JP2018172584A - Aqueous ink composition for writing instruments, and writing instrument prepared therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筆記具用水性インキ組成物に関するものである。さらに詳しくは、本発明は非浸透面や、紙、布等に筆記した際においても、筆跡のインキの発色性、定着性に優れる筆記具用水性インキ組成物に関するものである。また、本発明は、その組成物を用いた筆記具にも関するものである。 The present invention relates to a water-based ink composition for a writing instrument. More specifically, the present invention relates to a water-based ink composition for a writing instrument that is excellent in color development and fixing properties of handwriting ink even when written on a non-penetrating surface, paper, cloth, or the like. The present invention also relates to a writing instrument using the composition.
従来から、紙、布の他、ガラスやプラスチック、ホウロウ等の非浸透面など、様々な素材に対して筆記可能な筆記具用インキ組成物が知られ、中でも、主溶媒に水を用いた水性タイプのインキ組成物は、環境負荷が小さく、安全性が高いことから、盛んに検討されている。そのようなインキ組成物は、着色剤の他、界面活性剤等の浸透剤や、定着剤を用いることによって、インキをはじきやすい非浸透面上に筆記した際にインキがはじかれることなく、鮮明な筆跡が得られることを可能にしている。(特許文献1) Conventionally, ink compositions for writing instruments that can be written on various materials such as paper, cloth, non-penetrating surfaces such as glass, plastic and enamel are known. Especially, water-based type using water as the main solvent These ink compositions are being studied actively because of their low environmental impact and high safety. Such an ink composition uses not only a colorant but also a penetrating agent such as a surfactant and a fixing agent, so that the ink is not repelled when written on a non-penetrating surface where ink is easily repelled. This makes it possible to obtain accurate handwriting. (Patent Document 1)
特許文献1には、特定のフッ素系界面活性剤と、顔料を用いた筆記具用インキが記載されている。そして、ショ糖脂肪酸エステル又は(メタ)アクリル酸由来の構成単位を有する樹脂が記載されている。このインキは、非浸透面上に筆記した際の筆記線のはじきが低減されたものである。 Patent Document 1 describes a writing instrument ink using a specific fluorine-based surfactant and a pigment. And resin which has a structural unit derived from sucrose fatty acid ester or (meth) acrylic acid is described. This ink has reduced writing line repellency when writing on a non-penetrating surface.
しかしながら、特許文献1に記載されたインキ組成物を用いて、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体の表面に筆記した際、フッ素系界面活性剤によって表面張力が低下したインキ組成物が前記繊維間の隙間を通って被筆記体内部へ浸透し易くなるため、着色剤が前記被筆記体表面に留まりにくく、筆跡が不明瞭になってしまう問題があった。 However, when the ink composition described in Patent Document 1 is used to write on the surface of a writing material having a large gap between fibers such as paper and cloth, the ink composition has a reduced surface tension due to the fluorosurfactant. Since the object easily penetrates into the writing body through the gaps between the fibers, there is a problem that the coloring agent is difficult to stay on the surface of the writing body and the handwriting becomes unclear.
本発明は、非浸透面に筆記可能であって、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体の表面に筆記した際においても、着色剤が前記繊維間の隙間を通って、被筆記体の内部に入り込むことなく、着色剤を被筆記面の繊維表面に留めることが可能であり、筆跡の発色性や定着性に優れた筆記具用インキ組成物を提供することを目的とするものである。 The present invention can be written on the non-penetrating surface, and even when writing on the surface of a writing body having a large gap between fibers such as paper and cloth, the colorant passes through the gap between the fibers and is covered. An object of the present invention is to provide an ink composition for a writing instrument that can keep a colorant on the fiber surface of a writing surface without entering the inside of the writing body and has excellent color development and fixing properties of handwriting. It is.
本発明による筆記具用水性インキ組成物は、着色剤と、浸透剤と、βプロピオラクトン化合物と、溶媒とを含むことを特徴とするものである。 The water-based ink composition for a writing instrument according to the present invention comprises a colorant, a penetrant, a β-propiolactone compound, and a solvent.
また、本発明による筆記具は、前記組成物を収容してなることを特徴とするものである。 The writing instrument according to the present invention is characterized by containing the composition.
本発明によれば、非浸透面や、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体の表面に筆記した際においても、優れた筆跡の発色性や筆跡の高い定着性を奏する筆記具用インキ組成物が提供される。 According to the present invention, even when writing on the surface of a writing material having a large gap between fibers such as non-penetrating surfaces and paper, cloth, etc., for a writing instrument that exhibits excellent handwriting coloration and high handwriting fixability. An ink composition is provided.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書において、配合を示す「部」、「%」、「比」などは特に断らない限り質量基準である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present specification, “part”, “%”, “ratio” and the like indicating the composition are based on mass unless otherwise specified.
本発明による筆記具用水性インキ組成物(以下、場合により、「水性インキ組成物」または「組成物」と表すことがある。)は、着色剤と、浸透剤と、βプロピオラクトン化合物と、溶媒とを含んでなる。以下、本発明による水性インキ組成物を構成する各成分について説明する。 A water-based ink composition for a writing instrument according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “water-based ink composition” or “composition”) includes a colorant, a penetrant, a β-propiolactone compound, And a solvent. Hereafter, each component which comprises the water-based ink composition by this invention is demonstrated.
(着色剤)
本発明において、着色剤は従来知られている顔料、染料から任意に選択することができ、好ましく用いることができる。顔料としては、金属酸化物または金属塩などの無機顔料、有機色素顔料またはレーキ顔料などの有機顔料、ならびにアルミニウム顔料などの、光沢のある光輝性顔料が挙げられ、染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応染料、バット染料、硫化染料、含金染料、カチオン染料、分散染料が挙げられる。その中でも、顔料を用いることが好ましい。これは、染料は溶媒に溶解するため、被筆記体の繊維内部に入り込みやすく、筆跡の発色性に影響がでやすいためである。さらに、顔料は金属酸化物を用いることが好ましく、特に酸化チタンを用いることが好ましく、このような顔料を用いることにより、後述する補色顔料などと組み合わせることで、多様な色彩を実現できるためである。
(Coloring agent)
In the present invention, the colorant can be arbitrarily selected from conventionally known pigments and dyes, and can be preferably used. Examples of the pigment include inorganic pigments such as metal oxides or metal salts, organic pigments such as organic pigment pigments or lake pigments, and glossy bright pigments such as aluminum pigments. Examples of dyes include acidic dyes and bases. Include dyes, direct dyes, reactive dyes, vat dyes, sulfur dyes, metal-containing dyes, cationic dyes, and disperse dyes. Among these, it is preferable to use a pigment. This is because the dye dissolves in the solvent, so that it easily enters the fiber of the writing material and easily affects the color development of the handwriting. Furthermore, it is preferable to use a metal oxide as the pigment, and it is particularly preferable to use titanium oxide. By using such a pigment, various colors can be realized by combining with a complementary color pigment described later. .
本発明の水性インキ組成物において、顔料は、被覆材により表面処理されていることが好ましく、該被覆材の材料としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛等の無機酸化物や、モリブデン等の金属、またはリン酸塩などが好ましい。これは、顔料を上記被覆材で表面処理することにより、インキ中で顔料同士の凝集が抑制されて顔料の分散が安定し、また、顔料と水との反応が抑制されて気泡発生を抑えることができるからである。さらには、金属を含む顔料がインキ製造時にミキサーなどから剪断力を受けた際、顔料が変形、損傷して、金属イオンが溶出することが抑制されるため、インキの経時安定性を向上させることが可能になるのである。上記の、インキ中での分散安定性を考慮すれば、顔料の被覆材は、シリカまたはアルミナ、を含む無機酸化物であることがより好ましい。 In the water-based ink composition of the present invention, the pigment is preferably surface-treated with a coating material. Examples of the coating material include inorganic oxides such as silica, alumina, zirconia, and zinc oxide, and molybdenum. Metal or phosphate is preferred. This is because the surface treatment of the pigment with the above coating material suppresses aggregation of the pigments in the ink, stabilizes the dispersion of the pigment, and suppresses the reaction between the pigment and water, thereby suppressing the generation of bubbles. Because you can. Furthermore, when a pigment containing metal is subjected to a shearing force from a mixer or the like during ink production, the pigment is prevented from being deformed or damaged, and metal ions are prevented from eluting, thereby improving the ink stability over time. Is possible. In consideration of the dispersion stability in the ink, the pigment coating material is more preferably an inorganic oxide containing silica or alumina.
顔料について、被覆材により表面処理された顔料の被覆量は、被覆材により表面処理された後の顔料質量100質量部に対する被覆材の質量の割合は、0.01%質量部〜20%質量部であることが好ましく、0.1%質量部〜8.0%質量部であることがより好ましい。被覆量が上記数値範囲内であれば、水性インキ組成物の分散や金属の溶出抑制を容易とすることができる。 About the pigment, the coating amount of the pigment surface-treated with the coating material is 0.01% by mass to 20% by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment mass after the surface treatment with the coating material. It is preferable that it is 0.1% by mass to 8.0% by mass. When the coating amount is within the above numerical range, it is possible to facilitate the dispersion of the water-based ink composition and the suppression of metal elution.
本発明において、無機酸化物で表面処理された顔料を用いる場合は、インキ中での分散安定性を考慮すれば、水性インキ組成物において、無機酸化物で表面処理された顔料は正の値または負の値の表面電荷を有することが好ましく、特にシリカを含む無機酸化物で処理された顔料を用いる場合は、負の値の表面電荷を有することが好ましく、アルミナを含む無機酸化物で処理された顔料を用いる場合は正の値を有することが好ましい。そのような顔料は、組成物において良好な分散性を呈するが、後述する顔料分散剤と組み合わせることによって、分散性や再分散性をさらに高めることができる。表面処理された顔料が上記の表面電荷を有する場合は、インキ中での分散安定性を考慮すると、表面処理された顔料は酸化チタンであることが好ましい。 In the present invention, when a pigment surface-treated with an inorganic oxide is used, in consideration of dispersion stability in the ink, the pigment surface-treated with the inorganic oxide in the aqueous ink composition has a positive value or It is preferable to have a negative surface charge, and in particular, when using a pigment treated with an inorganic oxide containing silica, it is preferred to have a negative surface charge and treated with an inorganic oxide containing alumina. When using a pigment, it is preferable to have a positive value. Such a pigment exhibits good dispersibility in the composition, but dispersibility and redispersibility can be further improved by combining with a pigment dispersant described later. When the surface-treated pigment has the above surface charge, the surface-treated pigment is preferably titanium oxide in consideration of dispersion stability in the ink.
顔料の平均粒子径は、0.01μm〜30μmであることが好ましく、0.05μm〜15μmであることがより好ましく、0.1μm〜5μmであることがさらに好ましい。顔料の平均粒子径が上記数値範囲内であれば、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体に筆記した際においても、顔料が前記繊維間の隙間に入り込みづらく、鮮明な発色性が得られやすいためである。また、平均粒子径が上記数値範囲内の顔料を含む水性インキ組成物をマーカーなどの筆記用具に使用した場合、インキ吐出性を向上させることができる。なお、顔料の平均粒子径は、一例としては、レーザー回折式粒度分布測定機(商品名「MicrotracHRA9320−X100」、日機装株式会社)を用いてレーザー回折法で測定される粒度分布の体積累積50%時の粒子径(D50)により測定することができる。本明細書では、顔料の「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、体積基準の平均粒子径のことを指すものとする。 The average particle diameter of the pigment is preferably 0.01 μm to 30 μm, more preferably 0.05 μm to 15 μm, and still more preferably 0.1 μm to 5 μm. If the average particle diameter of the pigment is within the above numerical range, even when writing on a writing material having a large gap between fibers such as paper and cloth, the pigment does not easily enter the gap between the fibers, and the clear color developability. It is because it is easy to obtain. In addition, when a water-based ink composition containing a pigment having an average particle diameter within the above numerical range is used for a writing instrument such as a marker, ink discharge properties can be improved. The average particle size of the pigment is, for example, 50% volume cumulative particle size distribution measured by a laser diffraction method using a laser diffraction particle size distribution analyzer (trade name “Microtrac HRA9320-X100”, Nikkiso Co., Ltd.). It can be measured by the particle size (D50) at the time. In the present specification, the “average particle diameter” of the pigment refers to an average particle diameter based on volume unless otherwise specified.
水性インキ組成物における顔料の含有量は、水性インキ組成物の総質量を基準として、1質量%〜40質量%であることが好ましく、2質量%〜30質量%であることがより好ましい。顔料の含有量が上記数値範囲内であれば、インキ吐出性の低下を防止することができるとともに、水性インキ組成物、およびそれを用いて形成させた筆跡の鮮明性や隠蔽性を維持することができる。 The content of the pigment in the water-based ink composition is preferably 1% by mass to 40% by mass, and more preferably 2% by mass to 30% by mass based on the total mass of the water-based ink composition. If the content of the pigment is within the above numerical range, it is possible to prevent a decrease in ink discharge properties and maintain the sharpness and concealment of the water-based ink composition and the handwriting formed using the same. Can do.
(顔料分散剤)
本発明の水性インキ組成物は、顔料分散剤を含むことが好ましい。顔料分散剤と顔料とを組み合せることによって、顔料同士が凝集することを抑制し、インキの安定性を高めることが可能である。本発明に用いられる顔料分散剤は、顔料の分散性を高める効果を奏するものであれば特に限定されないが、無機酸化物で表面処理された顔料を用いる場合は、顔料の分散安定性を考慮すると、アニオン性吸着基またはカチオン性吸着基を有する顔料分散剤を用いることが好ましい。
(Pigment dispersant)
The aqueous ink composition of the present invention preferably contains a pigment dispersant. By combining the pigment dispersant and the pigment, it is possible to suppress aggregation of the pigments and improve the stability of the ink. The pigment dispersant used in the present invention is not particularly limited as long as it has an effect of enhancing the dispersibility of the pigment. However, when using a pigment surface-treated with an inorganic oxide, the dispersion stability of the pigment is taken into consideration. It is preferable to use a pigment dispersant having an anionic adsorption group or a cationic adsorption group.
本発明の組成物にシリカを含む無機酸化物で表面処理された顔料を用いる場合は、顔料分散剤はカチオン性吸着基を有するものが好ましい。インキ組成物の安定性や安全性を考慮すると、酸塩基性は中性付近であることが好ましいが、この液性においてインキ組成物中の上記顔料は負の値の表面電荷を有するため、カチオン性吸着基が電気的引力によって顔料に吸着し易く、分散を容易とすることができる。
カチオン性吸着基を有する顔料分散剤としては、具体的にDISPERBYK−184、DISPERBYK−2055(以上、ビックケミー株式会社製)を挙げることができ、好ましく用いられる。本発明に用いられるカチオン性吸着基を有する顔料分散剤はこれらに限定されるものではない。顔料分散剤は、1種または複数種を用いることが可能である。
顔料の分散性をより考慮すれば、カチオン性吸着基を有する顔料分散剤は、DISPERBYK−184が特に好ましい。
When a pigment surface-treated with an inorganic oxide containing silica is used in the composition of the present invention, the pigment dispersant preferably has a cationic adsorption group. Considering the stability and safety of the ink composition, it is preferable that the acid basicity is near neutral. However, in this liquid property, the above pigment in the ink composition has a negative surface charge. The adsorptive adsorptive group can be easily adsorbed to the pigment by electric attraction and can be easily dispersed.
Specific examples of the pigment dispersant having a cationic adsorptive group include DISPERBYK-184 and DISPERBYK-2055 (manufactured by Big Chemie Co., Ltd.), which are preferably used. The pigment dispersant having a cationic adsorption group used in the present invention is not limited to these. One or more pigment dispersants can be used.
In consideration of the dispersibility of the pigment, DISPERBYK-184 is particularly preferable as the pigment dispersant having a cationic adsorption group.
また、組成物にアルミナを含む無機酸化物で表面処理された顔料を用いる場合は、顔料分散剤はアニオン性吸着基を有することが好ましい。前記酸塩基性において、上記顔料は正の値の表面電荷を有するため、アニオン性吸着基が電気的引力によって顔料に吸着し易く、分散を容易とすることができる。
アニオン性吸着基を有する顔料分散剤としては、具体的にDISPERBYK−190、DISPERBYK−194N、DISPERBYK−2010(以上、ビックケミー株式会社製)を挙げることができ、好ましく用いられる。本発明に用いられるアニオン性吸着基を有する顔料分散剤はこれらに限定されるものではない。顔料分散剤は、1種または2種以上を用いることが可能である。顔料の分散性をより考慮すれば、アニオン性吸着基を有する顔料分散剤は、DISPERBYK−190が特に好ましい。
Moreover, when using the pigment surface-treated with the inorganic oxide containing an alumina for a composition, it is preferable that a pigment dispersant has an anionic adsorption group. In the acid basicity, since the pigment has a positive surface charge, the anionic adsorptive group is easily adsorbed to the pigment by electric attraction, and can be easily dispersed.
Specific examples of the pigment dispersant having an anionic adsorptive group include DISPERBYK-190, DISPERBYK-194N, DISPERBYK-2010 (manufactured by Big Chemie Co., Ltd.) and are preferably used. The pigment dispersant having an anionic adsorptive group used in the present invention is not limited to these. One or two or more pigment dispersants can be used. In consideration of the dispersibility of the pigment, DISPERBYK-190 is particularly preferable as the pigment dispersant having an anionic adsorption group.
本発明における顔料分散剤の含有量は、有効成分の固形分換算で、0.01質量%〜5質量%であることが好ましく、0.05質量%〜3質量%であることがより好ましい。また、前記着色剤のインキ組成物全量に対する総含有量をA、顔料分散剤のインキ組成物全量に対する総含有量をBとすると、B/Aは、0.005≦B/A≦0.5であることが好ましく、0.01≦B/A≦0.2であることがさらに好ましい。顔料分散剤の含有量および、顔料分散剤の含有量と着色剤の含有量との比が上記数値範囲内であると、顔料の分散性が良好となり、インキ組成物の粘度が過度に高くなることを抑制することができる。 The content of the pigment dispersant in the present invention is preferably 0.01% by mass to 5% by mass and more preferably 0.05% by mass to 3% by mass in terms of solid content of the active ingredient. Further, when the total content of the colorant with respect to the total amount of the ink composition is A and the total content of the pigment dispersant with respect to the total amount of the ink composition is B, B / A is 0.005 ≦ B / A ≦ 0.5. It is preferable that 0.01 ≦ B / A ≦ 0.2. When the pigment dispersant content and the ratio of the pigment dispersant content to the colorant content are within the above numerical range, the dispersibility of the pigment becomes good and the viscosity of the ink composition becomes excessively high. This can be suppressed.
(浸透剤)
本発明の水性インキ組成物は、浸透剤を含んでなる。前記浸透剤は、ぬれ性の改善効果やインキ組成物への溶解安定性を考慮すると、4〜18のHLB値を有する界面活性剤であることが好ましく、6〜15のHLB値であることがより好ましく、7〜11のHLB値であることが特に好ましい。ここで、本実施形態において用いられる界面活性剤のHLB値は、グリフィンが提唱した化合物の親水性を評価する値であり、下記の式(1)によって算出される値をいう。グリフィン法によるHLB値は、0〜20の範囲内の値を示し、数値が大きい程、化合物が親水性であることを示す。
HLB値=20×(親水基の質量%)=20×(親水基の式量の総和/界面活性剤の分子量) ・・・(1)
本発明に用いられる浸透剤としては、構造中にアセチレン結合を有する界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、およびコハク酸系界面活性剤の中から、1種以上選択して用いることが好ましい。水性インキ組成物に上記のような界面活性剤を含有させることで、表面張力を下げて、フィルムなど非浸透性の記録媒体に対する水性インキ組成物のぬれ性を改善し、該非浸透性の記録媒体に対する筆跡カスレ・中抜けなどを良好として、筆記性を向上させることができる。
(Penetration agent)
The aqueous ink composition of the present invention comprises a penetrant. The penetrant is preferably a surfactant having an HLB value of 4 to 18 and an HLB value of 6 to 15 in view of the wettability improving effect and the dissolution stability in the ink composition. More preferably, an HLB value of 7 to 11 is particularly preferable. Here, the HLB value of the surfactant used in the present embodiment is a value for evaluating the hydrophilicity of the compound proposed by Griffin, and is a value calculated by the following formula (1). The HLB value according to the Griffin method shows a value in the range of 0 to 20, and the larger the value, the more hydrophilic the compound.
HLB value = 20 × (mass% of hydrophilic group) = 20 × (sum of formula weight of hydrophilic group / molecular weight of surfactant) (1)
As the penetrant used in the present invention, at least one selected from a surfactant having an acetylene bond in the structure, a fluorosurfactant, a silicon surfactant, and a succinic surfactant is selected. It is preferable to use it. By incorporating the surfactant as described above into the water-based ink composition, the surface tension is lowered to improve the wettability of the water-based ink composition with respect to a non-permeable recording medium such as a film, and the non-permeable recording medium The writing property can be improved by improving the handwriting scraping and hollowing out of the ink.
前記浸透剤の中でも、アセチレン結合を有する界面活性剤は非常に安定性が高く、ぬれ性の改善効果を持続的に発揮することができ、該非浸透性の記録媒体に対する筆跡カスレ・中抜けなどを良好として、筆記性を向上させることができるため、好ましい。アセチレン結合を有する界面活性剤としては、例えば、アセチレンアルコール系界面活性剤、およびアセチレングリコール系界面活性剤等が挙げられる。特に、アセチレングリコール系界面活性剤は、気泡発生を抑制することに優れ、筆記の際の筆跡の泡立ちを抑えて、筆跡表面を平滑にする効果を奏しやすいため、好ましい。 Among the penetrants, surfactants having an acetylene bond are very stable and can continuously exhibit wettability improving effects, such as handwriting blurring and voids on the impermeable recording medium. As good, it is preferable because the writing property can be improved. Examples of the surfactant having an acetylene bond include acetylene alcohol surfactants and acetylene glycol surfactants. In particular, an acetylene glycol-based surfactant is preferable because it is excellent in suppressing the generation of bubbles, and it is easy to exert the effect of smoothing the surface of the handwriting by suppressing the foaming of the handwriting during writing.
具体的なアセチレン結合を有する界面活性剤としては、オルフィンD−10A、オルフィンD−10PG、オルフィンE1004、オルフィンE1010、オルフィンE1020、オルフィンE1030W、オルフィンPD−001、オルフィンPD−002W、オルフィンPD−004、オルフィンEXP.4001、オルフィンEXP.4200、オルフィンEXP.4123、オルフィンEXP.4300、サーフィノール61、サーフィノール82、サーフィノール104シリーズ、サーフィノール420、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485、サーフィノールSE、サーフィノールSE−F、サーフィノール2502、ダイノール604、ダイノール607、以上日信化学工業株式会社製、アセチレノールEH、アセチレノールEL、アセチレノールE13T、アセチレノールE40、アセチレノールE60、アセチレノールE81、アセチレノールE100、アセチレノールE200、アセチレノールE300、アセチレノール85、以上川研ファインケミカル株式会社製、を挙げることが可能であり、1種または2種以上を好ましく用いることができる。上記の界面活性剤の中では、ぬれ性の改善効果や筆跡の起泡抑制効果を考慮するとダイノール604、ダイノール607、サーフィノール2502が特に好ましい。 Specific surfactants having an acetylene bond include olphine D-10A, olphin D-10PG, olphin E1004, olphin E1010, olphin E1020, olphin E1030W, olphin PD-001, olphin PD-002W, olphin PD-004, Orphin EXP. 4001, Olfine EXP. 4200, Olfine EXP. 4123, Olfine EXP. 4300, Surfinol 61, Surfinol 82, Surfinol 104 series, Surfinol 420, Surfinol 440, Surfinol 465, Surfinol 485, Surfinol SE, Surfinol SE-F, Surfinol 2502, Dynal 604, Dynal 607 Manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., acetylenol EH, acetylenol EL, acetylenol E13T, acetylenol E40, acetylenol E60, acetylenol E81, acetylenol E100, acetylenol E200, acetylenol E300, acetylenol 85, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. 1 type or 2 types or more can be preferably used. Among the above surfactants, dynol 604, dynol 607, and surfinol 2502 are particularly preferable in consideration of wettability improvement effect and handwriting foaming suppression effect.
また、アセチレン結合を有する界面活性剤の含有量は、0.001質量%〜1.5質量%であることが好ましく、0.01質量%〜0.7質量%であることがより好ましい。含有量が上記数値範囲内であると、筆跡の泡立ち抑制性と、ぬれ性の向上とを両立させることができる。 In addition, the content of the surfactant having an acetylene bond is preferably 0.001% by mass to 1.5% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 0.7% by mass. When the content is in the above numerical range, it is possible to achieve both the suppression of foaming of handwriting and the improvement of wettability.
(βプロピオラクトン化合物)
本発明による水性インキ組成物は、βプロピオラクトン化合物を含んでなることが重要である。本発明におけるβプロピオラクトン化合物は、βプロピオラクトン環を有する化合物であり、インキ組成物において着色剤粒子や後述するポリオレフィン粒子や補色顔料と吸着し、着色剤の嵩高い凝集体を形成することにより、紙、布等の、繊維間に大きな隙間を有する被筆記体へ筆記した際、着色剤が前記繊維間の隙間を通って被筆記体内部へ浸透することを防ぎ、被筆記体の表面において着色剤を繊維に付着し易くして、筆跡の発色性を良好とするものである。また、非浸透面へ筆記した際は被筆記面へ吸着して、筆跡の定着性を向上させることができる。
また、βプロピオラクトン化合物は滑り止め効果を有するので、組成物により形成された筆跡上に筆記する際、筆跡上に手脂等の潤滑性物質が付着している場合においても、筆記体のインキ吐出部がスリップすることが抑制されるため、βプロピオラクトン化合物は、筆記の際に、筆跡が途切れることを抑制する効果をも有する。
本発明では、前記浸透剤と、βプロピオラクトン化合物を併用して用いることで、該非浸透性の記録媒体に対して、筆記性が向上するだけでなく、筆跡の定着性が向上すると同時に、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体においても、優れた発色性や筆跡の高い定着性を奏する筆記具用インキ組成物とすることができ、該非浸透面や浸透面のどちらにも良好に筆記することが可能である。
(Β-propiolactone compound)
It is important that the water-based ink composition according to the present invention comprises a β-propiolactone compound. The β-propiolactone compound in the present invention is a compound having a β-propiolactone ring, and adsorbs to the colorant particles, the polyolefin particles described later and complementary color pigments in the ink composition to form a bulky aggregate of the colorant. Thus, when writing on a writing material having a large gap between fibers, such as paper and cloth, the coloring agent is prevented from penetrating into the writing body through the gap between the fibers. The colorant is easily adhered to the fiber on the surface to improve the color development of the handwriting. Further, when writing on the non-penetrating surface, it can be adsorbed on the surface to be written and the fixability of the handwriting can be improved.
In addition, since β-propiolactone compound has an anti-slip effect, when writing on the handwriting formed from the composition, even when a lubricating substance such as hand grease is attached to the handwriting, Since it is suppressed that an ink discharge part slips, a beta propiolactone compound also has the effect which suppresses that a handwriting is interrupted in the case of writing.
In the present invention, by using the penetrant and a β-propiolactone compound in combination, not only the writing property is improved for the non-permeable recording medium, but also the fixability of the handwriting is improved. Even in a writing material having a large gap between fibers such as paper and cloth, it can be an ink composition for writing instruments that exhibits excellent color developability and high fixability of handwriting, both on the non-penetrating surface and the penetrating surface. It is possible to write well.
本発明においてβプロピオラクトン化合物は、上記効果を奏するものであれば特に限定されないが、炭素数10〜24の脂肪酸を構成原料とした、アルキルケテンダイマーであることが好ましい。脂肪酸の炭素数が上記数値範囲内であると、βプロピオラクトン化合物は着色剤と吸着して嵩高い凝集体を形成し易く、また、インキ組成物において安定に分散することが可能である。さらに、安定に分散することを考慮すれば、炭素数14〜20の脂肪酸を構成原料とした、アルキルケテンダイマーであることがより好ましい。また、アルキルケテンダイマーは、構成原料である脂肪酸の炭素数が上記範囲を満たせば、炭素数が異なる、複数種の脂肪酸を構成原料としても良い。
本発明に用いられるβプロピオラクトン化合物は、嵩高い凝集体の形成性と分散性をより考慮すれば、炭素数18の脂肪酸を構成原料に含むアルキルケテンダイマーであることが特に好ましい。
また、そのようなアルキルケテンダイマーは、平均粒子径0.1μm〜2.0μmを有することが好ましく、0.3μm〜1.5μmを有することがより好ましい。平均粒子径が該数値範囲内であれば、アルキルケテンダイマーは、着色剤等と共に嵩高い凝集体を形成し易く、また、良好なインキ吐出性を奏しやすい。
上記のアルキルケテンダイマーはエマルションとして用いられることが好ましく、高い経時安定性を維持することが可能である。
In the present invention, the β-propiolactone compound is not particularly limited as long as it exhibits the above effects, but is preferably an alkyl ketene dimer using a fatty acid having 10 to 24 carbon atoms as a constituent raw material. When the number of carbon atoms of the fatty acid is within the above numerical range, the β-propiolactone compound is easily adsorbed with the colorant to form a bulky aggregate, and can be stably dispersed in the ink composition. Furthermore, in consideration of stable dispersion, an alkyl ketene dimer using a fatty acid having 14 to 20 carbon atoms as a constituent raw material is more preferable. In addition, the alkyl ketene dimer may use a plurality of types of fatty acids having different carbon numbers as the constituent raw material as long as the carbon number of the fatty acid as the constituent raw material satisfies the above range.
The β-propiolactone compound used in the present invention is particularly preferably an alkyl ketene dimer containing a fatty acid having 18 carbon atoms as a constituent raw material in consideration of the formability and dispersibility of bulky aggregates.
Moreover, such an alkyl ketene dimer preferably has an average particle size of 0.1 μm to 2.0 μm, and more preferably 0.3 μm to 1.5 μm. When the average particle diameter is within the numerical range, the alkyl ketene dimer tends to form a bulky aggregate together with the colorant and the like, and it is easy to achieve good ink ejection properties.
The alkyl ketene dimer is preferably used as an emulsion, and can maintain high stability over time.
本発明に用いられるアルキルケテンダイマーとしては、具体的に、サイズ剤AD1602、サイズ剤AD1604、サイズ剤AD1612、サイズ剤AD1635、サイズ剤AD1638(以上、脂肪酸の炭素数が18のアルキルケテンダイマー)、サイズ剤AD1606、サイズ剤AD1608、サイズ剤AD1640(以上、脂肪酸の炭素数が16と18の混合品であるアルキルケテンダイマー)、サイズ剤AD1645(脂肪酸の炭素数が16であるアルキルケテンダイマー)(以上、星光PMC株式会社製)等が挙げられ、1種または2種以上を好ましく用いることができる。 Specific examples of the alkyl ketene dimer used in the present invention include a sizing agent AD1602, a sizing agent AD1604, a sizing agent AD1612, a sizing agent AD1635, a sizing agent AD1638 (and above, an alkyl ketene dimer having 18 fatty acid carbon atoms), and a size. Agent AD1606, sizing agent AD1608, sizing agent AD1640 (and above, alkyl ketene dimer having a fatty acid carbon number of 16 and 18), sizing agent AD1645 (alkyl ketene dimer having 16 fatty acid carbon atoms) (and above, 1 type or 2 or more types can be preferably used.
βプロピオラクトン化合物の含有量は、インキ組成物全量に対して0.1質量%〜4質量%とすることが好ましく、さらには、0.5質量%〜2.5質量%でることがより好ましい。含有量が上記数値範囲内であると、インキ粘度が高くなりすぎること、ならびに筆記する際のインキ吐出性の低下を防止することができる。 The content of the β-propiolactone compound is preferably 0.1% by mass to 4% by mass with respect to the total amount of the ink composition, and more preferably 0.5% by mass to 2.5% by mass. preferable. When the content is within the above numerical range, it is possible to prevent the ink viscosity from being excessively high and the ink dischargeability from being lowered when writing.
前記着色剤のインキ組成物全量に対する総含有量と、後述する補色顔料のインキ組成物全量に対する総含有量との和をA、βプロピオラクトン化合物のインキ組成物全量に対する総含有量をBとした場合、0.005≦B/A≦0.5の範囲であることが好ましく、0.02≦B/A≦0.3の関係であることが好ましい、より考慮すれば、0.05≦B/A≦0.25が好ましい。これは、上記数値範囲内であれば、着色剤が被筆記面の表面に、より定着し易くなり、発色性を良好とすると共に、インキ組成物の粘度が高くなりすぎず、インキ吐出性を良好とし、優れた筆記性としやすいためである。 A is the sum of the total content of the colorant with respect to the total amount of the ink composition and the total content of the complementary color pigment described below with respect to the total amount of the ink composition, and B is the total content of the β-propiolactone compound with respect to the total amount of the ink composition. In this case, the range of 0.005 ≦ B / A ≦ 0.5 is preferable, and the relationship of 0.02 ≦ B / A ≦ 0.3 is preferable. B / A ≦ 0.25 is preferable. If it is within the above numerical range, the colorant can be more easily fixed on the surface of the writing surface, the color developability is good, the viscosity of the ink composition does not become too high, and the ink discharge property is improved. This is because it is good and easy to have excellent writing properties.
(難水溶性樹脂)
本発明による水性インキ組成物は、難水溶性樹脂を含んでなることが好ましい。難水溶性樹脂とは、水への溶解度(水100gに対する溶質の量)が、1.0g未満である樹脂であり、インキ組成物において、前記の、嵩高い凝集体、着色剤、および後述するポリオレフィン粒子に対して結合し、筆記の際、被筆記面へ接着することで、筆跡の、定着性や耐擦性を向上させ、筆跡の発色性を向上させるものである。そのため、本発明の水性インキ組成物においては、βプロピオラクトン化合物と、難水溶性樹脂とを併用することで、より筆跡の定着性と発色性が向上するため、両者を併用することが好ましい。
本発明において難水溶性樹脂は、エマルション、またはディスパーションとして用いることが好ましく、これによって難水溶性樹脂は安定した分散状態をとることができる。
(Slightly water-soluble resin)
The water-based ink composition according to the present invention preferably comprises a hardly water-soluble resin. The poorly water-soluble resin is a resin having a solubility in water (amount of solute with respect to 100 g of water) of less than 1.0 g. In the ink composition, the above-described bulky aggregate, colorant, and those described later. By bonding to the polyolefin particles and adhering to the writing surface during writing, the fixability and abrasion resistance of the handwriting are improved, and the coloring property of the handwriting is improved. Therefore, in the water-based ink composition of the present invention, the combination of a β-propiolactone compound and a poorly water-soluble resin improves the handwriting fixability and color developability. .
In the present invention, the poorly water-soluble resin is preferably used as an emulsion or a dispersion, whereby the poorly water-soluble resin can take a stable dispersed state.
本発明のインキ組成物に用いられる難水溶性樹脂としては、具体的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、アルキッド樹脂、ケトン樹脂、スルフォアミド樹脂、マレイン酸樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン酢ビ樹脂、塩ビ−-酢ビ樹脂、スチレンとマレイン酸エステルとの共重合体、スチレン−アクリロニトリル樹脂、シアネート変性ポリアルキレングリコール、エステルガム、キシレン樹脂、尿素樹脂、尿素アルデヒド樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン系樹脂やその水添化合物、ロジンフェノール樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルキルエーテル、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、シクロヘキサノン系樹脂等が挙げることができ、好ましく用いることができる。これらは、1種または2種以上を用いることが可能である。
筆跡の発色性や筆跡の定着性、耐擦性の向上を考慮すれば、本発明の組成物はポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、およびポリエステル樹脂から1種以上を選択して含むことがより好ましい。上記筆跡性能をより考慮すれば、組成物はポリオレフィン樹脂またはアクリル樹脂を含むことがさらに好ましく、ポリオレフィン樹脂を含むことが特に好ましい。
本発明のインキ組成物は、ポリオレフィン樹脂またはアクリル樹脂を含むことにより、良好な発色性と、高い、筆跡の定着性および耐擦性を両立することができ、このような効果は、βプロピオラクトン化合物と上記難水溶性樹脂を併用することにより効果的に発現する。
Specific examples of the poorly water-soluble resin used in the ink composition of the present invention include acrylic resins, urethane resins, styrene-butadiene resins, alkyd resins, ketone resins, sulfoamide resins, maleic acid resins, and polyvinyl acetate resins. , Ethylene vinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate resin, copolymer of styrene and maleate ester, styrene-acrylonitrile resin, cyanate modified polyalkylene glycol, ester gum, xylene resin, urea resin, urea aldehyde resin, phenol resin , Alkylphenol resin, terpene phenol resin, rosin resin and its hydrogenated compounds, rosin phenol resin, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyvinyl alkyl ether, polyamide resin, polyolefin resin, nylon resin, polyester resin And cyclohexanone-based resins, and the like can be preferably used. These can be used alone or in combination of two or more.
In consideration of improvement in handwriting color development, handwriting fixability, and abrasion resistance, the composition of the present invention may contain at least one selected from polyolefin resins, acrylic resins, nylon resins, and polyester resins. preferable. In consideration of the handwriting performance, the composition further preferably contains a polyolefin resin or an acrylic resin, and particularly preferably contains a polyolefin resin.
By including a polyolefin resin or an acrylic resin, the ink composition of the present invention can achieve both good color developability and high handwriting fixability and abrasion resistance. It is effectively expressed by the combined use of a lactone compound and the poorly water-soluble resin.
本発明に用いられるポリオレフィン樹脂としては、エチレン、プロピレン、またはブテン、等のオレフィンをモノマーとした重合体の他、オレフィンとオレフィン以外のモノマーとの重合体や、変性物が挙げられ、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンブテン共重合体、プロピレンブテン共重合体、エチレンプロピレンブテン共重合体や、エチレンとアクリル酸との共重合体、エチレンとメタクリル酸との共重合体、エチレンと無水マレイン酸との共重合体、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体等を好ましく用いることができる。水性インキ組成物の発色性や定着性をより考慮すれば、インキ組成物に用いられるポリオレフィン樹脂としては、エチレンとアクリル酸との共重合物がより好ましく、さらには、エチレンとアクリル酸との共重合物を変性し、自己乳化型としたものが特に好ましい。
本発明に好適なポリオレフィン樹脂の具体例としては、エチレンとアクリル酸との共重合物をアルカリ中和し、自己乳化型としたポリオレフィン樹脂(住友精化株式会社製、製品名:ザイクセン Aタイプ、Lタイプ、Nタイプ)や、変性ポリオレフィン樹脂(ユニチカ株式会社製、製品名:アローベース Cシリーズ、Dシリーズ、Sシリーズ)を挙げることができる。
Examples of the polyolefin resin used in the present invention include polymers made of olefins such as ethylene, propylene, or butene, polymers of olefins and monomers other than olefins, and modified products. Is polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene propylene copolymer, ethylene butene copolymer, propylene butene copolymer, ethylene propylene butene copolymer, copolymer of ethylene and acrylic acid, copolymer of ethylene and methacrylic acid. A polymer, a copolymer of ethylene and maleic anhydride, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, or the like can be preferably used. In consideration of the color developability and fixability of the water-based ink composition, the polyolefin resin used in the ink composition is more preferably a copolymer of ethylene and acrylic acid, and more preferably a copolymer of ethylene and acrylic acid. Particularly preferred is a polymer modified to a self-emulsifying type.
Specific examples of the polyolefin resin suitable for the present invention include a polyolefin resin (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., product name: Syxen A type, which is obtained by alkali neutralizing a copolymer of ethylene and acrylic acid and making it a self-emulsifying type. L type, N type) and modified polyolefin resin (manufactured by Unitika Ltd., product names: Arrow Base C series, D series, S series).
また、本発明に用いられるアクリル樹脂は、繰り返し単位にアクリル酸またはメタクリル酸を含むポリマーであり、単独あるいは複数種のアクリル樹脂を用いることが可能である。具体的には、アクリル酸エステル樹脂、アクリルスチレン樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルニトリル樹脂、アクリルスチレンニトリル樹脂、アクリル酢ビ樹脂、メタクリル酸エステル樹脂などを好ましく用いることができる。これらのアクリル樹脂の中でも、より筆跡の定着性、耐擦性を向上させることを考慮すれば、アクリルスチレン樹脂が好ましく、さらに好ましくは、自己架橋型のアクリルスチレン共重合樹脂が好ましい。 The acrylic resin used in the present invention is a polymer containing acrylic acid or methacrylic acid in the repeating unit, and it is possible to use a single type or a plurality of types of acrylic resins. Specifically, acrylic ester resins, acrylic styrene resins, acrylic silicon resins, acrylic urethane resins, acryl nitrile resins, acrylic styrene nitrile resins, acrylic vinyl acetate resins, methacrylic ester resins, and the like can be preferably used. Among these acrylic resins, an acrylic styrene resin is preferable, and a self-crosslinking acrylic styrene copolymer resin is more preferable in view of further improving the fixability and scuff resistance of handwriting.
上記アクリル樹脂の分子量は特に限定されないが、一般に質量平均分子量で1,000〜1,000,000のものが用いられる。 Although the molecular weight of the acrylic resin is not particularly limited, those having a mass average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 are generally used.
本発明に用いることができるアクリル樹脂としては具体的には、JONCRYLシリーズ(BASF株式会社製)、プライマルACシリーズ(ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製)、JSRAEシリーズ(JSR株式会社製)、モビニールシリーズ(日本合成化学工業株式会社製)ニカゾールシリーズ(日本カーバイド工業株式会社製)、ウルトラゾールシリーズ(アイカ工業株式会社製)などが挙げられる。 Specific examples of the acrylic resin that can be used in the present invention include the JONCRYL series (manufactured by BASF Corporation), the primal AC series (manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd.), the JSRAE series (manufactured by JSR Corporation), Examples include the vinyl series (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), the nicazole series (manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.), the ultrasol series (manufactured by Aika Industry Co., Ltd.), and the like.
また、本発明に用いられるナイロン樹脂やポリエステル樹脂は、インキ組成物の発色性や筆跡の定着性、及び耐擦性、の向上の効果を奏するものであれば特に限定されず、ナイロン樹脂としては、アミド結合の繰り返し単位と、脂肪族骨格とを有する重合体であって、例えば、共重合ナイロンであるセポルジョンPA(住友精化株式会社製)を挙げることが可能であり、ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合物である飽和共重合ポリエステル樹脂(ユニチカ株式会社製、製品名:エリーテルKAシリーズ、KTシリーズ)が挙げられ、いずれも好ましく用いられる。 The nylon resin or polyester resin used in the present invention is not particularly limited as long as it exhibits the effect of improving the color developability of the ink composition, the fixability of the handwriting, and the abrasion resistance. , A polymer having a repeating unit of an amide bond and an aliphatic skeleton, and for example, Sepoljon PA (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.), which is a copolymer nylon, can be mentioned, and as a polyester resin, For example, a saturated copolymerized polyester resin (product name: Elitel KA series, KT series, manufactured by Unitika Ltd.), which is a polycondensate of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol, can be mentioned, and any of them is preferably used.
難水溶性樹脂の含有量は、インキ組成物全量に対して0.1質量%〜10質量%とすることが好ましく、さらには、0.2質量%〜5質量%でることがより好ましい。より好ましくは、0.5〜3質量%である。また、前記、βプロピオラクトン化合物の、インキ組成物全量に対する総含有量をA、前記難水溶性樹脂のインキ組成物全量に対する総含有量をBとした場合、0.1≦B/A≦5の範囲であることが好ましく、0.3≦B/A≦2の関係であることが好ましい、より考慮すれば、0.5≦B/A≦1.5が好ましい。難水溶性樹脂の含有量や、難水溶性樹脂の含有量とβプロピオラクトン化合物の含有量との比が上記数値範囲内であれば、より着色剤の被筆記面への定着性が高まると共に、優れた筆記性としやすいためである。 The content of the hardly water-soluble resin is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the ink composition, and more preferably 0.2% by mass to 5% by mass. More preferably, it is 0.5-3 mass%. Further, when the total content of the β-propiolactone compound with respect to the total amount of the ink composition is A and the total content of the slightly water-soluble resin with respect to the total amount of the ink composition is B, 0.1 ≦ B / A ≦ The range of 5 is preferable, and the relationship of 0.3 ≦ B / A ≦ 2 is preferable. Considering more, 0.5 ≦ B / A ≦ 1.5 is preferable. If the content of the hardly water-soluble resin or the ratio of the hardly water-soluble resin content to the β-propiolactone compound content is within the above numerical range, the fixability of the colorant to the writing surface is further increased. At the same time, it is easy to achieve excellent writing properties.
(溶媒)
溶媒としては、水、および水と有機溶剤との混合溶媒が挙げられる。水としては、イオン交換水、蒸留水および水道水などの慣用の水を用いることができる。また、水と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合、有機溶剤としては、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノールなどを用いることができる。グリセリン、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などの比較的沸点の高いジオール類またはトリオール類を用いることができるが、その配合量は少ないことが好ましい。なお、有機溶媒の含有率は、溶媒の総質量に対して、1質量%〜30質量%であることが好ましく、1質量%〜20質量%であることがより好ましい。特にジオール類またはトリオール類の含有率は1質量%〜10質量%であることが好ましい。有機溶媒の含有率が溶媒の総質量に対して上記数値範囲内であれば、良好な、ドライアップ性能と筆跡乾燥性を両立させることができる。
(solvent)
Examples of the solvent include water and a mixed solvent of water and an organic solvent. Conventional water such as ion exchange water, distilled water, and tap water can be used as the water. When a mixed solvent of water and an organic solvent is used, ethanol, normal propanol, isopropanol, or the like can be used as the organic solvent. Although diols or triols having a relatively high boiling point such as glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol and the like can be used, it is preferable that the blending amount is small. In addition, it is preferable that the content rate of an organic solvent is 1 mass%-30 mass% with respect to the total mass of a solvent, and it is more preferable that it is 1 mass%-20 mass%. In particular, the content of diols or triols is preferably 1% by mass to 10% by mass. If the content of the organic solvent is within the above numerical range with respect to the total mass of the solvent, it is possible to achieve both good dry-up performance and handwriting dryness.
水性インキ組成物における溶媒の含有量は、組成物の総質量を基準として、20質量%〜90質量%であることが好ましく、30質量%〜80質量%であることがより好ましい。溶媒の含有量は、上記数値範囲内であれば、各成分を安定的に溶解または分散することができ、水性インキ組成物中で再分散性が容易な嵩高い凝集体を作ることができる。 The content of the solvent in the aqueous ink composition is preferably 20% by mass to 90% by mass and more preferably 30% by mass to 80% by mass based on the total mass of the composition. If the content of the solvent is within the above numerical range, each component can be stably dissolved or dispersed, and a bulky aggregate that is easily redispersible in an aqueous ink composition can be produced.
(ポリオレフィン樹脂粒子)
また、本発明のインキ組成物はポリオレフィン樹脂粒子を用いることによって、筆跡により高い、定着性や耐擦性を付与することができる。ポリオレフィン樹脂粒子とは、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ならびにそれらの混合物から成る、表面潤滑性を有する微粒子であり、筆跡が擦過等の外力を受けた際、筆跡に過剰な力が加わることを抑制するものであって、上述の難水溶性樹脂とは異なる種類のポリオレフィン樹脂である。
ポリオレフィンは、直鎖状ポリオレフィン、分岐鎖を有するポリオレフィン、官能基が導入された変性ポリオレフィンなどであってもよい。例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレンを用いる場合には、低密度ポリエチレン、直鎖状低分子ポリエチレン、高密度ポリエチレン、変性ポリエチレン、変性高密度ポリエチレンなどを用いることができる。これらのポリオレフィンの分子量は特に限定されないが、例えば質量平均分子量が500〜100,000であるポリオレフィンが好ましく、重量平均分子量が800〜5,000であることがさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂粒子の質量平均分子量が上記数値範囲内であれば、この水性インキ組成物をマーカーなどの筆記具に用いて筆記を行った場合に、形成される筆記線に対し、より高い滑性と、それに伴う高い耐擦性を付与することができ、良好な筆跡を得ることができる。ポリオレフィン樹脂粒子は、必要に応じてポリオレフィン以外の材料を含んでいてもよい。
そのため、前記難水溶性樹脂とポリオレフィン樹脂を併用して用いることで、筆跡の発色性や筆跡の定着性、耐擦性のより向上しやすいため、好ましく、特に、非浸透性の記録媒体に筆記する場合も、良好に筆記しやすい。
(Polyolefin resin particles)
Further, the ink composition of the present invention can impart higher fixability and abrasion resistance to the handwriting by using polyolefin resin particles. Polyolefin resin particles are fine particles with surface lubricity consisting of polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and mixtures thereof. When handwriting is subjected to external force such as rubbing, it prevents excessive force from being applied to the handwriting. This is a type of polyolefin resin different from the aforementioned poorly water-soluble resin.
The polyolefin may be a linear polyolefin, a polyolefin having a branched chain, a modified polyolefin having a functional group introduced therein, or the like. For example, when polyethylene is used as the polyolefin, low density polyethylene, linear low molecular weight polyethylene, high density polyethylene, modified polyethylene, modified high density polyethylene, and the like can be used. Although the molecular weight of these polyolefins is not particularly limited, for example, polyolefins having a mass average molecular weight of 500 to 100,000 are preferable, and the weight average molecular weight is more preferably 800 to 5,000. If the weight average molecular weight of the polyolefin resin particles is within the above numerical range, when this water-based ink composition is used for a writing instrument such as a marker, writing is performed with respect to the formed writing line, The high abrasion resistance accompanying it can be provided and a favorable handwriting can be obtained. The polyolefin resin particles may contain a material other than polyolefin as required.
For this reason, it is preferable to use the poorly water-soluble resin and the polyolefin resin in combination because the color development property of the handwriting, the fixability of the handwriting, and the abrasion resistance are more easily improved, and it is particularly preferable to write on the non-permeable recording medium. When writing, it is easy to write well.
ポリオレフィン樹脂粒子の形状は、特に限定されず、不定形、球状、針状、板状、方形など任意の形状をとることができる。 The shape of the polyolefin resin particles is not particularly limited, and can be any shape such as an indefinite shape, a spherical shape, a needle shape, a plate shape, or a square shape.
ポリオレフィン樹脂粒子の平均粒子径は、0.1μm〜35μmであることが好ましい。ポリオレフィン樹脂粒子の平均粒子径が上記数値範囲内であれば、この水性インキ組成物をマーカーなどの筆記具に用いて筆記を行った場合に、形成される筆記線に対し、より高い滑性と、それに伴う高い耐擦性を付与することができ、良好な筆跡を得ることができる。また、高い耐擦性を付与するという観点からは、0.1μm〜25μmであることがより好ましく、0.5μm〜20μmであることがさらに好ましく、0.5μm〜15μmであることが特に好ましい。ポリオレフィン樹脂粒子の平均粒子径は、コールターカウンター法により測定することができる。 The average particle diameter of the polyolefin resin particles is preferably 0.1 μm to 35 μm. If the average particle diameter of the polyolefin resin particles is within the above numerical range, when writing using this water-based ink composition for a writing instrument such as a marker, higher slipperiness with respect to the writing line formed, The high abrasion resistance accompanying it can be provided and a favorable handwriting can be obtained. Further, from the viewpoint of imparting high abrasion resistance, the thickness is more preferably 0.1 μm to 25 μm, further preferably 0.5 μm to 20 μm, and particularly preferably 0.5 μm to 15 μm. The average particle diameter of the polyolefin resin particles can be measured by a Coulter counter method.
本発明に用いることができるポリオレフィン樹脂粒子としては、具体的には、ケミパールWシリーズ、ケミパールMシリーズ(いずれも商品名、三井化学株式会社製)、CERAFLOURシリーズ、Aquacerシリーズ、Aquamatシリーズ(いずれも商品名、ビックケミー株式会社製)などが挙げられる。 Specific examples of polyolefin resin particles that can be used in the present invention include Chemipearl W series, Chemipearl M series (both trade names, manufactured by Mitsui Chemicals), CERAFLOUR series, Aquacer series, Aquamat series (both products) Name, manufactured by Big Chemie Co., Ltd.).
水性インキ組成物におけるポリオレフィン樹脂粒子の含有量は、水性インキ組成物の総質量を基準として、0.01質量%〜10質量%であることが好ましく、0.2質量%〜5質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜5質量%であると最も好ましい。ポリオレフィン樹脂粒子の含有量が上記数値範囲内であれば、インキ吐出性を維持することができるとともに、筆記線に対し、より高い滑性を付与することができる。 The content of the polyolefin resin particles in the water-based ink composition is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, and preferably 0.2% by mass to 5% by mass based on the total mass of the water-based ink composition. More preferably, it is most preferable in it being 0.5 mass%-5 mass%. When the content of the polyolefin resin particles is within the above numerical range, the ink ejection properties can be maintained, and higher slipperiness can be imparted to the writing lines.
(補色顔料)
本発明による水性インキ組成物は、得られる筆記線の色彩を調整するため、補色顔料を含んでいてもよい。特に、主たる顔料粒子として白色の酸化チタンを選択した場合、補色顔料との組み合わせにより種々の発色を実現できる。補色顔料は、特に限定されず、赤、青、黄、緑、白、黒など様々な色の顔料を用いることができ、また、該顔料を溶媒に分散させ、顔料分散体としたものを用いることが可能である。補色顔料としては、例えば、SPシリーズ(冨士色素株式会社製)、SANDYESUPERCOLOURシリーズ(山陽色素株式会社製)、EMACOLシリーズ(山陽色素株式会社製)、ルミコールシリーズ(日本蛍光化学株式会社製)MICROPIGMOシリーズ(オリヱント化学工業株式会社製)、WAシリーズ(大日精化工業株式会社製)などが挙げられる。
(Complementary color pigment)
The water-based ink composition according to the present invention may contain a complementary color pigment in order to adjust the color of the resulting writing line. In particular, when white titanium oxide is selected as the main pigment particles, various color developments can be realized by combining with complementary color pigments. The complementary color pigment is not particularly limited, and pigments of various colors such as red, blue, yellow, green, white, and black can be used, and a pigment dispersion is used by dispersing the pigment in a solvent. It is possible. Examples of complementary color pigments include the SP series (manufactured by Fuji Dye Co., Ltd.), the SANDYESUPERCOLOR series (manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.), the EMACOL series (manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.), the Lumicol series (manufactured by Nippon Fluorochemicals Co., Ltd.) and the MICROPIGMO series. (Manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), WA series (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) and the like.
水性インキ組成物における補色顔料の含有量は、水性インキ組成物の総質量を基準として、0.01質量%〜15質量%であることが好ましく、0.1質量%〜10質量%であることがより好ましい。 The content of the complementary color pigment in the water-based ink composition is preferably 0.01% by mass to 15% by mass, and preferably 0.1% by mass to 10% by mass based on the total mass of the water-based ink composition. Is more preferable.
(その他)
また、水性インキ組成物は、必要に応じて、体質材、防腐剤、消泡剤、防錆剤、pH調整剤、気泡抑制剤、気泡吸収剤、剪断減粘性付与剤および粘度調整剤などを含んでいてもよい。
(Other)
In addition, the water-based ink composition may contain a constitution material, an antiseptic agent, an antifoaming agent, a rust preventive agent, a pH adjuster, an air bubble inhibitor, an air bubble absorber, a shear thinning agent, a viscosity adjuster, and the like as necessary. May be included.
(筆記具用水性インキ組成物)
本発明による水性インキ組成物の粘度は低いことが好ましい。組成物の粘度の測定はE型回転粘度計(ブルックフィールド社製)を用いて行うことができる。具体的には、20℃における水性インキ組成物の粘度は、回転数が100rpm(剪断速度380sec−1)の条件で測定した場合、1〜100mPa・sであることが好ましく、2〜70mPa・sであることがより好ましい。さらに好ましくは5〜40mPa・sである。また、回転数が10rpm(剪断速度38sec−1)の条件で測定した場合、1〜600mPa・sであることが好ましく、5〜200mPa・sであることがより好ましい。さらに好ましくは、10〜100mP・sである。回転数が1rpm(剪断速度3.8sec−1)においては、1〜3000mPa・sであることが好ましく、10〜1500mPa・sであることがより好ましい。さらに好ましくは、20〜400mP・sである。水性インキ組成物の粘度が上記数値範囲内であれば、マーカーなどの筆記用具に使用した場合のインキ吐出性を向上させることができ、またフィルムなど非浸透性の記録媒体への筆記性が向上する。
(Water-based ink composition for writing instruments)
The viscosity of the water-based ink composition according to the present invention is preferably low. The viscosity of the composition can be measured using an E-type rotational viscometer (manufactured by Brookfield). Specifically, the viscosity of the water-based ink composition at 20 ° C. is preferably 1 to 100 mPa · s, and preferably 2 to 70 mPa · s when measured at a rotation speed of 100 rpm (shear speed 380 sec −1 ). It is more preferable that More preferably, it is 5-40 mPa * s. Moreover, when it measures on the conditions whose rotation speed is 10 rpm (shear rate 38sec < -1 >), it is preferable that it is 1-600 mPa * s, and it is more preferable that it is 5-200 mPa * s. More preferably, it is 10-100 mP * s. When the rotation speed is 1 rpm (shear speed 3.8 sec −1 ), it is preferably 1 to 3000 mPa · s, and more preferably 10 to 1500 mPa · s. More preferably, it is 20-400 mP * s. If the viscosity of the water-based ink composition is within the above numerical range, ink ejection properties when used in a writing instrument such as a marker can be improved, and writing performance on a non-permeable recording medium such as a film can be improved. To do.
水性インキ組成物の表面張力は、20℃環境下において、10〜35mN/mが好ましい。表面張力が上記数値範囲内であれば、筆記線の滲みや、紙への裏抜けを防ぐことができる傾向にあると共に、水性インキ組成物のぬれ性を改善し、該非浸透性の記録媒体に対する筆跡カスレ・中抜けなどを良好として、筆記性を向上させることができる。筆記性をより考慮すれば、水性インキ組成物の表面張力は、20〜30mN/mが好ましく、特に、本発明においては、アセチレン結合を構造中に有した界面活性剤は、水性インキ組成物の表面張力の調整に好適であるため、用いることが好ましい。
なお、表面張力は、20℃環境下において、協和界面科学株式会社製の表面張力計測器を用い、白金プレートを用いて、垂直平板法によって測定して求められる。
The surface tension of the water-based ink composition is preferably 10 to 35 mN / m in a 20 ° C. environment. If the surface tension is within the above numerical range, it tends to be able to prevent bleeding of writing lines and paper back-through and improve the wettability of the water-based ink composition. Writability can be improved with good handwriting and voids. In consideration of writability, the surface tension of the water-based ink composition is preferably 20 to 30 mN / m. In particular, in the present invention, the surfactant having an acetylene bond in the structure is the water-based ink composition. Since it is suitable for adjustment of surface tension, it is preferable to use it.
The surface tension is determined by measuring by a vertical plate method using a platinum plate with a surface tension measuring instrument manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. in a 20 ° C. environment.
水性インキ組成物のpHは、6〜10であることが好ましく、7〜9であることがより好ましい。水性インキ組成物のpHが上記数値範囲内であれば、インキ組成物の変色や過度な高粘度化を抑制することが可能であり、また、インキ組成物に、シリカまたはアルミナ、を有する無機酸化物で処理された顔料を用いる場合、前記顔料分散剤をさらに用いることによって、顔料の分散性をより向上させることができる。
本発明において、pHの値は、例えばIM−40S型pHメーター(東亜ディーケーケー株式会社製)により20℃にて測定することができる。
The pH of the water-based ink composition is preferably 6 to 10, and more preferably 7 to 9. If the pH of the water-based ink composition is within the above numerical range, it is possible to suppress discoloration and excessive viscosity increase of the ink composition, and inorganic oxidation having silica or alumina in the ink composition. When using a pigment treated with a product, the dispersibility of the pigment can be further improved by further using the pigment dispersant.
In the present invention, the pH value can be measured at 20 ° C., for example, with an IM-40S type pH meter (manufactured by Toa DKK Corporation).
本願発明による水性インキ組成物が、優れた発色性と定着性を発現する理由は、詳細には解明されていないが、以下の様なメカニズムによるものと推定される。 The reason why the water-based ink composition according to the present invention exhibits excellent color developability and fixability has not been elucidated in detail, but is presumed to be due to the following mechanism.
水性インキ組成物として着色剤だけを溶媒に分散させた場合、この着色剤分散体は、プラスチック等、表面張力が低い非浸透面に筆記した際にはじかれやすい。このため、一般的には浸透剤を添加することによって、インキ組成物の表面張力を下げ、非浸透面への濡れ性を向上させている。
しかしその一方で、分散の際に、着色剤の溶媒濡れが容易となって、着色剤が微細な粒子へ解砕されるために、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体に筆記した際には、着色剤が紙、布等の繊維間の隙間を通って被筆記部分周辺や被筆記体内部に入り込み、筆跡の発色性が低下してしまう。
When only a colorant is dispersed in a solvent as a water-based ink composition, the colorant dispersion is easily repelled when written on a non-penetrating surface having a low surface tension such as plastic. For this reason, generally, by adding a penetrating agent, the surface tension of the ink composition is lowered and the wettability to the non-penetrating surface is improved.
However, on the other hand, during dispersion, the solvent of the colorant becomes easy to wet, and the colorant is crushed into fine particles. When writing, the colorant enters the periphery of the writing portion or the inside of the writing body through the gaps between the fibers of paper, cloth, etc., and the coloring property of the handwriting is lowered.
本発明における水性インキ組成物は、さらにβプロピオラクトン化合物を組み合わせて、このような課題を解決したものである。 The water-based ink composition in the present invention solves such problems by further combining a β-propiolactone compound.
本発明による水性インキ組成物の場合、解砕された着色剤粒子とβプロピオラクトンとが吸着し、嵩高い凝集体が形成される。この結果、紙、布等の繊維間の隙間が大きい被筆記体に筆記した際には、嵩高い凝集体は繊維間の隙間を通過することなく、被筆記面の表面において繊維に吸着し、また、非浸透面へ筆記した際においても、凝集体は被筆記面に吸着しやすいため、発色性や筆跡の定着性が良くなると考えられる。 In the case of the water-based ink composition according to the present invention, the crushed colorant particles and β-propiolactone are adsorbed to form a bulky aggregate. As a result, when writing on a writing material having a large gap between fibers such as paper and cloth, the bulky agglomerates adsorb to the fiber on the surface of the writing surface without passing through the gap between fibers, Further, even when writing on the non-penetrating surface, the aggregates are likely to be adsorbed on the surface to be written, so it is considered that the color developability and the fixability of the handwriting are improved.
さらに、難水溶性樹脂を用いることにより、難水溶性樹脂は、着色剤や嵩高い凝集体と結合することによって、着色剤や嵩高い凝集体の、定着性や耐擦性をより高めることができるため、筆跡の発色性をさらに向上させることができる。 Furthermore, by using a poorly water-soluble resin, the poorly water-soluble resin can improve the fixability and abrasion resistance of the colorant and bulky aggregates by binding to the colorant and bulky aggregates. Therefore, the color development of handwriting can be further improved.
また、本発明による水性インキ組成物は、ポリオレフィン樹脂粒子を含むことにより、耐擦性が著しく改良される。この理由は、以下の様な理由によるものと推定される。本発明による水性インキ組成物を用いて形成させた筆跡は、被筆記表面に前記した嵩高い凝集体とポリオレフィン樹脂粒子とが配置されることで形成されている。ポリオレフィン樹脂粒子の表面は摩擦抵抗が小さいため、筆跡表面が擦過された際には、筆跡へ過剰な外力が加わることが抑制され、筆跡が剥がれるなどの影響を受けない。そして、擦過が進むと、ポリオレフィン樹脂粒子に力が加わることや摩擦熱などにより変形して、筆跡表面を被覆していく。この結果、筆跡表面がポリオレフィン樹脂で被覆され、ポリオレフィン樹脂により、筆跡表面の摩擦係数が低くなり、筆跡が保護されるものと推定される。 In addition, the water-based ink composition according to the present invention is remarkably improved in abrasion resistance by containing polyolefin resin particles. This reason is presumed to be due to the following reasons. The handwriting formed using the water-based ink composition according to the present invention is formed by arranging the above-described bulky aggregate and polyolefin resin particles on the surface of the writing. Since the surface of the polyolefin resin particles has low frictional resistance, when the handwriting surface is abraded, excessive external force is suppressed from being applied to the handwriting and is not affected by peeling of the handwriting. Then, as the rubbing progresses, force is applied to the polyolefin resin particles and deformation occurs due to frictional heat and the like, thereby covering the surface of the handwriting. As a result, it is presumed that the surface of the handwriting is coated with the polyolefin resin, and the coefficient of friction on the surface of the handwriting is lowered and the handwriting is protected by the polyolefin resin.
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。 The water-based ink composition according to the present invention can be produced by any conventionally known method. Specifically, it can be produced by blending the necessary amounts of the above components and mixing them with various agitators such as propeller agitation, homodisper, or homomixer, and various dispersers such as a bead mill.
(筆記具)
本発明の水性インキ組成物は、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芯またはボールペンチップなどをペン先としたマーキングペンやボールペン、金属製のペン先を用いた万年筆などの筆記具に用いることができる。その中でも、フィルムなど非浸透性の記録媒体に対する筆記性を良好にするには、ペン先が、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップから成るペン芯やボールペンチップであることが好ましい。さらには、マーキングペンまたはボールペンに用いることがより好ましい。特には、ボールペンに本発明の水性インキ組成物を用いた場合、該ボールペンで本発明の組成物によって形成された筆跡上に筆記する際に、筆跡上に手脂等が付着している場合においても、βプロピオラクトン化合物の有する滑り止め効果によりボールペンチップのボールが滑りにくくなり、筆跡途切れが抑制されるため、本発明の組成物はボールペンに特に好ましく用いられる。
前記ペン芯の気孔径は、嵩高い凝集体が通過できる程度の気孔径であれば任意に設定することが可能で有り、気孔率は、50〜80%とすることが好ましい。前記ペン芯の気孔率が上記数値範囲内であれば、前記顔料の目詰まりがなく、適切なインキ吐出量を維持することができる。
(Writing instrument)
The water-based ink composition of the present invention is used for a writing pen such as a fountain pen using a marking pen, a ball-point pen, or a metal pen point, such as a fiber tip, a felt tip, a plastic tip, or a pen tip or a ball-point tip. Can do. Among these, in order to improve the writing property with respect to a non-permeable recording medium such as a film, the pen tip is preferably a pen core or a ballpoint pen tip made of a fiber chip, a felt chip, or a plastic chip. Furthermore, it is more preferable to use it for a marking pen or a ballpoint pen. In particular, when the water-based ink composition of the present invention is used for a ballpoint pen, when writing on the handwriting formed by the composition of the present invention with the ballpoint pen, when hand grease or the like is attached to the handwriting However, since the anti-slip effect of the β-propiolactone compound makes the ball of the ball-point pen tip difficult to slip and the handwriting break is suppressed, the composition of the present invention is particularly preferably used for the ball-point pen.
The pore diameter of the pen core can be arbitrarily set as long as the bulky aggregate can pass through, and the porosity is preferably 50 to 80%. When the porosity of the pen core is within the above numerical range, the pigment is not clogged and an appropriate ink discharge amount can be maintained.
本発明の筆記具は、水性インキ組成物を直に充填する構成のものであってもよく、水性インキ組成物を充填することのできるインキ収容体またはインキ吸蔵体を備えるものであってもよい。また、着色剤を再分散させるために、インキ収容体にはインキを攪拌する攪拌ボールなどの攪拌体を内蔵することが好ましい。さらに、前記攪拌体の形状は、球状体、棒状体などが挙げられる。攪拌体の材質は特に限定されるものではないが、具体例としては、金属、セラミック、樹脂、硝子などを挙げることができ、これらの中でも、着色剤を再分散させるための攪拌力、を考慮すれば、金属材質を用いることが好ましく、コストを考慮すれば、硝子材料を用いることが好ましい。なお、撹拌体は、複数個、複数種類の材質を用いても良い。 The writing instrument of the present invention may be configured to be directly filled with a water-based ink composition, or may be provided with an ink container or ink occlusion body that can be filled with a water-based ink composition. In order to redisperse the colorant, the ink container preferably contains a stirring body such as a stirring ball for stirring the ink. Furthermore, examples of the shape of the stirring body include a spherical body and a rod-shaped body. The material of the stirrer is not particularly limited, but specific examples include metal, ceramic, resin, glass, etc. Among these, considering the stirring force for redispersing the colorant In this case, it is preferable to use a metal material, and considering the cost, it is preferable to use a glass material. In addition, you may use multiple types and several types of materials for a stirring body.
本発明の筆記具の出没機構は、特に限定されず、ペン先を覆うキャップを備えたキャップ式、ノック式、回転式およびスライド式などが挙げられる。また、軸筒内にペン先を収容可能な出没式であってもよい。 The appearance mechanism of the writing instrument of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a cap type, a knock type, a rotary type, and a slide type that include a cap that covers the pen tip. Further, it may be a retractable type that can accommodate the pen tip in the shaft cylinder.
また、筆記具におけるインキ供給機構についても特に限定されるものではなく、例えば、(1)繊維束などからなるインキ誘導芯をインキ流量調節部材として備え、水性インキ組成物をペン先に供給する機構、(2)櫛溝状のインキ流量調節部材を備え、これを介在させ、水性インキ組成物をペン先に供給する機構、(3)弁機構によるインキ流量調節部材を備え、水性インキ組成物をペン先に供給する機構、および(4)ペン先を具備したインキ収容体または軸筒より、水性インキ組成物を直接、ペン先に供給する機構などを挙げることができる。 Further, the ink supply mechanism in the writing instrument is not particularly limited, for example, (1) a mechanism for supplying an ink guide core composed of a fiber bundle or the like as an ink flow rate adjusting member, and supplying a water-based ink composition to the pen tip; (2) A comb groove-shaped ink flow rate adjusting member is provided, and a mechanism for interposing the ink flow rate adjusting member to supply the water-based ink composition to the pen tip. (3) An ink flow rate adjusting member by a valve mechanism is provided. Examples thereof include a mechanism for supplying the ink composition first, and (4) a mechanism for supplying the water-based ink composition directly to the pen tip from the ink container or the shaft cylinder provided with the pen tip.
一実施形態において、筆記具は、マーキングペンであり、ペン先は、特に限定されず、例えば、繊維チップ、フェルトチップまたはプラスチックチップなどであってよく、さらに、その形状は、砲弾型、チゼル型または筆ペン型などであってよい。 In one embodiment, the writing instrument is a marking pen, and the nib is not particularly limited, and may be, for example, a fiber chip, a felt chip, a plastic chip, or the like. It may be a brush pen type.
一実施形態において、筆記具は、ボールペンであり、インキ逆流防止体を備えたボールペンであることが好ましい。 In one embodiment, the writing instrument is a ballpoint pen, and is preferably a ballpoint pen provided with an ink backflow preventer.
本発明を諸例を用いて説明すると以下の通りである。
(実施例1)
下記原材料および配合量にて、室温で1時間攪拌混合することにより、筆記具用インキ組成物を得た。得られた水性インキ組成物の粘度をE型回転粘度計(DV−II+Pro、コーン型ローターCPE−42、ブルックフィールド社製)により測定し、その粘度を元に粘性指数を算出した。具体的には、20℃、剪断速度380sec−1(回転速度10rpm)における粘度は47.1mPa・sであり、剪断速度38sec−1(回転速度1rpm)における粘度は172mPa・sであった。
さらに、IM−40S型pHメーター(東亜ディーケーケー株式会社製)を用いて、20℃にて水性インキ組成物のpHを測定した結果、pHは8.3であった。
また、得られた水性インキ組成物の表面張力を、表面張力計測器(20℃環境下、垂直平板法、協和界面科学株式会社製)により測定したところ、29.5mN/mであった。
・着色剤 30質量%
(シリカ、アルミナにより表面処理された酸化チタン、平均粒子径0.26μm、堺化学工業株式会社製、商品名:GTR−100)
・浸透剤 0.4質量%
(アセチレン結合を有する界面活性剤、日信化学工業株式会社製、商品名:ダイノール604、HLB:8)
・顔料分散剤 1.5質量%
(カチオン性吸着基を有する顔料分散剤、固形分含有量52%、ビックケミー株式会社製、商品名:DISPER BYK−184)
・βプロピオラクトン化合物 10質量%
(炭素数18の脂肪酸を構成原料としたアルキルケテンダイマー、20%分散体、星光PMC株式会社製、商品名:サイズ剤AD1612)
・難水溶性樹脂 10質量%
(自己乳化型ポリオレフィンディスパージョン、固形分含有量25%、住友精化株式会社製、商品名:ザイクセンL)
・ジエチレングリコール 2質量%
・消泡剤 0.3質量%
(ビックケミー株式会社製、商品名BYK−024)
・防腐剤 0.2質量%
(ロンザジャパン株式会社製、商品名:プロキセルXL−2)
・イオン交換水 45.60質量%
The present invention will be described below with reference to various examples.
Example 1
An ink composition for writing instruments was obtained by stirring and mixing at room temperature for 1 hour with the following raw materials and blending amounts. The viscosity of the obtained water-based ink composition was measured with an E-type rotational viscometer (DV-II + Pro, cone-type rotor CPE-42, manufactured by Brookfield), and a viscosity index was calculated based on the viscosity. Specifically, the viscosity at 20 ° C. and a shear rate of 380 sec −1 (rotational speed of 10 rpm) was 47.1 mPa · s, and the viscosity at a shear rate of 38 sec −1 (rotational speed of 1 rpm) was 172 mPa · s.
Furthermore, as a result of measuring the pH of the aqueous ink composition at 20 ° C. using an IM-40S type pH meter (manufactured by Toa DKK Co., Ltd.), the pH was 8.3.
Further, the surface tension of the obtained water-based ink composition was measured by a surface tension measuring instrument (in a 20 ° C. environment, a vertical plate method, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), and was 29.5 mN / m.
・ Coloring agent 30% by mass
(Silica oxide, titanium oxide surface-treated with alumina, average particle size 0.26 μm, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., trade name: GTR-100)
・ Penetration agent 0.4% by mass
(Surfactant having acetylene bond, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: DYNOL 604, HLB: 8)
・ Pigment dispersant 1.5% by mass
(Pigment dispersant having a cationic adsorption group, solid content 52%, manufactured by Big Chemie Co., Ltd., trade name: DISPER BYK-184)
・ Β-propiolactone compound 10% by mass
(Alkyl ketene dimer using a fatty acid having 18 carbon atoms as a constituent raw material, 20% dispersion, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., trade name: sizing agent AD1612)
・ Slightly water-soluble resin 10% by mass
(Self-emulsifying type polyolefin dispersion, solid content 25%, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., trade name: Seixen L)
・ Diethylene glycol 2% by mass
・ Defoamer 0.3% by mass
(BIC Chemie Co., Ltd., trade name BYK-024)
-Preservative 0.2% by mass
(Lonza Japan Co., Ltd., trade name: Proxel XL-2)
・ Ion-exchanged water 45.60% by mass
(実施例2〜24、比較例1〜4)
実施例1に対して、配合する成分の種類や添加量を表1〜3に示したとおりに変更して、実施例2〜24、比較例1〜4のインキ組成物を得た。
実施例1〜24、比較例1〜4のインキ組成物における、顔料表面電荷数値の正負符号は以下の通りであった。
・実施例1〜8、11〜24(負の値)
・比較例1〜4(負の値)
・実施例9〜10、(正の値)
(Examples 2 to 24, Comparative Examples 1 to 4)
The ink compositions of Examples 2 to 24 and Comparative Examples 1 to 4 were obtained by changing the types and addition amounts of the components to be blended as shown in Tables 1 to 3 with respect to Example 1.
The signs of the pigment surface charge values in the ink compositions of Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 to 4 were as follows.
Examples 1-8, 11-24 (negative values)
Comparative examples 1 to 4 (negative value)
Examples 9-10, (positive values)
上記実施例で使用した材料の詳細は以下の通りである。
・顔料(1)シリカ、アルミナにより表面処理された酸化チタン(平均粒子径:0.26μm、堺化学工業株式会社製、商品名:GTR−100)
・顔料(2)シリカ、アルミナにより表面処理された酸化チタン(平均粒子径:0.25μm、テイカ株式会社製、商品名:JR−707)
・顔料(3)シリカ、アルミナ、酸化亜鉛により表面処理された酸化チタン(平均粒子径:0.27μm、テイカ株式会社製、商品名:JR−701)
・顔料(4)アルミナにより表面処理された酸化チタン(平均粒子径:0.23μm、堺化学工業株式会社製、商品名:R−32)
・顔料(5)アルミナにより表面処理された酸化チタン(平均粒子径:0.21μm、テイカ株式会社製、商品名:JR−405)
・浸透剤(1)アセチレン結合を有する界面活性剤(日信化学工業株式会社製、商品名:ダイノール604、HLB:8)
・浸透剤(2)アセチレン結合を有する界面活性剤(日信化学工業株式会社製、商品名:サーフィノール61、HLB:6)
・顔料分散剤(1)カチオン性吸着基を有する顔料分散剤(固形分含有量52%、ビッグケミー株式会社製、商品名:DISPER BYK−184)
・顔料分散剤(2)アニオン性吸着基を有する顔料分散剤(固形分含有量40%、ビックケミー株式会社製、商品名:DISPER BYK−190)
・βプロピオラクトン化合物(1)アルキルケテンダイマー(構成原料:炭素数18の脂肪酸、20%分散体、星光PMC株式会社製、商品名:サイズ剤AD1612)
・βプロピオラクトン化合物(2)アルキルケテンダイマー(構成原料:炭素数18の脂肪酸と炭素数16の脂肪酸、25%分散体、星光PMC株式会社製、商品名:サイズ剤AD1608)
・難水溶性樹脂(1)自己乳化型ポリオレフィン樹脂ディスパージョン(固形分含有量25%、住友精化株式会社製、商品名:ザイクセンL)
・難水溶性樹脂(2)アクリル樹脂エマルション(固形分含有量42%、BASF株式会社製、商品名:JONCRYL PDX−7370)
・粘度調整剤 セルロース誘導体(ヒドロキシプロピルメチルセルロース、10%水溶液、信越化学工業株式会社製、商品名:メトローズ65SH−50)
・ポリオレフィン樹脂粒子(1)変性ポリエチレンワックス(平均粒子径:8μm、固形分:100%、ビックケミー株式会社製、商品名:CERAFLOUR929)
・ポリオレフィン樹脂粒子(2)変性ポリエチレンワックス(平均粒子径:6μm、固形分:100%、ビックケミー株式会社製、商品名:CERAFLOUR925)
・ポリオレフィン樹脂粒子(3)低密度ポリエチレン(平均粒子径:6μm、40%ディスパージョン、三井化学株式会社製、商品名:ケミパールM200)
・ポリオレフィン樹脂粒子(4)低分子ポリエチレン(平均粒子径:0.6μm 40%ディスパージョン 三井化学株式会社製、商品名:ケミパールW4005)
・ジエチレングリコール
・補色顔料(1)SandyeSuperColour BLUE GLL−E(有機顔料水分散体、固形分含有量32%、山陽色素株式会社製)
・補色顔料(2)SandyeSuperColour RED 1321−E(有機顔料水分散体、固形分含有量35%、山陽色素株式会社製)
The details of the materials used in the above examples are as follows.
Pigment (1) Titanium oxide surface-treated with silica and alumina (average particle size: 0.26 μm, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., trade name: GTR-100)
Pigment (2) Titanium oxide surface-treated with silica and alumina (average particle size: 0.25 μm, manufactured by Teika Co., Ltd., trade name: JR-707)
Pigment (3) Titanium oxide surface-treated with silica, alumina and zinc oxide (average particle size: 0.27 μm, manufactured by Teika Co., Ltd., trade name: JR-701)
Pigment (4) Titanium oxide surface-treated with alumina (average particle size: 0.23 μm, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., trade name: R-32)
Pigment (5) Titanium oxide surface-treated with alumina (average particle size: 0.21 μm, manufactured by Teika Co., Ltd., trade name: JR-405)
-Penetration agent (1) Surfactant having an acetylene bond (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: DYNOL 604, HLB: 8)
-Penetration agent (2) Surfactant having an acetylene bond (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Surfinol 61, HLB: 6)
Pigment dispersant (1) Pigment dispersant having a cationic adsorption group (solid content 52%, manufactured by Big Chemie Co., Ltd., trade name: DISPER BYK-184)
Pigment dispersant (2) Pigment dispersant having an anionic adsorptive group (solid content 40%, manufactured by Big Chemie Co., Ltd., trade name: DISPER BYK-190)
Β-propiolactone compound (1) alkyl ketene dimer (constituent material: fatty acid having 18 carbon atoms, 20% dispersion, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., trade name: sizing agent AD1612)
Β-propiolactone compound (2) alkyl ketene dimer (constituting raw materials: fatty acid having 18 carbon atoms and fatty acid having 16 carbon atoms, 25% dispersion, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd., trade name: sizing agent AD1608)
・ Slightly water-soluble resin (1) Self-emulsifying type polyolefin resin dispersion (solid content: 25%, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., trade name: Xyxen L)
・ Slightly water-soluble resin (2) Acrylic resin emulsion (solid content 42%, manufactured by BASF Corporation, trade name: JONCRYL PDX-7370)
・ Viscosity modifier Cellulose derivative (hydroxypropylmethylcellulose, 10% aqueous solution, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: Metrolose 65SH-50)
Polyolefin resin particles (1) modified polyethylene wax (average particle size: 8 μm, solid content: 100%, manufactured by Big Chemie Co., Ltd., trade name: CERAFLOUR929)
Polyolefin resin particles (2) modified polyethylene wax (average particle size: 6 μm, solid content: 100%, manufactured by Big Chemie Co., Ltd., trade name: CERAFLOUR 925)
Polyolefin resin particles (3) Low density polyethylene (average particle size: 6 μm, 40% dispersion, manufactured by Mitsui Chemicals, trade name: Chemipearl M200)
Polyolefin resin particles (4) Low molecular polyethylene (average particle size: 0.6 μm, 40% dispersion, manufactured by Mitsui Chemicals, trade name: Chemipearl W4005)
・ Diethylene glycol ・ Complementary pigment (1) SandySuperColor BLUE GLL-E (organic pigment aqueous dispersion, solid content 32%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.)
-Complementary color pigment (2) SandySuperColor RED 1321-E (organic pigment aqueous dispersion, solid content 35%, manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd.)
調製した水性インキ組成物について、下記の通り、評価を行った。得られた結果は表1〜3に記載したとおりであった。
また、評価試験で用いるマーキングペンは、以下のようなマーキングペンを作成し用いた。
マーキングペン:ペン先を具備したマーキングペンのインキ収容体(内寸:長さ80mm、直径16mm)に、直径8mmの金属材からなる球状体の撹拌体、及び容積6cm3のインキ組成物を内蔵し、実施例1〜24および、比較例1〜4で得られた水性インキ組成物を充填し、ペン先に水性インキ組成物を染み込ませ、ペン先には、気孔率60%の砲弾型ポリエステル繊維芯のペン芯を用いたマーキングペンとして、筆記を行った。
The prepared water-based ink composition was evaluated as follows. The obtained result was as having described in Tables 1-3.
Moreover, the following marking pen was created and used for the marking pen used by an evaluation test.
Marking pen: Incorporates a spherical stirring body made of a metal material with a diameter of 8 mm and an ink composition with a volume of 6 cm 3 in an ink container (inner dimensions: length 80 mm, diameter 16 mm) of a marking pen equipped with a pen tip Then, the water-based ink compositions obtained in Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 to 4 were filled, and the pen tip was impregnated with the water-based ink composition, and the tip of the bullet-type polyester having a porosity of 60%. Writing was performed as a marking pen using a fiber core pen core.
(筆記性の評価)
上記マーキングペンにより、筆記試験を行った。その際の筆跡の発色性を目視により観察した。なお、筆記試験用の媒体としてプラスチックフィルム(ポリプロピレン製)を用いた。
A:はじき、かすれもなく、筆跡が良好なもの
B:若干、はじき、かすれはあるものの実用上問題がないもの
C:はじき、かすれがあるが、実用可能なもの
D:はじき、かすれがひどく、実用上懸念があるもの
E:はじき、かすれがひどく、筆跡の認識ができず、実用不可能なもの
(Evaluation of writability)
A writing test was conducted with the marking pen. The color developability of the handwriting at that time was visually observed. A plastic film (made of polypropylene) was used as a medium for writing tests.
A: No repelling, faintness, good handwriting B: Slightly repelling, fainting but no problem in practical use C: Repelling, fainting but practical use D: Repelling, faintness Practical concerns E: Severe, faint, unable to recognize handwriting, impractical
(筆跡発色性の評価)
ペン先には、気孔率60%の砲弾型ポリエステル繊維芯のチップを用いた。このマーカーにより、筆記試験媒体に筆記を行った。その際の筆跡の発色性を目視により観察した。なお、筆記試験用の媒体として綿布(日清紡製、60番手、コットンローン)及びプラスチックフィルム(ポリプロピレン製)を用いた。
A:筆跡に色ムラが無く、鮮明なもの
B:若干筆跡に色ムラがあるが、実用上問題のないもの
C:筆跡に色ムラがあり、濃度が薄い。実用上懸念があるもの
(Evaluation of handwriting color development)
As the nib, a bullet type polyester fiber core chip having a porosity of 60% was used. With this marker, writing was made on the writing test medium. The color developability of the handwriting at that time was visually observed. In addition, cotton cloth (manufactured by Nisshinbo, No. 60, cotton lawn) and a plastic film (made of polypropylene) were used as a medium for writing test.
A: The handwriting has no color unevenness and is clear B: The handwriting has some color unevenness but has no practical problem C: The handwriting has color unevenness and the density is low. There are practical concerns
(耐擦性試験の評価)
上記マーキングペンにより、綿布(日清紡製、60番手、コットンローン)及びプラスチックフィルム(ポリプロピレン製)上に筆記を行った。この筆記線を1日放置後、学振型摩擦堅牢度試験機(テスター産業社製)を用いて、荷重200g下・綿布(日清紡製、60番手、コットンローン)にて50往復擦り、擦った後の筆跡を初期の筆跡と比べて、下記基準に従って、耐擦性を評価した。
A:筆跡剥離がないもの
B:筆跡剥離が若干あるものの実用上問題がないもの
C:筆跡剥離があるが、実用可能なもの
D:筆跡剥離があり、実用上懸念があるもの
E:筆跡剥離が多く、実用不可能なもの
(Evaluation of abrasion resistance test)
Writing was performed on a cotton cloth (Nisshinbo, No. 60, cotton lawn) and a plastic film (made of polypropylene) with the above marking pen. After leaving this writing line for 1 day, it was rubbed and rubbed 50 times under a load of 200 g under cotton load (Nisshinbo Co., 60th, Cotton Lawn) using a Gakushin type friction fastness tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.). The later handwriting was compared with the initial handwriting, and the abrasion resistance was evaluated according to the following criteria.
A: No handwriting peeling
B: Although there is some handwriting peeling, there is no practical problem. C: There is handwriting peeling, but it is practical. D: There is handwriting peeling and there are practical concerns. E: Many handwriting peeling is impossible. thing
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