JP2943223B2 - 水性インキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機械筆記用筆記具やインキジェット等の記
録液として好適な水性インキ組成物に関し、特に、表面
のインキに対する濡れ特性が異なる筆記用紙のいずれに
使用しても、良好な筆跡を得られる水性インキ組成物に
関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） プロッターやインキジェット等のように機械筆記を行
なうものは、記録した書類又は図面の保存の問題や用紙
の耐久性の問題などにより、色々な物性の用紙を用いて
いる。

これに対し、記録液として従来知られている水溶性染
料と水溶性有機溶剤と界面活性剤とよりなる水性インキ
を用いた場合、水性インキと筆記用紙との濡れ性が合っ
ている場合には、均一で鮮明な筆跡が得られるが、非常
に濡れが良い筆記用紙（例えば水に対する接触角が50度
程度）では筆跡が滲むという問題があり、逆に濡れが悪
い筆記用紙（例えば水に対する接触角が120度程度）で
はインキの載らない部分が出来、均一な筆跡が得られな
いという問題があった。

この問題に対して、従来は、水性インキ中の水溶性有
機溶剤及び界面活性剤の種類と量を調節することによ
り、各々の筆記用紙に濡れ性を合わせた複数の水性イン
キを用いることで対処してきた。

しかしながら、このような対処の仕方では筆記用紙が
替わるとインキを替えなければならず、作業上の面倒さ
という不利益を免れ得なかった。

また、水性インキの濡れ性を一般の水性インキより過
剰に良好にし、これに水溶性高分子を添加して粘度を上
げ、筆記後のインキの移動を抑えることで滲みを防止す
ることも行われている。

しかしながら、インキの移動を抑え得る程度に水溶性
高分子を添加した場合、水性インキの粘度が高くなって
しまい、プロッターやインキジェット用としてインキの
吐出が不十分になってしまうという問題があった。

本発明は、インキに対する濡れの状態が異なる筆記用
紙のいずれに対しても良好な筆跡を有する水性インキ組
成物を得ることを課題とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、水に溶解して分子がアニオンとなる染料と
水溶性有機溶剤と界面活性剤と下記一般式（Ｉ）で示さ
れるベタイン型アクリル樹脂と水とから少なくともなる
水性インキ組成物を要旨とする。

（ｎ、ｍは整数で、和は400〜450、 Ｒは炭素数１〜18のアルキル基である） 以下、本発明を詳細に説明する。

水に溶解して分子がアニオンとなる染料は、酸性染
料、直接染料、食用染料があり、これらは着色剤として
用いるものである。特に、酸性染料、直接染料、食用染
料は、塩基性染料に比較して、上記一般式（Ｉ）で示さ
れるベタイン型アクリル樹脂との相互作用が大きく滲み
に対する効果が顕著であり好ましい。

直接染料の一例を以下に記載する。ジャパノールファ
ストブラックＤコンク（C.I.ダイレクトブラック17）、
ウォーターブラック100L（同19）、ウォーターブラック
Ｌ−200（同19）、ダイレクトファストブラックＢ（同2
2）、ダイレクトファストブラックAB（同32）、ダイレ
クトディープブラックEX（同38）、ダイレクトファスト
ブラックコンク（同51）、カヤラススプラグレイVGN
（同71）、カヤラスダイレクトブリリアントエローＧ
（C.I.ダイレクトエロー４）、ダイレクトファストエロ
ー5GL（同26）、アイゼンプリムラエローGCLH（同4
4）、ダイレクトファストエローＲ（同50）、アイゼン
ダイレクトファストレッドFH（C.I.ダイレクトレッド
１）、ニッポンファストスカーレットGSX（同４）、ダ
イレクトファストスカーレット4BS（同23）、アイゼン
ダイレクトローデュリンBH（同31）、ダイレクトスカー
レットＢ（同37）、カヤクダイレクトスカーレット3B
（同39）、アイゼンプリムラピンク2BLH（同75）、スミ
ライトレッドF3B（同80）、アイゼンプリムラレッド4BH
（同81）、カヤラススプラルビンBL（同83）、カヤラス
ライトレッドF5G（同225）、カヤラスライトレッドF5B
（同226）、カヤラスライトローズFR（同227）、ダイレ
クトスカイブルー6B（C.I.ダイレクトブルー１）、ダイ
レクトスカイブルー5B（同15）、スミライトスプラブル
ーBRRコンク（同71）、ダイボーゲンターコイズブルー
Ｓ（同86）、ウォーターブルー＃３（同86）、カヤラス
ターコイズブルーGL（同86）、カヤラススプラブルーFF
2GL（同106）、カヤラススプラターコイズブルーFBL
（同199）等が挙げられる。

酸性染料の一例を以下に記載する。アシッドブルーブ
ラック10B（C.I.アシッドブラック１）、ニグロシン
（同２）、スミノールミリングブラック8BX（同24）、
カヤノールミリングブラックVLG（同26）、スミノール
ファストブラックBRコンク（同31）、ミツイナイロンブ
ラックGL（同52）、アイゼンオパールブラックWHエクス
トラコンク（同52）、スミランブラックWA（同52）、ラ
ニルブラックBGエクストラコンク（同107）、カヤノー
ルミリングブラックTLB（同109）、スミノールミリング
ブラックＢ（同109）、カヤノールミリングブラックTLR
（同110）、アイゼンオパールブラックニューコンク
（同119）、ウォーターブラック187−Ｌ（同154）、カ
ヤクアシッドブリリアントフラビンFF（C.I.アシッドイ
エロー7:1）、カヤシルエローGG（同17）、キシレンラ
イトエロー2G140％（同17）、スミノールレベリングエ
ローNR（同19）、ダイワタートラジン（同23）、カヤク
タートラジン（同23）、スミノールファストエローＲ
（同25）、ダイアシッドライトエロー2GP（同29）、ス
ミノールミリングエローＯ（同38）、スミノールミリン
グエローMR（同42）、ウォーターエロー＃６（同42）、
カヤノールエローNFG（同49）、スミノールミリングエ
ロー3G（同72）、スミノールファストエローＧ（同6
1）、スミノールミリングエローＧ（同78）、カヤノー
ルエローN5G（同110）、スミノールミリングエロー4G20
0％（同141）、カヤノールエローNG（同135）、カヤノ
ールミリングエロー5GW（同127）、カヤノールミリング
エロー6GW（同142）、スミトモファストスカーレットＡ
（C.I.アシッドレッド８）、カヤクシルクスカーレット
（同９）、ソーラールビンエクストラ（同14）、ダイワ
ニューコクシン（同18）、アイゼンボンソーRH（同2
6）、ダイワ赤色２号（同27）、スミノールレベリング
ブリリアントレッドS3B（同35）、カヤシルルビノール3
GS（同37）、アイゼンエリスロシン（同51）、カヤクア
シッドローダミンFB（同52）、スミノールレベリングル
ビノール3GP（同57）、ダイアシッドアリザリンルビノ
ールF3G200％（同82）、アイゼンエオシンGH（同87）、
ウォーターピンク＃２（同92）、アイゼンアシッドフロ
キシンPB（同92）、ローズベンガル（同94）、カヤノー
ルミリングスカーレットFGW（同111）、カヤノールミリ
ングルビン3BW（同129）、スミノオールミリングブリリ
アントレッド3BNコンク（同131）、スミノールミリング
ブリリアントレッドBS（同138）、アイゼンオパールピ
ンクBH（同186）、スミノールミリングブリリアントレ
ッドＢコンク（同249）、カヤクアシッドブリリアント
レッド3BL（同254）、カヤクアシッドブリリドブリリア
ントレッドBL（同265）、カヤノールミリングレッドGW
（同276）、ミツイアシッドバイオレット6BN（C.I.アシ
ッドバイオレット15）、ミツイアシッドバイオレットBN
（同17）、スミトモパテントピュアブルーVX（C.I.アシ
ッドブルー１）、ウォーターブルー＃106（同１）、パ
テントブルーAF（同７）、ウォーターブルー＃９（同
９）、ダイワ青色１号（同９）、スプラノールブルーＢ
（同15）、オリエントソルブルブルーOBC（同22）、ス
ミノールレベリングブルー4GL（同23）、ミツイナイロ
ンファストブルーＧ（同25）、カヤシルブルーAGG（同4
0）、カヤシルブルーBR（同41）、ミツイアリザリンサ
フィロールSE（同43）、スミノールレベリングスカイブ
ルーＲエクストラコンク（同62）、ミツイナイロンファ
ストスカイブルーＢ（同78）、スミトモブリリアントイ
ンドシアニン6Bh/c（同83）、サンドランシアニンＮ−6
B350％（同90）、ウォーターブルー＃115（同90）、オ
リエントソルブルブルーOBB（同93）、スミトモブリリ
アントブルー5G（同103）、カヤノールミリングウルト
ラスカイSE（同112）、カヤノールミリングシアニン5R
（同113）、アイゼンオパールブルー2GLH（同158）、ダ
イワギニアグリーンＢ（C.I.アシッドグリーン３）、ア
シッドブリリアントミリンググリーンＢ（同９）、ダイ
ワグリーン＃70（同16）、カヤノールシアニングリーン
Ｇ（同25）、スミノールミリンググリーンＧ（同27）等
が挙げられる。

食用染料は、その大部分が直接染料又は酸性染料に含
まれるが、含まれないもののの一例としては、ウォータ
ーエロー＃４（C.I.フードエロー３）が挙げられる。

これらの染料は単独あるいは複数混合して使用でき
る。その使用量は水性インキ組成物全量に対し0.5〜20
重量％が好ましい。

水溶性有機溶剤は保湿及び／又は凍結防止などを目的
として用いるものである。その一例としては、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、イソブタノール等のアルコール類、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、1,3ブチレングリコー
ル、チオジグリコール等のグリコール類、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、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、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、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、ソルビット、ソルビタン、アセチン、グリ
セリン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、単
独あるいは複数混合して使用できる。その使用量は水性
インキ組成物全量に対し１〜50重量％が好ましい。

界面活性剤は水性インキ組成物の濡れを調整するため
のものであり、通常市販されているノニオン系やアニオ
ン系のものが殆ど使用できる。

ノニオン系界面活性剤の一例としては、ソルビタン脂
肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセ
リン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エス
テル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、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
リオキシエチレンフィトステロール、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
ンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオ
キシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンラノリンア
ルコール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオ
キシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルホルムアルデヒド縮合物、水溶性シリコーン
オイル、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。アニオ
ン系界面活性剤の一例としてはアルキル硫酸塩、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
ノ酸塩、Ｎ−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル酢酸塩、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が挙げら
れる。界面活性剤は、単独あるいは複数混合して使用で
きる。その使用量は水性インキ組成物全量に対し0.01〜
5.0重量％が好ましい。

水はインキの主溶剤として用いるものである。

本発明の骨子であるベタイン型アクリル樹脂はインキ
の滲みを抑えるためのものであって、下記一般式（Ｉ）
で示されるものである。

その使用量は水性インキ組成物全量に対し0.1〜５重
量％が好ましい。

（ｎ、ｍは整数で、和は400〜450、 Ｒは炭素数１〜18のアルキル基である） 更に、防腐防黴剤や尿素、エチレン尿素及びそれらの
誘導体などの保湿助剤や金属部品の腐食防止のための防
錆剤や粘度調整剤としての水溶性高分子等を適宜添加す
ることはなんら差し支えない。

本発明にかかるインキの調製は上記必須成分を従来公
知の撹拌機で混合撹拌、溶解させることにより得られ
る。

（作用） 本発明に係る水性インキ組成物は、上記一般式（Ｉ）
で示されるベタイン型アクリル樹脂を用いている。この
ベタイン型アクリル樹脂の第４級アンモニウム塩とアニ
オン性を帯びた紙の繊維との弱い相互作用により、イン
キの紙面上での移動が妨げられて滲みが防止されるもの
と推測される。更に、このベタイン型アクリル樹脂は、
インキ粘度に対する影響が少ないので、プロッター用筆
記具やインキジェット用として用いても、インキの吐出
は良好である。

（実施例） 以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、実施
例、比較例中に単に「部」とあるのは「重量部」を示す
ものとする。

実施例１ ダイワブルー＃300 4.0部 （C.I.アシッドブルー90、ダイワ化成（株）製） エチレングリコール 14.0部 ユカフォーマーAM−75−Ｗ 3.5部 （ベタイン型アクリル樹脂の30％水溶液、三菱油化
（株）製） ニッコールNP−10 0.4部 （ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、界面
活性剤、日光ケミカルズ（株）製） 尿素 8.0部 プロクセルGXL 0.2部 （1,2−ベンズイソチアゾリン−３−オン、防腐防カ
ビ剤、ICIジャパン（株）製） 水 69.9部 上記成分を撹拌し、均一に溶解し、青色の水性インキ
組成物を得た。

実施例２ カヤシルルビノール3GS 5.5部 （C.I.アシッドレッド37、日本化薬（株）製） グリセリン 8.0部 エチレングリコール 6.0部 ユカフォーマーAM−75−205 6.0部 （ベタイン型アクリル樹脂の30％エタノール溶液、三
菱油化（株）製） ニッコール デカグリン１−Ｌ 0.5部 （デカグリセリルモノラウレート、界面活性剤、日光
ケミカルズ（株）製） プロクセルGXL 0.2部 水 73.8部 上記成分を、実施例１と同様になして赤色の水性イン
キ組成物を得た。

実施例３ ウォーターブラック100L 35.0部 （C.I.ダイレクトブラック19の20％水溶液、オリエン
ト化学工業（株）製） エチレングリコール 10.0部 チオジグリコール 8.0部 ユカフォーマーAM−75−204 1.0部 （ベタイン型アクリル樹脂の40％エタノール溶液、三
菱油化（株）製） エチレン尿素 8.0部 ノイゲンET143 2.0部 （ポリオキシエチレンラウリルエーテル、界面活性
剤、第一工業製薬（株）製） プロクセルGXL 0.2部 水 35.8部 上記成分を、実施例１と同様になして黒色の水性イン
キ組成物を得た。

比較例１ 実施例１において、ユカフォーマーAM−75−Ｗの替わ
りに水を添加した以外は実施例１と同様になして、青色
の水性インキ組成物を得た。

比較例２ 実施例２において、ユカフォーマーAM−75−205の替
わりに水を添加した以外は実施例２と同様になして、赤
色の水性インキ組成物を得た。

比較例３ 実施例３において、ユカフォーマーAM−75−204の替
わりに水を添加した以外は実施例３と同様になして、黒
色の水性インキ組成物を得た。

比較例４ ダイワブルー＃300 4.0部 （C.I.アシッドブルー90、ダイワ化成（株）製） エチレングリコール 14.0部 ニッコールNP−10 0.1部 （ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、界面
活性剤、日光ケミカルズ（株）製） 尿素 8.0部 プロクセルGXL 0.2部 （1,2−ベンゾチアゾリン−３−オン、防腐防カビ
剤、ICIジャパン（株）製） 水 73.7部 上記成分を撹拌し、均一に溶解し、青色の水性インキ
組成物を得た。

比較例５ 実施例１において、ユカフォーマーAM−75−Ｗの替わ
りに、PVP−K15（ポリビニルピロリドン、水溶性高分
子、関東化学（株）製）1.0部、水2.45部を加えた以外
は実施例１と同様になして青色の水性インキ組成物を得
た。

（効果） 以上で得られたインキを市販の細管式プロッタペン
（CXP35、ぺんてる株式会社（株）製）に充填し試験サ
ンプルとした。

結果を表１に示す。

用紙A:インキに対して濡れにくい用紙 （水に対する接触角約120度） 用紙B:インキに対して濡れの良い用紙 （水に対する接触角約70度） 用紙C:インキに対して非常に濡れの良い用紙 （水に対する接触角約50度） 試験方法：各用紙に、プロッター（ドラフトマスター
II7596A、米国、ヒューレットパッカード社製、筆記条
件；筆記速度30cm/sec、筆記荷重24g）で筆記し、その
筆跡状態を目視で判定した。

均一性 ○：均一でインキの載らない部分が無い △：少しインキの載らない部分又はインキ吐出不良が
みられる ×：インキの載らない部分又はインキ吐出不良が多く
筆跡が不均一 ニジミ ○：全く滲み無し △：少し滲み有り ×：滲み多く筆跡が不鮮明 以上説明したように、本発明の水性インキ組成物は、
被筆記用紙の表面物性の違いに関わらず良好な筆跡が得
られる優れたものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水に溶解して分子がアニオンとなる染料と
   水溶性有機溶剤と界面活性剤と下記一般式（Ｉ）で示さ
   れるベタイン型アクリル樹脂と水とから少なくともなる
   水性インキ組成物。 （ｎ、ｍは整数で、和は400〜450、 Ｒは炭素数１〜18のアルキル基である）