JP2013133356A - Aqueous pigment ink composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筆記具用、記録計用、プリンター用などとして利用可能な耐乾燥性に優れ、かつ、意図しない結晶析出が起こらない水性顔料インク組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous pigment ink composition having excellent drying resistance that can be used for writing instruments, recorders, printers, and the like and that does not cause unintended crystal precipitation.
これまでの水性インクを使用した筆記具は、キャップを筆記具本体から外して、ペン先を大気中に長期間露出すると、インクが乾燥し、その固形物がインク流路を詰まらせ、あるいは、筆記具のインク貯蔵槽内のインクまで乾燥してしまい、筆記出来なくなってしまう場合があった。
このため、水性染料インクにおいては、蒸発防止剤としてグリコール類またはグリセリンなどの水溶性有機溶剤や尿素などを添加し、水の蒸発速度を遅らせて乾燥を防止する水性染料インク組成物が知られている。
In writing instruments using conventional water-based inks, if the cap is removed from the writing instrument body and the pen tip is exposed to the atmosphere for a long time, the ink dries and the solid matter clogs the ink flow path. In some cases, the ink in the ink storage tank dries out and writing becomes impossible.
For this reason, in aqueous dye inks, water-based dye ink compositions are known in which a water-soluble organic solvent such as glycols or glycerin or urea is added as an evaporation inhibitor to prevent drying by slowing the evaporation rate of water. Yes.
これに対して、紙に描いた時に裏写り及び滲みが起きないことを特徴とする水性顔料インク組成物において、グリコール類またはグリセリン等の水溶性有機溶剤を多量に添加してしまうと、描画及び筆記の際に裏写り及び滲みが起きてしまい、折角の特徴が台無しになってしまっていた。 In contrast, in a water-based pigment ink composition characterized in that show-through and bleeding do not occur when drawn on paper, if a large amount of a water-soluble organic solvent such as glycols or glycerin is added, drawing and When writing, show-through and bleeding occurred, and the feature of the corner was ruined.
その対策として、水の蒸発が激しい水面(気−液界面)に僅かに結晶を析出させ、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を発揮する物質を添加する方法が考えられ、本願出願人はじめ、いろいろな当業者から出願等がなされている。
例えば、1)着色材と水と、ペンタエリスリト−ル、トリメチロ−ルエタンまたはトリメチロ−ルプロパンより選ばれる一種または二種以上の混合物とからなる水性インキ組成物(例えば、特許文献1参照)、2)着色材と水とパラキシレングリコールとを含有してなる水性インキ組成物(例えば、本願出願人による特許文献2参照)、3)着色剤と、水と、ヒダントイン及びヒダントイン誘導体とからなる群から選択される一種以上を少なくとも含有して成る水性インキ組成物(例えば、特許文献3参照)が知られており、これらの物質は、いずれも水への溶解度が大きくない物質である。
As a countermeasure, a method of adding a substance that exhibits an effect of suppressing water evaporation (masking effect) by slightly depositing crystals on the water surface (gas-liquid interface) where water evaporation is intense can be considered. Initially, applications have been filed by various persons skilled in the art.
For example, 1) an aqueous ink composition comprising a colorant, water, and one or a mixture of two or more selected from pentaerythritol, trimethylolethane, or trimethylolpropane (see, for example, Patent Document 1), 2 ) Aqueous ink composition comprising a colorant, water and paraxylene glycol (see, for example, Patent Document 2 by the present applicant), 3) From the group consisting of a colorant, water, hydantoin and a hydantoin derivative A water-based ink composition containing at least one or more selected substances is known (for example, see Patent Document 3), and any of these substances does not have high solubility in water.
また、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を高めるために、本願出願人は、これらの、いわゆる蒸発抑制剤に加えて、更に、別の物質を添加する配合を提案している。
例えば、4)ペンタエリスリトールに加えてポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物と顔料、分散剤および水を含有することを特徴とする水性顔料インキ組成物(例えば、特許文献4参照)、5)パラキシリレングリコールに加えて、分子内にフェニル基を有するポリマーを含有することを特徴とする水性インキ組成物(例えば、特許文献5参照)などを提案している。
In addition, in order to enhance the effect of suppressing water evaporation (masking effect), the applicant of the present application has proposed a blend in which another substance is added in addition to these so-called evaporation inhibitors.
For example, 4) an aqueous pigment ink composition comprising an alkylene oxide adduct of polyglycerin, a pigment, a dispersant, and water in addition to pentaerythritol (see, for example, Patent Document 4), 5) paraxylylene A water-based ink composition (see, for example, Patent Document 5) characterized by containing a polymer having a phenyl group in the molecule in addition to glycol is proposed.
これらの蒸発抑制剤を適量添加した水性インク組成物は、耐乾燥性自体に優れてはいるものの、上述した気−液界面での結晶析出の制御が困難を極め、制御範囲、例えば、使用を想定された温度を外れてしまうと、析出した結晶が大きく成長し、気−液界面付近の表面積が増大、却って水の蒸発速度を速めてしまったり、成長した結晶にインクが滲みて描線が太くなってしまったり、見た目に黴が生えたようになってしまったりする事態を一部で起こしていた。 Although the water-based ink composition to which an appropriate amount of these evaporation inhibitors is added is excellent in drying resistance itself, it is extremely difficult to control the crystal precipitation at the gas-liquid interface described above, and the control range, for example, is used. If the temperature falls outside the assumed temperature, the precipitated crystals grow greatly, the surface area near the gas-liquid interface increases, and on the other hand, the evaporation rate of water increases, or the ink grows into the grown crystals and the drawn lines become thick. In some cases, it happened to be obscured or look like wrinkles.
そこで、本願出願人等は、上記の結晶析出を防止するために、水との親和性が高く、かつ、マスキング効果の高い物質を探索し、それらを添加したインク組成物を提案している。
例えば、6)インキの耐乾燥性に優れ且つペン先での巨大な結晶体の析出の抑制に優れた水性インキを提供するために、着色材と水とキシリトールを含有することを特徴とする水性インキ組成物(例えば、特許文献6参照)、7)筆記線の乾燥を速めるだけでなくペン先部分での乾燥抑制効果を発揮することのできる水性インキ組成物を提供するために、着色剤と水と1,4−シクロヘキサンジメタノールとを少なくとも含有してなる水性インキ組成物であって、場合によってエチルアルコール、n−プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールから選択される少なくとも一種のアルコールを更に5〜20質量%含有してなる水性インキ組成物(例えば、特許文献7参照)などが知られている、
これらの物質は、常温で固体であるので、一定のマスキング効果を発揮するものの、水との親和性が高く、気−液界面で折角析出を起こしても、直ぐに再溶解してしまい、長時間に亘りマスキング効果を発揮することは厳しいのが現状であった。
Therefore, in order to prevent the above-described crystal precipitation, the applicants of the present application have searched for a substance having a high affinity with water and a high masking effect, and have proposed an ink composition to which these substances are added.
For example, in order to provide 6) a water-based ink excellent in drying resistance of the ink and excellent in suppressing the precipitation of huge crystals at the nib, it contains a colorant, water and xylitol. Ink compositions (see, for example, Patent Document 6), 7) In order to provide a water-based ink composition that not only accelerates drying of writing lines but also can exhibit a drying-inhibiting effect at the nib portion, A water-based ink composition comprising at least water and 1,4-cyclohexanedimethanol, optionally further containing 5 to 20 masses of at least one alcohol selected from ethyl alcohol, n-propyl alcohol and isopropyl alcohol. % Water-based ink composition (for example, see Patent Document 7) is known,
Since these substances are solid at room temperature, they exhibit a certain masking effect, but they have a high affinity with water, and even if they cause corner precipitation at the gas-liquid interface, they are immediately re-dissolved, resulting in a long time. It has been difficult to exert a masking effect over a long period of time.
これらの問題等に対する別のアプローチとして、本願出願人は、キャップ装着時にペン先の気−液界面を封じて目視可能な結晶の析出を防止しようと考え、マーキングペンのペン芯からのインキの結晶析出(花咲)を、ペン芯及びキャップの構造により防止するために、インキを貯蔵するインキ貯蔵部を有する本体軸と、前記インキ貯蔵部からインキを吐出させるように前記本体軸の前端側に前方へ突出して装着されたペン芯と、前記ペン芯の前方突出部分を覆うように前記本体軸の前端側に着脱自在に装着されるキャップとが備えられ、前記ペン芯は、前端部及び後端部が露出して後端側から前端側へインキを浸透させる基質部と、前記基質部の外周を被覆して外周面へのインキの浸出を阻止する外皮部とを有し、前記キャップの内側前端には、前記ペン芯の前記基質部の前端露出部分を被覆してインキを吸収する吸液部材が装着され、前記ペン芯の前記外皮部と前記吸液部材とにより、前記ペン芯の前記基質部中のインキと前記キャップ内の空気との接触を防止することを特徴とするマーキングペン(例えば、特許文献8参照)を提案している。
ここでは、上記特許文献8は、目視可能な結晶の析出そのものを抑制した訳ではなく、物理的に気−液界面の露出を極小にして結晶析出を抑制したもので、インク組成による結晶析出抑制という点からの解決でなく、特殊な部材の使用により製品コストの上昇を招いてしまうなどの課題がある。
As another approach to these problems, etc., the applicant of the present application considers sealing the gas-liquid interface of the pen tip when the cap is attached to prevent the precipitation of visible crystals, and the ink crystals from the pen core of the marking pen. In order to prevent precipitation (flower bloom) by the structure of the pen core and cap, the main body shaft having an ink storage section for storing ink and the front end side of the main body shaft to eject ink from the ink storage section And a cap that is detachably mounted on the front end side of the main body shaft so as to cover a front protruding portion of the pen core, and the pen core includes a front end portion and a rear end portion. A substrate portion that exposes the ink from the rear end side to the front end side and an outer skin portion that covers the outer periphery of the substrate portion and prevents the ink from leaching to the outer peripheral surface, front end Is mounted with a liquid absorbing member that covers the front end exposed portion of the substrate portion of the pen core and absorbs ink, and the substrate portion of the pen core is formed by the outer skin portion and the liquid absorbing member of the pen core. A marking pen (see, for example, Patent Document 8) is proposed, which prevents contact between the ink inside and the air in the cap.
Here, the above-mentioned Patent Document 8 does not suppress the visible crystal precipitation itself, but physically suppresses the crystal precipitation by minimizing the exposure of the gas-liquid interface. However, this is not a solution from the above point, and there is a problem that the use of special members causes an increase in product cost.
本発明は、上記した技術開発の経過及びその課題、現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)が問題なく発揮され、ペン先等の気−液界面において目視可能な結晶析出が起こらない水性インク組成物を提供することを目的とする。 The present invention is to solve this problem in view of the progress of the above-mentioned technological development and its problems, current situation, etc., and the effect of suppressing water evaporation (masking effect) is exhibited without problems, such as a pen tip It is an object of the present invention to provide an aqueous ink composition that does not cause visible crystal precipitation at the gas-liquid interface.
本発明者は、上記従来の課題等に鑑み、鋭意検討した結果、上記したような課題等に対する更なる別のアプローチとして、本願出願人は、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を発揮すると思われる物質が、結晶成長をしてしまう際に、それを阻害するような物質を混入させ、目視可能な大きな結晶の成長を抑制し、かつ、問題なく水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を発揮させることを考え、特定の界面活性剤を用いることによって、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。 As a result of intensive studies in view of the above-described conventional problems, the present inventor has demonstrated an effect of suppressing water evaporation (masking effect) as yet another approach to the above-described problems. Then, when a substance that is supposed to grow, the substance that inhibits it is mixed, and the growth of large visible crystals is suppressed, and the effect of suppressing water evaporation without any problem (masking) The inventors have found that the above object can be achieved by using a specific surfactant in consideration of exerting the effect), and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、次の(1)〜(6)に存する。
(1) 少なくとも、顔料と、スチレンアクリル酸樹脂及び/又はスチレンマレイン酸樹脂と、ペンタエリスリトールと、フッ素を含む界面活性剤とを含有することを特徴とする水性顔料インク組成物。
(2) インク組成物全量に対して、前記顔料の含有量が0.1〜12質量%、前記スチレンアクリル酸樹脂及び/又はスチレンマレイン酸樹脂の含有量が1.0〜10質量%、前記ペンタエリスリトールの含有量が1〜4質量%、前記フッ素を含む界面活性剤の含有量が0.005〜0.05質量%であることを特徴とする上記(1)記載の水性顔料インク組成物。
(3) 前記顔料が有彩色の有機顔料であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の水性顔料インク組成物。
(4) 前記顔料がカーボンブラックであることを特徴とする上記(1)又は(2)の何れか一つに記載の水性顔料インク組成物。
(5) 前記顔料が着色エマルジョン顔料であることを特徴とする上記(1)又は(2)の何れか一つに記載の水性顔料インク組成物。
(6) インク組成物のpHが7.5〜10.0であることを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか一つに記載の水性顔料インク組成物。
That is, the present invention resides in the following (1) to (6).
(1) An aqueous pigment ink composition comprising at least a pigment, a styrene acrylic acid resin and / or a styrene maleic acid resin, pentaerythritol, and a surfactant containing fluorine.
(2) The content of the pigment is 0.1 to 12% by mass, the content of the styrene acrylic acid resin and / or the styrene maleic acid resin is 1.0 to 10% by mass with respect to the total amount of the ink composition, The aqueous pigment ink composition as described in (1) above, wherein the content of pentaerythritol is 1 to 4% by mass, and the content of the surfactant containing fluorine is 0.005 to 0.05% by mass. .
(3) The aqueous pigment ink composition as described in (1) or (2) above, wherein the pigment is a chromatic organic pigment.
(4) The aqueous pigment ink composition according to any one of (1) and (2), wherein the pigment is carbon black.
(5) The aqueous pigment ink composition as described in any one of (1) and (2) above, wherein the pigment is a colored emulsion pigment.
(6) The aqueous pigment ink composition as described in any one of (1) to (5) above, wherein the pH of the ink composition is 7.5 to 10.0.
本発明によれば、ペン先等の気−液界面において目視可能な結晶析出を抑制し、かつ、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)に優れた水性顔料インク組成物が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water-based pigment ink composition excellent in the effect (masking effect) which suppresses the crystal precipitation visible at the gas-liquid interface, such as a nib, and suppresses evaporation of water is provided.
以下に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の水性顔料インク組成物は、少なくとも、顔料と、スチレンアクリル酸樹脂及び/又はスチレンマレイン酸樹脂と、ペンタエリスリトールと、フッ素を含む界面活性剤とを含有することを特徴とするものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The aqueous pigment ink composition of the present invention is characterized by containing at least a pigment, a styrene acrylic resin and / or a styrene maleic resin, pentaerythritol, and a surfactant containing fluorine. .
本発明に用いる顔料としては、従来から水性顔料インク組成物に公知の無機系および有機顔料系、顔料を含有した樹脂粒子顔料、樹脂マトリックス中に蛍光染料等を固溶体化した着色エマルジョン顔料、白色系プラスチック顔料、シリカや雲母を基材とし表層に酸化鉄や酸化チタンなどを多層コーティングした顔料等を使用することができる。なお、補色として染料を必要に応じて含有してもよい。
より具体的には、顔料が有彩色の有機顔料、カーボンブラック、着色エマルジョン顔料であって、各種製法によるカーボンブラック、アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系、チオインジゴ系、イソインドリノン系顔料等である。
これらの顔料は、単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
Examples of the pigment used in the present invention include conventionally known inorganic and organic pigments for aqueous pigment ink compositions, resin particle pigments containing pigments, colored emulsion pigments in which a fluorescent dye or the like is solid-solved in a resin matrix, white type Plastic pigments, pigments having silica or mica as a base material and multilayer coating of iron oxide, titanium oxide or the like on the surface layer can be used. In addition, you may contain dye as a complementary color as needed.
More specifically, the pigment is a chromatic organic pigment, carbon black, colored emulsion pigment, and carbon black, azo pigments, condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, anthraquinone pigments, perylene pigments produced by various methods. Perinone pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and the like.
These pigments can be used alone or in admixture of two or more.
これらの顔料の含有量は、インクの描線濃度に応じて適宜増減することが可能であるが、インク組成物全量に対して、0.1〜25質量%(以下、単に「%」という)、更に好ましくは、0.1〜12質量%程度とすることが望ましい。 The content of these pigments can be appropriately increased or decreased according to the drawn line density of the ink, but is 0.1 to 25% by mass (hereinafter simply referred to as “%”) with respect to the total amount of the ink composition. More preferably, it is desirable to set it as about 0.1-12 mass%.
本発明に用いるスチレンアクリル酸樹脂、スチレンマレイン酸樹脂は、固着樹脂として用いるものである。
用いることができるスチレンアクリル酸樹脂としては、ジョンクリル52J、ジョンクリル57J、ジョンクリル60J、ジョンクリル61J、ジョンクリル62J(以上、BASFジャパン社製)、RS−1191、VS−1047、YS−1274(以上、星光PMC社製)、また、スチレンマレイン酸樹脂としては、アラスター700、アラスター703S(以上、荒川化学工業社製)、SMA−1440、SMA−2625、SMA−17352(以上、川原油化社製)などが挙げられる。
好ましくは、製造時の取扱い上の理由、インク組成物の経時安定性、及び、ペンタエリスリトールの溶解安定性等の点から、スチレンアクリル酸樹脂の使用が望ましい
The styrene acrylic acid resin and styrene maleic acid resin used in the present invention are used as fixing resins.
Styrene acrylic acid resins that can be used include Jonkrill 52J, Jonkrill 57J, Jonkrill 60J, Jonkrill 61J, Jonkrill 62J (above, BASF Japan Ltd.), RS-1191, VS-1047, YS-1274. (The above, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd.) Also, as styrene maleic resin, Alastar 700, Alastar 703S (above, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.), SMA-1440, SMA-2625, SMA-17352 (above, converted into crude oil from river) Etc.).
Preferably, it is desirable to use a styrene acrylate resin from the viewpoints of handling at the time of manufacture, stability with time of the ink composition, and dissolution stability of pentaerythritol.
これらのスチレンアクリル酸樹脂及び/又はスチレンマレイン酸樹脂の合計含有量は、インク組成物全量に対して、固形分濃度で、0.5〜20%、好ましくは、1〜10%とすることが望ましい。
この含有量の含有量が0.5%未満であると、インク組成物が経時的に不安定、かつ、ペンタエリスリトールの溶存状態も不安定となり、好ましくなく、一方、20%を超える場合は、インク組成物の粘度が爆発的に増大し、かつ、ペンタエリスリトールが析出不能となり、好ましくない。
The total content of these styrene acrylic acid resins and / or styrene maleic acid resins is 0.5 to 20%, preferably 1 to 10% in terms of solid concentration with respect to the total amount of the ink composition. desirable.
If the content is less than 0.5%, the ink composition is unstable over time, and the dissolved state of pentaerythritol becomes unstable, which is not preferable. On the other hand, when the content exceeds 20%, The viscosity of the ink composition increases explosively and pentaerythritol cannot be precipitated, which is not preferable.
本発明で用いるペンタエリスリトール〔C(CH2OH)4〕は、耐乾燥剤として用いるものであり、水性顔料インク組成中に配合してもインキ性能の低下等を招くことなどがないものである。
このペンタエリスリトールの含有量は、インク組成物全量に対して、0.3〜5%、好ましくは、1〜4%とすることが望ましい。
この含有量の含有量が0.3%未満であると、耐乾燥剤としての効果が低く、好ましくなく、一方、5%を超える場合は、水性顔料インクとしての粘度が高くなりすぎたり、常時結晶の析出が起こり見苦しくなったり、インクの保存安定性に問題が出てくることとなり、好ましくない。
Pentaerythritol [C (CH 2 OH) 4 ] used in the present invention is used as a desiccant and does not cause a decrease in ink performance even when blended in an aqueous pigment ink composition. .
The content of pentaerythritol is 0.3 to 5%, preferably 1 to 4%, based on the total amount of the ink composition.
If the content of this content is less than 0.3%, the effect as a desiccant is low, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 5%, the viscosity as an aqueous pigment ink becomes too high, or is always Precipitation of crystals occurs and it becomes unsightly, and a problem arises in the storage stability of the ink.
本発明に用いるフッ素を含む界面活性剤は、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を発揮する上記ペンタエリスリトールが、結晶成長をしてしまう際に、それを阻害せしめると共に、目視可能な大きな結晶の成長を抑制し、かつ、問題なく水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)を発揮させるために含有せしめるものである。
用いることができるフッ素を含む界面活性剤としては、パーフルオロアルケニルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキル基付加物、パーフルオロブタンスルホン酸基付加物など高分子量の重合物を含むものが挙げられる。
好ましくは、1)分子中に二重結合と分岐したパーフルオロアルケニル構造、例えば、ヘキサフルオロプロペンオリゴマー〔(CF3)2CF〕2C=C(F)CF3〕などを持つもの〔(株)ネオス製のフタージェント100、同100C、同110、同140A、同150、同150CH、同A−K、同501、同250、同251、同222F、同300、同310、同400SW〕、2)パーフルオロブタンスルホン酸基を持つもの(住友スリーエム社製のFC−4430、FC−4432)などが挙げられる。
The surfactant containing fluorine used in the present invention inhibits the evaporation of water when the above-mentioned pentaerythritol exhibits an effect of suppressing the evaporation of water (masking effect). It is incorporated in order to suppress the crystal growth and to exhibit the effect (masking effect) of suppressing the evaporation of water without any problem.
Examples of the fluorine-containing surfactant that can be used include those containing a high molecular weight polymer such as a perfluoroalkenyl ethylene oxide adduct, a perfluoroalkyl group adduct, and a perfluorobutanesulfonic acid group adduct.
Preferably, 1) a perfluoroalkenyl structure branched with a double bond in the molecule, for example, a hexafluoropropene oligomer [(CF 3 ) 2 CF] 2 C═C (F) CF 3 ], etc. ) Neos's aftergent 100, 100C, 110, 140A, 150, 150CH, AK, 501, 250, 251, 222F, 300, 310, 400SW] 2) Those having a perfluorobutanesulfonic acid group (FC-4430, FC-4432 manufactured by Sumitomo 3M Limited) and the like.
これらのフッ素を含む界面活性剤の含有量は、インク組成物全量に対して、固形分濃度で0.001〜0.1%、好ましくは、0.005〜0.05%とすることが望ましい。
この含有量の含有量が0.001%未満であると、目視可能な結晶析出を阻害する効果が全く発揮されず、かつ、インクの非吸収面への濡れ性が低下することとなり、好ましくなく、一方、0.1%を超える場合は、ペンタエリスリトール結晶表面への濡れ性をも高めてしまい、却って巨大な結晶析出を助長することとなり、好ましくない。
The content of these fluorine-containing surfactants is 0.001 to 0.1%, preferably 0.005 to 0.05% in terms of solid concentration with respect to the total amount of the ink composition. .
If the content of this content is less than 0.001%, the effect of inhibiting visible crystal precipitation is not exhibited at all, and the wettability to the non-absorbing surface of the ink is lowered, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 0.1%, the wettability to the surface of the pentaerythritol crystal is also increased, and on the contrary, enormous crystal precipitation is promoted, which is not preferable.
本発明の水性顔料インク組成物では、好ましくは、インク組成物のアクリル酸系樹脂の溶存安定性向上、即ち、インク組成物の顔料の分散安定性の点から、pH調整剤として、アンモニア、アミノメチルプロパノール、トリエタノールアミンなどを含有せしめて、インク組成物のpHを7.5〜10.0とすることが好ましい。 In the aqueous pigment ink composition of the present invention, preferably, ammonia or amino is used as a pH adjuster from the viewpoint of improving the dissolution stability of the acrylic resin of the ink composition, that is, the dispersion stability of the pigment of the ink composition. It is preferable that the pH of the ink composition is 7.5 to 10.0 by including methylpropanol, triethanolamine, or the like.
本発明の水性顔料インク組成物は、上記各成分の他、残部として水(精製水、蒸留水、イオン交換水、純水など)で調製され、上記各成分以外にも、防菌剤、消泡剤、増粘剤などの任意成分を本発明の効果を損なわない範囲で適宜含有せしめることができる。 The aqueous pigment ink composition of the present invention is prepared with water (purified water, distilled water, ion-exchanged water, pure water, etc.) as the balance in addition to the above-mentioned components. Arbitrary components such as a foaming agent and a thickening agent can be appropriately contained as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の水性顔料インク組成物の製造は、上述した各成分を上記各範囲の含有量等で公知の分散機、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル、フローミル、ダイノーミル、アトライタ等で混合粉砕を行なう。これらの撹拌混合または混合粉砕して得られた中間物を、必要に応じて濾過、遠心沈降等の方法で粗大粒子やゴミを除去することで容易に目的の水性顔料インク組成物得られる。
また、本発明の水性顔料インク組成物は、マーキングペン、サインペンなどの筆記具用、記録計用、プリンター用などとして好適に使用することができる。
In the production of the aqueous pigment ink composition of the present invention, the above-mentioned components are mixed and pulverized by a known disperser such as a ball mill, a roll mill, a sand mill, a flow mill, a dyno mill, an attritor and the like with the contents in the above ranges. The intermediate obtained by stirring and mixing or mixing and pulverizing the target aqueous pigment ink composition can be easily obtained by removing coarse particles and dust by a method such as filtration and centrifugal sedimentation, if necessary.
The aqueous pigment ink composition of the present invention can be suitably used for writing instruments such as marking pens and sign pens, recorders, printers and the like.
このように構成される本発明の水性顔料インク組成物では、ペン先等の気−液界面において目視可能な結晶析出を抑制し、かつ、水の蒸発を抑制する効果(マスキング効果)に優れたものとなる。その詳細な作用機構は、以下のように推察される。
ペンタエリスリトールは複数の水酸基を有しており、水分子との水素結合によりある程度の水性インクからの水の蒸発抑制効果が得られるが、ペンタエリスリトール分子内の水酸基同士あるいはペンタエリスリトール分子間の水酸基同士で会合してしまい、水分子と水素結合を成さずに水への溶解度が低下し大きな結晶体として析出し、この結晶体表面にインクが吸い上げられ、更に巨大な結晶の析出とより激しいインク溶剤(水)の蒸発を招くことがあり、適量のフッ素を含む界面活性剤を併用することによって、初めて、適切な大きさの結晶が析出し、結晶間の隙間にスチレンアクリル酸樹脂及び/又はスチレンマレイン酸樹脂の被膜が張られることとなり、相乗的に(相乗的作用により)ペン先等の気−液界面において目視可能な結晶析出を抑制し、かつ、気液界面のマスキング等がより助長され、ペン先での水性インクからの水の蒸発、乾燥を飛躍的に抑制するものと推察される。
The water-based pigment ink composition of the present invention configured as described above is excellent in the effect (masking effect) of suppressing crystal precipitation visible at the gas-liquid interface such as a nib and suppressing water evaporation. It will be a thing. The detailed mechanism of action is presumed as follows.
Pentaerythritol has a plurality of hydroxyl groups, and hydrogen bonding with water molecules provides some degree of water evaporation suppression effect from aqueous ink. As a result, the solubility in water decreases without forming hydrogen bonds with water molecules and precipitates as large crystals, and ink is sucked up on the surface of the crystals, causing the precipitation of larger crystals and more intense ink. It may cause evaporation of the solvent (water), and by using a surfactant containing an appropriate amount of fluorine, crystals of an appropriate size are deposited for the first time, and styrene acrylate resin and / or Crystals that are visible at the gas-liquid interface of the nib or the like synergistically (by a synergistic action) because the styrene-maleic acid resin film is applied. Suppressing out, and, masking or the like of the gas-liquid interface is more conducive, evaporation of water from the aqueous ink of the pen tip, it is speculated that dramatically suppress drying.
次に、実施例及び比較例により、本発明を更に詳述するが、本発明は下記実施例等により制限されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not restrict | limited by the following Example etc.
〔実施例1〜12及び比較例1〜5〕
下記表1に示す配合処方で、ホモミキサーあるいはディスパーで混合分散して、各水性顔料インク組成物を調製した。
上記で得られた実施例1〜12及び比較例1〜5の各水性顔料インク組成物について、下記試験方法により、(1)インク組成物のpH、(2)ノンドライ性A(初期)、(3)ノンドライ性B(50℃、3ヶ月経過後)、(4)結晶析出性、(5)描線乾燥性、(6)非吸収面への固着性について評価した。
これらの結果を下記表1及び表2に示す。
[Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5]
Each aqueous pigment ink composition was prepared by mixing and dispersing with a homomixer or a disperer according to the formulation shown in Table 1 below.
For each of the aqueous pigment ink compositions of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 5 obtained above, (1) pH of the ink composition, (2) non-drying property A (initial), ( 3) Non-drying property B (after 3 months at 50 ° C.), (4) Crystal precipitation property, (5) Line drawing drying property, and (6) Adhesion property to non-absorbing surface were evaluated.
These results are shown in Tables 1 and 2 below.
〔試験方法〕
(1)インク組成物のpH
各水性顔料インク組成物(25℃)を堀場製作所社製の「HORIBA PH/10N METER F−24」により測定した。
〔Test method〕
(1) pH of ink composition
Each aqueous pigment ink composition (25 ° C.) was measured by “HORIBA PH / 10N METER F-24” manufactured by HORIBA, Ltd.
(2)ノンドライ性A(初期、2時間放置)
三菱鉛筆社製PM−120Tのペン体に、各水性顔料インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下にキャップを外して横向きで放置し、2時間後に5重で幅15mmの螺旋を8回描き、描線の様子を観察し、下記評価基準で評価した(n=10)。なお、極細および細のペン芯両方で筆記し、悪い評価のものを記載した。
評価基準:
◎:初筆から完全に筆記できる。
○:螺旋2周目から完全に筆記できる。
○´:2回目の5重螺旋から完全に筆記できる。
△:3回目の5重螺旋から完全に筆記できる。
▲:4回目の5重螺旋から完全に筆記できる。
×:4回目の5重螺旋まで完全に筆記できない。
(2) Non-drying property A (initially left for 2 hours)
A PM-120T pen body manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. is filled with each aqueous pigment ink composition, and the cap is removed in an environment with an air temperature of 25 ° C. and a humidity of 65% and left sideways. The spiral was drawn 8 times, the state of the drawn line was observed, and evaluated according to the following evaluation criteria (n = 10). In addition, it wrote with both the very fine and the fine pen lead, and the thing of bad evaluation was described.
Evaluation criteria:
A: Can be completely written from the first writing.
○: Can be completely written from the second round of the spiral.
○ ': Can be completely written from the second five-fold spiral.
(Triangle | delta): It can write down completely from the 5th helix of the 3rd time.
▲: Can be completely written from the fourth quintuple spiral.
X: Cannot be written completely up to the fourth quintuple spiral.
(3)ノンドライ性B(50℃、3ヶ月経過後)
三菱鉛筆社製PM−120Tのペン体に、各水性顔料インク組成物を詰め、それを50℃の環境に3ヶ月間保管したものを、常温(25℃)に戻し、上記(2)と同様の評価基準で試験し評価した(n=10)。
(3) Non-drying B (after 50 months at 50 ° C)
A PM-120T pen manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. is filled with each aqueous pigment ink composition and stored in an environment of 50 ° C. for 3 months, and then returned to room temperature (25 ° C.), as in (2) above. The evaluation criteria were evaluated and evaluated (n = 10).
(4)結晶析出性
三菱鉛筆社製PM−120Tのペン体に、各水性顔料インク組成物を詰め、それを0℃の環境に1ヶ月間保管したものを、常温に戻し、ペン先周辺の様子を観察する。その後、5重で幅15mmの螺旋を1回描き、描線の様子を観察し、下記評価基準で評価した(n=10)。なお、極細および細のペン芯両方で観察し、悪い評価のものを記載した。
評価基準:
◎:結晶の析出が全く観察されない。
○:よく観察すると結晶の析出が見られるが、ごく僅かで目立たない。
△:普通の観察で結晶の析出が見られるが、筆記描線に影響は無い。
▲:普通の観察で結晶の析出が見られ、筆記描線に、この結晶の影響が見られる。
×:普通の観察で大きな結晶の析出が見られ、筆記描線が通常より大幅に太い。
(4) Crystal Precipitation The PM-120T pen body manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. was filled with each aqueous pigment ink composition and stored in an environment of 0 ° C. for 1 month. Observe the situation. Thereafter, a spiral of 5 mm and a width of 15 mm was drawn once, the state of the drawn line was observed, and evaluated according to the following evaluation criteria (n = 10). In addition, it observed with both a very fine and a thin pen lead, and the thing of bad evaluation was described.
Evaluation criteria:
A: Crystal precipitation is not observed at all.
○: Crystallization is observed when observed closely, but is very slight and inconspicuous.
Δ: Crystallization is observed by ordinary observation, but there is no effect on the writing line.
▲: Crystal precipitation is observed by ordinary observation, and the effect of this crystal is seen on the handwritten line.
X: Precipitation of large crystals was observed by ordinary observation, and the writing line was significantly thicker than usual.
(5)描線乾燥性
三菱鉛筆社製PM−120Tのペン体に、各水性顔料インク組成物を詰め、インクがペン先まで到達したことを確認し、気温25℃、湿度65%の環境下で、幅15mmの螺旋をPETフィルム上に1回描き、5秒間隔にて綿棒で擦過した描線の様子を観察し続け、描線が延伸しなくなる時間を測定し下記評価基準で評価した(n=10)。なお、極細および細のペン芯両方で観察し、悪い評価のものを記載した。
評価基準:
◎:初回5秒目の擦過で描線の延伸が無い。
○:初回5秒目の擦過のみ描線の延伸が見られた。
△:15秒目の擦過までに描線の延伸が見られなくなった。
▲:30秒目の擦過までに描線の延伸が見られなくなった。
×:描線の延伸が見られなくなるまでに1分以上の時間を要した。
(5) Drawn line dryness Pencil body of PM-120T manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. is filled with each aqueous pigment ink composition, and it is confirmed that the ink has reached the tip of the pen. Under an environment where the temperature is 25 ° C. and the humidity is 65%. A spiral with a width of 15 mm was drawn once on a PET film, and the state of the drawn line that was scratched with a cotton swab at 5 second intervals was continuously observed, and the time during which the drawn line was not stretched was measured and evaluated according to the following evaluation criteria (n = 10 ). In addition, it observed with both a very fine and a thin pen lead, and the thing of bad evaluation was described.
Evaluation criteria:
(Double-circle): There is no extending | stretching of a drawn line by abrasion for the first 5 seconds.
○: Stretching of drawn lines was observed only during the first 5 seconds of rubbing.
(Triangle | delta): Stretching of a drawn line was no longer seen by 15 seconds of rubbing.
▲: Stretching of drawn lines was not observed until 30 seconds after rubbing.
X: It took 1 minute or more before drawing line drawing was not observed.
(6)非吸収面への固着性
三菱鉛筆社製PM−120Tのペン体に、各水性顔料インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下で、5重で幅15mmの螺旋をPETフィルム上に8回描き、乾燥後、指先の指紋で10回同じ方向に擦り、擦過後の描線について下記評価基準で評価した(n=10)。なお、極細および細のペン芯両方で筆記し、悪い評価のものを記載した。
評価基準:
◎:擦過前と同じ(全く消えていない)。
○:描線の25%までが消去。
△:描線の50%までが消去。
▲:描線の75%までが消去。
×:描線が全て消去。
(6) Adhesiveness to non-absorptive surface A PM-120T pen manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. is filled with each aqueous pigment ink composition, and the spiral is 5 layers and 15 mm wide in an environment of air temperature 25 ° C. and humidity 65%. Was drawn 8 times on a PET film, dried, rubbed in the same direction 10 times with the fingerprint of the fingertip, and the drawn line after rubbing was evaluated according to the following evaluation criteria (n = 10). In addition, it wrote with both the very fine and the fine pen lead, and the thing of bad evaluation was described.
Evaluation criteria:
A: Same as before rubbing (not disappeared at all).
○: Up to 25% of the drawn lines are erased.
Δ: Up to 50% of the drawn lines are erased.
▲: Up to 75% of drawn lines are erased.
X: All drawn lines are erased.
上記表1及び表2中の*1〜*9は、下記のとおりである。
*1:三菱化学社製
*2:富士色素社製
*3:大日精化工業社製
*4:桃色、NKW3207E、日本蛍光社製(不揮発分37.0%)
*5:ジョンクリル61J、BASF社製(不揮発分30.5%)
*6:アラスター703S、荒川化学工業社製(不揮発分30%)
*7:フタージェント251、ネオス社製
*8:ケトンレジンK−90、荒川化学工業社製
*9:レオコールTD−50、ライオン社製
* 1 to * 9 in Table 1 and Table 2 are as follows.
* 1: Mitsubishi Chemical Co., Ltd. * 2: Fuji Pigment Co., Ltd. * 3: Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. * 4: Pink, NKW3207E, Nippon Fluorescent Co., Ltd. (nonvolatile content: 37.0%)
* 5: Jonkrill 61J, manufactured by BASF (non-volatile content: 30.5%)
* 6: Alaster 703S, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. (non-volatile content 30%)
* 7: Footgent 251, manufactured by Neos * 8: Ketone resin K-90, manufactured by Arakawa Chemical Industries * 9: Leocoal TD-50, manufactured by Lion
上記表1の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜12は、本発明の範囲外となる比較例1〜5に較べ、結晶析出もなく、ノンドライ性(初期、50℃・3ヶ月経過後)、描線乾燥性、非吸収面への固着性に優れることが判明した。
これに対して、比較例を見ると、比較例1は、従来のパラキシリレングリコールを含有する場合、比較例2は本発明の範囲外となるノニオン系界面活性剤を含有する場合、比較例3は界面活性剤を含有しない場合、比較例4は、本発明の範囲外となる樹脂を含有する場合、比較例5は従来のケトン樹脂を含有する場合であり、これらの場合には、本発明の効果を発揮できないことが判った。
As is clear from the results in Table 1 above, Examples 1 to 12 of the present invention have no crystal precipitation and non-drying properties (initial, 50 ° C. · 3) compared to Comparative Examples 1 to 5 which are outside the scope of the present invention. After a month), it was found that the drawn line dryness and the non-absorbing surface were excellent.
On the other hand, when a comparative example is seen, when Comparative Example 1 contains conventional paraxylylene glycol, Comparative Example 2 contains a nonionic surfactant that falls outside the scope of the present invention, Comparative Example 3 contains no surfactant, Comparative Example 4 contains a resin that is outside the scope of the present invention, and Comparative Example 5 contains a conventional ketone resin. It turned out that the effect of invention cannot be exhibited.
マーキングペン、サインペンなどの筆記具用、記録計用、プリンター用などとして好適に用いることができる水性顔料インク組成物となる。 The aqueous pigment ink composition can be suitably used for writing instruments such as marking pens and sign pens, recorders, and printers.
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