(57)【要約】  【目的】    インキ吐出部の長時間の耐乾燥性に優れた特性を有するボールペン用水性インキ組成物を得ることを目的とする。  【構成】    着色材と、平均分子量が１０００以上１００００以下のポリペプチドと、Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩と、水とを少なくとも含むボールペン用水性インキ組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色材と、平均分子量が１０００以上１００００以下のポリペプチドと、Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩と、水とを少なくとも含む水性インキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキ吐出部の長時間の耐乾燥性に優れた特性を有するボールペン用水性インキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールペンに用いる水性インキは、着色材と、水を少なくとも含むものである。ボールペンのペン先のようなインキ吐出部が大気中に長時間露出される部分では、インキ中に含まれる水などの溶剤が蒸発することでインキの溶解力が低下して着色材等の溶解物が析出したり、インキが増粘してインキ吐出量が減ったりすることがあった。
【０００３】
水の蒸発を防止し乾燥を抑制するインキとして、ケラチン加水分解物及び／またはその誘導体を添加したインキ（特許文献１）が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９０２３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のインキは、水素結合力の強いケラチン加水分解物及び／またはその誘導体がペン先において水の蒸発を抑制するものであるが、ケラチンと水素結合していない水の蒸発を抑制することはできず、長期間のインキ吐出部の露出に耐え得るものではなかった。
【０００５】
本発明は、インキ吐出部の長時間の耐乾燥性に優れた特性を有するボールペン用水性インキに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、着色材と、平均分子量が１０００以上１００００以下のポリペプチドと、Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩と、水とを少なくとも含む水性インキ組成物を要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
ポリペプチドはその分子中に極性基やカルボニル基を有しており、水性インキ中では水分子が水素結合して溶解している。Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩は、水性インキ中に溶解もしくは分散した状態で存在する。インキ中ではポリペプチドとＮ−アシルアミノ酸及び／またはその塩は別々に存在しているが、インキ表面の水が蒸発するとポリペプチドとＮ-アシルアミノ酸が互いに接近するため、互いのアミノ基やカルボキシルが静電的に引き合って、ポリペプチドの周りをＮ−アシルアミノ酸及び／またはその塩が取り囲む構造になる。大気に接した部分に被膜を形成する際、大気側に疎水性のアルキル基が配向するので、内側にポリペプチドによる親水層と、外側にアルキル基による疎水層の２層構造の被膜となるため、インキ中の水は水素結合で引き留められ、さらに疎水層によって通過しづらくしなる。そのため、インキ吐出部にキャップ等をしない露出状態で長期に置いても、インキ中の水が蒸発しない。このとき、ポリペプチドの平均分子量が１０００未満では、ポリペプチドの分子が短すぎて被膜が密にならず、水の蒸発を抑制する効果が弱い。平均分子量が１００００を超えると、ポリペプチド分子同士の絡まりが多くなって被膜が強くなりすぎ、インキの吐出を阻害する。このように、本発明の着色材と、平均分子量が１０００以上１００００以下のポリペプチドと、Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩と、水とを少なくとも含む水性インキ組成物は長期にわたる耐乾燥性を達成することができ、インキ吐出部が大気中に長時間露出されるカスレや筆記不能といったことが起こらないものであると推察される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
平均分子量が１０００以上１００００以下のポリペプチドの使用量は、インキ全量に対して０．５重量％以上であることが特に好ましい。０．５重量％以上使用すると、被膜がより円滑に形成される。
【０００９】
本発明に用いるＮ−アシルアミノ酸及び／またはその塩は、インキ表面の水が蒸発したときにインキ表面でポリペプチド分子の繋ぎとなり、ポリペプチドの被膜を形成させるものである。
具体的に一例を挙げると、Ｎ−ラウロイルサルコシン、Ｎ−ミリストイルサルコシン、Ｎ−パルミトイルサルコシン、Ｎ−オレオイルサルコシン、Ｎ−ステアロイルサルコシン、Ｎ−ココイルサルコシン、Ｎ−ラウロイルメチルアラニンなどがある。
Ｎ−アシルアミノ酸は塩として用いても良く、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等がある。上記は複数種を混合して使用することもできる。
Ｎ−アシルアミノ酸及び／またはその塩の使用量は、ポリペプチドの５０重量％以上使用するのが特に好ましい。ポリペプチドの５０重量％以上使用すれば、ポリペプチドに十分に作用し、より密な被膜が形成される。
【００１０】
着色材は、従来インキに用いられている各種公知の染料、顔料が使用可能である。
染料の例を挙げると、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトエロー４、同２６、同４４、同５０、ダイレクトレッド１、同４、同２３、同３１、同３７、同３９、同７５、同８０、同８１、同８３、同２２５、同２２６、同２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同１５、同４１、同７１、同８６、同８７、同１０６、同１０８、同１９９）などの直接染料や、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、同３１、同５２、同１０７、同１０９、同１１０、同１１９、同１５４、Ｃ．Ｉ．アシッドエロー１、同７、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３８、同４２、同４９、同６１、同７２、同７８、同１１０、同１２７、同１３５、同１４１、同１４２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、同９、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同５１、同５２、同５７、同８２、同８３、同８７、同９２、同９４、同１１１、同１２９、同１３１、同１３８、同１８６、同２４９、同２５４、同２６５、同２７６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、同１７、同４９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同４０、同４１、同４３、同６２、同７８、同８３、同９０、同９３、同１００、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１５８、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、同９、同１６、同２５、同２７、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６などの酸性染料、Ｃ．Ｉ．フードエロー３、Ｃ．Ｉ．フードレッド１４、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７４、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン５などの食用染料、Ｃ．Ｉ．４２０００、Ｃ．Ｉ．４４０４５、Ｃ．Ｉ．４２５３５、Ｃ．Ｉ．４５１６０、Ｃ．Ｉ．４５１６０などの塩基性染料がある。
【００１１】
顔料の例を挙げると、ファーネストブラック、コンタクトブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、黒色酸化鉄、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、チタンイエロー、ターコイズ、モリブデートオレンジ、酸化チタン等の無機顔料、金粉、銀粉、銅粉、アルミニウム粉、真鍮粉、錫粉等の金属粉顔料、雲母系顔料、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＲＥＤ２、同３、同５、同１７、同２２、同３８、同４１、同４８：２、同４８：３、同４９、同５０：１、同５３：１、同５７：１、同５８：２、同６０、同６３：１、同６３：２、同６４：１、同８８、同１１２、同１２２、同１２３、同１４４、同１４６、同１４９、同１６６、同１６８、同１７０、同１７６、同１７７、同１７８、同１７９、同１８０、同１８５、同１９０、同１９４、同２０６、同２０７、同２０９、同２１６、同２４５、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＯＲＡＮＧＥ  ５、同１０、同１３、同１６、同３６、同４０、同４３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＶＩＯＬＥＴ  １９、同２３、同３１、同３３、同３６、同３８、同５０、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＵＥ  ２、同１５、同１５：１、同１５：２、同１５：３、同１５：４、同１５：５、同１６、同１７、同２２、同２５、同６０、同６６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＲＯＷＮ  ２５、同２６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＹＥＬＬＯＷ  １、同３、同１２、同１３、同２４、同９３、同９４、同９５、同９７、同９９、同１０８、同１０９、同１１０、同１１７、同１２０、同１３９、同１５３、同１６６、同１６７、同１７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＧＲＥＥＮ  ７、同１０、同３６等がある。これらは、１種もしくは２種以上混合して用いることが出来る。また、顔料を水性媒体に分散した分散顔料の例を挙げると、チバスペシャリティケミカルズ（株）製のｕｎｉｓｐｅｒｓｅシリーズ、クラリアントジャパン（株）製のＨｏｓｔｆｉｎｅシリーズ、大日本インキ化学工業（株）製のＤｉｓｐｅｒｓｅシリーズ、Ｒｙｕｄｙｅシリーズ、富士色素（株）製のＦｕｊｉ．ＳＰシリーズ、山陽色素（株）製のＥｍａｃｏｌシリーズ、Ｓａｎｄｙｅシリーズ、オリエント化学工業（株）製のＭｉｃｒｏＰｉｇｍｏシリーズ、ＭｉｃｒｏＪｅｔシリーズ、東洋インキ（株）製のＲｉｏ  Ｆａｓｔシリーズ、ＥＭ  Ｃｏｌｏｒシリーズ、住化カラー（株）製のＰｏｌｕｘシリーズ、（以上、無機、有機顔料の分散体）、日本蛍光化学（株）製のＮＫＷシリーズ、東洋ソーダ（株）製のコスモカラーシリーズ、シンロイヒ（株）製のシンロイヒ・カラーベースシリーズ（以上、蛍光顔料の分散体）等がある。これらは１種もしくは２種以上混合して用いることが出来る。
尚、上記染料、顔料、分散顔料は混合して使用することもできる。
【００１２】
水はインキの主溶剤である。
更に、低温時でのインキの凍結防止、染料の可溶化剤、顔料の分散媒等、インキの種々の品質を担うインキ溶媒として、従来公知の水溶性有機溶媒が使用併用できる。具体例としては、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、ヘキシレングリコール、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、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、ジエチ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、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モノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶媒は、単独あるいは混合して使用することができる。その使用量はインキ全量に対して１０重量％以上６０重量％以下が好ましい。
【００１３】
着色剤を紙面に定着させるためなどで各種樹脂を併用することもできる。例えば、セラック、スチレン−マレイン酸共重合体及びその塩、スチレン−アクリル酸共重合体及びその塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体及びその塩、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、尿素樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルキルエーテル、クマロン−インデン樹脂、ロジン系樹脂やその水素添加物、ケトン樹脂、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物などが挙げられる。
【００１４】
黴の発生を防止するために、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、安息香酸ナトリウム、モルホリン、モルホリン誘導体などの防腐防黴剤を適宜加えることもできる。
【００１５】
インキのｐＨを調整するために、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、アミノメチルプロパンジオールなどの塩基性物質や、硫酸などの酸性物質を添加してもよい。
【００１６】
染料等の溶解促進や顔料等の分散安定性向上のために脂肪酸類、高級アルコール硫酸エステル類、液体脂肪酸硫酸エステル類、アルキルアリルスルホン酸類などのアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン系界面活性剤や、カチオン系界面活性剤や両性界面活性剤や尿素を、表面張力調整や消泡のためにシリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を、ペン先の乾燥抑制のためにソルビット、キシリット等の糖アルコール等を、ペン先の防錆のためにベンゾトリアゾール、エチレンジアミン四酢酸などを、さらに各種の香料などを必要に応じて１種又は２種以上混合して用いることもできる。
【００１７】
インキの製造方法としては従来知られている種々の方法が採用できる。例えば、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ヘンシェルミキサー、プロペラ撹拌機、ホモジナイザー、ニーダー等の装置を使用して作ることが出来る。濾過や遠心分離を行い粗大粒子や気体を除いても良い。製造時に加熱や冷却や加圧や減圧や不活性ガス置換をしても良い。動力は電気でも加圧空気でも良い。これらはそれぞれ単独で使用しても良いし、組み合わせて使用しても良い。
【００１８】
インキを収容するインキタンクは、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、シリコン樹脂等のインキの残量を確認できる透明又は半透明な高分子化合物を使用しても良いが、不透明高分子化合物や金属を使用しても差し支えない。また、インキがインキタンクの内壁に付着することを抑制するためなど、必要に応じてインキタンク内面にシリコン樹脂やフッ素樹脂などを塗布して撥インキ処理をすることもできる。後端開口するインキタンクの場合には、インキの洩れや乾燥を抑制するためにインキ後端の界面に接触させて逆流防止体を配置してもよい。逆流防止体としては不揮発性液体をゲル化したものやスポンジ状のものなど各種公知のものが使用でき、不揮発性液体をゲル化した逆流防止体にさらにプラスチック製のフロートを浸漬するなどしてもよい。
【００１９】
ボールペンのボールを回転自在に抱持するボールホルダーの材質には金属や合成樹脂が使用できる。金属としては洋白、真鍮、ステンレス等が、また合成樹脂としてはポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ナイロン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアクリレート樹脂等が用いられる。
【００２０】
ボールペンのボールは、基材としてタングステンカーバイド等からなるいわゆる超硬合金、ステンレス、セラミックス、ルビーなど、ボールホルダーより硬い材料が好適に選択され、更に酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素から選ばれる１種もしくは２種以上を少なくとも表面に有するものである。
【００２１】
ボールの直径は０．１ｍｍから２．０ｍｍ程度までがよく使用されているがこれに限定するものではない。またペン先の密閉性を高めるために、ボールホルダー内にコイルスプリング等の弾性体を配置しても良い。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
ウォーターブラック＃１００Ｌ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、オリエント化学工業（株）製）                                                  ２５．０重量部
ペプタイドＦＣＰ−Ａ（ポリペプタイド、平均分子量５０００、（株）ニッピ製）
１．０重量部
サルコシネートＬＨ（Ｎ−アシルアミノ酸、日光ケミカルズ（株）製）
１．０重量部
水                                                          ３７．０重量部
エチレングリコール                                          ２５．０重量部
プロピレングリコール                                        １０．０重量部
キサンタンガム                                                ０．５重量部
１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン                        ０．２重量部
２５％水酸化ナトリウム水溶液                                  ０．３重量部
上記成分のうち、水とエチレングリコールとプロピレングリコールを混合した中に染料を入れて、プロペラ攪拌機で２時間攪拌した。その中にキサンタンガムを入れ、プロペラ攪拌機で１時間攪拌した後、残りの成分を添加してプロペラ攪拌機で１時間攪拌した。１ミクロン糸巻きフィルターでろ過して粘度１２００ｍＰａ・ｓの黒色インキを得た。
【００２３】
（実施例２）
ＮＫＷ−２１０５（顔料分散体、日本蛍光化学（株）製）        ２０．０重量部
ペプタイドＰＥ２０Ａ（ポリペプタイド、平均分子量２０００、（株）ニッピ製）
２．０重量部
サルコシネートＯＨ（Ｎ−アシルアミノ酸、日光ケミカルズ（株）製）
１．５重量部
水                                                          ５０．７５重量部
エチレングリコール                                          １０．０重量部
グリセリン                                                  １５．０重量部
ＰＥＭＵＬＥＮ  ＴＲ−１  （ポリアクリル酸メタクリル酸共重合体、Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製、米国）                                          ０．２５重量部
１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン                        ０．２重量部
アミノメチルプロパンジオール                                  ０．３重量部
上記成分のうち、ＰＥＭＵＬＥＮ  ＴＲ−１及びアミノメチルプロパンジオール以外をプロペラ攪拌機で３０分間攪拌した。その中にＰＥＭＵＬＥＮ  ＴＲ−１を入れ、プロペラ攪拌機で３０分間攪拌した後、アミノメチルプロパンジオールを添加してプロペラ攪拌機で３時間攪拌した。１ミクロン糸巻きフィルターを通して粘度１４００ｍＰａ・ｓの黄色インキを得た。
【００２４】
（実施例３）
ウォーターレッド＃２（Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤ  ＲＥＤ８７、オリエント化学工業（株）製
５．０重量部
ウォーターイエロー＃６Ｃ（Ｃ．Ｉ．ＡＣＩＤ  ＹＥＬＬＯＷ２３、オリエント化学工業（株）製）                                                    ３．０重量部
ペプタイドＦＣＰ−ＡＳ（ポリペプタイド、平均分子量５０００、（株）ニッピ製）
０．３重量部
サルコシネートＭＮ（Ｎ−アシルアミノ酸塩、日光ケミカルズ（株）製）
１．０重量部
水                                                          ３９．８重量部
エチレングリコール                                          １５．０重量部
ジエチレングリコール                                        １０．０重量部
キサンタンガム                                                ０．５重量部
１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン                        ０．３重量部
２５％水酸化ナトリウム水溶液                                  ０．３重量部
上記成分のうち、まず水とキサンタンガムとペプタイドＦＣＰ−ＡＳをホモジナイザーで１０分間攪拌した。そのなかに残りの成分を入れ、ホモジナイザーで３０分間攪拌した。１ミクロン糸巻きフィルターでろ過して粘度１２７０ｍＰａ・ｓの橙色インキを得た。
【００２５】
（実施例４）
ＵＮＩＳＰＥＲＳＥ  ＲＥＤ  ２０３０−Ｓ２（界面活性剤分散赤色顔料水性インキベース、チバスペシャリティケミカルズ（株）製）          ３０．０重量部
ペプタイドＰＲＡ（ポリペプタイド、平均分子量５０００、（株）ニッピ製）
２．０重量部
サルコシネートＰＮ（Ｎ−アシルアミノ酸塩、日光ケミカルズ（株）製）
０．７５重量部
水                                                          ５１．３重量部
エチレングリコール                                            ５．０重量部
グリセリン                                                  １０．０重量部
ＰＥＭＵＬＥＮ  ＴＲ−２  （ポリアクリル酸メタクリル酸共重合体、Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製、米国）                                          ０．２５重量部
１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン                        ０．２重量部
アミノメチルプロパンジオール                                  ０．５重量部
上記成分のうち、ＰＥＭＵＬＥＮ  ＴＲ−２、水、アミノメチルプロパンジオールをプロペラ攪拌機で１時間攪拌した。そのなかに残りの成分を入れ、プロペラ攪拌機で３時間攪拌した。１ミクロン糸巻きフィルターを通して粘度１５００ｍＰａ・ｓの赤色インキを得た。
【００２６】
（比較例１）
実施例１において、ペプタイドＦＣＰ−Ａ及びサルコシネートＬＨを除き、その分水を増やした以外は実施例１と同様になして粘度１０２０ｍＰａ・ｓの黒色インキを得た。
【００２７】
（比較例２）
実施例１において、ペプタイドＦＣＰ−Ａを除き、その分水を増やした以外は実施例１と同様になして粘度１１００ｍＰａ・ｓの黒色インキを得た。
【００２８】
（比較例３）
実施例１において、サルコシネートＬＨを除き、その分水を増やした以外は実施例１と同様になして粘度１０８０ｍＰａ・ｓの黒色インキを得た。
【００２９】
実施例１、２及び比較例１〜５で得たインキ組成物を、ステンレス製のボールペンチップを備えたボールペン（ボール素材：超硬合金、ボール径：０．５ｍｍ、ぺんてる（株）製ハイブリッド、製品符号Ｋ１０５）のリフィルに０．８ｇ程度充填し、インキ界面に上記Ｋ１０５に使用されている逆流防止体組成物を層状に配置した後、インキを遠心脱泡して、試験用ボールペンを作成した。
【００３０】
（ペン先耐乾燥性試験）
各実施例、比較例の評価用ボールペンを、キャップを外してペン先を露出した状態で温度２５±５℃、湿度６５±２０％の条件下にて放置した。１週間後及び１ヶ月後、上質紙に筆記角度７０°、筆記速度７ｃｍ／ｓ、筆記荷重１００ｇの筆記条件で直線筆記し、同条件で筆記した放置前の筆記線と比較して、同等の濃度の筆記線が得られるまでの筆記長さをカスレ距離として測定した。
【００３１】
【表１】
2009084449.tif 000002