JP2000204308A - ポ―ラスラバ―スタンプ用黒色顔料インキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレン製のポーラスラバーを用いたス
タンプに適した黒色顔料系内蔵インキを提供することを
目的とする。 【構成】 黒色顔料を特定の有機分散媒体に分散させる
ことにより、顔料の分散安定性を確保し、ポーラスラバ
ーの微細な連続気孔に浸透、保持され、かつ容易に鮮明
な押印が可能であり、しかもポーラスラバーやスタンプ
構成部材の膨潤やストレスクラッキングを惹起しないス
タンプ内蔵インキを提供することができるようになっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】インク内蔵型のポーラスラバ
ースタンプ用インク。とくに紙や木質等の吸収面に有用
な黒色インクである。

【０００２】

【従来の技術】近年インク内蔵型のポーラスラバースタ
ンプが、実生活の各局面で便利に使用されるようになっ
てきている。このスタンプの主要な作用機構は、連続気
孔を持つゴム状弾性体すなわちポーラスラバーにインク
を含浸させておき、これを対象面に押しつけると連続気
孔の開口部からインクが対象面に移り、スタンプの表面
形状が転写されることである。転写を望まない部分は通
常凹部となっているか、あるいはさらにその開口部が閉
塞加工されていてインクが対象面に付くことを防止して
ある。ポーラスラバーはインク溜めの底部に設置され、
それがさらにポーラスラバーが露出する形でスタンプケ
ースに納められているのである。露出面は不使用時のイ
ンクの乾燥や不慮の接触による汚染を防止するためキャ
ップをはめるようになっている。微細な連続気孔を持つ
ゴム状弾性体の製造技術が確立されて、初めてこの種ス
タンプの実用化の途が開けたのである。しかし、ポーラ
スラバーの材質とインクビヒクルの組合せでラバーの収
縮や膨潤あるいは亀裂の発生が起こるとか、微細な連続
気孔中においてインク顔料の分散安定性が不十分で、開
口部への滑らかなインクの流動が確保できなくなるとい
った問題点があり、種々の改良により進歩は認められる
がいまだに十分には解決されていない状況にある。

【０００３】従来技術の問題点をポーラスラバーの面か
ら述べると、ポリ塩化ビニルは可塑剤を含有するため微
細な表面形状の加工が難しいばかりか、可塑剤とインク
ビヒクルの組合せによって経時的に収縮あるいは膨張が
起こり、場合によっては亀裂が発生してスタンプとして
の機能を失う。ポリウレタンは可塑剤不要であるもの
の、それ自体耐溶剤性が低く上記同様の問題点を抱えて
いる。ポリエチレンは微細な表面形状の加工が可能であ
るし耐溶剤性も高いので材質として好ましいが、いまだ
適当なインク組成は見出されていない。しかもポーラス
ラバースタンプのインク溜めには耐溶剤性その他からポ
リアセタールが、ケースやキャップには成形加工性や価
格等からＡＢＳ樹脂が使用される場合が多いが、これら
素材に対しても悪影響を及ぼさないインク組成でなけれ
ばならないのである。

【０００４】従来技術の問題点をポーラスラバー用イン
クの面から述べると、転写像の耐水性や耐光性等から着
色剤として顔料の使用が望ましいことは明らかである。
インク中の顔料の粒子径が大きいとポーラスラバーの微
細な連続気孔中において目詰まりを起こす、保存中に沈
降する、スタンピング後に紙等の対象面への浸透が遅
く、転写像が乱れ易い等の難点がある。反対に粒子径が
小さいと対象面への浸透や拡散が過度になり、転写像の
裏抜けや滲みあるいは色濃度の不足といった難点が出て
くる。しかもこれら難点は、ポーラスラバー材質、ビヒ
クルや分散剤の種類と配合量によりその程度が異なるの
である。

【０００５】従来技術における問題点をポーラスラバー
用顔料インクのビヒクルの面から述べると、水性媒体が
環境負荷の観点から望ましいが、本発明者らの検討によ
れば水性媒体ではポーラスラバーの微細な連続気孔中へ
のインクの浸透が悪く、仮に各種の界面活性剤を多量に
配合しても満足な改善は達成できず不適当である。各種
有機溶剤が顔料インク用ビヒクルとして知られている
が、微細な連続気孔中へのインクの浸透性良くしかも顔
料の安定な微細分散を分散剤とともに確保し、かつスタ
ンピング後に紙等の対象面への浸透速度が適当で、良好
な転写の可能なビヒクルは見当たらない。

【０００６】従来技術における問題点をポーラスラバー
用顔料インクの顔料分散の面から述べると、通常各種の
分散剤が溶剤系顔料インク用に提案されているが、微細
な連続気孔中へのインクの浸透性が適当でしかも顔料の
安定な微細分散を確保し、かつスタンピング後に紙等の
対象面への浸透速度が適当で、良好な転写の可能な分散
剤やその配合量は知られていない。本発明者らの経験に
よると分散剤として高分子化合物が有望であるが、その
種類と配合量は、ビヒクル中の顔料の分散のみでなく、
インクの浸透や流動に多大の影響を及ぼすのでその選択
が極めて重要である。ビヒクルが分散剤の役割を兼ねる
ような場合はインク組成が簡単であり好ましいが、その
例は見当たらない。

【０００７】以上にべたように、公知素材の単なる組合
せでは目的達成は困難である。微細な連続気孔の中で顔
料の微細な分散を確保し、かつ良好な含浸状態とスタン
ピング時の良好な流動性を具備し、スタンピング後には
適当な速度で紙等の吸収面内に浸透し、なおかつスタン
パー素材を犯さないインク組成が望まれているのであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】使用素材として好適な
ポリエチレンのポーラスラバーを用いる、紙や木質等吸
収性の対象面にスタンピングするためのポーラスラバー
スタンプの内蔵インクとして、微細な連続気孔の中で、
顔料の微細な分散を確保し、かつ良好な含浸状態とスタ
ンピング時の良好な流動性を具備し、スタンピング後に
は適当な速度で紙等の吸収面内に浸透し、なおかつスタ
ンパー素材を犯さない、溶剤系黒色顔料インクの開発を
本発明の課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の個
々の要求を総合的に満たす、インクの組成や配合割合の
選択により課題の解決を期するものである。

【００１０】本発明のインクの必須成分のひとつである
着色剤はカーボンブラックである。無機黒色顔料は色の
鮮やかさや、本発明の技術においても分散安定性に劣る
ので好ましくない。カーボンブラックで下記の条件を満
たす場合に、本発明のビヒクルや希釈剤との組合せにお
いて本発明の課題を達成することが可能である。すなわ
ち、ｐＨが６以下のカーボンブラックを用いて調製され
たインク中の顔料粒子の平均粒子径が１μｍ以下で、顔
料粒子の９０wt%以上が粒径 0.03〜1.0μｍの範囲に属
することを要する。なお、カーボンブラックのｐＨは日
本工業規格ＪＩＳ−Ｋ６２２１の６．４．２に定められ
た方法にて測定される値である。市販のカーボンブラッ
クは一次粒子の凝集体であり、インクはこれを粉砕しつ
つビヒクル中に分散させるのである。粉砕と分散を同時
に行うので単に分散ということもある。ｐＨ６以上のカ
ーボンブラックでは平均粒子径が１μｍ以下となるよう
に粉砕・分散することが可能であるが、ビヒクルや分散
剤を工夫しても、静置により平均粒子径が数μｍにまで
凝集して安定化する。ｐＨ６以下のカーボンブラックを
用い、ビヒクルや分散剤を工夫して初めて、例えば平均
粒子径が１μｍ以下の安定な微細分散が実現可能であ
る。ポーラスラバーの連続気孔径は通常２０〜５０μｍ
であるが、連続気孔には局部的な括れや隘路があるので
粗大粒子の存在は目詰まりの原因となり不適当である。
また分散状態の安定性からも上記範囲が適当である。粒
子径が過大でもまた反対に過小でも安定性の確保が難し
いし、過小または過小粒子の分率が高い場合に、分散性
は確保されているように観測されながらも流動性が経時
的に悪化する場合がある。さらに、スタンピング後の転
写像の形成において、粒子径が過大でもまた過小でも先
述のように難点があらわれるので上記範囲が適当であ
る。より好ましい範囲はインク中の顔料粒子の平均粒子
径が０．２〜０．５μｍで、顔料粒子の９５wt%以上が
粒径 ０．１〜１．０μｍの範囲内に属する場合であ
る。インク中顔料のこのような条件を満たすのは、イン
ク調製の工程条件の調整で可能であり、当該業界に携わ
る技術者には、公知の技術範囲に属することである。

【００１１】紙や木質等吸収面をスタンピングの対象面
とする場合、インクビヒクルとして不揮発性で、臭気が
なく、無色で、生体に対して安全であることはもとよ
り、分散剤の使用または不使用下に顔料の微細な分散を
安定に確保する媒体である必要がある。さらに本発明の
目的とする、微細連続気孔中においてインクが細部にま
で浸透保持され、スタンピングに際しては滑らかな流動
性を発揮してスタンプ表面にインクが補給され、しかも
スタンプの構成素材を犯さない媒体でなければならな
い。これらの要件を全てにわたって満たす媒体が必要で
あるが、従来インクビヒクルとして公知の物質、例えば
ヒマシ油やその変性品では当該目的には粘性や粘着性で
不適当であるし、比較的低分子量のポリエチレングリコ
ールのモノアルキルエーテルは分散媒体として優れてい
るもののＡＢＳ樹脂等のスタンパー素材を犯すので不適
当であるし、高分子量のポリアルキレングリコールやそ
の誘導体ではスタンピング時にインクの糸引きが起こり
不適当であり、各種植物油は経時的に酸化されて変性し
顔料の安定分散や粘性等が変化して不適当であり、水は
界面活性剤の配合割合を増して表面張力を有機溶剤並に
低下させてもポーラスラバーの気孔への浸透が不十分で
不適当である。

【００１２】本発明におけるインクビヒクルは、平均分
子量１０００〜６０００の下記一般式で表される化合物
である。 Ｘ［（ＯＡ）ｍＯＨ］ｎ：ただし、Ｘは脂肪族多価アル
コールの活性ＯＨ基を除いた基でありＡは炭素数２〜４
のアルキレン、ｍは平均重合度を表す１以上の値、ｎは
２〜８の整数である。

【００１３】本発明におけるインクビヒクルを具体的に
例示すると、平均分子量が上記の範囲にあるポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレング
リコールやプロピレングリコールのプロピレンオキサイ
ド付加物、グリセリンやトリメチロールプロパンのプロ
ピレンオキサイド付加物、グリセリンのエチレンオキサ
イド−プロピレンオキサイド付加物、エリスリトールの
エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共付加物、
アラビトール、アドニトール、あるいはソルビトールの
エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物
等である。なおビヒクルの使用に際してその分子量を前
記所望の値にまで高めるために、シラノール基、エポキ
シ基、無水カルボン酸基、カーボジイミド基等を複数個
有するカップリング剤を少量用いてビヒクルの改質を行
うことも可能である。例えば、γ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエ
チル）γ−アミノプロピルメチレジメトキシシラン、Ｎ
−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン等による改質が可能である。分子量を高めること
で顔料の分散がより容易になる傾向がある。

【００１４】本発明におけるインクビヒクルは、先述の
顔料や後述の希釈剤との組合せのうえで、ビヒクルの化
学構造と平均分子量の選択により顔料の微細な分散性と
スタンプラバーへのインクの浸透保持を可能にし、イン
ク成分の揮発による変質や流動性不良を回避しつつスタ
ンピング後の吸収面への浸透速度を適当なレベルに保て
鮮明なスタンピングが速く行うことを実現し、しかもス
タンプ素材を犯さないのである。しかもインクの粘度の
温度依存性が小さく、使用や保存時の温度変化に伴うイ
ンクの流動性の変化や自然溢流などのトラブルが最小限
度に抑えられていることは予想外の結果であった。な
お、インクの望ましい諸特性はビヒクルの平均分子量の
みならずポーラススタンプラバーの気孔径、顔料の粒径
や配合量、希釈剤の種類や配合量等に応じて定まるもの
であるから、ビヒクルの平均分子量は上記範囲内で所望
のインクがえられる適当な値に設定すればよい。上記範
囲を逸脱しても、他の配合剤の種類や配合量を変えるこ
とでインク特性をある程度好ましい状態に修復可能であ
るが、低分子量では顔料の微細な分散性の難点、高分子
量ではより低粘度の希釈剤の増量を必要とし、希釈剤に
よる難点が現れるので不適当である。したがって平均分
子量のより好ましい範囲は他の配合剤の種類や配合量に
もよるが、概して１２００〜４０００である。

【００１５】通常、顔料インクにおいては、顔料のビヒ
クル中での分散安定性を確保するため、分散剤を使用す
ることが多い。溶剤系顔料インク用分散剤として数多く
の樹脂が提案されているけれども、本発明のビヒクルは
ｐＨが６以下のカーボンブラックに対して分散剤として
の作用も併せ持つことが判明した。すなわち、本発明の
ビヒクルを用いてｐＨが６以下のカーボンブラックを分
散させると、カーボンブラックは微細な粒子に粉砕され
しかも分散状態が安定に保たれるのである。従って、従
来公知の分散剤のいずれかを併用することを排除するも
のではないが、本発明においては、とくに何らかの分散
剤を併用する必要はないのである。しかしながら、本発
明のビヒクルは比較的分子量が高いので、所望の粒度の
カーボンブラックを分散させたインクは、粘度が高くポ
ーラスラバースタンプ用インクとしてそのままで使用す
るには難点がある。これを矯正してポーラスラバースタ
ンプ用に適したインクとするには以下に述べる希釈剤の
併用が必要である。

【００１６】本発明における希釈剤は、ｐＨが６以下の
カーボンブラックが上述のビヒクル中に分散した分散液
と相溶性があり、分散液に添加してカーボンブラックの
分散状態を悪化させずに、分散液の粘度を低下させる物
質であり、低揮発性で長期の使用においてもインクの顔
料濃度や粘度を実質的に変化させない物質である。この
様な物質は多数存在するが、主として分散状態の観察実
験で該当物質たるか否かを判定できるので、当該分野の
技術者は希釈剤を容易に見出すことができる。例えば、
水は分散状態を極度に悪化させるし、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン等は
使用時に揮発して徐々にインクの粘度が上昇し、やがて
ポーラスラバー内でのインクの流動が不十分になる。本
発明において使用可能な希釈剤を例示すれば以下のよう
になる。ビヒクルと同種の化合物で平均分子量が８００
以下とくに５００以下の化合物。平均分子量６００以下
のポリアルキレングリコールまたはそのモノアルキルエ
ーテル。炭素数１０〜２３の高級脂肪族アルコールやそ
の混合物。単品または混合物としての高級脂肪酸やその
エステル。流動パラフィン等である。低分子量ポリアル
キレングリコールのモノアルキルエーテルはビヒクルの
主成分として使用すると、スタンプ素材を犯すことがあ
るので不適当であるが、希釈剤として少量成分としての
使用は許容される。例えば、ポリプロピレングリコール
で平均分子２４０の（アクトコールＰ−２４０、武田薬
品工業）粘度が低く好適である。

【００１７】本発明のインク組成における配合比は、ポ
ーラスラバースタンプ用内蔵インクの特性を発揮するた
め、必須成分での配合比でインク１００重量部あたり、
黒色顔料５〜１５重量部、黒色顔料に対するビヒクルが
２〜８重量倍および残部が希釈溶剤である範囲から選ば
れる。しかも顔料粒子が粒径３μｍ以下で分散した状態
で、粘度が１００〜１５００ｃｐｓである配合組成が好
適である。顔料の量はスタンピング転写像の色の濃さと
インクの流動性を主体に選ばれ、顔料により異なるが、
通常の場合３〜８重量部でよい。顔料の過小は転写像が
薄いし、過大は浸透性や流動性の悪化、転写像の不鮮明
等の難点になる。ビヒクルの配合割合が少ないと分散の
安定性が確保し難く、多すぎるとインクの粘度が高く、
これを希釈剤の増加で補おうとしても分散の安定性が犠
牲になるとかスタンプ素材を犯す等の難点が現れる。と
くに好ましいのは黒色顔料に対するビヒクルが３〜５重
量倍の範囲である。以上の範囲で、ポーラスラバーの連
続気孔の気孔径に最適の配合組成を選定すれば良く、そ
うして本発明の目的を達成することができる。

【００１８】本発明のインクの必須組成配合に対して、
実用上の見地から防腐剤やジエタノールアミン等のｐＨ
調節剤等、当該分野で常套の少量添加物の追加使用が可
能である。

【００１９】本発明のインクは必須成分である顔料、樹
脂系分散剤、ビヒクル、あるいはさらに少量添加物の所
定量を秤取し、顔料を磨砕しつつ分散させる装置で分散
させて製造する。その具体的方法や使用する装置は、当
業界ですでに公知の方法や装置の組合せが適用可能であ
り、とくにあらためて述べるまでもない。

【００２０】本発明のインクは、上述のポーラスラバー
スタンプ用として有用であるばかりでなく、各種の印鑑
やスタンプ用のスタンプ台にも利用可能である。ただし
ゴム製の印鑑やスタンプに対しては、ゴムを膨潤させる
ので長期の使用には適さないので注意が必要である。

【００２１】以下、本発明について実施例を挙げて説明
する。実施例中での部は重量部である。インクの調製に
は、主として三本ロールミルを用いた。インク中の顔料
粒子径はレーザードップラ効果の周波数解析を行う動的
光散乱法で測定した。インクの粘度はＢ型粘度計を用い
剪断速度３０回転において、２０℃で測定した。スタン
ピング試験は、断らない限り連続気孔の平均直径が３８
μｍのポリエチレン製ポーラスラバーで、スタンプ面に
３．０〜４０ポイントの文字や、通常使用される各種線
幅のバーコードが突出し、その他の部分は熱融着処理で
開口部がなく凹部となっており、インク溜めはポリオキ
シメチレン製、スタンプケースとキャップはＡＢＳ樹脂
製のスタンプにインクを充填し、紙やベニヤ板の上にス
タンピングして、インクの転写具合や転写像の定着速度
などを観察した。なお、インクの分散安定性をみるた
め、インクを充填したスタンプを５０℃の空気浴中に３
０日間保存したのち常温に戻し、上記スタンピング試験
を行ったスタンピング安定性試験と、インクを充填した
別のスタンプを５０℃の空気浴中に１２時間置きついで
−１０℃の空気浴中に１２時間置くことを５回繰り返し
たのち、上記スタンピング試験を行った熱サイクル安定
性試験と、インクを保管用ガラス瓶に入れたまま５０℃
の空気浴中に３０日間保存したのち常温に戻し、新しい
スタンプに充填して上記スタンピング試験を行ったイン
ク安定性試験の３種の試験を実施した。

【００２２】（実施例１）黒色顔料としてｐＨが３のカ
ーボンブラック（デグサ社：スペシャルブラック４）の
１０部、ビヒクルとして平均分子量２２００の物質名ポ
リプロピレングリコール（武田薬品工業：アクトコール
ＭＦ−２４）の３９．５部、希釈剤としてポリオキシ
アルキレンエーテル（旭電化：アデカカーポール Ｍ−
３０）の５０部、およびｐＨ調節剤としてジエタノール
アミンの０．５部を顔料分散機にて処理し、顔料を均一
に分散することができた。分散した顔料の平均粒子径は
０．１μｍ、粘度は６００ｃｐｓであった。このインク
をスタンプのインク溜めに充填したところ、インクは短
時間に浸透し鮮明なスタンピングが可能であった。連続
してスタンピングしてもインクは良く追随し、飛散や糸
引きはなく、対象物へビヒクルの浸透が速いので、転写
像は短時間内に定着した。スタンピング安定性試験およ
びインク安定性試験においても鮮明なスタンピングが可
能であった。

【００２３】（比較例１）顔料のｐＨ値の違いの影響を
明らかにするために実施例１のカーボンブラックをｐＨ
９．５のもの（デグサ社、Ｐｒｉｎｔｅｘ７５）に変更
し実施例１の方法を繰り返してインクを調製した。顔料
の分散は良好であるが、平均粒子径５μｍでインクの粘
度は２５００ｃｐｓであった。インクをスタンプのイン
ク溜めに充填したところ、インクは２４時間経過後もイ
ンクが出てこなかった。

【００２４】（実施例２）黒色顔料としてｐＨが４．５
のカーボンブラック（デグサ社：カラーブラックＳ１６
０）の１０部、ビヒクルとして平均分子量４０００のポ
リプロピレングリコール（武田薬品工業：アクトコール
ＭＦ−１２）の３９．５部、希釈剤としてポリオキシ
アルキレンエーテル（旭電化：アデカカーポール Ｍ−
３０）の５０部、およびカップリング剤としてγ−グリ
シドキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業、
ＫＢＥ−４０３）０．５部を顔料分散機にて処理し、顔
料を均一に分散することができた。分散した顔料の平均
粒子径は ０．１μｍ、粘度は８００ｃｐｓであった。
このインクをスタンプのインク溜めに充填したところ、
インクは短時間に浸透し鮮明なスタンピングが可能であ
った。連続してスタンピングしてもインクは良く追随
し、飛散や糸引きはなく、対象物へビヒクルの浸透が速
いので、転写像は短時間内に定着した。スタンピング安
定性試験およびインク安定性試験においても鮮明なスタ
ンピングが可能であった。

【００２５】（比較例２）ビヒクルの分子種の影響を明
らかにする比較例として、実施例１におけるビヒクルを
分子量４００に変更し、実施例１の方法を繰り返してイ
ンクを調製した。顔料の分散が不良であり、インクをス
タンプのインク溜めにに充填したところ、インクは２４
時間経過後もインクが出てこなかった。

【００２６】

【発明の効果】本発明のインクは、紙や木質等吸収性の
対象面にスタンピングするためのポーラスラバースタン
プの内蔵インクとして、微細な連続気孔の中で顔料の微
細な分散を確保し、かつ良好な含浸状態とスタンピング
時の良好な流動性を具備し、スタンピング後には適当な
速度で紙等の吸収面内に浸透し、なおかつスタンパー素
材を犯さず、とくに使用素材として好適なポリエチレン
のポーラスラバーを用いる場合に有効な溶剤系顔料イン
クである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒色顔料、ビヒクル、および粘度調節の
   ための希釈溶剤を必須成分とする顔料インクにおいて、
   黒色顔料としてｐＨが６以下のカーボンブラックを、ビ
   ヒクルとして平均分子量１０００〜６０００の下記一般
   式で表される化合物を用いることを特徴とする顔料イン
   ク。 Ｘ［（ＯＡ）ｍＯＨ］ｎ：ただし、Ｘは脂肪族多価アル
   コールの活性ＯＨ基を除いた基でありＡは炭素数２〜４
   のアルキレン、ｍは平均重合度を表す１以上の値、ｎは
   ２〜８の整数である。
2. 【請求項２】 インク１００重量部あたりの必須成分の
   配合比が、黒色顔料５〜１５重量部、黒色顔料に対する
   ビヒクルが２〜８重量倍および残部が希釈溶剤であり、
   かつ顔料粒子が粒径３μｍ以下で分散し、粘度が１００
   〜１５００ｃｐｓである請求項１の顔料インク。