JP5717422B2 - Method for producing gel composition - Google Patents

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Description

本発明はゲル状組成物に関し、特に水系溶媒を用いるゲル状組成物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a gel composition, and particularly to a method for producing a gel composition using an aqueous solvent.

一般に、ゲルないしゲル状組成物は、物理化学的には分散系の一種であって、分散質のネットワークによって高い粘性とともに流動性を失った半固形状態の物質系を意味し、広義には固体分散媒のコロイドであるソリッドゾルを包含する。   In general, a gel or a gel-like composition is a kind of dispersion system in physicochemical terms, and means a semi-solid material system that has lost fluidity with high viscosity due to a network of dispersoids. Includes a solid sol that is a colloid of a dispersion medium.

また、材料系によってゲルを分類した場合、分散質が高分子であって架橋等によって網目構造となったゲルを高分子ゲルと呼び、分散媒が水のゲルをヒドロゲル、分散媒が有機溶媒のゲルの場合をオルガノゲルと通常呼ばれている。   In addition, when the gel is classified according to the material system, the gel whose dispersoid is a polymer and has a network structure by crosslinking or the like is called a polymer gel, the dispersion medium is a water gel, the dispersion medium is an organic solvent, The case of a gel is usually called an organogel.

上記の内でも水系溶媒を分散媒とする高分子ゲルは、ヒドロゲルであるという特性から筆記具用のインク組成物や各種電気化学的測定用の半電池の電極用材料をはじめ広範囲な用途への適用が期待されている。   Among the above, polymer gels that use aqueous solvents as dispersion media are hydrogels, so they can be used in a wide range of applications, including ink compositions for writing instruments and half-cell electrode materials for various electrochemical measurements. Is expected.

従来、水溶液を架橋型アクリル重合体などによって部分的にゲル化させてゲル状物質を析出させる技術が知られている。たとえば、特開2001−181354号公報(特許文献1)には、洗浄剤組成物の分野において、特定の四級カチオン基を含有する重合性カチオン性モノマーとポリオキシエチレン鎖含有の重合性モノマーとを共重合させて得られる組成物を水で希釈させることによってゲル状物質が析出することが知られている。   Conventionally, a technique is known in which an aqueous solution is partially gelled with a cross-linked acrylic polymer or the like to precipitate a gel-like substance. For example, JP 2001-181354 A (Patent Document 1) discloses a polymerizable cationic monomer containing a specific quaternary cation group and a polyoxyethylene chain-containing polymerizable monomer in the field of cleaning compositions. It is known that a gel-like substance is precipitated by diluting a composition obtained by copolymerizing with water.

さらに、特開2001−139828号公報(特許文献2)、特開2002−500247号公報(特許文献3)ならびに特開2002−138147号公報(特許文献4)には、使い捨ておむつ等の吸収性材料に好適な水膨潤性架橋重合体組成物ないし吸水性ポリマーが開示されている。   Further, JP-A-2001-139828 (Patent Document 2), JP-A-2002-500247 (Patent Document 3) and JP-A-2002-138147 (Patent Document 4) disclose absorbent materials such as disposable diapers. A water-swellable crosslinked polymer composition or a water-absorbing polymer is disclosed.

一方、特開2001−255298号公報(特許文献5)ならびに特許第4413514号公報(特許文献6)には、電気化学的測定用の電極材料に用いられる特定のヒドロゲルが開示されている。   On the other hand, JP-A No. 2001-255298 (Patent Document 5) and Japanese Patent No. 4413514 (Patent Document 6) disclose specific hydrogels used for electrode materials for electrochemical measurement.

しかしながら、従来のいわゆるヒドロゲル系の高分子ゲルの製造技術においては、水系溶媒を含むゲル化反応系を均質に直接ゲル化することが困難であり、特に液相とゲル相の相分離や液相の滲出等に起因する不均質ゲルになるという問題があり、このような傾向は、特に電解質水溶液をゲル化する際に顕著であった。   However, in the conventional production technology of so-called hydrogel polymer gels, it is difficult to make a gelation reaction system containing an aqueous solvent homogeneously and directly, especially phase separation between liquid phase and gel phase or liquid phase There is a problem that the gel becomes a heterogeneous gel caused by leaching of the electrolyte, and such a tendency is remarkable particularly when the aqueous electrolyte solution is gelled.

特開2001−181354号公報JP 2001-181354 A 特開2001−139828号公報JP 2001-139828 A 特開2002−500247号公報JP 2002-500247 A 特開2002−138147号公報JP 2002-138147 A 特開2001−255298号公報JP 2001-255298 A 特許第4413514号公報Japanese Patent No. 4413514

本発明は、上述した従来技術における状況に鑑みてなされたものであって、比較的簡易なプロセスによって、水系溶媒を含むゲル化反応系を均質かつ直接ゲル化することによって相分離等の問題が生じないゲル状組成物を得るための方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described situation in the prior art, and has problems such as phase separation by homogenously and directly gelling a gelling reaction system containing an aqueous solvent by a relatively simple process. It aims at providing the method for obtaining the gel-like composition which does not arise.

上記の目的を達成するために、本発明に係るゲル状組成物の製造方法は、ポリエチレンイミン系ポリマーからなる水溶性ポリマーを、水系溶媒中において、均一ゲル化条件下で架橋反応させることによって、前記水系溶媒を含む反応系を、実質的に均質相からなるゲル状物質に直接ゲル化させることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a method for producing a gel-like composition according to the present invention includes a water-soluble polymer composed of a polyethyleneimine polymer by a crosslinking reaction in an aqueous solvent under uniform gelation conditions. The reaction system containing the aqueous solvent is directly gelled into a gel material substantially composed of a homogeneous phase.

本発明の好ましい態様においては、前記水系溶媒が、イオン交換水もしくは比較的高濃度の電解質水溶液からなり、さらに好ましくは電解質水溶液が、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液からなり、特に好ましくは、該電解質水溶液が、飽和塩化カリウム水溶液からなる。   In a preferred embodiment of the present invention, the aqueous solvent comprises ion-exchanged water or a relatively high concentration aqueous electrolyte solution, more preferably the aqueous electrolyte solution comprises an aqueous solution of an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt, particularly preferably. The electrolyte aqueous solution is composed of a saturated potassium chloride aqueous solution.

また、本発明の好ましい態様においては、前記水溶性ポリマーが、数平均分子量300〜100000のポリエチレンイミンからなり、さらに好ましくは、ポリエチレンイミンをグリシジルエーテル系架橋剤によって架橋させる工程を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble polymer is composed of polyethyleneimine having a number average molecular weight of 300 to 100,000, and more preferably includes a step of crosslinking polyethyleneimine with a glycidyl ether crosslinking agent.

さらに本発明の好ましい態様においては、ポリエチレンイミンを水溶性のポリグリシジルエーテル類、好ましくはポリグリコールジグリシジルエーテルからなる架橋剤によって架橋させる工程を含む。   Furthermore, a preferred embodiment of the present invention includes a step of crosslinking polyethyleneimine with a crosslinking agent comprising a water-soluble polyglycidyl ether, preferably polyglycol diglycidyl ether.

さらに本発明は、上記の方法によって得られたゲル状組成物を包含するものである。   Furthermore, this invention includes the gel-like composition obtained by said method.

本発明の方法によれば、比較的簡易なプロセスによって、水系溶媒を含むゲル化反応系を均質かつ直接ゲル化することによって相分離等の問題が生じないゲル状組成物を得ることができ、産業上極めて有用である。   According to the method of the present invention, it is possible to obtain a gel-like composition that does not cause problems such as phase separation by homogenizing and directly gelling a gelation reaction system containing an aqueous solvent by a relatively simple process, It is extremely useful in industry.

以下、本発明に係るゲル状組成物の製造方法の好ましい実施態様につき説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing a gel composition according to the present invention will be described.

本発明に係るゲル状組成物の製造方法は、ポリエチレンイミン系ポリマーからなる水溶性ポリマーを、水系溶媒中において、均一ゲル化条件下で架橋反応させることによって、前記水系溶媒を含む反応系を、実質的に均質相からなるゲル状物質に直接ゲル化させることを特徴とするものである。   In the method for producing a gel composition according to the present invention, a water-soluble polymer composed of a polyethyleneimine-based polymer is subjected to a crosslinking reaction in a water-based solvent under uniform gelation conditions. It is characterized in that it is directly gelled into a gel-like substance consisting essentially of a homogeneous phase.

ヒドロゲルを構成する水系溶媒としては、水、好ましくはイオン交換水、もしくは電解質水溶液が用いられ得る。本発明の好ましい態様においては、前記水系溶媒が、イオン交換水もしくは比較的高濃度の電解質水溶液からなり、さらに好ましくは電解質水溶液が、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液からなる。このようなアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の水溶液としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどが好ましく用いられ得る。   As an aqueous solvent constituting the hydrogel, water, preferably ion-exchanged water, or an aqueous electrolyte solution can be used. In a preferred embodiment of the present invention, the aqueous solvent comprises ion-exchanged water or a relatively high concentration aqueous electrolyte solution, and more preferably the aqueous electrolyte solution comprises an aqueous solution of an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. Examples of aqueous solutions of such alkali metal salts or alkaline earth metal salts include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, magnesium bromide, bromide. Calcium, lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate and the like can be preferably used.

上記電解質水溶液の濃度は、目的とする用途に応じて適宜選択することができるが、本発明は特に高濃度の電解質水溶液についても均質なゲル化できることが特徴であり、好ましくは、3mol/l〜飽和水溶液の範囲においても均質なゲル状組成物を得ることができる点でも従来にない特徴を有している。   The concentration of the aqueous electrolyte solution can be appropriately selected according to the intended application, but the present invention is characterized in that it can be homogeneously gelled even with a high concentration aqueous electrolyte solution, preferably 3 mol / l to Even in the range of saturated aqueous solution, it has the characteristic which is not in the past also in the point which can obtain a homogeneous gel composition.

特に従来の電解質水溶液を溶媒とするゲル状組成物においては、相分離のない良好な均質性を具備する組成物を得ることは困難であったが、本発明によれば高濃度ないし飽和電解質水溶液を溶媒系として用いた場合においても均質なゲル状組成物を得ることができる点で有用である。   In particular, in a gel composition using a conventional electrolyte aqueous solution as a solvent, it was difficult to obtain a composition having good homogeneity without phase separation. Even in the case where is used as a solvent system, it is useful in that a homogeneous gel composition can be obtained.

また、本発明において使用する水溶性ポリマーとしては、好ましくは数平均分子量 300〜100000の範囲、さらに好ましくは600〜80000の範囲のポリエチレンイミン、特に好ましくは1800〜70000の範囲のからなるポリエチレンイミンを用いることが望ましい。   The water-soluble polymer used in the present invention is preferably a polyethyleneimine having a number average molecular weight in the range of 300 to 100,000, more preferably in the range of 600 to 80000, particularly preferably in the range of 1800 to 70000. It is desirable to use it.

本発明は、上述した水系溶媒とともに上記水溶性ポリマーを架橋剤によって架橋させることが好ましい。このような架橋剤としては、エチレンポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、プロピレンポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル系架橋剤が好ましく、これらの架橋剤は1種または2種以上が用いられ得る。   In the present invention, it is preferable to crosslink the water-soluble polymer together with the above-described aqueous solvent with a crosslinking agent. Examples of such cross-linking agents include ethylene polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, propylene polypropylene glycol diglycidyl ether. Glycidyl ether-based crosslinking agents such as these are preferred, and one or more of these crosslinking agents can be used.

本発明において、上記の水溶性ポリマーの配合比は、使用する水溶性ポリマーに応じて適宜最適範囲を選択することができるが、通常、水系溶媒に対して0.1〜50質量%、が好ましく、さらに好ましくは1〜30質量%の範囲である。   In the present invention, the mixing ratio of the water-soluble polymer can be appropriately selected in accordance with the water-soluble polymer to be used, but is usually preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the aqueous solvent. More preferably, it is the range of 1-30 mass%.

さらに、本発明において、上記の架橋剤は、使用する水溶性ポリマーに応じて適宜最適範囲を選択することができるが、通常、水溶性ポリマー1質量部に対して0.1質量部〜10質量部が好ましく、さらに好ましくは0.3質量部〜8質量部の範囲である。   Furthermore, in the present invention, the above-mentioned crosslinking agent can be appropriately selected in the optimum range depending on the water-soluble polymer to be used, but usually 0.1 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 1 part by mass of the water-soluble polymer. Part is preferable, and the range of 0.3 to 8 parts by mass is more preferable.

本発明に係るゲル状組成物の製造方法においては、上記のポリエチレンイミン系ポリマーを水系溶媒に溶解させて、さらに架橋剤を添加して、たとえば20〜80℃の温和な加熱温度範囲で架橋反応ないし変性反応を起こさせることによって、反応系全体が均質な状態で直接ゲル化される。   In the method for producing a gel composition according to the present invention, the above-mentioned polyethyleneimine polymer is dissolved in an aqueous solvent, and a crosslinking agent is further added. For example, the crosslinking reaction is carried out in a mild heating temperature range of 20 to 80 ° C. In addition, by causing a denaturation reaction, the entire reaction system is directly gelled in a homogeneous state.

このようにして得られたゲル状組成物は、反応系の全体が直接かつ均質な状態にゲル化されたものであり、液相や固相の析出や相分離は実質的に認められない。また、上記本発明の方法によれば、得られるゲル状組成物は、比較的光透過性が高く、透明から白色の範囲のゲル状組成物を比較的簡易かつ熱負荷の少ない工程で得ることができる。   The gel-like composition thus obtained is gelled in a direct and homogeneous state of the entire reaction system, and substantially no liquid phase or solid phase precipitation or phase separation is observed. Moreover, according to the method of the present invention, the gel composition obtained has a relatively high light transmittance, and a gel composition in a transparent to white range can be obtained in a relatively simple process with little heat load. Can do.

本発明によってこのような均質なゲル状組成物が得られる理由は必ずしも明らかではなく、また本発明はいかなる理論にも拘束されるものではないが、以下のように推測される。   The reason why such a homogeneous gel composition is obtained by the present invention is not necessarily clear, and the present invention is not limited to any theory, but is presumed as follows.

水系溶媒に対する水溶性ポリマーと架橋剤からなる架橋体ポリマーのゲル化能は溶媒中における架橋体ポリマー分子の親和性と自由度に起因すると考えられる。溶媒と架橋体ポリマーの親和性と自由度が高すぎると、架橋体ポリマーはゲルを生じず溶媒に対して溶解状態となり、物性変化を生じないか増粘程度の変化に留まる。また、架橋体ポリマーの自由度や溶媒との親和性が低すぎれば、重合物は溶媒と相互状態を形成することができなくなり、沈殿や濃厚相などの相分離または一部のゲル化程度に留まると考えられる。従って溶媒を均質にゲル化するためには、架橋体ポリマーが溶媒と親和性を維持しつつ、ゲル化するための分子の適度な強制力が必要となる。架橋体ポリマーに溶媒に対し適度な親和性を与えるために、架橋体ポリマーに溶媒と親和性を示す親水部と強制力の基となる架橋部を適度に導入する。親水部はアミノ基、イミノ基、三級アミノ基、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基などの親水性官能基、架橋部は架橋剤の分子鎖サイズと官能基数などを因子として考えることができる。ポリエチレンイミンは分子内に親水性であり反応性に富むアミノ基、イミノ基を多数含有しているため、これらの設計に適しており好適に利用することが可能である。導入する官能基や比率、架橋度などは用いる水系溶媒に併せて適宜設計すれば良い。特に比較的高濃度の電解質水溶液は大量の無機塩を溶質として含むため、高い塩析効果を考慮する必要がある。このように適宜設計された水溶性ポリマーと架橋剤を用いて架橋反応を進行させると、溶媒を自己の巨大分子中に含みながら架橋、変性が進行していくため、相分離することなくネットワークを形成していき、架橋体ポリマーは実質的に均質なゲルを形成すると考えられる。   It is considered that the gelation ability of a crosslinked polymer composed of a water-soluble polymer and a crosslinking agent in an aqueous solvent is caused by the affinity and the degree of freedom of the crosslinked polymer molecule in the solvent. If the affinity and the degree of freedom between the solvent and the crosslinked polymer are too high, the crosslinked polymer does not form a gel and is in a dissolved state in the solvent, causing no change in physical properties or a change in the degree of thickening. In addition, if the degree of freedom of the crosslinked polymer and the affinity with the solvent are too low, the polymer cannot form a mutual state with the solvent, resulting in a phase separation such as precipitation or a concentrated phase or a degree of gelation. It is thought that it will stay. Therefore, in order to gel the solvent uniformly, it is necessary for the crosslinked polymer to have an appropriate force of molecules for gelling while maintaining affinity with the solvent. In order to give the crosslinked polymer an appropriate affinity for the solvent, a hydrophilic portion exhibiting affinity with the solvent and a crosslinked portion serving as a force force group are appropriately introduced into the crosslinked polymer. The hydrophilic part is an amino group, an imino group, a tertiary amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, an ethylene oxide group, a propylene oxide group, etc., and the crosslinking part is the molecular chain size of the crosslinking agent And the number of functional groups can be considered as factors. Since polyethyleneimine contains many amino groups and imino groups that are hydrophilic and highly reactive in the molecule, it is suitable for these designs and can be suitably used. What is necessary is just to design suitably the functional group to introduce | transduce, a ratio, a crosslinking degree, etc. according to the aqueous solvent to be used. In particular, since a relatively high concentration aqueous electrolyte solution contains a large amount of inorganic salt as a solute, it is necessary to consider a high salting out effect. When the cross-linking reaction proceeds using a water-soluble polymer and a cross-linking agent appropriately designed in this manner, the cross-linking and modification proceed while containing the solvent in its own macromolecules. As it forms, the crosslinked polymer is believed to form a substantially homogeneous gel.

したがって、本発明において均質なゲル状組成物を得るための均一ゲル化条件とは、水溶性ポリマーが、水系溶媒中に均一に溶解した状態で架橋反応を起こさせることを意味するが、より具体的には、本発明において、均一ゲル化条件とは、溶媒と上記架橋体ポリマーが適度な親和性を維持し、この親和性を最適状態に制御することによって、相分離の生じない均質なゲル化を実現する条件を意味する。   Accordingly, the uniform gelation condition for obtaining a homogeneous gel composition in the present invention means that the water-soluble polymer causes a crosslinking reaction in a state of being uniformly dissolved in the aqueous solvent, but more specifically. Specifically, in the present invention, the uniform gelation condition refers to a homogeneous gel in which phase separation does not occur by maintaining an appropriate affinity between the solvent and the crosslinked polymer and controlling the affinity to an optimum state. It means the condition to realize

本発明は、上記のゲル状組成物を含んでなる筆記用具用インク組成物に適用することができる。   The present invention can be applied to an ink composition for a writing instrument comprising the gel composition.

具体的には、たとえば、上記本発明の筆記用インキ組成物は、少なくとも前記ゲル組成物および着色剤を含む構成を最少の構成とすることができる。   Specifically, for example, the writing ink composition of the present invention described above can have a minimum configuration including at least the gel composition and the colorant.

本発明の筆記用インキ組成物における水溶性ポリマーと架橋剤からなる架橋体ポリマーの配合比としては、筆記用インキ組成物全量に対して、0.1質量%〜20質量%であることが好ましい。   The mixing ratio of the crosslinked polymer composed of the water-soluble polymer and the crosslinking agent in the writing ink composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of the writing ink composition. .

本発明の筆記用インキ組成物に用いる着色剤としては、染料、顔料などを用いることができる。前記染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料などが用いられる。具体的には、酸性染料としては、アシッドオレンジ56、アシッドイエロー3、アシッドイエロー23、アシッドレッド18、アシッドレッド51、アシッドレッド52、アシッドレッド73、アシッドレッド87、アシッドレッド92、アシッドレッド94、アシッドブルー9、アシッドブルー62、アシッドブルー90、アシッドブルー103、アシッドブラック2などが挙げられ、塩基性染料としては、ローダミン、メチルバイオレット、ビクトリアブルーFBなどが挙げられ、直接染料としては、ダイレクトブラック19、ダイレクトブラック154、ダイレクトイエロー44、ダイレクトブルー3、ダイレクトブルー71、ダイレクトブルー86、ダイレクトオレンジ6などが挙げられる。   As the colorant used in the writing ink composition of the present invention, dyes, pigments and the like can be used. Examples of the dye include acid dyes, basic dyes, and direct dyes. Specifically, acid dyes include Acid Orange 56, Acid Yellow 3, Acid Yellow 23, Acid Red 18, Acid Red 51, Acid Red 52, Acid Red 73, Acid Red 87, Acid Red 92, Acid Red 94, Acid Blue 9, Acid Blue 62, Acid Blue 90, Acid Blue 103, Acid Black 2 and the like are listed. Examples of basic dyes include rhodamine, methyl violet and Victoria Blue FB. Direct dyes include Direct Black. 19, Direct Black 154, Direct Yellow 44, Direct Blue 3, Direct Blue 71, Direct Blue 86, Direct Orange 6, and the like.

前記染料は、一種または、二種以上を適宜混合して配合することができ、その配合比としては、筆記用インキ組成物全量に対して、1〜40質量%であることが好ましい。   The said dye can be mix | blended 1 type or in mixture of 2 or more types suitably, As the compounding ratio, it is preferable that it is 1-40 mass% with respect to the ink composition for writing.

前記顔料としては、有機顔料、無機顔料などを用いられる。具体的には、有機顔料としては、銅フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー、アゾ系の顔料などが挙げられ、無機顔料としては、カーボンブラック、群青、二酸化チタンなどの白色顔料、アルミニウムなどの金属粉顔料、天然雲母、アルミナ、ガラス片、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料などが挙げられる。   Examples of the pigment include organic pigments and inorganic pigments. Specifically, examples of the organic pigment include copper phthalocyanine blue, benzidine yellow, and azo pigments. Examples of the inorganic pigment include white pigments such as carbon black, ultramarine, and titanium dioxide, metal powder pigments such as aluminum, Examples include natural mica, alumina, glass pieces, pearl pigments, fluorescent pigments and phosphorescent pigments.

また、予め水媒体中に分散された水分散顔料製品などを用いることもできる。具体的には、山陽色素(株)社製のSandye Superシリーズ、富士色素(株)社製のFuji SPカラーシリーズ、御国色素(株)社製のチチカカカラーシリーズ、大日精化工業(株)社製のTC Colorシリーズなどが挙げられる。   Moreover, the water-dispersed pigment product etc. which were previously disperse | distributed in the aqueous medium can also be used. Specifically, Sandy Super series manufactured by Sanyo Dye Co., Ltd., Fuji SP Color Series manufactured by Fuji Dye Co., Ltd., Titicaca Color Series manufactured by Mikuni Dye Co., Ltd., and Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. TC Color series made by the company etc. are mentioned.

また、極性カーボン、酸性カーボン、グラフトカーボンや、顔料を分散性樹脂で表面加工をした易分散性の加工顔料も用いることができる。   Also, polar carbon, acidic carbon, graft carbon, and easily dispersible processed pigment obtained by surface processing of pigment with a dispersible resin can be used.

さらに、蛍光顔料として、各種蛍光染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した微粒子状の蛍光顔料なども使用することができる。具体的には、日本蛍光(株)社製のルミコールNKWシリーズ、シンロイヒ(株)社製のSWシリーズ、SPシリーズ、SFシリーズ、御国色素(株)社製のビクトリアカラーシリーズなどが挙げられる。   Furthermore, fine fluorescent pigments in which various fluorescent dyes are formed into a solid solution in a resin matrix can be used as the fluorescent pigment. Specific examples include Lumicol NKW series manufactured by Nippon Fluorescent Co., Ltd., SW series, SP series, SF series manufactured by Sinloihi Co., Ltd., Victoria Color Series manufactured by Mikuni Dye Co., Ltd., and the like.

前記顔料は、一種または、二種以上を適宜混合して配合することができ、その配合比としては、筆記用インキ組成物全量に対して、1〜40質量%であることが好ましい。   The pigments can be used alone or in combination of two or more, and the mixing ratio is preferably 1 to 40% by mass with respect to the total amount of the writing ink composition.

本発明に用いる着色剤としては、前記染料と前記顔料を併用しても良い。   As the colorant used in the present invention, the dye and the pigment may be used in combination.

本発明の筆記用インキ組成物は、必要に応じて、各種水溶性有機溶剤を用いることができる。水溶性有機溶剤としては、水や電解質水溶液などに相溶性のある従来汎用の溶剤が用いられ、具体的には、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、ネオプレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、などの多価アルコール類、チオジエチレングリコールなどのチオグリコール類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミンなどのアルカノールアミン類、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、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルキレングリコールアルキルエーテル類およびその誘導体、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンなどのピロリドン類およびその誘導体などが挙げられる。   The writing ink composition of the present invention can use various water-soluble organic solvents as necessary. As the water-soluble organic solvent, conventional general-purpose solvents that are compatible with water and aqueous electrolyte solutions are used. Specifically, alcohols such as ethanol, propanol, and butanol, glycerin, sorbitol, ethylene glycol, diethylene glycol, thiol Polyethylene alcohols such as diethylene glycol, hexylene glycol, 1,3-butanediol, neoprene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, thioglycols such as thiodiethylene glycol, triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, etc. Alkanolamines, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene Glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, alkylene glycol alkyl ethers and their derivatives, such as propylene glycol monomethyl ether, 2-pyrrolidone, etc. pyrrolidones and their derivatives such as N- methyl-2-pyrrolidone.

前記水溶性有機溶剤は、一種または二種以上を併用することができ、その配合比としては、筆記用インキ組成物全量に対して、2〜60質量%であることが好ましい。   The said water-soluble organic solvent can use together 1 type, or 2 or more types, As a compounding ratio, it is preferable that it is 2-60 mass% with respect to the ink composition for writing.

その他必要に応じて、pH調整剤、防腐剤、防黴剤、湿潤剤、防錆剤、潤滑剤、界面活性剤などの各種添加剤を配合することができる。   In addition, various additives such as pH adjusters, antiseptics, antifungal agents, wetting agents, rust preventives, lubricants, and surfactants can be blended as necessary.

本発明の筆記用インキ組成物の製造方法としては、予め本発明のゲル組成物を得た後に、着色剤、必要に応じて、水溶性有機溶剤やその他各種添加剤を配合し、混合攪拌することによって筆記用インキ組成物を得る方法や、ポリエチレンイミンと架橋剤とを水系溶媒に溶解させて、着色剤、必要に応じて水溶性有機溶剤や各種添加剤を配合した後、均質な状態で直接ゲル化すると同時に、筆記用インキ組成物を得る方法などが挙げられる。   As a method for producing the writing ink composition of the present invention, after obtaining the gel composition of the present invention in advance, a colorant, and if necessary, a water-soluble organic solvent and other various additives are blended and mixed and stirred. The method of obtaining the ink composition for writing by dissolving the polyethyleneimine and the crosslinking agent in an aqueous solvent, blending the colorant, water-soluble organic solvent and various additives as necessary, in a homogeneous state Examples thereof include a method of obtaining a writing ink composition simultaneously with direct gelation.

さらにまた、本発明は、上記のゲル状組成物を含んでなる電極や洗浄用組成物に好適に適用することができる。   Furthermore, the present invention can be suitably applied to an electrode or a cleaning composition comprising the gel composition.

以下、実際の製造例について、その製造方法ならびに結果を含めて具体的に説明する。(下記の例において、例3〜7、17〜22、24〜26、28〜32は本発明の実施例であり、例1、2、8〜16、23、27は比較例である。)   Hereinafter, an actual manufacturing example will be specifically described including its manufacturing method and results. (In the following examples, Examples 3-7, 17-22, 24-26, 28-32 are examples of the present invention, and Examples 1, 2, 8-16, 23, 27 are comparative examples.)

製造例1
下記表1に示す配合比で、30質量%ポリエチレンイミン水溶液((株)日本触媒製、商品名エポミンP−1000、数平均分子量70000)10質量部を水系溶媒(3.3M−塩化カリウム電解質水溶液またはイオン交換水)へ溶解させた。次いで、これに下記表1に示す架橋剤を加え均一に溶解させて、反応組成物を調製した。
Production Example 1
In a mixing ratio shown in Table 1 below, 10 parts by mass of a 30% by mass polyethyleneimine aqueous solution (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., trade name Epomin P-1000, number average molecular weight 70000) is added to an aqueous solvent (3.3M-potassium chloride electrolyte aqueous solution). Or it was dissolved in ion-exchanged water). Next, a cross-linking agent shown in Table 1 below was added thereto and dissolved uniformly to prepare a reaction composition.

得られた反応組成物をガラス管へ充填し、60℃、20時間の条件で熱処理を行い、さらに架橋反応させることによってゲル化反応を生じさせるようにした。ゲル状物質の生成の有無を含むゲル化評価の結果を表1に示す。

Figure 0005717422
Figure 0005717422
Figure 0005717422
Figure 0005717422
The obtained reaction composition was filled in a glass tube, heat-treated at 60 ° C. for 20 hours, and further subjected to a crosslinking reaction to cause a gelation reaction. Table 1 shows the results of gelation evaluation including the presence or absence of the formation of a gel substance.
Figure 0005717422
Figure 0005717422
Figure 0005717422
Figure 0005717422

製造例2
下記表2に示す配合比で、ポリエチレンイミン((株)日本触媒製、)3質量部を水系溶媒(3.3M−塩化カリウム電解質水溶液)へ溶解させた。次いで、これに下記表5に示す架橋剤を加え均一に溶解させて、反応組成物を調製した。
Production Example 2
3 parts by mass of polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was dissolved in an aqueous solvent (3.3M-potassium chloride electrolyte aqueous solution) at a blending ratio shown in Table 2 below. Next, a cross-linking agent shown in Table 5 below was added thereto and dissolved uniformly to prepare a reaction composition.

得られた反応組成物をガラス管へ充填し、60℃、20時間の条件で熱処理を行い、さらに架橋反応させることによってゲル化反応を生じさせるようにした。ゲル状物質の生成の有無を含むゲル化評価の結果を表2に示す。

Figure 0005717422
The obtained reaction composition was filled in a glass tube, heat-treated at 60 ° C. for 20 hours, and further subjected to a crosslinking reaction to cause a gelation reaction. Table 2 shows the results of gelation evaluation including the presence or absence of the formation of a gel substance.
Figure 0005717422

<ゲル化の評価方法>
ゲル化の状態観察を目視にて行い、以下の基準で評価した。
◎:無色透明〜微白色透明の均質なゲルであり、相分離は見られない。
△:一部ゲル化は見られるが、水溶液の一部が相分離しており、均質なゲルが得られていない。
×:ゲル化が生じなかった。
<Evaluation method of gelation>
The state of gelation was visually observed and evaluated according to the following criteria.
(Double-circle): It is a colorless and transparent-white transparent homogeneous gel, and phase separation is not seen.
Δ: Some gelation is observed, but part of the aqueous solution is phase-separated, and a homogeneous gel is not obtained.
X: Gelation did not occur.

なお、上記の結果によれば、ジグリシジルエーテルのエチレンオキサイドの長さが、n=2以下の場合には、生成ゲル中に一部収縮が見られる。   In addition, according to said result, when the length of the ethylene oxide of diglycidyl ether is n = 2 or less, a partial contraction is seen in a production | generation gel.

Claims (2)

水系溶媒と、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルとを含む均質相からなるゲル状組成物であって、前記ポリエチレングリコールジグリシルエーテルが、下記一般式で表されることを特徴とするゲル状組成物。
Figure 0005717422
(式中nは4〜22)
A gel-like composition comprising a homogeneous phase comprising an aqueous solvent, polyethyleneimine, and polyethylene glycol diglycidyl ether, wherein the polyethylene glycol diglycyl ether is represented by the following general formula object.
Figure 0005717422
(Where n is 4 to 22)
請求項1に記載のゲル状組成物を含んでなる筆記用具用インク組成物。 An ink composition for a writing instrument, comprising the gel composition according to claim 1 .
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