JP2024062227A - Dispersion of colored resin particles for water-based inks and water-based ink composition for writing instruments using the same - Google Patents

Dispersion of colored resin particles for water-based inks and water-based ink composition for writing instruments using the same Download PDF

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Abstract

【課題】経時分散安定性に優れた水性インク用着色樹脂微粒子の分散液、これを用いた筆記具用水性インク組成物、これを搭載した筆記具を提供する。【解決手段】 少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲であることを特徴とする水性インク用着色樹脂微粒子の分散液。【選択図】なし[Problem] To provide a dispersion of colored resin particles for aqueous inks that have excellent dispersion stability over time, an aqueous ink composition for writing implements that uses the same, and a writing implement equipped with the same. [Solution] A dispersion of colored resin particles for aqueous inks that are composed of at least a (meth)acrylate cyclohexyl monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, characterized in that the measured zeta potential of the surface of the colored resin particles is in the range of -20 to +20 mV. [Selected Figure] None

Description

本発明は、水性インク用着色樹脂微粒子の分散液、これを用いたサインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物に関する。 The present invention relates to a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks, and an aqueous ink composition for writing instruments using the same, which is suitable for writing instruments such as felt-tip pens, marking pens, and ballpoint pens.

従来より、特定のポリマー構成を有する樹脂エマルションを染料で染色して、疑似顔料とも呼ばれる色材として利用することが知られている。
例えば、1)重合性界面活性剤の存在下で水溶性塩基性染料が溶解された酸性官能基を有するビニルモノマーを乳化重合して調製された水性 インク用着色樹脂微粒子水性分散液(例えば、特許文献1参照)、2)少なくとも、酸性官能基として水への溶解度が10質量%以下のカルボキシル基含有ビニルモノマー(A)と、アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数2~18の直鎖若しくは環状アルコールとのエステルモノマー(B)と、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子が水に分散されている水性インク用着色樹脂微粒子の分散液を用いた筆記具用水性インク組成物(例えば、特許文献2参照)が知られている。
It has been known in the past to dye a resin emulsion having a specific polymer structure with a dye and use it as a coloring material also called a pseudo pigment.
For example, there are known: 1) an aqueous dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks prepared by emulsion polymerization of a vinyl monomer having an acidic functional group in which a water-soluble basic dye is dissolved in the presence of a polymerizable surfactant (see, for example, Patent Document 1); and 2) an aqueous ink composition for writing instruments using a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks in which colored resin microparticles composed of at least a carboxyl group-containing vinyl monomer (A) having a solubility in water of 10 mass % or less as an acidic functional group, an ester monomer (B) of acrylic acid or methacrylic acid with a linear or cyclic alcohol having 2 to 18 carbon atoms, and a basic dye or an oil-soluble dye are dispersed in water (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、上記特許文献1及び2記載の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液を色材として用いた筆記具用水性インクは、内包可能な染料の量が限られていた。そのため描線の濃度が若干不足がちであった。一方、着色樹脂微粒子の合成時に添加する染料の量を多くすると、重合が阻害されて安定な着色樹脂微粒子が得られないことがあった。 However, the aqueous inks for writing instruments that use the dispersions of colored resin microparticles for aqueous inks described in Patent Documents 1 and 2 above as coloring materials are limited in the amount of dye that can be encapsulated. As a result, the density of the lines drawn tends to be somewhat insufficient. On the other hand, if a large amount of dye is added during the synthesis of the colored resin microparticles, polymerization is inhibited, and stable colored resin microparticles cannot be obtained.

そこで、本願出願人は、少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、前記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量、前記塩基性染料又は油溶性染料の含有量をそれぞれ特定の範囲としてなる着色樹脂微粒子が水に分散されている水性インク用着色樹脂微粒子の分散液を調製することにより、安定性に優れ、十分な描線濃度を有する着色樹脂微粒子を開示している(例えば、特許文献3参照)。 Therefore, the applicant of the present application has disclosed colored resin microparticles that are excellent in stability and have sufficient line drawing density by preparing a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks in which the colored resin microparticles are composed of at least cyclohexyl (meth)acrylate monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and the content of the cyclohexyl (meth)acrylate monomer and the content of the basic dye or the oil-soluble dye are each within a specific range and dispersed in water (see, for example, Patent Document 3).

この水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、内包可能な染料の量を多くしても、安定性に優れ、十分な描線濃度を有する着色樹脂微粒子が得られるものであるが、高い分散力を得るために重合性界面活性剤としてアニオン系界面活性剤を用いて電荷反発で着色微粒子を構成していた。
この場合、電荷に繊細な水性インクの配合系、例えば、近年、速書きや左利きの筆記など、従来ではきれいな描線を書くことが困難であった筆記状況においても、かすれやインク溜まりが生じにくく、安定した筆記描線を実現することができるセルロースナノファイバー(CNFの水素結合ネットワークによるゲルなど)の水性インクの配合系では、上記特許文献3記載の着色樹脂微粒子を用いた場合には、粒子の電荷により、上記配合系の分散が安定な初期状態を維持できないなどの若干の課題があるのが現状であった。
This dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks is excellent in stability and produces colored resin microparticles with sufficient line drawing density even when the amount of dye that can be encapsulated is large. In order to obtain high dispersing power, however, an anionic surfactant is used as the polymerizable surfactant to form the colored microparticles by charge repulsion.
In this case, in the case of a water-based ink formulation system that is sensitive to electric charge, for example, a water-based ink formulation system of cellulose nanofiber (such as a gel formed by a hydrogen bond network of CNF) that is capable of realizing stable written lines without smearing or ink pooling even in writing conditions where it was previously difficult to draw clean lines, such as fast writing or left-handed writing, when the colored resin microparticles described in Patent Document 3 are used, there are currently some issues, such as the fact that the initial state of stable dispersion of the formulation cannot be maintained due to the electric charge of the particles.

特開平10-259337号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP-A-10-259337 (claims, examples, etc.) 特開2016-196623号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2016-196623 A (Claims, Examples, etc.) 特開2019-112561号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2019-112561 A (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来技術の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであり、耐光性に優れ、電荷に繊細な水性インクの配合系であっても、着色樹脂微粒子の分散が安定な初期状態を維持でき、不安定な系(イオン系)でも刺激性が少ないため、十分な描線濃度を損なうことなく、分散安定性に優れる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液の提供、並びに、これを色材として用いたサインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物、これを搭載した筆記具を提供することを目的とする。 In view of the problems of the above-mentioned conventional techniques, the present invention seeks to solve these problems, and aims to provide a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks that has excellent light resistance, can maintain a stable initial state of dispersion of colored resin microparticles even in aqueous ink formulations that are sensitive to electric charges, and is less irritating even in unstable systems (ionic systems), without impairing sufficient line density, and has excellent dispersion stability without compromising the density of drawn lines; and to provide an aqueous ink composition for writing instruments that uses this as a coloring material and is suitable for writing instruments such as felt-tip pens, marking pens, and ballpoint pens, and a writing instrument equipped with this.

本発明者は、上記従来の課題等に鑑み、鋭意研究を行った結果、少なくとも、特定のモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値を特定の範囲等とすることにより、上記目的の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液、これを用いた筆記具用水性インク組成物、筆記具が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 In view of the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research and have discovered that by using colored resin microparticles composed of at least a specific monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and by setting the measured zeta potential of the surface of the colored resin microparticles within a specific range, it is possible to obtain a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks, an aqueous ink composition for writing instruments using the same, and a writing instrument, which are all of the above-mentioned objectives, and have thus completed the present invention.

すなわち、本発明の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲であることを特徴とする。
前記着色樹脂微粒子の平均粒子径が20~300nmであることが好ましい。
本発明の筆記具用水性インク組成物は、上記構成の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性有機溶剤と、水とを含有することを特徴とする。
本発明の筆記具は、上記筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする。
That is, the dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink of the present invention is characterized in that the colored resin microparticles are composed of at least a cyclohexyl (meth)acrylate monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and the measured zeta potential of the surface of the colored resin microparticles is in the range of -20 to +20 mV.
The colored resin fine particles preferably have an average particle size of 20 to 300 nm.
The aqueous ink composition for a writing instrument of the present invention is characterized by containing the dispersion of colored resin microparticles for an aqueous ink having the above-mentioned constitution, a water-soluble organic solvent, and water.
The writing instrument of the present invention is characterized in that it is equipped with the above-mentioned aqueous ink composition for a writing instrument.

本発明によれば、耐光性に優れ、電荷に繊細な水性インクの配合系であっても、着色樹脂微粒子の分散が安定な初期状態を維持でき、不安定な系(イオン系)でも刺激性が少ないため、十分な描線濃度を損なうことなく、分散安定性に優れる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液の提供、並びに、これを色材として用いたサインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物、これを搭載した筆記具が提供される。
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるものである。上述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。
According to the present invention, a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks is provided, which has excellent light resistance and can maintain an initial stable dispersion state of colored resin microparticles even in aqueous ink formulations that are sensitive to electric charge, and is less irritating even in unstable systems (ionic systems) without impairing sufficient line density.The present invention also provides an aqueous ink composition for writing instruments that is suitable for writing instruments such as felt-tip pens, marking pens, and ballpoint pens using this as a colorant, and a writing instrument equipped with this.
The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the claims. Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory but are not restrictive of the invention as claimed.

以下に、本発明の実施形態を発明ごとに詳しく説明する。但し、本発明の技術的範囲は下記で詳述する実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。また、本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識(設計事項、自明事項を含む)に基づいて実施することができる。
本発明の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲であることを特徴とするものである。
The following describes in detail the embodiments of the present invention for each invention. However, please note that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described in detail below, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents. In addition, the present invention can be implemented based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the relevant field (including design matters and obvious matters).
The dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink of the present invention is characterized in that the colored resin microparticles are composed of at least a cyclohexyl (meth)acrylate monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and the measured zeta potential of the surface of the colored resin microparticles is in the range of -20 to +20 mV.

本発明に用いる(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーは、内包可能な染料の量を多くしても、色の濃い発色性に優れる安定な着色樹脂微粒子が得られる点、並びに、得られる着色樹脂微粒子が筆記具用などの色材として十分な描線の濃度となる点などから用いるものである。これ以外の(メタ)アクリル酸n-ブチルなどの(メタ)アクリル酸化合物などの使用では、本発明の効果を発揮できないこととなる。
なお、上記「(メタ)アクリル酸」の表記は、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」を表す。また、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーの製造法は、既知であり、従来の製法、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルは、(メタ)アクリル酸と、シクロヘキサノールとを無機酸、有機スルホン酸、強酸性イオン交換樹脂等の触媒を用いてエステル化するエステル化法や、チタンや錫等を含む有機金属化合物を触媒に用いるエステル交換法により、製造することができる。
The cyclohexyl (meth)acrylate monomer used in the present invention is used because it can provide stable colored resin microparticles with excellent deep color development even when the amount of dye that can be encapsulated is large, and the obtained colored resin microparticles have a sufficient line density as a coloring material for writing instruments, etc. If other (meth)acrylic acid compounds such as n-butyl (meth)acrylate are used, the effects of the present invention cannot be achieved.
The expression "(meth)acrylic acid" above means "acrylic acid and/or methacrylic acid." Methods for producing cyclohexyl (meth)acrylate monomer are known, and cyclohexyl (meth)acrylate can be produced by conventional methods, for example, an esterification method in which (meth)acrylic acid and cyclohexanol are esterified using a catalyst such as an inorganic acid, an organic sulfonic acid, or a strongly acidic ion exchange resin, or an ester exchange method in which an organometallic compound containing titanium, tin, or the like is used as a catalyst.

本発明においては、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーの他に、更に、発色性に優れる着色樹脂微粒子を得る点等から、好ましくは、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマー以外の疎水性ビニルモノマー、水性モノマーを用いることができる。
疎水性ビニルモノマーとしては、例えば、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマー以外のアクリル酸又はメタクリル酸のエステル類、スチレン、メチルスチレンなどのスチレン類などの少なくとも1種のモノマーを用いることができる。
用いることができる疎水性ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、スチレン、メチルスチレン等の少なくとも1種(各単独又は2種以上の混合物)が挙げられる。
用いることができる水性モノマーとしては、例えば、グリセリンモノメタクリレート、メタクリル酸2-スルホエチルナトリウム、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコール-プロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコール-テトラメチレングリコール-モノメタクリレート、プロピレングリコール-ポリブチレングリコール-モノメタクリレート等の少なくとも1種(各単独又は2種以上の混合物)が挙げられる。
In the present invention, in addition to the above-mentioned cyclohexyl (meth)acrylate monomer, from the viewpoint of obtaining colored resin microparticles having excellent color development properties, it is preferable to use a hydrophobic vinyl monomer or an aqueous monomer other than the above-mentioned cyclohexyl (meth)acrylate monomer.
As the hydrophobic vinyl monomer, for example, at least one monomer such as esters of acrylic acid or methacrylic acid other than the above-mentioned cyclohexyl (meth)acrylate monomer, styrene, methylstyrene and other styrenes can be used.
Examples of hydrophobic vinyl monomers that can be used include at least one of methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, palmityl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, styrene, methylstyrene, and the like (each alone or a mixture of two or more).
Examples of aqueous monomers that can be used include at least one of glycerin monomethacrylate, sodium 2-sulfoethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol-propylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol-tetramethylene glycol monomethacrylate, propylene glycol-polybutylene glycol monomethacrylate, and the like (each alone or a mixture of two or more).

本発明に用いる塩基性染料としては、例えば、ジ及びトリアリールメタン系染料;アジン系(ニグロシンを含む)、オキサジン系、チアジン系等のキノンイミン系染料;キサンテン系染料;トリアゾールアゾ系染料;チアゾールアゾ系染料;ベンゾチアゾールアゾ系染料;アゾ系染料;ポリメチン系、アゾメチン系、アザメチン系等のメチン系染料;アントラキノン系染料;フタロシアニン系染料等の塩基性染料などの少なくとも1種が挙げられ、好ましくは、水溶性の塩基性染料が望ましい。 Examples of basic dyes used in the present invention include at least one of the following basic dyes: di- and triarylmethane dyes; quinoneimine dyes such as azine (including nigrosine), oxazine, and thiazine; xanthene dyes; triazole azo dyes; thiazole azo dyes; benzothiazole azo dyes; azo dyes; methine dyes such as polymethine, azomethine, and azamethine; anthraquinone dyes; and phthalocyanine dyes. Water-soluble basic dyes are preferred.

用いることができる具体的な塩基性染料としては、C.I.ベーシックイエロー(-1,-2,-9,-80等)、C.I.ベーシックオレンジ(-1,-2,-7,-34等)、C.I.ベーシックレッド(-1,-2,-3,-53等)、C.I.ベーシックバイオレット(-1,-2,-3,-39等)、C.I.ベーシックブルー(-1,-2,-5,-88等)、C.I.ベーシックグリーン(-1,-4,-6,-10等)、C.I.ベーシックブラウン(-1,-2,-4,-15等)、C.I.ベーシックブラック(-1,-2,-7,-8等)などのCOLOR INDEXに記載されている各No.の各色の染料が挙げられる。
また、これらの市販品も使用することができ、黄色塩基性染料では、AIZEN CATHILON YELLOW GLH(保土谷化学工業社製の商品名)等、赤色塩基性染料では、AIZEN CATHILON RED BLH、AIZEN CATHILON RED RHなど(以上、保土谷化学工業社製の商品名)、Diacryl Supra Brilliant Red 2Gなど(三菱化学社製の商品名)、Sumiacryl Red B(住友化学社製の商品名)等、青色塩基性染料では、AIZEN CATHILON TURQUOISE BLUE LH(保土谷化学工業社製の商品名)等、緑色塩基性染料では、Diacryl Supra Brilliant Green 2GL(三菱化学社製の商品名)等、茶色塩基性染料では、Janus Brown R(日本化学社製の商品名)、AIZEN CATHILON BROWN GH(保土谷化学工業社製の商品名)等が挙げられる。
Specific examples of the basic dye that can be used include dyes of each color number listed in the COLOR INDEX, such as C.I. Basic Yellow (-1, -2, -9, -80, etc.), C.I. Basic Orange (-1, -2, -7, -34, etc.), C.I. Basic Red (-1, -2, -3, -53, etc.), C.I. Basic Violet (-1, -2, -3, -39, etc.), C.I. Basic Blue (-1, -2, -5, -88, etc.), C.I. Basic Green (-1, -4, -6, -10, etc.), C.I. Basic Brown (-1, -2, -4, -15, etc.), and C.I. Basic Black (-1, -2, -7, -8, etc.).
In addition, commercially available products of these dyes can also be used. Yellow basic dyes include AIZEN CATHILON YELLOW GLH (trade name of Hodogaya Chemical Co., Ltd.), red basic dyes include AIZEN CATHILON RED BLH, AIZEN CATHILON RED RH (all of which are trade names of Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Diacryl Supra Brilliant Red 2G (trade name of Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), Sumiacryl Red B (trade name of Sumitomo Chemical Co., Ltd.), blue basic dyes include AIZEN CATHILON TURQUOISE BLUE LH (trade name of Hodogaya Chemical Co., Ltd.), and green basic dyes include Diacryl Supra Brilliant Green Examples of brown basic dyes include Janus Brown R (product name of Nippon Kagaku Co., Ltd.) and AIZEN CATHILON BROWN GH (product name of Hodogaya Chemical Co., Ltd.).

また、本発明に用いる油溶性染料としては、一般に市販されているモノアゾ、ジスアゾ、金属錯塩型モノアゾ、アントラキノン、フタロシアニン、トリアリールメタン等が挙げられる。また、酸・塩基性染料等の官能基を疎水基で置換した造塩タイプ油溶性染料も使用することができる。
黄色系としては、C.I.ソルベントイエロー114、116;オレンジ系としては、C.I.ソルベントオレンジ67;赤色系としては、C.I.ソルベントレッド122、146;青色系としては、C.I.ソルベントブルー5、36、44、63、70、83、105、111;黒色系としては、C.I.ソルベントブラック3、7、27、29;等がそれぞれ挙げられる。
具体的な市販油溶性染料としては、青染料SBNブルー701(保土谷化学工業社製)、青染料オイルブルー650(オリエント化学工業社製)、青染料サビニールブルーGLS(クラリアント社製)、赤染料SOC-1-0100(オリエント化学工業社製)、オイルブラック860、オイルピンク314、オイルイエロー3G、バリファストピンク2310N、同レッド3312、同イエローCGHNnew、同イエロー1108、同ブラック3830(オリエント化学工業社製)等を挙げることができる。
In addition, examples of the oil-soluble dyes used in the present invention include commercially available monoazos, disazos, metal complex monoazos, anthraquinones, phthalocyanines, triarylmethanes, etc. In addition, salt-forming oil-soluble dyes in which the functional groups of acidic and basic dyes are replaced with hydrophobic groups can also be used.
Examples of the yellow color include C.I. Solvent Yellow 114 and 116; examples of the orange color include C.I. Solvent Orange 67; examples of the red color include C.I. Solvent Red 122 and 146; examples of the blue color include C.I. Solvent Blue 5, 36, 44, 63, 70, 83, 105, and 111; and examples of the black color include C.I. Solvent Black 3, 7, 27, and 29.
Specific examples of commercially available oil-soluble dyes include blue dye SBN Blue 701 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), blue dye Oil Blue 650 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), blue dye Saninyl Blue GLS (manufactured by Clariant), red dye SOC-1-0100 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), oil black 860, oil pink 314, oil yellow 3G, Varifast pink 2310N, Varifast red 3312, Varifast yellow CGHNnew, Varifast yellow 1108, and Varifast black 3830 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.).

本発明の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子が水に分散されているものであり、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲、好ましくは、-15~+15mVの範囲、更に好ましくは、-13~+13、特に好ましくは、-10~+10mVの範囲にあることが望ましい。
本発明(後述する実施例等を含む)において、「着色樹脂微粒子表面のゼータ電位の測定」は、下記測定方法により得られる値をいう。
ゼータ電位Vは、ゼータ電位測定機DT-300(Disoersion Technology, Inc.製)
より測定した値をいう。例えば、ゼータ電位Vの測定は、得られる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液の固形分濃度が40g/Lとなるように水で希釈して測定用サンプルを調製した。得られた測定用サンプルを用いて、上記ゼータ電位測定装置(Zetasizer Nano ZS)により、電気泳動光散乱法にて測定することができる。測定は三回行い、その平均値をゼータ電位Vとする。
The dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink of the present invention is a dispersion in water of colored resin microparticles composed of at least a cyclohexyl (meth)acrylate monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and the measured zeta potential of the surface of the colored resin microparticles is desirably in the range of −20 to +20 mV, preferably in the range of −15 to +15 mV, more preferably in the range of −13 to +13, and particularly preferably in the range of −10 to +10 mV.
In the present invention (including the Examples described later), "measurement of the zeta potential of the surface of colored resin fine particles" refers to a value obtained by the following measurement method.
The zeta potential V was measured using a zeta potential measuring device DT-300 (manufactured by Disoersion Technology, Inc.).
The zeta potential V is a value measured by the electrophoretic light scattering method. For example, the zeta potential V was measured by diluting the obtained dispersion of colored resin particles for aqueous ink with water so that the solid content concentration of the dispersion was 40 g/L. The obtained measurement sample was used for measurement by the above-mentioned zeta potential measuring device (Zetasizer Nano ZS) using the electrophoretic light scattering method. The measurement was performed three times, and the average value was taken as the zeta potential V.

上記着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値を-20~+20mVの範囲とすることにより、増粘剤として多糖類繊維等の増粘剤を用いた電荷に繊細な水性インクの配合系であっても、着色樹脂微粒子の分散が安定な初期状態を維持でき、また、イオン系などの不安定な水性インクの配合系でも刺激性が少ないため、十分な描線濃度を損なうことなく、分散安定性に優れる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液が得られることとなる。
さらに色材が染料であれば、インク中に存在するイオン性物質との結びつきが強く、長期間保存時には析出物を発生させる場合があるが、本発明では、分散安定性と耐光性に優れた水性インク用着色樹脂微粒子の分散液を得ることができる。
上記ゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲外であると、本発明の効果を発揮することができず、ゼータ電位測定値が-20mV未満であると、インクの減粘、分散不良となり、一方、ゼータ電位測定値が+20mV超過であっても、インクの減粘、分散不良となり、好ましくない。
By setting the measured zeta potential of the surface of the colored resin microparticles in the range of -20 to +20 mV, even in a water-based ink formulation system that uses a thickener such as polysaccharide fiber and is sensitive to electric charge, the initial state in which the dispersion of the colored resin microparticles is stable can be maintained, and further, even in a water-based ink formulation system that is unstable such as an ionic system, there is little irritation, so that a dispersion of colored resin microparticles for water-based inks having excellent dispersion stability can be obtained without impairing sufficient line density.
Furthermore, if the colorant is a dye, it will strongly bind to the ionic substances present in the ink, and may cause precipitation during long-term storage. However, the present invention makes it possible to obtain a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks that has excellent dispersion stability and light resistance.
If the measured zeta potential value is outside the range of −20 to +20 mV, the effects of the present invention cannot be exhibited, and if the measured zeta potential value is less than −20 mV, the ink will become less viscous and the dispersion will become poor. On the other hand, if the measured zeta potential value exceeds +20 mV, the ink will become less viscous and the dispersion will become poor, which is also undesirable.

上記ゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲とするためには、例えば、上記水性インク用着色樹脂微粒子は、乳化重合等により得られるものであるが、乳化重合の際に用いる重合性界面活性剤として、ノニオン系の重合性界面活性剤(種類・量等)を用いることにより、所定のゼータ電位を有する水性インク用着色樹脂微粒子の分散液が得られることとなる。
本発明の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液の製造は、例えば、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーに、または、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーとこれ以外の疎水性ビニルモノマーなどを含む混合モノマーに、上記塩基性染料又は油溶性染料を溶解し、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などを重合開始剤として、また還元剤を更に併用した重合開始剤とし、重合性界面活性剤としては、ノニオン系の重合性界面活性剤(種類・好適な量)を用いることにより、目的の上記ゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲内となる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液が得られることとなる。
In order to make the zeta potential measurement value fall within the range of -20 to +20 mV, for example, the colored resin microparticles for aqueous inks are obtained by emulsion polymerization or the like, and by using a nonionic polymerizable surfactant (type, amount, etc.) as the polymerizable surfactant used during emulsion polymerization, a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks having a predetermined zeta potential can be obtained.
The dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink of the present invention can be produced, for example, by dissolving the basic dye or oil-soluble dye in the cyclohexyl (meth)acrylate monomer or in a mixed monomer containing the cyclohexyl (meth)acrylate monomer and another hydrophobic vinyl monomer, and using ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, or the like as a polymerization initiator, or a polymerization initiator further combined with a reducing agent, and using a nonionic polymerizable surfactant (type, suitable amount) as the polymerizable surfactant, thereby obtaining a dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink having a target zeta potential measurement value within the range of -20 to +20 mV.

用いることができるノニオン系の重合性界面活性剤としては、例えば、第一工業製薬社製のアクアロンAN-10、AN-20、AN-30、AN-5065(以上、ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル:EO付加モル数10、20、30、40、50)、アクアロンRN-10、RN-20、RN-30、RN-50(以上、ポリオキシエチレンプロペニルフェニルエーテル(ノニルフェニル系):EO付加モル数10、20、30、50)、花王社製のラテムルPD-420、PD-430、PD-450(以上、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル)、日油社製のブレンマーPE-90、PE-200、PE-350(以上、PEGモノメタクリレート:EO付加モル数2,4.5、8)、ブレンマーAE-200、AE-400(以上、PEGモノアクリレート:EO付加モル数4.5、10)、ブレンマーPP-1000、PP-500、PP-800(以上、PPGモノメタクリレート:PO付加モル数4~6、9、13)、ブレンマーAP-200、AP-400、AP-550、AP-800(以上、PPGモノアクリレート:PO付加モル数:3.5、6、9、13)、日油社製のユニオックスPKA-5001、PKA-5002、PKA-5003、PKA-5004、ユニセーフPKA-5014F、アデカ社製アデカリアソープER-10、ER―20、ER-30、ER―40(以上、アルキル型:EO付加モル数:10、20、30、40)、アデカリアソープNE-10、NE―20、NE-30(以上、アルキルフェノール型:(ノニルフェニル系)EO付加モル数:10、20、30)などが挙げられる。
これらのノニオン系の重合性界面活性剤の使用量は、上記ゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲内となる量であればよく、用いる塩基性染料種、油溶性染料種などにより変動するものであるが、上記モノマー全量に対して、0.01~50質量%、好ましくは、0.1~50質量%が望ましい。
Examples of nonionic polymerizable surfactants that can be used include Aqualon AN-10, AN-20, AN-30, and AN-5065 (all of which are polyoxyethylene styrenated propenyl phenyl ethers: EO addition mole numbers of 10, 20, 30, 40, and 50) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Aqualon RN-10, RN-20, RN-30, and RN-50 (all of which are polyoxyethylene propenyl phenyl ethers (nonylphenyl type): EO addition mole numbers of 10, 20, 30, and 50) manufactured by Kao Corporation, Latemul PD-420, PD-430, and PD-450 (all of which are polyoxyalkylene alkenyl ethers) manufactured by NOF Corporation, Blenmer PE-90, PE-200, and PE-350 (all of which are PEG monomethacrylates: EO addition mole numbers of 2, 4.5, and 8) and Blenmer AE-200 and AE-400 (all of which are PEG monomethacrylates) manufactured by NOF Corporation. Acrylate: EO addition mole number 4.5, 10), Blenmar PP-1000, PP-500, PP-800 (above, PPG monomethacrylate: PO addition mole number 4 to 6, 9, 13), Blenmar AP-200, AP-400, AP-550, AP-800 (above, PPG monoacrylate: PO addition mole number: 3.5, 6, 9, 13), NOF Corporation's Uniox PKA-5001, PKA-500 2, PKA-5003, PKA-5004, Unisafe PKA-5014F, ADEKA CORPORATION's ADEKA REASOAP ER-10, ER-20, ER-30, ER-40 (all alkyl type: EO added mole number: 10, 20, 30, 40), ADEKA REASOAP NE-10, NE-20, NE-30 (all alkylphenol type: (nonylphenyl type) EO added mole number: 10, 20, 30), and the like.
The amount of these nonionic polymerizable surfactants used may be any amount that results in the zeta potential measurement value falling within the range of −20 to +20 mV, and varies depending on the type of basic dye and oil-soluble dye used, but is preferably 0.01 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 50% by mass, based on the total amount of the monomers.

更に、本発明では、本発明の効果を損なわない範囲で、トリアリルイソシアヌレート、イソシアヌル酸トリアリル、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート、ジトリメチロールプロパンアクリレート、ジペンタエリスリトールアクリレート、メトキシ化ビスフェノールAメタクリレート、ペンタエリスリトールメタクリレート、ジトリメチロールプロパンメタクリレート、ジペンタエリスリトールメタクリレート、エトキシ化ポリグリセリンメタクリレートなどの架橋剤や、必要に応じて、ポリオキシエチレン-1-(アリルオキシメチル)-アルキルエーテル硫酸アンモニウム、エーテルサルフェート、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル、ポリアクリル酸アンモニウム、スチレン-マレイン酸コポリマーアンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシアルキレンデシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩などの重合性界面活性剤(乳化剤)を用いて乳化重合することなどにより製造することができる。
上記トリアリルイソシアヌレートなどの架橋剤の含有量は、上記モノマー全量に対して、0~50質量%、好ましくは、0.1~25質量%が望ましい。
また、上記染色は重合と同時に行ったが、重合後に塩基性染料又は油溶性染料を溶解して染色を行っても良い。
上記トリアリルイソシアヌレートなどの架橋剤を更に用いると、着色樹脂微粒子の耐熱性、機械的特性、耐加水分解性、耐候性が向上できるので好ましい。
Furthermore, in the present invention, within a range that does not impair the effects of the present invention, crosslinking agents such as triallyl isocyanurate, triallyl isocyanurate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol acrylate, ditrimethylolpropane acrylate, dipentaerythritol acrylate, methoxylated bisphenol A methacrylate, pentaerythritol methacrylate, ditrimethylolpropane methacrylate, dipentaerythritol methacrylate, and ethoxylated polyglycerin methacrylate may be used, and, if necessary, polyoxyethylene-1-(allyloxymethyl)-alkyl ether ammonium sulfate, ether sulfate, polyoxyethylene nonylpropenyl phenyl ether ammonium sulfate, polyoxyethylene terephthalic acid ester ... The polyoxyethylene styrene-based copolymer can be produced by emulsion polymerization using a polymerizable surfactant (emulsifier) such as oxyethylene nonylpropenyl phenyl ether, ammonium polyacrylate, styrene-maleic acid copolymer ammonium, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyalkylene decyl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, alkylbenzene sulfonate, dioctyl sulfosuccinate, sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate, polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate, or polyoxyethylene alkyl ether sulfate.
The content of the crosslinking agent such as the triallyl isocyanurate is preferably 0 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 25% by mass, based on the total amount of the monomers.
Although the dyeing was carried out simultaneously with the polymerization, dyeing may be carried out after the polymerization by dissolving a basic dye or an oil-soluble dye.
It is preferable to further use a crosslinking agent such as the above-mentioned triallyl isocyanurate, since this improves the heat resistance, mechanical properties, hydrolysis resistance, and weather resistance of the colored resin particles.

本発明において、上記乳化重合の際には、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーなどに、更に、ジシクロペンタ(テ)ニル(メタ)アクリレートモノマーなどを適宜量混合して乳化重合を行ってもよい。このジシクロペンタ(テ)ニル(メタ)アクリレートモノマーを更に、混合して乳化重合したものでは、分散液中の水分が揮発したとしても安定性が損なわれにくく、更に安定性に優れた水性インク用着色樹脂微粒子の分散液などが得られるものとなる。
用いることができるジシクロペンタ(テ)ニル(メタ)アクリレートモノマーには、ジシクロペンタニルアクリレートモノマー、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレートモノマー、ジシクロペンテニルメタクリレートを含むものである。
また、本発明において、上記乳化重合の際には、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマー、これ以外の上記疎水性ビニルモノマーなど、上記ジシクロペンタ(テ)ニル(メタ)アクリレートモノマーの他に、エポキシ基、ヒドロキシメチルアミド基、イソシアネート基などの反応性架橋基を有するモノマーや2つ以上のビニル基を有する多官能性モノマーを適宜量配合して架橋してもよい。
In the present invention, during the emulsion polymerization, a suitable amount of dicyclopenta(ten)yl (meth)acrylate monomer may be further mixed with the cyclohexyl (meth)acrylate monomer, etc., to carry out the emulsion polymerization. When this dicyclopenta(ten)yl (meth)acrylate monomer is further mixed and then emulsion polymerized, the stability is not easily impaired even if the water in the dispersion evaporates, and a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks having even better stability can be obtained.
Dicyclopenta(ten)yl (meth)acrylate monomers which may be used include dicyclopentanyl acrylate monomer, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentanyl methacrylate monomer, dicyclopentenyl methacrylate.
In the present invention, in the emulsion polymerization, in addition to the above-mentioned cyclohexyl (meth)acrylate monomer, other hydrophobic vinyl monomers, and the like, monomers having a reactive crosslinking group such as an epoxy group, a hydroxymethylamide group, an isocyanate group, and the like, and polyfunctional monomers having two or more vinyl groups may be blended in appropriate amounts to cause crosslinking.

本発明において、前記水性インク用着色樹脂微粒子を構成するポリマー成分のうち、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は、着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、30質量%以上であることが必要であり、好ましくは、30~95質量%、更に好ましくは、30~70質量%であることが望ましい。
なお、本発明において、「全ポリマー成分」とは、着色樹脂微粒子を構成する重合性成分をいい、具体的には、用いる(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、用いる他のモノマー成分と、後述する架橋剤の合計量をいう。
上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量を全ポリマー成分に対して、30質量%以上とすることにより、本発明の効果を発揮せしめることができ、一方、この含有量が30質量%未満であると、経時安定性が劣ることとなり、好ましくない。
In the present invention, among the polymer components constituting the colored resin microparticles for aqueous ink, the content of the cyclohexyl (meth)acrylate monomer must be 30% by mass or more, preferably 30 to 95% by mass, and more preferably 30 to 70% by mass, based on the total polymer components constituting the colored resin microparticles.
In the present invention, the term "total polymer components" refers to the polymerizable components constituting the colored resin microparticles, and specifically refers to the total amount of the cyclohexyl (meth)acrylate monomer used, the other monomer components used, and the crosslinking agent described below.
By making the content of the cyclohexyl (meth)acrylate monomer 30% by mass or more based on the total polymer components, the effects of the present invention can be exerted. On the other hand, if this content is less than 30% by mass, the stability over time will be inferior, which is not preferable.

また、前記水性インク用着色樹脂微粒子を構成するポリマー成分のうち、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマー以外の他のモノマー成分の含有量は、用いる(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと後述する架橋剤との合計量の残部となるものである。
好ましくは、他のモノマー成分の含有量は、本発明の効果を更に発揮せしめる点、分散性の点、反応性の点から、全ポリマー成分に対して、5~85質量%とすることが望ましい。
Furthermore, among the polymer components constituting the colored resin microparticles for aqueous ink, the content of other monomer components than the cyclohexyl (meth)acrylate monomer is the remainder of the total amount of the cyclohexyl (meth)acrylate monomer and the crosslinking agent described below.
The content of the other monomer components is preferably 5 to 85% by mass based on the total polymer components, from the viewpoints of further exerting the effects of the present invention, dispersibility, and reactivity.

本発明において、上記塩基性染料又は油溶性染料の含有量は、発色性、十分な描線濃度を得る点、安定性などの点から、全ポリマー成分に対して、好ましくは、15質量%以上とすることが必要であり、好ましくは、15~50質量%、更に好ましくは、15~40質量%とすることが望ましい。
この染料の含有量を15%以上とすることにより、十分な発色性、十分な描線濃度を発揮せしめることができ、一方、染料の含有量が15質量%未満であると、発色性が十分でなく、本発明の効果を発揮できないものとなる。
In the present invention, the content of the basic dye or oil-soluble dye is required to be preferably 15% by mass or more, and is preferably 15 to 50% by mass, and more preferably 15 to 40% by mass, based on the total polymer components, from the viewpoints of color development, obtaining sufficient line density, stability, and the like.
By making the content of this dye 15% or more, sufficient color development and sufficient line density can be achieved, while if the content of the dye is less than 15% by mass, the color development is insufficient and the effects of the present invention cannot be achieved.

本発明において、上記好ましい態様、具体的には、少なくとも、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーに、上述の塩基性染料又は油溶性染料を溶解し、乳化重合することにより、または、少なくとも、上記(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと他のモノマー成分を含む混合モノマーの重合後に塩基性染料又は油溶性染料を溶解して染色することにより、上記ゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲内となり、樹脂固形分として20~50質量%の着色樹脂微粒子が水に分散されている水性インク用着色樹脂微粒子の分散液が得られることとなる。
この着色樹脂微粒子の分散液は、電荷に繊細な水性インクの配合系であっても、着色樹脂微粒子の分散が安定な初期状態を維持でき、不安定な系(イオン系)でも刺激性が少ないため、十分な描線濃度を損なうことなく、分散安定性に優れた機能を有する色材となるものであり、サインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物の色材として有用となるものである。
In the present invention, in the above-mentioned preferred embodiment, specifically, by dissolving the above-mentioned basic dye or oil-soluble dye in at least the cyclohexyl (meth)acrylate monomer and emulsion-polymerizing the same, or by polymerizing a mixed monomer containing at least the cyclohexyl (meth)acrylate monomer and other monomer components and then dissolving a basic dye or oil-soluble dye to dye the resulting mixture, a dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink can be obtained, in which the measured zeta potential falls within the range of -20 to +20 mV and 20 to 50 mass % of colored resin microparticles are dispersed in water as a resin solid content.
This dispersion of colored resin microparticles can maintain an initial state in which the dispersion of the colored resin microparticles is stable, even in aqueous ink formulations that are sensitive to electric charges, and is less irritating even in unstable systems (ionic systems), so it is a colorant that has excellent dispersion stability without compromising sufficient line density, and is useful as a colorant for aqueous ink compositions for writing instruments, such as felt-tip pens, marking pens, and ballpoint pens.

また、本発明において、得られる水性インク用着色樹脂微粒子の分散液における着色樹脂微粒子の平均粒子径は、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマー、用いる他のモノマー種、含有量、重合の際の重合条件等により変動するものであるが、好ましくは、20~300nm、更に好ましくは、40~150nm、更に好ましくは、60~110nm
であることが望ましい。
上記好ましい平均粒子径の範囲とすることにより、サインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具のペン芯において目詰まりすることなく、更に、保存安定性などに優れたものとなる。
なお、本発明で規定する「平均粒子径」は、散乱光強度分布によるヒストグラム平均粒子径であり、本発明(後述する実施例を含む)では、粒度分布測定装置〔FPAR1000(大塚電子社製)〕にて、測定した値D50の値である。
In the present invention, the average particle size of the colored resin particles in the dispersion of colored resin particles for aqueous ink obtained varies depending on the cyclohexyl (meth)acrylate monomer, the type and content of other monomers used, the polymerization conditions during polymerization, etc., but is preferably 20 to 300 nm, more preferably 40 to 150 nm, and even more preferably 60 to 110 nm.
It is desirable that:
By setting the average particle size within the above preferred range, clogging does not occur in the core of a writing instrument such as a felt-tip pen, a marking pen, or a ballpoint pen, and further, excellent storage stability is achieved.
The "average particle size" as defined in the present invention is a histogram average particle size based on scattered light intensity distribution, and in the present invention (including the examples described later), it is a value D50 measured using a particle size distribution measuring device [FPAR1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.)].

本発明の筆記具用水性インク組成物は、少なくとも、上記特性の着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性有機溶剤と、水とを含有することを特徴とするものである。
用いることができる水溶性有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジ オール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2,5-ヘキサンジオール、3-メチル1,3-ブタンジオール、2メチルペンタン -2,4-ジオール、3-メチルペンタン-1,3,5トリオール、1,2,3-ヘキサントリオールなどのアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、グリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールなどのグリセロール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルなどのグリコールの低級アルキルエーテル、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダリジノンなどの少なくとも1種が挙げられる。
The aqueous ink composition for writing instruments of the present invention is characterized by containing at least a dispersion of colored resin particles having the above-mentioned characteristics, a water-soluble organic solvent, and water.
Examples of the water-soluble organic solvent that can be used include ethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2,5-hexanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, and 2-methylpentanediol. and at least one of alkylene glycols such as 1,2,4-diol, 3-methylpentane-1,3,5-triol, and 1,2,3-hexanetriol; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; glycerols such as glycerol, diglycerol, and triglycerol; lower alkyl ethers of glycols such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol mono-n-butyl ether; N-methyl-2-pyrrolidone, and 1,3-dimethyl-2-imidalidinone.

その他にも、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどのアミド類、アセトンなどのケトン類などの水溶性溶剤を混合することもできる。
これらの水溶性有機溶剤の含有量は、サインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具種により変動するものであり、インク組成物全量に対して、1~40質量%、描線乾燥性を更に向上させる点から、10質量%以下としたインク組成に対して特に有効であり、より好ましくは、3~8質量%とすることが望ましい。
In addition, water-soluble solvents such as alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, hexyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, and benzyl alcohol, amides such as dimethylformamide and diethylacetamide, and ketones such as acetone can also be mixed.
The content of these water-soluble organic solvents varies depending on the type of writing instrument, such as a felt-tip pen, a marking pen, or a ballpoint pen, but is preferably 1 to 40% by mass relative to the total amount of the ink composition, and is particularly effective in ink compositions with a content of 10% by mass or less in order to further improve the drying properties of drawn lines, and more preferably 3 to 8% by mass.

水(水道水、精製水、イオン交換水、蒸留水、純水など)の含有量は、インク組成物全量に対して30~90質量%が好ましく、より好ましくは40~60質量%である。
また、着色樹脂微粒子の含有量は、筆記具種、流出機構(ペン芯、ボールペン)等により変動するものであるが、固形分量で、筆記具用水性インク組成物全量に対して、1~30質量%が好ましい。
The content of water (tap water, purified water, ion-exchanged water, distilled water, pure water, etc.) is preferably 30 to 90% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass, based on the total amount of the ink composition.
The content of the colored resin particles varies depending on the type of writing instrument and the outflow mechanism (pen core, ballpoint pen), but is preferably 1 to 30% by mass in terms of solid content based on the total amount of the aqueous ink composition for writing instruments.

本発明の上記特性の着色樹脂微粒子の分散液を含有した筆記具用水性インク組成物では、増粘剤として、多糖類繊維を用いることができ、例えば、セルロースまたはセルロース誘導体、キチン、キトサンなどの多糖類を含む多糖類原料を挙げることができる。前記多糖類繊維が有する水酸基による水素結合力は微弱ではあるが、微弱な水素結合により凝集構造を形成しやすいため、電荷に繊細な水性インクの配合系に影響を与えやすく、着色樹脂微粒子の分散が安定な初期状態を維持することが難しい。本発明の着色樹脂微粒子を用いることで増粘剤に多糖類繊維を用いた場合であっても、高い分散安定効果を得ることが可能となる。 In the aqueous ink composition for writing instruments containing the dispersion of colored resin microparticles having the above-mentioned characteristics of the present invention, polysaccharide fibers can be used as a thickener, and examples of such polysaccharide raw materials include polysaccharides such as cellulose or cellulose derivatives, chitin, and chitosan. Although the hydrogen bonding force due to the hydroxyl groups of the polysaccharide fibers is weak, they tend to form aggregate structures due to weak hydrogen bonds, which tend to affect the formulation system of the aqueous ink, which is sensitive to electric charges, and it is difficult to maintain the initial state in which the dispersion of the colored resin microparticles is stable. By using the colored resin microparticles of the present invention, it is possible to obtain a high dispersion stability effect even when polysaccharide fibers are used as a thickener.

さらに、上記の多糖類繊維以外の増粘剤として、キサンタンガム、ウェランガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量10万~15万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する増粘多糖類、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、アルカリ膨潤会合型増粘剤、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アミド等のHLB値が8~12のノニオン系界面活性剤、ジアルキル又はジアルケニルスルホコハク酸の塩類。N-アルキル-2-ピロリドンとアニオン系界面活性剤の混合物、ポリビニルアルコールとアクリル系樹脂の混合物を例示できる。これらの増粘剤は、単独又は2種以上組み合わせて使用してもかまわない。上記の増粘剤であっても、水性インクの配合系に影響を与える場合がないため、本発明の着色樹脂微粒子の分散液を好適に用いることができる。 Further examples of thickening agents other than the above polysaccharide fibers include xanthan gum, welan gum, succinoglycan, which is an organic acid-modified heteropolysaccharide whose constituent monosaccharides are glucose and galactose, guar gum, locust bean gum and its derivatives, hydroxyethylcellulose, alginic acid alkyl esters, polymers having a molecular weight of 100,000 to 150,000 and consisting mainly of alkyl esters of methacrylic acid, glucomannan, thickening polysaccharides with gelling ability extracted from seaweed such as agar and carrageenin, benzylidene sorbitol and benzylidene xylitol or derivatives thereof, alkali-swelling association-type thickeners, crosslinked acrylic acid polymers, inorganic fine particles, nonionic surfactants with an HLB value of 8 to 12, such as polyglycerin fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyethylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, fatty acid amides, and salts of dialkyl or dialkenyl sulfosuccinic acid. Examples include a mixture of N-alkyl-2-pyrrolidone and an anionic surfactant, and a mixture of polyvinyl alcohol and an acrylic resin. These thickeners may be used alone or in combination of two or more. Even the above-mentioned thickeners do not affect the formulation of the aqueous ink, so the dispersion of the colored resin microparticles of the present invention can be suitably used.

これらの増粘剤の量は、筆記具種(ボールペン、マーキングペン、サインペンなど)より、変動するものであるが、インク組成物全量に対して、好ましくは、固形分量で0.01~15質量%、更に好ましくは、0.05~10質量%とすることが望ましい。 The amount of these thickeners varies depending on the type of writing instrument (ballpoint pen, marking pen, felt tip pen, etc.), but it is preferable that the amount of solids contained in the ink composition is 0.01 to 15% by mass, and more preferably 0.05 to 10% by mass.

本発明の筆記具用水性インク組成物では、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、更に防腐剤もしくは防黴剤、pH調整剤、消泡剤、濡れ剤などを適宜選択して使用することができる。
例えば、pH調整剤として、アンモニア、尿素、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、トリポリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなど炭酸やリン酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物などの少なくとも1種が挙げられる。
防腐剤もしくは防黴剤として、フェノール、ナトリウムオマジン、ペンタクロロフェノールナトリウム、1,2-ベンズイソチアゾリン3-オン、2,3,5,6-テトラクロロ-4(メチルフォニル)ピリジン、安息香酸やソルビン酸やデヒドロ酢酸のアルカリ金属塩、ベンズイミダゾール系化合物などの少なくとも1種が挙げられる。
濡れ剤としてリン酸エステル類、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリアルキレングリコール誘導体、脂肪酸アルカリ塩、ノニオン系界面活性剤、パーフルオロアルキルリン酸エステルなどのフッ素系界面活性剤、ジメチルポリシロキサンのポリエチレングリコール付加物などのポリエーテル変性シリコーン、アセチレングリコール類及びそれらのエチレンオキサイド付加物から選ばれるアセチレン誘導体などの少なくとも1種が挙げられる。
In the aqueous ink composition for writing instruments of the present invention, preservatives or antifungal agents, pH adjusters, defoamers, wetting agents, and the like can be appropriately selected and used as necessary within the scope that does not impair the effects of the present invention.
For example, the pH adjuster may be at least one of ammonia, urea, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol, sodium tripophosphate, alkali metal salts of carbonate or phosphoric acid such as sodium carbonate, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide.
Examples of the preservative or antifungal agent include at least one of phenol, sodium omadine, sodium pentachlorophenol, 1,2-benzisothiazolin-3-one, 2,3,5,6-tetrachloro-4(methylphonyl)pyridine, alkali metal salts of benzoic acid, sorbic acid, and dehydroacetic acid, and benzimidazole compounds.
Examples of wetting agents include at least one type of phosphate esters, polyalkylene glycol derivatives such as polyoxyethylene lauryl ether, fatty acid alkali salts, nonionic surfactants, fluorine-based surfactants such as perfluoroalkyl phosphate esters, polyether-modified silicones such as polyethylene glycol adducts of dimethylpolysiloxane, acetylene glycols, and acetylene derivatives selected from ethylene oxide adducts thereof.

本発明では、更に、耐光性効果、紫外線劣化防止効果、光安定性効果を高めるために、前記着色樹脂微粒子には、上記塩基性染料又は油溶性染料と共に、紫外線吸収剤、及び/又は光安定剤を含むことができる。
用いることができる紫外線吸収剤は、従来より公知のものを用いることができ、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用でき、上記の紫外線吸収剤は、重合性不飽和基を有するものが好ましい。
In the present invention, in order to further enhance the light resistance effect, the effect of preventing deterioration due to ultraviolet rays, and the effect of light stability, the colored resin microparticles may contain an ultraviolet absorber and/or a light stabilizer together with the basic dye or oil-soluble dye.
The ultraviolet absorbent that can be used may be a conventionally known one, for example, a benzotriazole-based absorbent, a triazine-based absorbent, a salicylic acid derivative-based absorbent, a benzophenone-based absorbent, etc., and the above ultraviolet absorbent is preferably one having a polymerizable unsaturated group.

ベンゾトリアゾール系吸収剤の具体例としては、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-t-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-4’-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-{2’-ヒドロキシ-3’-(3’’,4’’,5’’,6’’-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル}ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Specific examples of benzotriazole-based absorbents include 2-(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-t-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, and 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-t-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole. Benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-t-amylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-4'-octoxyphenyl)benzotriazole, 2-{2'-hydroxy-3'-(3",4",5",6"-tetrahydrophthalimidomethyl)-5'-methylphenyl}benzotriazole, 2-[2-hydroxy-5-[2-(methacryloyloxy)ethyl]phenyl]-2H-benzotriazole, etc.

トリアジン系吸収剤の具体例としては、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-(2-ヒドロキシ-4-イソオクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-[4((2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)-オキシ)-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-[4-((2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)-オキシ)-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。 Specific examples of triazine-based absorbents include 2,4-bis(2,4-dimethylphenyl)-6-(2-hydroxy-4-isooctyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2-[4((2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-oxy)-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, 2-[4-((2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl)-oxy)-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, and 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine.

サリチル酸誘導体系吸収剤の具体例としては、フェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート、4-tert-ブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
ベンゾフェノン系吸収剤の具体例としては、4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2’-カルボキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノントリヒドレート、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、ナトリウム2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、5-クロロ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4-ジベンゾイルレゾルシノール、4,6-ジベンゾイルレゾルシノール、ヒドロキシドデシルベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4(3-メタクリルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
Specific examples of salicylic acid derivative-based absorbents include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and 4-tert-butylphenyl salicylate.
Specific examples of benzophenone-based absorbents include 4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenone trihydrate, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octadecyloxybenzophenone, and naphthalene. sodium 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxy-5-sulfobenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 5-chloro-2-hydroxybenzophenone, resorcinol monobenzoate, 2,4-dibenzoylresorcinol, 4,6-dibenzoylresorcinol, hydroxydodecylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4(3-methacryloxy-2-hydroxypropoxy)benzophenone, and the like.

紫外線吸収剤の市販品としては、例えば、「Tinuvin900」、「Tinuvin928」、「Tinuvin348-2」、「Tinuvin479」、「Tinuvin405」、「Tinuvin400」(以上、BASF社製、商品名、Tinuvin\チヌビンは登録商標)、「RUVA-93」(以上、大塚化学社製、商品名)等が挙げられる。
この着色樹脂微粒子における紫外線吸収剤の含有率としては、溶媒を除いた粒子の全量に対して、発色性の点、耐光性の点、安定性の点から、1~50質量%とすることができ、10~40質量%であることが好ましい。
Examples of commercially available ultraviolet absorbents include "Tinuvin 900", "Tinuvin 928", "Tinuvin 348-2", "Tinuvin 479", "Tinuvin 405", "Tinuvin 400" (all of which are product names manufactured by BASF, Tinuvin is a registered trademark), and "RUVA-93" (all of which are product names manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.).
The content of the ultraviolet absorber in the colored resin microparticles can be 1 to 50% by mass, and preferably 10 to 40% by mass, based on the total amount of the particles excluding the solvent, from the standpoints of color development, light resistance, and stability.

用いることができる光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤、ヒンダードフェノール酸化防止剤、フェノール系ラジカル補足剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、トリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、フェノール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系化合物等を好適に使用できる。
光安定剤のより好ましい態様は、上記メタクリル基を有する重合性(反応型)の光安定剤が望ましく、上記(メタ)メタクリル酸エステル等と容易に重合し、光安定性官能基を高分子鎖に組み込むことができる、重合性(反応型)光安定剤を好適に用いることでき、光安定剤の揮散や溶出がなく、高い安全性と長期間安定した光安定性を有する着色樹脂微粒子を得ることができる。なお、非重合性の光安定剤であっても着色樹脂微粒子に含むことにより、目的の光安定性を付与することができる。
Examples of light stabilizers that can be suitably used include hindered amine-based light stabilizers, hindered phenol antioxidants, phenol-based radical scavengers, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, triazine-based compounds, benzotriazole-based compounds, phenol-based ultraviolet absorbers, malonic acid ester-based ultraviolet absorbers, oxanilide-based ultraviolet absorbers, and benzophenone-based compounds.
A more preferred embodiment of the light stabilizer is a polymerizable (reactive) light stabilizer having the above-mentioned methacrylic group, and a polymerizable (reactive) light stabilizer that can be easily polymerized with the above-mentioned (meth)methacrylic acid ester or the like and can incorporate a light-stable functional group into a polymer chain can be suitably used, and the light stabilizer does not volatilize or dissolve, and colored resin microparticles having high safety and long-term stable light stability can be obtained. Note that even a non-polymerizable light stabilizer can be included in the colored resin microparticles to impart the desired light stability.

ヒンダードアミン系光安定剤としては、ヒンダードピペリジン化合物等の従来から公知のものが使用できる。また、上記ヒンダードアミン系光安定剤は、特に重合性不飽和基を有するものであってもよい。
具体的なヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート、ビス(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)セバケート、4-ベンゾイルオキシ-2,2’,6,6’-テトラメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル){[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル}ブチルマロネート等のモノマータイプのもの;ポリ{[6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノール]}等のオリゴマータイプのもの;4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノールとコハク酸とのポリエステル化物等のポリエステル結合タイプのもの;1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート等の重合性不飽和基を有するもの、等の公知のものが挙げられる。
As the hindered amine-based light stabilizer, a conventionally known compound such as a hindered piperidine compound can be used. The hindered amine-based light stabilizer may be one having a polymerizable unsaturated group.
Specific examples of the hindered amine-based light stabilizer include monomer-type stabilizers such as bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacate, bis(N-methyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacate, 4-benzoyloxy-2,2',6,6'-tetramethylpiperidine, and bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl){[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]methyl}butylmalonate; Examples of known polymerizable compounds include oligomer types such as 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol and succinic acid polyesterified products, and 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate and 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate.

また、ヒンダードアミン系光安定剤の市販品としては、例えば、「Tinuvin765」、「Tinuvin770DF」、「Tinuvin144」、「Tinuvin622SF」、「Tinuvin152」(以上、BASF社製、商品名、Tinuvin\チヌビンは登録商標)、「アデカスタブLA-52」、「アデカスタブLA-57」、「アデカスタブLA-63P、「アデカスタブLA-72」、「アデカスタブLA-77Y」、アデカスタブLA-81」、「アデカスタブLA-82」、「アデカスタブLA-87」(以上、株式会社ADEKA製、商品名、アデカスタブ\ADKSTAB及びアデカスタブは登録商標)等が挙げられる。
この着色樹脂微粒子における光安定剤の含有率としては、溶媒を除いた粒子の全量に対して、発色性の点、耐光性の点、安定性の点から、1~50質量%とすることができ、10~40質量%であることが好ましい。
In addition, examples of commercially available hindered amine light stabilizers include "Tinuvin 765", "Tinuvin 770DF", "Tinuvin 144", "Tinuvin 622SF", "Tinuvin 152" (all manufactured by BASF, product names, Tinuvin \ Tinuvin are registered trademarks), "ADK STAB LA-52", "ADK STAB LA-57", "ADK STAB LA-63P", "ADK STAB LA-72", "ADK STAB LA-77Y", "ADK STAB LA-81", "ADK STAB LA-82", "ADK STAB LA-87" (all manufactured by ADEKA Corporation, product names, ADK STAB \ ADKSTAB and ADK STAB are registered trademarks), and the like.
The content of the light stabilizer in the colored resin microparticles can be 1 to 50% by mass, and preferably 10 to 40% by mass, based on the total amount of the particles excluding the solvent, from the standpoints of color development, light resistance, and stability.

本発明では、更に、経時安定性、防腐性、発色性、香気性を高めるために、前記着色樹脂微粒子には、上記着色剤と共に、防腐剤、還元剤、塩基性染料又は油溶性染料を除く染料または顔料を含む着色剤、サーモクロミックを含む色材、香料等を含むことができる。 In the present invention, in order to further improve stability over time, antiseptic properties, coloring properties, and fragrance, the colored resin microparticles may contain, in addition to the above-mentioned colorants, preservatives, reducing agents, colorants containing dyes or pigments other than basic dyes or oil-soluble dyes, coloring materials containing thermochromic substances, fragrances, etc.

本発明の筆記具用水性インク組成物は、少なくとも、上記構成の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性溶剤、増粘剤、その他の各成分を筆記具用(ボールペン用、マーキングペン用等)インクの用途に応じて適宜組み合わせて、ホモミキサー、ホモジナイザーもしくはディスパー等の撹拌機により撹拌混合することにより、更に必要に応じて、ろ過や遠心分離によってインク組成物中の粗大粒子を除去すること等によって筆記具用水性インク組成物を調製することができる。 The aqueous ink composition for writing instruments of the present invention can be prepared by appropriately combining at least the dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks having the above-mentioned composition with a water-soluble solvent, a thickener, and other components according to the application of the ink for writing instruments (for ballpoint pens, marking pens, etc.), stirring and mixing with a stirrer such as a homomixer, homogenizer, or disperser, and further removing coarse particles in the ink composition by filtration or centrifugation, if necessary.

本発明の筆記具は、上記組成の筆記具用水性インク組成物を搭載したものであり、例えば、ボールペンチップ、繊維チップ、フェルトチップ、ブラシ型を含むプラスチックチップ、繊維芯、焼結芯を含む多孔質芯、大流量での塗布が可能なスポンジ芯や刷毛または筆などのペン先部を備えたボールペン、マーキングペン等に搭載される。
ボールペンとしては、上記組成の筆記具用水性インク組成物をボールペン用インク収容体(リフィール)に収容すると共に、該インク収容体内に収容された上記組成の筆記具用水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。
なお、ボールペン、マーキングペンの構造は、特に限定されず公知のものを用いてよく、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の筆記具用水性インク組成物を充填したコレクター構造(インク保持機構)やバルブ構造を備えた直液式や、インク収容体を備えた中綿式であってもよいものである。さらに上記を構成する筆記具の構造はノック式、キャップ式のいずれの構造を用いることができる。
The writing instrument of the present invention is equipped with an aqueous ink composition for writing instruments having the above-mentioned composition, and is equipped, for example, with a ballpoint pen tip, fiber tip, felt tip, plastic tip including a brush-type tip, fiber core, porous core including a sintered core, a sponge core capable of application at a large flow rate, or a pen tip portion such as a brush or writing brush, a ballpoint pen, a marking pen, etc.
The ballpoint pen may be one in which the aqueous ink composition for a writing instrument having the above-mentioned composition is contained in an ink container (refill) for the ballpoint pen, and a substance that is incompatible with the aqueous ink composition for a writing instrument having the above-mentioned composition contained in the ink container and has a low specific gravity compared to the aqueous ink composition, such as polybutene, silicone oil, mineral oil, etc., is contained as an ink follower.
The structure of the ballpoint pen or marking pen is not particularly limited and may be a known one, for example, a collector structure (ink retention mechanism) in which the barrel itself serves as an ink container and is filled with the aqueous ink composition for writing instruments of the above-mentioned structure, a direct liquid type equipped with a valve structure, or a padding type equipped with an ink container. Furthermore, the structure of the writing instrument configured as above may be either a knock type or a cap type.

このように構成される本発明の筆記具用水性インク組成物では、少なくとも、上記構成の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性溶剤と、水とを含有することにより、増粘剤を含有した場合にも、十分な描線濃度と、経時分散安定性に優れたサインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具に好適な筆記具用水性インク組成物が得られることとなる。 The aqueous ink composition for writing instruments of the present invention thus constituted contains at least the dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks constituted as above, a water-soluble solvent, and water, so that even when a thickener is contained, an aqueous ink composition for writing instruments suitable for felt-tip pens, marking pens, ballpoint pens, and other writing instruments having sufficient line density and excellent dispersion stability over time can be obtained.

さらに本発明の着色樹脂微粒子を用いることで、インク設計の自由度を高めることが可能になる。具体的には、インク製造時の初期状態の表面張力値に制限を与えず、インク設計をすることが可能になる。用いた着色樹脂微粒子によっては、粒子表面に露出した活性剤の作用によって、インク製造時に表面張力を低下させてしまうことがあるが、
この場合、コレクター構造(インク保持機構)を有する直液式の筆記具などにおいては、インクの直流防止や吹き出し防止のため、表面張力値を初期状態から高めにする設計が求められる。初期状態の表面張力値が低くなる場合、インクを搭載する際の機構設計の面でも制限を受けることになる。
本発明の着色樹脂微粒子は、高い沈降耐性・分散安定性を維持したまま、界面活性剤の共重合性を高く維持できるため、フリーの界面活性剤が少ない状態での水分散体を得ることができる。そのため、本発明の着色樹脂微粒子を用いることで、フリーの活性剤の影響を受けることなく、初期状態の表面張力値を低下させずに、インク設計および機構設計の自由度を高めることが可能となる。
Furthermore, by using the colored resin microparticles of the present invention, it is possible to increase the degree of freedom in ink design. Specifically, it is possible to design ink without imposing restrictions on the surface tension value in the initial state at the time of ink production. Depending on the colored resin microparticles used, the surface tension may be reduced during ink production due to the action of the activator exposed on the particle surface.
In this case, in a direct ink type writing instrument having a collector structure (ink retention mechanism), a design is required in which the surface tension value is set higher from the initial state in order to prevent the ink from flowing directly or from blowing out. If the initial surface tension value is low, there will be limitations on the mechanical design when mounting the ink.
The colored resin particles of the present invention can maintain high copolymerization of the surfactant while maintaining high sedimentation resistance and dispersion stability, so that an aqueous dispersion can be obtained with a small amount of free surfactant. Therefore, by using the colored resin particles of the present invention, it is possible to increase the freedom of ink design and mechanism design without being affected by the free surfactant and without decreasing the initial surface tension value.

次に、製造例、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to manufacturing examples, examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

〔製造例1~12:着色樹脂微粒子の分散液(粒子1~12)の製造〕
下記製造例1~12により、各着色樹脂微粒子の分散液を製造した。なお、以下の「部」は質量部を表す。また、製造例1~12における各成分の全量(合計量)は500部である。
[Production Examples 1 to 12: Production of Dispersions of Colored Resin Fine Particles (Particles 1 to 12)]
Dispersions of colored resin particles were prepared according to the following Preparation Examples 1 to 12. In the following, "parts" refers to parts by mass. The total amount (total amount) of each component in Preparation Examples 1 to 12 was 500 parts.

(製造例1)
2リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管、モノマー投入用1000ml分液漏斗を取り付け、温水槽にセットし、蒸留水329.5部、グリセリンモノメタクリレート〔ブレンマーGLM、日油社製〕5部、メタクリル酸2-スルホエチルナトリウム〔アクリルエステルSEM-Na、三菱ケミカル社製〕5部、ノニオン重合性界面活性剤〔ADEKA社製、アデカリアソープER-30〕20部及び過硫酸アンモニウム0.5部を仕込んで、窒素ガスを導入しながら、内温を50℃まで昇温した。
(Production Example 1)
A 2-liter flask was equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a 1000 ml separating funnel for monomer introduction, and set in a warm water bath. 329.5 parts of distilled water, 5 parts of glycerin monomethacrylate (Blenmer GLM, manufactured by NOF Corporation), 5 parts of 2-sulfoethyl sodium methacrylate (acrylic ester SEM-Na, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 20 parts of a nonionic polymerizable surfactant (ADEKA Corporation, ADEKA REASOAP ER-30) and 0.5 parts of ammonium persulfate were then charged, and the internal temperature was raised to 50° C. while introducing nitrogen gas.

一方、メタクリル酸シクロヘキシルモノマー55部と、他のモノマーとして、メタクリル酸n-ブチル35部とからなる混合モノマーに、油溶性染料〔サビニールブルーGLS、クラリアント社製〕40部、架橋剤〔トリアリルイソシアヌレート、日本化成社製、「タイク(TAIC)」〕10部を混合した液を調製した。
この調製液を上記分液漏斗から温度50℃付近に保った上記フラスコ内に撹拌下で3時間にわたって添加し、乳化重合を行った。さらに5時間熟成して重合を終了し、水性インク用着色樹脂微粒子の分散液(粒子1)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は、着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、50.0質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、30.8質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、40nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子1)表面のゼータ電位は、-1.7mVであった。
On the other hand, a liquid was prepared by mixing a monomer mixture consisting of 55 parts of cyclohexyl methacrylate monomer and 35 parts of n-butyl methacrylate as another monomer with 40 parts of an oil-soluble dye (Savinyl Blue GLS, manufactured by Clariant) and 10 parts of a crosslinking agent (triallyl isocyanurate, manufactured by Nippon Kasei Chemical Industry Co., Ltd., "TAIC").
This preparation liquid was added from the separating funnel to the flask kept at about 50° C. over a period of 3 hours with stirring to carry out emulsion polymerization. The mixture was further aged for 5 hours to complete the polymerization, thereby obtaining a dispersion of colored resin particles for aqueous ink (particles 1).
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 50.0% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin microparticles, and the content of the oil-soluble dye was 30.8% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin microparticles was 40 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin microparticles (particle 1) was -1.7 mV.

(製造例2)
上記製造例1において、蒸溜水を340.5部とし、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を30部とし、メタクリル酸n-ブチルの量を45部とし、また、染料として、油溶性染料〔オイルピンンク 314、オリエント化学工業社製〕20部、油溶性染料〔バリファースト レッド 3312、オリエント化学工業社製〕12部、油溶性染料〔バリファーストピンク2310N、オリエント化学工業社製〕12部を用いた以外は、上記製造例1と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子2)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、31.6質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、38.3質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、82nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子2)表面のゼータ電位は、+13.4mVであった。
(Production Example 2)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 2) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that in Production Example 1, 340.5 parts of distilled water, 30 parts of the amount of cyclohexyl methacrylate monomer, 45 parts of n-butyl methacrylate, and 20 parts of an oil-soluble dye [Oil Pink 314, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 12 parts of an oil-soluble dye [Valifast Red 3312, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], and 12 parts of an oil-soluble dye [Valifast Pink 2310N, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.] were used.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 31.6% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin microparticles, and the content of the oil-soluble dye was 38.3% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin microparticles was 82 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin microparticles (particles 2) was +13.4 mV.

(製造例3)
上記製造例1において、蒸溜水を333.5部とし、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を60部とし、メタクリル酸n-ブチルの量を30部とし、また、染料として、油溶性染料〔オイルイエロー 129、オリエント化学工業社製〕25部、油溶性染料〔バリファーストイエロー1108、オリエント化学工業社製〕11部を用いた以外は、上記製造例1と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子3)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、54.5質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、27.7質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、65nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子3)表面のゼータ電位は、-8.1mVであった。
(Production Example 3)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 3) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that in Production Example 1, 333.5 parts of distilled water, 60 parts of the amount of cyclohexyl methacrylate monomer, 30 parts of n-butyl methacrylate, and 25 parts of an oil-soluble dye [Oil Yellow 129, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.] and 11 parts of an oil-soluble dye [Valifast Yellow 1108, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.] were used.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 54.5% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 27.7% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 65 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particles 3) was -8.1 mV.

(製造例4)
上記製造例1において、蒸溜水を309.5部とし、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を60部とし、メタクリル酸n-ブチルの量を35部とし、ノニオン重合性界面活性剤〔ADEKA社製、アデカリアソープER-30〕を30部とし、また、染料として、油溶性染料〔バリファーストレッド3312、オリエント化学工業社製〕10部、油溶性染料〔バリファーストブラック1821、オリエント化学工業社製〕25部、油溶性染料〔オイルイエロー 105M、オリエント化学工業社製〕10部を用いた以外は、上記製造例1と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子4)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、52.2質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、31.0質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、132nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子4)表面のゼータ電位は、+2.1mVであった。
(Production Example 4)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 4) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that in Production Example 1, 309.5 parts of distilled water, 60 parts of cyclohexyl methacrylate monomer, 35 parts of n-butyl methacrylate, 30 parts of nonionic polymerizable surfactant (ADEKA Corporation, ADEKA REASOAP ER-30) were used, and 10 parts of oil-soluble dye (Valifast Red 3312, Orient Chemical Industry Co., Ltd.), 25 parts of oil-soluble dye (Valifast Black 1821, Orient Chemical Industry Co., Ltd.), and 10 parts of oil-soluble dye (Oil Yellow 105M, Orient Chemical Industry Co., Ltd.) were used.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 52.2% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin microparticles, and the content of the oil-soluble dye was 31.0% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin microparticles was 132 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin microparticles (particles 4) was +2.1 mV.

(製造例5)
上記製造例1において、メタクリル酸シクロヘキシルモノマー55部を、アクリル酸シクロヘキシルモノマー55部とした以外は、上記製造例1と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子5)を得た。
前記アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、50.0質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、30.8質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、51nmであった。
この着色樹脂微粒子(粒子5)表面のゼータ電位は、+1.1mVであった。
(Production Example 5)
An aqueous dispersion of colored fine particles for aqueous ink (particles 5) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that 55 parts of cyclohexyl acrylate monomer was used instead of 55 parts of cyclohexyl methacrylate monomer.
The content of the cyclohexyl acrylate monomer was 50.0% by mass based on the total polymer components constituting the colored resin particles, the content of the oil-soluble dye was 30.8% by mass based on the total polymer components, and the average particle size of the colored resin particles was 51 nm.
The zeta potential of the surface of the colored resin fine particles (particles 5) was +1.1 mV.

(製造例6)
上記製造例2において、蒸溜水を332.5部とし、また、染料として、油溶性染料〔オイルピンンク 314、オリエント化学工業社製〕12部、油溶性染料〔バリファース レッド 3312、オリエント化学工業社製〕15部、油溶性染料〔バリファーストピンク2310N、オリエント化学工業社製〕5部、メタクリル酸nーブチル45部をメタクリル酸メチル45部、紫外線吸収剤としてRUVA-93を20部とした以外は、上記製造例2と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子6)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、29.8質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、26.2質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、91nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子6)表面のゼータ電位は、-3.1mVであった。
(Production Example 6)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 6) was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the distilled water was changed to 332.5 parts, the dyes were changed to 12 parts of an oil-soluble dye [Oil Pink 314, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 15 parts of an oil-soluble dye [Valifast Red 3312, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 5 parts of an oil-soluble dye [Valifast Pink 2310N, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 45 parts of n-butyl methacrylate was replaced by 45 parts of methyl methacrylate, and 20 parts of RUVA-93 was used as an ultraviolet absorber.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 29.8% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 26.2% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 91 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particles 6) was -3.1 mV.

(製造例7)
上記製造例3において、蒸溜水を336.5部とし、また、染料として、油溶性染料〔オイルイエロー 129、オリエント化学工業社製〕30部、油溶性染料〔バリファーストイエロー1108、オリエント化学工業社製〕3部、メタクリル酸nーブチル30部をスチレン30部とした以外は、上記製造例3と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子7)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、54.5質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、25.4質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、70nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子7)表面のゼータ電位は、-1.9mVであった。
(Production Example 7)
An aqueous dispersion of colored fine particles for aqueous ink (particles 7) was obtained in the same manner as in Production Example 3, except that the amount of distilled water was 336.5 parts, and that the dyes used were an oil-soluble dye [Oil Yellow 129, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.] (30 parts), an oil-soluble dye [Valifast Yellow 1108, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.] (30 parts), and n-butyl methacrylate (30 parts) and styrene (30 parts).
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 54.5% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin microparticles, and the content of the oil-soluble dye was 25.4% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin microparticles was 70 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin microparticles (particles 7) was -1.9 mV.

(製造例8)
上記製造例4において、蒸溜水を270.5部とし、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を90部とし、メタクリル酸nーブチルの量を25部とし、また、染料として、油溶性染料〔バリファーストレッド3312、オリエント化学工業社製〕15部、油溶性染料〔バリファーストブラック1821、オリエント化学工業社製〕10部、油溶性染料〔オイルイエロー 105M、オリエント化学工業社製〕15部、光安定剤アデカスタブLA-82を 24部を用いた以外は、上記製造例4と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子8)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、61.3質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、22.2質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、110nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子8)表面のゼータ電位は、-1.6mVであった。
(Production Example 8)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 8) was obtained in the same manner as in Production Example 4, except that in Production Example 4, 270.5 parts of distilled water, 90 parts of cyclohexyl methacrylate monomer, 25 parts of n-butyl methacrylate, and 15 parts of an oil-soluble dye [Valifast Red 3312, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 10 parts of an oil-soluble dye [Valifast Black 1821, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], 15 parts of an oil-soluble dye [Oil Yellow 105M, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.], and 24 parts of a light stabilizer Adeka STAB LA-82 were used.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 61.3% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 22.2% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 110 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particles 8) was -1.6 mV.

(製造例9)
上記製造例1において、蒸溜水を324.5部とし、架橋剤を0(ゼロ)部(不使用)、紫外線吸収剤Tinuvin900を 15部とした以外は、上記製造例1と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子9)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、55.0質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、33.3質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、55nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子9)表面のゼータ電位は、-1.2mVであった。
(Production Example 9)
An aqueous dispersion of colored fine particles for aqueous ink (particles 9) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the distilled water was changed to 324.5 parts, the crosslinking agent was changed to 0 (zero) parts (not used), and the ultraviolet absorber Tinuvin 900 was changed to 15 parts.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 55.0% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 33.3% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 55 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particles 9) was -1.2 mV.

(製造例10)
上記製造例6において、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を30部とし、メタクリル酸nーブチルを45部、光安定剤Tinuvin765を_20部とした以外は、上記製造例6と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子10)を得た。
前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、0質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、27.8質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、175nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子10)表面のゼータ電位は、-14.2mVであった。
(Production Example 10)
An aqueous dispersion of colored microparticles for aqueous ink (particles 10) was obtained in the same manner as in Production Example 6, except that in Production Example 6, the amount of cyclohexyl methacrylate monomer was changed to 30 parts, n-butyl methacrylate was changed to 45 parts, and the light stabilizer Tinuvin 765 was changed to 20 parts.
The content of the cyclohexyl methacrylate monomer was 0% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 27.8% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 175 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particle 10) was -14.2 mV.

(製造例11)
上記製造例5において、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーを用いずに(含有量、ゼロ)、アクリル酸シクロヘキシルモノマー100部、ノニオン重合性界面活性剤〔ADEKA社製、アデカリアソープER-30〕20部を、ノニオン重合性界面活性剤〔花王社製、ラテムルPD-420〕20部とした以外は、上記製造例5と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子11)を得た。
前記アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、50.0質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、36.4質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、343nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子12)表面のゼータ電位は、-20.8mVであった。
(Production Example 11)
An aqueous dispersion of colored fine particles for aqueous ink (particles 11) was obtained in the same manner as in Production Example 5, except that no cyclohexyl methacrylate monomer was used (content: zero), and 100 parts of cyclohexyl acrylate monomer and 20 parts of a nonionic polymerizable surfactant [ADEKA CORPORATION, ADEKA REASOAP ER-30] were used instead of 20 parts of a nonionic polymerizable surfactant [Kao Corporation, LATEMURU PD-420].
The content of the cyclohexyl acrylate monomer was 50.0% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 36.4% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 343 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particles 12) was −20.8 mV.

(製造例12)
上記製造例6において、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーを用いずに(含有量、ゼロ)メタクリル酸n-ブチルの量を75部、ノニオン重合性界面活性剤〔ADEKA社製、アデカリアソープER-30〕20部を、ノニオン重合性界面活性剤〔花王社製、ラテムルPD-420〕20部とした以外は、上記製造例6と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液(粒子12)を得た。
前記アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、31.6質量%、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、33.7質量%であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、298nmであった。この着色樹脂微粒子(粒子12)表面のゼータ電位は、+3.9mVであった。
(Production Example 12)
A colored fine particle aqueous dispersion for aqueous ink (particles 12) was obtained in the same manner as in Production Example 6, except that no cyclohexyl methacrylate monomer was used (content: zero), the amount of n-butyl methacrylate was 75 parts, and 20 parts of a nonionic polymerizable surfactant (ADEKA CORPORATION, ADEKA REASOAP ER-30) was replaced with 20 parts of a nonionic polymerizable surfactant (Kao Corporation, LATEMURU PD-420).
The content of the cyclohexyl acrylate monomer was 31.6% by mass relative to the total polymer components constituting the colored resin particles, and the content of the oil-soluble dye was 33.7% by mass relative to the total polymer components. The average particle diameter of the colored resin particles was 298 nm. The zeta potential of the surface of the colored resin particles (particle 12) was +3.9 mV.

上記製造例1~12で得た各水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、樹脂固形分は20~40質量%であった。 The dispersions of colored resin microparticles for water-based inks obtained in Production Examples 1 to 12 above each had a resin solid content of 20 to 40% by mass.

〔実施例1~10及び比較例1~2:筆記具用水性インク組成物の調製〕
上記製造例1~12により製造した各着色樹脂微粒子の分散液(粒子1~12)を用いて、下記表1に示す配合組成(全量100質量%)により常法により各筆記具用水性インク組成物を調製した。
[Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2: Preparation of aqueous ink compositions for writing instruments]
Using the dispersions of each of the colored resin fine particles (particles 1 to 12) produced in Production Examples 1 to 12 above, aqueous ink compositions for writing instruments were prepared by a conventional method according to the blending compositions (total amount 100 mass%) shown in Table 1 below.

得られた各筆記具用水性インク組成物(全量100質量%)について、下記評価方法により、経時分散安定性について評価し、また、表面張力値について測定した。
下記表1に実施例1~10及び比較例1~2の各評価結果を示す。
For each of the resulting aqueous ink compositions for writing instruments (total amount 100% by mass), the dispersion stability over time was evaluated and the surface tension was measured by the following evaluation method.
The evaluation results of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.

(経時分散安定性の評価方法)
上記で得た実施例1~10及び比較例1~2で調製した各インク組成物をガラス製バイアル瓶に充填し蓋を閉め、50℃の環境下に保存し、一定期間後に、バイアル瓶内のインクに凝集や沈降が見られない期間を「安定性が維持されている期間」とし、下記評価基準で評価した。
評価基準:
A:6ヶ月以上
B:3ヶ月以上6ヶ月未満
C:3ヶ月未満
D:1か月未満
(Method of evaluating dispersion stability over time)
Each of the ink compositions prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 obtained above was filled into a glass vial, the lid was closed, and the ink was stored in an environment of 50°C. After a certain period of time, the period during which no aggregation or sedimentation was observed in the ink in the vial was defined as the "period during which stability is maintained", and was evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria:
A: More than 6 months
B: 3 months or more but less than 6 months
C: Less than 3 months
D: Less than one month

(表面張力値の測定)
上記で得た実施例1~10及び比較例1~2で調製した各インク組成物(温度25℃)を協和界面科学社製、表面張力測定装置:CBVP-Zにより、測定した。
(Measurement of surface tension value)
The surface tension of each of the ink compositions (at 25° C.) prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 obtained above was measured using a surface tension measuring device: CBVP-Z manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

(耐光性の評価)
(機械評価):25℃65%条件下にてペンを60°にセットし、200gの荷重をかけ、接触するPPC用紙を4.5m/minの速度で螺旋的に動かし、その筆記描線を所定の大きさに切り取った。その紙試験片を、スガ試験機製・キセノンウェザーメーターX25を用いて、JIS L 0843のキセノンアーク灯光にて、50W/m(300~400nm)の照射を5時間行った後、退色度合いを下記基準で判定した。
評価基準:
A+:色相に変化がなく、螺旋も判読できる
A :色相に若干変化あるが、螺旋が判読できる
B :色相に顕著な変化があり、かなり薄いが螺旋が判読できる
C :螺旋が判読できない
(Evaluation of Light Fastness)
(Mechanical evaluation): At 25°C and 65%, the pen was set at 60°, a load of 200g was applied, the PPC paper in contact was moved spirally at a speed of 4.5m/min, and the written line was cut out to a specified size. The paper test piece was irradiated with 50W/ m2 (300-400nm) xenon arc light according to JIS L 0843 for 5 hours using a Suga Test Instruments xenon weather meter X25, and the degree of fading was judged according to the following criteria.
Evaluation criteria:
A+: No change in hue, and the spiral is legible
A: There is a slight change in hue, but the spiral is legible.
B: There is a noticeable change in hue, and although it is quite faint, the spiral is still legible.
C: The spiral is unreadable.

Figure 2024062227000001
Figure 2024062227000001

上記表1を考察すると、本発明範囲となる実施例1~10は、本発明の範囲外となる比較例1、2に較べ、経時安定性に優れていることが判る。
本発明となる実施例1~10の着色樹脂微粒子を用いることで、従来において、インク製造時に表面張力を低下させてしまうことがあったがインク製造時の初期状態の表面張力値に制限を与えることなく、インク設計をすることが可能となり、インク設計および機構設計の自由度を更に高めることが確認できた。
From an examination of Table 1 above, it is apparent that Examples 1 to 10, which are within the scope of the present invention, are superior in stability over time compared to Comparative Examples 1 and 2, which are outside the scope of the present invention.
By using the colored resin microparticles of Examples 1 to 10 of the present invention, it has become possible to design ink without placing restrictions on the surface tension value in the initial state at the time of ink production, which has traditionally been the case in which the surface tension was reduced during ink production, and it has been confirmed that this further increases the freedom of ink design and mechanism design.

更に、上記で得られた実施例1~10の経時安定性評価後(実施例1~10では7ヶ月後)の各筆記具用水性インク組成物を用いて、下記構成のボールペン、マーキングペンを作製し、筆記用紙に筆記して各筆記具の筆記性能を評価した。
(筆記具:ボールペンの作製)
ボールペン〔三菱鉛筆株式会社社製、コレクター仕様、直液式、ボール径:0.5mm、商品名:ユニボールアイ、UB-150〕に充填し水性ボールペンを作製した。
(筆記具:マーキングペンの作製)
マーキングペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名:プロパス・ウインド PUS-102T、ペン先、太:PE樹脂製燒結芯、細:PET繊維芯〕に上記各水性インク組成物を装填してマーキングペンを作製した。
上記で作製した各CNF含有のボールペン、マーキングペンは、共に、カスレもなく、滲まず、十分な描線濃度を有し、鮮明な描線となることを確認した。
Furthermore, after the evaluation of the stability over time of Examples 1 to 10 obtained above (after 7 months for Examples 1 to 10), ballpoint pens and marking pens having the following configurations were prepared using the aqueous ink compositions for writing instruments, and the writing performance of each writing instrument was evaluated by writing on writing paper.
(Writing implement: ballpoint pen production)
A ballpoint pen (manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd., collector specification, direct ink type, ball diameter: 0.5 mm, product name: Uni-ball Eye, UB-150) was filled with the ink to prepare an aqueous ballpoint pen.
(Writing implement: Making a marking pen)
Each of the above aqueous ink compositions was loaded into a marking pen (manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd., trade name: Propus Wind PUS-102T, pen tip, thick: PE resin sintered core, thin: PET fiber core) to prepare a marking pen.
It was confirmed that the ballpoint pens and marking pens containing the CNFs prepared above were free of smearing or bleeding, had sufficient line density, and produced clear lines.

サインペンやマーキングペン、ボールペンなどの筆記具などに好適な水性インク用着色樹脂微粒子の分散液、これを用いた筆記具用水性インク組成物、筆記具が得られる。 A dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks suitable for writing instruments such as felt-tip pens, marking pens, and ballpoint pens, an aqueous ink composition for writing instruments using this, and a writing instrument can be obtained.

Claims (4)

少なくとも、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、該着色樹脂微粒子表面のゼータ電位測定値が-20~+20mVの範囲であることを特徴とする水性インク用着色樹脂微粒子の分散液。 A dispersion of colored resin particles for aqueous inks, which are composed of at least cyclohexyl (meth)acrylate monomer and a basic dye or an oil-soluble dye, and which is characterized in that the measured zeta potential of the surface of the colored resin particles is in the range of -20 to +20 mV. 前記着色樹脂微粒子の平均粒子径が20~300nmであることを特徴とする請求項1記載の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液。 The dispersion of colored resin microparticles for aqueous ink according to claim 1, characterized in that the average particle diameter of the colored resin microparticles is 20 to 300 nm. 請求項1又は2に記載の水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性有機溶剤と、水とを含有することを特徴とする筆記具用水性インク組成物。 An aqueous ink composition for writing instruments, comprising a dispersion of colored resin microparticles for aqueous inks according to claim 1 or 2, a water-soluble organic solvent, and water. 請求項3記載の筆記具用水性インク組成物を搭載したことを特徴とする筆記具。 A writing instrument equipped with the aqueous ink composition for writing instruments according to claim 3.
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