JP2019183042A - Water-based ink composition - Google Patents
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この発明は、水性インク組成物に関するものである。 The present invention relates to a water-based ink composition.
ボールペンに用いられるインクとして、水に着色剤を添加した水性インク組成物が知られている。例えば、着色剤としてのカーボンブラックと、エマルジョンとを含有する水性ボールペンインキ組成物が特開平8−92519号公報(特許文献1)に開示されている。 As an ink used for a ballpoint pen, an aqueous ink composition in which a colorant is added to water is known. For example, an aqueous ball-point pen ink composition containing carbon black as a colorant and an emulsion is disclosed in JP-A-8-92519 (Patent Document 1).
水性インク組成物に用いられる黒色の着色剤としては、例えば、顔料や染料が用いられる。黒色の着色剤の中でも無機黒色顔料は、安価である。このような無機黒色顔料を用いた水性インク組成物において、発色性、すなわち水性インク組成物を塗布した際の色を出来るだけ黒くすることが求められている。なお、特許文献1に開示の技術では、上記した場合には対応できない。 Examples of the black colorant used in the water-based ink composition include pigments and dyes. Among black colorants, inorganic black pigments are inexpensive. In the water-based ink composition using such an inorganic black pigment, it is required that the color developability, that is, the color when the water-based ink composition is applied is made as black as possible. Note that the technique disclosed in Patent Document 1 cannot cope with the above case.
そこで、本発明は、黒色の発色性が良好な水性インク組成物を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water-based ink composition having good black color developability.
本発明に係る水性インク組成物は、無機黒色顔料と、水溶性黒色染料と、樹脂エマルションと、水と、を備える。水溶性黒色染料の含有量は、0.1質量%以上である。樹脂エマルションの含有量は、1質量%以上である。 The aqueous ink composition according to the present invention includes an inorganic black pigment, a water-soluble black dye, a resin emulsion, and water. The content of the water-soluble black dye is 0.1% by mass or more. The content of the resin emulsion is 1% by mass or more.
このように本発明に係る水性インク組成物によれば、無機黒色顔料、樹脂エマルションおよび水溶性黒色染料を併用しているため、黒色の発色性が良好である。 Thus, according to the water-based ink composition of the present invention, the black color developability is good because the inorganic black pigment, the resin emulsion, and the water-soluble black dye are used in combination.
上記水性インク組成物において、水溶性黒色染料の含有量は、3質量%以下であってもよい。3質量%を超えて水溶性黒色染料を添加したとしても、発色性を向上させる効果は飽和してしまう。また、3質量%を超えて水溶性黒色染料を添加すると、染料の析出が生じ、色味が変化してしまう場合もある。このため、水溶性黒色染料の含有量は、3質量%以下であることが好ましい。 In the aqueous ink composition, the content of the water-soluble black dye may be 3% by mass or less. Even if the water-soluble black dye is added in excess of 3% by mass, the effect of improving the color developability is saturated. Moreover, when water-soluble black dye is added exceeding 3 mass%, precipitation of a dye will arise and a color may change. For this reason, it is preferable that content of water-soluble black dye is 3 mass% or less.
上記水性インク組成物において、樹脂エマルションの含有量は、7質量%以下であってもよい。樹脂エマルションの含有量を7質量%以下とすることで、水性インク組成物の粘度が上昇してしまうことを抑制することができる。そのため、水性インク組成物をボールペンのインクとして用いても、筆記した際の水性インク組成物の流出量の低下を抑制し、インクのカスレを抑制することができる。 In the water-based ink composition, the content of the resin emulsion may be 7% by mass or less. By making content of a resin emulsion into 7 mass% or less, it can suppress that the viscosity of a water-based ink composition rises. Therefore, even if the water-based ink composition is used as the ink for the ballpoint pen, it is possible to suppress a decrease in the amount of the water-based ink composition that flows out when writing, and to suppress ink blur.
上記水性インク組成物において、水溶性黒色染料は、酸性染料であってもよい。このように酸性染料を用いることで、黒色の発色性をより向上させることができる。 In the water-based ink composition, the water-soluble black dye may be an acid dye. By using an acid dye in this way, black color developability can be further improved.
上記水性インク組成物において、樹脂エマルションのガラス転位温度が、80℃以上であってもよい。このようなガラス転位温度の樹脂エマルションを用いることで、室温(例えば23℃)において樹脂エマルションが軟化することによって、水性インク組成物の粘度が上昇してしまうことを抑制することができる。そのため、水性インク組成物をボールペンのインクとして用いても、筆記した際の不良の発生を抑制することができる。 In the water-based ink composition, the glass transition temperature of the resin emulsion may be 80 ° C. or higher. By using a resin emulsion having such a glass transition temperature, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the water-based ink composition due to softening of the resin emulsion at room temperature (for example, 23 ° C.). Therefore, even when the water-based ink composition is used as ink for a ballpoint pen, the occurrence of defects when writing can be suppressed.
上記水性インク組成物において、樹脂エマルションの構成樹脂は、アクリル酸エステル共重合体であってもよい。このような樹脂エマルションを用いることで、水性インク組成物における分散性を向上させることができる。 In the water-based ink composition, the constituent resin of the resin emulsion may be an acrylate copolymer. By using such a resin emulsion, the dispersibility in the water-based ink composition can be improved.
上記水性インク組成物において、無機黒色顔料は、カーボンブラックであり、カーボンブラックの平均粒子径は、10μm以下であってもよい。カーボンブラックは、取扱い性が良く、水性インク組成物として好適である。10μm以下の平均粒子径を有するカーボンブラックを用いることで、水性インク組成物における分散性を向上させることができる。 In the water-based ink composition, the inorganic black pigment may be carbon black, and the average particle size of the carbon black may be 10 μm or less. Carbon black is easy to handle and is suitable as a water-based ink composition. By using carbon black having an average particle size of 10 μm or less, the dispersibility in the aqueous ink composition can be improved.
本発明の水性インク組成物によれば、黒色の発色性が良好な水性インク組成物を提供することが可能となる。 According to the water-based ink composition of the present invention, it is possible to provide a water-based ink composition with good black color developability.
以下、本発明の水性インク組成物の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る水性インク組成物は、無機黒色顔料と、水溶性黒色染料と、樹脂エマルションと、水と、を含有する。水性インク組成物の粘度は、例えば、500mPa・s〜10000mPa・sである。なお、粘度は、例えば、ELD型粘度計(コーンロータの種類:3゜ R14、回転数:0.5rpm、20℃)における測定値である。 Hereinafter, embodiments of the aqueous ink composition of the present invention will be described. The aqueous ink composition according to the present embodiment contains an inorganic black pigment, a water-soluble black dye, a resin emulsion, and water. The viscosity of the aqueous ink composition is, for example, 500 mPa · s to 10000 mPa · s. The viscosity is, for example, a value measured with an ELD viscometer (cone rotor type: 3 ° R14, rotation speed: 0.5 rpm, 20 ° C.).
[無機黒色顔料]
本実施の形態における無機黒色顔料としては、例えば、炭素系黒色顔料である。無機黒色顔料を用いることで、耐水性や耐光性が良好な水性インク組成物を得ることができる。無機黒色顔料は、用紙の繊維に入り込むことで、黒く発色する。炭素系黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、黒雲母、黒鉛粉末、グラファイト粉末等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、取扱い性の観点から、カーボンブラックを好適に用いることができる。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等が挙げられる。
[Inorganic black pigment]
As an inorganic black pigment in this Embodiment, it is a carbon black pigment, for example. By using an inorganic black pigment, a water-based ink composition having good water resistance and light resistance can be obtained. Inorganic black pigments are colored black by entering paper fibers. Examples of the carbon black pigment include carbon black, biotite, graphite powder, graphite powder and the like, and these can be used alone or in admixture of two or more. Among these, carbon black can be suitably used from the viewpoint of handleability. Examples of carbon black include acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, and thermal black.
本実施の形態における無機黒色顔料の含有量の下限値は、2.5質量%である。このような範囲とすることで、水性インク組成物の黒色の発色性をより向上させることができる。無機黒色顔料の含有量の下限は、好ましくは2.6質量%であり、より好ましくは2.8質量%である。無機黒色顔料の含有量の上限値は、好ましくは9質量%である。9質量%を超えて無機黒色顔料を添加したとしても、黒色の発色性の効果は飽和してしまう。このため、無機黒色顔料の含有量は9質量%以下であることが好ましい。無機黒色顔料の含有量の上限は、より好ましくは8.9質量%であり、さらに好ましくは8.7質量%である。 The lower limit of the content of the inorganic black pigment in the present embodiment is 2.5% by mass. By setting it as such a range, the black coloring property of an aqueous ink composition can be improved more. The lower limit of the content of the inorganic black pigment is preferably 2.6% by mass, and more preferably 2.8% by mass. The upper limit of the content of the inorganic black pigment is preferably 9% by mass. Even if the inorganic black pigment is added in excess of 9% by mass, the effect of black color developability is saturated. For this reason, it is preferable that content of an inorganic black pigment is 9 mass% or less. The upper limit of the content of the inorganic black pigment is more preferably 8.9% by mass, and still more preferably 8.7% by mass.
無機黒色顔料の平均粒子径としては、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは5μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下であり、最も好ましくは0.1μm以下である。このような範囲とすることで水性インク組成物における分散性を向上させることができる。無機黒色顔料の平均粒子径の下限値は、好ましくは10nmであり、より好ましくは20nmである。なお、平均粒子径は、例えば、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置等を用いて測定することができる。 The average particle size of the inorganic black pigment is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, still more preferably 1 μm or less, and most preferably 0.1 μm or less. By setting it as such a range, the dispersibility in a water-based ink composition can be improved. The lower limit value of the average particle size of the inorganic black pigment is preferably 10 nm, more preferably 20 nm. The average particle diameter can be measured using, for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
[水溶性黒色染料]
本実施の形態における水溶性黒色染料としては、例えば、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料等が挙げられる。中でも酸性染料は、黒色の発色性をより向上させることができる。水溶性黒色染料としては、例えば、ジスアゾ染料、金属含有アゾ染料、アントラキノン染料、モノアゾ染料、ヒドロオキシケトン染料、硫化染料等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、取扱い性の観点からジスアゾ染料を好適に用いることができる。
[Water-soluble black dye]
Examples of the water-soluble black dye in the present embodiment include direct dyes, acid dyes, food dyes, and basic dyes. Among these, acidic dyes can further improve black color developability. Examples of the water-soluble black dye include disazo dyes, metal-containing azo dyes, anthraquinone dyes, monoazo dyes, hydroxyketone dyes, sulfur dyes, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. it can. Among these, disazo dyes can be suitably used from the viewpoint of handleability.
水溶性黒色染料の含有量の下限値は、0.1質量%である。このような範囲の水溶性黒色染料を含有することで、水性インク組成物の発色性を向上させることができる。なお、水溶性黒色染料の含有量の下限は、好ましくは0.2質量%であり、より好ましくは0.4質量%であり、さらに好ましくは0.7質量%である。 The lower limit of the content of the water-soluble black dye is 0.1% by mass. By containing the water-soluble black dye in such a range, the color developability of the water-based ink composition can be improved. In addition, the minimum of content of water-soluble black dye becomes like this. Preferably it is 0.2 mass%, More preferably, it is 0.4 mass%, More preferably, it is 0.7 mass%.
本実施の形態における水溶性黒色染料の含有量の上限値は、3質量%である。3質量%を超えて水溶性黒色染料を添加したとしても、発色性を向上させる効果は飽和してしまう。このため、水溶性黒色染料の含有量は、3質量%以下であることが好ましい。なお、水溶性黒色染料の含有量の上限は、より好ましくは2.8質量であり、さらに好ましくは2.6質量%である。 The upper limit of the content of the water-soluble black dye in the present embodiment is 3% by mass. Even if the water-soluble black dye is added in excess of 3% by mass, the effect of improving the color developability is saturated. For this reason, it is preferable that content of water-soluble black dye is 3 mass% or less. In addition, the upper limit of the content of the water-soluble black dye is more preferably 2.8% by mass, and still more preferably 2.6% by mass.
[樹脂エマルション]
本実施の形態における樹脂エマルションは、樹脂粒子の水分散体である。樹脂エマルションの成分樹脂としては、例えば、エチレン性不飽和カルボン酸、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、ビニル芳香族化合物等のモノマー成分の共重合体等であり、中でも、分散性の観点からアクリル酸エステル共重合体を好適に用いることができる。エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。また、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル等が挙げられる。また、ビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
[Resin emulsion]
The resin emulsion in the present embodiment is an aqueous dispersion of resin particles. The component resin of the resin emulsion is, for example, a copolymer of monomer components such as ethylenically unsaturated carboxylic acid, acrylic acid ester and methacrylic acid ester, vinyl aromatic compound, etc. Among them, acrylic acid from the viewpoint of dispersibility An ester copolymer can be suitably used. Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and the like. Examples of the acrylic acid ester and methacrylic acid ester include ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, and butyl methacrylate. Examples of vinyl aromatic compounds include styrene and vinyl toluene.
樹脂エマルションの含有量の下限値は、1質量%である。このような範囲の樹脂エマルションを含有することで、水性インク組成物の発色性を向上させることができる。なお、樹脂エマルションの含有量の下限は、好ましくは1.2質量%であり、より好ましくは1.4質量%であり、さらに好ましくは1.6質量%である。なお、樹脂エマルションの含有量とは、水性インク組成物に対する樹脂エマルションの固形分の含有割合(質量%)である。 The lower limit of the content of the resin emulsion is 1% by mass. By containing the resin emulsion in such a range, the color developability of the water-based ink composition can be improved. In addition, the minimum of content of a resin emulsion becomes like this. Preferably it is 1.2 mass%, More preferably, it is 1.4 mass%, More preferably, it is 1.6 mass%. In addition, content of a resin emulsion is a content rate (mass%) of the solid content of the resin emulsion with respect to an aqueous ink composition.
本実施の形態における樹脂エマルションの含有量の上限値は、7質量%である。このような樹脂エマルションの含有量とすることで、水性インク組成物の粘度が上昇してしまうことを抑制することができる。そのため、水性インク組成物をボールペンのインクとして用いても、筆記した際の水性インク組成物の流出量の低下を抑制し、インクのカスレを抑制することができる。なお、樹脂エマルションの含有量の上限は、好ましくは7.8質量%であり、より好ましくは7.5質量%であり、さらに好ましくは6.4質量%である。 The upper limit of the content of the resin emulsion in the present embodiment is 7% by mass. By setting it as content of such a resin emulsion, it can suppress that the viscosity of a water-based ink composition rises. Therefore, even if the water-based ink composition is used as the ink for the ballpoint pen, it is possible to suppress a decrease in the amount of the water-based ink composition that flows out when writing, and to suppress ink blur. The upper limit of the content of the resin emulsion is preferably 7.8% by mass, more preferably 7.5% by mass, and further preferably 6.4% by mass.
樹脂エマルションのガラス転位温度は、好ましくは80℃以上である。このようなガラス転位温度の樹脂エマルションを用いることで、室温(例えば23℃)において樹脂エマルションが軟化することによって、水性インク組成物の粘度が上昇してしまうことを抑制することができる。そのため、水性インク組成物をボールペンのインクとして用いても、筆記した際の不良の発生を抑制することができる。樹脂エマルションのガラス転位温度は、より好ましくは90℃以上であり、さらに好ましくは100℃以上である。なお、ガラス転位温度は、例えば、樹脂エマルションの成分樹脂の組成に基づいて、FOXの式により求められるガラス転位温度である。 The glass transition temperature of the resin emulsion is preferably 80 ° C. or higher. By using a resin emulsion having such a glass transition temperature, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the water-based ink composition due to softening of the resin emulsion at room temperature (for example, 23 ° C.). Therefore, even when the water-based ink composition is used as ink for a ballpoint pen, the occurrence of defects when writing can be suppressed. The glass transition temperature of the resin emulsion is more preferably 90 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher. The glass transition temperature is, for example, a glass transition temperature obtained by the FOX equation based on the composition of the component resin of the resin emulsion.
[媒体]
本実施の形態における水性インク組成物は、上記成分を溶解又は分散させる媒体として、水を含有する。本実施の形態における水としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水等を用いることができる。水性インク組成物における水の含有量は、水性インク組成物の乾燥のし易さなどの必要な特性を考慮して適宜設定される。水性インク組成物における水の含有量は、例えば、50質量%〜70質量%である。
[Medium]
The aqueous ink composition in the present embodiment contains water as a medium for dissolving or dispersing the above components. As water in this Embodiment, ion-exchange water, distilled water, ultrapure water etc. can be used, for example. The water content in the water-based ink composition is appropriately set in consideration of necessary characteristics such as ease of drying of the water-based ink composition. The water content in the aqueous ink composition is, for example, 50% by mass to 70% by mass.
[その他の成分]
本実施の形態における水性インク組成物は、さらに他の成分として、例えば、粘度調整剤、湿潤剤、潤滑剤、pH調整剤、分散剤、防腐剤、防カビ剤等の慣用の添加剤を含んでいてもよい。これらは、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Other ingredients]
The water-based ink composition in the present embodiment further contains, as other components, conventional additives such as a viscosity modifier, a wetting agent, a lubricant, a pH adjuster, a dispersant, a preservative, and an antifungal agent. You may go out. These can be used alone or in combination of two or more.
[粘度調整剤]
粘度調整剤は、水性インク組成物の粘度を適宜調整するために配合される。粘度調整剤としては、例えば、天然水溶性高分子多糖類や合成高分子等が挙げられる。天然水溶性高分子多糖類としては、例えばボールペンのインクとして水性インク組成物を用いた際に、ボールの回転により水性インク組成物の粘度が低下するものが好ましい。天然水溶性高分子多糖類としては、例えば、ラムザンガム、キサンタンガム、ウェランガム、ジェランガム、プルラン、ザンサンガム、グァーガム、ローカストビーンガム、ペクチン等が挙げられる。中でも、キサンタンガムを好適に用いることができる。合成高分子としては、例えば、架橋型アクリル樹脂、アルカリ膨潤会合型増粘剤、ノニオン会合型増粘剤等が挙げられ、中でも架橋型アクリル樹脂を好適に用いることができる。粘度調整剤の含有量は、好ましくは0.01質量%〜10質量%であり、より好ましくは0.01質量%〜5質量%である。
[Viscosity modifier]
A viscosity modifier is mix | blended in order to adjust the viscosity of a water-based ink composition suitably. Examples of the viscosity modifier include natural water-soluble polymer polysaccharides and synthetic polymers. As the natural water-soluble polymer polysaccharide, for example, when a water-based ink composition is used as an ink for a ballpoint pen, those in which the viscosity of the water-based ink composition is reduced by rotation of the ball are preferable. Examples of the natural water-soluble polymer polysaccharide include rhamzan gum, xanthan gum, welan gum, gellan gum, pullulan, xanthan gum, guar gum, locust bean gum, pectin and the like. Among these, xanthan gum can be preferably used. Examples of the synthetic polymer include a cross-linked acrylic resin, an alkali swelling associative thickener, a nonionic associative thickener, and among them, a cross-linked acrylic resin can be preferably used. Content of a viscosity modifier becomes like this. Preferably it is 0.01 mass%-10 mass%, More preferably, it is 0.01 mass%-5 mass%.
[湿潤剤]
湿潤剤は、水性インク組成物の乾燥を防止するために配合される。湿潤剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテルエスエル類等が挙げられる。中でも、グリセリン、またはジプロピレングリコールモノメチルエーテルを好適に用いることができる。
[Wetting agent]
The humectant is formulated to prevent the aqueous ink composition from drying. Examples of the wetting agent include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and glycerin, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether, and glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether acetate. Etc. Among these, glycerin or dipropylene glycol monomethyl ether can be preferably used.
[潤滑剤]
潤滑剤は、例えば、ボールペンのインクとして水性インク組成物を用いた際のボールペンの滑りを良くするために配合される。潤滑剤としては、例えば、リン酸エステル系化合物等が挙げられる。
[lubricant]
The lubricant is blended, for example, to improve the sliding of the ballpoint pen when the aqueous ink composition is used as the ink of the ballpoint pen. Examples of the lubricant include phosphate ester compounds.
[pH調整剤]
pH調整剤は、水性インク組成物のpHの値を調整し、水性インク組成物のゲル化を防止するために配合される。pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、炭酸ナトリウム等が挙げられる。中でも、水酸化ナトリウムを好適に用いることができる。
[PH adjuster]
The pH adjuster is blended to adjust the pH value of the aqueous ink composition and prevent gelation of the aqueous ink composition. Examples of the pH adjuster include sodium hydroxide, triethanolamine, aminomethylpropanol, sodium carbonate and the like. Among these, sodium hydroxide can be preferably used.
[分散剤]
分散剤は、水性インク組成物における無機黒色顔料の分散性を向上させるために配合される。分散剤としては、例えば、スチレンアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。
[Dispersant]
The dispersant is blended in order to improve the dispersibility of the inorganic black pigment in the aqueous ink composition. Examples of the dispersant include styrene acrylic resins, styrene resins, acrylic resins, and the like.
[防カビ剤・防腐剤]
防カビ剤や防腐剤は、腐敗や、カビの発生を抑制するために配合される。防カビ剤や防腐剤としては、例えば、クロロアセトアミド、2−ピリジンチオール−1−オキサイド・ナトリウム塩、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール、3−ヨード−2−プロピニルブチルカーバメイト、1,2−ベンゾイソチアゾリン−3(2H)−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンチアベンダゾール、フェノキシエタノール、フッ化ナトリウム、4−(2−ニトロブチル)モルホリン、1,3−ジモルホリノ−2−エチル−2−ニトリプロパン等が挙げられる。
[Anti-fungal and antiseptic]
An antifungal agent and an antiseptic agent are blended in order to suppress decay and generation of mold. Examples of fungicides and preservatives include chloroacetamide, 2-pyridinethiol-1-oxide sodium salt, sodium dehydroacetate, sodium benzoate, sodium sorbate, potassium sorbate, 2-bromo-2-nitropropane -1,3-diol, 3-iodo-2-propynylbutyl carbamate, 1,2-benzisothiazolin-3 (2H) -one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl Examples include -4-isothiazoline-3-one thiabendazole, phenoxyethanol, sodium fluoride, 4- (2-nitrobutyl) morpholine, 1,3-dimorpholino-2-ethyl-2-nitripropane, and the like.
次に、水性インク組成物を用紙に塗布した場合について考える。図1は、用紙に無機黒色顔料のみを含む水性インク組成物を塗布した場合の概略断面図である。図2は、用紙に無機黒色顔料および樹脂エマルションのみを含む水性インク組成物を塗布した場合の概略断面図である。図3は、用紙に水溶性黒色染料のみを含む水性インク組成物を塗布した場合の概略断面図である。図4は、用紙に無機黒色顔料、水溶性黒色染料および樹脂エマルションを含む本実施の形態に係る水性インク組成物を塗布した場合の概略断面図である。なお、図1〜図4において、上下の方向はZ軸方向であり、左右の方向はX軸方向である。なお、Z軸方向は用紙の厚み方向である。 Next, consider the case where a water-based ink composition is applied to a sheet. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view when a water-based ink composition containing only an inorganic black pigment is applied to paper. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view when a water-based ink composition containing only an inorganic black pigment and a resin emulsion is applied to paper. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view when a water-based ink composition containing only a water-soluble black dye is applied to paper. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view when a water-based ink composition according to the present embodiment containing an inorganic black pigment, a water-soluble black dye, and a resin emulsion is applied to paper. 1 to 4, the vertical direction is the Z-axis direction, and the horizontal direction is the X-axis direction. The Z-axis direction is the thickness direction of the paper.
図1に示すように、用紙11に無機黒色顔料21を含む水性インク組成物を塗布すると、無機黒色顔料21は用紙11の繊維間に入り込み、用紙の厚み方向(Z軸方向)に浸透していく。このため、用紙11の最表面12には用紙11の繊維が表れることとなる。これは、水性インク組成物における無機黒色顔料21の含有量を増やしても、同様である。従って、水性インク組成物における無機黒色顔料21の含有量によっては、水性インク組成物の発色性は十分に向上しない。
As shown in FIG. 1, when a water-based ink composition containing an inorganic
図2に示すように、用紙11に無機黒色顔料21および樹脂エマルション41を含む水性インク組成物を塗布すると、樹脂エマルション41は無機黒色顔料21と同様に用紙11の繊維間に入り込む。水性インク組成物において1質量%以上の含有量の樹脂エマルション41を含むことで、無機黒色顔料21の用紙11の厚み方向(Z軸方向)への浸透を抑制する。すなわち、無機黒色顔料21を用紙11の最表面12に近い領域に留めることができる。
As shown in FIG. 2, when the aqueous ink composition containing the inorganic
図3に示すように、用紙11に水溶性黒色染料31を含む水性インク組成物を塗布すると、水溶性黒色染料31は用紙11の繊維を黒く染めることができる。
As shown in FIG. 3, when the water-based ink composition containing the water-soluble
図4に示すように、無機黒色顔料21を含む水性インク組成物において、水溶性黒色染料31および樹脂エマルション41を併用することで、無機黒色顔料21を用紙11の最表面12に近い領域に留め、用紙11の繊維を黒く染めることができる。その結果、無機黒色顔料21を用いた水性インク組成物であっても、黒色の発色性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, in the water-based ink composition containing the inorganic
本実施の形態における水性インク組成物は、ボールペンに用いられるインク組成物として好適に用いることができる。水性インク組成物が用いられるボールペンとしては、一般的なボールペンと同様の構造を有する。例えば、ボールペンの先端には、筆記用のボールが回転自在に保持されている。水性インク組成物は、水性ボールペンのインク収納管に収容されている。筆記時には、水性インク組成物がインク収納管から流出し、ボールの表面に付着し、ボールの回転によって用紙に転写されることで、筆記が行われる。 The water-based ink composition in the present embodiment can be suitably used as an ink composition used for a ballpoint pen. The ballpoint pen in which the water-based ink composition is used has the same structure as a general ballpoint pen. For example, a writing ball is rotatably held at the tip of the ballpoint pen. The water-based ink composition is stored in an ink storage tube of a water-based ballpoint pen. At the time of writing, the aqueous ink composition flows out from the ink storage tube, adheres to the surface of the ball, and is transferred to the paper by the rotation of the ball, thereby writing.
本実施の形態における水性インク組成物の製造方法は、特に限定されず、当業者が適宜選択する公知の手法により水性インク組成物を製造することができる。例えば、まず無機黒色顔料をビーズミル等の攪拌機を用いて水に分散させて、顔料ベースを作製する。次に、顔料ベース、染料、樹脂エマルション、粘度調整剤および水等の各成分を攪拌機にて混ぜ合わせる。その後、メッシュ等を用いて濾過し、脱泡することで水性インク組成物を得ることができる。 The method for producing the water-based ink composition in the present embodiment is not particularly limited, and the water-based ink composition can be produced by a known method appropriately selected by those skilled in the art. For example, first, an inorganic black pigment is dispersed in water using a stirrer such as a bead mill to prepare a pigment base. Next, each component such as a pigment base, a dye, a resin emulsion, a viscosity modifier and water is mixed with a stirrer. Thereafter, the aqueous ink composition can be obtained by filtering using a mesh or the like and defoaming.
以下において、実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。なお、本願発明の範囲は、これら実施例の記載によって限定して解釈されるものではない。また、実施例において、特に明記しない限り、「部」および「%」は質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Note that the scope of the present invention is not construed as being limited by the description of these examples. In the examples, unless otherwise specified, “parts” and “%” are based on mass.
(実施例1)
実施例1に係る水性インク組成物の製造に際し、以下の材料を準備した。具体的には、無機黒色顔料としてカーボンブラック(商品名「三菱カーボンブラック♯25」、三菱ケミカル株式会社製)、水溶性黒色染料としてジスアゾ染料(商品名「Water Black 256−L」、オリエント化学工業製)、樹脂エマルションとしてアクリル酸エステル共重合体水性エマルション(商品名「モビニール790」、日本合成化学工業製、ガラス転位温度100℃)、粘度調整剤(1)としてキサンタンガム、粘度調整剤(2)としてカルボキシビニルポリマー(商品名「カーボポール934」、Lubrizol Advanced Materials社製)、湿潤剤として精製グリセリンおよびジプロピレングリコールメチルエーテルからなる混合溶液(グリセリンの混合割合50質量%、ジプロピレングリコールメチルエーテルの混合割合50質量%)、潤滑剤としてリン酸エステル系化合物(商品名「フォスファノールPE−510」、東邦化学工業株式会社製)
、分散剤としてアクリル酸系樹脂(商品名「ジョンクリル683」、BASF社製)、pH調整剤として水酸化ナトリウム、防腐剤としてベンゾイソチアゾール系化合物(商品名「プロクセルXL−2」、Lonza社製)、防カビ剤として有機ヨウ素化合物(商品名「コートサイドPH2」、大阪ガスケミカル社製)を準備した。まず、黒色顔料をビーズミルによって水に分散させて、顔料ベースを作製した。作製した顔料ベース、黒色染料、樹脂エマルションおよびその他の成分を表1に示す割合に従って配合し、攪拌機にてよく混ぜ合わせた。そして、メッシュによって濾過し、脱泡することで実施例1の水性インク組成物を作製した。
Example 1
In manufacturing the water-based ink composition according to Example 1, the following materials were prepared. Specifically, carbon black (trade name “Mitsubishi Carbon Black # 25”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as an inorganic black pigment, disazo dye (trade name “Water Black 256-L”, Orient Chemical Industries, Ltd.) as a water-soluble black dye Acrylic ester copolymer aqueous emulsion (trade name “Movinyl 790”, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, glass transition temperature 100 ° C.) as resin emulsion, xanthan gum, viscosity modifier (2) as viscosity modifier (1) As a carboxyvinyl polymer (trade name “Carbopol 934”, manufactured by Lubrizol Advanced Materials), and a mixed solution of purified glycerin and dipropylene glycol methyl ether as a wetting agent (mixing ratio of glycerin 50 mass%, dipropylene glycol) (Mixing ratio of rumethyl ether 50% by mass), phosphoric acid ester compound as a lubricant (trade name “Phosphanol PE-510”, manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
Acrylic acid resin (trade name “Johncrill 683”, manufactured by BASF) as a dispersant, sodium hydroxide as a pH adjuster, benzoisothiazole-based compound (trade name “Proxel XL-2”, Lonza) as a preservative And an organic iodine compound (trade name “Coatside PH2”, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) was prepared. First, a black pigment was dispersed in water by a bead mill to prepare a pigment base. The prepared pigment base, black dye, resin emulsion and other components were blended according to the ratio shown in Table 1, and mixed well with a stirrer. Then, the aqueous ink composition of Example 1 was produced by filtering through a mesh and defoaming.
(実施例2)
樹脂エマルションの含有割合を表1に示す配合割合とした以外は、実施例1と同様にして実施例2に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 2)
A water-based ink composition according to Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the resin emulsion was changed to the blending ratio shown in Table 1.
(実施例3)
樹脂エマルションの含有割合を表1に示す配合割合とした以外は、実施例1と同様にして実施例3に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 3)
A water-based ink composition according to Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the resin emulsion was changed to the blending ratio shown in Table 1.
(実施例4)
樹脂エマルションの含有割合を表1に示す配合割合とした以外は、実施例1と同様にして実施例4に係る水性インク組成物を作製した。
Example 4
A water-based ink composition according to Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the resin emulsion was changed to the blending ratio shown in Table 1.
(実施例5)
樹脂エマルションの含有割合を表1に示す配合割合とした以外は、実施例1と同様にして実施例5に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 5)
A water-based ink composition according to Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content ratio of the resin emulsion was changed to the blending ratio shown in Table 1.
(実施例6)
水溶性黒色染料の含有割合を表2に示す配合割合とした以外は、実施例2と同様にして実施例6に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 6)
A water-based ink composition according to Example 6 was prepared in the same manner as in Example 2 except that the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 2.
(実施例7)
水溶性黒色染料の含有割合を表2に示す配合割合とした以外は、実施例2と同様にして実施例7に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 7)
A water-based ink composition according to Example 7 was produced in the same manner as in Example 2 except that the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 2.
(実施例8)
水溶性黒色染料の含有割合を表2に示す配合割合とした以外は、実施例3と同様にして実施例8に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 8)
A water-based ink composition according to Example 8 was prepared in the same manner as in Example 3 except that the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 2.
(実施例9)
無機黒色顔料の含有割合を表2に示す配合割合とした以外は、実施例7と同様にして実施例9に係る水性インク組成物を作製した。
Example 9
A water-based ink composition according to Example 9 was produced in the same manner as in Example 7 except that the content ratio of the inorganic black pigment was changed to the blending ratio shown in Table 2.
(実施例10)
無機黒色顔料の含有割合を表2に示す配合割合とした以外は、実施例7と同様にして実施例10に係る水性インク組成物を作製した。
(Example 10)
A water-based ink composition according to Example 10 was prepared in the same manner as in Example 7 except that the content ratio of the inorganic black pigment was changed to the blending ratio shown in Table 2.
(比較例1)
水溶性黒色染料および樹脂エマルションを除いた以外は実施例1と同様にして、表3に示す配合に従って比較例1に係る水性インク組成物を作製した。
(Comparative Example 1)
A water-based ink composition according to Comparative Example 1 was prepared according to the formulation shown in Table 3 in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble black dye and the resin emulsion were removed.
(比較例2)
水溶性黒色染料を添加し、水溶性黒色染料の含有割合を表3に示す配合割合とした以外は、比較例1と同様にして比較例2に係る水性インク組成物を作製した。
(Comparative Example 2)
A water-based ink composition according to Comparative Example 2 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that the water-soluble black dye was added and the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 3.
(比較例3)
水溶性黒色染料の含有割合を表3に示す配合割合とした以外は、比較例2と同様にして比較例3に係る水性インク組成物を作製した。
(Comparative Example 3)
A water-based ink composition according to Comparative Example 3 was produced in the same manner as Comparative Example 2 except that the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 3.
(比較例4)
水溶性黒色染料の含有割合を表3に示す配合割合とした以外は、比較例2と同様にして比較例4に係る水性インク組成物を作製した。
(Comparative Example 4)
A water-based ink composition according to Comparative Example 4 was prepared in the same manner as Comparative Example 2 except that the content ratio of the water-soluble black dye was changed to the blending ratio shown in Table 3.
(比較例5)
樹脂エマルションを添加し、樹脂エマルションの含有割合を表3に示す配合割合とした以外は、比較例1と同様にして比較例5に係る水性インク組成物を作製した。
(Comparative Example 5)
A water-based ink composition according to Comparative Example 5 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that the resin emulsion was added and the content ratio of the resin emulsion was changed to the blending ratio shown in Table 3.
実施例、比較例で得られた水性インク組成物について、下記方法により黒色度の測定およびカスレ試験を行った。 About the water-based ink composition obtained by the Example and the comparative example, the blackness measurement and the blurring test were performed by the following method.
(1)黒色度
実施例、比較例で得られた水性インク組成物を用い、バーコータ―によって白色用紙に厚み約20μm程度の塗膜サンプルを作製し、下記方法により黒色度を測定した。塗膜サンプルについて、測色計(商品名「蛍光分光濃度計FD−5」、コニカミノルタジャパン株式会社製)でY値を測定し、以下の算出式により黒色度Myを算出した。なお、黒色度Myは、塗膜の色相に影響されない黒さの度合いを示す数値である。黒色度Myが145よりも大きい値である場合には、良好な発色性であると判断した。
[My]=100×Log(100/[Y])
(1) Blackness Using the aqueous ink compositions obtained in Examples and Comparative Examples, a coating film sample having a thickness of about 20 μm was prepared on a white paper by a bar coater, and the blackness was measured by the following method. About the coating-film sample, Y value was measured with the colorimeter (Brand name "fluorescence spectral densitometer FD-5", Konica Minolta Japan Co., Ltd. product), and blackness My was computed with the following formulas. The blackness My is a numerical value indicating the degree of blackness that is not influenced by the hue of the coating film. When the blackness My was a value larger than 145, it was determined that the color development was good.
[My] = 100 × Log (100 / [Y])
(2)カスレ試験
実施例、比較例で得られた水性インク組成物を市販のボールペンのインクとして充填し、ボールペンサンプルを作製した。それぞれのボールペンサンプルについて、白紙の用紙(紀州上質紙 坪量64g/m2)に100m程度筆記して、その筆跡を目視にて確認した。そして、カスレの発生の有無を確認した。なお、カスレの発生が無い場合には「A」、カスレが発生した場合には「B」として評価した。
(2) Scratch test The aqueous ink compositions obtained in Examples and Comparative Examples were filled as commercially available ballpoint pen inks to prepare ballpoint pen samples. About each ball-point pen sample, about 100 m was written on the blank paper (Kishu fine quality paper basic weight 64g / m < 2 >), and the handwriting was confirmed visually. And the presence or absence of generation | occurrence | production of a blur was confirmed. The evaluation was “A” when there was no blur and “B” when the blur occurred.
実施例1〜実施例10、比較例1〜比較例5の黒色度およびカスレ試験の結果を表1〜表3に示す。 Tables 1 to 3 show the blackness and the blurring test results of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5.
黒色度Myとしては、例えば、1つの指標として黒色度Myの数値が145よりも大きいことが求められる。表1および表2を参照して、実施例1〜実施例10については、黒色度Myの数値は145よりも大きい数値であり、発色性が良好なものとなっている。実施例5については、黒色度Myの数値は145よりも大きい数値であるものの、カスレ試験については「B」の評価である。これは、樹脂エマルションによって水性インク組成物の粘度が上昇し、ボールペンから水性インク組成物が流出し難くなったためであると考えられる。従って、ボールペンのインクとして水性インク組成物を用いる際には、樹脂エマルションの含有量は8質量%よりも少なくするのが良い。 As the blackness My, for example, it is required that the numerical value of the blackness My is larger than 145 as one index. With reference to Table 1 and Table 2, about Example 1- Example 10, the numerical value of blackness My is a numerical value larger than 145, and has good coloring property. In Example 5, although the numerical value of the blackness My is a numerical value larger than 145, the blur test is evaluated as “B”. This is presumably because the viscosity of the water-based ink composition was increased by the resin emulsion, and the water-based ink composition did not easily flow out of the ballpoint pen. Therefore, when the water-based ink composition is used as the ink for the ballpoint pen, the content of the resin emulsion is preferably less than 8% by mass.
これに対し、比較例1〜比較例5を見てみると、黒色度Myの数値が145以下である。具体的には、水溶性黒色染料および樹脂エマルションを含まない比較例1では、黒色度Myの数値は131となっている。したがって、水溶性黒色染料および樹脂エマルションを含まない場合には、発色性は不十分である。水溶性黒色染料のみを含む比較例2〜比較例4では、比較例1と比べて黒色度Myの数値は上昇するものの、145以下となっている。水溶性黒色染料の含有量が2.6質量%以上である比較例3および比較例4では、黒色度Myの数値は増加せずに飽和している。したがって、水溶性黒色染料のみを含む場合では、発色性は不十分である。樹脂エマルションのみを含む比較例5でも、比較例1と比べて黒色度Myの数値は上昇するものの、145以下となっている。したがって、樹脂エマルションのみを含む場合では、発色性は不十分である。 On the other hand, looking at Comparative Examples 1 to 5, the numerical value of blackness My is 145 or less. Specifically, in Comparative Example 1 that does not include the water-soluble black dye and the resin emulsion, the numerical value of the blackness My is 131. Therefore, when it does not contain a water-soluble black dye and a resin emulsion, the color developability is insufficient. In Comparative Examples 2 to 4 containing only the water-soluble black dye, the numerical value of the blackness My is higher than that of Comparative Example 1, but is 145 or less. In Comparative Example 3 and Comparative Example 4 in which the content of the water-soluble black dye is 2.6% by mass or more, the numerical value of the blackness My is saturated without increasing. Therefore, when only a water-soluble black dye is included, the color developability is insufficient. Even in Comparative Example 5 including only the resin emulsion, the numerical value of the blackness My is higher than that of Comparative Example 1, but is 145 or less. Accordingly, when only the resin emulsion is included, the color developability is insufficient.
以上より、この発明に係る水性インク組成物によれば、黒色の発色性が良好な水性インク組成物であるといえる。 From the above, it can be said that the water-based ink composition according to the present invention is a water-based ink composition having good black color developability.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive in any respect. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
本願の水性インク組成物は、黒色の発色性が良好な水性インク組成物が求められる分野において、特に有利に適用され得る。 The water-based ink composition of the present application can be particularly advantageously applied in a field where a water-based ink composition with good black color developability is required.
11 用紙、12 表面、21 無機黒色顔料、31 水溶性黒色染料、41 樹脂エマルション。 11 paper, 12 surface, 21 inorganic black pigment, 31 water-soluble black dye, 41 resin emulsion.
Claims (7)
水溶性黒色染料と、
樹脂エマルションと、
水と、を備え、
前記水溶性黒色染料の含有量は、0.1質量%以上であり、
前記樹脂エマルションの含有量は、1質量%以上である、水性インク組成物。 An inorganic black pigment;
A water-soluble black dye,
A resin emulsion;
With water,
The content of the water-soluble black dye is 0.1% by mass or more,
The water-based ink composition, wherein the content of the resin emulsion is 1% by mass or more.
前記カーボンブラックの平均粒子径は、10μm以下である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の水性インク組成物。 The inorganic black pigment is carbon black,
The water-based ink composition according to claim 1, wherein the carbon black has an average particle size of 10 μm or less.
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