々な方法があるが、陽イオン性界面活性剤を用いて、中和反応させることで、より安定した造塩体を作成することができる。そのため、陰イオン性界面活性剤と陽イオン性界面活性剤との造塩体を用いることが好ましい。また、同様に、陽イオン性界面活性剤と中和するには、様々な方法があるが、陰イオン性界面活性剤を用いて、より安定した造塩体を作成することができるため、より好ましい。
【００１２】
但し、全ての陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体が、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制するものではない。本発明者は、鋭意研究した結果、陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体にベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などの芳香環を有すると、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制することが可能となることが解った。これは、金属に吸着し易い潤滑膜を形成することで、ボールとチップ本体間の金属接触を抑制する効果があり、潤滑性を向上して、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制するものと推測する。
【００１３】
上記のように、本発明は、芳香環を有する陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体を使用する必要がある。
【００１４】
陰イオン性界面活性剤としては、ジアルキルスルホコハク酸、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸
-ホルムアルデヒド縮合物、アルカンスルホン酸、オレフィンスルホン酸、N−メチル-N-アシルタウリン、アルキル硫酸エステル、アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸、脂肪酸および/又はそれらの塩などが挙げられる。これらの陰イオン性界面活性剤は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。
【００１５】
また、ベンゼン環、ナフタレン環、 アントラセン環などの芳香環を有する陰イオン性界面活性剤は、具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸-ホルムアルデヒド縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸および/又はそれらの塩などが挙げられる。また、書き味を考慮すれば、アルキルベンゼンスルホン酸および/又はその塩が好ましく、さらにアンモニウム塩と反応して生成する造塩体の経時安定性を考慮すれば、特にアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（R-C６H４-SO３Na、R；アルキル基）が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルオキシドスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００１６】
アルキルベンゼンスルホン酸および/又はその塩の具体例は、ネオぺレックスGS、ネオぺレックスG-１５、ネオぺレックスG-２５、ネオぺレックスG-６５、ネオペレックスＮｏ．６Ｆパウダー（花王（株）社製）、アデカホープＨＡＮ−４０、アデカホープＳＡＮ−４０ＰＤ（旭電化工業（株）社製）、ライポンＬＳ−２５０、ライポンＬＳ−６２５、（ライオン（株）社製）等が挙げられる。
【００１７】
また、陽イオン性界面活性剤としては、１級アミン、２級アミン、３級アミン、４級アンモニウム塩などが挙げられる。その中でも、陽イオン性界面活性剤については、より経時安定性の良好である造塩体を作成するには、４級アンモニウム塩が有効である。
【００１８】
また、４級アンモニウム塩としては、ベンゾキソニウム化合物（Benzoxonium）、アルキルベンジルジメチルアンモニウム化合物、ラウリルトリメチルアンモニウム化合物、ステアリルトリメチルアンモニウム化合物、セチルトリメチルアンモニウム化合物、ジステアリルジメチルアンモニウム化合物などが挙げられる。これらの４級アンモニウム塩は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。
【００１９】
また、その中でも芳香環を有する４級アンモニウム塩は、ベンゾキソニウム化合物（Benzoxonium）、アルキルジメチルベンジルアンモニウム化合物として、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム化合物、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウム化合物、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム化合物、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム化合物、ヤシアルキルジメチルベンジルアンモニウム化合物、アルキルジエチルベンジルアンモニウム化合物としては、ドデシルジエチルベンジルアンモニウム化合物などが挙げられ、書き味、経時安定性を考慮すれば、ベンゾキソニウム化合物（Benzoxonium）が最も好ましい。
【００２０】
芳香環を有する４級アンモニウム塩は、具体的には、カチオンM２−１００、カチオンF２−３５R、同−４０E、同−５０、同−５０E、カチオンS２−１００（日本油脂（株）社製）等が挙げられる。
【００２１】
また、芳香環を有する陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られないおそれがあり、２０．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜２０．０質量％が好ましい。より好ましくは、インキ組成物全量に対し、０．５〜１０．０質量％であり、最も好ましくは、２．０〜８．０質量％である。
【００２２】
また、前記造塩体にエチレンオキサイド(CH2CH2O)を有する有機アミンと併用すると、より潤滑効果が得られ易い。そのため、有機アミンとして、エチレンオキサイド
(CH2CH2O)を有するオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンを用いる方が好ましい。これ等は、単独又は２種以上混合して使用してもよい。
【００２３】
オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンとしては、具体的には、ナイミーンＬ−２０１、ナイミーンＬ−２０２、同Ｌ−２０７、同Ｓ−２０２、同Ｓ−２０４、同Ｓ−２１０、同Ｔ2-２０６、同Ｓ−２１０、同ＤＴ−２０３、同ＤＴ−２０８、ナイミーンＬ−２０７、同Ｔ 2-２０６、同ＤＴ−２０８（日本油脂（株））等が挙げられる。
【００２４】
また、有機アミンの含有量は、潤滑性や経時安定性を考慮すると、インキ組成物全量に対し、０．１〜１０．０質量％が好ましく、より好ましくは、１．０〜５．０質量％である。
【００２５】
本発明の油性ボールペン用インキ組成物のインキ粘度は、特に限定されるものではないが、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合には、筆跡に滲みやインキ垂れ下がりの影響が出やすいため、また、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が５，０００ｍＰａ・ｓを超えると、筆記時のボール回転抵抗が大きくなり、書き味が重くなる傾向がある。そのため、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度は、１０〜５，０００ｍＰａ・ｓが好ましい。より好ましくは、５０〜３、０００ｍＰａ・ｓであり、最も好ましくは、ボール座の摩耗を抑制する効果が顕著である１００〜１、５００ｍＰａ・ｓである。
【００２６】
本発明に用いる着色剤については、染料、顔料があるが、染料については、油溶性染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料などや、それらの各種造塩タイプの染料等が採用可能である。
【００２７】
染料について、具体的には、バリファーストブラック１８０２、バリファーストブラック１８０５、バリファーストブラック１８０７、バリファーストバイオレット１７０１、バリファーストブルー１６０１、バリファーストブルー１６０５、バリファーストブルー１６２１、バリファーストレッド１３２０、バリファーストレッド１３５５、バリファーストレッド１３６０、バリファーストイエロー１１０１、バリファーストイエロー１１５１、ニグロシンベースＥＸＢＰ、ニグロシンベースＥＸ、ＢＡＳＥ  ＯＦ  ＢＡＳＩＣ  ＤＹＥＳ  ＲＯＢ−Ｂ、ＢＡＳＥ  ＯＦ  ＢＡＳＩＣ  ＤＹＥＳ  ＲＯ６Ｇ−Ｂ、ＢＡＳＥ  ＯＦ  ＢＡＳＩＣ  ＤＹＥＳ  ＶＰＢ−Ｂ、ＢＡＳＥ  ＯＦ  ＢＡＳＩＣ  ＤＹＥＳ  ＶＢ−Ｂ、ＢＡＳＥＯＦ  ＢＡＳＩＣ  ＤＹＥＳ  ＭＶＢ−３（以上、オリエント化学工業（株）製）、アイゼンスピロンブラック  ＧＭＨ−スペシャル、アイゼンスピロンバイオレット  Ｃ−ＲＨ、アイゼンスピロンブルー  ＧＮＨ、アイゼンスピロンブルー  ２ＢＮＨ、アイゼンスピロンブルー  Ｃ−ＲＨ、アイゼンスピロンレッド  Ｃ−ＧＨ、アイゼンスピロンレッド  Ｃ−ＢＨ、アイゼンスピロンイエロー  Ｃ−ＧＮＨ、アイゼンスピロンイエロー  Ｃ−２ＧＨ、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１１１、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルーＧＬＳＨ−スペシヤル、Ｓ．Ｐ．Ｔ．レッド５３３、Ｓ．Ｐ．Ｔ．オレンジ６、Ｓ．Ｂ．Ｎ．バイオレット５１０、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５１０、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５３０、Ｓ．Ｒ．Ｃ−ＢＨ（以上、保土谷化学工業（株）製）等が挙げられる。
【００２８】
また、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、メタリック顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。これらの染料および顔料は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、１．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００２９】
本発明に用いる有機溶剤として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、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類等、油性ボールペン用インキとして一般的に用いられる有機溶剤が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができる。有機溶剤の含有量は、着色剤の溶解性、筆跡乾燥性、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、５．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００３０】
また、その他として、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、有機酸や界面活性剤として、オレイン酸、リノール酸、ステアリン酸、リシノール酸、ラウリル酸、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等を、顔料分散剤として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂等を、粘度調整剤として、ケトン樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン等の樹脂や有機酸アマイド、架橋型アクリル酸重合体などの擬塑性付与剤を、また、着色剤安定剤、可塑剤、キレート剤、水などを適宜用いても良い。これらは、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。
【００３１】
次に芳香環を有する陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体の作成方法を説明する。
配合例１
まず、ビーカーに水を１００ｇ、アルキルベンゼンスルホン酸Naを３０ｇ秤量し、加温した後、ディスパー攪拌機を用いて溶解させた後、ベンゾキソニウム化合物１９．５ｇを秤量し、攪拌後、濾紙を用い濾過を行って、造塩体を得た。
【００３２】
次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例１の油性ボールペン用インキ組成物は、着色剤として、染料、有機溶剤として、ベンジルアルコール、潤滑剤として、芳香環を有する陰イオン性界面活性剤と陽イオン性界面活性剤との造塩体（配合１で作製したもの）、安定剤としてオレイン酸、ポリオキシエチレンアルキルアミン（ナイミーンL２０７：日油株式会社製）、樹脂としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ  Ｋ−９０：アイエスピー・ジャパン株式会社製）、ケトン樹脂（ハイラック１１０Ｈ：日立化成株式会社製）を採用し、これを所定量秤量して、６０℃に加温した後、ディスパー攪拌機を用いて完全溶解させ、油性ボールペン用インキ組成物を得た。具体的な配合量は下記の通りである。尚、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製AR-G2（ステンレス製４０mm2°ローター）を用いて２０℃の環境下で剪断速度500s-1にてインキ粘度を測定したところ、１６０ｍＰａ・ｓであった。
【００３３】
実施例１
染料（スピロンブラック−ＧＭＨ−Ｓ）                    １５．０質量％
染料（バリーファ−スト  バイオレット１７０１）          １５．０質量％
有機溶剤（ベンジルアルコール）                          ６０．７質量％
造塩体（配合例１で作製したもの）                          ５．０質量％
安定剤（オレイン酸）                                      １．０質量％
安定剤（ポリオキシエチレンアルキルアミン）                １．０質量％
樹脂（ポリビニルピロリドン）                              ０．３質量％
樹脂（ケトン樹脂）                                        ２．０質量％
【００３４】
配合例２〜７
表１に示すように、各成分を変更した以外は、配合例１と同様な方法で配合例２〜７の造塩体を作成し、該造塩体を実施例と比較例に用いた。
【表１】
0005588168.tif 000002
【００３５】
実施例２〜６及び８〜９
表２に示すように、各成分を変更した以外は、実施例１と同様な手順で実施例２〜６及び８の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表２に測定、評価結果を示す。
実施例７
表２に示すように、各成分を変更した以外は、水以外の各成分を実施例１と同様な手順で行い、室温冷却後水を添加しディスパー攪拌にて油性ボールペン用インキ組成物を得た。
【表２】
0005588168.tif 000003
【００３６】
比較例１〜７
表３に示すように、各成分を変更した以外は、実施例１と同様の手順で、配合し、比較例１〜７の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表３に測定、評価結果を示す。
【表３】
0005588168.tif 000004
【００３７】
試験及び評価
実施例１〜９及び比較例１〜７で作製した油性ボールペン用インキ組成物を、インキ収容筒（ポリプロピレン）に、ボール径がφ０．７ｍｍのボールを回転自在に抱持したボールペンチップ（ステンレス綱線）を装着したボールペン用レフィルに充填し、筆記試験用紙として筆記用紙ＪＩＳ  Ｐ３２０１を用いて以下の試験及び評価を行った。
【００３８】
書き味：手書きによる官能試験を行い評価した。
非常に滑らかなもの    ・・・◎
滑らかなもの          ・・・○
やや重いもの          ・・・△
重いもの              ・・・×
【００３９】
耐摩耗試験：荷重２００gf、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験後のボール座の摩耗を測定した。
ボール座の摩耗が２μｍ未満であり、筆記可能なもの                            ・・・◎
ボール座の摩耗が２μｍ以上、５μｍ未満であり、筆記可能なもの                ・・・○
ボール座の摩耗が５μｍ以上、１０μｍ未満であり、筆記不良になってしまうもの  ・・・△
ボール座の摩耗が１０μｍ以上であり、筆記不能になってしまうもの              ・・・×
【００４０】
溶解安定性：造塩体及び界面活性剤を添加後の溶解安定性を顕微鏡観察にて評価した。
未溶解及び析出物がないもの                                      ・・・◎
未溶解及び析出物が若干確認されたが、筆記性能に問題がないもの    ・・・○
未溶解及び析出物が若干確認され、筆記性能が悪いもの              ・・・×
【００４１】
実施例１〜９では、書き味、耐摩耗試験、溶解安定性ともに良好な性能が得られた。
【００４２】
比較例１〜４では、インキ配合６〜７で作製した芳香環を持たない造塩体を用いているため、書き味が重いか、耐摩耗試験において、ボール座の摩耗がひどく、筆記不良または筆記不能になった。
【００４３】
比比較例５では、シリコン系の界面活性剤を用いているため、書き味が重いく、さらに、耐摩耗試験において、ボール座の摩耗がひどく、筆記不良または筆記不能になった。
【００４４】
比較例６では、陰イオン性界面活性剤を単独でもちいたため、溶解安定せず、析出物が確認された。さらに、書き味が重いく、耐摩耗試験において、ボール座の摩耗がひどく、筆記不良または筆記不能になった。
【００４５】
比較例７では、陽イオン性界面活性剤を単独でもちいたため、溶解安定せず、析出物が確認された。さらに、書き味が重かった。
【００４６】
また、インキの垂れ下がりを防止するため、ボールペンチップ先端に回転自在に抱持したボールを、コイルスプリングにより直接又は押圧体を介してチップ先端縁の内壁に押圧して、筆記時の押圧力によりチップ先端縁の内壁とボールに間隙を与えインキを流出させる弁機構を具備し、チップ先端の微少な間隙も非使用時に閉鎖することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、少なくとも着色剤と、有機溶剤と、芳香環を有する陰イオン性界面活性剤および／または陽イオン性界面活性剤の造塩体と、を含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物を用いることで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。