JPS58141256A - マ−キングペン用水性顔料インキ及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマーキングペン用水性顔料インキに関するもの
で、＃細には毛細管インク路をもつペン体を備えたマー
キングペンに適用され、前記ペン体中で顔料の媒体から
の分離現象の生じない水性顔料インキに関する。

一般にマーキングペン用インキには染料溶液が用いられ
ている。染料に比較して数々の利点、例えば竪牢性、隠
ぺい力等のある顔料の分散体が、マーキングペン用イン
キとして広く用いられない最大の理由は、マーキングペ
ンに適用できる程度の低粘度（常温で１乃至２０　ｏｐ
ｓ　）では顔料の沈降分離が起き易く、この傾向はペン
体等の毛細管中で着しく助長されて、ペン体からの顔料
の流出がスムースに行なわれなくなることによるもので
ある。

また、前記の様な顔料インキの欠点をカバーするための
マーキングペンの機構として、軸内のインク貯蔵所とペ
ン体との間に弁機構を設け、前記インク貯蔵所内には高
比重の材料からなるボールがインク中に投入されており
、ペンを振とうさせることにより沈降分離した顔料を再
分散させた後、弁体を開いてインクをペン体へ導出させ
る機構を備えたマーキングペンが提案されているが、弁
機構を設けることによるコスト高、使用時しばしば弁体
を作動させなければならないわずられしさ等の理由で、
特殊用途の顔料インキにしか適用されていない。

本発明の目的は毛細管中で顔料の沈降分層を生じない低
粘度の水性顔料インキを提供することにある。

本発明の更なる目的は、染料溶液タイプのインキが適用
される簡便な機構のマーキングペンに適用できる水性顔
料インキを提供することにある。

本発明は、界面活性剤及び／または水溶性高分子を分散
剤とする水性顔料分散液に適宜の高分子凝集剤を添加す
ることにより得られる。前記高分子凝集剤の顔料粒子間
のゆるい橋かけ作用によると考えられる〆凝集状の顔料
けん濁液が１毛細管中で顔料の沈降分離を生じないとい
う現象の発見に基いている。

次に本発明のインキの組成について述べる。

着色剤としての顔料は、一般に印刷インキ、マーキング
インキ等に用いられる顔料が用いられ。

具体的にはアゾ系、アンスラキノン系、縮合ポリアゾ系
、チオインシフ系、金属錯塩系、７タロシアニン系、ペ
リノン・ペリレン系、ジオキサジン系及びキナクリドン
系等の有機顔料、カーボンブラック、チタン白、ａ！化
鉄等の無機顔料及び螢光顔料等が用いられる。これら顔
料は、それ自体のもつ特性例えば比重１粒子径、隠ぺい
力等及びインキの用途により異なるが、インキ中１乃至
２５重蓋％の範囲で用いられる。

分散剤は顔料粒子表面に吸着して、水中で保護コロイド
として作用するものであり、Ｈ，ＬＢ値８乃至１５のポ
リオキシアルキレン高級脂肪アルコールエーテル、ポリ
オキシアルキレンアルキルフェノールエーテル、ポリオ
キシアルキレン高級脂肪酸エステル、多価アルコールの
高級脂肪酸部分エステル、糖の高級脂肪アルコールエー
テル、糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン
化糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン−天
然油縮合匍、オキシエチレンーオキシプロピレンブロッ
ク重合物等の非イオン活性剤、及びす７タレン一ホルム
アルデヒド縮合物のスルフォン酸塩、高級脂肪アルコー
ル硫酸エステル塩、高級脂肪酸アミドのアルキル化スル
フォン酸塩、アルキルアリルスルフォン酸塩等のアニオ
ン活性剤及びポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、
アクリル酸共重合体、マレイン峡樹脂等の水溶性高分子
がインキ中０．１乃至５重量外の範囲で用いられる。

前記材料を用いて調製される水性顔料分散体が顔料メー
カーより市販に供されているが、このような分散体を用
いれば簡便に本発明のインキが調製できる。

高分子凝集剤は９分子の一部が前記水性顔料分散液中の
顔料粒子に吸着し、更に前記高分子の他の一部が他の顔
料粒子に吸着した状態の僑かけ粒子間相互作用を生起さ
せるものであり、このため線状の広がりをもつ高分子で
あり９粒子表面への吸着能をもつことが必要である。一
方、インキの粘度を支配する最大の因子はこれら高分子
であり、一般にマーキングペン用インキについては常温
（ｇｏ−ｇ５’ｃ）における粘度が２０　ｏｐｓ以下で
あることが、マーキングペンからのスムースなインキ出
を保証する条件である。この条件を満たす添加量範凹内
で、前記水性顔料分散体中の顔料の橋かけ粒子間相互作
用による置換凝集を生起する高分子凝集剤としては、ア
ラビアガム、トラガントガム等のガム類、カゼイン、ゼ
ラチン等の水溶性たん白、デキストリン、プルラン等の
多糖類。

アルギン酸誘導体（ナトリウム塩、プロピレングリコー
ルエーテル等）等の海藻抽出物等の天然高分子、メ・チ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース（ナトリウム、アンモニウム＃ｉ
）等のセルロース誘導体の半合成高分子、及びポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル１
１１１１１（ナトリウム、アンモニウム塩等）、分子量
１ｏｏｏ。

以上のポリエチレンオキサイド、スチレン−アクリル酸
共重合体、スチレンーマレイン酸共重合体、低重合エリ
ア樹脂等の合成高分子があげられ。

インキ中Ｏ１乃至８０重量の範囲で用いられる。

一般にマーキングペン用水性インキには、ペン先での乾
燥を抑制するために保湿剤として、グリセリン、プロピ
レングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、低分子量ポリエチレングリフール等のグリコー
ル類及びそれらの低級アルキルエーテル、ｇ−ピロリド
ン、Ｎ−ビニルピロリドン、尿素等が用いられるが、こ
れら保湿剤は前記顔料けん濁液の高分子凝集剤による橋
かけ凝集状態を破壊することなく系中に添加される。こ
れら保湿剤はインキ中５乃至８０重量囁の範囲で用いら
れる。

その他、必要に応じて防■剤、防錆剤等の添加剤が少量
添加されてもかまわない。

本発明のインキは前記の組成であるが、顔料が水性媒体
中に高分子凝集剤による僑かけ凝集状纏でけん濁されて
いることに特徴を有する。

前述のとおり、界面活性剤及び／または水溶性高分子を
分散剤とする水性顔料分数液中に前記の高分子凝集剤の
水溶液が添加されると高分子凝集剤による顔料粒子間の
橋かけ凝集が生起する。このような高分子の橋かけ粒子
間相互作用によると考えられる凝集の生起は、容器中の
液の上澄層の生成が観察され、生成された顔料けん濁液
は軽い液の振とりまたは攪拌により容易に均質化される
ことから推測される。

また、このような凝集は、最終生成物中の顔料濃度約５
乃至１６重１１％の範囲では、顔料濃度が高い桐より少
量の高分子凝集剤の添加で、生成するという現象が観察
されたことからも裏付けられる。即ち、液中の顔料濃度
が高い程、液中での顔料間の距離が小さく高分子凝集剤
による顔料粒子間の橋かけ凝集作が効率よく行なわれる
ものと考えられるからである。

発明者らの実験では、このような顔料けん濁液は、数カ
気から数百ハ飢のオーダーの径の毛細管中でけん濁状態
が破壊されることなく、必要に応じ。

その状態の液を吐出させることが可能であった。

また、前記顔料けん濁液は、一般にマーキングペン用水
性インキに用いられるグリフール類、その他の保湿剤を
添加してもけん濁状態に影響な及ぼすことはなかった。

更に異種の顔料についても適宜の共通の高分子凝集剤を
選定すれば、水中に分散されたＳ種以上の顔料の水性分
散液から前記高分子の橋かけ粒子間相互作用により凝集
状態の顔料けん濁液が生成され、このけん濁液も毛細管
中で均質状態が維持、持続されることが確認された。

前述の組成及び処方による水性顔料インキは。

前記の特長を有するので、染料水溶液タイプのインキの
場合と同じ取扱いで簡便な機構のマーキングペンに適用
される。、勿論、その筆跡は顔料の特性による有利な性
能が発揮される。その上、従来マーキングペン用インキ
のような低粘度インキに比重の員なる顔料粒子を混用す
ることは避けられてきたが、前述のとおり１本発明のイ
ンキでは異種顔料の混用も可能であるので、広汎な色の
選択が自在であることも他のマーキングペン用顔料イン
キにない特色である。

次に実施例について説明する。各実施例インキは次の様
に製造された。界面活性剤または水溶性高分子を分散剤
として水中へ顔料が分散されている水性顔料分散液の所
定量に攪拌しつつ、別に調製された所定濃度の高分子凝
集剤水溶液の所定量な徐々に添加し９次いで保湿剤、必
要に応じ防菌剤溶液を添加する。また比較例１〜６イン
キでは水性顔料分散液中に、攪拌しつつ保湿剤水溶液が
添加された。比較例フインキでは、ポリビニルピロリド
ンで表面処理されたカーボンブラックが保湿剤水溶液に
添加され、攪拌により均質化された後、防菌剤溶液が添
加されて仕上げられた。

こｌら試料インキについて以下の項目の試験を行った。

ｌ　液の状態の観察 試料インキを試験管に分取し、２〜８時間の放置後に液
の状態を観察した。

ｚＯ〜２６’Ｃに保たれた恒温室に放置された試料イン
キについて回転粘度針により粘度を測定した。

８　実用試験 ポリエステルせんい集束体をウレタンプレｌサマーによ
り樹脂加工して成形した８ｙｍ４のペン体及びポリエス
テルせんい集束体からなるインキ吸蔵体を備えたマーキ
ングペンに所定量の各インキを充填して賦端した後、密
栓した各試料について１本はペン先上向き（正立）状態
で、もう１本はペン先下向き（倒立）状態で静置シ装置
く。１力月後各試料マーキングペンにより筆記し、筆跡
の濃淡を調べた。

インキの組成及び試験結果を表１にまとめた表中、イン
キ組成中の数値はすべて重量部で表わされており、記号
の内容は以下のとおり。

顔料の項 ム：０．工、ピグメントレッド２２ Ｂ：０．工、ピグメントブランク７ ０：０．工、ピグメントブルー１５＝８Ｄ：○、工、ピ
グメントブルー１５ Ｓ　；　Ｏ，工、ピグメントイエ四−９８？：０．工、
ピグメントグリーン？ Ｇ：０．工、ピグメントオレンジ１Ｂ Ｈ：　Ｏ，１，ピグメントイエロー１２工：０．工、ピ
グメントイエ四−８８ 分散剤の項 Ｊ：ボリアクリル醗のアンモニウム塩 凝集剤の項 Ｌ：ポリビニルピロリドンに一８０ Ｍ：ポリビニルアルコール（重合＆約ＢＯＯ）Ｎ；スチ
レン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩 ０：ポリエチレンオキサイド（分子量約２００００）Ｐ
：ヒドロキシプロビルセルロース（８％水溶液ｚＯ℃の
粘度８．０〜５．９　ｏｐｓ　）Ｑ：カルボキシメチル
セルロース（、Ｓ％水溶液ｚＯ℃の粘度６　ａｐ８以下
） Ｒ：黄色デキストリン 試験結果の項中、液の状態は、上澄層及びかさ高の凝集
体が観察されたものを凝集状と表示し。

液が均質な分散状態にあるものを均質と表示した。また
実用試験の項の記号の内容は以下のとおり◎：正立のペ
ンと倒立のペンの筆跡の濃淡差なく、試筆時の筆跡と実
質的に変らない Ｏ：濃淡差わずか △：濃淡差大 ×：筆記不能 表の結果にみられる様に、界面活性剤または水溶性高分
子を分散剤として水中に均質に分散された顔料分散液で
ある比較例インキは、マーキングペンに充填されると、
せんい束のせんい関の毛細管中では顔料の沈降分離が促
進され、１カ月以内に筆記全能となるが、ペンの放置姿
勢（ペン先が上向きか下回きか）により着しく秦淡差の
ある筆跡を与える。これに対し本発明のマーキングペン
インキはフリーの液ではかさ高い凝集体かけん濁してい
る凝集状Ｓ【示しているが、マーキングペンインキ用さ
れた場合、ペンの放置姿勢に関係なく１力月経過後も普
通に筆記でき、蛾初の筆跡と実質的に変りのない濃さの
筆跡を与えた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　必須成分として顔料、前記顔料の分散剤。 高分子凝集剤、保湿剤及び水を含んでおり。 前記高分子凝集剤の顔料粒子間のゆるい橋かけ作用によ
   り、顔料が水性媒体中に凝集状にけん濁されてなるマー
   キングペン用水性顔料インキ。 ２　界面活性剤及び／または水溶性高分子を分散剤とし
   て水性媒体中に均質に分散された顔料の分散液に所定濃
   度の高分子凝集剤水溶液を添加して、前記高分子凝集剤
   の顔料粒子間のゆるい僑かけ作用による顔料の凝集状け
   ん濁液を生成させる過程を含むことを特徴とするマーキ
   ングペン用水性顔料インキの製造法Ｂｉｇ料ｌ乃至８６
   重量外９分散剤０、ｌ乃至す重量外、高分子凝集剤０．
   １乃至８０重量襲。 保湿剤５乃至８０重量％、防薗剤、防錆剤等の添加剤Ｏ
   乃至８重量外及び水１８乃至９８．８重量外の範囲の組
   成であり、常温（ＳＯ−２５℃）における粘度が１乃至
   ｌａｏ七ンチポイズの範Ｈにある特許請求の範囲第１項
   記載のマーキングペン用水性顔料インキ。 番　高分子凝集剤がアラビアガム、トラガントガム、カ
   ゼイン、ゼラチン、プルラン、デキストリン、アルギン
   酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエーテ
   ル、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
   。 カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、
   ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸１分子量１００
   ００以上のぎりエチレンオキサイド、スチレン−アクリ
   ル酸共重合体、スチレン−！レイン酸共重合体及び低重
   合度エリア−ホルムアルデヒド縮金物からなる群より遁
   ばれる水溶性高分子である特許請求の範囲第１項または
   第８項記載の！−キングペン用水性顔料インキ。