KR20230056732A

KR20230056732A - 필기구용 수성 잉크 조성물, 필기구 및 필기구용 카트리지 잉크

Info

Publication number: KR20230056732A
Application number: KR1020237009858A
Authority: KR
Inventors: 도모아키 니시카와
Original assignee: 가부시키가이샤 파이롯트 코포레이숀
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2023-04-27
Also published as: JPWO2022045092A1; EP4206291A1; US20230312967A1; WO2022045092A1; TW202223004A; CN116075563A

Abstract

본 발명의 과제는, 필적 내수성 등의 필적 견뢰성 및 분산 안정성에 더하여, 내드라이업 성능, 필적 농도 등의 각종 특성이 우수한 필기구용 수성 잉크 조성물 및 그것을 사용한 필기구를 제공하는 것이다. 본 발명에 의한 필기구용 수성 잉크 조성물은, 자기 분산형 안료와, α글루칸 또는 α글루칸 유도체와, 물을 포함하여 이루어지는 것이다. 본 발명은 그 필기구용 수성 잉크 조성물과, 그것을 수용하는 필기구 및 필기구용 카트리지 잉크에도 관한 것이다.

Description

필기구용 수성 잉크 조성물, 필기구 및 필기구용 카트리지 잉크

본 발명은, 필기구용 수성 잉크 조성물, 필기구 및 필기구용 카트리지 잉크에 관한 것이다.

잉크 조성물에 의해 필적을 형성하는 필기구는, 펜 끝으로부터 착색제를 포함하는 잉크 조성물을 필기 대상으로 토출시킴으로써 필적을 형성한다. 잉크 조성물은, 기재 표면을 피복하는 도막층을 형성하는 도료 조성물이나, 미소한 액적을 사출하여 대상물에 화상을 형성시키는 잉크제트식 등의 프린터용 잉크 조성물 등, 목적에 따라서 다종다양한 것이 있다. 그러나, 필기구용 잉크 조성물은, 그것들과는 달리, 모세관 현상 등을 이용하여 적절한 양의 잉크 조성물을 필기 대상으로 토출시키기 위한 물성을 구비할 필요가 있다.

잉크 조성물에 포함되는 착색제는 크게 구별하면, 염료와 안료로 분류할 수 있고, 목적에 따라서 선택된다. 염료는 잉크 조성물의 균일성이 높은 경향이 있고, 각종의 잉크 조성물에 널리 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 염료는 필적의 내수성이나 내광성 등의 필적 견뢰(堅牢)성이 부족한 경향이 있어, 개량이 요망되고 있다. 한편, 안료는, 필적 견뢰성은 높지만 잉크 조성물의 분산 안정성의 관점에서 개량이 필요하다. 특히, 만년필 등에 사용하는 잉크 조성물은, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 통하여 모세관 현상에 의해 펜 끝에 잉크를 유도하는 것 등으로부터, 저점도인 것이 요구된다. 이러한 저점도의 잉크 조성물에 있어서는, 특히 잉크 조성물의 분산 안정성의 개량이 요망되고 있다. 분산 안정성의 개량을 위해서는, 증점제 등을 사용하여 잉크 조성물의 점도를 증가시키는 것이 유효한 경우가 많지만, 저점도가 요구되는 잉크 조성물에는 증점 작용이 있는 첨가제의 조합이 곤란하다.

또한, 잉크 조성물에는, 상기한 필적의 내수성이나 내광성 등의 필적 견뢰성이나 분산 안정성 외에, 필적 농도, 내드라이업 성능(써내기 성능), 필적 정착성, 필기 품질(끊김, 번짐, 뒤배임이 적은 필적), 잉크 저장체 내의 잉크 반전성, 내흘러나옴 성능 등도 요구된다.

착색제로서 안료를 채용한 경우, 상기한 바와 같이 분산 안정성이 불충분해지는 경우가 있고, 그것을 개량하기 위해 다양한 검토가 행해지고 있다. 그러나, 종래의, 안료를 사용한 필기구용 잉크 조성물에 있어서는, 필적 견뢰성 이외의 특성에 대해서는, 개량의 여지가 있다. 또한, 각종 성능을 높은 레벨로 동시에 충족시키는 잉크 조성물의 개발이 요망되고 있었다.

따라서, 상기 과제를 해결하기 위해, 잉크 중에, 에틸렌글리콜이나 글리세린 등의 다가 알코올 용제, 요소 또는 요소 유도체 등의 각종 보습제를 첨가하고, 내드라이업 성능을 향상시킨 잉크 조성물이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2 등).

그러나, 첨가하는 보습제의 종류나 그 첨가량에 따라서는, 양호한 내드라이업 성능이 얻어지지만, 얻어진 필적에 수적이 부착되면 필적이 번져 버려 필적의 시인이 곤란해져 버리는 경우가 있거나, 또한, 필적의 피필기면에 대한 정착성이 저하되고, 필적을 찰과한 경우에는, 필적이 더러워져 버리거나 하는 등, 필적의 내수성, 정착성 등에 개량의 여지가 있었다.

이 때문에, 각종의 특성을 열화시키지 않고, 우수한 내수성 등의 필적 견뢰성이 얻어지는, 필기구용 수성 잉크 조성물 및 필기구가 요구되고 있다.

일본 특허 공개 평08-127446호 공보 일본 특허 공개 제2004-217730호 공보 일본 특허 공개 소61-247774호 공보 일본 특허 공개 제2016-069490호 공보

본 발명의 목적은, 상기와 같은 과제를 해결함으로써, 필적 내수성 등의 필적 견뢰성이나 필적 발색성이 우수하고, 동시에, 분산 안정성에서도 우수하고, 또한, 그 밖의 필기구에 바람직한 특성을 갖는 필기구용 수성 잉크 조성물 및 그것을 사용한 필기구를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 필기구용 수성 잉크 조성물은, 자기 분산형 안료와, α글루칸 또는 α글루칸 유도체와, 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 필기구는, 상기 필기구용 수성 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 의한 필기구용 카트리지 잉크는, 상기 필기구용 수성 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 필적 내수성 등의 필적 견뢰성 및 분산 안정성에 더하여, 필적 농도 등의 각종 특성이 우수한 필기구용 수성 잉크 조성물 및 그것을 사용한 필기구가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 배합을 나타내는 「부」, 「％」, 「비」 등은 특별히 언급이 없는 한 질량 기준이며, 함유율이란, 잉크 조성물의 질량을 기준으로 했을 때의 구성 성분의 질량％이다.

<<필기구용 수성 잉크 조성물>>

본 발명에 의한 필기구용 수성 잉크 조성물(이하, 간단하게 「잉크 조성물」 이라고 하는 경우가 있음)은, 자기 분산형 안료와, α글루칸 또는 α글루칸 유도체와, 물을 포함하여 이루어지는 것이다. 이하, 본 발명의 잉크 조성물에서의 구성 성분에 대해서, 상세하게 설명한다.

<자기 분산형 안료>

본 발명에 의한 잉크 조성물은 착색제로서, 자기 분산형 안료를 포함한다. 자기 분산형 안료는 분산 안정성이 우수하고, 또한, 발색성 및 내수성이 우수한 필적을 남길 수 있다.

자기 분산형 안료는, 안료 입자를 분산시키기 위한 안료 분산제를 사용하지 않고 수성 매체 중에 분산하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 안료의 입자 표면에 물리적 처리 또는 화학적 처리를 실시함으로써, 안료의 표면에 친수성의 관능기(친수기)를 가진 것 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 자기 분산형 안료를 사용함으로써, 안료 분산제를 사용할 필요가 없다. 안료 분산제는, 일반적으로 필적의 발색성을 저해하는 경향이 있으므로, 그것을 포함하지 않는 본 발명에 의한 잉크 조성물은 양호한 발색을 가진 필적이 얻어지기 쉽다. 또한, 일반적으로 사용되는 안료 분산제 중, 특히 수지계의 안료 분산제는 안료를 필기 대상으로 고정시키는 기능도 겸비하는 경우가 있지만, 본 발명에 있어서는, α글루칸류 등의 그 밖의 성분이 안료를 고정하는 기능을 행하므로, 필적 내수성이나 필적 정착성도 우수하다.

특히, 본 발명에 있어서는, 자기 분산형 안료로서 자기 분산형 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 자기 분산형 카본 블랙으로서는, 예를 들어, 카본 블랙에 물리적 처리 또는 화학적 처리를 실시함으로써, 카본 블랙의 표면에 친수성의 관능기(친수기)가 결합한 것을 들 수 있다. 친수기로서는, 예를 들어, 술포기나 카르복실기나 인산기 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 후술하는 α글루칸 및 그의 유도체가 가져오는 효과를 충분히 얻기 쉽고, 분산 안정성을 유지하면서, 내수성이 우수한 필적을 얻기 쉽기 때문에, 음이온성의 자기 분산형 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 카본 블랙의 표면에 카르복실기 또는 술포기, 특히 카르복실기가 결합된 자기 분산형 카본 블랙인 것이 보다 바람직하다.

또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물은, 펜 끝에 섬유 팁, 펠트 팁, 플라스틱 팁을 사용한 필기구에 사용되는 저점도 잉크나, 나아가, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 필기구에 사용되는 초저점도 잉크로 조정하기 쉽지만, 이 경우, 자기 분산형 안료를 사용하는 것이, 보다 효과적이다. 자기 분산형 안료는, 안료 분산제를 사용하지 않아도 분산성을 향상시킬 수 있으므로, 잉크 점도를 보다 낮게 억제할 수 있고, 기입 개시로부터 양호한 잉크 토출성이 얻어져, 균일하고 양호한 필적을 남기기 쉽기 때문이다.

또한, 본 발명에 사용할 수 있는 자기 분산형 안료로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 시판품에서는, 오리엔트 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조의 BONJET BLACK 시리즈, 캐봇사제의 CAB-O-JET 시리즈, 도카이카본 가부시키가이샤 제조의 Aqua-Black 시리즈, 후지 피그먼트 가부시키가이샤 제조의 Fuji-JET Black 시리즈 등을 들 수 있다.

자기 분산형 안료에 있어서, 자기 분산형 카본 블랙을 사용하는 경우, 자기 분산형 카본 블랙에 포함되는 안료 입자의 크기는 제한되지는 않는다. 카본 블랙은 일반적으로 1차 입자가 응집되어 2차 입자를 형성하고 있지만, 분산 안정성, 필적 견뢰성, 잉크 토출성 등을 높은 레벨로 유지하기 위해, 이 2차 입자의 평균 입자경은 20 내지 1,000nm인 것이 바람직하고, 50 내지 500nm인 것이 보다 바람직하고, 100 내지 200nm인 것이 더욱 바람직하다.

자기 분산형 카본 블랙 분산체의 물성으로서, 점도는 1.0 내지 10.0mPaㆍs인 것이 바람직하고, 2.0 내지 10.0mPaㆍs인 것이 보다 바람직하고, 5.0 내지 10.0mPaㆍs인 것이 더욱 바람직하다. 자기 분산형 카본 블랙의 분산체의 점도가 상기 수치의 범위 내이면, 잉크 조성물의 잉크 점도를 원하는 값으로 조정하기 쉽고, 잉크 토출성이 우수하고, 발색성이 우수한 필적이 얻어지기 쉽다.

또한, 자기 분산형 카본 블랙 분산체의 pH는 5.0 내지 9.0인 것이 바람직하고, 6.0 내지 8.0인 것이 보다 바람직하고, 6.0 내지 7.0인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 자기 분산형 카본 블랙 분산체의 표면 장력은 40 내지 72mN/m인 것이 바람직하고, 50 내지 72mN/m인 것이 보다 바람직하고, 60 내지 72mN/m인 것이 더욱 바람직하다. 자기 분산형 카본 블랙 분산체의 표면 장력이 상기 수치의 범위 내이면, 잉크 조성물의 표면 장력을 원하는 값으로 조정하기 쉽고, 번짐이 억제된 양호한 필적을 얻기 쉽고, 또한, 펜심의 기능을 충분히 작용시켜, 우수한 잉크 토출성이 얻어져, 끊김이 적은 양호한 필적이 얻어지면서도, 펜 끝으로부터의 흘러나옴을 억제할 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물에서의 자기 분산형 안료의 함유율은, 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.1 내지 30질량％인 것이 바람직하고, 0.1 내지 10질량％인 것이 보다 바람직하다.

<α글루칸 또는 α글루칸 유도체>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, α글루칸 또는 α글루칸 유도체(이하, 간단하게 α글루칸류라고 하는 경우가 있음)를 포함한다.

α글루칸류는, 우수한 보수력을 갖고, 또한 조막성을 갖는 것이다. 이 때문에, 잉크 조성물이 펜 끝에 피막을 형성하여, 수분 증발을 억제하므로, 양호한 내드라이업 성능을 유지할 수 있다. 그리고 형성되는 피막은, 필기 시에 가해지는 물리적 응력으로 용이하게 파괴되므로, 써내기에서는, 피막이 용이하게 파괴되어, 필적의 형성을 저해하는 일은 없다. 또한, 필적이 형성된 후에는, 필적에 내수성이 부여되고, 필적 견뢰성도 개량할 수 있다. 이것은, 얻어진 필적 표면 상에 피막이 형성되고, 필적에 나중에 수적이 부착되거나 한 경우에서도, 자기 분산형 안료의 유출이 억제되기 때문이라고 생각된다.

α글루칸은, 글루코오스가 α결합에 의해 다수 연결한, 예를 들어, 중량 평균 분자량 5,000 이상, 바람직하게는 10,000 이상의 고분자이며, 결합 양식의 차이에 따라, α1,3글루칸, α1,4글루칸, α1,6글루칸, α1,4-1,6글루칸 등으로 구별된다. 구체적으로는, α1,3글루칸으로서는 무탄, α1,4글루칸으로서는 아밀로스, α1,6글루칸으로서는 덱스트란, α1,4-1,6글루칸으로서는 글리코겐, 아밀로펙틴, 풀루란 등을 들 수 있다. α글루칸 유도체는, 상기 α글루칸을 화학적으로 수식하거나 하여 얻어지는 것이다. 또한, α글루칸에는 전분을 효소 등으로 분해한, 상대적으로 분자량이 작은 덱스트린도 포함된다.

본 발명에 사용되는 α글루칸류는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에 있어서는, α1,4-1,6글루칸 또는 α1,4-1,6글루칸 유도체인 것이 바람직하다. 또한, α글루칸은, 중량 평균 분자량이 5,000 내지 500,000인 것이 바람직하고, 중량 평균 분자량이 50,000 내지 400,000인 것이 더 적합하다. 여기서, 본 발명에 있어서는, α글루칸류는 잉크 조성물의 품질 안정성의 관점에서 합성에 의해 형성된 것이 바람직하다. 전분의 분해에 의해 얻어지는, 분자량이 작은 덱스트린도 α글루칸류에 포함되지만, 합성에 의해 얻어진 α글루칸류를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 풀루란 및 풀루란 유도체는, 상기의 각 특성의 개량 효과가 크므로, 특히 바람직하다.

풀루란은, 하기 식 (I)로 나타내어진 바와 같은, 글루코오스가 α-1,4결합으로 3분자 이어진 말토트리오스를 구성 단위로 하고, 말토트리오스가 α-1,6결합을 통하여 연결한 구조를 갖는 수용성 고분자 다당류이다. 물에 녹기 쉽고, 인체에 대하여 무독, 무자극, 무미, 무취의 화합물이다. 풀루란의 유래나 제조 방법에 제한은 없지만, 통상, 풀루란 생산능을 갖는 미생물을 배양하고, 배양물로부터 풀루란 함유물을 채취하는 방법이 적합하게 사용된다. 이러한 미생물로서는, 올레오바시디움 플루란스를 들 수 있다.

식 중, n1은 정수를 나타낸다.

풀루란 유도체는, 상기 풀루란을 화학적으로 수식하거나 하여 얻어지는, 풀루란으로부터 유도되는 물질이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 디알데히드 풀루란, 아미노알킬화 풀루란, 카르복실화 풀루란, 가교 풀루란, 풀루란의 황산에스테르 유도체, 또한, 콜레스테롤 풀루란 등의 풀루란-스테롤 유도체 등을 들 수 있다.

또한, 상기 풀루란 유도체로서는, 풀루란-스테롤 유도체가 바람직하고, 특히는, 풀루란에 콜레스테롤을 화학 결합으로 도입하여 이루어지는 화합물인 풀루란-콜레스테롤 유도체를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이것은, 풀루란-콜레스테롤 유도체는, 금속이나 합성 수지 등에 흡착되기 쉽고, 펜 끝에 양호한 피막을 형성하기 쉽기 때문이라고 생각한다. 또한, 입수의 용이성이나 화합물의 경시 안정성을 고려하면, 풀루란-콜레스테롤 유도체는, 풀루란에 콜레스테롤을 헥사메틸렌디이소시아네이트로 부가한 화합물인 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란(콜레스테롤 풀루란)인 것이 바람직하다. 상기 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란으로서는, 하기 식 (II)로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다.

식 중, n2는 정수를 나타낸다.

따라서, 본 발명에 있어서는, 우수한 내드라이업 성능과 필적 내수성이 얻어지기 쉬운, 풀루란 또는, 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란(콜레스테롤 풀루란)이, 특히 적합하게 사용된다. 그 중에서도, 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란은, 우수한 내드라이업 성능과 필적 내수성과 함께, 우수한 필적 정착성(내찰 과성)도 얻어지는 경향에 있으므로, 필적 정착성의 개선도 고려하면, 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 풀루란으로서는, 시판품의 일례로서는, 예를 들어, 가부시키가이샤 하야시바라제의 의약품급 풀루란(상품명 「일본 약전 풀루란」), 화장품급 풀루란(상품명 「화장품용 풀루란」) 및 식품 첨가물급 풀루란(상품명 「식품 첨가물 풀루란」) 등을 들 수 있고, 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 콜레스테롤 풀루란을 포함하여 이루어지는 시판품의 일례로서는, Meduseeds 시리즈(니찌유 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있고, 구체적으로는, Meduseeds-C1이나 Meduseeds-CP 등을 들 수 있다. 또한, Meduseeds-CP는, 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란, 물, 부틸렌글리콜, 메틸파라벤, 페녹시에탄올을 포함한다.

본 발명의 잉크 조성물에서의 α글루칸류의 함유율은, 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.001 내지 1질량％인 것이 바람직하다. 0.001질량％ 이상이면, α글루칸 또는 α글루칸 유도체의 보수력과 조막능을 충분히 얻어, 우수한 내드라이업 성능과 필적 내수성 및 필적 정착성이 얻어지기 쉽고, 1질량％ 이하이면, 잉크 조성물 중에서의 용해성이 안정되고, 또한, 펜 끝으로부터의 양호한 잉크 토출성을 유지하여, 양호한 필적을 남기기 쉽다. 또한, 0.005 내지 0.5질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.01 내지 0.1질량％인 것이 특히 바람직하다.

또한, α글루칸류는, 2종 이상을 조합한 혼합물로서 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 자기 분산형 안료와 α글루칸류를 포함하여 이루어지지만, 자기 분산형 안료에 대한, α글루칸류의 함유비(α글루칸류/자기 분산형 안료)는, 질량 기준으로, 0.0001 내지 0.1인 것이 바람직하고, 0.001 내지 0.1인 것이 보다 바람직하다. 함유비가 상기 수치의 범위 내이면, 분산 안정성과 필적 내수성과 내드라이업 성능을 밸런스 좋게 얻을 수 있다.

<물>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 물을 포함하여 이루어진다. 사용되는 물로서는, 특별히 제한은 없으며, 예를 들어, 수돗물, 이온 교환수, 한외 여과수 또는 증류수 등을 들 수 있다.

<그 밖의 첨가제>

본 발명의 잉크 조성물은, 필요에 따라서 임의의 첨가제를 포함할 수 있다. 사용할 수 있는 첨가제에 대해서 설명하면 이하와 같다.

<계면 활성제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 이러한 계면 활성제로서는, 비이온성 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제나 아세틸렌 결합을 구조 중에 가진 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제, 인산에스테르계 계면 활성제 또는 불소계 계면 활성제를 들 수 있다. 이들의 계면 활성제는, 잉크 조성물의 표면 장력을 적정한 범위로 조정하고, 또한, 잉크 저장체의 내면이나 펜심에 대한 습윤성도 적절하게 유지하는 효과가 있다. 이 때문에, 잉크 저장체 내의 잉크 반전성이나 내흘러나옴성을 개량할 수 있고, 또한, 원활한 잉크 토출성이 얻어지기 쉬워, 끊김 등이 억제된 양호한 필적을 얻을 수 있다.

이러한 계면 활성제로서, 비이온성 계면 활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은, 비이온성 계면 활성제가 자기 분산형 안료나 α-글루칸이 가져오는 효과를 저해하지 않고, 상기 계면 활성제의 효과가 충분히 얻어지기 때문이다. 또한, 비이온성 계면 활성제 중에서도, 폴리옥시알킬렌 구조를 갖는 것, 예를 들어, 폴리에테르아민이나, 폴리옥시알킬렌글리콜 등은, 특히 상기 효과가 얻어지기 쉽고, 본 발명에 있어서, 효과적이다. 또한, 폴리옥시알킬렌 구조를 갖지만 그 중에서도, 폴리옥시에틸렌 구조를 갖는 계면 활성제가 바람직하다. 이것은, 물에 대한 용해 안정성이 우수하고, 효과를 한층 얻어지기 쉽기 때문이다.

폴리에테르아민이나 폴리옥시알킬렌글리콜은, 자기 분산형 안료의 분산 안정성을 유지하면서도, 잉크 저장체 내 측면에 대한 습윤성을 적절하게 유지할 수 있다. 이 때문에 펜 끝이 횡방향 또는 상향 상태의 필기구를, 필기하기 위해 펜 끝이 하향 상태로 한 경우에, 수성 잉크 조성물이 잉크 저장체 내에서 원래의 위치에 머무르지 않고, 펜 끝 방향으로 원활하게 유하시킬 수 있다. 즉, 이들은, 잉크 저장체 내의 잉크 반전성을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한, 폴리에테르아민이나 폴리옥시알킬렌글리콜은, 잉크 조성물의 잉크 저장체 내 측면에 대한 습윤성뿐만 아니라, 펜심 등의 잉크 유량 조절체에 대한 습윤성도 적절하게 유지할 수 있다. 이 결과, 잉크 유량 조절체의 기능을 충분히 얻어지기 쉬워져, 잉크 유량 조절체에 잉여적인 잉크가 원활하게 유입할 수 있게 되므로, 온도 변화나 캡 착탈에 의한 필기구 내의 압력 변화에 의한, 펜 끝으로부터의 잉크의 흘러나옴 현상도 억제할 수 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 폴리에테르아민의 HLB값은, 10 내지 20인 것이 바람직하다. 이것은, 폴리에테르아민의 HLB값이 10 이상이면, 물에 완전히 용해되고, 자기 분산형 안료, 특히 자기 분산형 카본 블랙과 응집물을 형성하기 어려워지므로, 잉크 조성물 중에서의 분산 안정성에 악영향을 미치는 일이 없기 때문이다.

또한, 상기 폴리에테르아민의 평균 에틸렌옥시드 부가 몰수(EO수)는, 10 내지 35인 것이 바람직하고, 13 내지 30인 것이 보다 바람직하다. 상기 폴리에테르아민의 EO수가 상기 수치의 범위 내이면, 물로의 용해성이 높기 때문에, 폴리에테르아민의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

상기 폴리에테르아민으로서는, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌(20)알킬(C₁₄-C₁₈)아민, 폴리옥시에틸렌우지알킬아민, 폴리옥시에틸렌알킬아민에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 폴리옥시에틸렌알킬(야자)아민 등을 들 수 있다.

상기 폴리옥시알킬렌글리콜로서는, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 평균 분자량은, 100 내지 20,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 15,000인 것이 보다 바람직하다. 또한, 용해 안정성이 우수하고, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 효과를 충분히 얻는 것을 고려하면, 3,000 내지 15,000인 것이 더욱 바람직하고, 10,000 내지 15,000인 것이 특히 바람직하다.

또한, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 EO수가, 5 내지 500인 것이 바람직하고, 100 내지 400인 것이 보다 바람직하고, 200 내지 300인 것이 바람직하다.

또한, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 평균 프로필렌옥시드 부가 몰수(PO수)가, 5 내지 300인 것이 바람직하고, 10 내지 200인 것이 보다 바람직하고, 20 내지 100인 것이 더욱 바람직하고, 40 내지 100인 것이 특히 바람직하다.

또한, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 에틸렌옥시드 함유율은, 20 내지 90질량％인 것이 바람직하고, 30 내지 80질량％인 것이 보다 바람직하고, 60 내지 80질량％인 것이 더욱 바람직하다.

수성 잉크 조성물에서의 상기 계면 활성제의 함유율은, 수성 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.001 내지 1.0질량％인 것이 바람직하고, 0.01 내지 0.5질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.01 내지 0.1질량％인 것이 더욱 바람직하다.

<수용성 유기 용제>

본 발명에 있어서는, 수용성 유기 용제를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 수용성 유기 용제로서는, 종래의 필기구용 수성 잉크 조성물에 사용되는 것을 사용할 수 있다.

예를 들어, (i) 에틸렌글리콜, 부틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 또는 글리세린 등의 글리콜류, (ii) 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 이소프로판올, 이소부탄올, t-부탄올, 프로파르길 알코올, 알릴 알코올, 3-메틸-1-부틴-3-올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트나 그 밖의 고급 알코올 등의 알코올류 및 (iii) 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 3-메톡시부탄올 또는 3-메톡시-3-메틸부탄올 등의 글리콜에테르류 등을 들 수 있다. 이들을 2종류 이상 조합한 혼합물로서 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 잉크 조성물에 수용성 유기 용제를 사용하는 경우, 다가 알코올 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은, 다가 알코올 용제의 흡습 효과를 잉크 조성물에 부여할 수 있어, 내드라이업 성능이 개량되는 경향이 있기 때문이다. 이것은, α글루칸류의 피막 형성에 의한 증발 억제와, 다가 알코올 용제의 흡습 효과에 의한 증발 억제의 상승 효과에 의해, 펜 끝으로부터의 잉크 중의 수분 증발을 효과적으로 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, 장기간, 나아가 건조 상태가 특히 강한 환경에 있어서 펜 끝이 대기에 노출된 상태에 있어도, 써내기로부터 원활하게 잉크가 토출되고, 끊김이 없는 균일한 필적을 남길 수 있다. 또한, 후술하는 출몰식 필기구와 같은, 특히 펜 끝이 건조되기 쉬운 환경에 놓이는 필기구에도 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 다가 알코올 용제 중에서도, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부틸렌글리콜 또는 글리세린이 바람직하고, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 또는 글리세린이 보다 바람직하고, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜이 특히 바람직하다. 이들의 다가 알코올은, 내드라이업성의 개량 효과가 크다.

상기 수용성 유기 용제를 사용하는 경우, 그 함유율은, 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40질량％인 것이 바람직하다. 또한, 내드라이업 성능과 필적 내수성 및 필적 정착성을 밸런스 좋게 향상시키는 것을 고려하면, 0.5 내지 40질량％인 것이 바람직하고, 0.5 내지 10질량％인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 5질량％인 것이 더욱 바람직하다.

<그 밖의 착색제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 착색제로서 자기 분산형 안료를 포함하고 있지만, 색채 조정 등을 위해, 필요에 따라서, 그 밖의 착색제를 포함할 수도 있다. 착색제로서는, 종래 알려져 있는 염료 및 안료로부터 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 것을 선택하여 사용할 수 있다. 단, 염료는 일반적으로 필적 견뢰성을 저하시키는 경향이 있으므로, 염료를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 안료로서는 안료 분산제를 포함하는 안료를 사용할 수도 있지만, 본 발명의 효과를 보다 강하게 발현시키기 위해서는, 그 첨가량은 적은 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 잉크 조성물은, pH 조정제를 포함할 수 있다. pH 조정제로서는, 암모니아, 탄산나트륨, 인산나트륨, 수산화나트륨 등의 염기성 무기 화합물, 아세트산나트륨, 트리에탄올아민, 디에탄올아민 등의 염기성 유기 화합물, 락트산 및 시트르산 등을 들 수 있고, 잉크 조성물의 경시 안정성을 고려하면, 염기성 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 고려하면, 약염기성인 트리에탄올아민을 사용하는 것이 바람직하다. 이들의 pH 조정제는 2종류 이상을 조합한 혼합물로서 사용할 수도 있다.

잉크 조성물의 pH값은 11 이하인 것이 바람직하다. 이것은, pH값이 11 이하이면, α글루칸류가 분해 등을 일으키기 어렵고, 높은 경시 안정성이 얻어지기 쉽기 때문이다. 또한, 잉크 조성물의 경시 안정성, 잉크 조성물이 접촉하는 금속 부재의 부식 방지의 관점에서, pH값은 6 이상인 것이 바람직하다. 따라서, 잉크 조성물의 pH값은, 6 내지 11인 것이 보다 바람직하고, 7 내지 10인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, pH값은, HM-30R형 pH미터를 사용하여, 20℃에서 측정한 값을 나타내는 것이다.

<항균성 물질>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 항균성 물질을 포함할 수 있다. 항균성 물질로서는, 페놀, 페녹시에탄올, 벤조산나트륨, 데히드로아세트산나트륨, 소르브산 칼륨, 파라옥시벤조산프로필, 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸술포닐)피리딘, 2-피리딘티올-1-옥시드나트륨, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 오르토페닐페놀 또는 그의 염 등을 들 수 있고, 페녹시에탄올, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(이하, BIT라고 하는 경우가 있음), 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(이하, MIT라고 하는 경우가 있음), 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(이하, OIT라고 하는 경우가 있음) 및 그것들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 보다 바람직하다.

이들 중, 페녹시에탄올은 안전성이 높고, 자기 분산형 안료와 조합한 경우에는 분산 안정성의 개량 효과가 커지는 경향이 있으므로, 바람직하다.

또한, 페녹시에탄올을 사용함으로써 분산 안정성을 유지하면서, 잉크 점도를 저점도로 조정하기 쉬우므로, 잉크 토출성을 양호화할 수 있다. 이 결과, 균일하고 발색 양호한 필적을 남기기 쉬워진다.

페녹시에탄올의 함유율은, 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여 1,000 내지 100,000ppm인 것이 바람직하고, 3,000 내지 30,000ppm인 것이 보다 바람직하고, 3,000 내지 10,000ppm인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 페녹시에탄올은, 이소티아졸린 구조를 갖는 항균성 물질, 예를 들어, BIT, MIT 또는 OIT와 조합함으로써, 양호한 분산 안정성을 유지하면서, 보다 우수한 항균 효과를 얻을 수 있다. 이들의 조합을 사용하는 경우에는, 페녹시에탄올과 이소티아졸린 구조를 갖는 항균성 물질의 배합비가, 질량비로, 1:10 내지 1:0.001인 것이 바람직하고, 1:1 내지 1:0.001인 것이 보다 바람직하고, 1:0.5 내지 1:0.005인 것이 더욱 바람직하고, 1:0.3 내지 1:0.005인 것이 특히 바람직하고, 1:0.2 내지 1:0.005인 것이 가장 바람직하다.

또한, 페녹시에탄올을 사용하는 경우, 페녹시에탄올의 첨가량으로서는, 자기 분산형 안료를 기준으로 하여, 질량비로, 1:1 내지 1:0.01인 것이 바람직하고, 1:1 내지 1:0.05인 것이 보다 바람직하고, 1:0.5 내지 1:0.1인 것이 가장 바람직하다. 이 범위에 있으면, 잉크 조성물의 항균 성능에 더하여, 자기 분산형 안료, 특히 자기 분산형 카본 블랙의 분산 안정성이 개량된다. 그 결과, 필적의 번짐이나 뒤배임 등의 필기 성능이 양호해진다.

또한, 종래의 항균성 물질은, 충분한 항균 성능이 얻어지는 만큼의 잉크 조성물을 첨가하면, 잉크 반전성이 저하될 우려가 있었다. 이에 반해, 페녹시에탄올은, 잉크 조성물의 잉크 저장체 내의 잉크 반전성을 저하시키는 일은 없다. 따라서, 페녹시에탄올은 항균 성능과 잉크 반전 성능을 양립시킬 수 있는 점에서도 바람직하다.

또한, 페녹시에탄올을 사용하는 경우는, α글루칸류에 대한, 페녹시에탄올의 함유비(페녹시에탄올/α글루칸)는, 질량 기준으로, 5 내지 80인 것이 바람직하고, 5 내지 60인 것이 보다 바람직하다. 함유비가 상기 수치의 범위 내이면, 페녹시에탄올의 효과를 얻으면서도, α글루칸의 용해성이 양호하게 유지되고, α글루칸이 가져오는 효과를 충분히 얻어, 우수한 내수성을 얻을 수 있다.

<방청제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 방청제를 포함할 수 있다. 방청제로서는, 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 톨릴트리아졸, 디시클로헥실암모늄나이트라이트, 디이소프로필암모늄나이트라이트, 티오황산나트륨, 사포닌 또는 디알킬티오 요소 등을 들 수 있다.

<킬레이트제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 킬레이트제를 포함할 수 있다. 킬레이트제로서는, 에틸렌디아민사아세트산(EDTA), 히드록시에틸렌디아민삼아세트산(HEDTA), 글리콜에테르디아민사아세트산(GEDTA), 니트릴로삼아세트산(NTA), 히드록시에틸이미노이아세트산(HIDA), 디하이드록시에틸글리신(DHEG), 디에틸렌트리아민오아세트산(DTPA), 트리에틸렌테트라민육아세트산(TTHA) 및 그것들의 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 아민염 등을 들 수 있다.

<보습제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 보습제를 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서 사용되는 α글루칸류나 다가 알코올 용제도 보습 효과를 나타내지만, 여기서 말하는 보습제는 그 이외의 것을 가리킨다. 보습제로서는, 예를 들어, 요소, 소르비트, N,N,N-트리알킬아미노산 또는 히알루론산류 등을 들 수 있고, 적합하게 사용할 수 있다.

N,N,N-트리알킬아미노산은, 높은 흡습 성능을 구비하므로, α글루칸류와 병용함으로써, 더욱 우수한 내드라이업 성능을 얻을 수 있다. 또한, α글루칸에 의해 가져오게 되는 우수한 필적 내수성을 유지할 수 있어, 필적 견뢰성을 손상시키는 일이 없다. 또한, 우수한 내드라이업 성능을 유지하면서, 후술하는 바와 같은 저점도 잉크 조성물, 초저점도 잉크 조성물로서 조정하기 쉽고, 또한 필적 정착성도 향상시키기 쉽다. 이 때문에, 본 발명에 의한 잉크 조성물은, N,N,N-트리알킬아미노산을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. N,N,N-트리알킬아미노산은 예를 들어 하기 식 (III)으로 나타내어지는 것이다.

R^a ₃N+(CH₂)_naCOO- (III)

식 (3) 중의 R^a는 독립적으로, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기 및 tert-부틸기로 이루어지는 군에서 선택되는 것이다.

보다 구체적으로는, N,N,N-트리알킬아미노산으로서, na=1의 트리메틸글리신, 트리에틸글리신, 트리프로필글리신, 또는 트리이소프로필글리신, na=2의 트리메틸-β-알라닌, na=3의 트리메틸-γ-아미노부티르산 등을 들 수 있다. 이들 중, 트리메틸글리신은 내드라이업 성능이나 보존 안정성의 관점에서 특히 바람직하다.

보습제, 예를 들어, N,N,N-트리알킬아미노산의 함유율은, 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.01 내지 10％인 것이 보다 바람직하고, 0.1 내지 10％인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 5％인 것이 더욱 바람직하다.

<수용성 수지 및 수불용성 수지>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 수용성 수지 또는 수불용성 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 수용성 수지는, 잉크 조성물 중에 용존한 상태에서, 수불용성 수지는, 고체 입자 또는 액적의 상태에서 잉크 조성물 중에 포함된다. 이러한 수용성 수지 또는 수불용성 수지로서는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 스티렌-부타디엔계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아세트산 비닐계 수지 등을 들 수 있다.

<소포제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 디메틸폴리실록산 등의 소포제를 더 포함할 수 있다.

<윤활제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 지방산 등의 윤활제를 더 포함할 수 있다. 또한, 인산에스테르계 계면 활성제 등도, 윤활제로서의 기능을 발휘하는 경우가 있고, 그것을 이용할 수도 있다.

<전단 감점성 부여제>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 전단 감점성 부여제를 포함할 수 있다. 전단 감점성 부여제는, 잉크 조성물에 적당한 점성을 부여하여 실용성을 개선할 수 있는 경우가 있다. 본 발명에 있어서, 전단 감점성 부여제는 종래 공지된 것으로부터 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 구체예로서는, 크산탄검, 숙시노글리칸, 또는 카라기난 등의 다당류 및 폴리아크릴산 또는 가교형 폴리아크릴산 등의 폴리머를 들 수 있다. 또한, 회합성 우레탄 등의 합성 고분자 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제 등을 전단 감점성 부여제로서 사용할 수도 있다. 이들의 전단 감점성 부여제는, 2종류 이상을 조합한 혼합물로서 사용하는 것이 가능하다.

<필기구용 잉크 조성물의 물성>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 상대적으로 점도가 낮은 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 잉크 조성물은 각종의 첨가제를 포함하고, 일반적으로 증점 효과가 있다고 생각되고 있는, α글루칸류, 수용성 유기 용제 등도 포함하고 있지만, 그 함유율을 적합하게 조정함으로써, 전단 속도 380sec^-1에 있어서 50mPaㆍs 이하인 저점도, 또는 전단 속도 380sec^-1에 있어서 2mPaㆍs 이하인 초저점도의 잉크 조성물로 할 수 있다. 이러한 점도가 낮은 잉크 조성물은, 후술하는 바와 같은, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 필기구에 사용한 경우에는, 펜심의 기능을 충분히 작동시켜, 우수한 잉크 토출성을 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 잉크 조성물은, 상기 펜심을 구비한 필기구에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크 조성물은, 잉크의 분산 안정성을 유지하면서도, 초저점도 잉크로 조정하는 것이 가능하기 때문에, 상기 펜심을 가진 만년필에, 특히 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 잉크 조성물의 표면 장력은, 20℃ 환경 하에서, 35 내지 60mN/m인 것이 바람직하고, 40 내지 55mN/m인 것이 보다 바람직하다. 잉크 조성물은 이러한 표면 장력을 가짐으로써, 중력, 대기압, 충격 등에 의한 운동 에너지 등의 외력에 대한 적당한 항력을 갖고, 또한, 펜심 등의 잉크 유량 조절 부재에 대하여 적당한 습윤성을 갖기 때문에, 펜 끝으로부터의 잉크의 흘러나옴을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다. 잉크 조성물의 표면 장력은, 계면 활성제의 함유율 등을 조정함으로써, 적절하게 조정하는 것이 가능하다.

<<잉크 조성물의 제조 방법>>

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 종래 알려져 있는 임의의 방법에 의해 제조할 수 있다. 구체적으로는, 상기 각 성분을 필요량 배합하고, 자기 교반 막대, 프로펠러 교반기, 균질기 교반기, 호모 디스퍼, 호모 믹서, 유성식 교반기 등의 각종 교반기나 비즈 밀 등의 각종 분산기 등으로 혼합하고, 제조할 수 있다.

<<필기구>>

본 발명의 필기구용 수성 잉크 조성물을 충전하는 필기구 자체의 구조, 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래부터 범용의 것을 적용할 수 있고, 섬유 팁, 펠트 팁, 플라스틱 팁을 펜 끝으로 한 마킹 펜(사인 펜)이나, 볼펜 팁 등을 펜 끝으로 한 볼펜, 또한, 금속제의 펜 끝을 사용한 만년필 등, 각종 필기구에 사용할 수 있다.

필기구의 펜 끝의 재질로서는, 볼펜이나 만년필에서는, 초경합금, 스테인리스, 금, 이리듐 등의 금속이나 탄화규소의 등의 세라믹스를 예시할 수 있고, 마킹 펜(사인 펜)에서는, 폴리에스테르, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴 등의 합성 수지를 예시할 수 있다.

본 발명에 의한 잉크 조성물은, 스테인리스, 도금한 스테인리스, 14금, 18금, 22금 등의 금속에 대해 흡착되기 쉬운 경향에 있다. 이 때문에, 필기구의 잉크 토출 부분이 금속으로 형성되어 있는 경우, 그 표면에서 피막을 형성하기 쉽고, 또한, 그 피막은 경시적으로도 유지되기 쉽다. 이 때문에, 본 발명에 의한 잉크 조성물은, 펜 끝의 재질이 금속인 필기구에 적합하게 사용할 수 있어, 우수한 내드라이업 성능이 얻어진다.

만년필은 다른 필기구에 비해, 펜 끝이 외기에 노출되는 경우가 많고, 펜 끝의 잉크 조성물이 건조되기 쉬우므로, 특히 내드라이업 성능이 높은 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 잉크 조성물은, 충분한 내드라이업 내성을 갖고 있기 때문에, 만년필에 사용하는 것이 특히 적합하다.

또한, 본 발명에 의한 잉크 조성물을 사용할 수 있는 필기구로서는, 잉크 조성물을 직접 충전하는 구성의 것이어도 되고, 잉크 조성물을 충전할 수 있는 잉크 저장체를 구비하는 것이어도 된다. 또한, 상기 잉크 저장체가, 필기구의 본체나 펜 끝 등에 착탈 가능하게 교환 가능한 구조를 갖는 카트리지식 필기구 및 컨버터식 필기구여도 된다. 또한, 컨버터식 필기구로서는, 잉크 병과 같은 잉크 수용체로부터, 잉크 저장체 내에 직접 잉크를 흡입할 수 있는 기능을 갖는 잉크 저장체(잉크 흡입기)를 구비할 수 있는 필기구를 들 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 잉크 조성물을 수용한 필기구용 카트리지 잉크는, 잉크 조성물이 밀폐된 상태에서 보존되므로, 수분 증발에 의한 농도 변화가 적고, 또한 외기의 영향이 적기 때문에, 경시 보존성도 우수하다. 또한, 일반적으로 필기구용 카트리지 잉크는, 각 필기구에 최적인 형상을 가지므로, 외기로의 접촉이 최저한으로 억제되고, 또한 접속 부분으로부터의 누액 등도 적다. 이 때문에, 본 발명에 의한 잉크 조성물은 밀폐된 필기구용 카트리지 잉크에 수용된 상태에서 공급 또는 반포되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물을 사용할 수 있는 필기구는, 펜 끝을 덮는 캡을 구비한 캡식 필기구나, 노크 기구 또는 회전 기구 또는 슬라이드 기구를 구비한, 축통 내에 펜 끝을 수용 가능한 출몰식 필기구를 들 수 있다. 본 발명에 의한 잉크 조성물은, 충분한 내드라이업 성능을 구비하고 있기 때문에, 펜 끝이 건조되기 쉬운 환경에 놓여 있는 경우가 많은 출몰식 필기구에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물을 사용할 수 있는 필기구의 잉크 공급 기구에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, (기구 1) 섬유 다발 등으로 이루어지는 잉크 유도 중심을 잉크 유량 조절 부재로서 구비하고, 수성 잉크 조성물을 펜 끝에 유도하는 기구, (기구 2) 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 통하여 잉크 조성물을 펜 끝에 유도하는 기구, (기구 3) 밸브 기구에 의한 잉크 유량 조절 부재를 구비하고, 수성 잉크 조성물을 펜 끝에 공급하는 기구 및 (기구 4) 펜 끝을 구비한 잉크 수용체 또는 축통으로부터, 수성 잉크 조성물을 직접, 펜 끝에 공급하는 기구 등을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크 조성물은, 잉크 조성물의 분산 안정성을 충분히 유지하면서, 저점도 잉크 조성물 또는 초저점도 잉크 조성물에 조정하는 것이 가능하므로, (기구 1), (기구 2) 또는 (기구 3)의 공급 기구를 구비하는 필기구에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물은, (기구 2)의 펜심에 대한 습윤성도 적정하게 유지할 수 있으므로, 펜 끝으로부터의 잉크 토출성이 양호화하고, 끊김이 적은 명료한 필적을 형성하는 것이 용이해짐과 함께, 외기온의 변화나 캡의 착탈 등에 의해, 잉크 저장체의 내압이 변화된 경우에서도, 빗형홈 사이에 잉크가 유지되고, 펜 끝으로부터의 잉크 누설을 억제할 수 있어, 우수한 내흘러나옴 성능도 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 잉크 조성물은, 특히 (기구 2)를 갖는 필기구, 즉, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비하는 필기구에 특히 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명과 같이, 착색제로서 안료를 사용한 잉크 조성물(안료 잉크)을 사용한 필기구로 한 경우는, 잉크가 건조되면, 필기구의, 펜 끝이나 잉크 저장체(카트리지, 컨버터) 등의 필기구 부재에, 잉크 중의 수지 성분 등에 의해 고착하는 경우가 있다. 이러한 경우, 잉크가 고착된 펜 끝의 세정에 필기구용 세정액을 사용하는 것이 바람직하다. 필기구용 세정액을 사용하여 고착된 잉크를 충분히 제거함으로써, 필기성에 대한 영향을 저감할 수 있는 것, 세정 후의 필기구에 다른 잉크색을 사용한 경우에는, 혼색을 방지하는 것이 가능해지는 것이 그 이유이다.

필기구용 세정액으로서, 잉크의 세정성, 물에 대한 용해성을 고려하여, 비이온성 계면 활성제를 포함하여 이루어지는 필기구용 세정액을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 계면 활성제의 HLB값이 4 내지 15인 것이 바람직하고, 6 내지 15인 것이 보다 바람직하다. 또한, 세정성을 고려하면, 폴리옥시알킬렌기를 갖는 비이온성 계면 활성제를 포함하여 이루어지는 필기구용 세정액을 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심이라고 하는 복잡한 형상을 갖는 부재를 구비하는 필기구에 있어서도, 고착된 잉크를 필기구용 세정액을 사용함으로써 효과적으로 제거하는 것이 가능해진다.

또한, 필기구용 세정액은, 필름이나 시트 등의 포장체에 수용하여, 필기구용 세정액 포장체로 하는 것이 바람직하지만, 휴대성이나 간편성의 점에서, 1회의 사용량을 필름이나 시트의 포장체에 개별 포장하는 것이 바람직하고, 또한, 수분 증발 등의 장기 보존성의 향상을 고려하면, 금속재의 필름으로 포장하는 것이 바람직하다. 또한, 필기구용 세정액 포장체와, 본 발명의 잉크 조성물, 해당 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 필기구, 또는 해당 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 필기구용 카트리지 잉크를 함께 한, 필기구 세트로 하여 판매하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 필기구용 세정액 포장체는, 잉크 병 등에 수용된 잉크 조성물이나, 만년필, 볼펜, 마킹 펜(사인 펜) 등의 필기구와 함께 필기구 세트로 하여 판매하는 것이 바람직하고, 필기구용 세정액을 채취하는 스포이트 등의 흡입기, 필기구용 세정액 포장체, 필기구를 함께 한, 필기구 세트로 하여 판매하는 것이 보다 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

하기 원재료를 프로펠러 교반에 의해 혼합하여, 실시예 1의 잉크 조성물을 얻었다.

에틸렌글리콜: 2.00질량％

트리에탄올아민: 2.00질량％

베타인(N,N,N-트리메틸글리신): 2.00질량％

풀루란: 0.03질량％

Aqua-Black 162(상품명, 도카이카본 가부시키가이샤 제조, 음이온성 자기 분산형 카본 블랙 분산체, 카본 블랙의 표면 관능기: 카르복실기, 카본 블랙의 입도 분포로부터 구해지는 2차 입자경(평균): 110nm, 점도: 6.5mPaㆍs, pH6.5, 표면 장력: 72mN/m, 농도 20질량％): 15.00질량％

페녹시에탄올: 0.50질량％

1,2-벤조이소티아졸린-3-온(BIT): 0.05％

물: 잔부

<실시예 2 내지 4, 비교예 1 내지 4>

원재료의 종류 및 배합량을 변경하여, 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 잉크 조성물을 얻었다. 사용한 원재료는 이하와 같다.

Meduseeds-CP(상품명, 니찌유 가부시끼가이샤 제조, 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란, 물, 부틸렌글리콜, 메틸파라핀, 페녹시에탄올을 포함한다. 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란 농도 1질량％)

산덱 #70FN(상품명, 산와 덴푼 고교 가부시키가이샤 제조, 덱스트린)

BONJET BLACK CW-1(상품명, 오리엔트 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조, 자기 분산형 카본 블랙 분산체, 농도 20질량％)

FUJI SP Black 8112(상품명, 후지 피그먼트 가부시키가이샤 제조, 아크릴 수지 분산형 카본 블랙 분산체, 농도 15％)

조제된 잉크 조성물의 조성은, 표 1에 나타낸 바와 같다.

<시험 및 평가>

얻어진 잉크 조성물을 이하의 방법으로 평가를 행하였다. 얻어진 결과는, 표 1에 나타낸 바와 같다.

<점도>

얻어진 잉크 조성물의 점도를 B형 회전 점도계(기종: BLII, 로터: BL 어댑터, 도끼 산교 가부시키가이샤 제조, 샘플량 20ml, 20℃, 회전 속도 60rpm)에 의해 측정하였다.

<표면 장력>

얻어진 잉크 조성물의 표면 장력을, 표면 장력 계측기(기종: DY-200, 교와 가이멘 가가쿠 가부시키가이샤 제조, 20℃, 백금 플레이트, 수직 평판법)에 의해 측정하였다.

<pH>

pH 미터(기종: HM-30R, 도아 DKK 가부시키가이샤 제조, 20℃)에 의해 측정하였다.

<내드라이업 성능>

도금한 스테인리스제의 글자 폭 M의 펜 끝을 갖고, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 노크식의 캡리스 만년필(FCN-1MR, 가부시키가이샤 파일럿 코포레이션제)에, 잉크 조성물을 충전한 카트리지 잉크를 장착하여 만년필을 제작하였다. 이 만년필을 펜 끝을 돌출시킨 상태에서, 20℃, 65％ RH의 환경 하에 30분 방치하고, 그 후, 시험 용지에, 문자 「V」를 반복 필기하여, 필기할 수 없었던 문자수를 확인하였다.

A: 0문자(즉시 필기 가능)

B: 2 내지 4문자

C: 5문자 이상 내지 필기 불능

<필적 내수성>

14금제의 글자 폭 M의 펜 끝을 갖고, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 커스텀 74만년필(FKKN-12SR, 가부시키가이샤 파일럿 코포레이션제)에, 잉크 조성물을 충전한 카트리지 잉크를 장착하여 만년필을 제작하였다. 이 만년필을 사용하여, 시험 용지에 문자를 필기하고, 25℃의 환경 하에, 30분간 방치 후, 문자 위로 물을 적하하여, 문자의 번짐을 관찰하였다.

A: 번짐은 거의 관찰되지 않는다

B: 약간 번짐이 관찰되지만, 실용상 문제가 없다

C: 번짐이 보인다

<필적 농도>

14금제의 글자 폭 M의 펜 끝을 갖고, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 커스텀 74만년필(FKKN-12SR, 가부시키가이샤 파일럿 코포레이션제)에, 잉크 조성물을 충전한 카트리지 잉크를 장착하여 만년필을 제작하였다. 이 만년필을 사용하여, 시험 용지에 문자를 필기하고, 그 농도를 평가하였다.

A: 발색 농도가 충분하다

B: 발색 농도가 조금 낮지만, 실용상 문제가 없다

C: 발색 농도가 낮아, 실용상 우려가 남는다

*1: Aqua-Black 162

*2: BONJET BLACK CW-1

*3: FUJI SP Black 8112

*4: 헥실디카르밤산콜레스테릴 풀루란

*5: 산덱 #70FN

*6: 물 및 첨가제에서 유래되는 수용성 유기 용제 등

<비교예 5>

비교예 5로서, 표면 처리가 이루어져 있지 않고, 분산제도 포함하지 않는 카본 블랙을 사용한 잉크 조성물도 조제했지만, 안료의 습윤성이 낮고, 분산 안정성이 충분하지 않았기 때문에, 평가를 할 수 없었다. 이에 반해 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 각 잉크 조성물은, 충분한 분산 안정성을 갖고 있었다.

<실시예 5>

실시예 1의 잉크 조성물에 대하여, 페녹시에탄올을 함유하지 않는 잉크 조성물을 조제하고, 실시예 5의 잉크 조성물로 하였다. 실시예 1과 실시예 5의 잉크 조성물을 유리병 속에 봉입하고, 50℃의 환경 하에서 12주일 보존한 후, 액면 근방 및 병의 저부의 잉크 조성물을 채취하고, 현미경으로 안료의 분산 상태를 평가한 결과, 실시예 5에 대하여, 실시예 1의 쪽이, 안료가 균일하게 분산되어 있고, 분산 안정성이 우수하였다. 또한 실시예 1 및 5는, 모두 충분한 항균 성능을 갖고 있었다.

<실시예 1a, 6 및 7>

실시예 1과 마찬가지의 조성을 갖는 잉크 조성물을 조제하였다(실시예 1a). 또한 실시예 1의 잉크 조성물에 대하여, 페녹시에탄올의 함유율을 변화시킨 잉크 조성물을 조제하고, 실시예 6 및 실시예 7의 잉크 조성물로 하였다. 이들의 조성물에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 평가를 행하였다. 얻어진 결과는 표 2에 나타낸 바와 같았다.

또한, 실시예 1a, 6 및 7에 대해서, 실시예 1 및 실시예 5와 마찬가지의 방법으로 분산 상태 및 항균 성능을 평가하였다. 실시예 5에 대하여, 실시예 1a, 실시예 6 및 실시예 7의 쪽이, 안료가 균일하게 분산되어 있고, 분산 안정성이 우수하고, 또한, 실시예 6에 대하여, 실시예 1a 및 실시예 7의 쪽이 분산 안정성이 우수하였다. 또한 실시예 1a, 실시예 5, 실시예 6 및 실시예 7은, 모두 충분한 항균 성능을 갖고 있었다.

<실시예 8, 실시예 9>

실시예 1의 잉크 조성물에 대하여, 폴리에테르아민을 0.1질량％ 더 함유한 잉크 조성물을 조제하고, 실시예 8의 잉크 조성물로 하였다. 또한, 실시예 1의 잉크 조성물에 대하여, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜을 0.05질량％ 더 함유한 잉크 조성물을 조제하고, 실시예 9의 잉크 조성물로 하였다.

또한, 실시예 8에 사용한 폴리에테르아민의 물성은 하기와 같다.

폴리에테르아민: 폴리옥시에틸렌-알킬아민, HLB값 15.4, EO수 20

또한, 실시예 9에 사용한 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜의 물성은 하기와 같다.

폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌글리콜: 평균 분자량 13,000, 에틸렌옥시드 부가 몰수 240, 프로필렌옥시드 부가 몰수 60, EO 함유율 75질량％

수지제의 잉크 흡입기(잉크 흡입기 내에 전후 방향으로 이동 가능한 수지제의 이동체를 배치한 것)를 개구부 상향의 상태로 하여, 실시예 1, 실시예 8, 실시예 9의 잉크 조성물을 주입하고, 이동체가 잉크 조성물 중에 완전히 침지된 상태로 하고, 이 잉크 흡입기를, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 만년필 형태의 펜 끝을 갖는 필기구(파일럿 코포레이션사제, 만년필, FKA-1SR-NCM)에, 펜 끝이 상향인 상태로 장착하였다. 이 필기구를 시험용 필기구로서 10개 준비하고, 펜 끝 상향 상태에 있는 시험용 필기구를, 펜 끝을 살짝 하향 상태로 한 결과, 실시예 1에 대하여, 실시예 8 및 실시예 9의 잉크 조성물을 사용한 쪽이, 10초 이내에 잉크 조성물이, 잉크 저장체 내에서 펜 끝측에 유하하는 개수가 많아, 잉크 저장체 내의 잉크 반전성이 우수하였다.

또한, 도금한 스테인리스제의 글자 폭 M의 펜 끝을 갖고, 일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한 노크식의 캡리스 만년필(가부시키가이샤 파일럿 코포레이션제)에, 실시예 1, 실시예 8 및 실시예 9의 잉크 조성물을 충전한 카트리지를 장착하여 만년필을 제작하였다. 이 만년필을 시험용 필기구로서, 감압 데시케이터 중에 정치하고, 이 상태에서, 5분간으로 데시케이터 내를 대기압과의 상대 압력으로 -70mmHg까지 감압시켰다. 그 후, 대기압과의 상대 압력으로 -70mmHg의 감압 상태를 유지한 상태로, 또한 5분간, 데시케이터 중에 방치한 결과, 실시예 1에 대하여, 실시예 8 및 실시예 9의 잉크 조성물을 사용한 쪽이, 펜 끝으로부터의 흘러나옴은 적고, 내흘러나옴 성능이 우수하였다.

또한, 실시예 8, 9의 잉크 조성물에 대해서, 내드라이업 성능, 필적 내수성 및 필적 농도에 있어서 상기 방법으로 평가한 결과, 실시예 1의 잉크 조성물과 동일한 평가 결과였다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 의한 잉크 조성물은, 필적 견뢰성, 분산 안정성, 내드라이업 성능, 필적 농도 및 저점도 등의 각 특성이 모두 우수한 것임이 명확하다.

Claims

자기 분산형 안료와, α글루칸 또는 α글루칸 유도체와, 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 필기구용 수성 잉크 조성물.
제1항에 있어서,
상기 α글루칸 또는 α글루칸 유도체가, α1,4-1,6글루칸 또는 α1,4-1,6글루칸 유도체인, 잉크 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 α글루칸 또는 α글루칸 유도체가, 풀루란 또는 풀루란 유도체인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 α글루칸 또는 α글루칸 유도체의 함유율이, 상기 잉크 조성물의 총 질량을 기준으로 하여 0.001 내지 1질량％인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 분산형 안료가, 음이온성 자기 분산형 카본 블랙인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
전단 속도 380sec^-1에서의 점도가 50mPaㆍs 이하인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
항균성 물질을 더 포함하여 이루어지는, 잉크 조성물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 항균성 물질이 페녹시에탄올인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
계면 활성제를 더 포함하여 이루어지고, 상기 계면 활성제가 비이온성 계면 활성제인, 잉크 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 필기구.
제10항에 있어서,
일시적으로 잉크를 저류하는 빗형홈과 잉크 유통로와 공기 통로를 갖는 펜심을 구비한, 필기구.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 조성물을 수용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 필기구용 카트리지 잉크.