JP2841624B2 - 水性顔料インキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、筆記具用インキ、絵の具又は液状
化粧料などといったものに使用する水性顔料インキに関
し、更に詳細には、着色剤の沈降及び色分かれが少なく
長期分散安定であり、更に、長期間防腐効果を有する水
性顔料インキに関するものである。

［従来の技術］ 従来、着色剤として顔料を用いた水性顔料インキは、
分散質である顔料の比重が、分分散媒である水の比重よ
り大きいため、経時的に顔料が沈降してしまうという問
題を有していた。更に、複数の顔料を併用して調色を行
った場合、例えば、一方が酸化チタンのように重いもの
であり、他方が一般の有機顔料のように軽いものである
場合、顔料が分離し色分かれを発生するという問題もあ
った。

上記問題を解決するための方法は種々提案されてお
り、その一つとして、特開昭63−218778号後公報には
「着色剤、分散剤及び水性媒体からなり、該着色剤が、
球状樹脂粒子と顔料との複合体粒子であることを特徴と
する筆記具用インキ組成物。」を要旨とする発明が開示
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、水性インキは保存時に腐敗したり、黴が発
生したりし易いので、通常水溶性の防腐、防黴剤を添加
しているが、着色剤として上記特開昭63−218778号公報
に開示されているよう球状樹脂粒子と顔料との複合体粒
子又はこれに類する樹脂粒子と顔料との複合体を使用し
たインキは、添加されている水溶性の防腐・防黴剤を着
色剤の核である樹脂粒子が吸着してしまい、防腐効果が
低下するので、水溶性の防腐・防黴剤を添加しても保存
時に腐敗したり、黴が発生したりし易いという問題を有
していた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題を解決するためになしたものであ
って、樹脂粉体の表面に顔料及び水不溶性防腐・防黴剤
を固定化した着色加工粉体と分散剤と水溶性有機溶剤と
水とから少なくともなる水性顔料インキを要旨とするも
のである。

以下本発明を詳細に説明する。

着色加工粉体は、着色剤及び防腐剤・防黴剤として使
用するもので、樹脂粉体の表面に顔料及び水不溶性防腐
・防黴剤を固定したものであり、その使用量は水性顔料
インキ全量に対し１〜60重量％が好ましい。

樹脂粉体は、その表面に顔料及び水不溶性防腐・防黴
剤を固定することによって、顔料及び水不溶性防腐・防
黴剤の沈降及び顔料の色分かれを防止するものであり、
具体的には、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、
ポリメチルメタアクリレート、セルロース、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂などが使用でき、粒子径については100μ
ｍ以下が好ましい。これは、粒子径が100μｍより大き
いと、例えば、インキ内蔵型の筆記具用インキに用いた
場合、ペン先からの吐出がスムースにいかなくなる場合
が発生するためである。

顔料としては、黄土、バリウム黄、紺青、カドミウム
レッド、酸化チタン、ベンガラ、鉄黒、カーボンブラッ
ク等の無機顔料や、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔
料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔
料、酸性染料系顔料、建染染料系顔料、媒染染料系顔料
及び天然染料系顔料などの有機顔料といった従来公知の
顔料が挙げられ、単独あるいは複数混合して使用でき
る。

顔料の粒子径は、核として使用する樹脂粉体の粒子径
に対し1/10以下が好ましい。

水不溶性の防腐・防黴剤は、水性顔料インキ中に均一
に分散させることにより防腐・防黴効果を発揮するもの
であって、具体的には、酸化マグネシウム等の無機物や
ジンクピリチオン、キトサン、２−（４−チアゾリル）
−ベンゾイミダゾール、４−イソプロピル−３−メチル
フェノール等の有機物が挙げられ、その粒子径は、上記
顔料同様、樹脂粉体に対し1/10以下で用いるのが好まし
く、添加量は樹脂粉体100重量部に対し１〜50重量部が
好ましい。

本発明に係る着色加工粉体は、上記成分を混合撹拌
し、樹脂粉体の表面に顔料及び水不溶性の防腐・防黴剤
を静電吸着させることによっても得られるが、より好ま
しくは、上記成分を、自動乳鉢、ボールミル、ジェット
ミル等の混合摩砕力を加える機器及び／又はアトマイザ
ー、ハンマーミル、ハイブリダイザー（商品名（株）奈
良機械製作所製）などの機械的衝撃力を加える機器によ
り、混合摩砕力及び／又は機械的衝撃力を加えることに
よって得ることができる。

分散剤としては、オレイン酸塩、アルキル硫酸塩、硫
酸化脂肪酸モノグリセリド塩、デシルベンゼンスルホン
酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナ
フタリンスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールス
ルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
塩、Ｎ−アシルアミノ酸とその塩、Ｎ−アシルメチルタ
ウリン塩、アルキルスルホカルボン酸塩、アルキルリン
酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩な
どといった低分子の陰イオン系界面活性剤や、デカグリ
セリル脂肪酸エステル、ヘキサグリセリル脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレングリセリン脂肪酸エシテル、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、ポリオキシエチレン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、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン、脂肪酸アミド、ポリオキシ
エチレンのラノリン誘導体又はラノリンアルコール又は
ミツロウ誘導体などのHLBが10以上の非イオン系界面活
性剤や（HLBが10未満の非イオン系界面活性剤は主溶剤
である水に難溶又は不溶なので使用できない。）、ポリ
アクリル酸、ポリメタアクリル酸、縮合ナフタリンスル
ホン酸、スチレン−マレイン酸共重合体、ジイソブチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル
酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル−（メタ）ア
クリル酸共重合体、スチレン−イタコン酸共重合体、イ
タコン酸エステル−イタコン酸共重合体、ビニルナフタ
レン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−（メ
タ）アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−イタコン
酸共重合体、アルギン酸等のアンモニウム塩、アミン塩
またはアルカリ金属塩や、セラックのアンモニア水溶液
などの高分子系分散剤が挙げられ、単独若しくは複数混
合して使用することができる。

水溶性有機溶剤としては、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、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、グリセリ
ンなどのグリコール類及びその誘導体や、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、イソプロパノールアミ
ン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルエ
タノールアミン、２−（２−アミノエチルアミノ）エタ
ノールなどのＮ−アルカノールアミン類や、２−クロル
エタノール、テトラヒドロフルフリルアルコールなどの
アルコール類や、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルプロピルアミ
ド、N,N−ジメチルアミドなどのアミド類や、２−ピロ
リドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの窒素含有５
員環ケトン類、及び、γ−ブチロラクトン、γ−バレロ
ラクトン、γ−カプロラクトン、γ−カプリロラクト
ン、δ−バレロラクトンなどのオキシカルボン酸の分子
内エステル化合物などが挙げられ、これらは単独もしく
は複数混合して使用可能であり、その使用量は水性顔料
インキ全量に対して１〜50重量％が好ましい。

水は主溶剤として使用するもので、その使用量はイン
ク全量に対して、30〜95重量％が好ましい。

以上の必須成分の他に本発明においては、粘度調整剤
及び／又は定着剤として、水溶性樹脂を使用したり、更
にペン先や筆先での乾燥防止及び保湿の目的で尿素、チ
オ尿素、エチレン尿素及び／又はそれらの誘導体を適宜
使用しても良い。

［作 用］ 本発明に係る着色加工粉体は、樹脂粉体の表面に顔料
及び水不溶性の防腐・防黴剤を固定しているので、着色
加工粉体の比重を顔料及び水不溶性の防腐・防黴剤の比
重より小さくすることができる長期間安定に分散する。
従って、原料の沈降や色分かれは発生せず、更に、防腐
・防黴剤も長期にわたり均一に分散しているので、経時
的に防腐・防黴硬化の低下しにくい水性顔料インキを得
ることができるものである。

［実施例］ 以下本発明を実施例及び比較例にて更に詳細に説明す
るが、「部」とあるのは「重量部を示す。

製造例１ ナイロン樹脂粉体（平均粒子径５μｍ（株）東レ製） 70部 黒色透明酸化鉄（東色ピグメント（株）製） 15部 酸化マグネシウム（平均粒子径0.3μｍ） 15部 上記成分を自動乳鉢にて20分間混合した後、前記ハイ
ブリダイザーにて５分間処理を行ない、着色加工粉体を
得た。

製造例２ ポリエチレン樹脂粉体 （平均粒子径18.7m（株）住友精化（株）製） 70部 サンドリンブルーBNLF 10部 （フタロシアニンブルー、C.I.ピグメントブルー15 スイス国、サンド社製） 酸化マグネシウム（平均粒子径0.3μｍ） 20部 上記成分中ポリエチレン樹脂粉体と酸化マグネシウム
をボールミルで２時間混合後、サンドリンブルーBNFLを
加え、更に１時間混合し着色加工粉体を得た。

製造例３ ポリスチレン樹脂粉体 （平均粒子径30μｍ（株）住友化学工業（株）製） 68部 レーキレッドＣ （C.I.ピグメントレンッ53,富士色素（株）製） 10部 キトサン（平均粒子径0.5μｍ） 22部 上記成分をボールミル２時間混合後、ハイブリダイザ
ーにて５分間処理を行ない着色加工粉体を得た。

製造例４ ナイロン樹脂粉体（平均粒子径５μｍ（株）東レ製） 70部 サンドリンブルーBNLF ６部 グラフトールレッドWGS ４部 （C.I.ピグメントレッド48−１、 スイス国、サンド社製） 酸化マグネシウム（平均粒子径0.5μｍ） 20部 上記成分中ナイロン樹脂粉体と酸化マグネシウムを自
動乳鉢にて10分間混合後、サンドリンブルーBNLF及びグ
ラフトールレッドWGSを加え、更に５分間混合した後ハ
イブリダイザーにて５分間処理し着色加工粉体を得た。

製造例５ 製造例１の成分より酸化マグネシウム成分を除いた他
は、製造例１と同様になして着色加工粉体を得た。

製造例６ 製造例２の成分より酸化マグネシウムを除いた成分
を、ボールミルで３時間混合した後、ハイブリダイザー
にて５分間処理を行ない着色加工粉体を得た。

製造例７ 製造例３の成分より酸化マグネシウム成分を除いた他
は、製造例３と同様になして着色加工粉体を得た。

製造例８ 製造例４の成分より酸化マグネシウム成分を除いた成
分を、自動乳鉢で15分間混合した後、ハイブリダイザー
にて５分間処理を行ない着色加工粉体を得た。

実施例１ 製造例１で得た着色加工粉体 16.0部 エチレングリコール 20.0部 ニッコールDLP−10 0.5部 （ポリオキシエチレン（10）ラウリルエーテル リン酸ナトリウム、日光ケミカルズ（株）製） ペプタイドPA−100 5.0部 （ポリペプタイド、保護コロイド、（株）ニッピ
製） 尿素 10.0部 水 48.5部 上記成分を撹拌混合し、ボールミルで３時間分散処理
した後、300rpmで20分遠心処理し、粘度3.8cpsの黒色イ
ンキを得た。

実施例２ 製造例２で得た着色加工粉体 13.0部 ジエチレングリコール 30.0部 ニッコールBT−12 0.8部 （ポリオキシエチレン第２級アルキルエーテル、 日光ケミカルズ（株）製） PVA−124 2.5部 （ポリビニルアルコール（株）クラレ製） 水 53.7部 上記成分のうち水20部にPVA−124全量を加え撹拌しな
がら80℃に加熱溶解し、次いで室温まで冷却する。残り
の水に各成分を順次添加、撹拌し、均一になったところ
で前記PVA−124水溶液を撹拌しながら加え、ボールミル
で３時間分散処理した後、3000rpmで３分遠心処理し、
粘度93cpsの青色インキを得た。

実施例３ 製造例３で得られた着色加工粉体 50.0部 エチレングリコール 10.0部 プロピレングリコール 15.0部 ニッコールBT−12 0.5部 PVP−K90 1.0部 （ポリビニルピロリドン、（株）クラレ製） 水 23.5部 上記成分を撹拌しながら順次添加し、均一にし、ボー
ルミルで４時間分散処理した後、3000rpmで30分遠心処
理し、粘度6.3cpsの赤色インキを得た。

実施例４ 製造例４で得られた着色加工粉体 15.0部 エチレングリコール 25.0部 ニッコールPBC−34 0.9部 （ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン セチルエーテル、日光ケミカルズ（株）製） PVA−105 2.5部 （ポリビニルアルコール、（株）クラレ製） 水 56.6部 上記成分を実施例２と同様にして、粘度13.4cpsの紫
色インキを得た。

実施例５ 製造例２で得られた着色加工粉体 7.0部 製造例４で得られた着色加工粉体 15.0部 エチレングリコール 25.0部 ニッコールDLP−10 0.8部 PVA−124 3.0部 水 49.2部 上記成分のうち水30部にポバールPVA−124全量を加
え、撹拌しながら80℃まで加熱溶解し、次いで室温まで
冷却する。残りの水に各成分を順次添加し、撹拌し均一
となったところで前記ポバールPVA−124水溶液を撹拌し
ながら加え、ボールミルで４時間分散処理した後3000rp
mで30分遠心処理し、粘度142cpsの紫色インキを得た。

比較例１ 実施例１の成分中、製造例１で得られた着色加工粉体
を製造例５で得られた着色加工粉体に替え、防腐・防黴
剤としてニューサイドSC（日本合成化学工業（株）製、
デヒドロ酢酸ナトリウム）0.3部を成分に加え、以下実
施例１と同様になしてインキを得た。

比較例２ 実施例２の着色加工粉体を製造例６の着色加工粉体に
替え、防腐・防黴剤としてパラオキシ安息香酸メチルエ
ステル（ミドリ化学（株）製）0.3部を成分に加え、以
下実施例２と同様になしてインキを得た。

比較例３ 実施例３の着色加工粉体を製造例７の着色加工粉体に
替え、防腐・防黴剤としてニューサイドSC0.3部を成分
に加え、以下実施例３と同様になしてインキを得た。

比較例４ 実施例４の着色加工粉体を製造例８の着色加工粉体に
替え、防腐・防黴剤としてパラオキシ安息香酸メチルエ
ステル（ミドリ化学（株）製）0.3部を成分に加え、以
下実施例４と同様になしてインキを得た。

比較例５ 実施例５の着色加工粉体（製造例2,3）をそれぞれ製
造例6,8の着色加工粉体に替え、防腐・防黴剤としてニ
ューサイドSC0.3部を成分に加え、以下実施例４と同様
になしてインキを得た。

比較例６ 実施例４の着色加工粉体をサンドリンブルーBNLF6部
及びグラフトールレッドWGS4部に替え、防腐・防黴剤と
してパラオキシ安息香酸メチルエステル（ミドリ化学
（株）製）0.3部を成分に加え、以下実施例４と同様に
なしてインキを得た。

［発明の効果］ 実施例１〜５及び比較例１〜６で得たインキを市販の
弁機構を有する繊維芯マーカー（ペインマーカー、MMP
5、ぺんてる（株）製）に充填し、試験用サンプルを作
成し防腐・防黴試験を行なった。更に、インキを沈降管
に入れ沈降及び色分かれ試験を行った。

結果を表−１に示す。

また、筆記用具インキとしての各種機能、例えば、イ
ンキ濃度、ヘン先耐乾燥性、筆跡の定着性についても試
験を行なったが、全て良好であった。

以上詳細に説明したように、本発明に係る水性顔料イ
ンキは、着色剤の沈降及び色分かれが起きにくく長期間
分散安定であり、更に、長期間防腐・防黴効果を有する
ものである。特に、防腐・防黴剤としてキトサン等を用
いると、誤って飲み込んだりしても安全性の高い実用上
優れたもとなる。

尚、試験においては弁機構を有する繊維芯マーカーを
用いて説明したが、筆式筆記具、多孔質体をペン先とす
る筆記具など、その他各種構造の筆記具にも使用可能な
ものであり、用途においても、筆記具用インキのみなら
ず、絵の具又は液状化粧料などといったものにも適用可
能である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂粉体の表面に顔料及び水不溶性防腐・
   防黴剤を固定化した着色加工粉体と分散剤と水溶性有機
   溶剤と水とから少なくともなる水性顔料インキ。