(57)【要約】【課題】本発明は、水性ボールペンチップの潤滑性と筆跡の耐滲み性を兼ね備えたボールペン用水性インキ組成物を提供することである。【解決手段】必須成分として、水及び着色剤を含み、下記一般式（１）で示される化合物と、分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも一種の水溶性有機溶剤を含有することを特徴とするボールペン用水性インキ組成物を提供することにより、潤滑性と耐滲み性を与える。一般式（１）【化１】2005002136.tif 000007
【特許請求の範囲】
【請求項１】
必須成分として、水及び着色剤を含み、さらに下記一般式（１）で示される化合物と、分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも１種の水溶性有機溶剤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。
一般式（１）
【化１】
2005002136.tif 000006
（Ｒ１−は−ＯＸまたはＲ２−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、Ｒ２−はＣ８〜Ｃ１８のアルキル基またはアルケニル基またはアルキルフェニル基、ｎは１から３０、Ｘはアルカリ金属またはアミンまたはアルカノールアミン）
【請求項２】
前記着色剤が顔料である請求項１記載のボールペン用水性インキ組成物。
【請求項３】
前記水溶性有機溶剤が、ジプロピレングリコールアルキルエーテルである請求項１または２のいずれかに記載のボールペン用水性インキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボールペン用水性インキ組成物に関するものである。さらに詳しくいえば、ボールペンチップの潤滑性に優れ、筆記時に筆跡の滲み及び線トビ等の不具合を起こさないボールペン用水性インキ組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、少なくとも水、着色剤を含み、ボールペンチップのボール回転をスムーズにする潤滑性を向上させるために、さまざまな化合物を配合したボールペン用水性インキ組成物が各種公知となっている。例えば、該潤滑性を向上させるために不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩やカルボキシル基を有するアニオン系界面活性剤のアルカリ金属塩もしくはアミン塩などを添加することが試みられている。例えば、特開昭５５−６６９７９号公報（特許文献１参照）、特開平９−１００４３５号公報（特許文献２参照）等が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５５−６６９７９号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平９−１００４３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の潤滑剤では潤滑性と他の筆記特性との両立が困難で、潤滑剤を多量に添加することで十分な潤滑性が得られても、他方で多量の潤滑剤のためにインキの表面張力を著しく低下させて筆跡が滲みやすくなることや筆記具容器よりインキ洩れを起こすなどの実用上の問題があった。さらに顔料や樹脂の選択などの影響によって、潤滑剤を使用しても十分な潤滑性が得られない場合も多くみられた。
【０００６】
本発明の目的は、少なくとも着色剤、水を含むボールペン用水性インキ組成物において、ボールペンチップの潤滑性を確保するとともに、筆記時に筆跡の滲み及び線トビ等の不具合を起こさないボールペン用水性インキ組成物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者はこれらの欠点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、必須成分として、水及び着色剤を含み、さらに下記一般式（１）で示される化合物と、分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも１種の水溶性有機溶剤を含有していることを特徴とするインキであれば、下記一般式（１）で示される化合物を単独で含有する水性インキと比較して潤滑性を確保し、滑らかな筆記性を得られるとともに、筆記時に筆跡の滲み及び線トビ等の不具合が生じないことを発見した。
一般式（１）
【０００８】
【化２】
2005002136.tif 000002
【０００９】
（Ｒ１−は−ＯＸまたはＲ２−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、Ｒ２−はＣ８〜Ｃ１８のアルキル基またはアルケニル基またはアルキルフェニル基、ｎは１から３０、Ｘはアルカリ金属またはアミンまたはアルカノールアミン）
以下本発明について説明する。
【００１０】
本発明で使用される下記一般式（１）で示される化合物は、ボールペンチップの潤滑性を向上させるために用いるものであり、その作用は定かではないが、金属チップボール受け座とボールの隙間に薄膜を形成し、潤滑性を向上させていると考えられる。
一般式（１）
【００１１】
【化３】
2005002136.tif 000003
【００１２】
（Ｒ１−は−ＯＸまたはＲ２−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、Ｒ２−はＣ８〜Ｃ１８のアルキル基またはアルケニル基またはアルキルフェニル基、ｎは１から３０、Ｘはアルカリ金属またはアミンまたはアルカノールアミン）
具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸モノエステルのアルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸モノエステルのアルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸ジエステルのアルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸ジエステルのアルカリ金属塩がある。ここでアルカリ金属としてはナトリウム、カリウムが例示される。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸モノエステルのアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸モノエステルのアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸ジエステルのアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸ジエステルのアミン塩がある。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸モノエステルのアルカノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸モノエステルのアルカノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸ジエステルのアルカノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリン酸ジエステルのアルカノールアミン塩がある。
【００１３】
具体例としては、東邦化学工業株式会社製「フォスファノールＰＥ−５１０」、「フォスファノールＭＬ−２２０」、「フォスファノールＲＡ−６００」、「フォスファノールＲＥ−６１０」、第一工業製薬株式会社製「プライサーフＡ２１２Ｅ」、「プライサーフＡ２１５Ｃ」、「プライサーフＡ２１０Ｇ」等を例示することができる。また、これらの１種もしくは２種以上を混合して用いることができる。中でも、「フォスファノールＭＬ−２２０」が好適に用いられる。
【００１４】
本発明で使用される一般式（１）で示される化合物の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．０５〜１０重量％含まれていることが好ましい。一般式（１）で示される化合物がインキ組成物全量に対して０．０５重量％未満である場合には潤滑効果が十分でないため、滑らかに筆記できず、線トビが発生する。１０重量％を超える場合には粘度が高くなりすぎるため筆記適性が低下し、また、インキの表面張力値が低くなるため、筆跡のにじみが発生する。筆跡の滲みを防止する点では、一般式（１）で示される化合物の含有量は、インキ組成物全量に対して、０．１〜５．０重量％含まれていることが好ましく、最適含有量としては０．２〜２．０重量％である。
【００１５】
本発明で使用される着色剤は、インキを任意に着色できる効果を有するものであれば良く、ボールペンインキに通常用いられる顔料、染料等を使用することができる。本発明の効果の点で顔料を用いる場合が好ましく、顔料としては公知の各種顔料が使用可能であり、具体例としてはアゾ系顔料、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、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン、ペリレン系顔料、メラミン系顔料などの有機顔料や、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラックなど無機顔料、アルミニウム顔料等の金属粉顔料やスチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂を単独もしくは２種以上を用いて乳化重合して得られる平均粒子径０．１〜１μｍのポリマー微粒子の水分散体に塩基性染料や蛍光性塩基染料および／または蛍光増白剤で着色した樹脂エマルジョン着色体などがあげられる。また、粒子表面に平滑性を有する（金属反射面など）燐片状の光輝性粒子（例えば、金属又は金属酸化物で被覆されたガラスフレークや無機粒子、樹脂フィルム片など）も用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
これらの着色剤の含有量は全インキ組成物に対して好ましくは１〜３０重量％さらに好ましくは３〜１５重量％の範囲で選ばれる。これらの使用量は少ないと筆跡が薄くなり、多くなると粘度が高くなり書き味が悪くなる。
【００１７】
顔料分散剤としては一般に用いられている水溶性樹脂や界面活性剤などより少なくとも１種が選ばれ、水溶性樹脂は天然品、半合成品、合成品のいずれでもよいが、カビや腐敗の問題、ボールペン用インキとしての粘度特性の点から合成品が最適である。これらの合成品としては例えば水溶性アクリル樹脂、水溶性マレイン酸樹脂、水溶性スチレン樹脂、水溶性スチレンアクリル樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、水溶性ウレタン樹脂などがあげられる。また界面活性剤はアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性界面活性剤より任意のものを選択して用いられる。これらの顔料分散剤の使用量は顔料１重量部に対して好ましくは０．０５〜２重量部の範囲で選ばれる。これらの使用量が少ないと顔料の分散安定性が悪くなり、多くなると粘度が高くなり書き味が悪くなる。
【００１８】
水溶性有機溶剤としては、分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも１種を用いる。本発明の水溶性有機溶剤における「分岐した疎水性基を有する」構造とは鎖状化合物において疎水性基が主鎖に側鎖として結合している構造を意味する。疎水性基の種類は、メチル基、エチル基等のいずれであっても良い。疎水性基は、分子中に１つ又は２つ以上有していても良く、また２つ以上有する場合は互いに同じであっても異なっていても良い。例えば、下記化学式（１）で示されるヘキシレングリコールの場合は、点線枠内のメチル基を有する構造が「分岐した疎水性基を有する」構造に該当する。
化学式（１）
【００１９】
【化４】
2005002136.tif 000004
【００２０】
上記の水溶性有機溶剤のうち、分岐した疎水性基を有するアルコール類としては、例えばイソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール（Ｃ４）、イソペンタノール、ｓ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−ペンタノール、３−メチル−２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール（Ｃ５）、２−エチルブタノール、４−メチル−２−ペンタノール（Ｃ６）等が挙げられる。また、分岐した疎水性基を有するグリコール類及びグリコールエーテル類としては、例えば１，３−オクチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（オキシエチレン−オキシプロピレン）誘導体、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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モノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これら水溶性有機溶剤の中でも、特にジプロピレングリコールアルキルエーテルを好適に使用することができる。
【００２１】
水溶性有機溶剤の含有量は、水溶性有機溶剤の種類等に応じて適宜定めることができるが、通常は本発明インキ組成物中１〜５０重量％程度、好ましくは１〜３０重量％とする。水溶性有機溶剤の含有量が５０重量％を超える場合は水溶性樹脂の溶解性が低下して析出するおそれがある。水溶性有機溶剤の含有量が１重量％未満の場合は十分な浸透拡散が得られなくなることがある。
【００２２】
その他必要に応じてｐＨ調整剤、保護コロイド形成剤、擬塑性付与剤、防錆剤、防腐防黴剤なども適宜選択して使用可能である。ｐＨ調整剤としては、カセイソーダ、炭酸ソーダ、アルカノールアミン、アンモニアなどが使用可能である。保護コロイド形成剤としては、架橋型アクリル酸重合物のアルカリもしくはアミンもしくはアルカノールアミン塩などが使用可能で具体的にはレオジック２５０Ｈ、ジュンロンＰＷ１００（日本純薬（株））、カーボポール＃９３４、＃９４０（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社）、ＰＥＭＵＬＥＮ、ＴＲ−１、ＴＲ−２（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社）などが使用可能である。
【００２３】
擬塑性流動特性（チキソトロピー性）をインキに与える擬塑性付与剤としては、一般の水溶性高分子のうち、天然多糖類や半合成セルロース系高分子が使用可能である。さらに詳しく説明すると天然多糖類としてはグルコース、ガラクトース、ラムノース、マンノース、およびグルグロン酸塩などの単糖類から構成される高分子化学構造を有するグワーガム、ローカストビーンガム、ウェランガム、ラムザンガム、キサンタンガム、レオザンガム（三晶（株））などが使用可能で、半合成セルロース系高分子としては、セルロースの水酸基をエステル化またはエーテル化して水溶化したメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどが使用可能である。
【００２４】
防錆剤としては、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体やジシクロヘキシルアンモニウムナイトレートなどが使用可能である。防腐剤としてはソルビン酸カリウム、安息香酸ソーダ、ペンタクロロフェニルナトリウム、ジヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オンなどが使用可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
上記のボールペン用水性インキ組成物は、ボールペンに用いることができる。
特に、水性ゲルインキボールペンに好適に用いることができるが、次に実施例により本発明を詳細に説明する。
【００２６】
実施例１〜４および比較例１〜４は本体容器内に充填されたポリプロピレンなどで成形されたインキ収容管にインキを直接充填し（油性ボールペンと同じ形式）、インキ後端部にポリブテンなどを基材とし、必要に応じて、それをゲル化剤などでゲル化して作られる逆流防止剤を充填し、さらにインキ先端部にはステンレス製ボールペンチップを嵌合した先栓が連接してなるレフィール式インキ直液式構造のボールペンに関するものである。
【００２７】
表１に示す組成及び含有量（重量部）で、以下に示す製造方法によりそれぞれの水性インキ組成物を得た。なお、分散方法、脱泡方法、濾過方法は、従来公知の方法を用いた。
【００２８】
【表１】
2005002136.tif 000005
【００２９】
表中、各原料組成は下記の通りである。符号は表中の符号に対応している。
（着色剤）
１  カーボンブラック：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ７、商品名「プリンテックスＧ」、デグサ製
２  モノアゾ系赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５８、商品名「シムラファストレッド４１２７」、大日本インキ化学工業株式会社製
（分散剤）
３  スチレンアクリル酸共重合体：商品名「ジョンクリル６８３」ジョンソンポリマー株式会社製
（増粘剤）
４  架橋型ポリアクリル酸：商品名「カーボポール９４０」Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製
５  キサンタンガム：商品名「ケルザン」三晶株式会社製
（防腐防黴剤）
６  １，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン：商品名「プロクセルＸＬ−２」、ゼネカ株式会社製
（潤滑剤）
７  一般式（１）で示される化合物：商品名「フォスファノールＭＬ−２２０」、東邦化学工業株式会社製
（ｐＨ調整剤）
８  水酸化ナトリウム：試薬
（水溶性有機溶剤）
９  ジプロピレングリコールモノメチルエーテル：商品名「ダウアノールＤＰＭ」ダウケミカル製
１０  ジプロピレングリコールノルマルプロピルエーテル：商品名「ダウアノールＤＰＮＰ」ダウケミカル製
１１  プロピレングリコール：試薬
【００３０】
【実施例１】
上記成分中、まず水３０部にキサンタンガムをママコのできないように少量ずつ加え、完全に撹拌溶解し、それにカーボンブラック、スチレンアクリル酸共重合物のナトリウム塩および水４０．２部をサンドミルにて１時間攪拌分散後、残りの各成分を加え撹拌溶解したものを加え１時間撹拌し、水酸化ナトリウム水溶液にてｐＨを９に調整し、濾過して黒色のインキ組成物を得た。
【００３１】
【実施例２】
上記成分中、まず水３０部にキサンタンガムをママコのできないように少量ずつ加え、完全に撹拌溶解し、それにカーボンブラック、スチレンアクリル酸共重合物のナトリウム塩および水４０．２部をサンドミルにて１時間攪拌分散後、残りの各成分を加え撹拌溶解したものを加え１時間撹拌し、水酸化ナトリウム水溶液にてｐＨを９に調整し、濾過して黒色のインキ組成物を得た。
【００３２】
【実施例３】
上記成分中、まず水３０部にキサンタンガムをママコのできないように少量ずつ加え、完全に撹拌溶解し、それに赤色顔料、スチレンアクリル酸共重合物のナトリウム塩および水４０．２部をサンドミルにて１時間攪拌分散後、残りの各成分を加え撹拌溶解したものを加え１時間撹拌し、水酸化ナトリウム水溶液にてｐＨを９に調整し、濾過して赤色のインキ組成物を得た。
【００３３】
【実施例４】
上記成分中、まず水３０部にキサンタンガムをママコのできないように少量ずつ加え、完全に撹拌溶解し、それに赤色顔料、スチレンアクリル酸共重合物のナトリウム塩および水４０．２部をサンドミルにて１時間攪拌分散後、残りの各成分を加え撹拌溶解したものを加え１時間撹拌し、水酸化ナトリウム水溶液にてｐＨを９に調整し、濾過して赤色のインキ組成物を得た。
【００３４】
【比較例１】
実施例１のインキ成分中の一般式（１）の化合物及び分岐した疎水性基を有するグリコールエーテル類の水溶性有機溶剤を同量の水に置き換え、同様な方法により黒色インキ組成物を得た。
【００３５】
【比較例２】
実施例１のインキ成分中の分岐した疎水性基を有するグリコールエーテル類の水溶性有機溶剤を同量の水に置き換え、同様な方法により黒色インキ組成物を得た。
【００３６】
【比較例３】
実施例１のインキ成分中の一般式（１）の化合物を同量の水に置き換え、同様な方法により黒色インキ組成物を得た。
【００３７】
【比較例４】
実施例１のインキ成分中の分岐した疎水性基を有するグリコールエーテル類の水溶性有機溶剤を同量の分岐した疎水性基を有しないグリコール類の水溶性有機溶剤に置き換え、同様な方法により黒色インキ組成物を得た。
これらの試験サンプルについて下記の試験を行なった。これらの評価結果は表１に示した。
（筆記性）
これらの試験サンプルを用いて、螺旋式筆記試験器で、筆記角度６５度、荷重１００ｇ、速度７ｃｍ／ｓｅｃでＪＩＳ  Ｐ３２０１筆記用紙Ａに５００ｍ筆記し、各インキ組成物の筆記状態を目視観察により評価した。筆跡に線トビが無いものを○、著しい線トビではないが一部線トビが発生するものを△、著しい線トビが発生するものを×とした。
【００３８】
また、市販のルーズリーフ用紙に手書きで筆記し書き味を評価した。書き味が滑らかなものを○、書き味が硬いものを△、引っかかりがあるものを×とした。（評価結果）
表１より、前記一般式（１）で示される化合物及びジプロピレングリコールアルキルエーテルが含まれていない比較例１に係るインキでは、筆記試験で著しい線トビが発生し、手書き筆記時に引っかかりを感じた。
【００３９】
これに対して、前記一般式（１）で示される化合物及びジプロピレングリコールアルキルエーテルが含まれている実施例１〜４に係るインキでは、筆記試験で筆跡の滲み及び線トビの発生が無く、滑らかな書き味が得られた。
【００４０】
一方、比較例１及び比較例３は潤滑剤が含まれておらないため、潤滑性に劣り書き味が悪く線トビを起こす。また前記一般式（１）で示される化合物が含まれ、分岐した疎水性基を有する水溶性有機溶剤を含まれていない比較例２に係るインキでは、比較例１のインキと比較すれば潤滑性があり筆記試験で著しい線トビの発生はないが、水溶性有機溶剤による浸透性が不足するため一部に線トビの発生があった。さらに、比較例４は、潤滑性が確保されているが、水溶性有機溶剤による浸透性が不足するため一部に線トビの発生があった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、必須成分として、水及び着色剤を含み、さらに前記一般式（１）で示される化合物と分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも１種の水溶性有機溶剤を含有していることを特徴とするインキであるので、従来の水性ボールペンインキ組成物の潤滑性を確保し滑らかな書き味を得るとともに、筆記時の筆跡の滲み及び線トビの発生をなくすことができる。特に、前記一般式（１）で示される化合物と分岐した疎水性基を有するアルコール類、グリコール類及びグリコールエーテル類の少なくとも１種の水溶性有機溶剤を併用することで、前記一般式（１）で示される化合物の単独使用だけで潤滑性の確保及び筆跡のトビを防止するのに必要とする潤滑剤の量を少なくしても、潤滑性の確保及び筆跡のトビを防止することができるため、潤滑剤を多量に加えることによる、筆跡の滲みや筆記具容器よりのインキ洩れを防止する効果がある。