JPS6223793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水性インキに関する。詳細には筆記具
用、スタンプ用、記録計用等に好適な水性インキ
に関する。 本発明者らは、β−シクロデキストリンを着色
剤と水を必須とする水性着色液に配合することに
より、諸種のプラスチツク基材等への親和性、即
ち濡れ性を著しく向上させた水性インキが得られ
ることを見出した。さらに、このような効果が紙
質に対する着色像の滲み、裏抜け等の欠陥やイン
キの増粘をほとんど起こさせることなく、効果的
に達成できることを見出し、本発明インキを提供
するものである。 本発明インキは、プラスチツク基材等への親和
性に優れた、高度の濡れ性と、紙質やプラスチツ
クフイルムに対して滲み等の欠陥のない鮮鋭な着
色像を与える性能を有し、しかも、これらの性能
を比較的低粘度域で発現可能な水性インキであ
る。 従来より前記した如き性能を水性インキに与え
るために、種々の検討がなされているが未だ満足
する性能が得られていない。例えば、プラスチツ
ク基材等への親和性、即ち濡れ性を向上させるた
めに、インキ中に界面活性剤を添加することが広
く実施されているが、所望の濡れ性を得る程度に
界面活性剤を添加すると、表面張力の著しい低下
がみられ、以下の如き欠陥を発生させる。この点
をサインペンや万年筆等の筆記具を例示して説明
すれば、紙質に筆記したとき筆跡のにじみや裏抜
けが発生したり、製品に衝撃や振動を加えるとき
インキのボタ落ちや、インキの飛び散り等の欠陥
をしばしば発生する。このような欠陥を防ぐた
め、水溶性の樹脂、例えばポリビニルアルコー
ル、セルロース誘導体、デキストリン等を添加す
るとインキを増粘化して、これらの筆記具のペン
体からの円滑なインキ流出性が阻害される。この
ように界面活性剤を濡れ性向上の主剤として用い
るとき、表面張力の低下を起こさせ、これにもと
づく諸種の欠陥を発生させるので、濡れ性の向上
には限界を生じており未だ満足な性能が得られて
いない。 しかるにプラスチツク部材に対して水性インキ
が関与する領域は多く、水性インキの濡れ性向上
は以下に例示する如く重大な要件となつている。 例えば、毛細管作用が機能するインキ導通路を
プラスチツク材に形成した筆記具として、ポリア
セタール樹脂やポリアミド樹脂に毛細管溝を設け
たプラスチツクペン体を備えたマーキングペン、
或いはポリアセタール樹脂の内部に、ボール保持
部およびこれに連通するインキ誘導溝等を一体的
に設けたホルダーを備えた水性インキボールペン
等が挙げられる。ところで前記の如きプラスチツ
クペン体は、繊維質を集束してこれを樹脂加工し
た繊維ペン体に比較して、相互に連絡した微細な
毛細管が形成されず、従つて毛細管力の比較的弱
いペン体であるから、ペン体を上向き状態で放置
したとき、或いは衝撃等を与えたとき、インキが
インキ吸蔵体の方向にドロツプバツクしてインキ
切れを起こしたり、うすい筆跡しか得られない等
のいわゆる「インキ飲み込み現象」を起こしがち
であつた。同様に水性インキボールペンにおいて
ボールを上向き状態で放置したり、衝撃等を与え
た場合、前記と同様な欠陥を発生していた。ま
た、ポリエチレン樹脂等により形成された万年筆
用インキカートリツヂ内におけるインキの移動交
替が円滑に行なわれず、筆記性不良を来たしてい
た。さらに、プラスチツクシート材を筆記面とす
るオーバーヘツドプロジエクター用フイルムへの
筆記に際してもインキの濡れ性が関与するもので
あるが、良好な筆記性と滲みのない鮮鋭な筆跡を
与える満足なインキがなかつた。 本発明インキは、前記に例示した如き分野にお
いて、効果的に使用され従来インキと比較して優
れた性能を与えるものである。 以下に本発明インキについて詳細に説明する。
本発明は、必須成分として、β−シクロデキスト
リン、着色剤および水を含有してなる水性インキ
である。 β−シクロデキストリンは、Ｄ−グリコピラノ
ースが７個環状にα−１，４結合した環状オリゴ
糖であり、諸種の糖類の中で本発明の達成に最も
効果的なことを見出した。β−シクロデキストリ
ンの添加は、デキストリン等の糖類に比較して溶
液をほとんど増粘化させることなく機能させるこ
とができる。しかも水性媒体中へ添加することに
より諸種のプラスチツク基材等への親和性、即ち
濡れ性を著しく向上させ、さらに紙質やプラスチ
ツクフイルムに対して滲み等の欠陥のない着色像
の形成に有効なことを認めた。 従来の界面活性剤による水性インキの濡れ性付
与は表面張力の低下を伴なうものであるが、β−
シクロデキストリンの添加による場合は、表面張
力をほとんど変動させることなく達成されるの
で、滲み等の欠陥も発生させない。付随して色調
の鮮明性、なかんずく、螢光性の発現に効果があ
る。添加量を増大させても、増粘もわずかである
ので、前記の如き性能を充分に発揮させる量を添
加することが可能である。 β−シクロデキストリンは、インキ配合中に於
いて0.2〜15重量％の範囲内の添加が有効であ
る。なかでも、0.5〜10重量％の添加量が効果的
である。添加量が0.5重量％未満の系では、その
効果が少ない。一方、添加量を増大させるにつれ
て、効果が増大するが、10重量％を越えると経時
によりβ−シクロデキストリンの析出を生じ易く
なり、安定性の面で前記範囲が好適である。 適用される着色剤としては、水性媒体に溶解な
いし、均一な分散を示すものであれば有効であ
る。従来より使用されているエオシンGH（C.
I.45380）、エリスロシン（C.I.45430）、アシツド
フロキシン（C.I.45410）、アシツドオレンジGX
（C.I.16230）、ソルブルブル−OBC（C.
I.42755）、キノリンイエロー（C.I.47005）、ター
トラジン（C.I.19140）、パテントブルー（C.
I.42045）、ニグロシンブラツク（C.I.50420）、ア
シツドブルーブラツク10B（C.I.20470）等の酸性
染料、デイープブラツクEX（C.I.30235）、ブラ
ツクＧ（C.I.35255）、バイオレツトBB（C.
I.27905）、スカイブルー5B（C.I.24400）、フタロ
シアニンブルー（C.I.74180）等の直接染料、ロ
ーダミン（C.I.45160）、フラビン（C.I.49005）、
メチルバイオレツト（C.I.42535）、ビクトリアブ
ルー（C.I.42595）等の塩基性染料や、カーボン
ブラツク等の顔料、各種の加工顔料等が適用され
る。 本発明は着色剤と水を必須とした水性着色液に
β−シクロデキストリンを添加することを特徴と
するものであるが、水性着色液には、蒸発を抑制
するための水溶性の有機溶剤、例えば、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、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、グリセリン、２−ピロ
リドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、スルフオ
ラン、ジメチルスルフオオキシド、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
アミン等を添加することができる。また、染料の
溶解安定性向上のために尿素、ジメチルスルフオ
ン等のヒドロトロープ剤、デヒドロ酢酸ソーダ、
石炭酸、安息香酸ソーダ等の防カビ剤、筆記具の
金属部品の防錆を目的としたE.D.T.A等の防錆
剤、ペン体その他の毛細管基材からのインキ流出
性をよくするために、適宜、界面活性剤等を添加
することができる。また耐水性を付与したり、粘
度調整等のために水溶性樹脂、例えば、カゼイ
ン、シエラツク、マレイン酸樹脂、セルロース誘
導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコ
ール等の適宜量を必要に応じ添加することができ
る。 以下に本発明インキの実施例および比較例イン
キについて説明し、その性能を比較する。尚、配
合例中の部は、すべて重量部を示す。 実施例 １ アシツドフロキシン（C.I.45410） 1.6部 サンセツトイエローFCF（C.I.15985） …2.0部 アシツドブリリアントブルーFCF（C.
I.42090） …4.4部 プロピレングリコール …10.0部 ジエチレングリコール …15.0部 フエノール …0.2部 ダウフアツクス2AI（米国、ダウケミカル社製
アニオン活性剤、ドデシルフエニールエーテル
スルホン酸ソーダ） …0.3部 β−シクロデキストリン …2.0部 水 …64.5部 上記成分を撹拌機を用いて常温で溶解させてサ
インペン用黒インキを得た。 比較例 １ 実施例１の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり、実施例１と同様な方法で
得られたサインペン用黒インキ。 実施例 ２ エオシンGH …3.5部 アシツドフロキシン …2.0部 ペーパーイエローGG（ドイツ国、バイエル社
製直接染料、C.I.ダイレクトイエロー131）
…10.0部 グリセリン …10.0部 エチレングリコール …10.0部 ダウフアツクス2AI …0.3部 フエノール …0.4部 β−シクロデキストリン …0.8部 水 …63.0部 上記成分を撹拌機を用いて、常温で溶解させて
サインペン用赤インキを得た。 比較例 ２ 実施例２の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり、実施例２と同様な方法で
得られたサインペン用赤インキ。 実施例 ３ アシツドブリリアントブルーFCF（C.
I.42090） …6.5部 チオジエチレングリコール …10.0部 エチレングリコール …5.0部 フエノール …0.3部 ラピゾールＢ−30（日本油脂社製、アニオン活
性剤、ジオクチルスルホコハク酸ソーダ30％水
溶液） …0.3部 β−シクロデキストリン …3.0部 水 …74.9部 上記成分を撹拌機を用いて常温で溶解させてサ
インペン用青インキを得た。 比較例 ３ 実施例３の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり、実施例３と同様な方法で
得られたサインペン用青インキ。 実施例 ４ ウオーターブラツク＃186（C.I.20470）
…7.0部 グリセリン …5.0部 チオジエチレングリコール …10.0部 安息香酸ソーダ …0.5部 β−シクロデキストリン …4.0部 水 …73.5部 上記成分を撹拌機を用いて、常温で溶解させて
水性インキボールペン用黒インキを得た。 比較例 ４ 実施例４の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり、実施例４と同様な方法で
得られた水性インキボールペン用黒インキ。 前記実施例１〜４および比較例１〜４のインキ
について下記の要領で試験し、その性能を比較し
た。 (1) 試験用筆記具 「サインペン」は、ポリアセタール樹脂の内
部軸方向に0.03〜0.05mm巾の複数の毛細管を設
けてなるペン体を軸筒先端部に固着し、その後
端を繊維を集束加工したインキ吸蔵体に接続さ
せてなるものを用い、「水性ボールペン」は先
端にボールを抱持するボール保持部とこれに連
通する複数のインキ誘導溝をもつインキ誘導部
と前記インキ誘導部にインキを伝達するインキ
誘導芯を挿着するための誘導芯保持孔をポリア
セタール樹脂で一体的に形成してなり、前記誘
導芯保持孔に繊維を樹脂加工したインキ誘導芯
を挿入して後部に配置したインキ吸蔵体のイン
キを先端のボールに供給するよう構成されたも
のを用いた。 (2) インキ飲込み試験 実施例１〜４および比較例１〜４のインキを
前記「サインペン」および「水性ボールペン」
のインキ吸蔵体にそれぞれ充填して組立て直後
のインキ出が良好なものを各50本宛選び、筆記
先端を上向き状態にして10日間放置後筆記テス
トを行ない、インキ飲込みによる筆記不良本数
を調べる。 試験結果は下記表(1)に示す。

【表】 実施例 ５ パテントブルー（C.I.42045） …0.4部 キノリンイエロー（C.I.47005） 0.3部 β−シクロデキストリン …0.8部 石炭酸 …0.1部 水 …98.4部 上記成分を撹拌機を用いて、常温で溶解させて
万年筆用緑色インキ（表面張力48.7dyne／cm20
℃）を得た。 比較例 ５ 実施例５の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり実施例５と同様な方法で得
られたインキ（表面張力51.8dyne／cm20℃）。 実施例 ６ タートラジン（C.I.19140） …1.5部 キノリンイエロー …1.0部 β−シクロデキストリン …2.0部 エチレングリコール …0.5部 水 …95.0部 上記成分を撹拌機を用いて、常温で溶解させて
万年筆用黄色インキ（表面張力53.5dyne／cm20
℃）を得た。 比較例 ６ 実施例６の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり実施例６と同様な方法で得
られたインキ（表面張力53.5dyne／cm20℃）。 上記実施例５，６および比較例５，６のインキ
について下記の要領で試険し性能を比較した。 (1) 試験項目および方法 インキカートリツヂ内でのインキ交替性 ポリエチレン樹脂製のインキカートリツヂ
内に前記カートリツヂの1/2容量のインキを
充填後、上端部を密栓して、そのまゝ垂直状
態で約24時間放置した後、反転させて、イン
キが交替移動する状況を調べる。 耐インキボタ落ち性 それぞれのインキを充填したポリエチレン
樹脂製インキカートリツヂを装着した万年筆
を０℃、１時間横置放置後直ちに50℃、２時
間倒立放置（ペン体部を下向き状態）を行な
い、キヤツプ内へのインキボタ落ちの有無を
調べる。 インキの飛び散り それぞれのインキを充填したポリエチレン
樹脂製インキカートリツヂを装着した万年筆
について、ペン体部を下向き状態にして30cm
の高さから床上に落下させ、キヤツプ内のイ
ンキの飛び散りによる汚染状況を観察する。 筆跡の滲み 市販のレポート用紙に文字を筆記し、筆跡
の滲み状況を観察する。 試験結果を下記表(2)に示す。

【表】 実施例 ７ タートラジン …1.5部 バイオレツトBB（C.I.27905） 2.0部 パテントブルー …2.0部 ニグロシンブラツク（C.I.50420） 4.0部 ジエチレングリコール …10.0部 β−シクロデキストリン …4.0部 スコアロール900 …0.3部 水 …76.2部 上記成分を撹拌機を用いて、1.5時間、60〜80
℃の加温下で溶解させてオーバーヘツドプロジエ
クター（OHP）用黒インキ（粘度3.2センチポイ
ズ、20℃）を得た。 比較例 ７ 実施例７の配合中のβ−シクロデキストリンを
除外した成分からなり、実施例７と同様な方法で
得られたインキ（粘度3.0センチポイズ、20℃）。 前記実施例７および比較例７のインキについ
て、ポリエステル繊維を樹脂加工してなるペン体
を備えたOHP用マーカーにそれぞれインキを充
填し、各種プラスチツクフイルム面上への筆記性
能を調べる。結果を表(3)に示す。

【表】 実施例 ８ エオシンGH …0.5部 キノリンイエロー …4.0部 β−シクロデキストリン …5.0部 エチレングリコール …20.0部 ノイゲンＰ（第一工業製薬(株)製ノニオン活性
剤） …0.3部 水 …70.2部 上記成分を60〜80℃に加温し、撹拌機により約
２時間撹拌溶解させて橙色インキ（粘度3.8セン
チポイズ、20℃）を得た。 比較例 ８ 実施例８の配合中のβ−シクロデキストリンを
同量の黄色デキストリンに置き換え、実施例８と
同様な方法で得られたインキ（粘度5.2センチポ
イズ、20℃）。 前記実施例８および比較例８のインキを、ポリ
エステル繊維を樹脂加工したペン体（空隙率約35
％）を備え、これと接続するよう繊維質からなる
インキ吸蔵体を装着してなるサインペンに充填し
て筆記したところ、実施例８のインキは比較例イ
ンキに比較して円滑なインキ追従性を示すと同時
に、鮮明な橙色の螢光性の筆跡を得た。このよう
にβ−シクロデキストリンは増粘化をほとんど起
こさせることなく機能するばかりでなく、付随し
て螢光性の発現にも効果的な結果を示した。 本発明インキは前記した試験結果にみられる如
く、プラスチツク材に対し親和性の優れた、高度
の濡れ性を有しており、水性インキのこの種材質
への濡れ性の欠如による欠陥を解消できると共
に、紙質やプラスチツクフイルムに対して滲み等
の欠陥を発生させることなく、鮮鋭な着色像を与
えるために寄与するものである。 しかも、このような効果をインキの増粘化を伴
なうことなく、比較的低粘度域で発現できるので
毛細管機能を利用する分野で特に効果的である。 筆記具用インキについて実施例は記載されてい
るが、必要に応じ適宜の粘性を付与したり、耐水
性を向上させるために水溶性樹脂等を配合するこ
とにより、スタンプインキ、印刷インキ等の分野
に適用できることはいうまでもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 必須成分としてβ−シクロデキストリン、着
   色剤および水を含有してなる水性インキ。