JP2017214512A - 筆記具用水性インキ組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】筆跡が滲むことなく、筆記面の裏面にインキが裏抜けすることなく、鮮明な筆記線を得ることができる、筆記具用水性インキ組成物を提供すること。【解決手段】水と着色剤とファインバブルを含む筆記具用水性インキ組成物とした。【選択図】 なし

Description

本発明は、筆記具用水性インキ組成物に関する。

従来から、低粘度インキを万年筆やボールペンなどに充填して、筆記媒体へ筆記をすることが行われている。しかしながら、低粘度インキであるが故に、筆記した際に、筆跡の滲みや筆記媒体での裏面への裏抜けが生じることがあった。そこで、各種添加剤を配合して対策を取るなど盛んに検討が行われている（例えば特許文献１）が、用いる筆記具によっては、インキ粘度が高めになり筆記できないなど、筆記具用インキとして十分満足する物ではなかった。

特開２００１−２７９１５２号公報

本発明は、筆跡が滲むことなく、筆記媒体の裏面にインキが裏抜けすることなく、鮮明な筆記線を得ることができる、筆記具用水性インキ組成物（単に「水性インキ組成物」または「インキ組成物」と表すことがある）を提供するものである。

本発明は、筆記具用水性インキ組成物を、ファインバブルを含有する水性インキ組成物とすることなどにより上記課題が解決された。
すなわち、本発明は、
「１．水と着色剤とファインバブルを含むことを特徴とする筆記具用水性インキ組成物。
２．前記ファインバブルの直径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする第１項に記載の筆記具用水性インキ組成物。
３．前記ファインバブルが空気であることを特徴とする第１項または第２項に記載の筆記具用水性インキ組成物。
４．第１項〜第３項のいずれか１項に記載の筆記具用水性インキ組成物１ｍｌ中に、ファインバブルを１〜１×１０^９個含んでいることを特徴とする筆記具用水性インキ組成物。」に関する。

本発明によれば、インキ組成物にファインバブルを含むことにより、筆記した際に筆跡の滲みが少なく、筆記媒体の裏面への裏抜けが少なく、鮮明な筆跡が得られるなど優れた効果を奏するものである。

本発明の筆記具用水性インキ組成物は、少なくとも着色剤と水とファインバブルとを含むことを特徴のひとつとするものである。本発明においてファインバブルとは、液体中に含まれる直径１００μｍ以下の気泡のことをいう。本発明において直径とは、球相当直径のことをいう。

本発明に用いるファインバブルは、水中でブラウン運動をしながら浮力の影響を受けずに、水中に滞在する気泡である。本発明に用いるファインバブルとしては、その直径が１００〜１０００ｎｍであることが好ましく、１００〜３００ｎｍであることがより好ましい。この範囲より小さいとバブルが溶媒中に溶解する傾向があり、この範囲より大きいとバブルが浮上して破泡するなどして、ファインバブルとしての機能を果たせなくなる恐れがある。

本発明に用いるファインバブルの直径の測定方法としては、ブラウン運動解析式ナノ粒子測定装置などを用いて測定することができる。

本発明の筆記具用水性インキ組成物に用いるファインバブル中の気体としては、空気の他、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの不活性ガス、酸素、オゾン、水素、メタン、プロパン、ブタンなどを用いることができる。特に、空気を用いた場合には、水中にファインバブルを含ませる際に、特殊な気体を用いる必要がないので、好ましい。

本発明の筆記具用水性インキ組成物は、ファインバブルを含有することにより、筆記した際に筆跡の滲みが少なく、筆記媒体の裏面への裏抜けが少なくなり、鮮明な筆跡が得られるが、その理由として以下のメカニズムを推察する。即ち、通常、動的表面張力が静的表面張力より大きい値を示すインキ組成物に対して、ファインバブルを含有するインキ組成物は、静的表面張力と動的表面張力の差が小さく、液体が静止しているときと流動しているときの差が少ない。これにより、筆記直後には液体が静止している状態と同じようになるため、筆跡が広がりにくくなり、滲みや裏抜けが少なくなると考えられる。

本発明に用いるファインバブルは、インキ組成物中に含まれていれば良いが、その個数は、インキ組成物１ｍｌあたり、１〜１×１０^９個が好ましく、より好ましくは、１×１０^３〜５×１０^８個、さらに好ましくは１×１０^５〜３×１０^８個である。この範囲より少ないとバブルの効果が劣る恐れがあり、この範囲より多いとバブル同士が会合し、大きな気泡となり浮上し消滅して、バブルの効果が劣る恐れがある。前記範囲にあると、バブルを含んでいる効果を発揮できる。
＜着色剤＞
本発明に用いることができる着色剤としては、通常筆記具用水性インキ組成物に用いる染料、顔料などが挙げられる。

本発明において用いることができる染料としては、水性媒体に溶解もしくは分散可能であれば特に制限されるものではない。例えば、酸性染料、塩基性染料、反応性染料、直接染料、分散染料および食用色素など各種染料が挙げられ、これらは単独で、または２種以上組み合わせて用いることができる。染料の添加量は、水性インキ組成物の総質量に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．１〜５質量％であることがより好ましい。

具体的には、酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５１、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８７、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド９２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ１０、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー３、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー４２、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン１６、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２３９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー２４８、Ｃ．Ｉ．アシッドバオレット１５、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、塩基性染料としては、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ２、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ１４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー９、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー２６、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット３、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１０、直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド２８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット５１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、食用色素としては、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、Ｃ．Ｉ．フードブラック２などが挙げられる。

本発明において用いることができる顔料としては、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ジオキサジン系、アルミ顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料等が挙げられる。その他、着色樹脂粒子体として顔料を媒体中に分散させてなる着色体を公知のマイクロカプセル化法などにより樹脂壁膜形成物質からなる殻体に内包又は固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。更に、顔料を透明、半透明の樹脂等で覆った着色樹脂粒子や、無色樹脂粒子を顔料もしくは染料で着色したもの等を用いることもできる。これらの染料および顔料は、単独または２種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、１〜２０質量％が好ましい。

＜その他＞
本発明による水性インキ組成物は、インキ物性や機能を向上させる目的で、水溶性有機溶剤、ｐＨ調整剤、保湿剤、防腐剤、防錆剤などの各種添加剤を含んでもよい。

水溶性有機溶剤としては、（ｉ）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、ポリエチレングリコール、またはグリセリンなどのグリコール類、（ｉｉ）メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコールなどのアルコール類、および（ｉｉｉ）エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、３−メトキシブタノール、または３−メトキシ−３−メチルブタノールなどのグリコールエーテル類などが挙げられる。水溶性有機溶剤の添加量は、水性インキ組成物に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．１〜５質量％であることがより好ましい。

ｐＨ調整剤としては、アンモニア、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウムなどの無機塩類、トリエタノールアミンやジエタノールアミンなどの水溶性の有機塩基性化合物、乳酸およびクエン酸などが挙げられる。ｐＨ調整剤の添加量は、水性インキ組成物に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．１〜５質量％であることがより好ましい。

保湿剤としては、前記水溶性有機溶剤の他に尿素、またはソルビットなどが挙げられる。保湿剤の添加量は、水性インキ組成物に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．１〜５質量％であることがより好ましい。

防腐剤としては、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４，５−トリメチレン−４−イソチアゾリン−３オン、Ｎ−（ｎ−ブチル）−１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、２−ピリジンチオール−１−オキシドナトリウム、３−ヨード−２−プロピニルブチルカルバマート安息香酸ナトリウム、ベンゾトリアゾール及びフェノールなどが挙げられる。

また、防錆剤としては、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体、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ライト、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、チオ硫酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸塩、サポニン、またはジアルキルチオ尿素などが挙げられる。また、水溶性樹脂として、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。さらに、樹脂エマルジョンとして、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂など含むエマルジョンを添加することができる。

さらには、溶剤の浸透性を向上させるフッ素系界面活性剤やノニオン、アニオン、カチオン系界面活性剤、ジメチルポリシロキサンなどの消泡剤を添加することもできる。

＜インキ組成物の製造方法＞
本発明による水性インキ組成物は、従来知られている任意の方法により製造することができる。具体的には、前記各成分を必要量配合し、プロペラ攪拌、ホモディスパー、またはホモミキサーなどの各種攪拌機やビーズミルなどの各種分散機などにて混合し、製造することができる。

筆記具用インキ組成物にファインバブルを含有させて本発明のインキ組成物を得る方法としては、あらかじめ、水中にファインバブルを含有させて各成分を配合してインキ組成物とする方法や、ファインバブルを含まないインキ組成物を配合した後に、ファインバブルを含有させて本発明の筆記具用水性インキ組成物を得る方法などが挙げられる。

水中、または、インキ組成物中にファインバブルを含有させる方法としては、旋回液流式、スタティックミキサー式、ベンチュリー式、加圧溶解式、細孔式、回転式、超音波式、蒸気凝縮式、電気分解式、高速旋回液流式、超音波キャビテーション式などが挙げられる。

（ファインバブル含有水１）
イオン交換水に、高速旋回液流式のファインバブル発生装置を用い、イオン交換水中に平均直径２５６ｎｍのファインバブルを２．１１×１０^８個／ｍｌ発生させ、ファインバブル含有水を得た。

（実施例１）
ファインバブル含有水１ ９４．８質量％
エチレングリコール（水溶性有機溶剤） ２．０質量％
トリエタノールアミン（ｐＨ調整剤） １．０質量％
９．５質量％１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン水溶液 ０．２質量％
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０（着色剤：染料） １．０質量％
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７（着色剤：染料） １．０質量％
ファインバブル含有水１に水溶性有機溶剤、ｐＨ調整剤、抗菌性物質を添加し、プロペラ攪拌により混合してベース液を得た。その後、ベース液に着色剤を添加し、プロペラ攪拌により混合して、筆記具用水性インキ組成物を得た。

（比較例１）
イオン交換水 ９４．８質量％
エチレングリコール（水溶性有機溶剤） ２．０質量％
トリエタノールアミン（ｐＨ調整剤） １．０質量％
９．５質量％１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン水溶液 ０．２質量％
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９０（着色剤：染料） １．０質量％
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８７（着色剤：染料） １．０質量％
イオン交換水に水溶性有機溶剤、ｐＨ調整剤、抗菌性物質を添加し、プロペラ攪拌により混合してベース液を得た。その後、ベース液に着色剤を添加し、プロペラ攪拌により混合して、筆記具用水性インキ組成物を得た。

実施例１、比較例１で得られた筆記具用水性インキ組成物について、下記の要領により評価を行った。結果を（表１）に示した。
株式会社パイロットコーポレーション製万年筆（商品名：カクノ）に、筆記具用水性インキ組成物を０．９ｍｌ充填したポリエチレン製の万年筆用インキカートリッジを装着し、筆記用紙Ａ（日本製紙（株）社製、しらおい四六判換算５５ｋｇ）に筆記をし、筆跡の滲み、裏抜けの筆記性能を評価した。
＜滲み＞
○：筆跡の滲みがなく、鮮明な筆記線が得られている。
△：筆跡がわずかに滲む。
×：筆跡の滲みが見られ、筆記線に鮮明さがかける。
＜裏抜け＞
○：筆記面の裏面に、インキの裏抜けが全くなく、鮮明な筆記線が得られている。
△：筆記面の裏面に、インキの一部の裏抜けが見られる。
×：筆記面の裏面に、インキの裏抜けが激しい。

表１の結果から、実施例１の筆記具用水性インキ組成物は、筆跡に滲みもなく、インキの裏抜けも見られず、鮮明な筆記線が得られるなど優れていることがわかる。一方、比較例１の筆記具用インキ組成物は、筆跡の滲み、インキの裏抜けが見られ、実施例１の筆記具用インキ組成物よりも劣っていた。以上の結果から、本発明の筆記具用水性インキ組成物は、インキ組成物として優れていることが明らかとなった。

本発明の筆記具用水性インキ組成物は、万年筆、ボールペン、筆ペン、カリグラフィーペン、各種マーカー類等、筆記具のインキ組成物として好適に用いることができる。

Claims (4)

1. 水と着色剤とファインバブルを含むことを特徴とする筆記具用水性インキ組成物。
2. 前記ファインバブルの直径が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の筆記具用水性インキ組成物。
3. 前記ファインバブルが空気であることを特徴とする請求項１または２に記載の筆記具用水性インキ組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の筆記具用水性インキ組成物１ｍｌ中に、ファインバブルを１〜１×１０^９個含んでいることを特徴とする筆記具用水性インキ組成物。