JP2005154459A

JP2005154459A - 蓄光水性インキ組成物

Info

Publication number: JP2005154459A
Application number: JP2003390623A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Yamamoto; 博義山本
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP4212101B2

Abstract

【課題】従来の蓄光顔料は耐水性がない為有機溶剤中に分散させる必要があり、その為紙に筆記すると滲んだり、使用する容器が耐溶剤のある材料に限定されたり用途が限定されていた。また、光照射を止めてからの残光時間も充分ではない。
【解決手段】必須成分として、基材が一般式ＭＯ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈で表され、Ｍがストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムからなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の金属元素からなることを特徴とする蓄光顔料、水溶性樹脂、水溶性有機溶剤、及び水が含まれている。
【選択図】なし

Description

本発明は、筆記具、印刷インキ、塗料関連分野、化粧品関連分野などに好適に使用することができる蓄光水性インキ組成物に関する。

光が照射されている間だけ発光する蛍光顔料とは異なり、光照射を止めてからも長時間発光若しくは肉眼で識別できるものを蓄光顔料といい、従来、この蓄光顔料を用いたインキ組成物が提供されている。例えば、特開平９−５３０３４号公報（特許文献１参照）及び特開平９−５９５５５号公報（特許文献２参照）は一般式Ｍ・Ａｌ₂Ｏ₄で表される化合物を用いた蓄光インキ組成物であり、また、特開２０００−１０４００１号公報（特許文献３参照）及び特開２０００−１０９７４０号公報（特許文献４参照）号は一般式Ｍ・Ｎ_y・Ａｌ_2-xＢ_xＯ₄で表される化合物を用いた蓄光インキ組成物である。
特開平９−５３０３４号公報特開平９−５９５５５号公報特開２０００−１０４００１号公報特開２０００−１０９７４０号公報

しかし、かかる従来の蓄光顔料は耐水性がない為有機溶剤中に分散させる必要があり、その為紙に筆記すると滲んだり、使用する容器が耐溶剤のある材料に限定されたり用途が限定されていた。また、光照射を止めてからの残光時間も充分ではなく、夜間長時間に渡り筆跡やマークを目立たせる用途には使えなかった。

本発明の目的は、従来の蓄光顔料とは異なり水を主溶剤に用い滲みの少ない筆跡を得るとともに、ポリプロピレンに代表される安価な樹脂成形物も容器として使用可能とし、また、従来の蓄光顔料を用いたインキ組成物と比較してより長い残光時間を持つ筆跡乃至塗膜を得ることができる蓄光水性インキ組成物を提供するところにある。

本発明は、蓄光顔料、水溶性樹脂、水溶性有機溶剤及び水より少なくともなる蓄光水性インキ組成物において、該蓄光顔料の基材が一般式ＭＯ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈で表され、Ｍがストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムからなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の金属元素からなる蓄光顔料を用いることで前記課題を達成しうることを見出し、この知見に基いてこの発明を完成するに至った。

本発明は、必須成分として、蓄光顔料の基材が一般式ＭＯ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈で表され、Ｍがストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムからなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の金属元素からなることを特徴とする蓄光顔料、水溶性樹脂、水溶性有機溶剤、及び水を含んでなる蓄光水性インキ組成物であるので、従来の蓄光顔料とは異なり水を主溶剤に用い滲みの少ない筆跡を得るとともに、ポリプロピレンに代表される安価な樹脂成形物も容器として使用可能とし、また、従来の蓄光顔料を用いたインキ組成物と比較してより長い残光時間を持つ筆跡乃至塗膜を得ることができる。

（蓄光顔料）
本発明で用いられる蓄光顔料は、基材が一般式Ｍ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈表され、Ｍがストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムからなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の金属元素からなり、当該基材に鉱物材、輝度活性剤等が添加されたものである。例えば、ＴＤＯグラフィックス株式会社製の商品名「ＴＤＧシリーズ」（発光色黄緑）、「ＴＤＢシリーズ」（発光色青緑）、「ＴＤＳシリーズ」（発光色青）を例示する事ができる。

本発明の蓄光顔料の含有量は、インキ組成物全量中１．０〜６０．０重量％、好ましくは５．０〜４０．０重量％である。上記蓄光顔料がインキ組成物全量中１．０重量％未満の場合は発光が不充分であり６０．０重量％を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下し、筆記性や描画性が低下する。

（水溶性樹脂）
水溶性樹脂としては、インキの粘度調整をするとともに、蓄光顔料の分散及び沈降防止を図ることが出来る樹脂を用いることが重要である。一例を挙げれば、微生物産系多糖類及びその誘導体が用いられる。例えば、プルラン、ザンサンガム、ウェランガム、ラムザンガム、サクシノグルカン、デキストラン等を例示することができる。また、水溶性植物系多糖類およびその誘導体が用いられる。例えば、トラガンシガム、グァ−ガム、タラガム、ロ−カストビ−ンガム、ガティガム、アラビノガラクタンガム、アラビアガム、クイスシ−ドガム、ペクチン、デンプン、サイリュ−ムシ−ドガム、ペクチン、カラギ−ナン、アルギン酸、寒天等を例示することができる。また、水溶性動物系多糖類およびその誘導体が用いられる。例えば、ゼラチン、カゼイン、アルブミンを例示することができる。また、増粘樹脂として、Ｎ−ビニルアセトアミド樹脂、架橋されたＮ−ビニルアセトアミド樹脂等のＮ−ビニルアセトアミド系樹脂を用いることができる。本発明では上述した水溶性樹脂の中でも特に微生物産系多糖類及びその誘導体を好適に用いることができる。また、上述した水溶性樹脂は１種又は２種以上を混合して用いることができる。

水溶性樹脂は、インキ組成物全量中０．１〜４０．０重量％含まれていることが好ましい。上記水溶性樹脂がインキ組成物全量中０．１重量％未満の場合は蓄光顔料の沈降防止効果が充分でない。水溶性樹脂がインキ組成物全量中４０．０重量％を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下する。水溶性樹脂の最適配合量は、水溶性樹脂の種類によってやや異なるが、０．２〜２０．０重量％である。

（水溶性有機溶剤）
水溶性有機溶剤は、ペン先での乾燥防止とインキの凍結防止を図ることができるものを用いることが好ましい。例えば、エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル等のグリコ−ル類、グリセリン等の多価アルコール類、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジプロピ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プロピルエーテル等のグリコ−ルエ−テル類を例示することができる。これらの有機溶剤は１種又は２種以上を混合して用いることができる。

水溶性有機溶剤は、インキ組成物全量中１．０〜４０．０重量％含まれていることが好ましい。上記水溶性有機溶剤がインキ組成物全量中１．０重量％未満の場合はペン先が乾燥しやすく、またインキが凍結しやすくなる。水溶性有機溶剤がインキ組成物全量中４０．０重量％を超えると、前記水溶性樹脂の溶解性に影響を与えると共に、筆跡乃至塗膜が乾燥し難い。水溶性有機溶剤の最適配合量は、水溶性有機溶剤の種類によってやや異なるが、５．０〜３０．０重量％である。

（着色剤）
着色剤としては、溶解性及び分散性を有するものが好ましい。具体的には、酸性染料、直接染料、塩基性染料などの水溶性染料、フタロシアニン、キナクリドン、カーボンブラックなどの有機顔料又は無機顔料、或いは蛍光顔料、着色エマルジョンなどを使用することができる。また、顔料分散体として配合することもできる。また、本発明で顔料は１種又は２種以上を混合して使用することができる。また、金属被覆ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、アルミニウム顔料、パール顔料等の光輝性顔料と混合して用いることもできる。

本発明の水性インキ組成物では、着色剤は必ずしも含まれていなくても差し支えない。着色剤は含まれていないが蓄光顔料が含まれている水性インキ組成物では、明るい場所では淡く目立たない色相であるが、暗い場所では蓄光顔料の発光色を与える筆跡又は塗膜を得る事ができる。

なお、着色剤は、インキ組成物全量中０．０５〜１５．０重量％含まれていることが好ましい。上記着色剤がインキ組成物全量中０．０５重量％未満の場合は当該着色剤の着色を視認し難い。着色剤がインキ組成物全量中１５．０重量％を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下する。着色剤の最適配合量は、着色剤の種類によってやや異なるが、０．１〜１０．０重量％である。

（その他の添加物）
なお、本発明においてはその他必要に応じて、アクリル系合成樹脂エマルション、スチレン−アクリル系合成樹脂エマルション、酢酸ビニル系合成樹脂エマルションやポリビニルピロリドンなどの定着剤、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、各種界面活性剤などを添加することができる。

なお、本発明のインキ組成物の好適な粘度範囲は１０００〜２００００ｍＰａ・ｓである。本発明のインキ組成物はかかる粘度範囲に調整される。なお、この粘度はＥＬＤ型粘度計（３゜Ｒ１４コーン、回転数：０．５ｒｐｍ、２０℃）における測定値である。

表１に示す組成及び配合量（重量部）で、水、水溶性有機溶剤、蓄光顔料、及び着色剤乃至顔料ベース等の各成分を混合攪拌し分散させた後、水溶性樹脂を投入し、これを濾過した後脱泡し、実施例の蓄光水性インキ組成物を得た。また比較のため、水、水溶性有機溶剤、蓄光顔料等の各成分を混合攪拌し分散させた後、水溶性樹脂を投入し、これを濾過した後脱泡し、比較例の光輝性水性インキ組成物を得た。いずれも、分散方法、脱泡方法、濾過等は従来公知の方法を用いた。

表１中、各原料組成は下記の通りである。
（蓄光顔料）
1)商品名「ＴＤＧ−３０３０Ｔ」、ＴＤＯグラフィックス株式会社製、発光色黄緑、一般式ＭＯ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈系蓄光顔料
（水溶性樹脂）
1)ウェランガム：商品名「Ｋ１Ｃ３７６」、三晶株式会社製
（水溶性有機溶剤）
1)グリセリン
2)エチレングリコール
3)ジエチレングリコール
（着色剤）
1)黄色染料：商品名「黄色２０２号の（１）」、Acid Yellow 73、アイゼン株式会社製
2)緑色樹脂エマルジョン：商品名「ＬＵＭＩＫＯＬＮＫＷ−２１０２」、緑色の蛍光顔料、日本蛍光化学株式会社製
3)青色顔料：商品名「ファ−ストゲンブル−ＴＧＲ」、フタロシアニンブルー、大日本インキ化学工業株式会社製

（顔料ベース）
1)顔料ベース：顔料ベースの顔料分散体は、上記の3)青色顔料と下記の顔料分散用樹脂を次の割合にて混合したものにトリエチルアミンを加えて溶解した後、ビーズミルにて分散を行い、平均粒子径０．０８μｍ、固形分濃度１０重量％の顔料水分散体として得た。なお、顔料分散用樹脂としてスチレン−アクリル共重合体（商品名「ジョンクリルＪ６８３」、ジョンソンポリマ−社製、重量平均分子量：８０００）を用いた。

青色顔料５重量部
顔料分散用樹脂１重量部

（定着剤）
アクリル系合成樹脂エマルジョン：商品名「ニカゾールＦＸ３３６」、日本カーバイド工業株式会社製、アニオン性、ｐＨ７．５、最低造膜温度０℃
（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）
（防錆剤）
ベンゾトリアゾ−ル
（潤滑剤）
モノ（ｏｒジ）ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル：商品名「フォスファノールＰＥ−５１０」、東邦化学工業株式会社製

（試験サンプルの作成）
次に、表１に示した実施例及び比較例の各インキ組成物を、粗大粒子が通過できるようボールとハウジングの隙間を大きくしたステンレス製のボ−ルペンチップ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インキ収容部に充填し、このインキ収容部を装填した各試験サンプルのボールペンを作成した。評価試験はこのようなサンプルで行なったが、修正ペンに良く使われている柔軟なブロー成形筒にボールペン先をつけた容器や加圧機構を備えた容器などインキをペン先から送り出せる容器であればよい。

（評価試験）
これらのボールペンを用いて市販のルーズリーフ用紙に筆記し、筆跡の発光強度、残光強度ならびにインキ流出性を比較した。発光強度は２８ワットの蛍光灯を１０分間照射し、暗所での発光強度を相対比較し、残光強度は暗所での１０分後の発光を相対比較した。又、経時変化については５０℃1ヶ月の発光強度を上と同様に比較し、顔料の沈降有無を観察した。

発光強度は筆記状態を目視観察により行い、暗所での発光が強いものを○、発光が小さいものを×として評価した。また、残光強度は経時後の筆記状態を目視観察により行い、暗所での発光が強いものを○、発光が小さいものを×として評価した。

経時後の発光強度は筆記状態を目視観察により行い、暗所での発光が強いものを○、発光が小さいものを×として評価した。又、経時後顔料の沈降のないものを○、沈降が起こったものを×として評価した。

表１より、実施例１は暗所で長時間に渡り強く発光する筆跡が得られた。また、実施例２〜４は明るいところではそれぞれの着色剤の色で、暗所では蓄光顔料の長時間に渡り強く発光するの筆跡が得られた。また、実施例１〜４はインキの作成から時間が経過しても発光強度が変わらない、顔料の沈降の起きない安定したインキであった。

一方、比較例１はインキ作成直後から発光が弱い筆跡しか得られなかった。また、比較例２はインキ作成直後では強い発光の筆跡が得られるが、経時後、蓄光顔料が沈降し筆跡の評価ができなかった。

なお、上記実施例はボールペン用インキ組成物として適用したものであるが、その他の筆記具、印刷インキ、塗料関連分野、化粧品関連分野などにも用いることができる。

Claims

蓄光顔料、水溶性樹脂、水溶性有機溶剤及び水より少なくともなり、該蓄光顔料の基材が一般式ＭＯ・Ａｌ₂ＳｉＯ₈で表され、Ｍがストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウムからなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の金属元素からなることを特徴とする蓄光水性インキ組成物。
さらに着色剤が含まれている請求項１記載の光輝性水性インキ組成物。
前記蓄光顔料が、インキ組成物全量中１．０〜６０．０重量％含まれている請求項１乃至２のいずれかに記載の蓄光水性インキ組成物。
前記水溶性樹脂が、インキ組成物全量中０．１〜４０．０重量％含まれている請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄光水性インキ組成物。