JPH0257102B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、筆記具用水性メタリツクインキ組
成物、特にインキ容器の筒口二浸透性筆記芯を備
えた筆記具、例えばペイントマーカー、サインペ
ン、筆ペン等に使用される画期的な水性のメタリ
ツクインキ組成物に関する。 〔従来技術とその問題点〕 一般に顔料分散型水性インキは、有機溶剤によ
る毒性がなく無公害であり、また紙面に塗布した
場合に油性インキのように裏写りせず、かつ重ね
塗りができ、手等に付着した汚れを水洗で簡単に
落とせるといつた利点があり、通常の色彩のもの
は筆記具用としても既に実用化されている。 しかしながら、銀色、金色等のメタリツクカラ
ーの筆記具用インキとしては、油性のものはある
が、水性インキは上述の如き多くの利点があるに
もかかわらず現状では全く実用化されていない。 これは、メタリツクカラーを現出させるのにア
ルミニウム粉末等の金属粉末が使用され、水性の
場合ではこの金属粉末が分散媒である水と反応し
てガスの発生を伴つて劣化し、安定したインキ特
性を維持しにくく、特に筆記具にあつては不使用
時に密閉する構造が採用されることから上記ガス
によつて内圧が高まり、使用時にインキが噴出し
て出過ぎになることが一因である。また、別の要
因としては、通常の水性カラーインキでは一般に
糊剤の樹脂分をイソプロピルアルコール等のアル
コールに溶解させたものを水中に再分散させる手
法が採られているが、この手法をメタリツクイン
キに適用すると金属粉末が極性の高いアルコール
の存在によつて沈降してしまうことが挙げられ
る。すなわち、金属粉末として最も汎用されるア
ルミニウム粉末を使用するメタリツクインキはリ
ーフイングタイプと称され、塗布した場合に粉末
の表面部にアルミニウム粉末が浮かんで並ぶよう
に配置し、それによる表面部での光反射にて光輝
性が得られるものであるから、該粉末が沈降する
と光輝性が失われて鮮やかなメタリツクカラーを
現出できなくなり、また分散不良によつてインキ
自体の均一性も損なわれる。 一方、糊剤の樹脂分を分散させるのに、上述の
如くアルコールに溶解させて再分散させる代わり
に、樹脂分のエマルジヨンを使用することが考え
られるが、筆記具用インキとして筆記できる程度
の固着力を付与するには上記エマルジヨンの配合
量を非常に多くする必要があり、これによつてイ
ンキの粘度が増大して筆記具用としての好適範囲
（通常６〜30cps）を越えてしまうと共に、ゲル化
し易くなつて経時安定性および凍解安定性が著し
く低下するため、現状ではメタリツクインキは勿
論のこと、通常の筆記具用カラーインキとしても
実用化に至つていない。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上述の状況に鑑み、筆記具用メタ
リツクインキとして画期的な水性インキを得るこ
とを目的として多年にわたる綿密な研究を重ねて
達成されたものであり、メタリツクカラーの鮮映
性、分散性、筆記性、経時安定性、固有性等の諸
性能に優れて実用性充分な筆記具用水性メタリツ
クインキ組成物を提供するものである。 すなわち、この発明に係る筆記具用水性メタリ
ツクインキ組成物は、水を分散媒とし、８〜25重
量％のアルミニウムペーストと、固形分換算で８
〜15重量％の糊剤と、固形分換算で０〜15重量％
の水分散型顔料とを含有し、上記糊剤がアクリル
系エマルジヨンからなる(a)成分とポリビニルアル
コールまたは／およびセルロース系水溶性樹脂か
らなる(b)成分とを含み、且つ上記(a)成分：(b)成分
の固形分重量比が100：0.5〜５の範囲にあり、イ
ンキ全量中の固形分が20〜35重量％でPH7.0〜
9.5であることを特徴とするものである。 〔発明の細部構成とその作用〕 この発明で用いるアルミニウムペーストは、含
有されるアルミニウム粉末の光反射性によつてメ
タリツクカラーを現出するものであり、通常65〜
75重量％程度のアルミニウム粉末を含有し、他に
10重量％前後の水分散用界面活性剤、20重量％前
後のステアリン酸の如きペースト化助剤および腐
食抑制剤等の一般的な添加剤を含んでいる。 そして、このアルミニウムペーストとしては、
一般に水分散性アルミペーストとして市販される
ものを使用できるが、特にアルミニウム粉末の平
均粒子径が15μｍ程度のものが好ましく、この平
均粒子径が15μｍより大きいと通常の筆記具に使
用される繊維製等の浸透性筆記芯を通過しにく
く、5μｍよりも小さいとインキの光輝性および
鮮映性が共に低下する。 好適なアルミニウムペーストの市販品として
は、例えば東洋アルミニウム社製の商品名WB−
0230、同WB−1200、昭和電工社製の商品名SAP
−1110−Ｗ、同SAP−4120W、西ドイツ国エカ
ルト社製の商品名STAPAHYDROLAC−3000−
SUPER等が挙げられる。 またアルミニウムペーストのインキ中の配合量
は、８〜25重量％であり、８重量％より少ないと
良好なメタリツクカラーが発現されず、逆に25重
量％を越えると前記浸透性筆記芯によるインキの
流出性つまり筆記性が悪化する。尚、発現色が金
色の場合では上記配合量を８〜15重量％程度と少
なめにするのがよい。 糊剤の(a)成分であるアクリル系エマルジヨン
は、紙面等に表記されたインキの成膜固化作用の
主体をなすものであり、アクリル−スチレン系共
重合体エマルジヨン、アクリル−酢酸ビニル系共
重合体エマルジヨン、アクリル−塩化ビニリデン
系共重合体エマルジヨン、アクリル系単独重合体
エマルジヨン等、アクリル系成分を含む種々のポ
リマーのエマルジヨンを使用できる。尚、上記ア
クリル系成分には、アクリル酸、メタクリル酸、
およびこれらのアルキルエステルが含まれる。 このアクリル系エマルジヨンとしては、一般に
エマルジヨン粒子が0.3μｍ以下の平均粒子径でア
ニオン電価を有するものが望ましく、特に粘度が
5000cps以下であるものが好適であり、またPH
としては７〜９程度、凍解安定性が−５℃以下を
示すものが推奨される。 このようなアクリル系エマルジヨンの市販品と
しては、例えばアクリル−スチレン系共重合体で
は三菱油化社製の商品名アクロナール295DN、
ヘキスト合成社製の商品名モビニールDM−772、
同モビニールDM−60等、またアクリル−塩化ビ
ニルデン系共重合体ではローム・アンド・ハウス
社製の商品名E1552等、アクリル系単独重合体で
はヘキスト合成社製の商品名モビニール727等が
挙げられる。 糊剤の(b)成分は、既述の如くポリビニルアルコ
ールおよびセルロース系水溶性樹脂から選ばれる
少なくとも一種であり、これを前記(a)成分のアク
リル系エマルジヨンと特定割合で併用することに
よつて初めて筆記具用メタリツクインキとして実
用に供し得る水性のインキ組成物が得られるので
ある。 すなわち、(a)成分単独では、筆記具用インキと
して充分な成膜性および固着性を付与し得る配合
とした場合、インキの粘度が筆記具用としての好
適な範囲（６〜30cps）を越え、かつエマルジヨ
ンの安定性に乏しく経時的にゲル化を生じやす
く、またアルミニウム粉末の分散性も悪く、メタ
リツクカラーの鮮映性および均一性に劣るものと
なる。これに対し、上記(b)成分を併用すると、過
度の高粘度化を伴わずに充分な成膜性および固着
性を付与ででき、かつエマルジヨンの安定性が大
きく改善されて経時安定性が良好となり、しかも
アルミニウム粉末の分散性が著しく向上し、鮮映
性および均一性に優れた美麗なメタリツクエラー
を現出できる。なお、上記の(b)成分の代わりにメ
ラミン系水溶性樹脂、アルキツド系水溶性樹脂、
アクリル系水溶性樹脂、デンプン等の他の水溶性
高分子を(a)成分と併用した場合は、上述した優れ
た作用効果は奏されない。 上記(b)成分のポリビニルアルコールとしては、
特に４重量％水溶液での粘度が20〜60cps程度で
あるものが好適であり、かつ部分鹸化型のものが
好ましい。その市販品には、日本合成化学社製の
商品名ゴーセノールGH−20、同ゴーセノール
GH−17、同ゴーセノールGH−14、信越化学社
製の商品名ポバールPVA−224等がある。 また、(b)成分のセルロース系水溶性樹脂として
は、特にヒドロキシエチルセルロースが好ましく
使用でき、中でも分散性のよい粘度グレードとし
て２重量％水溶液での粘度が4000〜6000cps程度
であるものが好適である。 その市販品には、ユニオンカーバイド社製の商
品名セロサイズ、ダウケミカル社製の商品名エト
セル等がある。 このような(b)成分の使用量は、固形分換算で(a)
成分100重量部に対して0.5〜５重量部とすべきで
あり、0.5重量部より少ないと前記作用効果が充
分に発揮されず、逆に５重量部より多くなるとイ
ンキの筆記性が悪くなると共にアルミニウム粉末
の分散性も却つて低下する。尚、(b)成分のポリビ
ニルアルコールおよびセルロール系水溶性樹脂
は、単独で使用してもよいし、両者を併用して差
し支えない。 糊剤全体としての配合量は、固形分換算で８〜
15重量％の範囲であり、８重量％より少ない場合
はインキの固着性が不足すると共にアルミニウム
粉末の分散性も不充分となり、また15重量％より
多くなると粘度の増大により浸透性筆記芯からの
流出性が悪くなつて筆記具用インキとして不適と
なる。 なお、この発明でいう固形分とは、言うまでも
なく非溶媒成分を意味し、上記(b)成分における水
に溶解したポリマーを含む。 水分散型顔料は、水分散用として調製された顔
料ペーストであり、この発明では銀色以外の金色
等の有彩メタリツクカラーとする場合にその色に
応じて種々のものを使用できるが、そのインキ中
の顔料固形分としての配合量は15重量％以下とす
る。またこの顔料の平均粒子径は5μｍ以下であ
ることが望ましい。 尚、この発明のインキ組成物にあつては、上述
した各成分以外に、界面調整剤、凍結防止剤、防
腐防カビ剤等の一般的な添加物を必要に応じて適
宜配合しても差し支えない。 上記界面調整剤はインキの表面張力を低下させ
て被塗面に対する弾きを抑えるものであり、その
好適な市販品としては、第一工業社製の商品名ハ
イテノール、同プライサーフ、サンノブコ社製の
商品名ハイオニツクPE90、同モデコールＬ、同
カラスパーズ、同ダプロＷ−77、住友スリーエム
社製の商品名フロラードFC−170C、同フロラー
ド430、同フロラード129、日本カラー社製の商品
名デイスパザントKR−100等があり、これらの
配合量はインキ全量中0.5〜4.0重量％程度とする
のがよい。また凍結防止剤としては、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、ヘキシレン
グリコール等の多価アルコール類があり、その配
合量はインキ全量中0.5〜6.0重量％程度がよい。
更に防腐防カビ剤の配合量は同0.1〜0.3重量％程
度である。 上述した各成分を含むこの発明の水性メタリツ
クインキ組成物は、水を分散媒として全量中の固
形分が20〜35重量％、PHが7.0〜9.5の範囲にあ
るものとする。すなわち、上記固形分比率は既述
組成において筆記具用インキとしての適性を具備
し得る範囲であり、またPHは上記範囲より高低
いずれに外れてもガスの発生が顕著となり不使用
時に密閉する形態の筆記具には使用困難になると
共にエマルジヨンの安定性が損なわれる。 尚、この発明の水性メタリツクインキ組成物
は、種々の筆記具用インキとして使用可能である
が、特にペイントマーカー、サインペン、筆ペン
等のインキ容器の筒口に繊維製等の浸透性筆記芯
を備えた筆記具用として有用である。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。尚、以下において部および％と
あるのはそれぞれ重量部、重量％を意味する。 また、アクリル系エマルジヨンＡはアクロナー
ル295DN（前出）、同ＢはモビニールDM−60（前
出）、同Ｃはモビニール727（前出）、ポリビニルア
ルコールＡはポバールPVA−224（前出）、同Ｂは
ゴーセノールGH−17（前出）をそれぞれ意味す
る。 実施例 １ アルミニウムペースト〔A1粉末含有量70％、平
均粒子径7μｍ〕 17.0部 アクリル系エマルジヨンＡ〔固形分50％、粘度約
5000cps、PH7.5〜9.0、エマルジヨン粒子径0.1μ
ｍ、アニオン性、凍解安定性−５℃以下〕20.0部 ポリビニルアルコールＡ水溶液〔PVA濃度４％、
部分鹸化型、粘度45±5cps〕 10.0部 ハイオニツクPE−90〔界面調整剤、前出〕 1.0部 エチレングリコール〔凍結防止剤〕 3.0部 防腐防カビ剤 0.3部 上記組成に水を加えて全量を100部とし、これ
を撹拌型混合機にて60分間混合分散して銀色の水
性メタリツクインキを調製した。このインキの
PHは8.1であつた。 実施例 ２ ポリビニルアルコールＡ水溶液の配合量を５部
とした以外は、実施例１と同様にして水性メタリ
ツクインキを調製した。 実施例 ３ アクリル系エマルジヨンＡに代えてアクリル系
エマルジヨンＢ〔固形分50％、粘度約1500cps、
PH7.0〜9.0、エマルジヨン粒子径0.1〜0.2μｍ、
アニオン性、凍解安定性−５℃以下〕を20.0部使
用すると共に、ポリビニルアルコールＡ水溶液に
代えてポリビニルアルコールＢ水溶液〔PVA濃
度４％、部分鹸化型、粘度30±3cps〕を10.0部使
用した以外は、実施例１と同様にして水性メタリ
ツクインキを調製した。このインキのPHは8.7で
あつた。 実施例 ４ ポリビニルアルコールＡ水溶液に代えてヒドロ
キシエチルセルロース（セロサイズ、前出〕の１
％水溶液を10.0部使用した以外は、実施例３と同
様にして水性メタリツクインキを調製した。 実施例 ５ アルミニウムペーストの配合量を10.0部とし、
水分散型顔料として大日精化社製の商品名ラクチ
ミンカラー黄〔固形分34％、平均粒子径３〜5μ
ｍ）20.0部と同ラクチミンカラー赤〔固形分34
％、平均粒子径３〜5μｍ〕2.0部とを追加した以
外は、実施例２と同様にして金色の水性メタリツ
クインキを調製した。このインキのPHは8.9であ
つた。 実施例 ６ アクリル系エマルジヨンＡの配合量を26.0部と
し、ポリビニルアルコールＡ水溶液の配合量を
15.0部とし、界面調製剤としてハイオニツクPE
−90に代えてフロラードFC170−Ｃ〔前出〕1.0部
を使用した以外は、実施例１と同様にして水性メ
タリツクインキを調製した。このインキのPHは
9.0であつた。 実施例 ７ アクリル系エマルジヨンＡに代えてアクリル系
エマルジヨンＣ〔固形分50％、粘度約1500cps、
PH7.0〜9.0、エマルジヨン粒子径0.2μｍ以下、ア
ニオン性、凍解安定性−18℃〕を20.0部使用し、
界面調製剤としてハイオニツクPE−90に代えて
デイスパザントKR−100〔前出〕1.0部を使用した
以外は、実施例１と同様にして水性メタリツクイ
ンキを調製した。このインキのPHは7.5であつ
た。 比較例 １ ポリビニルアルコールＡ水溶液を使用しなかつ
た以外は、実施例１と同様にして水性メタリツク
インキを調製した。 比較例 ２ アクリル系エマルジヨンＢを使用しなかつた以
外は、実施例３と同様にして水性メタリツクイン
キを調製した。 比較例 ３ ポリビニルアルコールＡ水溶液の配合量を20.0
部とした以外は、実施例１と同様にして水性メタ
リツクインキを調製した。 比較例 ４ アクリル系エマルジヨンＡの配合量を35.0部と
した以外は、実施例１と同様にして水性メタリツ
クインキを調製した。 比較例 ５ アルミニウムペーストの配合量を30.0部とした
以外は、実施例１と同様にして水性メタリツクイ
ンキを調製した。 比較例 ６ ポリビニルアルコールＡ水溶液に代えてメラミ
ン系水溶性樹脂〔大日本インキ社製の商品名ウオ
ータゾルＳ−685、固形分70％〕7.0部を使用した
以外は、実施例１と同様にして水性メタリツクイ
ンキを調製した。 比較例 ７ ポリビニルアルコールＡ水溶液に代えてアルキ
ツド系水溶性樹脂〔大日本インキ社製の商品名ウ
オータゾルＳ−311、固形分50％〕7.0部を使用し
た以外は、実施例１と同様にして水性メタリツク
インキを調製した。 比較例 ８ ポリビニルアルコールＡ水溶液に代えてアクリ
ル系水溶性樹脂〔大日本インキ社製の商品名ウオ
ータゾルＳ−744、固形分40％〕7.0部を使用した
以外は、実施例１と同様にして水性メタリツクイ
ンキを調製した。 以上の実施例および比較例の水性メタリツクイ
ンキについて、メタリツクカラーの鮮映性、アル
ミニウム粉末の分散性、インキの筆記性、経時安
定性、固着性の各項目について試験した結果を次
表に示す。 尚、メタリツクカラーの鮮映性はインキをコー
ト紙上にバーコーター＃６で塗布して塗膜の鮮や
かさを目視観察して判定した。そしてインキの筆
記性はポリエステル繊維製筆記芯〔直径4.45mm、
長さ21.5mm、気孔率約70〜72％〕による流通性に
て調べた。また経時安定性は50℃にて１ケ月間放
置した後のゲル化と凝集の程度を観察した。更に
固着性はインキをポリ塩化ビニル製フイルムの表
面に塗布し、乾燥後にこの塗布面にセロハンテー
プを貼着して引き剥がし、インキの剥離の程度を
調べた。各項目の評価は、◎…非常に良好、〇…
良好、△…やや劣る、×…不良、の４段階で表し
た。

〔発明の効果〕

この発明によれば、筆記具用メタリツクインキ
として従来では実現されていなかつた水性インキ
が、メタリツクカラーの鮮映性、アルミニウム粉
末の分散性、筆記性、経時安定性、固着性等の諸
性能で充分に満足できるものとして、初めて実用
化されるという画期的な効果が奏される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水を分散媒とし、８〜25重量％のアルミニウ
   ムペーストと、固形分換算で８〜15重量％の糊剤
   と、固形分換算で０〜15重量％の水分散型顔料と
   を含有し、上記糊剤がアクリル系エマルジヨンか
   らなる(a)成分とポリビニルアルコールまたは／お
   よびセルロース系水溶性樹脂からなる(b)成分とを
   含み、且つ上記(a)成分：(b)成分の固形分重量比が
   100：0.5〜５の範囲にあり、インキ全量中の固形
   分が20〜35重量％でPH7.0〜9.5である筆記具用
   水性メタリツクインキ組成物。 ２ アルミニウムペーストが平均粒子径５〜15μ
   ｍのアルミニウム粉末を65〜75重量％含有するも
   のである特許請求の範囲第１項記載の筆記具用水
   性メタリツクインキ組成物。