JP2002285064A - 光輝性水性インキ組成物 - Google Patents

光輝性水性インキ組成物

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JP2002285064A JP2001083530A JP2001083530A JP2002285064A JP 2002285064 A JP2002285064 A JP 2002285064A JP 2001083530 A JP2001083530 A JP 2001083530A JP 2001083530 A JP2001083530 A JP 2001083530A JP 2002285064 A JP2002285064 A JP 2002285064A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 組成物に平均粒径の大きな光輝性顔料を用い
たときに、長期間静置状態で発生しうるハードケーキ化
を防止し、容易に顔料を再分散させることができる光輝
性水性インキ組成物を提供すること。 【解決課題】 本発明に係る光輝性水性インキ組成物
は、結晶セルロースと、剪断減粘性付与剤と、板状粒子
顔料と、水とを構成成分として含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光輝性水性インキ
組成物に関するものであり、より詳細には、マーキング
ペン等の筆記具、塗布具等に充填して使用するもので、
顔料等の再分散性が容易な光輝性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、水性インキ組成物において、光輝
性のある筆跡を得るためのインキには、パール顔料、ア
ルミニウム粉顔料などの板状粒子が顔料として用いられ
ている。これらの板状粒子顔料は、光を反射させて光輝
性を得るため、通常の有機顔料や無機顔料よりも大きな
ものが必要であり、使用する板状粒子顔料の平均粒子径
は最低で5μm以上が必要とされる。このような平均粒
子径の大きな板状粒子顔料を使用すると、粒子の沈降速
度が速く、インキ中の顔料と溶媒が不均一となり、すな
わち色分離を起こしやすくなる。そのため筆記具に充填
して使用する場合には、筆記直前に筆記具を数回振り、
軸筒内部にあらかじめ設置したインキ撹拌用のボールや
棒などを動かし、外力によって顔料と溶媒を混合せしめ
て均一な濃度の筆跡を得ることが必要である。
【0003】しかし、長期間にわたり静置状態で放置さ
れたものは、筆記具を使用前に振っても、内部の撹拌用
のボールや棒などを動かすことができずに、インキ組成
物中に顔料を再分散させることが困難となる。即ち、顔
料を含む沈降物が硬化して、いわゆるハードケーキを形
成してしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術における課題及び要求に鑑みてなされるものであ
り、組成物に平均粒径の大きな光輝性顔料を用いたとき
に、長期間静置状態で発生しうるハードケーキ化を防止
し、容易に顔料を再分散させることができる光輝性水性
インキ組成物を提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、板状粒子顔料が分散した
水溶液中に結晶セルロースと剪断減粘性付与剤の混合物
を添加することにより、板状粒子顔料の沈降を抑制し、
且つハードケーキの形成を防止することを見出し、本発
明に至ったものである。
【0006】本発明は、結晶セルロース及び剪断減粘性
付与剤と、パール顔料、アルミニウム粉顔料、金属又は
金属酸化物コーティングガラスフレーク、アルミコーテ
ィングポリエステルフイルムからなる板状粒子顔料と、
水とを構成成分とする光輝性水性インキ組成物及びそれ
を用いた筆記具を要旨とする。
【0007】即ち、本発明に係る光輝性水性インキ組成
物は、以下の(1)〜(5)に記載の構成或いは手段か
らなることを特徴とし、上記課題を解決するものであ
る。 (1)結晶セルロースと、剪断減粘性付与剤と、板状粒
子顔料と、水とを構成成分として含むことを特徴とする
光輝性水性インキ組成物。 (2) 温度25℃における回転粘度計によって得られ
る測定値ηを流動関係式η=K(rpm)yで表すと、Kが
K≧30の値を採り、しかもその時のyが−0.8≦y
≦−0.1の範囲に納まることを特徴とする請求項1記
載の光輝性水性インキ組成物。 (3) 上記板状粒子顔料が、パール顔料、アルミニウ
ム粉顔料、金属又は金属酸化物コーティングガラスフレ
ーク、アルミコーティングポリエステルフイルムから選
ばれる少なくとも1種類以上の顔料であることを特徴と
する請求項1又は2記載の光輝性水性インキ組成物。 (4) 上記剪断減粘性付与剤は多糖類高分子化合物或
いはその誘導体、若しくはセルロース系化合物或いはそ
の誘導体から選ばれる少なくとも1種類以上の剪断減粘
性付与剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の光輝性水性インキ組成物。
【0008】(5) 上記請求項1〜4のいずれかに記
載の光輝性水性インキ組成物と撹拌子とを内部に収容し
てなることを特徴とする光輝性筆記具。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光輝性水性イ
ンキ組成物の好ましい実施の形態を詳述する。尚、本発
明に係る光輝性水性インキ組成物は以下の実施形態に限
るものではない。
【0010】本発明に係る光輝性水性インキ組成物は、
結晶セルロースと、剪断減粘性付与剤と、板状粒子顔料
と、水とを構成成分として含むものである。
【0011】本発明に使用される結晶セルロースと剪断
減粘性付与剤との添加は、剪断応力が加わらない静置時
は、高粘度を示して板状粒子顔料の沈降を抑制し、且つ
結晶セルロースが沈降する板状粒子顔料の間に入り込
み、板状粒子顔料同士の密着を防ぎ、いわゆるハードケ
ーキ化を防止する。このため、本発明に係る光輝性水性
インキ組成物を筆記具や塗布具とした場合、その筆記具
や塗布具を振り、剪断応力をかけることで、組成物粘度
を低下させ撹拌用ボールや撹拌バー等の撹拌子を組成物
中で容易に撹拌移動させることができる。これにより、
組成物中に板状粒子顔料を再分散させることができる。
【0012】本発明に係る光輝性水性インキ組成物は、
上記剪断減粘性付与剤を適量添加したときに、温度25
℃における回転粘度計によって得られる測定値ηを流動
関係式η=K(rpm)yで表するとき、KはK≧30以上
の定数が選択されること、及び、かかる条件でのyが測
定値ηの関係から−0.8≦y≦−0.1の範囲に納ま
ることが望ましい。
【0013】K値及びy値は上記光輝性水性インキ組成
物の特性によって決定される流動関係式を満たすための
定数であり、実測値ηと、そのときの(rpm)を上記
流動関係式に代入することによって求められる。上記
(rpm)は、回転粘度計における測定時の回転数(r
pm)である。
【0014】上記K値が30未満の場合は、y値の範囲
によらず組成物の粘度が静置状態でも低くなり、静置時
の安定性が低下する。また、上記K値が30以上の場合
で、y値が−0.1を超える場合には、剪断減粘性が低
下し、筆記時でも高粘度を維持するため、筆記描線が掠
れるといった問題点を引き起こす。
【0015】本発明に係る光輝性水性インキ組成物にお
けるK値及びy値が上記範囲内に納まる場合は、静置時
の安定性、及び筆記等をするときの使用時でのインキ組
成物の流出量が最適となる。特に、上記光輝性水性イン
キ組成物にあっては、−0.7≦y≦−0.2であるこ
とが更に望ましい。
【0016】本発明に係る光輝性水性インキ組成物に使
用される結晶セルロースは、例えば、木材パルプ、精製
リンター、綿繊維、麻繊維等の脱リグニン後の天然セル
ロース、またはビスコース溶液や銅アンモニウム溶液か
ら凝固再生された再生セルロース等を挙げることがで
き、市販されているものでは、アビセルTGシリーズ、
PHシリーズ(旭化成株式会社製)等がある。なお、結
晶セルロースの粒径は特に限定するものではないが、粒
径が大きいものを使用した場合、インキの粘度が上昇
し、筆記具の書き味の低下を引き起こすため、平均粒径
は6μm以下の粉体を使用することが望ましい。上記結
晶セルロースの添加量はインキ組成物に対して0.5〜
10質量%、好ましくは使用をする板状粒子顔料の量に
対応させて増減させ、1〜5質量%で使用することが望
ましい。
【0017】本発明に係る光輝性水性インキ組成物に使
用される剪断減粘性付与剤としては、水に可溶又は易分
散性の物質が効果的であり、例えば、グァーガム、キサ
ンタンガム、ローカストガム、ウエランガム、ラムザン
ガム、カラヤガム、トラガントガム、サクシノグルカン
等の天然多糖類やその誘導体、カルボキシメチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロース等のセルロース化合物やその誘導
体の使用が望ましい。これらは1種又は複数種を混合し
て使用することができる。また、他の剪断減粘性付与剤
として、無機質微粒子、架橋性アクリル酸重合体等があ
るが、艶消し作用、剪断減粘性の低下を及ぼすため、光
輝性を求めるインキ組成物への使用は好ましくない。上
記剪断減粘性付与剤の添加量は結晶セルロースの使用量
に対して10〜30質量%、またインキ組成物全量に対
しては0.05〜1.5質量%を添加することが好まし
い。
【0018】また、上記剪断減粘性付与剤を結晶セルロ
ースの表面にコーティング(外添)して使用しても良
い。このような表面処理した結晶セルロース及び剪断減
粘性付与剤からなる物質は、市販されているものとして
アビセルRCシリーズ(旭化成株式会社製)がある。こ
のような添加物は水に添加したときに、より均一に分散
されるため、作用を発現させるうえで効果的である。
【0019】本発明に係る光輝性水性インキ組成物に使
用する板状粒子顔料としては、パール顔料、アルミニウ
ム粉顔料、金属又は金属酸化物コーティングガラスフレ
ーク、アルミコーティングポリエステルフイルム等を挙
げることができ、これらの顔料は筆跡にて光を反射さ
せ、光輝性をインキ組成物に付与することができる。
【0020】上記パール顔料には魚鱗箔のような天然品
と天然マイカの表面を金属酸化物で被膜したもの及び合
成マイカの表面を金属酸化物で被膜したもののような合
成品とがある。一般的には入手しやすさと安全性、安定
性の面から、後者が多く使われている。パール顔料は、
マイカ表面に被覆させた金属酸化物の種類やコーティン
グ膜厚によって様々な色調を示すものである。市販され
ているパール顔料としては、イリオジン100(粒子径
10〜60μm、銀色)、イリオジン151(粒子径1
〜110μm、銀色)、イリオジン153(粒子径20
〜100μm、銀色)、イリオジン201(粒子径5〜
25μm、金色)、イリオジン217(粒子径10〜6
0μm、赤銅色)、イリオジン289(粒子径10〜1
25μm、青色)、イリオジン504(粒子径10〜6
0μm、ワインレッド色)、イリオジン530(粒子径
10〜125μm、銅色)(以上、メルクジャパン株式
会社製)等がある。
【0021】上記アルミニウム粉顔料は、アルミニウム
片を高級脂肪酸やミネラルスピリットなどの石油系溶剤
とともにボールミルで粉砕、研磨することで、非常に薄
い鱗片上のアルミニウム微粒子のペーストとして得られ
るものを使用するのが一般的である。市販されているア
ルミニウム粉顔料としては、フレンドカラーF−700
シリーズ(平均粒子径11μm)、F−500シリーズ
(平均粒子径17μm)、F−350シリーズ(平均粒
子径30μm)、F−100シリーズ(平均粒子径74
μm)(以上、昭和アルミパウダー(株)製)などがあ
る。
【0022】上記金属コーティングガラスフレークは、
ガラスフレークに無電解メッキ法によりガラス表面に
銀、ニッケルを皮膜、金属酸化物コーティングガラスフ
レークは、ガラスフレークの表面に液相法により二酸化
チタンを皮膜することで得られる。この酸化チタン膜の
厚みを変えることで、銀、黄、赤、青、緑等の色が得ら
れるものである。市販されている金属又は金属酸化物コ
ーティングガラスフレークとしては、メタシャイン20
40PS(平均粒子径40μm)、2020PS(平均
粒子径25μm)、5090NS(平均粒子径90μ
m)、5090RC(平均粒子径90μm)(以上、日
本板硝子株式会社製)等がある。特に、金属又は金属酸
化物コーティングガラスフレークを板状粒子顔料として
使用した場合、上記パール顔料よりもハードケーキ化し
易いが、本発明に係る光輝性水性インキ組成物において
は、上記結晶セルロース及び剪断減粘性付与剤の使用に
より、かかる顔料の沈降を抑制すると共に沈降した板状
粒子顔料同士間に入り込みハードケーキの形成を十分に
防止する。
【0023】上記アルミコーティングポリエステルフイ
ルムは、ポリエステルフィルムの片面にアルミニウムを
真空蒸着したのち、所望の色とする際に、両面に着色コ
ーティングをしたのち細かく切断することで得られる。
市販されているアルミコーティングポリエステルフイル
ムは、クリスタルカラーX−20(平均粒子径100μ
m、ダイヤ工業株式会社製)等がある。
【0024】上記板状粒子顔料は、所望の色相、光輝度
に合わせて、単独又は2種以上を併用することができ
る。また、上記板状粒子顔料の使用量は、組成物全量に
対して1.0〜20質量%、好ましくは5.0〜15質
量%の範囲で使用することが望ましい。
【0025】また本発明に係る光輝性水性インキ組成物
に使用する板状粒子顔料の大きさは、その平均粒子径が
130μm未満であること望ましい。上記板状粒子顔料
の平均粒子径が130μm以上であれば、そのインキ組
成物をマーキングペンや塗布具等の筆記具として充填し
た場合、その筆記具で使用される繊維性の押出成形で製
造したペン芯において筆記が不能となったり、筆記中に
顔料が間隙に堆積してインキ流出孔を閉塞させたりして
筆記できなくなることが多々見られてくる。
【0026】本発明に係る光輝性水性インキ組成物にお
いて、水は主成分として添加され、その組成物の粘度が
上記η=K(rpm)yの範囲を満たすように添加される。
【0027】本発明に係る光輝性水性インキ組成物にあ
っては、上記成分の他に、従来の水性インキ組成物に使
用される種々の材料を使用することができる。例えば、
筆跡の様々な色相を得るために、水溶性の染料や水分散
した顔料を添加することができる。また定着性を得るた
めに、各種水溶性の樹脂、樹脂エマルジョンなどを添加
したり、ペン先のインキ乾燥防止や、低温凍結防止のた
めのエチレングリコール、グリセリン等のような水溶性
有機溶剤、尿素化合物のような保湿剤を添加したり、更
にはベンゾチアゾリン等の防腐剤を添加することができ
る。その他に筆記面への濡れ性を向上させる目的から界
面活性剤等の湿潤浸透剤を添加することができる。いず
れを使用するにしても、目的と合致したものや、内容成
分と相互作用し物性に異常がでないもの、インキとして
の不具合がでないものを選択し、必要量を添加すること
が望ましい。
【0028】本発明に係る光輝性筆記具は上記光輝性水
性インキ組成物と撹拌子とを内部に収容してなる。
【0029】上記攪拌子としては筆記直前に本体を数回
振ると、内部でインキ組成物を攪拌しうるものであれば
良く、例えば、軸内部に自由に移動するあらかじめ設置
される撹拌用ボール、棒等である。このような攪拌子の
数は1個に限ることはないが、本発明に係る光輝性水性
インキ組成物を使用した場合、そのインキ組成物が極め
て攪拌されやすいため、できるだけ少なくすることがで
きる。このため、筆記具の製造コストを安くすることが
できる。
【0030】一般に本発明に係る光輝性水性インキ組成
物に使用する板状粒子顔料は厚みが薄く、平面の面積が
大きいものであり、かかる顔料が沈降する際には顔料同
士が向かい合って積み重なる畳重状構造を形成している
とされ、かかる構造では顔料同士の接触している面積が
大きく接触抵抗も大となる。更に板状粒子顔料に吸着し
ている分散剤が複雑に絡み合うことで、顔料粒子同士間
の密着性を更に増幅せしめ、その結果、上記畳重状構造
は固くなり、多少の外力を作用させても直ぐに分離、崩
壊することが困難となる。
【0031】これに対して、本発明に係る光輝性水性イ
ンキ組成物において、上記結晶セルロースは上記板状粒
子顔料間に入り込み、板状粒子顔料同士が直接接触する
機会を極力防止し、且つ共に添加される分散剤が複雑に
絡み合って来ることも防止している。また剪断減粘性付
与剤の使用により、静置保存時のインキ組成物の粘度を
増加させることで板状粒子顔料の沈降を抑制し、結晶セ
ルロースが板状粒子顔料に入り込み易くしていおり、こ
れらの作用効果が相まって、本発明に係る光輝性水性イ
ンキ組成物のハードケーキの形成を防いでいる。
【0032】
【実施例】以下、本発明に係る光輝性水性インキ組成物
の好ましい実施例を以下に示す。本発明は以下の実施例
に限るものではない。 (実施例1) <配合組成> ・パール顔料(イリオジン151、粒子径1〜110μ
m、銀色、メルクジャパン株式会社製) 12質量部 ・分散樹脂(J−62、スチレン−アクリル酸共重合物
アンモニウム塩、ジョンソンポリマー株式会社製) 5
質量部 ・固着性付与樹脂(アクリルエマルジョンAE362、
日本合成ゴム株式会社製) 5質量部 ・乾燥防止水溶性有機溶剤(グリセリン) 5質量部 ・結晶セルロース系素材(アビセルPH−M06、平均
粒径6μm、旭化成株式会社製) 1.8質量部 ・剪断減粘性付与剤(キサンタンガム) 0.2質量部 ・防腐剤(プロキセルGXL、1,2−ベンゾイソチア
ゾリン−3−オン、ICIジャパン株式会社製) 0.
2質量部 ・水 70.6質量部 上記成分を撹拌混合し、白銀色光輝性を有する水性イン
キ組成物を作成した。
【0033】(実施例2) <配合組成> ・金属コーティングガラスフレーク(メタシャイン20
40PS、平均粒子径40μm、銀色、日本板硝子株式
会社製) 8質量部 ・分散樹脂(J−61J、スチレン−アクリル酸共重合
物アンモニウム塩、ジョンソンポリマー株式会社製)
5質量部 ・固着性付与樹脂(ボンコート5410アクリル−スチ
レン共重合物エマルジョン、大日本インキ化学株式会社
製) 3質量部 ・乾燥防止水溶性有機溶剤(グリセリン) 5質量部 ・剪断減粘性付与剤被覆結晶セルロース系素材(アビセ
ルRC−N81、旭化成株式会社製) 2質量部 ・防腐剤(プロキセルGXL、1,2−ベンゾイソチア
ゾリン−3−オン、ICIジャパン株式会社製) 0.
2質量部 ・水 74.8質量部 上記成分を撹拌混合し、銀色光輝性を有する水性インキ
組成物を作成した。
【0034】(実施例3) <配合組成> ・アルミコーティングポリエステルフィルム(クリスタ
ルカラーX−20、平均粒子径100μm、虹彩色、ダ
イヤ工業株式会社製) 5質量部 ・分散樹脂(J−61J、スチレン−アクリル酸共重合
物アンモニウム塩、ジョンソンポリマー株式会社製)
5質量部 ・固着性付与樹脂(ボンコート5410アクリル−スチ
レン共重合物エマルジョン、大日本インキ化学株式会社
製) 3質量部 ・乾燥防止水溶性有機溶剤(グリセリン) 5質量部 ・結晶セルロース系素材(アビセルPH−M06、平均
粒径6μm、旭化成株式会社製) 0.8質量部 ・剪断減粘性付与剤(カルボキメチルセルロースナトリ
ウム) 0.2質量部 ・防腐剤(プロキセルGXL、1,2−ベンゾイソチア
ゾリン−3−オン、ICIジャパン株式会社製) 0.
2質量部 ・メラミン樹脂エマルジョン(ポリフィックスPM−1
07、昭和高分子株式会社性) 5質量部 ・水 74.8質量部 上記成分を撹拌混合し、虹彩色光輝性を有する水性イン
キ組成物を作成した。
【0035】(比較例1)実施例1の結晶セルロース系
素材と剪断減粘性付与剤をポリビニルピロリドンに代え
て、その他の成分は同様とし白銀色光輝性を有する水性
インキ組成物を作成した。 (比較例2)実施例2の結晶セルロース系素材及び剪断
減粘性付与剤をポリビニルピロリドンに代えて、その他
の成分は同様とし銀色光輝性を有する水性インキ組成物
を作成した。 (比較例3)実施例3の結晶セルロース系素材を水に代
えて、その他の成分は同様とし虹彩色光輝性を有する水
性インキ組成物を作成した。
【0036】上記実施例1〜3及び比較例1〜3で作成
した各インキ組成物を温度25℃の回転粘度計を用いて
求めた測定値η、回転数(rpm)からK値及びy値を算
出した。その結果を表1に示した。
【0037】
【表1】 上記実施例1〜3及び比較例1〜3で作成した各インキ
組成物をペン先押し圧式でバルブを解放し、ペン先に流
出させる液式のペン(三菱鉛筆株式会社製のユニ・ポス
カPC−1M)の円筒軸筒内にインキ組成物と撹拌用に
直径5mmのステンレスボールを同時に充填した後、マ
ーキングペンとして各5本づつ組立、温度50℃の高温槽
にペン先方向を上向き90±5度の角度で2週間放置
後、ペンを取り出し、ボールが軸内を上下に移動できる
方向に振り、撹拌用ボールが動き出すまでの振り回数を
調査した。
【0038】
【表2】 上記表1及び表2より、実施例1〜3のインキ組成物に
おいては剪断減粘性付与剤及び結晶セルロースの効果に
よりハードケーキ化が抑制され、ボールの動きは良好で
あった。比較例1及び2のインキ組成物においてはハー
ドケーキを形成した。比較例3のインキ組成物において
剪断減粘性はあるものの、結晶セルロースが存在しない
ためハードケーキの形成が認められた。
【0039】以上の様に本発明に係る光輝性水性インキ
組成物は、長期間、静置状態で放置されたとしても、ハ
ードケーキを形成することはない。またインキ組成物の
撹拌を容易にすることができるので、色分離を容易に回
復せしめ、速やかに顔料と溶媒を均一混合せしめて均一
な濃度の筆跡が容易に得られる。更には、撹拌用ボール
の個数を最低1個ですむため、製品コスト的にも有利な
優れたインキ組成物である。
【0040】
【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る光輝
性水性インキ組成物によれば、結晶セルロースと、剪断
減粘性付与剤と、板状粒子顔料と、水とを構成成分とし
て含むので、組成物に平均粒径の大きな光輝性顔料を用
いたときに、長期間静置状態で発生しうるハードケーキ
化を防止し、容易に顔料を再分散させることができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶セルロースと、剪断減粘性付与剤
    と、板状粒子顔料と、水とを構成成分として含むことを
    特徴とする光輝性水性インキ組成物。
  2. 【請求項2】 温度25℃における回転粘度計によって
    得られる測定値ηを流動関係式η=K(rpm)yで表す
    と、KがK≧30の値を採り、しかもその時のyが−
    0.8≦y≦−0.1の範囲に納まることを特徴とする
    請求項1記載の光輝性水性インキ組成物。
  3. 【請求項3】 上記板状粒子顔料が、パール顔料、アル
    ミニウム粉顔料、金属又は金属酸化物コーティングガラ
    スフレーク、アルミコーティングポリエステルフイルム
    から選ばれる少なくとも1種類以上の顔料であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の光輝性水性インキ組成
    物。
  4. 【請求項4】 上記剪断減粘性付与剤は多糖類高分子化
    合物或いはその誘導体、若しくはセルロース系化合物或
    いはその誘導体から選ばれる少なくとも1種類以上の剪
    断減粘性付与剤であることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の光輝性水性インキ組成物。
  5. 【請求項5】 上記請求項1〜4のいずれかに記載の光
    輝性水性インキ組成物と撹拌子とを内部に収容してなる
    ことを特徴とする光輝性筆記具。
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