JP2017105907A - Aqueous ink composition for writing instrument - Google Patents

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Chihiro Nishijima
千裕 西島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous ink composition for writing instrument high in viscosity recoverability, having no ink dripping and no oozing of drawn lines and suitable for writing instrument such as aqueous ball point pen, marking pen.SOLUTION: There is provided an aqueous ink composition for writing instrument containing at least vegetable cellulose nanofiber without conducting an oxidation treatment on the same and having number average fiber short diameter of the cellulose nanofiber of 10 to 200 nm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーを含有した筆記具用水性インク組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous ink composition for a writing instrument containing vegetable cellulose nanofibers that have not been oxidized.

従来より、ボールペン、マーキングペンなどの筆記具用インク組成物には、セルロース由来の天然系増粘剤が用いられている。
セルロースを利用した水性インク組成物としては、例えば、1)エーテル化度1.5以上のカルボキシルメチルセルロース(CMC)のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩を含有することを特徴とする水性インク組成物(例えば、特許文献1参照)、2)少なくとも水、着色剤、発酵セルロースからなることを特徴とする水性ボールペン用インク組成物(例えば、特許文献2参照、3)特定物性となる酸化セルロース(セルロース繊維)と、着色剤及び隠蔽剤の少なくとも一つと、水とを含有することを特徴とする水性インク組成物(例えば、特許文献3参照)、4)酸化セルロースを0.05〜1.5質量%含有し、Cassonの式で導かれる極限粘度値が10mPa・s以下であることを特徴とする筆記具用水性インク組成物(例えば、本出願人による特許文献4参照)などが知られている。
Conventionally, natural thickeners derived from cellulose have been used in ink compositions for writing instruments such as ballpoint pens and marking pens.
Examples of the aqueous ink composition using cellulose include 1) an aqueous ink composition containing an alkali metal salt or ammonium salt of carboxymethyl cellulose (CMC) having a degree of etherification of 1.5 or more (for example, 2) Water-based ballpoint pen ink composition comprising at least water, a colorant, and fermented cellulose (see, for example, Patent Document 2, 3) Oxidized cellulose (cellulose fiber) having specific physical properties A water-based ink composition containing at least one of a colorant and a masking agent and water (for example, see Patent Document 3), 4) containing 0.05 to 1.5% by mass of oxidized cellulose A water-based ink composition for a writing instrument (e.g., having an intrinsic viscosity value of 10 mPa · s or less derived from the Casson equation) Patent Document 4) it is known by the present applicant.

しかしながら、上記特許文献1のCMCのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩は、粘性が高く、顔料などの経時的な分散安定性を良好とするものでなかった。また、上記特許文献2の水性ボールペン用インク組成物における発酵セルロースは、繊細な繊維性粒子からなるものであり、チップ先端に柔らかい樹脂皮膜(セルロース繊維の皮膜)を形成せしめることによりドライアップ性能を向上させるものであり、インク粘度の調整などは、従来の剪断減粘性付与剤(キサンタンガム等)を併用するものであり、顔料などの経時的な分散安定性を向上させるものでなかった。
上記特許文献3、4の酸化セルロースを含有する水性インク組成物は、従来の増粘・ゲル化剤よりも優れたものであり、気温や着色剤、隠蔽剤の特性等に左右されず、剪断応力に対して粘度の低下が大きいという特異的なレオロジー特性が得られるものである。一方で、一旦低下した粘度は剪断応力を取り除いても回復までに時間を要するという性質も有しているため、インクの製造時において目標とする粘度に達するまでの静置期間を必要とするなどの課題があり、また、粘度回復が十分でない場合には、インク垂れ性や、描線の滲みが生じることが少なからずあるものであった。
However, the alkali metal salt or ammonium salt of CMC of Patent Document 1 has a high viscosity and does not improve the dispersion stability over time of pigments and the like. In addition, the fermented cellulose in the aqueous ballpoint pen ink composition of Patent Document 2 is composed of delicate fibrous particles, and has a dry-up performance by forming a soft resin film (cellulose fiber film) on the tip of the chip. In order to improve the ink viscosity, a conventional shear thinning agent (such as xanthan gum) is used in combination, and the dispersion stability of pigments and the like over time is not improved.
The water-based ink composition containing oxidized cellulose of Patent Documents 3 and 4 is superior to conventional thickening and gelling agents, and is not affected by temperature, colorant, hiding agent characteristics, etc. Specific rheological properties such that the decrease in viscosity with respect to stress is large can be obtained. On the other hand, once the viscosity has dropped, it has the property that it takes time to recover even if the shear stress is removed, so a standing period is required until the target viscosity is reached during ink production. In addition, when the viscosity recovery is not sufficient, ink dripping and blurring of the drawn lines occur in many cases.

特開昭62−124170号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP-A-62-124170 (Claims, Examples, etc.) 特開2013−91730号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2013-91730 A (Claims, Examples, etc.) 特開2013−181167号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2013-181167 A (Claims, Examples, etc.) 特開2015−67722号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP-A-2015-67722 (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来技術の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、酸化セルロースを用いた場合の筆記具用水性インク組成物の課題等である粘度回復性を高め、インク垂れ性がなく、描線の滲みもない、水性のボールペン、マーキングペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art and the current situation, and is intended to solve this problem. It improves viscosity recovery, which is a problem of a water-based ink composition for writing instruments when oxidized cellulose is used. It is an object of the present invention to provide a water-based ink composition for writing tools suitable for writing tools such as water-based ballpoint pens and marking pens that have no property and no blurring of drawn lines.

本発明者は、上記従来の課題等に鑑み、鋭意研究を行った結果、特定物性となるセルロースナノファイバーを含有することにより、上記目的の筆記具用水性インク組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。   As a result of intensive studies in view of the above-described conventional problems, the present inventor has found that a water-based ink composition for a writing instrument can be obtained by containing cellulose nanofibers having specific properties. The invention has been completed.

すなわち、本発明は、次の(1)〜(3)に存する。
(1) 酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーが少なくとも含有され、該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであることを特徴とする筆記具用水性インク組成物。
(2) 更に、カルボキシメチルセルロース又はその塩、多糖類から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする上記(1)に記載の筆記具用水性インク組成物。
(3) 上記(1)又は(2)に記載の筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする筆記具。
That is, the present invention resides in the following (1) to (3).
(1) A water-based ink composition for a writing instrument, characterized in that it contains at least vegetable cellulose nanofibers not subjected to oxidation treatment, and the cellulose nanofibers have a number average fiber short axis of 10 to 200 nm.
(2) The aqueous ink composition for a writing instrument as described in (1) above, further comprising at least one selected from carboxymethylcellulose or a salt thereof and a polysaccharide.
(3) A writing instrument comprising the water-based ink composition for a writing instrument described in (1) or (2) above.

本発明によれば、粘度回復性が高く、インク垂れ性がなく、筆記描線の滲みもない、水性のボールペン、マーキングペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物及びそれを搭載した筆記具が提供される。   According to the present invention, a water-based ink composition for a writing instrument suitable for a writing instrument such as a water-based ballpoint pen and a marking pen, which has high viscosity recoverability, no ink dripping property, no bleeding of writing lines, and a writing instrument equipped with the same. Provided.

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーが少なくとも含有され、該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであ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 water-based ink composition for a writing instrument according to the present invention contains at least vegetable cellulose nanofibers not subjected to an oxidation treatment, and the number average fiber short diameter of the cellulose nanofibers is 10 to 200 nm. It is.

<植物性のセルロースナノファイバー>
本発明に用いる植物性のセルロースナノファイバーは、酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーであり、該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmを使用するものである。
本発明の植物性のセルロースナノファイバーは、1)酸化処理を行っていないこと、2)植物性のセルロースナノファイバーであること、3)該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであることが必要である。
<Plant cellulose nanofiber>
The vegetable cellulose nanofiber used in the present invention is a vegetable cellulose nanofiber not subjected to oxidation treatment, and the cellulose nanofiber uses a number average fiber short axis of 10 to 200 nm.
The vegetable cellulose nanofibers of the present invention are 1) not oxidized, 2) vegetable cellulose nanofibers, and 3) the number average fiber short axis of the cellulose nanofibers is 10 to 200 nm. It is necessary to be.

本発明において、「酸化処理を行っていない」とは、セルロース〔(C10)n:多数のβグルコース分子がグリコシド結合により直鎖状に重合した天然高分子〕を構成するβグルコースなどの構成成分の官能基などを酸化処理を行わずに、物理的な処理などにより、ナノサイズにまで微細化したものをいう。一般に、酸化セルロースは、I型結晶構造を有する天然物由来のセルロース固体原料を表面酸化、具体的には、セルロースを構成するβグルコースの水酸基(−OH基)の一部をアルデヒド基(−CHO)およびカルボキシル基(−COOH基)の少なくとも一つの官能基で変性したものであるが、本発明では、酸化処理を施すことなく、ミクロフィブリルと呼ばれるナノファイバーが多束化して高次構造を取っている植物性のセルロースをナノサイズにまで微細化したものである。 In the present invention, “not oxidized” means cellulose [(C 6 H 10 O 5 ) n: a natural polymer in which a number of β-glucose molecules are linearly polymerized by glycosidic bonds]. The functional group of a constituent component such as glucose is refined to a nano size by physical treatment or the like without performing oxidation treatment. In general, oxidized cellulose is obtained by surface oxidation of a cellulose solid raw material derived from a natural product having an I-type crystal structure. Specifically, a part of β-glucose hydroxyl group (—OH group) constituting cellulose is converted to an aldehyde group (—CHO group). ) And at least one functional group of a carboxyl group (—COOH group). In the present invention, nanofibers called microfibrils are bundled to take a higher order structure without performing an oxidation treatment. The plant cellulose is refined to nano size.

また、本発明において、「植物性」としたのは、酢酸菌の亜種などのセルロース生産菌を適正な培地で通気撹拌培養し、菌体外産出されたセルロース繊維を分離・回収して得られる発酵セルロースと区別化するものである。なお、発酵セルロースは、ターミナルコンプレックス(TC)と呼ばれる束の部分が粗大で、ボールペン、サインペンなどの筆記具部材の目詰まりの原因になり、また、不透明なため、透明性の高いインクなどには不向きである。   In the present invention, “vegetable” is obtained by aeration-stirring culture of cellulose-producing bacteria such as subspecies of acetic acid bacteria in an appropriate medium, and separating and recovering the cellulose fibers produced outside the cells. It distinguishes it from fermented cellulose. Note that fermented cellulose has a bulky portion called terminal complex (TC), which causes clogging of writing utensils such as ballpoint pens and sign pens, and is opaque and is not suitable for highly transparent inks. It is.

本発明の植物性のセルロースナノファイバーは、後述するように、木材、竹等から精製された植物性のセルロース、並びに、結晶セルロースや水不溶性のカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体などのセルロース基材から得られる植物性のセルロースを高圧分散等の処理によって得られるものである。一般に、原料となる、上記天然物由来の植物性のセルロースは、ほぼ例外なくミクロフィブリルと呼ばれるナノファイバーが多束化して高次構造を取っているため、そのままでは容易にはナノサイズにまで微細化して分散させることができないものである。本発明の植物性のセルロースナノファイバーでは、ミクロフィブリル間の強い凝集力を高圧分散等の処理によって弱めて、分散処理し、ナノサイズの繊維にまで微細化したものである。この処理によって繊維が小さくなり短径に相違が現れる。   The plant cellulose nanofiber of the present invention is obtained from a cellulose substrate such as plant cellulose purified from wood, bamboo, etc., and cellulose derivatives such as crystalline cellulose and water-insoluble carboxymethyl cellulose, as will be described later. The obtained plant cellulose is obtained by a treatment such as high-pressure dispersion. In general, the plant-derived cellulose derived from the above natural product, which is the raw material, almost always has a high-order structure with many bundles of nanofibers called microfibrils. Cannot be dispersed. In the vegetable cellulose nanofiber of the present invention, a strong cohesive force between microfibrils is weakened by a treatment such as high-pressure dispersion, and the dispersion treatment is performed to refine the nanofiber. By this treatment, the fiber becomes smaller and a difference appears in the minor axis.

本発明では、植物性のセルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであることが必要であり、この範囲の短径を用いることにより、本発明の効果が発揮できるものとなる。
本発明において、「数平均繊維短径」とは、10本の繊維について、それぞれ任意の5箇所の繊維幅を測定し、これらを平均した値(n:10×5=50)をいうものである。この数平均繊維短径は、例えば、次のようにして測定することができる。すなわち、セルロースナノファイバー(セルロース繊維)に水を加え希釈した試料を分散処理し、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、これを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、得られた画像から、数平均繊維短径を測定算出することができる。
上記植物性のセルロースナノファイバーの数平均繊維短径を10nm以上とすることにより、分散媒体としての機能を発揮せしめ、逆に数平均繊維短径を200nm以下とすることにより、セルロース繊維そのものの分散安定性を更に向上させることができる。
In the present invention, it is necessary that the plant-derived cellulose nanofibers have a number average fiber short diameter of 10 to 200 nm. By using a short diameter in this range, the effects of the present invention can be exhibited.
In the present invention, the “number average fiber short diameter” means a value (n: 10 × 5 = 50) obtained by measuring the fiber widths at any five locations for 10 fibers and averaging them. is there. This number average fiber short diameter can be measured, for example, as follows. That is, a sample obtained by adding water to cellulose nanofiber (cellulose fiber) and dispersing it is dispersed and cast on a carbon film-coated grid that has been hydrophilized, and this is observed with a transmission electron microscope (TEM). From the obtained image, the number-average fiber short diameter can be measured and calculated.
By making the number average fiber short axis of the vegetable cellulose nanofibers 10 nm or more, the function as a dispersion medium is exhibited, and conversely, by making the number average fiber short diameter 200 nm or less, the cellulose fibers themselves are dispersed. Stability can be further improved.

本発明に用いる植物性のセルロースナノファイバーの製造としては、例えば、木材、竹、または、これらのパルプ等から精製された植物性のセルロース、並びに、植物性のセルロースから得られた結晶セルロースや水不溶性のカルボキシメチルセルロース(CMC)又はそのセルロース誘導体(ナトリウム塩)などのセルロース基材から得られる植物性のセルロース(分散液)などを高圧ホモジナイザー等による高圧分散処理、または、高圧噴射処理による微細化(解繊)によるセルロースナノファイバーを製造する方法が挙げられる。
木材、竹、または、これらのパルプ等から精製された植物性のセルロースとしては、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、コットンリンターやコットンリントのような綿系パルプ、麦わらパルプやバガスパルプ等の非木材系パルプなどから単離されるセルロースなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。これらのセルロースは、好ましくは、叩解等の表面積を高める処理を施すと、更に微細化率を高めることができ、生産性を高めることができる。さらに、植物性のセルロースとして、単離、精製の後、ネバードライで保存していたものを使用すると、ミクロフィブリルの集束体が膨潤し易い状態であるため、やはり微細化効率を高め、微細化処理後の数平均繊維短径を小さくすることができ、好ましい。
上記結晶セルロースやカルボキシメチルセルロース(CMC)又はそのセルロース誘導体は、原料が植物性のセルロースを使用して加工等されたものであれば、特に限定されず、市販品を用いて更に目的のセルロースナノファイバーとすることができる。
Examples of the production of plant cellulose nanofibers used in the present invention include plant cellulose purified from wood, bamboo, or pulp thereof, and crystalline cellulose or water obtained from plant cellulose. Plant cellulose (dispersion) obtained from a cellulose substrate such as insoluble carboxymethylcellulose (CMC) or its cellulose derivative (sodium salt) is refined by high-pressure dispersion treatment using a high-pressure homogenizer or the like ( The method of manufacturing the cellulose nanofiber by defibration is mentioned.
Examples of plant cellulose refined from wood, bamboo, or these pulps include, for example, softwood pulp, hardwood pulp, cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, straw pulp and bagasse pulp, etc. Examples include cellulose isolated from wood pulp and the like, but are not limited thereto. These celluloses can preferably be further refined by increasing the surface area such as beating, and the productivity can be increased. Furthermore, when plant cellulose is used that has been stored in a dry dry state after isolation and purification, the microfibril bundles are likely to swell. The number average fiber minor axis after the treatment can be reduced, which is preferable.
The crystalline cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC), or cellulose derivative thereof is not particularly limited as long as the raw material is processed using plant cellulose, and the target cellulose nanofiber is further obtained using a commercially available product. It can be.

上記高圧分散処理などに用いる装置としては、例えば、高圧湿式メディアレス微粒化装置(ナノヴェイタ、吉田機械工業社製)、湿式微粒化装置(スターバースト、スギノマシン社製)、高圧乳化分散装置(BERYU、美粒社製)などを用いることができる。
また、上記高圧分散処理前又は高圧噴射処理前に、湿式法等によりディスクミル等により粉砕処理したものを用いてもよく、更に、セルロース原料(基材)種等により高圧分散処理又は高圧噴射処理の際のセルロース懸濁液濃度(例えば、固形分濃度0.2〜10質量%)、並びに、各装置の処理条件、具体的には、処理回数・時間(例えば、1回〜15回)、その際の温度(例えば、20℃〜200℃)、圧力(例えば、100〜250MPa)、噴射等の速度(例えば、100〜1000m/s)などを好適に組み合わせて調節することにより、好適な数平均繊維短径(10〜200nm)となるセルロースナノファイバーが得られることとなる。
Examples of the apparatus used for the high-pressure dispersion treatment include, for example, a high-pressure wet medialess atomizer (Nanovaita, manufactured by Yoshida Machine Industry), a wet atomizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine), and a high-pressure emulsifier / disperser (BERYU). Can be used.
Further, before the above high-pressure dispersion treatment or high-pressure injection treatment, those that have been pulverized by a disk mill or the like by a wet method or the like may be used. Cellulose suspension concentration (for example, solid content concentration of 0.2 to 10% by mass), as well as the processing conditions of each device, specifically, the number of times and time (for example, 1 to 15 times), By adjusting the temperature (for example, 20 ° C. to 200 ° C.), the pressure (for example, 100 to 250 MPa), the speed of injection, etc. (for example, 100 to 1000 m / s), etc. Cellulose nanofibers having an average fiber short diameter (10 to 200 nm) will be obtained.

また、相対する高圧水流の衝突を用いた水中カウンターコリジョン法(ACC)による植物性のセルロースナノファイバーを製造する方法が挙げられる。この方法は、水に懸濁した植物性の天然セルロース繊維等を相対する二つのチャンバーに同時に分離し、両方のノズルから一点に向かって高速でジェット噴射させて衝突させる技術であり、衝突圧、衝突速度、衝突回数等を変えることにより、好適な数平均繊維短径(10〜200nm)となるセルロースナノファイバーが得られることとなる。   Moreover, the method of manufacturing a vegetable cellulose nanofiber by the underwater counter collision method (ACC) using the collision of the opposing high-pressure water flow is mentioned. This method is a technology in which plant-derived natural cellulose fibers suspended in water are simultaneously separated into two opposing chambers, and are jetted from both nozzles toward one point at high speed to cause collision. By changing the collision speed, the number of collisions, etc., cellulose nanofibers having a suitable number average fiber short diameter (10 to 200 nm) can be obtained.

本発明で用いることができる植物性のセルロースナノファイバーは、上記製造法などに限定されるものでなく、上述の酸化処理を行っていないこと、植物性のセルロースナノファイバーであること、該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであれば、その製造法は特に限定されるものではない。好ましくは、コスト、作業性、汎用性などから、高圧分散処理により得たセルロースナノファイバーが望ましい。また、上記高圧分散処理等により得られるセルロースナノファイバーは水分散体であり、この分散体を乾燥させて本発明に用いる目的の植物性のセルロースナノファイバーとすることができ、更に、問題等がなければ、セルロースナノファイバー分散体をそのまま用いてもよいものである。   The vegetable cellulose nanofiber that can be used in the present invention is not limited to the above-described production method and the like, is not subjected to the oxidation treatment described above, is a vegetable cellulose nanofiber, and the cellulose nanofiber. If the number average fiber short axis of the fiber is 10 to 200 nm, the production method is not particularly limited. Preferably, cellulose nanofibers obtained by high-pressure dispersion treatment are desirable from the viewpoint of cost, workability, versatility, and the like. Further, the cellulose nanofibers obtained by the above high-pressure dispersion treatment and the like are aqueous dispersions, and this dispersion can be dried to obtain vegetable cellulose nanofibers intended for use in the present invention. Otherwise, the cellulose nanofiber dispersion may be used as it is.

<筆記具用水性インク組成物>
本発明の筆記具用水性インク組成物は、上記酸化処理を行っていない上記範囲となる数平均繊維短径の植物性のセルロースナノファイバーを少なくとも含有することを特徴とするものであり、例えば、水性のボールペンなどの筆記具用インク組成物として使用に供される。
本発明において、上記特性の植物性のセルロースナノファイバーの含有量(固形分量)は、筆記具用水性インク組成物中(全量)に対して、好ましくは、0.05〜3質量%(以下、単に「%」という)、更に好ましくは、0.1〜2%とすることが望ましい。
この植物性のセルロースナノファイバーの含有量が0.05%未満では、上記特性の植物性のセルロースナノファイバー特有のレオロジー特性を発現せず、一方、1.5%を超えると、粘度が高くなるため、インクの流動性が低下することがあるので好ましくない。
<Water-based ink composition for writing instruments>
The aqueous ink composition for a writing instrument according to the present invention is characterized in that it contains at least plant cellulose nanofibers having a number average fiber short diameter within the above range that is not subjected to the oxidation treatment. Used as an ink composition for a writing instrument such as a ballpoint pen.
In the present invention, the content (solid content) of vegetable cellulose nanofibers having the above characteristics is preferably 0.05 to 3% by mass (hereinafter simply referred to as “total amount”) in the aqueous ink composition for writing instruments. "%"), More preferably 0.1 to 2%.
If the content of the plant cellulose nanofiber is less than 0.05%, the rheological properties unique to the plant cellulose nanofiber having the above characteristics are not expressed. On the other hand, if the content exceeds 1.5%, the viscosity increases. For this reason, the fluidity of the ink may decrease, which is not preferable.

本発明の筆記具用水性インク組成物には、上記特性の植物性のセルロースナノファイバーと共に、描線の滲みを防止する点から、好ましくは、カルボキシメチルセルロース(CMC)又はその塩、多糖類から選ばれる少なくとも1種が含有されることが望ましい。
用いるカルボキシメチルセルロース(CMC)又はその塩は、筆記具用水性インク組成物に用いられるものであれば、特に限定されずに、使用することができ、市販品があればそれを使用することができる。カルボキシメチルセルロースの塩としては、例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。
好ましくは、コスト面や入手容易性などの点から、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
The water-based ink composition for a writing instrument of the present invention is preferably at least selected from carboxymethylcellulose (CMC), a salt thereof, and a polysaccharide, from the viewpoint of preventing bleeding of drawn lines together with the vegetable cellulose nanofiber having the above characteristics. It is desirable that one type is contained.
Carboxymethylcellulose (CMC) or a salt thereof to be used is not particularly limited as long as it is used in a water-based ink composition for writing instruments, and any commercially available product can be used. Examples of the salt of carboxymethyl cellulose include alkali metal salts such as sodium and potassium, ammonium salts, and the like.
Preferably, carboxymethylcellulose is desirable from the viewpoint of cost and availability.

用いることができる多糖類としては、例えば、キサンタンガム、グアーガム、ヒドロキシプロピル化グアーガム、カゼイン、アラビアガム、ゼラチン、アミロース、アガロース、アガロペクチン、アラビナン、カードラン、カロース、カルボキシメチルデンプン、キチン、キトサン、クインスシード、グルコマンナン、ジェランガム、タマリンドシードガム、デキストラン、ニゲラン、ヒアルロン酸、プスツラン、フノラン、HMペクチン、ポルフィラン、ラミナラン、リケナン、カラギーナン、アルギン酸、トラガカントガム、アルカシーガム、サクシノグリカン、ローカストビーンガム、タラガムなどが挙げられ、これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの市販品があればそれを使用することができる   Examples of polysaccharides that can be used include xanthan gum, guar gum, hydroxypropylated guar gum, casein, gum arabic, gelatin, amylose, agarose, agaropectin, arabinan, curdlan, callose, carboxymethyl starch, chitin, chitosan, quince seed , Glucomannan, gellan gum, tamarind seed gum, dextran, nigeran, hyaluronic acid, pustulan, funolan, HM pectin, porphyran, laminaran, lichenan, carrageenan, alginic acid, tragacanth gum, archaic gum, saxinoglycan, locust bean gum, tara gum, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Also, if you have these commercial products, you can use them

これらのカルボキシメチルセルロース又はその塩、多糖類の合計含有量は、インク組成物全量に対して、好ましくは、0.005〜5%、更に好ましくは、0.01〜3%とすることが望ましい。
これらの含有量が0.005%未満であると、本発明の更なる効果を発揮することができず、一方、5%超過であると、本発明の効果はそれほど変わらず、むしろ粘度増加による筆記性能の低下、描線のかすれなどをもたらすこととなる。
The total content of these carboxymethylcelluloses or salts thereof and polysaccharides is preferably 0.005 to 5%, more preferably 0.01 to 3%, based on the total amount of the ink composition.
If these contents are less than 0.005%, the further effect of the present invention cannot be exhibited. On the other hand, if it exceeds 5%, the effect of the present invention does not change so much. This will result in poor writing performance and blurred lines.

本発明の筆記具用水性インク組成物には、上記特性の植物性のセルロースナノファイバーの他、少なくとも着色剤、更に必要に応じて水溶性溶剤が含有される。
用いることができる着色剤としては、顔料及び/又は水溶性染料が挙げられる。顔料の種類については特に制限はなく、従来水性ボールペンなどの筆記具用に慣用されている無機系及び有機系顔料の中から任意のものを使用することができる。
The aqueous ink composition for a writing instrument of the present invention contains at least a colorant and, if necessary, a water-soluble solvent, in addition to the vegetable cellulose nanofiber having the above characteristics.
Colorants that can be used include pigments and / or water-soluble dyes. There is no restriction | limiting in particular about the kind of pigment, Arbitrary things can be used from the inorganic type and organic type pigment conventionally used for writing instruments, such as a water-based ballpoint pen.

無機系顔料としては、例えば、カーボンブラックや、金属粉等が挙げられる。
また、有機系顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料などが挙げられる。具体的には、フタロシアニンブルー(C.I.74160)、フタロシアニングリーン(C.I.74260)、ハンザイエロー3G(C.I.11670)、ジスアゾイエローGR(C.I.21100)、パーマネントレッド4R(C.I.12335)、ブリリアントカーミン6B(C.I.15850)、キナクリドンレッド(C.I.46500)などが使用できる。
また、スチレンやアクリル樹脂の粒子から構成されているプラスチックピグメントも使用できる。さらに、粒子内部に空隙のある中空樹脂粒子は白色顔料として、または、発色性、分散性に優れる後述する塩基性染料で染色した樹脂粒子(擬似顔料)等も使用できる。
Examples of inorganic pigments include carbon black and metal powder.
Examples of organic pigments include azo lakes, insoluble azo pigments, chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dye lakes, nitro pigments, and nitroso pigments. Specifically, phthalocyanine blue (C.I. 74160), phthalocyanine green (C.I. 74260), Hansa Yellow 3G (C.I. 11670), disazo yellow GR (C.I. 21100), permanent red 4R (C.I. 12335), brilliant carmine 6B (C.I. 15850), quinacridone red (C.I. 46500), etc. can be used.
Also, a plastic pigment composed of particles of styrene or acrylic resin can be used. Further, the hollow resin particles having voids inside the particles can be used as white pigments, or resin particles (pseudo pigments) dyed with a basic dye described later having excellent color development and dispersibility.

水溶性染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料のいずれも用いることができる。
直接染料としては、例えば、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同71、C.I.ダイレクトエロー4、同26、同44、同50、C.I.ダイレクトレッド1、同4、同23、同31、同37、同39、同75、同80、同81、同83、同225、同226、同227、C.I.ダイレクトブルー1、同15、同71、同86、同106、同119などが挙げられる。
酸性染料としては、例えば、C.I.アシッドブラック1、同2、同24、同26、同31、同52、同107、同109、同110、同119、同154、C.I.アシッドエロー7、同17、同19、同23、同25、同29、同38、同42、同49、同61、同72、同78、同110、同127、同135、同141、同142、C.I.アシッドレッド8、同9、同14、同18、同26、同27、同35、同37、同51、同52、同57、同82、同87、同92、同94、同115、同129、同131、同186、同249、同254、同265、同276、C.I.アシッドバイオレット18、同17、C.I.アシッドブルー1、同7、同9、同22、同23、同25、同40、同41、同43、同62、同78、同83、同90、同93、同103、同112、同113、同158、C.I.アシッドグリーン3、同9、同16、同25、同27などが挙げられる。
食用染料としては、その大部分が直接染料又は酸性染料に含まれるが、含まれないものの一例としては、C.I.フードエロー3が挙げられる。
塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシックエロー1、同2、同21、C.I.ベーシックオレンジ2、同14、同32、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同14、C.I.ベーシックブラウン12、ベーシックブラック2、同8などが挙げられる。
また、塩基性染料で染色した樹脂粒子としては、アクリロニトリル系共重合体の樹脂粒子を塩基性蛍光染料で染色した蛍光顔料などが挙げられる。具体的な商品名として、シンロイヒカラーSFシリーズ(シンロイヒ株式会社)、NKW及びNKPシリーズ(日本蛍光化学株式会社)などが挙げられる。
As the water-soluble dye, any of direct dyes, acid dyes, food dyes, and basic dyes can be used.
Examples of the direct dye include C.I. I. Direct Black 17, 19, 19, 22, 32, 38, 51, 71, C.I. I. Direct yellow 4, 26, 44, 50, C.I. I. Direct Red 1, 4, 23, 31, 37, 39, 75, 80, 81, 83, 225, 226, 227, C.I. I. Direct Blue 1, 15, 71, 86, 106, 119 and the like.
Examples of the acid dye include C.I. I. Acid Black 1, 2, 24, 26, 31, 31, 52, 107, 109, 110, 119, 154, C.I. I. Acid Yellow 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 61, 72, 78, 110, 127, 135, 141, the same 142, C.I. I. Acid Red 8, 9, 9, 14, 26, 27, 35, 37, 51, 52, 57, 82, 87, 92, 94, 115, 129, 131, 186, 249, 254, 265, 276, C.I. I. Acid Violet 18, 17 and C.I. I. Acid Blue 1, 7, 9, 22, 23, 25, 40, 41, 43, 62, 78, 83, 90, 93, 103, 112, the same 113, 158, C.I. I. Acid Green 3, 9, 16, 25, 27 and the like.
Most of the food dyes are directly contained in the acid dyes or acid dyes. I. Food yellow 3 is mentioned.
Examples of basic dyes include C.I. I. Basic Yellow 1, 2 and 21, C.I. I. Basic Orange 2, 14, 32, C.I. I. Basic Red 1, 2, 9, 9, 14 C.I. I. Basic Brown 12, Basic Black 2, 8 and the like.
Examples of the resin particles dyed with a basic dye include fluorescent pigments obtained by dyeing acrylonitrile copolymer resin particles with a basic fluorescent dye. Specific product names include Sinloi Color SF Series (Sinloihi Co., Ltd.), NKW and NKP Series (Nippon Fluorochemicals Co., Ltd.).

これらの着色剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよく、筆記具用水性インク組成物全量中の含有量は、通常、0.5〜30%、好ましくは、1〜15%の範囲である。
この着色剤の含有量が、0.5%未満では、着色が弱くなったり、筆跡の色相がわからなくなってしまうことがあり、一方、30%を超えて含有した場合に、筆記不良を生じることがあるので好ましくない。
These colorants may be used alone or in combination of two or more, and the content in the total amount of the water-based ink composition for writing instruments is usually 0.5 to 30%, preferably 1 It is in the range of ˜15%.
If the content of this colorant is less than 0.5%, coloring may be weak or the hue of the handwriting may not be known. On the other hand, if it exceeds 30%, writing defects may occur. This is not preferable.

用いることができる水溶性溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリン等のグリコール類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、単独或いは混合して使用することができる。この水溶性溶剤の含有量は、筆記具用水性インク組成物全量中、5〜40%とすることが望ましい。   Examples of the water-soluble solvent that can be used include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, 3-butylene glycol, thiodiethylene glycol, and glycerin, ethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol monomethyl ether. These can be used alone or in combination. The content of the water-soluble solvent is preferably 5 to 40% in the total amount of the water-based ink composition for writing instruments.

本発明の筆記具用水性インク組成物には、上記植物性のセルロースナノファイバー、カルボキシメチルセルロース(CMC)又はその塩、多糖類、着色剤、水溶性溶剤の他、残部として溶媒である水(水道水、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水等)の他、本発明の効果を損なわない範囲で、分散剤、潤滑剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤もしくは防菌剤などを適宜含有することができる。   The water-based ink composition for a writing instrument of the present invention includes the above vegetable cellulose nanofiber, carboxymethyl cellulose (CMC) or a salt thereof, a polysaccharide, a colorant, a water-soluble solvent, and water (tap water) as the balance. Purified water, distilled water, ion-exchanged water, pure water, etc.), as long as the effects of the present invention are not impaired, dispersants, lubricants, pH adjusters, rust preventives, antiseptics or antibacterial agents, etc. It can contain suitably.

着色剤として顔料を用いた場合には、分散剤を使用することが好ましい。この分散剤は、顔料表面に吸着して、水との親和性を向上させ、水中に顔料を安定に分散させる作用をするものであり、ノニオン、アニオン界面活性剤や水溶性樹脂が用いられる。好ましくは水溶性高分子が用いられる。
潤滑剤としては、顔料の表面処理剤にも用いられる多価アルコールの脂肪酸エステル、糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル、アルキル燐酸エステルなどのノニオン系や、高級脂肪酸アミドのアルキルスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩などのアニオン系、ポリアルキレングリコールの誘導体やフッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。
When a pigment is used as the colorant, it is preferable to use a dispersant. This dispersant acts on the pigment surface to improve the affinity with water and to stably disperse the pigment in water. Nonionic, anionic surfactants and water-soluble resins are used. A water-soluble polymer is preferably used.
Lubricants include nonionics such as fatty acid esters of polyhydric alcohols, higher fatty acid esters of sugars, polyoxyalkylene higher fatty acid esters, and alkyl phosphates, which are also used in pigment surface treatment agents, and alkyl sulfonic acids of higher fatty acid amides. Examples thereof include salts, anionic compounds such as alkyl allyl sulfonates, polyalkylene glycol derivatives, fluorosurfactants, and polyether-modified silicones.

pH調整剤としては、アンモニア、尿素、モノエタノーアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンや、トリポリリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなとの炭酸やリン酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水和物などが挙げられる。また、防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロへキシルアンモニウムナイトライト、サポニン類など、防腐剤もしくは防菌剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、ベンズイミダゾール系化合物などが挙げられる。   Examples of pH adjusters include ammonia, urea, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, sodium tripolyphosphate, sodium carbonate, and alkali metal salts of phosphoric acid and alkali metal hydrates such as sodium hydroxide. Etc. In addition, as rust preventives, benzotriazole, tolyltriazole, dicyclohexylammonium nitrite, saponins, etc., as antiseptics or fungicides, phenol, sodium omadin, sodium benzoate, benzimidazole compounds, etc. Can be mentioned.

本発明の筆記具用水性インク組成物は、上記植物性のセルロースナノファイバー、カルボキシメチルセルロース(CMC)又はその塩、多糖類、着色剤、水溶性溶剤、その他の各成分を筆記具用(ボールペン用、マーキングペン用等)インクの用途に応じて適宜組み合わせて、ホモミキサー、ホモジナイザーもしくはディスパー等の攪拌機により攪拌混合することにより、更に必要に応じて、ろ過や遠心分離によってインク組成物中の粗大粒子を除去すること等によって筆記具用水性インク組成物を調製することができる。
水性ボールペン用では、該筆記具用水性インク組成物を、直径が0.18〜2.0mmのボールを備えた水性ボールペン体に充填することにより作製することができる。
用いる水性ボールペン体として、直径が上記範囲のボールを備えたものであれば、特に限定されず、特に、上記水性インク組成物をポリプロピレンチューブのインク収容管に充填し、先端のステンレスチップ(ボールは超鋼合金)を有するリフィールの水性ボールペンに仕上げたものが望ましい。
The aqueous ink composition for a writing instrument of the present invention comprises the above plant cellulose nanofiber, carboxymethylcellulose (CMC) or a salt thereof, a polysaccharide, a colorant, a water-soluble solvent, and other components for a writing instrument (for a ballpoint pen, for marking). For pens, etc.) Depending on the intended use of the ink, by mixing with a stirrer such as a homomixer, homogenizer or disper, coarse particles in the ink composition can be removed by filtration or centrifugation as necessary. By doing so, a water-based ink composition for writing instruments can be prepared.
For an aqueous ballpoint pen, the aqueous ink composition for a writing instrument can be prepared by filling an aqueous ballpoint pen provided with a ball having a diameter of 0.18 to 2.0 mm.
The aqueous ballpoint pen to be used is not particularly limited as long as it has a ball having a diameter in the above-mentioned range. In particular, the water-based ink composition is filled in an ink storage tube of a polypropylene tube, and a tip stainless tip (ball is A refilled water-based ballpoint pen with a super steel alloy) is desirable.

本発明の筆記具用水性インク組成物の製造方法は、他の水性インク組成物の製造方法と比べて特に変わるところはなく製造することができる。
すなわち、本発明の筆記具用水性インク組成物は、上述した植物性のセルロースナノファイバーなどを含む各成分をミキサー等、更に、例えば、強力な剪断を加えることができるビーズミル、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて撹拌条件を好適な条件に設定等して混合攪拌することによって、チキソトロピー性インク(例えば、ゲルインク水性ボールペン用インク)を製造することができる。
また、本発明の筆記具用水性インク組成物のpH(25℃)は、使用性、安全性、インク自身の安定性、インク収容体とのマッチング性の点からpH調整剤などにより5〜10に調整されることが好ましく、更に好ましくは、6〜9.5とすることが望ましい。
The method for producing a water-based ink composition for a writing instrument of the present invention can be produced without any particular change compared to other methods for producing a water-based ink composition.
That is, the water-based ink composition for a writing instrument of the present invention includes, for example, a bead mill, a homomixer, and a homogenizer that can apply powerful shearing to each component including the above-described vegetable cellulose nanofibers. A thixotropic ink (for example, a gel ink water-based ballpoint pen ink) can be produced by mixing and stirring with the stirring conditions set to suitable conditions.
Further, the pH (25 ° C.) of the aqueous ink composition for a writing instrument of the present invention is adjusted to 5 to 10 depending on the pH adjuster or the like from the viewpoints of usability, safety, stability of the ink itself, and matching properties with the ink container. It is preferably adjusted, and more preferably 6 to 9.5.

本発明の筆記具用水性インク組成物は、ボールペンチップ、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップなどのペン先部を備えたボールペン、マーキングペン等に搭載される。
本発明におけるボールペンとしては、上記組成の筆記具用水性インク組成物をボールペン用インク収容体(リフィール)に収容すると共に、該インク収容体内に収容された水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。
なお、ボールペン、マーキングペンの構造は、特に限定されず、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の筆記具用水性インク組成物を充填したコレクター構造(インク保持機構)を備えた直液式のボールペン、マーキングペンであってもよいものである。
The water-based ink composition for a writing instrument of the present invention is mounted on a ballpoint pen, a marking pen or the like having a pen tip such as a ballpoint pen tip, a fiber tip, a felt tip, or a plastic tip.
As the ballpoint pen in the present invention, the water-based ink composition for writing instruments having the above composition is accommodated in a ballpoint pen ink container (refill), and is not compatible with the water-based ink composition housed in the ink container. Examples of the ink follower include substances having a small specific gravity with respect to the water-based ink composition, such as polybutene, silicone oil, mineral oil, and the like.
The structure of the ballpoint pen and the marking pen is not particularly limited. For example, a collector structure (ink holding mechanism) in which the shaft tube itself is used as an ink container and the water-based ink composition for a writing instrument having the above configuration is filled in the shaft tube. It may be a direct liquid ballpoint pen or a marking pen provided.

このように構成される本発明の筆記具用水性インク組成物にあっては、用いる上記特性の植物性のセルロースナノファイバーが筆記具用水性インク組成物中に配合されると、上記特性の植物性のセルロースナノファイバー特有のレオロジー特性を発揮、すなわち、低粘度であっても高い粘性を示し、かつ、セルロースに固有の高いチキソトロピーインデックスを示すため、筆記具用水性インク組成物の増粘・ゲル化剤として、従来の微細セルロースや、キサンタンガムより少量でレオロジーコントロール効果を発揮すると共に、酸化セルロースに較べ、該セルロースナノファイバーを用いた場合等における粘度回復性が高く、インクの垂れ性がなく、描線の滲み性もない筆記具用水性インク組成物が得られることとなる。   In the water-based ink composition for a writing instrument of the present invention configured as described above, when the vegetable cellulose nanofiber having the above-described characteristics to be used is blended in the water-based ink composition for a writing instrument, the vegetable-based ink having the characteristics described above is used. As a thickening and gelling agent for water-based ink compositions for writing instruments, it exhibits rheological properties unique to cellulose nanofibers, that is, it exhibits high viscosity even at low viscosity, and also exhibits a high thixotropy index unique to cellulose. In addition, it exhibits rheology control effects in a smaller amount than conventional fine cellulose and xanthan gum, and has higher viscosity recovery when using the cellulose nanofibers compared to oxidized cellulose. Thus, a water-based ink composition for a writing instrument having no property can be obtained.

次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to the following Example etc.

〔実施例1〜5及び比較例1〜3〕
下記物性となる酸化処理されていない植物性のセルロースナノファイバーA〜D、酸化セルロースなどの増粘剤、着色剤などを用いて、下記表1に示す配合組成により各筆記具用水性インク組成物の所定量を高圧湿式メディアレス微粒化装置(吉田機械興業社製、ナノヴェイタ)を用いて撹拌条件(剪断力、圧力、温度、撹拌時間)を適宜変動させて湿式法で混合撹拌し、10μmのバッグフィルターで濾過することにより調製した。各筆記具用水性インク組成物の室温(25℃)下のpHをpH測定計(HORIBA社製)で測定したところ、7.9〜8.2の範囲内であった。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3]
Non-oxidized vegetable cellulose nanofibers A to D that have the following physical properties, thickeners such as oxidized cellulose, colorants, and the like, each of the aqueous ink compositions for writing instruments according to the formulation shown in Table 1 below. Using a high-pressure wet medialess atomizer (Nanovaita, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), a predetermined amount is mixed and stirred by a wet method while appropriately changing the stirring conditions (shearing force, pressure, temperature, stirring time). It was prepared by filtering through a filter. The pH at room temperature (25 ° C.) of each water-based ink composition for writing instruments was measured with a pH meter (manufactured by HORIBA) and found to be in the range of 7.9 to 8.2.

上記実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた筆記具用水性インク組成物について、下記方法で粘度値を測定した。
粘度値の測定に際しては、ガラス瓶にて室温で24時間経過後及び一ヶ月間保管した各インクを用いて、EMD型粘度計(東京計器社製)により、25℃における剪断速度3.83−1及び383−1の粘度値を測定した。
About the water-based ink composition for writing instruments obtained in the said Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3, the viscosity value was measured with the following method.
For measurement of the viscosity value, a shear rate of 3.83 −1 at 25 ° C. was measured with an EMD viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) using each ink stored in a glass bottle at room temperature for 24 hours and for one month. and the viscosity was measured values of 383 -1.

上記実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた筆記具用水性インク組成物について、下記方法により水性ボールペンを作製して、下記評価方法でインク垂れ性、描線の滲み性の評価を行った。
これらの結果を下記表1に示す。
About the water-based ink composition for writing instruments obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, an aqueous ball-point pen is prepared by the following method, and the ink dripping property and the bleeding property of the drawn line are evaluated by the following evaluation methods. It was.
These results are shown in Table 1 below.

〔実施例1〜5で用いた酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーA〜Dの製造〕
1)セルロースナノファイバーA〜C
水に結晶セルロース(セオラスRC−591S、旭化成ケミカルズ社製)5%配合し、スターラで1時間撹拌を行った。次いで、高圧湿式メディアレス微粒化装置(吉田機械興業社製、ナノヴェイタ)を用いて撹拌条件(剪断力、圧力、温度、撹拌時間)を適宜変動させて湿式法で混合撹拌して各数平均繊維短径のセルロースナノファイバーA〜Cを作製した。
[Production of vegetable cellulose nanofibers A to D which are not subjected to oxidation treatment used in Examples 1 to 5]
1) Cellulose nanofibers A to C
5% of crystalline cellulose (Theolas RC-591S, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) was blended in water, and stirred with a stirrer for 1 hour. Next, using a high-pressure wet-medialess atomizer (Nanovaita, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the stirring conditions (shearing force, pressure, temperature, stirring time) are appropriately changed and mixed and stirred by a wet method to obtain each number average fiber. Short diameter cellulose nanofibers A to C were prepared.

2)セルロースナノファイバーD
水にカルボキシメチルセルロース(SLD−FM、日本製紙社製)5%配合し、スターラで1時間撹拌を行った。次いで、高圧湿式メディアレス微粒化装置(吉田機械興業社製、ナノヴェイタ)を用いて撹拌条件(剪断力、圧力、温度、撹拌時間)を適宜変動させて湿式法で混合撹拌してセルロースナノファイバーDを作製した。
2) Cellulose nanofiber D
5% carboxymethylcellulose (SLD-FM, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) was mixed in water and stirred with a stirrer for 1 hour. Next, the cellulose nanofiber D was mixed and stirred by a wet method by appropriately changing the stirring conditions (shearing force, pressure, temperature, stirring time) using a high-pressure wet medialess atomizer (Nanovaita manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.). Was made.

〔比較例1〜3で用いた酸化セルロース〕
本願出願人による特開2015−67722号公報に記載の実施例1〜5で用いた酸化セルロースと同様の製造方法、結晶構造確認等で得られた酸化セルロース(数平均繊維短径約140nm、I型結晶構造)を使用した。なお、表1の比較例1〜3に示した酸化セルロースは、上記で製造したものを各比較例の固形分濃度で表示したものである。
[Oxidized cellulose used in Comparative Examples 1 to 3]
Oxidized cellulose (number average fiber minor axis: about 140 nm, I) obtained by the same production method, crystal structure confirmation, etc. as the oxidized cellulose used in Examples 1 to 5 described in JP-A-2015-67722 by the applicant of the present application Type crystal structure). In addition, the oxidized cellulose shown to Comparative Examples 1-3 of Table 1 displays what was manufactured above by the solid content density | concentration of each comparative example.

上記で得た植物性のセルロースナノファイバーの数平均繊維短径は、下記方法により、確認、測定した。
すなわち、植物性のセルロースナノファイバーに水を加え希釈した試料をホモミキサーを用いて12000rpmで15分間分散した後、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、これを透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、得られた画像から、数平均繊維短径を測定算出した。上記酸化セルロースも同様に測定算出した。
The number average fiber short diameter of the vegetable cellulose nanofiber obtained above was confirmed and measured by the following method.
That is, a sample obtained by adding water to plant cellulose nanofiber and diluting it was dispersed at 12000 rpm for 15 minutes using a homomixer, then cast on a carbon film-coated grid that had been subjected to a hydrophilic treatment, and this was subjected to a transmission electron microscope. The number average fiber short diameter was measured and calculated from the image obtained by observation with (TEM). The above oxidized cellulose was also measured and calculated in the same manner.

(水性ボールペンの作製)
上記で得られた各インク組成物を用いて水性ボールペンを作製した。具体的には、ボールペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名:シグノUM−100〕の軸を使用し、内径4.0mm、長さ113mmポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ(超硬合金ボール、ボール径0.7mm)及び該収容管と該チップを連結する継手からなるリフィールに上記各水性インクを充填し、インク後端に鉱油を主成分とするインク追従体を装填し、水性ボールペンを作製した。
(Production of water-based ballpoint pen)
A water-based ballpoint pen was produced using each ink composition obtained above. Specifically, using an axis of a ballpoint pen [Mitsubishi Pencil Co., Ltd., trade name: Signo UM-100], an inner diameter of 4.0 mm, a length of 113 mm, a polypropylene ink containing tube, and a stainless steel tip (a cemented carbide ball, A water ballpoint pen is manufactured by filling each water-based ink with a refill consisting of a joint connecting the receiving tube and the tip with a ball diameter of 0.7 mm, and an ink follower mainly composed of mineral oil at the rear end of the ink. did.

〔インク垂れ性の評価方法〕
上記で調製し、24時間経過した各筆記具用水性インク組成物をボールペンに充填した後、25℃、60%RHの環境下で24時間ペン体を下向きに放置し、ペン先からのインク直流現象を以下の評価基準にて評価した。
評価基準:
○:全く漏れない、もしくは僅かな濡れが認められる。
△:直径0.5mm以上のインク溜まりが認められる。
×:インクが滴下する。
[Evaluation method of ink sag]
A ballpoint pen was filled with each of the aqueous ink compositions for writing instruments prepared as described above and passed for 24 hours, and then the pen body was left facing downward for 24 hours in an environment of 25 ° C. and 60% RH, and ink direct current phenomenon from the pen tip Was evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria:
○: No leakage or slight wetness is observed.
Δ: An ink reservoir having a diameter of 0.5 mm or more is observed.
X: Ink dripped.

〔描線の滲み性の評価方法〕
上記で調製し、24時間経過した各筆記具用水性インク組成物をボールペンに充填した後、筆記用紙にらせん筆記を手書きにて行い、描線の滲み具合を目視により以下の評価基準にて評価した。
評価基準:
○:滲みなく鮮明な筆跡。
△:多少滲みがあり、やや不鮮明な筆跡。
×:滲みが著しく、不鮮明な筆跡。
[Evaluation method for bleeding of drawn lines]
After the ball ink was filled with the water-based ink composition for writing instruments prepared as described above and passed for 24 hours, spiral writing was performed on writing paper by hand, and the degree of bleeding of the drawn lines was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria:
○: Clear handwriting without bleeding.
Δ: Slightly blurred handwriting with some blurring.
X: Blurred and unclear handwriting.

Figure 2017105907
Figure 2017105907

上記表1の結果から明らかなように、本発明となる実施例1〜5の筆記具用水性インク組成物は、本発明の範囲外となる比較例1〜3に較べ、粘度回復性が高く、インク垂れ性がなく、描線の滲みもない筆記具用水性インク組成物が得られることが判明した。   As is clear from the results of Table 1 above, the aqueous ink compositions for writing instruments of Examples 1 to 5 according to the present invention have high viscosity recoverability compared to Comparative Examples 1 to 3, which are outside the scope of the present invention. It has been found that a water-based ink composition for a writing instrument having no ink sag and no drawn line bleeding is obtained.

水性のボールペン、マーキングペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物が得られる。   A water-based ink composition for writing tools suitable for writing tools such as water-based ballpoint pens and marking pens can be obtained.

Claims (3)

酸化処理を行っていない植物性のセルロースナノファイバーが少なくとも含有され、該セルロースナノファイバーの数平均繊維短径が10〜200nmであることを特徴とする筆記具用水性インク組成物。   A water-based ink composition for a writing instrument, comprising at least vegetable cellulose nanofibers not subjected to oxidation treatment, wherein the cellulose nanofibers have a number average fiber short diameter of 10 to 200 nm. 更に、カルボキシメチルセルロース又はその塩、多糖類から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1記載の筆記具用水性インク組成物。   The aqueous ink composition for a writing instrument according to claim 1, further comprising at least one selected from carboxymethylcellulose, a salt thereof, and a polysaccharide. 請求項1又は2に記載の筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする筆記具。   A writing instrument comprising the aqueous ink composition for a writing instrument according to claim 1 or 2 mounted thereon.
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