JPH08143807A - 水性インキ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 酸化チタン３０〜７０重量％と、水溶性樹脂
・水分散型樹脂といったバインダー樹脂３〜１５重量％
と、微生物産生多糖類・水溶性植物性多糖類・水溶性海
藻型多糖類・水溶性合成高分子物質といつた粘度調節剤
と、デキストラン及び／又はその誘導体といった高分子
沈降防止剤０．５〜１５重量％と、水とを含み、インキ
粘度が３０００〜５００００センチポイズである水性イ
ンキ組成物。 【効果】 経時的な沈降分離がなく、柔軟で強度の高い
筆跡を得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色材又は隠蔽材とし
て酸化チタンを用いる水性インキであって、使用前に撹
拌が不要でかつボールペン構造で良好な吐出性を得られ
る水性インキであり、暗色の用紙に鮮やかな筆跡を筆記
したり、水性ペン、油性ペンの筆跡や、タイプライター
等の印字や、乾式複写機による複写像などを隠蔽修正で
きる水性インキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、酸化チタンを用いた水性インキは
多数出願されている。例えば、特開平４−２５８６７７
号公報には、酸化チタンと、樹脂エマルジョン等の結合
材と、水とより少なくともなり、粘度が数１０〜数１０
０センチポイズであって、修正液やマーキングペンに使
用できるインキが開示されている。また、特開平４−２
７９６８２号公報には、酸化チタンと、酢酸ビニル系ポ
リマーとよりなり、ペースト状になしたインキが開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−２５８６７
７号公報に開示されたインキの場合、酸化チタンの比重
が大きいため、短期間で酸化チタンが沈降してしまう。
よってこのようなインキは、使用前に撹拌して沈降した
酸化チタンを再分散してから使用しなければならないと
いう不便さがあった。また、特開平４−２７９６８２号
公報に開示されたインキの場合、酸化チタンの沈降は抑
制できるが、通常のボールペンやマーキングペンなどと
いった筆記具の構造ではインキが吐出せず、筆記するた
めには先端ノズルを有する構造などの特殊な吐出機構が
必要であるという問題が有った。更に、暗色の用紙に鮮
やかな筆跡を筆記したり、水性ペン、油性ペンの筆跡
や、タイプライター等の印字や、乾式複写機による複写
像などを隠蔽修正できる筆跡を得るためには、インキ中
に多量の酸化チタンを配合しなければならないが、この
場合、筆跡中の酸化チタン粒子分が多いため筆跡が脆く
なりやすく、筆跡を擦ったり、筆跡の上から別の筆記具
で筆記したりすると、筆跡が割れたり剥がれたりしてし
まうという問題がある。筆跡に柔軟性を付与するにはエ
チレングリコール、グリセリンなどグリコール系溶剤を
バインダー樹脂の可塑剤として多量（例えば、２０重量
％以上）添加することが知られているが、本水性インキ
組成物のように多量の酸化チタンを配合したものの場
合、多量の溶剤を配合することができず、筆跡が脆いこ
とによる問題を解決することは困難だった。

【０００４】本発明は、沈降分離を起こさず使用前に撹
拌が不要であり、強度が高く柔軟な筆跡を作りかつ通常
のボールペン構造で筆記が可能な酸化チタンを含有する
水性インキ組成物を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化チタンと
バインダー樹脂と粘度調節剤と高分子沈降防止剤と水と
より少なくともなる水性インキ組成物において、インキ
粘度が３０００〜５００００センチポイズでありかつ前
記高分子沈降防止剤がデキストランであることを特徴と
する水性インキ組成物を要旨とするものである。

【０００６】以下、詳細に説明する 酸化チタンは、着色材又は隠蔽材として使用するもので
あって、ルチル型、アナターゼ型などの各種の酸化チタ
ンが使用できる。市販のものとしては、タイトーンＳＲ
−１、同Ｒ−６５０、同Ｒ−３Ｌ、同Ａ−１１０、同Ａ
−１５０、同Ｒ−５Ｎ、同Ｒ−７Ｅ（以上、堺化学工業
（株）製）、タイペークＲ−５８０、同Ｒ−５５０、同
Ｒ−７８０、同Ｒ−７８０−２、同Ｒ−９３０、同Ａ−
１００、同Ａ−２２０、同ＣＲ−５８（以上、石原産業
（株）製）、クロノスＫＲ−３１０、同ＫＲ−３８０、
同ＫＲ−４８０、同ＫＡ−１０、同ＫＡ−２０、同ＫＡ
−３０（以上、チタン工業（株）製）、タイピュアＲ−
９００、同Ｒ−９３１、同Ｒ−９６０、同Ｒ−９６０Ｖ
ＨＧ、（以上、デュポン・ジャパン・リミテッド社
製）、チタニックスＪＲ−３００、同ＪＲ−６００Ａ、
同ＪＲ−６０３、同ＪＲ−７０１、同ＪＲ−８００、同
ＪＲ−８０１、同ＪＲ−８０５（以上、テイカ（株）
製）などが挙げられる。その使用量は水性インキ組成物
全量に対して３０〜７０重量％が好ましい。

【０００７】バインダー樹脂は、筆跡の皮膜作成や顔料
分散などのために使用するもので水溶性アクリル樹脂、
水溶性スチレン−アクリル酸樹脂、水溶性スチレン−マ
レイン酸樹脂などの水溶性樹脂や、アクリル系エマルジ
ョン、酢酸ビニル系エマルジョン、ウレタン系エマルジ
ョンなどの水分散型樹脂が挙げられる。その使用量は水
性インキ組成物全量に対して３〜１５重量％が好まし
い。

【０００８】粘度調節剤はインキ粘度を調節するために
使用するものであり、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロース等の水溶性セルロース誘導体、
プルラン、ザンサンガム、ウエランガム、ラムザンガ
ム、サクシノグルカン等の微生物産生多糖類またはその
誘導体、トラガントガム、グァーガム、ローカストビー
ンガム、タラガム、カラヤガム、アラビノガラクタンガ
ム、ガティガム、クインスシードガム、サイリュームシ
ードガム、アラビアゴム、ペクチン、デンプン等の水溶
性植物性多糖類又はその誘導体、カラギーナン、アルギ
ン酸塩などの水溶性海藻型多糖類またはその誘導体、ポ
リビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアク
リルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロ
リドン等の水溶性合成高分子物質など公知の粘度調節剤
を１種または２種以上混合して用いることができ、その
使用量は水性インキ組成物全量に対して０．１〜１０重
量％が好ましい。

【０００９】この水性インキ組成物は、その粘度が３０
００〜５００００センチポイズ（Ｅ型粘度計、ＳＴロー
ター、１ｒｐｍ、２５℃）であることが必要である。イ
ンキの粘度が３０００センチポイズより低い場合、酸化
チタンの沈降分離は起こらないものの底部に粒子径の大
きい酸化チタンが薄くケーキングをおこし、筆記時にボ
テやカスレの原因になり、５００００センチポイズより
高い場合、インキはペースト状であり通常のボールペン
構造などでの筆記が不可能になるからである。

【００１０】高分子沈降防止剤は酸化チタンのまわりに
保護コロイドを作って酸化チタンの沈降を防止するとと
もに柔軟な皮膜を作るために使用するものであり、デキ
ストラン及び／又はその誘導体を使用する。なお、酸化
チタン以外の顔料を併用した場合、デキスラン及び／又
はその誘導体は顔料のまわりにも保護コロイドを作って
顔料の沈降を防止する。デキストランは主にレウコノス
トック（Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃ）属のバクテリアが生
産するＤ−グルコースからなるホモ多糖類であるが、そ
の他の菌からも得られ、一般的にはＤ−グルコースがα
−１，６結合した多糖類であり、この他にα−１，４結
合、α−１，３結合を有することもある。デキストラン
誘導体としては、ジアルキルデキストラン、デキストラ
ン硫酸ナトリウム、デキストランベンジルエーテルなど
が挙げられる。なお、デキストランは、その極限粘度が
０．１５〜０．９０のものが好ましく、その使用量はイ
ンキ全量に対して０．５〜１５重量％が好ましい。これ
は、極限粘度０．１５未満のデキストランはカーボンブ
ラックなどの比重の小さい顔料では充分な保護コロイド
性を発揮するが、酸化チタンのような比重の大きい顔料
では保護コロイド性が十分でない場合があり、０．９０
を超える場合には保護コロイド層が厚くなりすぎて酸化
チタン同士が絡み合い、凝集しやすくなる傾向があるた
めである。

【００１１】デキストランの極限粘度は以下のように測
定する。デキストランの０．２〜０．５ｇを精密に量
り、水に加えて溶かし、正確に１００ｍｌとし、試料溶
液とする。試料溶液及び水につき、２５±０．０２℃で
ウベローデ型粘度計で流下時間を測定して式１によって
極限粘度を計算する。ウベローデ型粘度計は、流下時間
が２００〜１０００秒になるようなものを選ぶ。

【００１２】

【式１】

【００１３】水は主溶剤である。

【００１４】尚、上記した成分の他に、従来知られてい
る着色顔料や体質顔料を併用したり、顔料の分散安定性
のために各種界面活性剤を用いたり、その他保湿剤、フ
ロー向上剤、レベリング剤、防腐剤、防錆剤などといっ
た各種添加剤を適宜添加することができる。

【００１５】本発明の水性インキ組成物は、上記成分を
ボールミル、アトライター、サンドグラインダー等の撹
拌分散機を使用して分散混合することによって得られ
る。

【００１６】

【作用】本発明の水性インキ組成物は、デキストラン及
び／又はその誘導体が酸化チタンのまわりに保護コロイ
ドを作り経時的な沈降を防止するものと考えられる。ま
た、デキストランは透明で非常に柔軟性に富んだ強い皮
膜を作るためバインダー樹脂とデキストランとで構成さ
れた筆跡の皮膜はバインダー樹脂だけの筆跡より強度と
柔軟性が高く、再筆記や折り曲げによる筆跡の亀裂、剥
がれ等の問題がない良好な筆跡が得られる。

【００１７】

【実施例】

実施例１ タイピュアＲ−９３１（酸化チタン） ３５．０重量部 ジョンクリルＪ−６１Ｊ（バインダー樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、 ジョンソンポリマー（株）製、） １６．１重量部 フジケミＨＥＣ ＳＧ−２５Ｆ（粘度調節剤、ヒドロキシプロピルセルロース 、フジケミカル（株）製）の１０重量％水溶液 ２０．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．１６） １２．０重量部 水 １６．８重量部 サーフィノールＰＣ（消泡剤、日信化学工業（株）製） ０．１重量部 上記成分中、フジケミＨＥＣ ＳＧ−２５Ｆの１０重量
％水溶液以外の成分を混合しボールミルにて２４時間分
散した後、フジケミＨＥＣ ＳＧ−２５Ｆの１０重量％
水溶液を加え混合撹拌を行い水性インキ組成物を得た。

【００１８】実施例２ チタニックスＪＲ−８００（酸化チタン） ４４．２重量部 ジョンクリルＪ−５０１（バインダー樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、 ジョンソンポリマー（株）製） １９．７重量部 レオザン（粘度調節剤、サクシノグルカン、三晶（株）製）の１重量％水溶液 １０．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．２１） ５．０重量部 水 ２１．０重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、レオザンの１重量％水溶液以外の成分を混
合しボールミルにて２４時間分散した後、レオザンの１
重量％水溶液を加え混合撹拌を行い水性インキ組成物を
得た。

【００１９】実施例３ チタニックスＪＲ−８０１（酸化チタン） ４３．８重量部 ジョンクリルＪ−６２（バインダー樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、ジ ョンソンポリマー（株）製） １４．９重量部 ジャガーＨＰ−６０（粘度調整剤、グァーガム誘導体、三晶（株）製）の２重 量％水溶液 １０．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．２１） １．０重量部 水 ３０．２重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、ジャガーＨＰ−６０の２重量％水溶液以外
の成分を混合しボールミルにて２４時間分散した後、ジ
ャガーＨＰ−６０の２重量％水溶液を加え混合撹拌を行
い水性インキ組成物を得た。

【００２０】実施例４ チタニックスＪＲ−７０１（酸化チタン） ４１．０重量部 ジョンクリルＪ−６１Ｊ（前述） ２５．８重量部 ＣＭＣダイセル１３５０（粘度調節剤、カルボキシメチルセルロース塩、ダイ セル化学工業（株）製）の２５重量％水溶液 ２０．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．５５） １２．０重量部 水 １．１重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、ＣＭＣダイセル１３５０の２５重量％水溶
液以外の成分を混合しボールミルにて２４時間分散した
後、ＣＭＣダイセル１３５０の２５重量％水溶液を加え
混合撹拌を行い水性インキ組成物を得た。

【００２１】実施例５ チタニックスＪＲ−８００（前述） ４４．２重量部 ジョンクリルＪ−５０１（前述） １９．７重量部 アルコックスＲ−１０００（粘度調整剤、ポリエチレンオキサイド、明成化学 工業（株）製）の２０重量％水溶液 １５．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．５５） ３．０重量部 イオン交換水 １８．０重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、アルコックスＲ−１０００の２０重量％水
溶液以外の成分を混合しボールミルにて２４時間分散し
た後、アルコックスＲ−１０００の２０重量％水溶液を
加え混合撹拌を行い水性インキ組成物を得た。

【００２２】実施例６ タイピュアＲ−９３１（前述） ４３．８重量部 ジョンクリルＪ−５１１（バインダー樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体エ マルジョン、ジョンソンポリマー（株）製） １３．８重量部 フジケミＨＥＣ ＳＹ−２５Ｆ（粘度調整剤、ヒドロキシエチルセルロース、 フジケミカル（株）製）の２重量％水溶液 １０．０重量部 デキストラン（極限粘度；０．５５） ２．０重量部 水 ３０．３重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、フジケミＨＥＣ ＳＹ−２５Ｆの２重量％
水溶液以外の成分を混合しボールミルにて２４時間分散
した後、フジケミＨＥＣ ＳＹ−２５Ｆの２重量％水溶
液を加え混合撹拌を行い水性インキ組成物を得た。

【００２３】実施例７ チタニックスＪＲ−８０１（前述） ４３．８重量部 ジュリマーＡＣ−２０Ｌ（バインダー樹脂、ポリアクリル酸共重合体、日本純 薬（株）製）の水酸化ナトリウム中和物 １３．８重量部 ジャガーＨＰ−６０（前述）の２重量％水溶液 １０．０重量部 デキストラン硫酸ナトリウム（極限粘度；０．１８） １０．０重量部 水 ２２．３重量部 サーフィノールＰＣ（前述） ０．１重量部 上記成分中、ジャガーＨＰ−６０の２重量％水溶液以外
の成分を混合しボールミルにて２４時間分散した後、ジ
ャガーＨＰ−６０の２重量％水溶液を加え混合撹拌を行
い水性インキ組成物を得た。

【００２４】比較例１ 実施例１において、フジケミＨＥＣ ＳＧ−２５Ｆの１
０重量％水溶液を５重量部、水を３１．８重量部となし
た他は実施例１と同様になし水性インキ組成物を得た。

【００２５】比較例２ 実施例２において、デキストランを添加せず、水を２
６．０重量部となした他は実施例２と同様になし水性イ
ンキ組成物を得た。

【００２６】比較例３ 実施例５において、デキストランを添加せず、水を２
１．０重量部となした他は実施例５と同様になし水性イ
ンキ組成物を得た。

【００２７】比較例４ 実施例６において、フジケミＨＥＣ ＳＹ−２５Ｆの２
重量％水溶液を２０重量部、水を２０．３重量部となし
た他は実施例６と同様になし水性インキ組成物を得た。

【００２８】上記実施例１〜６及び比較例１〜４で得た
水性インキ組成物を、直径０．８ｍｍの超硬ボールを用
いたステンレス製ボールペンチップを取り付けた内径
３．０ｍｍのポリプロピレン製の中空筒体よりなる透明
なインキ収容管に充填し、水性インキ組成物の上部に液
状ポリブテンをグリース状としたインキ逆流防止体を充
填した後、インキ中の気泡を遠心脱気してボールペン用
中芯を作成した。このボールペン用中芯を用いて下記試
験を行った。試験結果を表１、表２に示す。

【００２９】沈降分離試験 前記ボールペン用中芯を温度５０℃、湿度３０％の恒温
恒湿槽にペン先を下向きにして２カ月放置した後、イン
キ中芯を目視観察して酸化チタンの分離の有無を評価し
た。 評価 ○：沈降分離がみられなかった △：沈降分離が１ｍｍ未満であった ×：沈降分離が１ｍｍ以上みられた

【００３０】インキ吐出性 前記ボールペン用中芯を筆記速度７ｃｍ／ｓｅｃ、筆記
角度７０°、荷重１００ｇで１００ｍ筆記したときのイ
ンキ吐出量を測定した。 評価 ◎：０．７ｇ以上 ○：０．５〜０．７ｇ △：０．３〜０．５ｇ ×：０〜０．３ｇ

【００３１】再筆記試験 上記実施例１〜６及び比較例１〜３で得られた水性イン
キ組成物をＪＩＳ Ｐ３２０１に規定されている筆記用
紙Ａに３ミルのアプリケーターで塗布し乾燥した後、こ
の塗膜上に油性ボールペン（ぺんてる製ＢＫ１００）で
筆記し、塗膜の割れ、剥離の状態を目視で観察した。 評価 ◎：割れ、剥離ともになし ○：割れはあるが剥離なし △：割れ、剥離ともにあるが下地は見えない ×：剥離が下地まで達して、塗膜上から筆記することが
できない

【００３２】屈曲性試験 上記実施例１〜６及び比較例１〜３で得られた水性イン
キ組成物をＪＩＳ Ｐ３２０１に規定された筆記用紙Ａ
に３ミルのアプリケーターで塗布し乾燥した後、用紙を
折り曲げ、折り曲げ部の塗膜の割れ、剥離状態を目視で
観察した。 評価 ◎：割れ、剥離ともになし ○：割れはあるが剥離なし △：折り曲げ部のみ剥離 ×：折り曲げ部から剥離が周囲に広がる

【００３３】粘度測定 上記実施例１〜６及び比較例１〜３で得られた水性イン
キ組成物を、Ｅ型粘度計にてｓｔローターを使用し、２
５℃、１ｒｐｍにて粘度を測定した。単位；センチポイ
ズ

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よる水性インキ組成物は、使用前の撹拌が不要でかつ簡
単な構造の筆記具で使用でき、再筆記や折り曲げにも強
い筆跡が得られる実用上極めて優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化チタンとバインダー樹脂と粘度調節
   剤と高分子沈降防止剤と水とより少なくともなる水性イ
   ンキ組成物において、インキ粘度が３０００〜５０００
   ０センチポイズでありかつ前記高分子沈降防止剤がデキ
   ストランであることを特徴とする水性インキ組成物。