(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物との混合物をインキ組成物全量に対して、１〜３０重量％と、顔料、分散剤および水を含有し、かつ、上記ペンタエリスリトールの含有量が０．５〜１０重量％であると共に、上記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物の含有量が０．５〜２０重量％であることを特徴とする水性顔料インキ組成物。
【請求項２】
前記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物が、ジグリセリンにエチレンオキサイドを５〜５０モル付加したジグリセリンのエチレンオキサイド付加物またはジグリセリンにプロピレンオキサイドを５〜４０モル付加したジグリセリンのプロピレンオキサイド付加物である請求項１記載の水性顔料インキ組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、筆記具用、スタンプ用、記録計用、プリンター用、印刷用などとして利用可能な耐乾燥性に優れた水性インキ組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの水性顔料インキを使用した筆記具は、キャップを筆記具本体から外して、ペン先を大気中に長期間露出すると、インキが乾燥し、その固形物がインキ流路を詰まらせ、筆記不可能となる場合があった。
このため、従来より耐乾燥性に優れた水性顔料インキを得るために、蒸発防止剤としてグリコール、グリセリンなどの水溶性有機溶剤や尿素などを添加してなる水性顔料インキが知られている。
【０００３】
しかしながら、この場合、かなり多量にインキ中に添加しなければ満足できる性能向上は認められないため、インキの粘度上昇による流出困難や描線のかすれが発生しやすい点に課題がある。
また、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤を使用した場合にはインキの表面張力が低下し、描線が滲みやすくなり、はっきりとした描線が得られない欠点がある。さらに、尿素を添加した場合にはインキを高温に保存したときに尿素の分解が起こり、その安定性に課題がある。
【０００４】
一方、特開平５−２７１６０１号公報には、ペンタエリスリトールを添加した水性インキ組成物が開示されており、耐乾燥性に優れた水性インキ組成物として提示されているが、その効果は満足すべきものではない。
【０００５】
また、本願出願人の先行技術である特開平５−１８６７３０号公報には、ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物を添加した水性ボールペン用顔料インキ組成物が開示されているが、グリコールなどの水溶性有機溶剤を併用しており、さらに、耐乾燥性に対する効果度合いがはっきり明示されていない点等でその目的及び構成が異なるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように前記した従来の技術では、充分な耐乾燥性が得られなかったり、インキ性能が低下または変化しやすい点に課題がある。
そこで、本発明は、このようなインキ性能の低下または変化を抑え、耐乾燥性に優れた水性顔料インキ組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、水性顔料インキ組成物にペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物を併用配合した場合、耐乾燥性が良好でペン体に充填して筆記したときの描線のにじみ、かすれ等の欠点のないことを見出し、本発明を完成したものである。
【０００８】
すなわち、本発明の水性顔料インキ組成物は、少なくとも、ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物との混合物をインキ組成物全量に対して、１〜３０重量％と、顔料、分散剤および水を含有し、かつ、上記ペンタエリスリトールの含有量が０．５〜１０重量％であると共に、上記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物の含有量が０．５〜２０重量％であることを特徴とする水性顔料インキ組成物。
前記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物は、ジグリセリンにエチレンオキサイドを５〜５０モル付加したジグリセリンのエチレンオキサイド付加物またはジグリセリンにプロピレンオキサイドを５〜４０モル付加したジグリセリンのプロピレンオキサイド付加物であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について以下に詳しく説明する。
本発明で用いるペンタエリスリトール〔Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）4〕およびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物は、耐乾燥剤として用いるものであり、水性顔料インキ組成中に配合してもインキ性能の低下等を招くことなどがなく、その併用での合計使用量は１重量％〜３０重量％、好ましくは３重量％〜２０重量％である。
合計使用量が１重量％未満の場合には、その耐乾燥剤としての効果が低く、３０重量％を越える場合には、水性顔料インキとしての粘度が高くなりすぎたり、インキの保存安定性に問題が出てくる。
【００１０】
また、各々の使用量は、ペンタエリスリトールは０．５〜１０重量％、ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物は０．５〜２０重量％が好ましい。
前記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、ジグリセリンにエチレンオキサイドを５〜５０モル付加したジグリセリンのエチレンオキサイド付加物またはジグリセリンにプロピレンオキサイドを５〜４０モル付加したジグリセリンのプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
【００１１】
本発明のインキ組成物に用いられる顔料の種類は、特に制限はなく、従来、水性顔料インキ組成物に慣用されている無機系及び有機系顔料の中から任意のものを使用することができる。
無機系顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、金属粉などが挙げられ、また、有機系顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶姓アゾ系顔料、キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、染料レーキ、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、ジオキサジン系顔料などが挙げられる。
【００１２】
具体的には、フタロシアニンブルー(C.I.74160)、フタロシアニングリーン(C.I.74260)、ハンザイエロー３Ｇ(C.I.12335)、ジスアゾエローＧＲ(C.I.21100)、パーマネントレッド４Ｒ(C.I.12335)、ブリリアントカーミン６Ｂ(C.I.15850)、キナクリドンレッド(C.I.46500)などが挙げられるものであり、これらの顔料はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、その配合量は、全組成物の重量に基づき、通常２〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％の範囲で選ばれる。
【００１３】
本発明の組成物における分散剤とは、顔料粒子表面に吸着して、水中に顔料を分散するために用いるものであり、ノニオン系、アニオン系界面活性剤や水溶性高分子が用いられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、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、糖の高級脂肪酸エステルなどが挙げられる。また、アニオン系界面活性剤としては、例えば、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などが挙げられる。
水溶性高分子としては、例えば、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩、ポリアクリル酸、アクリル酸共重合体、マレイン酸樹脂などが挙げられる。
分散剤の配合量は、組成物中に０．１〜２０重量％である。
【００１４】
本発明の組成物に用いる水は特に限定しないが、４０〜９０重量％が望ましい。
なお、以上の主要な成分の他に、防腐・防錆剤として、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウムなど、ｐＨ調整剤として、アミノメチルプロパノール、トリエタノールアミンなどを配合することができる。
さらに、ボールペン先端のチップなどの金属部保護のために従来より用いられている防蝕剤、潤滑剤などが制限なく使用できる。
【００１５】
本発明の水性顔料インキ組成物の製造方法は、例えば、以下の方法で実施される。
上記成分を公知の分散機、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル、フローミル、ダイノーミル、アトライタ等で混合粉砕を行なう。これらの撹拌混合または混合粉砕して得られた中間物を、必要に応じて濾過、遠心沈降等の方法で粗大粒子やゴミを除去することで容易に目的の水性顔料インキ組成物得られる。
【００１６】
本発明の水性顔料インキ組成物は、耐乾燥性を著しく向上させることとなる。その詳細な作用機構は明らかではないが、以下のように推察される。
ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物は共に複数の水酸基を有しており、それぞれ単独でも、水分子との水素結合によりある程度の水性インキからの水の蒸発抑制効果が得られるが、両物質を併用することによって、初めて両物質同士の水素結合により、相乗的に（相乗的作用により）気液界面のマスキング等がより助長され、ペン先での水性インキからの水の蒸発、乾燥を飛躍的に抑制するものと推察される。
【００１７】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【００１８】
以下の実施例１〜３、比較例１〜３のインキは、各成分を撹拌機にて３時間撹拌・混合したのち、ダイノーミルにて６時間分散し、更に、粗大粒子を遠心分離機により除去することにより得た。
【００１９】
（実施例１）
下記の配合で黒色水性顔料インキを調製した。
カーボンブラック  MA-100  （三菱化成(株)製）          １５．０重量％
スチレンアクリル樹脂                                  １０．０重量％
アミノメチルプロパノール                                ０．１重量％
安息香酸ナトリウム                                      ０．１重量％
ペンタエリスリトール                                    ３．０重量％
ジグリセリンのエチレンオキサイド20モル付加物            ５．０重量％
精製水                                                ６６．８重量％
【００２０】
（実施例２）
下記の配合で青色水性顔料インキを調製した。
フタロシアニンブルー                                  １０．０重量％
（大日精化(株)製Chromofine Blue 4965）
スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩                    ５．０重量％
トリエタノールアミン                                    ０．１重量％
デヒドロ酢酸ナトリウム                                  ０．２重量％
ペンタエリスリトール                                    ２．０重量％
ジグリセリンのエチレンオキサイド13モル付加物            ７．０重量％
精製水                                                ７５．７重量％
【００２１】
（実施例３）
下記の配合で赤色水性顔料インキを調製した。
赤色顔料（Fuji.SP.Red.5111  富士色素(株)製）          １３．０重量％
スチレンアクリル樹脂                                  １２．０重量％
アミノメチルプロパノール                                ０．１重量％
安息香酸ナトリウム                                      ０．２重量％
ペンタエリスリトール                                    ３．０重量％
ジグリセリンのプロピレンオキサイド20モル付加物          ５．０重量％
精製水                                                ６６．７重量％
【００２２】
（比較例１）
ジグリセリンのエチレンオキサイド２０モル付加物を使用せず、精製水を７１．８重量％にした以外は、実施例１と同様にして調製し、黒色水性顔料インキを得た。
【００２３】
（比較例２）
ペンタエリスリトールを使用せず、精製水を７７．７重量％にした以外は、実施例２と同様にして調製し、青色水性顔料インキを得た。
【００２４】
（比較例３）
ジグリセリンのプロピレンオキサイド２０モル付加物を使用せず、精製水を７１．７重量％にした以外は、実施例３と同様にして調製し、赤色水性顔料インキを得た。
【００２５】
上記実施例１〜３、比較例１〜３で得られたインキを細書用水性ペン（三菱ＰＩＮ−１０３：三菱鉛筆（株）製）に充填し、キャップを外して、温度…２５℃、湿度…６５％の環境下に放置し、手書きにて筆記し、かすれて描けなくなるまでの時間を測定した。その結果を下記表１に示す。
【００２６】
【表１】
0003877345.tif 000002
【００２７】
（表１の考察）
総論的にみると、本発明の実施例１〜３となる水性顔料インキ組成物は、比較例１〜３に較べ、筆記具のペン先における耐乾燥性に優れ、良好な筆記品質を有するものであることが判明した。
個別的にみると、実施例１はペンタエリスリトールとジグリセリンのエチレンオキサイド20モル付加物、実施例２はペンタエリスリトールとジグリセリンのエチレンオキサイド13モル付加物、実施例３はペンタエリスリトールとジグリセリンのプロピレンオキサイド20モル付加物であり、これらの併用された水性顔料インキ組成物では、比較例１〜３に較べ、２０倍以上耐乾燥性に優れていることが判る。
これに対し、比較例１及び３はペンタエリスリトール単独の水性顔料インキ組成物であり、比較例２はペンタエリスリトールを使用せず、ジグリセリンのエチレンオキサイド13モル付加物単独の水性顔料インキ組成物であり、これら単独、すなわち、ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物が併用されない水性顔料インキ組成物では、耐乾燥性が著しく劣ることが判る。
従って、ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物を併用してなる水性顔料インキ組成物とすることにより、初めてペン先での水性インキからの水の蒸発、乾燥を飛躍的に抑制することにより耐乾燥性を著しく向上させることが判明した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも、ペンタエリスリトールおよびポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物との混合物をインキ組成物全量に対して、１〜３０重量％と、顔料、分散剤および水を含有し、かつ、上記ペンタエリスリトールの含有量が０．５〜１０重量％であると共に、上記ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物の含有量が０．５〜２０重量％とすることによって、初めてペン先での水性インキからの水の蒸発、乾燥を飛躍的に抑制することにより耐乾燥性を著しく向上させると共に、良好な筆記品質を有する水性顔料インキ組成物が提供される。