JP2002194261A - 水性インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム粉顔料と共に天然多糖類を含有
する水性インキにおいて、アルミニウム粉顔料と水との
反応性を阻止することができ、しかもアルミニウム粉顔
料の沈降等の発生を防止することができ、長期にわたっ
て、優れた筆記特性と金属光沢を維持し続けることがで
きる水性インキ組成物を提供する。 【解決手段】 必須成分として、アルミニウム粉顔料、
染料及び天然多糖類を含有し、弱塩基、又は弱酸と強塩
基の塩の少なくともいずれかで構成されたｐＨ調整剤が
含まれているインキのｐＨが７〜１０に調整されたイン
キ組成物であつて、そのｐＨ調整剤が、 （１）アンモニア、アミン類の弱塩基 （２）炭酸、ホウ酸のナトリウム金属塩を含む弱酸と強
塩基の塩の群のうちの少なくとも１種の化合物である水
性インキ組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筆記具、印刷関連
分野、塗料関連分野、化粧品関連分野などで好適に使用
されることができる水性金属光沢色インキ組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム粉顔料（アルミニウ
ム粒子）を含み、筆記時における筆跡をメタリック調に
することができる金属光沢色水性インキ組成物が公知と
なっている。

【０００３】一般に、水性インキに用いられる上記アル
ミニウム顔料は、その表面にステアリン酸やリン酸等に
より、水との反応性を抑止するための表面処理（水性化
処理）が施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
粉顔料の表面を前記ステアリン酸やリン酸等により完全
に水性化処理することは難しく、アルミニウム粉顔料の
反応性を必ずしも十分阻止し得ているとは言い難い。ま
た、アルミニウム粉顔料は、水性インキ中の構成要素と
の関係によると思われるが、前記表面処理部分が離脱し
て、アルミニウムと水との反応性が増し、インキの粘度
低下が生じる場合がある。

【０００５】特に、アルミニウム粉顔料と共に天然多糖
類を含有する水性インキでは、天然多糖類のインキ中に
おける溶解性が経時的に低下すると、粘度低下を引き起
こし、これによってアルミニウム粉顔料の沈降等が発生
し、ボールペンの場合はこの粒子がボールペンチップに
詰まり、筆記できなくなる場合がある。

【０００６】本発明の目的は、アルミニウム粉顔料と共
に天然多糖類を含有する水性インキにおいて、アルミニ
ウム粉顔料と水との反応性を阻止することができ、しか
もアルミニウム粉顔料の沈降等の発生を防止することが
でき、長期にわたって、優れた筆記特性と金属光沢を維
持し続けることができる水性インキ組成物を提供すると
ころにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
鋭意検討した結果、本発明は、必須成分として、アルミ
ニウム粉顔料、染料及び天然多糖類を含有するインキ組
成物であつて、ｐＨ調整剤を含有する水性インキ組成物
を採用した。

【０００８】特に、本発明では、前記ｐＨ調整剤とし
て、解離度が小さく、アルミニウム顔料をイオン化させ
難いｐＨ調整剤として、弱塩基、又は弱酸と強塩基の塩
の少なくともいずれかで構成されたｐＨ調整剤が含まれ
る構成を採用した。また、本ｐＨ調製剤により、インキ
のｐＨが７〜１０に調整されている構成を採用した。

【０００９】上記構成により、本発明は、アルミニウム
粉顔料と水との反応性を阻止することができ、しかもア
ルミニウム粉顔料の沈降等の発生を防止することがで
き、長期にわたって、優れた筆記特性と金属光沢を維持
し続けることができる。

【００１０】アルミニウム粉顔料と天然多糖類を含有す
る水性インキにおいては、インキのｐＨが７未満である
場合、長期に保存すると、インキのｐＨが天然多糖類の
溶解性等に影響を与えるｐＨの領域にまで低下して、粘
度低下を引き起こし、さらにこの粘度の低下によって比
重の大きいアルミニウム粉顔料の沈降等を引き起こし、
これがボールペンのチップに詰まり、筆記できなくな
る。また、この傾向は、インキのｐＨをｐＨ調整剤によ
ってｐＨ７以上に調整された場合でも、長期に保存する
と、そのｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム等の解離度
の大きな塩基を用いると同様に生じる。

【００１１】一方、アルミニウム粉顔料と天然多糖類を
含有する水性インキにおいては、インキのｐＨが１０を
超えると、このアルミニウム顔料と水との反応が促進さ
れ、アルミニウム顔料が水酸化アルミニウムに変換され
ることによる金属光沢の消失や水素ガスの発生等が起こ
り易い。また、この傾向は、アルミニウム顔料をイオン
化させやすい塩をｐＨ調整剤として含ませることによっ
ても生じ易い。

【００１２】従って、本発明では、既述の通り、ｐＨ調
整剤を含有させてそのインキのｐＨを７〜１０に調整す
るとともに、しかもそのｐＨ調整剤として、解離度の小
さく、かつアルミニウム顔料をイオン化させにくい、弱
塩基、又は弱酸と強塩基の塩の少なくともいずれかで構
成されたｐＨ調整剤をインキ中に含ませることによっ
て、天然多糖類の溶解性の低下を出来る限り抑え、また
アルミニウム粉顔料の反応を抑止して、経時安定性に優
れ、長期にわたって優れた筆記特性と金属光沢を維持し
続けるインキとしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】（アルミニウム粉顔料）本発明で
使用されるアルミニウム粉顔料としては、例えば、隠蔽
性に優れ、且つ、水分散性が良いアルミニウム粉顔料が
好ましい。例えば、東洋アルミニウム株式会社製「アル
ペーストＷＸＭ−Ｕ７５Ｃ」、「アルペーストＷＸＭ５４
２２」、「アルペーストＷＸＭ１４４０」、「アルペースト
ＷＸＭ７６７５」、「アルペーストＷＸＭ０６３０」、昭
和アルミニウムパウダー株式会社製「１１１０Ｗ」、
「２１２７SW」、「フレンドカラーＦ５００ＲＧ−
Ｗ」、「フレンドカラーＦ５００ＢＧ−Ｗ」、「フレン
ドカラーＦ７０１ＧＲ−Ｗ」、「フレンドカラーＦ７０
１ＲＥ−Ｗ」、旭化成株式会社製「ＡＷ−８０８Ｃ」、
「ＡＷ７０００Ｒ」を例示することができる。その他、
ガラス、フィルム等をアルミニウム等の金属又は金属酸
化物で被覆された光輝性又はメタリック性の粒子を使用
することができる。なお、これらの１種もしくは２種以
上を用いることができる。

【００１４】本発明で使用されるアルミニウム顔料のメ
ジアン径は５〜５０μｍが金属光沢、筆記印刷適性に優
れ、好適である。アルミニウム顔料のメジアン径が５μ
ｍ以下である場合には十分な金属光沢が得られず、５０
μｍ以上である場合には、ボールペンインクとして使用
する場合チップにつまり、筆記できなくなる。また、特
に、平滑度のある金属表面を有する鱗片状のアルミニウ
ム粉顔料、特に１０μｍ以上、好ましくは２５μｍ以
上、さらに好ましくは３０μｍ以上のアルミニウム粉顔
料は、その粒子表面で入射光が反射することで光輝片が
散りばめられた状態をつくり、強い光輝感と立体感を筆
跡又は塗膜に付与することができる点で、光輝性インキ
として好適である。

【００１５】本発明で使用されるアルミニウム粉顔料
は、インキ組成物全量に対して、３．００〜３０．００
％含まれていることが好ましい。アルミニウム粉顔料が
インキ組成物全量に対して３．００％未満である場合に
は隠蔽性が得られず、３０．００％を超える場合には固
形分が多くなり、粘度の上昇、流動性の低下がおこり、
筆記適性が低下する。アルミニウム粉顔料の最適含有量
は４．００〜１５．００％である。

【００１６】（天然多糖類）本発明で使用される天然多
糖類は、インキの粘度調整をするとともに、アルミニウ
ム顔料、着色剤の沈降防止を図ることができ、さらに、
筆跡の造膜形成機能を有していることが好ましい。例え
ば、微生物産系多糖類及びその誘導体、水溶性植物系多
糖類及びその誘導体、水溶性動物系多糖類及びその誘導
体等を使用することができる。具体的には、微生物産系
多糖類及びその誘導体としては、プルラン、ザンサンガ
ム、ウェランガム、ランザンガム、サクシノグルカン
等、水溶性植物系多糖類及びその誘導体等としては、グ
ァーガム、ローカストビーンガム、デンプン、アラビア
ガム、アルギン酸等、水溶性動物系多糖類及びその誘導
体としては、ゼラチン、カゼイン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。中でも微生物産系多糖類及びその
誘導体が好適に用いられる。

【００１７】本発明で使用される天然多糖類の含有量
は、その種類によって左右されるため、特に制限される
ものではないが、インキ組成物全量に対して、０．０１
〜４０．００％含まれていることが好ましい。天然多糖
類がインキ組成物全量に対して０．０１％未満である場
合にはアルミニウム顔料の沈降がおこり、４０．００％
を超える場合には粘度が高くなりすぎるため、筆記印刷
適性が低下する。天然多糖類の最適含有量は０．０５〜
２０．００％である。

【００１８】（水溶性有機溶剤）本発明で使用される水
溶性有機溶剤は、ペン先での乾燥防止とともに、低温下
において凍結防止を図ることができ、さらに、人体に安
全であることが好ましい。例えば、水、アルコール類、
グリコール類、グリコールエーテル類、カルビトール類
等を使用することができる。具体的には、アルコール類
としては、メタノール、エタノール等、グリコール類と
しては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル等、カルビトール類としてはジエチレングリ
コールモノメチルエーテル等を例示することができる。
その他、グリセリン、トリメチロールプロパン等を使用
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。中でも水、グリコー
ルエーテル類、カルビトール類、グリセリンが好適に用
いられる。

【００１９】本発明で使用される水溶性有機溶剤の含有
量は、インキ組成物全量に対して、５０．０〜９５．０
％含まれていることが好ましい。水溶性有機溶剤がイン
キ組成物全量に対して５０．０％未満である場合には天
然多糖類、着色剤等の溶解性、分散性が悪く、９５．０
０％を超える場合には筆跡もしくは塗面の濃度が得られ
ず、また、乾燥し難くなる。水溶性有機溶剤の最適含有
量は６０．００〜９０．００％である。

【００２０】（着色剤）本発明で使用される着色剤は、
アルミニウム粉顔料との反応性が無いとともに、溶解
性、分散性に優れることが好ましい。例えば、公知の各
種の染料等を使用することができる。具体的には、トリ
フェニルメタン系、キサンテン系、アントラキノン系、
金属錯体系、銅フタロシアニン系等の染料を例示でき
る。また、顔料を用いることができ、顔料としては、フ
タロシアニン系、キナクリドン系、スレン系、アゾ系、
アンスラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系等の有
機顔料、酸化チタン、カーボンブラック等の無機顔料、
蛍光顔料等を例示することができる。その他、これら着
色剤の顔料分散体や着色エマルジョン等を使用すること
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。

【００２１】しかし特に、アルミニウム粉顔料及び天然
多糖類とともに、着色剤としてトリフェニルメタン系、
キサンテン系、アントラキノン系、金属錯体系、銅フタ
ロシアニン系等の染料を含ませ、弱塩基、又は弱酸と強
塩基の塩の少なくともいずれかでｐＨ調整されている本
発明の水性インキでは、粘度変化が抑えられて、長期に
わたって、保存前と変わらず、アルミニウム粉顔料の滑
らかな中央筆跡と、その周囲に前記中央筆跡と区別され
た明瞭な上記染料の輪郭線が発現する二重発色の筆跡が
得られる。

【００２２】本発明で使用される着色剤の含有量は、イ
ンキ組成物全量に対して、０．０５〜１５．００％含ま
れていることが好ましい。着色剤がインキ組成物全量に
対して０．０５％未満である場合には、筆跡もしくは塗
面を視認できない。１５．００％を超える場合には粘度
が高くなりすぎるため、筆記印刷適性が低下する。着色
剤の最適含有量は１．００〜１０．００％である。

【００２３】（ｐＨ調整剤）本発明で使用されるｐＨ調
整剤としてはインキのｐＨを７〜１０に調整でき、解離
し難く、且つ、インキの中のアルミニウム顔料と反応し
ないことが好ましい。例えば、アンモニアやアミン類等
の弱塩基、炭酸やホウ酸のＮａ塩等の弱酸と強塩基の塩
等を用いることができる。すなわち、ｐＨ調整剤が、
（１）アンモニア、アミン類の弱塩基、（２）炭酸、ホ
ウ酸のナトリウム金属塩を含む弱酸と強塩基の塩の群の
うちの少なくとも１種の化合物であることが望ましい。
しかし、中でもアミン類が好適に使用できる。具体的に
は、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールア
ミン、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硼酸ナトリ
ウム、クエン酸ナトリウム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。

【００２４】ｐＨ調整剤の含有量は特に制限されず、イ
ンキの構成要素に応じて配合して、インキのｐＨを調整
すればよい。

【００２５】（緩衝剤）本発明で使用される緩衝剤は、
アルミニウム顔料との反応性が無いとともに、目的とす
る緩衝作用を有することが好ましい。例えば、Ｃｌａｒ
ｃ−Ｌｕｂｓの緩衝液、Ｋｏｌｔｈｏｆｆの緩衝液、Ｈ
ａｓｔｉｎｇ−Ｓｅｎｄｒｏｙの緩衝液、Ｂｒｉｔｔｏ
ｎ−Ｒｏｂｉｎｓｏｎの緩衝液等を使用することができ
る。中でもベンゾトリアゾールが好適に用いられる。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。

【００２６】緩衝剤の含有量は特に制限されず、インキ
の構成要素に応じて配合して、インキのｐＨの安定性
（緩衝性）を調整すればよい。

【００２７】なお、本発明のインキ組成物では、ポリオ
キシエチレンアルカリ金属塩、ジカルボン酸アミド、リ
ン酸エステル、Ｎ−オレイルサルコシン塩等の潤滑剤、
ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロヘ
キシルアンモニウムナイトレート等の防錆剤、ベンゾイ
ソチアゾリン系、ペンタクロロフェノール系、クレゾー
ル等の防腐防黴剤、各種界面活性剤等を、適宜添加する
ことができる。

【００２８】本発明のインキ組成物の製造方法は、格別
限定されるものではないが、例えば次の方法によって製
造することが好ましい。まず、水、着色剤、アルミニウ
ム顔料を分散させたあと、天然多糖類を投入し、常温で
約１時間攪拌する。次に水溶性有機溶剤、及び必要に応
じて添加剤を投入し、常温で約１時間攪拌する。さらに
ｐＨ調整剤によりｐＨ調整を行い、常温で約１時間攪拌
後、目的のインキを得る。なお、かかる調整に際して
は、従来公知の分散、脱泡、濾過方法などを採用するこ
とができる。

【００２９】本発明の水性インキ組成物は、筆記具関連
分野、印刷関連分野、塗料関連分野、化粧品関連分野な
どにおいて用いられ、筆記具用水性インキ組成物（ボー
ルペン用金属光沢色水性インキ組成物、ボールペン用光
輝性水性インキ組成物）、印刷用金属光沢色水性インキ
組成物、印刷用光輝性水性インキ組成物、塗布具用金属
光沢色水性インキ組成物（塗料用金属光沢色水性インキ
組成物）、塗布具用光輝性水性インキ組成物（塗料用光
輝性水性インキ組成物）等として各種用途で有用であ
る。特にボールペン用金属光沢色水性インキ組成物或い
はボールペン用光輝性水性インキ組成物として最適であ
る。

【００３０】なお、本発明の水性インキ組成物は、天然
多糖類を含有しており、高粘度タイプの水性インキ組成
物である。本発明の金属光沢色インキ組成物の好適な粘
度範囲は、１５００〜１００００ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ型
粘度計、３°Ｒ１４コーン、０．５ｒｐｍ、２０℃）で
ある。

【００３１】

【実施例】表１及び表２に示す組成で、前記製造方法に
よって実施例及び比較例の各インキを試作し、製造時の
インキと保存後のインキについてそれぞれ筆記性、粘
度、ｐＨを測定した。これらの評価も表１及び表２に示
す。表１及び表２中、組成の含有量はいずれも重量部で
ある。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】表中、各原料組成は下記の通りである。 （アルミニウム粉顔料） １） アルミニウム顔料：商品名「ＷＸＭ０６３０」、東
洋アルミニウム株式会社製、リーフィングタイプ、平均
粒径８μｍ、アルミ粉含有量５５〜６５％ ２） 着色アルミニウム顔料（金）：商品名「Ｆ７０１
ＢＧ−Ｗ」、昭和アルミニウムパウダー株式会社製、ノ
ンリーフィングタイプ、平均粒径約１１μｍ、アルミ粉
含有量約６０〜７０％

【００３５】（天然多糖類） １） ウェランガム：商品名「Ｋ１Ｃ３７６」、三晶株式
会社製 ２） ラムザンガム：商品名「Ｋ７Ｃ２３３」、三晶株式
会社製 ３） サクシノグルカン：商品名「ＲＨＥＯＺＡＮ」、三
晶株式会社製

【００３６】（水溶性有機溶剤） １） グリセリン：試薬 ２） プロピレングリコール：試薬 ３） ジプロピレングリコールノルマルプロピルエーテ
ル：試薬 ４） ジプロピレングリコールモノメチルエーテル：試
薬

【００３７】（着色剤） １） トリフェニルメタン系染料：Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
Ｇｒｅｅｎ１６、住友化学工業（三国）株式会社製 ２） トリフェニルメタン系染料：Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
Ｖｉｏｌｅｔ４９、ダイワ化成株式会社製

【００３８】（防腐防黴剤） １） ２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン；商品名
「プロクセルＧＸＬ」、ヘキスト合成株式会社製

【００３９】（ｐＨ調整剤） １） トリエタノールアミン１０ｗｔ％水溶液：試薬を
イオン交換水にて調整 ２） 水酸化ナトリウム２ｗｔ％水溶液：試薬をイオン
交換水にて調整

【００４０】（試験サンプルの作成）表１、２に示した
実施例、比較例の各インキ組成物を、ステンレスボール
ペンチップ（ボール材質：セラミック）を一端に連設し
たポリプロピレン製の中空軸筒よりなるボールペンのイ
ンキ収容部に充填し、試験サンプルとした。

【００４１】（評価試験）これらの試験サンプルを５０
℃恒温槽に一ヶ月保存した後、インキ収容部について下
記の試験を行った。これらの評価結果は表１に示した。

【００４２】（筆記性）これらの試験サンプルを用い
て、市販のルーズリーフ要旨に筆記し、各インキ組成物
の筆記状態を目視観察により評価した。流出量過多によ
る滲み、もしくはつまりがないものを○、流出量過多に
よる滲み、もしくはつまりがあるものを×とした。

【００４３】（ｐＨ）各インキのｐＨをｐＨメーター計
（ｐＨ／ＩＯＮ ＭＥＴＥＲ Ｆ−２３、２０℃、株式
会社堀場製作所製）により測定した。

【００４４】（粘度）各インキの粘度をＥＬＤ型粘度計
（３°Ｒ１４コーン、０．５ｒｐｍ、２０℃、株式会社
トキメック社製）により測定した。

【００４５】（評価結果）表１より、実施例１、２、
３、８に係るボールペン用水性金属光沢色インキ組成物
では、５０℃１ヵ月保存後において、ｐＨが５．８以上
に抑えられていて天然多糖類の溶解性に影響を及ぼすＰ
Ｈ領域には達しておらず、且つ、粘度も１５００ｍＰａ
・ｓ以上に抑えられていて粘度変化が小さいため、保存
前と変わらないなめらかな銀色の筆跡がえられた。

【００４６】表１より、実施例４、５、６に係るボール
ペン用水性金属光沢色インキ組成物では、５０℃１ヵ月
保存後において、ｐＨが天然多糖類の溶解性に影響を及
ぼす範囲には達しておらず、且つ、粘度変化が小さいた
め、保存前と変わらないなめらかな銀色の筆跡の周囲に
緑色の輪郭線が発現し、二重発色の強調された筆跡が得
られた。

【００４７】表１より、実施例７に係るボールペン用水
性金属光沢色インキ組成物では、５０℃１ヵ月保存後に
おいて、ｐＨが天然多糖類の溶解性に影響を及ぼす範囲
には達しておらず、且つ、粘度変化が小さいため、保存
前と変わらないなめらかな銀色の筆跡の周囲に紫色の輪
郭線が発現し、二重発色の強調された筆跡が得られた。

【００４８】表２より、比較例１〜７に係るボールペン
用水性金属光沢色インキ組成物では、５０℃１ヵ月保存
後において、ｐＨが天然多糖類の溶解性に影響を及ぼす
範囲に達し、また、粘度変化も大きく、筆記できなかっ
た。また、表には示していないが、インキのｐＨを１０
に合わせようとすると、アルミニウム粉顔料が水と反応
して水素ガスが発生し、安全上問題があった。さらに、
ＰＨを上げようとｐＨ調整剤を加え続けると、アルミニ
ウム粉顔料の反応が進み、白くなって最終的に固化し
た。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、必須成分として、アルミニウ
ム粉顔料、染料及び天然多糖類を含有するインキ組成物
であつて、弱塩基、又は弱酸と強塩基の塩の少なくとも
いずれかで構成されたｐＨ調整剤が含まれており、好ま
しくはインキのｐＨが７〜１０に調整されている水性イ
ンキ組成物であるので、長期にわたって、ｐＨの低下を
抑え、粘度低下が抑えられており、優れた筆記特性と優
れた金属光沢或いは光輝性を維持しつづけることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C350 GA03 NA19 4J039 AB01 BA04 BA06 BA13 BA16 BA24 BA35 BC07 BC09 BC10 BC13 BC15 BC33 BC39 BC60 BD02 BE01 BE02 BE12 BE30 CA06 EA33 EA48 GA27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必須成分として、アルミニウム粉顔料、
   染料及び天然多糖類を含有するインキ組成物であつて、
   ｐＨ調整剤が含まれている水性インキ組成物。
2. 【請求項２】 ｐＨ調整剤が、弱塩基、又は弱酸と強塩
   基の塩の少なくともいずれかで構成されている請求項１
   記載の水性インキ組成物。
3. 【請求項３】 インキのｐＨが７〜１０に調整されてい
   る請求項１又は２記載の水性インキ組成物。
4. 【請求項４】 ｐＨ調整剤が、 （１）アンモニア、アミン類の弱塩基 （２）炭酸、ホウ酸のナトリウム金属塩を含む弱酸と強
   塩基の塩の群のうちの少なくとも１種の化合物である請
   求項１乃至３のいずれかの項に記載の水性インキ組成
   物。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかの項に記載の
   インキがインキ収容管内に充填されたボールペン。