JP3052193B2 - カラーインキ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーインキ組成物
に関し、特にカラー印刷、ホログラフ用インキとして有
用であり、更に高性能カラー磁気印刷用インキとしても
適用可能であり、かつ印刷物の偽造防止効果を高めるこ
とが可能なカラーインキ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体を種々の用途に使用するために、そ
の粉体を別の物質で被覆する技術が知られている。種々
の技術分野における進歩に伴い、特異な性質を備えた粉
体、特に金属粉体或いは金属化合物粉体を求める要望が
増しており、粉体、特に金属粉体又は金属化合物粉体だ
けが備える性質の外に別の性質を合わせ持ち、複合した
機能を有する粉体、が求められている。例えば、カラー
磁性トナーの原料磁性粉体では、従来の黒い磁性トナー
では問題とならなかった磁性金属粉体の色がそのままで
は使用できないことになる。従来知られている粉体の保
護のためとか、粉体が合成樹脂などとの混合を容易にす
るためなどで表面を改質するために、粉体の表面に薄い
金属酸化物の膜を形成する手段によったものでは、この
ような分野の新しい要求に耐えられるものではない。こ
の点から、従来の粉体にはない新しい構成の粉体を提供
することが必要である。

【０００３】本発明者らは先に、金属粒子又は金属化合
物粒子だけが備える性質のほかに別の性質を合わせ持
ち、複合した機能を有する粉体を提供するために、金属
又は金属化合物粉体核粒子の表面に、均一な０．０１〜
２０μｍの厚みの、前記粉体核粒子を構成する金属とは
異種の金属を成分とする金属酸化物膜を有する粉体を発
明した（特開平６−２２８６０４号公報）。また、本発
明者らは前記の粉体をさらに改良し、金属酸化物膜単独
ではなく、金属酸化物膜と金属膜とを交互に複数層有す
るようにした粉体も発明した（特開平７−９０３１０号
公報）。これらの粉体を製造するには、粉体核粒子の上
に均一な厚さの金属酸化物膜を複数層設けることが必要
であって、そのためには金属塩水溶液から金属酸化物又
はその前駆体である金属化合物を沈殿させることが難し
いので、本発明者らは、金属アルコキシド溶液中に前記
の粉体核粒子を分散し、該金属アルコキシドを加水分解
することにより、前記粉体核粒子上に金属酸化物膜を生
成させる方法を開発し、この方法によって薄くてかつ均
一な厚さの金属酸化物膜を形成することができるように
なり、特に多層の金属酸化物膜を形成することが可能に
なった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の粉体をインキに適用する場合には着色が必要である
が、メカノケミカル法では顔料自体が粉砕されるため、
顔料粒子径が小さくなり色が薄くなるため染料などで着
色することが必要となる。これは磁性インキの場合にも
同様であり、磁性体の色が鮮やかではなく、これ色を消
すために非常に多くの着色顔料や白色展色剤を加えるた
め、磁性が弱まる。また、近年需要が伸びているギフト
券やコンサートチケットなどのカラー印刷やカラー磁気
印刷の場合には、着色の優美さに加えて、目視や磁気読
み取りのほかに偽造防止のための特殊な機能が求められ
ている。

【０００５】本発明の目的は、これらの問題点を解決
し、染料や顔料を加えずとも、青、緑、黄色などの単色
の美麗で安定な色調のカラーインキとして用いることが
でき、しかも読み取り機と組み合せることで、目視や磁
気読み取り以外の新たな方式によって印刷物の偽造防止
性能を更に高めることができる機能をも有するカラーイ
ンキ組成物を提供することにある。本発明のもう１つの
目的は、これらの優れた機能を有すると共に、カラー磁
気印刷においても優れた磁気性能を発揮することができ
るカラーインキ組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を進めた結果、粉体表面に屈折率の異なる多層の薄膜を
形成し多層膜の反射光干渉波形を調整することにより、
染料や顔料を用いずとも青、緑、黄色などの美麗で安定
な色調のインキとなり、しかも同時に非可視光による印
刷物の識別で偽造防止が可能となることを見い出し、本
発明を完成するに至った。また、上記粉体として強誘電
体や導電体など様々な性質を有する粉体を活用すること
ができ、磁性体の場合にも単独で使用して磁性を損なわ
ずに鮮やかな着色が得られることを見い出した。

【０００７】すなわち、本発明は、（１）粉体核粒子を
多層膜で被覆してその干渉色により着色しかつ可視光域
以外にも特異的な干渉反射ピークを発現する粉体がイン
キ用分散媒中に分散されていることを特徴とするの第１
の手段のカラーインキ組成物、（２）粉体核粒子が磁性
粒子であることを特徴とする前記（１）記載のカラーイ
ンキ組成物、である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において用いる粉体核粒子
は特に限定されるものではなく、磁性、強誘電性、導電
性など様々な性質を有する粉体を用いることができる。
また、分散性を良くする為に特に比重を０．１〜２．８
に制限して選択することもできる。物質の種類として
は、金属、金属化合物、有機物、無機物など広範な物質
を用いることができる。金属としては、鉄、ニッケル、
クロム、チタン、アルミニウム等、どのような金属でも
よいが、その磁性を利用するものにおいては、鉄等磁性
を帯びるものが好ましい。これらの金属は合金でも良
く、前記の磁性を有するものであるときには、強磁性合
金を使用することが好ましい。また、金属化合物として
は、その代表的なものとして前記した金属の酸化物が挙
げられるが、例えば、鉄、ニッケル、クロム、チタン、
アルミニウム、ケイ素等の外、カルシウム、マグネシウ
ム、バリウム等の酸化物、あるいはこれらの複合酸化物
でも良い。さらに、金属酸化物以外の金属化合物として
は、金属窒化物、金属炭化物等を挙げることができ、具
体的には鉄窒化物等が好ましい。

【０００９】また、有機物としては樹脂粒子が好まし
く、その具体例としては、セルロースパウダー、酢酸セ
ルロースパウダー、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル、メラミン樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル樹
脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エステル、メタアクリル酸
エステル、スチレン、エチレン、プロピレン及びこれら
の誘導体の重合または共重合により得られる球状または
破砕の粒子などが挙げられる。特に好ましい樹脂粒子は
アクリル酸またはメタアクリル酸エステルの重合により
得られる球状のアクリル樹脂粒子である。更に、無機物
としてはシラスバルーン（中空ケイ酸粒子）などの無機
中空粒子、微小炭素中空球（クレカスフェアー）、電融
アルミナバブル、アエロジル、ホワイトカーボン、シリ
カ微小中空球、炭酸カルシウム微小中空球、炭酸カルシ
ウム、パーライト、タルク、ベントナイト、カオリン等
を用いることができる。粉体核粒子の形状としては、球
体、亜球状態、正多面体等の等方体、直方体、回転楕円
体、菱面体、板状体、針状体（円柱、角柱）などの多面
体、さらに粉砕物のような全く不定形な粉体も使用可能
である。

【００１０】本発明においては、上記粉体核粒子を屈折
率が互いに異なる複数の被膜層を用い、各被膜層の屈折
率および層厚を適宜選択して被覆することにより、その
干渉色により着色しかつ可視光域以外にも特異的な干渉
反射ピークを発現する粉体とする。各被膜層を構成する
材料は無機金属化合物、金属または合金、および有機物
のうちから任意に選択することが望ましい。被膜層を構
成する無機金属化合物としては、その代表的なものとし
て金属酸化物が挙げられ、具体例として例えば鉄、ニッ
ケル、クロム、チタン、アルミニウム、ケイ素、カルシ
ウム、マグネシウム、バリウムなどの酸化物、あるいは
これらの複合酸化物が挙げられる。さらに、金属酸化物
以外の金属化合物としてはフッ化マグネシウム、鉄窒化
物などの金属窒化物、金属炭化物などが挙げられる。被
膜層を構成する金属単体としては金属銀、金属コバル
ト、金属ニッケル、金属鉄などが挙げられ、金属合金と
しては鉄・ニッケル合金、鉄・コバルト合金、鉄・ニッ
ケル合金窒化物、鉄・ニッケル・コバルト合金窒化物な
どが挙げられる。

【００１１】被膜層を構成する有機物としては、核を構
成する上記の有機物と同一でも異なってもよく、特に限
定されるものではないが、好ましくは樹脂である。樹脂
の具体例としては、セルロース、酢酸セルロース、ポリ
アミド、エポキシ樹脂、ポリエステル、メラミン樹脂、
ポリウレタン、樹脂ビニル樹脂、ケイ素樹脂、アクリル
酸エステル、メタアクリル酸エステル、スチレン、エチ
レン、プロピレン及びこれらの誘導体の重合体または共
重合体などが挙げられる。このように、被膜層を構成す
る材料として種々の材料を使用することができるが、そ
れらの材料の組合せは各被膜層の屈折率を考慮した上
で、用途に応じて適宜選択することが必要である。本発
明に係わる粉体の粒径は、特に限定されず、目的に応じ
て適宜調整することができるが、通常は０．０１μｍ〜
数ｍｍの範囲である。

【００１２】また、前記複数の被膜層を構成する各単位
被膜層は、特定の同一波長の干渉反射ピークまたは干渉
透過ボトムを有するように各単位被膜層の膜厚を設定し
たものである。さらに好ましくは、各単位被膜層の膜厚
の設定は、下記式（１）： Ｎ×ｄ＝ｍ×λ／４ （１） 〔但し、Ｎは複素屈折率、ｄは基本膜厚、ｍは整数（自
然数）、λは前記干渉反射ピークまたは干渉透過ボトム
の波長を表し、Ｎは下記式（２）： Ｎ＝ｎ＋ｉκ （２） （ｎは各単位被膜層の屈折率、ｉは複素数、κは減衰係
数を表す）〕を満たす基本膜厚とし、屈折率の減衰係数
κによる位相ずれ、膜界面での位相ずれ、屈折率の分散
および粒子形状に依存するピークシフトからなる関数よ
り、各単位被膜層が前記特定の同一波長の干渉反射ピー
クまたは干渉透過ボトムを有するように、該各単位被膜
層の実膜厚を補正したものである。

【００１３】その膜の形成方法としては、その形成する
物質に応じて次のような方法を挙げることができるが、
その外の方法を使用することもできる。 （１）有機物膜（樹脂膜）を形成する場合 ａ．液相中での重合法 核となる粒子を分散させて乳化重合させることにより、
その粒子の上に樹脂膜を形成させる方法などが使用でき
る。 ｂ．気相中での製膜法（ＣＶＤ）（ＰＶＤ） （２）無機金属化合物膜を形成する場合 ａ．液相中での固相析出法 核となる粒子を金属アルコキシド溶液中に分散し、金属
アルコキシドを加水分解することにより、その粒子の上
に金属酸化物膜を形成する方法が好ましく、緻密な金属
酸化物膜を形成することができる。また、金属塩水溶液
の反応により粒子の上に金属酸化物膜等を形成すること
ができる。 ｂ．気相中での製膜法（ＣＶＤ）（ＰＶＤ）

【００１４】（３）金属膜あるいは合金膜を形成する場
合 ａ．液相中での金属塩の還元法 金属塩水溶液中で金属塩を還元して金属を析出させて金
属膜を形成する、いわゆる化学メッキ法が使用される。 ｂ．気相中での製膜法（ＣＶＤ）（ＰＶＤ） 金属の真空蒸着などにより、粒子の表面に金属膜を形成
することができる。

【００１５】次に一例として、高屈折率の金属酸化物と
低屈折率の金属酸化物の交互多層膜を形成する方法につ
いて具体的に説明する。まず、チタンあるいはジルコニ
ウムなどのアルコキシドを溶解したアルコール溶液に粉
体核粒子を分散し、攪拌させながら水とアルコール及び
触媒の混合溶液を滴下し、前記アルコキシドを加水分解
することにより、粉体核粒子表面に高屈折率膜として酸
化チタン膜あるいは酸化ジルコニウム膜を形成する。そ
の後、この粉体を固液分離し、乾燥後、熱処理を施す。
乾燥手段としては、真空加熱乾燥、真空乾燥、自然乾燥
のいずれでもよい。また、雰囲気調整しながら不活性雰
囲気中で噴霧乾燥機などの装置を用いることも可能であ
る。熱処理は、酸化しない皮膜組成物は空気中で、酸化
しやすい皮膜組成物は不活性雰囲気中で、１５０〜１１
００℃（粉体核粒子が無機粉体の場合）または１５０〜
５００℃（粉体核粒子が無機粉体以外の場合）で１分〜
３時間熱処理する。続いて、ケイ素アルコキシド、アル
ミニウムアルコキシドなどの、酸化物になったときに低
屈折率となる金属アルコキシドを溶解したアルコール溶
液に、前記の高屈折率膜を形成した粉体を分散し、攪拌
させながら水とアルコール及び触媒の混合溶液を滴下
し、前記アルコキシドを加水分解することにより、粉体
核粒子表面に低屈折率膜として酸化ケイ素あるいは酸化
アルミニウムの膜を形成する。その後、粉体を固体分離
し、真空乾燥後、前記と同様に熱処理を施す。この操作
により、粉体核粒子の表面に２層の、高屈折率の金属酸
化物膜を形成する操作を繰り返すことにより、多層の金
属酸化物膜をその表面上に有する粉体が得られる。

【００１６】以下、図面を参照しながら本発明をさらに
詳しく説明する。図１は、本発明のカラーインキ組成物
に使用される多層膜被覆粉体の概念的構造を示す断面図
であって、粉体核粒子１を核とし、その表面に２層の、
屈折率の異なる被膜層２、３がそれぞれ設けられてい
る。

【００１７】また、粉体核粒子の表面に形成する屈折率
の異なる交互被覆膜の各層の厚さを調整することにより
特別の機能を与えることができる。例えば、粉体核粒子
の表面に、屈折率の異なる交互被覆膜を、次の式（３）
を満たすように、被膜を形成する物質の屈折率ｎと可視
光の波長の４分の１の整数ｍ倍に相当する厚さｄを有す
る交互膜を適当な厚さと枚数設けると、特定の波長λの
光（フレネルの干渉反射を利用したもの）が反射または
吸収される。 ｎｄ＝ｍλ／４ （３） この作用を利用して、粉体核粒子の表面に目標とする可
視光並びに可視光域以外の波長に対し式（３）を満たす
ような膜の厚みと屈折率を有する膜を製膜し、さらにそ
の上に屈折率の異なる膜を被覆することを１度あるいは
それ以上交互に繰り返すことにより可視光域並びに非可
視光域以外に特有の反射あるいは吸収波長幅をする膜が
形成される。このとき製膜する物質の順序は次のように
決める。まず粉体核粒子自体の屈折率が高いときには第
１層目が屈折率の低い膜、逆の関係の場合には第１層目
が屈折率の高い膜とすることが好ましい。

【００１８】膜厚は、膜屈折率と膜厚の積である光学膜
厚の変化を分光光度計などで反射波形として測定、制御
するが、反射波形が最終的に必要な波形になるように各
層の膜厚を設計する。例えば、図２に示すように、多層
膜を構成する各単位被膜の反射波形のピーク位置がずれ
た場合に白色の粉体となるが、図３に示すように各単位
被膜の反射波形のピーク位置を精密に合わせると、染料
や顔料を用いずとも青、緑、黄色などの単色の着色粉体
とすることができ、しかも可視光域以外にも特異的な干
渉反射ピークが現われることとなる。

【００１９】ただし、実際の粉体の場合、粉体の粒径、
形状、膜物質および核粒子物質の相互の界面での位相ず
れ及び屈折率の波長依存性によるピークシフトなどを考
慮して設計する必要がある。例えば、核粒子の形状が平
行平板状である場合には、粒子平面に形成される平行膜
によるフレネル干渉は上記式（３）のｎを次の式（４）
のＮに置き換えた条件で設計する。特に、粉体の形状が
平行平板状である場合でも金属膜が含まれる場合には、
式（４）の金属の屈折率Ｎに減衰係数κが含まれる。な
お、透明酸化物（誘電体）の場合にはκは非常に小さく
無視できる。 Ｎ＝ｎ＋ｉκ（ｉは複素数を表す） （４） この減衰係数κが大きいと、膜物質および核粒子物質の
相互の界面での位相ずれが大きくなり、さらに多層膜の
すべての層に位相ずれによる干渉最適膜厚に影響を及ぼ
す。

【００２０】これにより幾何学的な膜厚だけを合わせて
もピーク位置がずれるため、特に単色に着色する際に色
が淡くなる。これを防ぐためには、すべての膜に対する
位相ずれの影響を加味し、コンピュータシミュレーショ
ンであらかじめ膜厚の組合せが最適になるように設計す
る。さらに、金属表面にある酸化物層のための位相ずれ
や、屈折率の波長依存性によるピークシフトがある。こ
れらを補正するためには、分光光度計などで、反射ピー
クや吸収ボトムが最終目的膜数で目標波長になるよう最
適の条件を見出すことが必要である。

【００２１】球状粉体などの曲面に形成された膜の干渉
は平板と同様に起こり、基本的にはフレネルの干渉原理
に従う。したがって、着色方法も図３のように単色に設
計することができる。ただし曲面の場合には、粉体に入
射し反射された光が複雑に干渉を起こす。これらの干渉
波形は膜数が少ない場合には平板とほぼ同じである。し
かし、総数が増えると多層膜内部での干渉がより複雑に
なる。多層膜の場合もフレネル干渉に基づいて、反射分
光曲線をコンピュータシミュレーションであらかじめ膜
厚の組合せが最適になるよう設計することができる。特
に粉体核粒子表面への被膜形成の場合、粉体核粒子表面
とすべての膜に対する位相ずれの影響を加味し、コンピ
ュータシミュレーションであらかじめ膜厚の組合せが最
適になるよう設計する。さらに、粉体核粒子表面にある
皮膜層のためのピークシフトや屈折率の波長依存性によ
るピークシフトも加味する。実際のサンプル製造では設
計した分光曲線を参考にし、実際の膜においてこれらを
補正するために、分光光度計などで反射ピークや吸収ボ
トムが最終目的膜数で目標波長になるよう膜厚を変えな
がら最適の条件を見出さねばならない。不定形状の粉末
に着色する場合も多層膜による干渉が起こり、球状粉体
の干渉多層膜の条件を参考にし基本的な膜設計を行う。
上記の多層膜を構成する各単位被膜のピーク位置は各層
の膜厚により調整することができ、膜厚は溶液組成およ
び反応時間および原料の添加回数による調整することが
でき所望の色に着色することができる。以上のように、
反射ピークや吸収ボトムが最終目的膜数で目標波長にな
るよう膜形成溶液などの製膜条件を変えながら最適の条
件を見出すことにより、単色の粉体を得ることができ
る。また、多層膜を構成する物質の組合せおよび各単位
被膜の膜厚を制御することにより多層膜干渉による発色
を調整することができる。これにより、染料や顔料を用
いなくても粉体を所望の色に鮮やかに着色することがで
きる。

【００２２】次にかくして得られる本発明に係る粉体を
用いて本発明のカラーインキ組成物を調製する方法につ
いて説明する。本発明において用いるインキ用分散媒と
しては、カラー印刷用あるいはカラー磁気印刷に用いら
れる従来公知のワニスを用いることができ、例えば液状
ポリマー、有機溶媒に溶解したポリマーやモノマーなど
を粉体の種類やインキの適用方法、用途に応じて適宜に
選択して使用することができる。

【００２３】液状ポリマーとしては、ポリペンタジエ
ン、ポリブタジエン等のジエン類、ポリエチレングリコ
ール類、ポリアミド類、ポリプロピレン類、ワックス類
あるいはこれらの共重合体編成体等を挙げることができ
る。有機溶媒に溶解するポリマーとしては、オレフィン
系ポリマー類、オリゴエステルアクリレート等のアクリ
ル系樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイソ
シアネート類、アミノ樹脂類、キシレン樹脂類、ケトン
樹脂類、ジエン系樹脂類、ロジン変性フェノール樹脂、
ジエン系ゴム類、クロロプレン樹脂類、ワックス類ある
いはこれらの変性体や共重合体などを挙げることができ
る。有機溶媒に溶解するモノマーとしては、スチレン、
エチレン、ブタジエン、プロピレンなどを挙げることが
できる。有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノ
ール、ノルマルプロパノール等のアルコール類、アセト
ン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ケロ
シン、ベンジン炭化水素類、エステル類、エーテル類あ
るいはこれらの変性体や共重合体などを挙げることがで
きる。

【００２４】本発明のカラーインキ組成物には、そのほ
か着色剤あるいは調色剤として、油性染料や、乾燥の遅
い樹脂には固化剤、粘性を上げるために増粘剤、粘性を
下げるための流動化剤、粒子同志の分散のために分散剤
などの成分を含ませることができる。本発明のカラーイ
ンキ組成物は、単一の粉体ないしは分光特性の異なる複
数の粉体の組み合せにより、カラー印刷やカラー磁気印
刷に適用できるほか、３原色の粉体を用いて、二光束干
渉法に基づく特開昭６０−１５６００４号公報や特開平
２−７２３１９号公報のような方法によるホログラフに
応用することができ、あるいは赤外波長域の反射あるい
は紫外波長域の反射を検出することにより偽造防止用カ
ラー磁性インキなど他の用途に適用することができる。

【００２５】

〔実施例１〕

（磁性体を用いたカラーインキ組成物１） （１層目シリカコーティング）ＢＡＳＦ製カーボニル鉄
粉（平均粒径１．８μｍ，１０kOeでの磁化は２０３emu
/g）１０ｇをエタノール１００ml中に分散し、容器をオ
イルバスで加熱して液の温度を５５℃に保持した。これ
にシリコンエトキシド６ｇとアンモニア水（２９％）８
ｇおよび水８ｇを添加し、攪拌しながら２時間反応させ
た。反応後エタノールで希釈洗浄し、濾過し、真空乾燥
機で１１０℃３時間乾燥した。乾燥後、回転式チューブ
炉を用いて加熱処理を６５０℃で３０分施しシリカコー
ト粉体Ａを得た。得られたシリカコート膜の膜厚は９８
nmであり、分散状態は非常に良かった。

【００２６】（２層目チタニアコーティング）加熱処理
後再度、得られたシリカコート粉体Ａ₁ １０ｇに対しエ
タノール２００ml中を加え分散し、容器をオイルバスで
加熱して液の温度を５５℃に保持した。これにチタンエ
トキシド４．７ｇ加え攪拌する。これにエタノール３０
mlと水８．０ｇの混合溶液を６０分かけて滴下した後、
２時間反応させ、真空乾燥および加熱処理を施しチタニ
ア−シリカコート粉体Ａ₂を得た。得られたチタニア−
シリカコート粉体Ａ₂は分散性が良く、それぞれ単粒子
であった。チタニア−シリカコート粉体Ａ₂のチタニア
膜の厚さは７７nmであった。またこの粉体の分光反射曲
線のピーク波長は４１０nmであり、ピーク波長での反射
率は３５％で、鮮やかな緑色であった。さらにこの粉体
の１０kOeでの磁化は１６７emu/gであった。

【００２７】（３層目シリカコーティング）チタニア−
シリカコート粉体Ａ₂ １０ｇをエタノール１００ml中に
分散し、容器をオイルバスで加熱して液の温度を５５℃
に保持した。これにシリカコンエトキシド６ｇとアンモ
ニア水（２９％）８ｇおよび水８ｇを添加し、攪拌しな
がら２時間反応させた。反応後エタノールで希釈洗浄
し、濾過し、真空乾燥機で１１０℃３時間乾燥した。乾
燥後、回転式チューブ炉を用いて加熱処理を６５０℃で
３０分施しシリカ−チタニアコード粉体Ａ₃を得た。得
られたシリカ−チタニアコート粉体Ａ₃の膜厚は９９nm
であり、分散状態は非常に良かった。

【００２８】（４層目チタニアコーティング）加熱処理
後再度、得られたシリカ−チタニアコート粉体Ａ₃ １０
ｇに対しエタノール２００ml中を加え分散し、容器をオ
イルバスで加熱して液の温度を５５℃に保持した。これ
にチタンエトキシド５．３ｇ加え攪拌する。これにエタ
ノール３０mlと水８．０ｇの混合溶液を６０分かけて滴
下した後、２時間反応させ、真空乾燥および加熱処理を
施しチタニア−シリカコート粉体Ａ₄を得た。得られた
チタニア−シリカコート粉体Ａ₄は分散性が良く、それ
ぞれ単粒子であった。チタニア−シリカコート粉体Ａ₄
のチタニア膜の厚さは７５nmであった。この粉体の反射
ピークは５５３nmで４７％で鮮やかな色であった。さら
にこの粉体の１０kOeでの磁化は１４６emu/gであった。

【００２９】（カラーインキ組成物の調製および分光特
性）このようにして得られた粉体を、ポリエステル樹脂
系ワニス３５部に対し、粉体６５部で混合した後、ブレ
ードコーターで白紙に塗布した。塗布した紙の反射ピー
クは可視光域では５５３nmで５３％であり、可視光域外
では紫外域には３０３nmで９４％、赤外域には１３１０
nmで９５％と９８０nmで６１％であった。

【００３０】〔比較例１〕 （単純に磁性体と顔料を混合した場合）ビリジアン（緑
色顔料）反射率（平均粒径０．１μｍ、反射ピーク５５
３nm、反射率４９％）を用い、これとＢＡＳＦ製カーボ
ニル鉄粉（平均粒径１．８μｍ，１０kOeでの磁化は２
０３emu/g）を重量比２５ｇ：ビリジアン２５ｇならび
に展色剤として酸化チタン（ルチル平均粒径０．２ミク
ロン）２５ｇを混合し十分均一化した。この混合粉体の
磁場１０kOeの磁化は６７emu/gであった。同様に混合粉
体６５部に対しポリエステル樹脂系ワニス３５部に対
し、粉体６５部で混合した後、ブレードコーターで白紙
に塗布した。このインクを塗布した紙の反射ピーク５５
７nm、反射率１８％に減少した。比較例１のように、単
純に顔料と磁性粉と樹脂および溶剤を混合しただけでは
色は良くならず、同様の磁化を持つカラー磁性インクと
するには、実施例のように磁性体に積極的着色を施す必
要がある。

【００３１】〔実施例２〕 （磁性体を用いたカラーインキ組成物） （１層目シリカコーティング）ＢＡＳＦ製カーボニル鉄
粉（平均粒径１．８μｍ，１０kOeでの磁化は２０３emu
/g）２０ｇに対し、あらかじめエタノール１５８．６ｇ
にシリコンエトキシド３．０ｇを溶解したエタノール溶
液に分散させた後、攪拌しながら、あらかじめ用意して
おいたアンモニア水８．０ｇと脱イオン水８．０ｇの混
合溶液を添加した。添加後５時間常温で反応し、十分の
エタノールで洗浄後、真空乾燥し、さらに回転式チュー
ブ炉を用いて、窒素雰囲気で５００℃で、３０分熱処理
し、シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₁を得た。

【００３２】（２層目チタニアコーティング）シリカコ
ートカーボニル鉄粉Ｂ₁ ２０ｇに対し、あらかじめエタ
ノール１９８．３ｇにチタンエトキシド３．０ｇを溶解
したエタノール溶液に分散させた後、攪拌しながら、あ
らかじめ用意しておいた脱イオン水３．０ｇとエタノー
ル２３．７ｇの混合溶液を１時間かけて滴下した。滴下
後５時間常温で反応し、十分のエタノールで洗浄後、真
空乾燥し、さらに回転式チューブ炉を用いて、窒素雰囲
気で５００℃で、３０分熱処理し、チタニア−シリカコ
ートカーボニル鉄粉Ｂ₂を得た。

【００３３】（３層目シリカコーティング）チタニア−
シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₂ ２０ｇに対し、あらか
じめエタノール１５８．６ｇにシリコンエトキシド３．
０ｇを溶解したエタノール溶液に分散させた後、攪拌し
ながら、あらかじめ用意しておいたアンモニア水８．０
ｇと脱イオン水８．０ｇの混合溶液を添加した。添加後
５時間常温で反応し、十分のエタノールで洗浄後、真空
乾燥し、さらに回転式チューブ炉を用いて、窒素雰囲気
で５００℃で、３０分熱処理し、シリカ−チタニアコー
トカーボニル鉄粉Ｂ₃を得た。

【００３４】（４層目チタニアコーティング）シリカ−
チタニアコートカーボニル鉄粉Ｂ₃ ２０ｇに対し、あら
かじめエタノール１９８．３ｇにチタンエトキシド３．
０ｇを溶解したエタノール溶液に分散させた後、攪拌し
ながら、あらかじめ用意しておいた脱イオン水３．０ｇ
とエタノール２３．７ｇの混合溶液を１時間かけて滴下
した。滴下後５時間常温で反応し、十分のエタノールで
洗浄後、真空乾燥し、さらに回転式チューブ炉を用い
て、窒素雰囲気で５００℃で、３０分熱処理し、チタニ
ア−シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₄を得た。

【００３５】（５層目シリカコーティング）チタニア−
シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₄ ２０ｇに対し、あらか
じめエタノール１５８．６ｇにシリコンエトキシド３．
０ｇを溶解したエタノール溶液に分散させた後、攪拌し
ながら、あらかじめ用意しておいたアンモニア水８．０
ｇと脱イオン水８．０ｇの混合溶液を添加した。添加後
５時間常温で反応し、十分のエタノールで洗浄後、真空
乾燥し、さらに回転式チューブ炉を用いて、窒素雰囲気
で５００℃で、３０分熱処理し、シリカ−チタニアコー
トカーボニル鉄粉Ｂ₅を得た。

【００３６】（６層目チタニアコーティング）シリカ−
チタニアコートカーボニル鉄粉Ｂ₅ ２０ｇに対し、あら
かじめエタノール１９８．３ｇにチタンエトキシド３．
０ｇを溶解したエタノール溶液に分散させた後、攪拌し
ながら、あらかじめ用意しておいた脱イオン水３．０ｇ
とエタノール２３．７ｇの混合溶液を１時間かけて滴下
した。滴下後５時間常温で反応し、十分のエタノールで
洗浄後、真空乾燥し、さらに回転式チューブ炉を用い
て、窒素雰囲気で５００℃で、３０分熱処理し、チタニ
ア−シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₆を得た。かくして
得られた粉体多層膜の各層の層厚と屈折率を下記表１に
示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】（カラーインキ組成物の調製および分光特
性）これをポリエステル樹脂系ワニス１０ｇに対し、チ
タニア−シリカコートカーボニル鉄粉Ｂ₆ ２ｇを、さら
に溶剤としてキシレン７ｇを混合し、インキとし、この
インキ５ｇをブレードコーターでＡ４判アート紙に一様
にコートし乾燥した。乾燥後得られた塗布紙の分光反射
率曲線は図４のようになった。また塗布紙の色４６０nm
で反射率６４％の鮮やかな青色となった。さらに、紫外
域では３１５nm付近の光を９３％で反射し、同じく赤外
域では１１１５nm付近の光を９３％で反射し、両者の光
を感知し識別することにより、磁性ならびに可視光色、
紫外線、赤外線での４種類で真偽の判断をすることが可
能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
染料や顔料を用いずとも青、緑、黄色などの美麗で安定
な色調のインキとなる。しかも、可視光域以外にも干渉
反射ピークを有するため、紫外線や赤外線による反射光
を用いた読み取り機と組み合せることにより、目視並び
に磁気印刷に加えて更に確度の高い偽造防止が可能とな
る。また、粉体として強誘電体や導電体など様々な性質
を有する粉体を活用することができ、磁性体の場合にも
磁性を損なわずに鮮やかな着色が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインキ組成物に使用する多層膜被覆粉
体の概念的構造を示す断面図である。

【図２】白色に着色した粉体の多層膜を構成する各単位
被膜の反射強度の分光波形を示すグラフである。

【図３】単色に着色した粉体の多層膜を構成する各単位
被膜の反射強度の分光波形を示すグラフである。

【図４】実施例２で得られたカラーインキ組成物の分光
反射率曲線を示したグラフである。

【符号の説明】

１ 粉体核粒子 ２ 被膜層 ３ 被膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−331109（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313124（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170670（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−90310（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−328630（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20 C09D 5/29 C09C 3/06 C09C 3/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体核粒子を多層膜で被覆してその干渉
   色により着色しかつ可視光域以外にも特異的な干渉反射
   ピークを発現する粉体がインキ用分散媒中に分散されて
   いることを特徴とするカラーインキ組成物。
2. 【請求項２】 粉体核粒子が磁性粒子であることを特徴
   とする請求項１記載のカラーインキ組成物。