JPS6152872B2

JPS6152872B2 -

Info

Publication number: JPS6152872B2
Application number: JP12886378A
Authority: JP
Inventors: Hideji Taga; Kazuhiko Pponda
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1986-11-14
Also published as: JPS5554370A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はボールペンインキに関するものであ
る。従来のボールペンインキは一般に染料、樹脂、
溶剤及び潤滑剤兼助溶剤としてのオレイン酸から
構成されている。このオレイン酸の作用効果は (1) なめらかな書味を与える。 (2) 乾燥を防止し、初筆（初期の書出し）をスム
ーズにする。 (3) 染料の助溶剤となる。などがあるがその反面、金属を腐食させる作用も
有し特に黄銅、洋白のごとき銅−亜鉛合金を使用
して作られたボールソケツト部ではオレイン酸が
銅、亜鉛と反応し不溶性のオレイン酸亜鉛やオレ
イン酸銅を生成し、これらがインキに配合されて
いる染料および樹脂と作用して沈澱物を作りつい
にはチツプのインキ溝を防ぎ、インキの流動を阻
害し筆記不良とならしめる。このオレイン酸の腐食作用は特に高温多湿時に
おいて著しく促進され、早い時は数カ月で筆記不
能となり、遅くても２年以内でその傾向があらわ
れる。本発明は、金属特に銅合金を腐食しない潤滑剤
を用いたボールペンインキを提供することを目的
としている。本発明のボールペンインキに用いら
れる潤滑剤は次のような最低条件を具備しなけれ
ばならない。 (1) 金属（特に銅合金）を腐食しない。 (2) 主溶剤により高沸点でなければならない。 (3) 金属と吸着しうる原子または官能基を有して
いなければならない。 (4) 常温では勿論、０℃付近の低温でも液体又は
液体に近い状態であること。 (5) 非イオン性であること。 (6) 主溶剤とよく混合出来るものであること。上記の条件をなぜ必要とするか、さらに詳しく
記述すれば、 (1)の腐食のない事の必要性は、経時性能を向上
させるためには腐食があつてはならない事は当然
である。 (2)の高沸点であることの必要性は、ボールペン
の場合キヤツプあるいは尾栓によつてボールペン
インキ中の溶剤の蒸発を防ぐ事は通常の使用方法
では不可能であり、従つて、インキ中の溶剤の蒸
発を出来るだけ少なくするために溶剤の蒸気圧の
低いものを使用する事が経時性能向上につなが
る。さらに、乾燥をも防止する事から、常にボー
ル部を濡れた状態におくことが出来るので初期の
書出し性を良くする事が出来る。 (3)の金属との吸着基を必要とする理由として
は、ボールおよびボールソケツト部にインキが充
分に吸着する事により、ボールおよびボールソケ
ツト部を濡らしこれがボールソケツト部の摩耗を
防止する。 (4)の液体又は液体に近い状態が望ましい理由と
しては、ボールペンの使用条件中には冬期の屋外
での使用も考慮する必要があり、その場合低温で
凝固するようなものは、その潤滑効果が著しく弱
まるためである。 (5)のイオン性のないものが良い理由は、特に染
料との反応が問題となり、ボールペン用の染料は
前述の通りであるが、なかでも耐水性、耐光性共
に優れている染料として次の２系列の染料が主と
して使用される。酸性染料直接染料と塩基性染料の造塩染料、酸
性染料直接染料のアミン化染料、これらの染料に
例えばイオン性を有するアルキルアミンを組合せ
た場合、互換反応が起こり、生成されたアミン塩
染料又は塩基性染料が使用の主溶剤に不溶又は溶
解能力が劣る等の理由から沈澱物となつてしまう
危険が大きい。この様な例を具体的に示すと、タ
ートラジン（酸性染料）とオーラミン（塩基性染
料）によつて造塩された造塩染料にオクチルアミ
ンを併用した場合に、不溶性のタートラジンの析
出が見られた。この反応を図式で示せば次の通り
である。は酸性染料母体を、は塩基性染料母体を表
わす。 (6)の主溶剤との相溶を必要とする理由は、互に
全く混合しないものは論外として、分散状態で溶
剤中に混合するものでも、初期にはその効果は認
められるが、経時により溶剤と分離してインクに
好ましくない影響を及ぼす傾向にあるからであ
る。以上６項目の条件を満たすものを種々検討し、
その効果を確認した結果、下記一般式で表わされ
る化合物群から選ばれる化合物が有効である事を
見い出した。その一つは一般式Ｒ−COO（CH₂CH₂O）nH
（Ｒはアルキル基またはアルケニル基またはヒド
ロキシアルケニル基を示す）で表される脂肪酸と
エチレンオキサイド縮合物であるポリエチレング
リコール脂肪酸エステルで、酸成分は炭素数12〜
24の高級脂肪酸類が有効であつた。また、エチレ
ンオキサイドの付加モル数ｎは１〜15モルが妥当
で、それ以上では吸水性が強くなりインキ性能を
劣化させる。他の一つは、一般式Ｒ−Ｏ−（CH₂CH₂O）nH
で表される高級アルコールとエチレンオキサイド
の縮合物で、アルコール成分は炭素数12〜24の高
級アルコール類が有効であつた。また、エチレン
オキサイドの付加モル数ｎは１〜８モルが妥当
で、それ以上は固形となり低温での潤滑性がやや
劣るという結果を得た。さらに他の一つは、一般式Ｒ−COO
（CH₂CH₂O）nOCRで表されるポリエチレングリ
コール脂肪酸ジエステルで、酸成分は炭素数12〜
24の高級脂肪酸であり、ポリエチレンオキサイド
の付加モル数は１〜15モルが有効であつた。最後の一つは、一般式RCOOCH₂CH（OH）
CH₂OHで表されるモノグリセライドであり、酸
成分は炭素数12〜24の高級脂肪酸類が有効であつ
た。なかでも、モノリシノレインは初期書出し性
能を著しく向上させるものであつた。以上の一般式で示される化合物群は非イオン活
性剤として有用なものであり、その代表的なもの
について予備実験を行い、結果を表１に示した。

【表】前記の実験について説明を加えると、腐食性に
ついては黄銅棒を各試料液に浸漬して60℃５日間
放置し液中にあきらかに銅イオンの検出が認めら
れたものを腐食ありと評価した。その結果、オレ
イン酸以外の活性剤はすべて腐食なしと判定され
た。蒸発性については実際の蒸発を考慮して、口径
30mmの秤量壜に各試料液５ｇを入れ50℃10日間放
置後の減量を測定した。その結果、代表例として
あげた非イオン活性剤はすべて代表的溶剤として
用いられるフエニールグリコールより蒸発が少な
く良好な結果を示した。又、主溶剤との相溶性テストはフエニールグリ
コールと各試料１：１の比率で混合して、その時
十分に相溶しているかどうか試験したものですべ
て良好であつた。前記の非イオン活性剤の使用量は１重量％未満
ではほとんど効果がなく、50重量％以上使用した
場合は染料が充分溶解されない。従つて、１〜50
重量％の使用量が限度であるが、３〜30重量％の
添加が効果的であつた。これらを添加して得られたボールペンインキは
充分そのねらいとする所を満足するものであり、
効果は以下のように認められた。 (1) 初筆性能は未添加インキと比べて著しい向上
が認められた。 (2) 書味がなめらかになり、ボールおよびボール
ソケツト部の摩耗がほとんど認められず、イン
キ消費しおわる迄均一なインキ出を示した。 (3) ボールペンの保存寿命が著しく向上された。次に実施例について説明する。インキはすべて成分中の溶剤及び潤滑剤等の液
体成分を混合した溶媒中に染料を添加し、60〜80
℃の加熱下で撹拌溶解する。染料溶解後、樹脂を
添加し、撹拌溶解して得られるベーストを加熱状
態でろ布を通して加圧ろ過させる方法により製造
される。以下の部の表示は重量部をさす。実施例１スピロンバイオレツトCRH（保土谷化学工業社
製ソルベント染料） 15部サビニールブル−GLS（サンド社製銅フタロシ
アニン系ソルベント染料） 15部フエニールグリコール 20部ベンジルアルコール 15部ケトン樹脂（シクロヘキサノン−ホルムアルデヒ
ド縮合物） 25部ポリエチレングリコールジオレエート（エチレン
オキサイド６モル付加物） 10部上記配合にてボールペン用青インキを得た。実施例２スピロンレツドCGH（保土谷化学工業社製ソ
ルベント染料） 20部スピロンレツドCBH（保土谷化学工業社製ソ
ルベント染料）７部フエニールグリコール 32部ベンジルアルコール 15部Ｎ−メチル−２−ピロリドン 10部ポリオキシエチレンオレイルエーテル（エチレン
オキサイド５モル付加物） 10部アルコツクスＲ−150（明成化学ポリオキシ
エチレン樹脂）６部上記配合にてボールペン赤インキを得た。実施例３スピロンバイオレツトCRH（保土谷化学工業社
製ソルベント染料） 20部スピロンイエローC2GH（保土谷化学工業社製
ソルベント染料） 10部フエニールグリコール 22部ベンジルアルコール 20部ケトン樹脂 20部ポリエチレングリコールモノオレエート（エチレ
ンオキサイド５モル付加物）８部上記の配合にてボールペン黒インキを得た。実施例４スピロンバイオレツトCRH（保土谷化学工業社
製ソルベント染料） 15部バリフアーストブラツク802（オリエント化学工
業社製含金属系ソルベント染料） 15部バリフアーストイエローAUM（オリエント化学
工業社製造塩系ソルベント染料）５部フエニルグリコール 20部ベンジルアルコール 15部ケトン樹脂 20部ポリエチレングリコールジオレエート（エチレン
オキサイド６モル付加物） 10部上配配合にてボールペン黒インキを得た。実施例５バリフアーストレツド 1309（オリエント化学工
業社製造塩系ソルベント染料） 20部フエニールグリコール 46部ベンジルアルコール 11部エスレツク BH−１（積水化学工業社製ブチ
ラール樹脂）７部ポリエチレングリコールジオレエート（エチレン
オキサイド６モル付加物） 16部上記配合にてボールペン赤インキを得た。実施例６バリフアーストレツド 1306（オリエント化学工
業社製造塩系ソルベント染料） 20部オイルイエロー 105（オリエント化学工業社製
ソルベント染料）５部フエニールグリコール 25部ベンジルアルコール 15部ポリビニールピロリドン３部スルフオアミド樹脂 20部ナイミンＬ−201（日本油脂社製ドデシルエタ
ノールアミン）２部モノリシノレイン 10部上記配合にてボールペン赤インキを得た。実施例７バリフアーストブル−1607（オリエント化学工業
社製造塩系ソルベント染料） 20部フエニールグリコール 25部ベンジルアルコール 12部ケトン樹脂 25部ポリエチレングリコールモノオレエート（ポリエ
チレンオキサイド15モル付加物） 18部上記配合にてボールペン青インキを得た。実施例８サビニ−ルイエロ−RLS（サンド社製、ソルベン
ト染料）７部サビニ−ルブル−GLS（サンド社製銅フタロシ
アニン系ソルベント染料） 28部フエニールグリコール 34部ベンジルアルコール 15部ポリビニールピロリドン樹脂６部ポリエチレングリコールモノオレエート（ポリエ
チレンオキサイド５モル付加物） 10部上記配合にてボールペン緑インキを得た。次に比較例として、各実施例のインキ組成中の
潤滑剤に代えて溶剤（フエニルグリコール）を配
合したインキを比較例Ａ系列インキとし、前記潤
滑剤に代えてオレイン酸を配合したインキを比較
例Ｂ系列インキとして、後述の試験に供した。試験は、各インキを黄銅製のチツプを備えた中
しんに充填した試料について行つた。試験結果は
実施例のインキ、比較例Ａ系列インキ及び比較例
Ｂ系列のインキによりはつきり差が表われ、各系
列内のインキ間には、大きな差は認められなかつ
たので、各系列インキについての平均的な結果を
表２にまとめた。

【表】試験条件の説明１初筆試験インキ充填後１日放置された試料について筆
記する。２ボールソケツト部の摩耗及びインキ出 JISS6039（1970）7.4頁の筆記試験方法によ
り筆記させた試料について、ボール没入長及び
初期のインキ消費量及び1000ｍ筆記時のインキ
消費量を測定した。３加熱促進試験各試料を60℃の恒温槽中に横置し、10日後及
び30日後に取出し、常温にまで放冷後、初筆試
験を行つた。尚、60℃、30日のテストは従来の
経験より、室温約２年経時に相当すると考えら
れる。４耐高温高湿試験各試料を50℃、90％RHに調節された恒温恒
湿槽中に横置し、10日後及び30日後に取出し、
常温にまで戻した後、初筆試験を行つた。試験結果の説明比較例Ａ系列のインキを用いた試料では、イン
キ中に潤滑剤が配合されていないため、初筆性能
が悪く、加熱によりその傾向は一層増長されてい
る。また筆記によりボールとソケツトとの摩擦に
よるソケツト部の摩耗が生じ、インキ出の減少、
それらに伴う書味の悪化等の現象が現われて実用
は不可能である。一方、潤滑剤としてオレイン酸
が配合されている比較例Ｂ系列インキの試料で
は、前記の欠点は解消されているが、加熱促進及
び高温高湿試験の結果にみられるよう、チツプの
腐食による筆記不良の発生は避けられない。実施例インキの試料では潤滑剤がチツプの腐食
を起すことなく、その性能を発揮して、前記の難
点を解消していることが、試験結果から明らかで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１必須成分として染料、樹脂、溶剤及び下記一
般式(1)、(2)、(3)及び(4)で表される化合物群から選
ばれる化合物の１種または２種以上を含有してな
るボールペンイキ。一般式 RCOO（CH₂CH₂O）nH (1) RCOO（CH₂CH₂O）nOCR (2) RO（CH₂CH₂O）n′H (3) RCOOCH₂CH（OH）CH₂OH (4) ここでＲは炭素数11乃至23のアルキル基または
アルケニル基またはヒドロキシアルケニル基を表
し、ｎは１乃至15、n′は１乃至８の数を表す。