JP2000248216A

JP2000248216A - 高隠蔽性水性インキ組成物

Info

Publication number: JP2000248216A
Application number: JP4933199A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Furumatsu; 克彦古松; Masahiro Uchino; 昌洋内野; Masayuki Matsushima; 昌幸松島
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】油性インキ筆跡に対する耐ブリード性に優れ
ている高隠蔽性水性インキ組成物を提供する。【解決手段】酸化チタン２０〜８５重量％と、溶剤２
０〜７０重量％と、カチオン性結合材２〜２０重量％
と、ポリエチレンオキサイド０．１〜２０重量％とを少
なくとも含むもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インキ収容管に直
接インキを充填する型のボールペンに用いる経時安定性
と筆記性が良好な高隠蔽性水性インキ組成物であって、
更に、油性インキの筆跡上に筆記して、これを隠蔽した
とき、油性インキの筆跡に対する耐ブリード性が良好な
高隠蔽性水性インキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のボールペンとしては、油性インキ
を使用したものと、水性インキを使用したものが知られ
ている。油性ボールペンは、ペン先を取り付けたインキ
収容管に、数１０００ｍＰａ・ｓの高粘度油性インキを
直接充填したものである。このようなボールペンはイン
キ収容管にインキを充填しているので、インキの残量を
確認しやすいという長所を有するが、筆記面におけるイ
ンキの浸透が悪いのでボテが多いという短所を有してい
る。水性ボールペンは、中綿と呼ばれるインキ吸蔵部
に、数ｍＰａ・ｓのインキを含浸させたものである。こ
のようなボールペンは筆記面におけるインキの浸透が良
いので、ボテが少ないという長所を有するが、中綿を使
用するのでインキの残量を確認することができないとい
う短所を有している。更に、ペン先を取り付けたインキ
収容管に、粘度を上げた水性インキを直接充填して、上
記油性ボールペンが有する長所と水性ボールペンが有す
る長所との両方を兼ね備えた水性ボールペンも知られて
いる。このような水性ボールペンに使用するインキは高
粘度水性インキと呼ばれている。この高粘度水性インキ
は、ペン先を下向きにした場合、インキがペン先から自
然に漏れ出す事を防止する為に粘度を３０００〜５００
００ｍＰａ・ｓにすると共に、良好な筆記性を得る為に
増粘材を使用している。また近年、高粘度水性インキに
隠蔽性を付与し、暗色紙への筆記性を向上させたインキ
も知られるようになった。このような隠蔽性を付与した
高粘度水性インキは、修正液として使用することもでき
る。

【０００３】修正液とは、紙やフィルム等の上に記され
た筆跡や複写跡などの上に塗布することによって、この
筆跡などを被覆隠蔽するものである。更に、修正液は、
その塗布膜が乾燥して形成する乾燥塗膜上に筆記するこ
とにより誤記などを修正することにも使用される。

【０００４】隠蔽性を付与した高粘度水性インキは酸化
チタンと、結合剤と、溶剤と、増粘材とを主成分として
いる。酸化チタンは、隠蔽性を付与する為に使用する。
結合材は、酸化チタンを紙やフィルム上に固定して塗膜
となす為のもので、スチレン−アクリル酸共重合体のア
ルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩など膜形成能
の高い樹脂を使用する。溶剤は、上記酸化チタンの分
散、結合材の溶解・分散の為に使用され、水及び水溶性
有機溶剤を使用する。増粘材は、粘度の調整、筆記性の
調整の為に使用されキサンタンガム等の増粘効果の高い
アニオン性水溶性樹脂を使用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インキ収容管に直接イ
ンキを充填する型のボールペンに用いる経時安定性と筆
記性が良好な高隠蔽性水性インキ組成物であって、油性
インキの筆跡上に筆記して、これを隠蔽したとき、油性
インキの筆跡に対する耐ブリード性を向上させることで
ある。本発明で記載している耐ブリード性とは、ブリー
ドの発生を抑制する特性である。ブリードとは高隠蔽性
水性インキ組成物を修正液として使用した場合に発生す
る現象で、隠蔽すべき筆跡の上に高隠蔽性水性インキ組
成物を塗布した時、この高隠蔽性水性インキ組成物によ
って筆跡が溶解して、塗布膜に隠蔽した筆跡が溶け出す
ことである。ブリードは隠蔽すべき筆跡が溶解する現象
だから、隠蔽すべき筆跡が油性インキ筆跡であれば筆跡
が溶解しにくくなる。しかし油性インキによる筆跡の耐
水性は、使用する染料により差があり、高隠蔽性水性イ
ンキ組成物で油性インキ筆跡を隠蔽した場合のブリード
は、油性インキ筆跡の耐水性が低くなるに従って大きく
なる。ところが、高隠蔽性水性インキ組成物を使用する
者にとって、修正しようとする筆跡の耐水性は全く判断
できない。よって高隠蔽性水性インキ組成物には、耐水
性が低い油性インキによる筆跡を隠蔽した場合でも充分
な隠蔽性が得られるよう油性インキ筆跡に対する耐ブリ
ード性を向上する必要がある。

【０００６】また、インキ収容管に直接インキを充填す
る型のボールペンに用いる為には、増粘材を使用するこ
とによって、高隠蔽性水性インキ組成物の粘度を３００
０〜５００００ｍＰａ・ｓまで上げ、さらに良好な筆記
性を得る必要がある。従来のインキ収容管に直接インキ
を充填する型のボールペンに用いるインキは、前述の通
り、結合材としてスチレン−アクリル酸共重合体のアル
カリ金属塩などを、増粘材としてキサンタンガム等の増
粘効果の高いアニオン性水溶性樹脂を使用している。耐
ブリード性を向上させる為には、結合材などをカチオン
性にすることが最も有効な手段と考えられる。しかしカ
チオン性結合材を使用すると、キサンタンガムのような
アニオン性水溶性樹脂は凝集、分離してしまう。よって
増粘材としては、カチオン性または非イオン性であり、
かつ経時安定性、筆記性が良好となるをものを選定しな
くてはならない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化チタン
と、結合材と、溶剤と、増粘材とを少なくとも含む高隠
蔽性水性インキ組成物において、前記結合材がカチオン
性結合材であり、増粘材がポリエチレンオキサイドであ
ることを特徴とする高隠蔽性水性インキ組成物を要旨と
する。

【０００８】以下、本発明の組成について説明する。酸
化チタンは、高隠蔽性水性インキ組成物の隠蔽性と乾燥
塗膜強度を得るために使用する。修正液として必要な隠
蔽性と乾燥塗膜強度を得る為には、その配合量を高隠蔽
性水性インキ組成物全量に対して１５重量％以上８０重
量％以下に調整することが好ましい。１５重量％未満で
あると修正液として隠蔽性が小さく、８０重量％を越え
ると修正液として乾燥塗膜強度が弱い為、乾燥塗膜上に
筆記することが困難になる。酸化チタンの市販品として
は、タイトーンＳＲ−１、同Ｒ−６５０、同Ｒ−６２
Ｎ、同Ｒ−３Ｌ、同Ａ−１１０、同Ａ−１００、同ＣＲ
−５８（以上、堺化学工業（株）製）、クロノスＫＲ−
３１０、同ＫＲ−３８０、同ＫＲ−４８０、同ＫＡ−１
０、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、
（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−８００、同ＪＲ−６０
２（以上、テイカ（株）製）などが挙げられる。またこ
れらの酸化チタンは単独もしくは２種以上併用して使用
可能である。

【０００９】カチオン性結合材は、油性インキ筆跡に対
する耐ブリード性向上の為に用いるものであって、カチ
オン性水溶性樹脂、カチオン性エマルジョンを使用す
る。カチオン性水溶性樹脂、カチオン性エマルジョンと
は、溶液中でプラスに帯電している樹脂である。カチオ
ン性結合材の具体例としては、ポリアリルアミンとして
ＰＡＡ−１５、ＰＡＡ−１５Ｂ、ＰＡＡ−１５Ｃ（以
上、日東紡績（株）製）が、ポリアリルアミン塩酸塩と
してＰＡＡ−ＨＣｌ−３Ｌ、ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｌ、
ＰＡＡ−ＨＣｌ−３Ｓ、ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｓ（以
上、日東紡績(株)製）が、モノアリルアミンとジアリル
アミンとの１：１共重合体としてＰＡＡ−Ｄ１１−ＨＣ
ｌ（日東紡績(株)製）が、ポリエチレンイミンとしてＬ
ｕｐａｓｏｌＨＦ、同Ｐ、同ＰＳ、同ＳＫ、同ＳＮ（以
上、ビーエーエスエフ（株）製）が、ポリアミンとして
パルセットＪＫ−１５７、同ＪＫ−１７３、同ＪＫ−１
８１（以上、明成化学工業（株）製）が、ウレタン系エ
マルジョンとしてパスコールＪＫ−８３０、ＪＫ−８５
０、ＪＫ−８７０（以上、明成化学工業（株）製）が挙
げられる。結合材の使用量は、高隠蔽性水性インキ組成
物全量に対して２重量％以上２０重量％以下が好まし
い。結合材の使用量は、樹脂溶液またはエマルジョンの
場合、結合材の固形分で表すものである。結合材は単独
もしくは２種以上併用して使用可能である。

【００１０】溶剤は、水及び必要に応じて水溶性有機溶
剤が用いられる。水溶性有機溶剤として具体的には、メ
チルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアル
コール等のアルコール系有機溶剤が挙げられる。これら
の水溶性溶剤は単独もしくは２種以上併用して使用可能
である。溶剤の使用量は、高隠蔽性水性インキ組成物全
量に対して２０重量％以上７０重量％以下が好ましい。

【００１１】増粘材はポリエチレンオキサイドを用い
る。ポリエチレンオキサイドはエチレンオキサイドを開
環重合して製造される非イオン系水溶性熱可塑性樹脂で
ある。市販品にはアルコックスＲ−１５０（分子量１０
万〜１７万）、同Ｒ−４００（分子量１８万〜２５
万）、同Ｒ−１０００（分子量２５万〜３０万）、同Ｅ
−３０（分子量３０万〜５０万）、同Ｅ−４５（分子量
６０万〜８０万）、同Ｅ−６０（分子量１００万〜１２
０万）、同Ｅ−７５（分子量２００万〜２５０万）、同
Ｅ−１００（分子量２５０万〜３００万）、同Ｅ−１３
０（分子量３００万〜３５０万）、同Ｅ−１６０（分子
量３６０万〜４００万）、同Ｅ−２４０（分子量４００
万〜５００万）（以上、明成化学工業（株）製）、ＰＥ
Ｏ−１（分子量１５万〜４０万）、ＰＥＯ−３（分子量
６０万〜１１０万）、ＰＥＯ−８（分子量１７０万〜２
２０万）、ＰＥＯ−１５（分子量３３０万〜３８０
万）、ＰＥＯ−１８（分子量４３０万〜４８０万）（以
上、住友精化（株）製）が挙げられる。上記ポリエチレ
ンオキサイドは、単独もしくは２種以上併用して使用可
能である。増粘材の使用量は、高隠蔽性水性インキ組成
物全量に対して０．１重量％以上２０重量％以下が好ま
しい。

【００１２】本発明に係る高隠蔽性水性インキ組成物
は、上記の各成分をボールミル、アトライター、サンド
グラインダー等の攪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。

【００１３】尚、上記した成分の他に、必要に応じて、
種々の添加剤を併用することも可能である。例えば、固
体酸の添加は、油性インキ筆跡に対する耐ブリード性を
更に向上する。これは油性インキ中の染料と固体酸が接
触すると、染料−固体酸間で電子の供与、受容が行わ
れ、染料が水に不溶な凝集物となるからである。固体酸
の具体例には、酸性白土としてミズカエース＃２０、同
＃２００、同＃３００、同＃４００（以上、水澤化学工
業（株）製）が、活性白土としてＳＡ−１０、ＳＡ−
１、Ｒ−１５、Ｒ−５、ニッカナイトＧ−３６、同Ｇ−
１５３（以上、日本活性白土（株）製）が、ガレオンア
ースＶ₂Ｒ、同Ｖ₂、同Ｖ₁、同ＮＶ、同ＮＳ、同ＧＳ
Ｆ、同ＮＦ−２（以上、水澤化学工業（株）製）が、ケ
イ酸アルミニウムとしてキョーワード７００（協和化学
工業（株）製）などが挙げられる。その他の固体酸には
硫酸カルシウムなどが挙げられる。これらの固体酸は単
独もしくは２種以上併用して使用可能であるこれら固体
酸を使用する場合、その使用量は高隠蔽性水性インキ組
成物全量に対して１〜４０重量％が好ましい。

【００１４】更に、炭酸カルシウムなどの体質顔料、筆
記面と色調を合わせる為に着色顔料などを併用すること
ができる。その他、分散安定の為に分散剤を適宜使用す
ることもできる。この場合、高隠蔽性水性インキ組成物
が凝集、分離することを防ぐため非イオン性、またはカ
チオン性の分散剤を使用する。市販されている分散剤と
してコータミン６０Ｗ（花王（株）製、カチオン性）、
Ｈｅｘａｇｌｙｎ１−Ｌ（日光ケミカル（株）製、非イ
オン性）が挙げられる。

【００１５】

【作用】本発明に係る高隠蔽性水性インキ組成物の、油
性インキに対する耐ブリード性が良好である理由は以下
の作用によると推察される。油性インキ筆跡の上にカチ
オン性結合材を使用した高隠蔽性水性インキ組成物を塗
布すると、カチオン性結合材と染料が接触する。すると
染料−カチオン性結合材間で電子の供与、受容が行わ
れ、染料は水に不溶な凝集物となる。このようにカチオ
ン性結合材によって染料を不溶化させることによって耐
ブリード性は向上する。また、なぜ増粘材としてポリエ
チレンオキサイドを使用すると、カチオン性結合材を用
いたインキの経時安定性、筆記性が良好であるかは定か
ではないが、ポリエチレンオキサイドを使用した高隠蔽
性水性インキ組成物は糸曳き性があり、このためペン先
から途切れることなく高隠蔽性水性インキ組成物を吐出
することができるものと思われる。以上により、本発明
の高隠蔽性水性インキ組成物は、油性インキに対する耐
ブリード性と経時安定性及び筆記性とを向上することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例として修正液を用いて
例示するが、本発明は、実施例に限定されるものではな
い。実施例１クロノスＫＲ−３８０（チタン工業(株)製、二酸化チタン）３０重量部ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｓ（日東紡績（株）製、ポリアリルアミン）５重量部水３４重量部エタノール５重量部アルコックスＲ−４００（明成化学工業(株)製、ポリエチレンオキサイド）の３０重量％水溶液１８重量部ＳＡ−１０（日本活性白土（株）製、活性白土）１０重量部コータミン６０Ｗ（花王(株)製、分散剤）１重量部上記成分中、ポリエチレンオキサイド水溶液以外の成分
をボールミルにて２４時間分散する。この分散液にポリ
エチレンオキサイド水溶液を加え、攪拌溶解して高隠蔽
性水性インキ組成物を得た。

【００１７】実施例２チタニックスＪＲ−３００（テイカ（株）製、二酸化チタン）４８重量部ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｌ（日東紡績(株)製、ポリアリルアミン塩酸塩）１０重量部水３８重量部ＰＥＯ−１（住友精化(株)製、ポリエチレンオキサイド）の３０重量％水溶液１２重量部ミズカエース＃２００（水澤化学工業(株)製、酸性白土）５重量部コータミン６０Ｗ（前述）１重量部上記成分を実施例１と同様になして、高隠蔽性水性イン
キ組成物を得た。

【００１８】実施例３チタニックスＪＲ−８００（テイカ(株)製、二酸化チタン）５２重量部ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｌ（日東紡績(株)製、ポリアリルアミン塩酸塩）４重量部水４４重量部アルコックスＷ−１０００（明成化学工業（株）製、ポリエチレンオキサイド）の３０重量％水溶液１０重量部コータミン６０Ｗ（前述）１重量部上記成分を実施例１と同様になして、高隠蔽性水性イン
キ組成物を得た。

【００１９】実施例４タイピュアＲ−９００（デュポン・ジャパン・リミテッド社製、酸化チタン）４５重量部パスコールＪＫ８５０（明成化学工業（株）製、ウレタン系エマルジョン（不揮発分３０重量％水溶液））３３重量部アルコックスＥ−３０（明成化学工業（株）製、ポリエチレンオキサイド）の３０重量％水溶液２０重量部ミズカエース＃２００（水澤化学工業(株)製、酸性白土）１０重量部コータミン６０Ｗ（前述）１重量部上記成分を実施例１と同様になして、高隠蔽性水性イン
キ組成物を得た。

【００２０】実施例５タイトーンＲ６２Ｎ（堺化学(株)製、酸化チタン）５５重量部パスコールＪＫ８７０（明成化学工業（株）製、ウレタン系エマルジョン（不揮発分３０重量％水溶液））３０重量部水１４重量部アルコックスＷ−４００（明成化学工業（株）製、ポリエチレンオキサイド）の３０重量％水溶液１８重量部コータミン６０Ｗ（前述）１重量部上記成分を実施例２と同様になして、高隠蔽性水性イン
キ組成物を得た。

【００２１】比較例１実施例１における、アルコックスＷ−４００の３０重量
％水溶液を、ケルザンＡＲ（三晶（株）製、キサンタン
ガム、アニオン性増粘剤）の６重量％水溶液１０重量部
に代え、水を３０重量部にした以外は実施例１と同様に
なして修正液を得た。

【００２２】比較例２実施例２における、ＰＥＯ−１の３０重量％水溶液を、
サクリスＮ１（三洋化成工業（株）製、アクリル系樹
脂、ノニオン性増粘材）の３０重量％水溶液にした以外
は実施例２と同様になして高隠蔽性水性インキ組成物を
得た。

【００２３】比較例３実施例２における、ＰＡＡ−ＨＣｌ−１０Ｌをジョンク
リル６１Ｊ（ジョンソンポリマー（株）製、スチレン−
アクリル系樹脂、アニオン性結合材、不揮発分３１％水
溶液）１３重量部に代え、水を３５重量部にした以外は
実施例１と同様になして高隠蔽性水性インキ組成物を得
た。

【００２４】以上、実施例１〜５、比較例１〜３で得ら
れた修正液について、耐ブリード性、経時安定性、筆記
性の試験を行った。耐ブリード性は油性インキ筆跡を、
本発明の高隠蔽性水性インキ組成物で隠蔽し、２４時間
後の隠蔽率で表した。また経時安定性は１カ月放置後
の、上澄みの高さで表した。但し、比較例２は、高隠蔽
性水性インキ組成物を得た時点で、すでに修正液が凝集
した為、試験を行っていない。結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】＊１耐ブリード性：油性ボールペン（ぺん
てる(株)製、ＢＫ７０）を使用し、上質紙上に１ｍｍ幅
で１６本、直線を筆記する。次に上記各高隠蔽性水性イ
ンキ組成物を、隙間０．１５２ｍｍのアプリケーター
で、油性ボールペン筆跡に直角に交わるように塗布す
る。２４時間放置後、４５°、０°拡散反射率を測定し
て、隠蔽率を算出し耐ブリード性とした。数値が高いほ
ど、耐ブリード性は良好である。

【００２７】＊２経時安定性：上記高隠蔽性水性インキ
組成物をバイアル瓶（Ｓ−５：日電理化硝子（株）製）
に高さ５０ｍｍ（約１０ｃｃ）入れ５０℃１カ月放置
し、高隠蔽性水性インキ組成物に発生した上澄みの高さ
を測定した。

【００２８】＊３筆記性：黒色の画用紙に手書き筆記
し、筆跡を目視観察した。 ○：滑らかに、カスレることなく良好に筆記できる。 ×：筆記できるが、カスレが発生する。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の高
隠蔽性水性インキ組成物は十分な隠蔽性を有していると
ともに、油性インキに対する耐ブリード性、経時安定
性、筆記性に優れているので、ボールペン用のインキと
して通常の筆記に使用できることはもちろんであるが、
修正液として実用上優れた品質を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J038 DF022 EA011 HA216 HA376 KA06 4J039 AD23 AE04 AE07 BA13 BA35 BC07 BC08 BE12 BE23 CA06 EA44 EA47 EA48 GA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化チタンと、結合材と、溶剤と、増粘
材とを少なくとも含む高隠蔽性水性インキ組成物におい
て、前記結合材がカチオン性結合材であり、増粘材がポ
リエチレンオキサイドである高隠蔽性水性インキ組成
物。
【請求項２】さらに固体酸を含むことを特徴とする請
求項１に記載の高隠蔽性水性インキ組成物。