JPH11217532A - 筆記具用水性顔料インキ - Google Patents
筆記具用水性顔料インキInfo
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- JPH11217532A JPH11217532A JP3390898A JP3390898A JPH11217532A JP H11217532 A JPH11217532 A JP H11217532A JP 3390898 A JP3390898 A JP 3390898A JP 3390898 A JP3390898 A JP 3390898A JP H11217532 A JPH11217532 A JP H11217532A
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Abstract
ると共に、経時的に顔料の色別れが少なく、ハードケー
キを作らない筆記具用水性顔料インキを提供すること。 【解決手段】 酸化チタンと、有彩色顔料と、シリカ粉
末及び/又はアルミノケイ酸塩と、水溶性樹脂と、化1
で示される分散剤と、界面活性剤と、水とを少なくとも
含むことを特徴とする筆記具用水性顔料インキ。 【化1】
Description
筆ペン等の筆記具に充填して使用する水性顔料インキに
関するものである。更に詳細には、経時的に顔料の色別
れが少なく、攪拌による再分散が容易で、隠蔽力の高い
パステル調の筆跡を与える水性顔料インキに関するもの
である。
膜に不透明性を与えるための隠蔽剤として、主に屈折率
の大きい白色無機顔料である酸化チタンを使用してい
る。この酸化チタンと有彩色顔料とを着色剤として併用
した水性顔料インキは、下地を隠蔽し重ね塗りができる
パステル調のインキ塗膜が得られることから、近年注目
されている。
インキにおいては、比重の大きな酸化チタンが時間の経
過に伴って次第に沈降し、ついにはインキ収容室底部に
堆積するという現象が発生する。そこで、これまで酸化
チタンの沈降を防止するために、種々の検討がなされて
いる。例えば、ボールミルやサンドグラインダー等の各
種分散機を使用して酸化チタンを微粒子まで分散させ、
インキ中における酸化チタン微粒子のブラウン運動によ
り沈降を防止する方法や、各種界面活性剤や水溶性樹脂
などの分散剤の使用により分散剤を酸化チタン表面に吸
着させ、その立体障害斥力により分散を安定化する方法
が提案されている。具体例を挙げれば以下の通りであ
る。特公昭55−35434号公報には、親水性部分と
親油性部分を併有するアクリル酸又はメタクリル酸のア
ルキルエステルを主成分とする重合体を顔料の分散剤と
する方法が記載されている。また、特公平1−4943
3号公報には、親水性微粉末二酸化ケイ素、及び、シリ
コーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤を併用して
顔料の分散剤とする方法が記載されている。その他に
は、酸化チタンの表面性状を親水性へと改質し溶媒との
親和力を向上させたり、インキの高粘度化により顔料の
動きを少なくすることにより、酸化チタンの沈降を防止
する方法などが試みられている。
して併用した水性顔料インキにおいて、その顔料間の比
重差から生じる着色剤の酸化チタン層と有彩色顔料層と
への分離、すなわち顔料の色別れに関しても種々の検討
がなされている。例えば、特公平8−9703号公報に
は、酸化チタン以外の隠蔽力付与剤として比重の小さい
白色樹脂粒子を使用して、有彩色顔料との分離を防止す
る方法が記載されている。
を使用した水性顔料インキを筆記具に充填して使用する
場合、酸化チタンの沈降現象を考慮して設計する必要が
ある。例えば、インキ収容室内に金属球などの攪拌部材
を内蔵させ、使用時に筆記具を上下に振ることにより攪
拌力を発生させ、沈降した酸化チタンを再分散させてか
ら使用することが行われている。これにより、インキ中
の顔料濃度を一様にし、均一な濃度の筆跡を得ることが
できる。
や表面改質、分散剤の使用により沈降の防止を試みた水
性顔料インキは、初期の分散性は良好なものの、沈降の
速度を遅らせるにとどまり、長期間の経時ではインキ収
容室底部に堆積した酸化チタンが再分散不可能なハード
ケーキを形成してしまうという問題があった。筆記具に
おけるハードケーキの生成は、ケーキの抵抗によって攪
拌効果を著しく低下させ、インキ中の顔料濃度の低下に
より初期の隠蔽力が失われてしまう。また、沈降を防止
するために水溶性高分子などで粘度を高くした水性顔料
インキは、繊維を集束したペン先やプラスチック押し出
し成形によるペン先からのインキ吐出が悪く、ペン先を
使用した筆記具には適していない。更に、酸化チタンの
代わりに比重の小さな白色樹脂粒子を使用した水性顔料
インキにおいても、顔料の色別れの防止については効果
がみられるものの、下地を隠す隠蔽力においては不十分
なものであった。
と、有彩色顔料と、シリカ粉末及び/又はアルミノケイ
酸塩と、水溶性樹脂と、化1で示される分散剤と、界面
活性剤と、水とを少なくとも含むことを特徴とする筆記
具用水性顔料インキを要旨とするものである。
ンキの着色剤及び隠蔽剤として使用するものであり、ル
チル型、アナターゼ型など各種の酸化チタンが使用でき
る。具体的には、タイトーンSR−1、同R−310、
同R−650、同R−3L、同A−110、同A−15
0、同R−5N(以上、堺化学工業(株)製)、タイペ
ークR−550、同R−580、同R−615、同R−
630、同R−830、同R−930、同A−100、
同A−220、同CR−58(以上、石原産業(株)
製)、クロノスKR−310、同KR−380、同KR
−480、同KA−10、同KA−20、同KA−30
(以上、チタン工業(株)製)、バイエルチタンR−F
D−1、同R−FD−2、同R−FB−1、同R−FB
−3、同R−KB−3、同R−CK−20(以上、独
国、バイエル社製)、タイピュアR−900、同R−9
01、同R−931(以上、デュポン・ジャパン・リミ
テッド(株)製)、チタニックスJR−300、同JR
−600A、同JR−800、同JR−801(以上、
テイカ(株)製)などが挙げられる。これらは単独ある
いは複数混合して使用できる。酸化チタンの使用量は、
水性顔料インキ全量に対して3〜40重量%添加するこ
とが好ましい。筆跡の隠蔽力を好適に保つ点で3重量%
以上が好ましく、良好な経時安定性を保ち、筆記具用と
して使用した場合のインキ吐出に好適な粘度となす点で
40重量%以下が好ましい。
するものである。具体的には、赤色酸化鉄、群青、紺
青、コバルトブルー、チタンイエロー、ターコイズ、モ
リブデートオレンジ等の無機顔料、C.I.ピグメント
レッド2、同3、同5、同17、同22、同38、同4
1、同48:2、同48:3、同49、同50:1、同
53:1、同57:1、同58:2、同60、同63:
1、同63:2、同64:1、同88、同112、同1
22、同123、同144、同146、同149、同1
66、同168、同170、同176、同177、同1
78、同179、同180、同185、同190、同1
94、同206、同207、同209、同216、同2
45、C.I.ピグメントオレンジ5、同10、同1
3、同16、同36、同40、同43、C.I.ピグメ
ントバイオレット19、同23、同31、同33、同3
6、同38、同50、C.I.ピグメントブルー2、同
15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:
4、同15:5、同15:8、同16、同17、同2
2、同25、同60、同66、C.I.ピグメントブラ
ウン25、同26、C.I.ピグメントイエロー1、同
3、同12、同13、同24、同74、同83、同9
3、同94、同95、同97、同98、同99、同10
8、同109、同110、同117、同120、同13
9、同153、同166、同167、同173、C.
I.ピグメントグリーン5、同7、同10、同36等の
有機顔料の他、蛍光顔料、雲母系顔料などが挙げられ
る。
の水性インキ組成物ベースを使用することもできる。具
体的には、富士色素(株)製Fuji.SPシリーズ、
山陽色素(株)製Emacolシリーズ、Sandye
シリーズ、オリエント化学工業(株)製MicroPi
gmoシリーズ、MicroJetシリーズ、東洋イン
キ(株)製Rio.Fastシリーズ、EM・Colo
rシリーズ等の無機又は有機顔料の分散体や、日本蛍光
化学(株)製NKWシリーズ、東洋ソーダ(株)製コス
モカラーシリーズ、シンロイヒ(株)製シンロイヒ・カ
ラーベースシリーズ等の蛍光顔料の分散体が挙げられ
る。これらは単独あるいは複数混合して使用できる。有
彩色顔料の使用量は、水性顔料インキ全量に対して1〜
40重量%添加することが好ましい。筆跡の濃度を好適
に保つ点で1重量%以上が好ましく、筆記具用として使
用した場合のインキ吐出に好適な粘度となす点で40重
量%以下が好ましい。
は、保護コロイド作用により酸化チタンの沈降を極力抑
え、かつ、沈降物のハードケーキ化を防止するために使
用するものである。具体的には、シリカ粉末として、ト
クシールU、ファインシールB(以上、徳山ソーダ
(株)製)、アエロジル200、同300(以上、日本
アエロジル(株)製)、サイロイド72、同79(以
上、富士デヴィソン(株)製)、カープレックス#8
0、同#1120(以上、シオノギ製薬(株)製)など
が挙げられ、アルミノケイ酸塩として、アルミニウムシ
リケートP−820、同P−820A(以上、独国、デ
グッサ社製)などが挙げられる。これらは単独あるいは
複数混合して使用できる。シリカ粉末及び/又はアルミ
ノケイ酸塩の使用量は、水性顔料インキ全量に対して
0.5〜20重量%添加することが好ましい。沈降物の
ハードケーキ防止の効果を好適に保つ点で0.5重量%
以上が好ましく、筆記具用として使用した場合のインキ
吐出に好適な粘度となす点で20重量%以下が好まし
い。
分散したり、インキの塗膜を紙面又は非吸収面に定着さ
せるために使用するものである。具体的には、アラビア
ゴム、トラガカントゴム、デキストラン、加工でん粉、
カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース等の天然又は半合
成水溶性高分子や、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイ
ド、水溶性アクリル樹脂、水溶性スチレン−アクリル樹
脂などの合成水溶性高分子や、アクリル樹脂、アルキッ
ド樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹
脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂などの水分散性エマ
ルジョン等が挙げられる。これらは単独あるいは複数混
合して使用できる。水溶性樹脂の使用量は、水性顔料イ
ンキ全量に対して1〜20重量%添加することが好まし
い。筆跡の定着力を好適に保つ点で1重量%以上が好ま
しく、筆記具用として使用した場合のインキ吐出に好適
な粘度となす点で20重量%以下が好ましい。
中において嵩が大きく弱いネットワーク凝集体を形成
し、再分散性を向上したり、顔料の色別れを防止するた
めに使用するものである。化1で示される分散剤は、そ
の化学式中のオキシアルキレン基の種類やアルキル基の
種類、m及びnの値を、酸化チタンや有彩色顔料に合わ
せて選択でき、特に水に可溶なタイプが好適である。具
体的には、マリアリムAKM−0531、同AKM−1
511、同AFB−1521(以上、日本油脂(株)
製)などが挙げられる。その使用量は再分散性向上の効
果を好適に保つ点で水性顔料インキ全量に対して0.1
〜5重量%添加することが好ましい。
濡れや分散性を向上するもので、使用する顔料粒子の表
面状態に合わせて公知の各種界面活性剤を選択し使用す
ることができる。具体的には、アニオン系界面活性剤と
して、デモールEP、ホモゲノールL−18、ポイズ5
20、同530(以上、花王(株)製)などのポリカル
ボン酸型界面活性剤や、デモールN(花王(株)製)な
どのナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物型界面活
性剤などがあり、ノニオン系界面活性剤としては、サー
フィノールTG、同104E(以上、日信化学工業
(株)製)などのアセチレングリコール型活性剤や、ペ
グノールO−6(東邦化学工業(株)製)、ノイゲンE
T(第一工業製薬(株)製)などのポリオキシエチレン
アルキルエーテル型界面活性剤や、ノナール210、同
212(以上、東邦化学工業(株)製)などのポリオキ
シエチレンアルキルフェニルエーテル型界面活性剤など
が挙げられる。これらは単独あるいは複数混合して使用
でき、その使用量は水性顔料インキ全量に対して0.0
1〜1重量%添加することが好ましい。
用量は水性顔料インキ全量に対して20〜60重量%添
加することが好ましい。
て、水性顔料インキに使用されている種々の添加剤を適
宜選択して使用することができる。例えば、ペン先での
インキ乾燥防止、低温時のインキの凍結防止などの目的
で、水溶性有機溶剤を使用することができる。具体的に
は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジエ
チレングリコール、グリセリン等の水溶性有機溶剤や、
エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレン
グリコール低級アルキルエーテル等のグリコールエーテ
ル系溶剤や、酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル系溶
剤などが挙げられる。
アルコール等の筆跡乾燥促進剤や、ベンゾトリアゾー
ル、エチレンジアミン四酢酸塩などの防錆剤や、尿素、
エチレン尿素などの湿潤剤や、ベンゾチアゾリン系、オ
マジン系などの防腐剤や、シリコ−ン系界面活性剤など
の消泡剤や、フッ素系界面活性剤などのレベリング剤な
ど、種々の添加剤を適宜選択して使用することができ
る。
ては、従来知られている種々の方法が採用できる。例え
ば上記各成分を配合し、これをターボミキサーやヘンシ
ェルミキサー、ホモミキサー等の攪拌機により攪拌混合
したり、ボールミルやアトライター、サンドグラインサ
ー、スピードラインミル、三本ロールミル等の分散機に
より均一に混合分散することによって容易に得られる。
また、酸化チタンとシリカ粉末及び/又はアルミノケイ
酸塩とは、前もってボールミルやヘンシェルミキサーに
より十分乾式混合を行うと、より経時分散性の良い水性
顔料インキが得られる。
の極性の高い溶媒との親和性が高く、水性顔料インキに
使用した場合の分散安定性は良いといわれている。しか
し、筆記具用として粘度の低い水性顔料インキに使用し
た場合、酸化チタンはその比重の大きさから沈降速度が
速くなり、長期間の経時でインキ収容室底部に堆積して
しまう。その上、沈降を防止する目的で各種分散機を使
用して機械的に分散された微粒子は、単位面積当たりの
他物質を吸着する能力が増加するために、粒子間の凝集
が頻繁に行われる。その結果、酸化チタンは密に堆積
し、強い機械的な力でないと再分散できないハードケー
キを形成するという問題がある。そこで、酸化チタンの
ハードケーキ化を防止するには、微粒子の凝集能力を低
下させるような保護コロイド作用を持つ物質の添加が必
要である。シリカ粉末及び/又はアルミノケイ酸塩は酸
化チタンと併用した場合、酸化チタンの表面に付着する
ことで複合体を形成し、その複合体は水中において安定
に分散する作用を持つ。更に、保護コロイドとして酸化
チタンどうしの接触面積を小さくすることから、密に堆
積して凝集することを防止する。したがって、酸化チタ
ンは長期間の経時によって沈降してもハードケーキを作
らずに、簡単な攪拌により容易に再分散することができ
るソフトケーキになるものと思われる。他方、酸化チタ
ンと有彩色顔料との間の比重差から発生する顔料の色別
れは、上記、酸化チタンとシリカ粉末及び/又はアルミ
ノケイ酸塩とを併用した水性顔料インキに、化1で示さ
れる分散剤の添加により防止することができる。化1で
示される分散剤は、酸化チタンとシリカ粉末及び/又は
アルミノケイ酸塩との複合体に付着しやすく、それによ
り複合体間に橋掛け凝集が生起し、嵩が大きく弱いネッ
トワーク凝集体であるフロキュレーション構造を形成す
る。その構造は経時初期に分散系全体に広がるので、重
力による酸化チタンの沈降に抵抗し、ある程度以上は沈
降が進行しなくなる。また、有彩色顔料は、溶媒中に均
一に分散されると共に、隙間の多い酸化チタンの凝集体
の中に取り込まれるように分散されるので、経時におけ
る酸化チタン層と有彩色顔料層への分離を抑制できる。
更に、筆記具使用時の攪拌における再分散では、界面活
性剤が凝集体内部及び顔料粒子間に速やかに浸透し、そ
の表面を濡らすために、簡単な攪拌だけでインキ中の顔
料濃度を一様にし、均一な濃度の筆跡を得ることができ
ると推測される。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
赤色インキを得た。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
青色インキを得た。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
緑色インキを得た。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
黄色インキを得た。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
紫色インキを得た。
処理を行うことにより、パステル調の筆記具用水性顔料
赤色インキを得た。
を除き、その量だけバイエルチタンR−FD−1を加え
た他は、実施例1と同様になして水性顔料赤色インキを
得た。
その量だけジョンクリル62を加えた他は、実施例2と
同様になして水性顔料青色インキを得た。
その量だけトレパールBP−B3000(エポキシ系白
色樹脂粒子、30重量%水分散液、東レ(株)製)を加
えた他は、実施例3と同様になして水性緑色顔料インキ
を得た。
筆記具用水性顔料インキについて、隠蔽力試験、色別れ
試験及び再分散性試験を行なった。結果を表1に示す。
た隠蔽率試験に従い、水性顔料インキを隠蔽率試験紙に
50μmのフィルムアプリケーターを使用して塗布し乾
燥した後、SMカラーコンピューター(MODEL、S
M−4、スガ試験機(株)製)にて隠蔽率(単位%)を
測定した。その数値が大きいほど顔料の隠蔽力が大きい
と評価される。
cc入れて自然放置し、1ヶ月後に沈降物の容積がイン
キ全容積に占める割合(単位%)を算出した。その数値
が大きいほど顔料の色別れが少ないと評価される。
グメントマーカー、ぺんてる(株)製)に8cc充填
し、攪拌ボール(ステンレスボール、6.4mm径)を
2個入れて上向けにして3ヶ月放置後、該筆記具を上下
に降り、攪拌ボールが動くまでの振った回数を測定し
た。その数値が小さいほど再分散性が良いと評価され
る。
係る筆記具用水性顔料インキは、筆跡の隠蔽力が高いパ
ステル調の筆跡を与えると共に、経時的に顔料の色別れ
が少なく、ハードケーキを作らないという特長を有する
ものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 酸化チタンと、有彩色顔料と、シリカ粉
末及び/又はアルミノケイ酸塩と、水溶性樹脂と、 【化1】で示される分散剤と、界面活性剤と、水とを少
なくとも含むことを特徴とする筆記具用水性顔料イン
キ。
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JP3390898A JP3774776B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 筆記具用水性顔料インキ |
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---|---|---|---|
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ID=12399623
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