JP2005179468A - 油性インキ組成物及びそれを用いた筆記具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも着色剤と、酸化チタンと、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びエタノールからなる溶剤と、ポリビニルブチラール樹脂と、ケトン樹脂とを含有することを特徴とする油性インキ組成物。
本発明の筆記具としては、例えば、上記構成の油性インキ組成物を収容するインキタンクを有する筆記具本体10のインキタンク開口部に弁機構20を介してペン芯30を装備してなる筆記具Aが挙げられる。
【選択図】 図1
Description
(1) 少なくとも着色剤と、酸化チタンと、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びエタノールからなる溶剤と、ポリビニルブチラール樹脂と、ケトン樹脂とを含有することを特徴とする油性インキ組成物。
(2) 更に、アミノ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、片末端反応性変性シリコーン、異種官能基変性シリコーン、メチルスチリル変性シリコーン、高級脂肪酸エステル変性シリコーン、高級アルコキシ変性シリコーン、高級脂肪酸含有変性シリコーン、フッ素変性シリコーンから選ばれる少なくとも1種の変性シリコーンを含有する上記(1)記載の油性インキ組成物。
(3) プロピレングリコールモノメチルエーテルとエタノールの配合比率が重量比で1:0.2〜2.5である上記(1)又は(2)記載の油性インキ組成物。
(4) インキ組成物全量に対して、酸化チタン10〜40重量%、ポリビニルブチラール樹脂1〜10重量%、ケトン樹脂5〜35重量%、溶剤30〜85重量%である上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の油性インキ組成物。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の油性インキ組成物が充填されていることを特徴とする筆記具。
(6) 前記筆記具は、油性インキ組成物を収容するインキタンクを有する筆記具本体のインキタンク開口部に弁機構を介してペン芯を装備してなる筆記具である上記(5)記載の筆記具。
本発明の油性インキ組成物は、少なくとも着色剤と、酸化チタンと、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びエタノールからなる溶剤と、ポリビニルブチラール樹脂と、ケトン樹脂とを含有することを特徴とするものである。
顔料としては、例えば、アゾ系顔料、縮合ポリアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、金属錯塩顔料、チオインジゴ顔料、染料レーキ顔料、蛍光顔料等の有機顔料及びカーボンブラック等の無機顔料が挙げられ、更に、表面を樹脂コーティングで加工した加工顔料、例えば、マイクロリスAタイプ各種、ASブラック、ASブルー、IKレッド等も使用することができる。
また、染料としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エタノールに溶解するものであれば、特に限定されず、例えば、アルコール可溶性染料、スピリットソルブル染料等のソルベント染料、ロイコ染料などを挙げることができる。
これらの着色剤は、単独で又は2種以上混合して使用することもできる。
これらの着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対して、合計で0.05〜10重量%(以下、単に「%」という)、更に好ましくは、0.1〜5重量%含むことが望ましい。
これらの着色剤が0.05%未満では、描線濃度等で薄くなる等の弊害が発生し、10重量%より多く含むと、流動性や溶解成分の溶解性が悪くなり、保存安定性が悪くなり、好ましくない。
用いることができる酸化チタンとしては、油性インキ用の顔料等として用いられているものであれば、特に限定されるものではない。
具体的には、クロノスKR−270、同KR−310、同KR−380(以上、チタン工業社製)、Ti−Pure R−900、同R−902、同R−700(以上、デュポン社製)、JR−602、JR−701、JR−800(以上、テイカ社製)等が挙げられる。
なお、本発明の油性インキ組成物が白色の油性インキ組成物であれば、上記着色剤を含有することなく(0%で)、白色顔料である当該酸化チタンで代用することができる。
この酸化チタンの含有量は、10%未満であると、隠蔽率が低下し、鮮明かつ明瞭な描線を得ることができず、一方、40%を超えると、光沢性度が低下すると共に、凝集したり、インキ経時安定性が悪化するため、好ましくない。
本発明において、上記2種の溶剤を併用する理由は、粘度調整と染料の溶解促進、顔料等の分散調整、インキの乾燥性調整、ペン先からのインキ吹き出し抑制、ペン先ドライアップを抑制するために含有するものである。
なお、PGM単独含有では描線乾燥性が著しく劣り、また、エタノール単独含有では、インキタンクの内部圧力上昇により吹き出し、キャップなしの時にペン先ドライアップとなり、好ましくない。また、他の溶剤、例えば、一般的な速乾性マーキングペンに使用されるトルエン、キシレンなどを用いた場合には、ポリ塩化ビニル製や発泡スチロール製のものに筆記した場合、被筆記面を侵したり、筆跡が乾燥しないといった問題等を有するため、好ましくない。
この溶剤の含有量が、30%未満であると、乾燥性が低下し、インキ粘度も低下することとなり、一方、85%を超えると、滲みやすくなり、また、ペン先のドライアップが起こるため、好ましくない。
用いることができるPVB樹脂としては、好ましくは、平均重合度200〜1000のものが望ましく、例えば、デンカブチラール#2000−1、#2000−2、#2000−D、#3000−1、#3000−2、#3000−4、#3000−K、#4000−1、#4000−2、#5000−S(以上、電気化学工業社製)、エスレックBL−1、BL−1H、BL−2、BL−3、BL−S、BX−L、BM−1、BM−2、BM−5、BM−S、BH−3、BX−1、BX−7(以上、積水化学工業社製)などが挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
このPVB樹脂の含有量が1%未満であると、酸化チタン(顔料)の分散が不安定となり、逆に、10%を越えると、インキ流出量の低下、レベリング性の低下、インキ全体の粘度が高くなり、好ましくない。
用いることができるケトン樹脂としては、上記溶剤に溶解するケトン樹脂であれば、特に限定されず、例えば、ハイラック110H(日立化成社製)、ハロン80、同110(以上、本州化学社製)、ケトンレジンK−90(荒川化学工業社製)などが挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
このケトン樹脂の含有量が5%未満であると、固着性が低下し、逆に、35%を越えると、インキ全体の粘度が高くなり、好ましくない。
用いることができる変性シリコーンとしては、例えば、アミノ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、片末端反応性変性シリコーン、異種官能基変性シリコーン、メチルスチリル変性シリコーン、高級脂肪酸エステル変性シリコーン、高級アルコキシ変性シリコーン、高級脂肪酸含有変性シリコーン、フッ素変性シリコーンが挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
こららの変性シリコーンの中で、更に好ましくは、塗膜(描線)光沢性、描線定着性、描線乾燥性の更なる向上の点から、ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アミノ変性シリコーンが望ましく、特に好ましくは、ポリオキシアルキレン変性ポリシロキサンなどのポリエーテル変性シリコーンが望ましい。
具体的には、L−720,FZ−2104、FZ−2191(以上、日本ユニカー社製)、KP−316、KP−316A(以上、信越シリコーン社製)、TSF4440、TSF4445(以上、東芝シリコーン社製)として市販されているポリエーテル変性シリコーンシリコーン(ポリオキシアルキレン変性ポリシロキサン)、TSF4421、TSF4422(以上、東芝シリコーン社製)として市販されているアルキル変性シリコーン、TSF4700、TSF4701(以上、東芝シリコーン社製)、KP−356、KP−357(以上、信越シリコーン社製)として市販されているアミノ変性シリコーンなどが挙げられる。
この変性シリコーンの含有量が0.01%未満であると、含有せしめる更なる効果がなく、逆に、2%を越えると、海縞現象が生じたり、固着性が低下したりし、好ましくない。
この粘度が40mPa・secを越えて粘度が高くなると、筆感が重くなり、滑らかに書きづらくなり、逆に、5mPa・sec未満であると、著しいペン先での顔料沈降、滲み等があり、好ましくない。
なお、製造時、染料などの固形物を溶解させるために加熱することや、有機顔料などの粗大粒子を除去するためにフィルター、遠心分離機等を用いることなど必要に応じて使用できる。
好ましくは、油性インキ組成物を収容するインキタンクを有する筆記具本体のインキタンク開口部に弁機構を介してペン芯(ペン先)を装備してなる筆記具が挙げられる。
具体的には、図1〜図6に示される各実施形態の筆記具が挙げられる。
筆記に際しては、ペン芯30を筆記面に対して押圧すると、弁機構20が開き、インキタンク10からペン芯30に油性インキ組成物が含浸して筆記することができるものである。
この第2実施形態の筆記具Bは、目的とする筆記描線の太さが異なる点でのみ上記第1実施形態の筆記具Aと異なるものであり、筆記具Aと同様に使用される。なお、上記
また、本発明の筆記具では、上記優れた効果を有する油性インキ組成物が充填されてなる筆記具が得られるものとなる。
下記表1に示す配合組成で、ビーズミルを用いて分散せしめて各油性インキ組成物を調製した。
得られた各インキ組成物の25℃の粘度は、コーンプレート型粘度計(株式会社トキメック製:TV−20タイプ)で測定した。
また、各油性インキ組成物を下記構成及び図3及び図4に示す筆記具のインキタンクに充填し、下記各評価方法により、塗膜(描線)光沢性、定着性、乾燥性(PETフィルム、ガラス板)、インキ吹き出し抑制について評価した。また、インキ経時安定性については、下記評価方法により評価した。
これらの結果を下記表1及び表2に示す。
図3及び図4に示す筆記具を用いた。
インキタンク内容量:6.5ml
ペン先構成:アクリル繊維芯、直径5mm
25℃−湿度65%条件下で、PETフィルム上に上記構成の筆記具を用いて筆記し、筆記した塗膜(描線)をデジタル光沢性度計(スガ試験機社製)を用いて下記評価基準で評価した。光沢性度の数値が高いほど塗膜光沢性に優れていることを示す。
評価基準:
◎:90以上
○:80以上90未満
△:70以上80未満
×:70未満
25℃−湿度65%条件下で、PETフィルム上に上記構成の筆記具を用いて筆記し、1時間後、描線が完全に乾燥した後、水を貯めた水槽内にPETフィルムを24時間浸漬した後、、引き上げ、綿棒にて擦過試験にて描線の剥離などを下記評価基準で評価した。
評価基準:
◎:浸漬後、描線の判読は可能で、擦過試験でも剥離しなかった。
○:浸漬後、描線の判読は可能であったが、擦過試験で剥離した。
△:浸漬後、描線の判読は一部不可であり、擦過試験で剥離した。
×:浸漬前の綿棒による擦過試験で剥離した。
25℃−湿度40%条件下で、PETフィルム、ガラス板(厚さ5mm)の被筆記物に対し直線筆記(長さ25cm)を行い、所定時間毎にその筆記描線に紙と500gの重りを載せ、転写しなくなった時間(秒)を測定した。この時間が短いほど、乾燥性に優れる。
25℃−湿度65%条件下で、ペン先にインキを十分に満たした後、100回ポンピングした際のペン先からの吐出されるインキ量を測定し、下記評価基準で評価した。インキ量が少ないほどインキ吹き出し抑制に優れていることを示す。
評価基準:
◎:0.5g未満
○:0.5g以上1.0g未満
△:1.0g以上2.0g未満
×:2.0g以上
各油性インキ組成物をガラス瓶に入れ、蓋をして、50℃の条件下で、1ケ月放置した後のインキの状態を下記下記評価基準で評価した。
評価基準:
◎:粘度も塗膜の光沢度を良好である。
○:粘度は安定しているが、光沢度が下がった。
△:粘度はやや安定しているが、光沢度が下がった。
×:粘度も光沢度も下がった。
*1:オリエント化学社製
*2:オリエント化学社製
*3:Ti−Pure R−900、デュポン社製
*4:平均重合度450のポリビニルブチラール(BL−2、積水化学社製)
*5:ケトンレジンK−90、荒川化学工業社製
*6:ポリエーテル変性シリコーン(ポリオキシアルキレン変性シリコーン、L−720、日本ユニカー社製)
*7:ジョンクリル61、ションソン社製
*8:ヒタトール1500、日立化成社製
特に、ポリエーテル変性シリコーンを含有したものは、更に、乾燥性(PETフィルム、ガラス板)に優れていることが判明した。
これに対して、比較例1は、ポリビニルブチラール樹脂を含有しない場合であり、比較例2は、ケトン樹脂を含有しない場合であり、比較例3及び比較例4は、プロピレングリコールモノメチルエーテル単独含有、エタノール単独含有の場合であり、比較例5は樹脂としてアルキルフェノール樹脂を用いた場合であり、比較例6は、樹脂としてアクリル樹脂を用いた場合であり、比較例7は溶剤としてn−プロピルアルコールを用いた場合であり、これらの場合は、塗膜(描線)光沢性、定着性、乾燥性(PETフィルム、ガラス板)、インキ吹き出し抑制、インキ経時安定性の1種以上が劣ることとなり、本発明の効果を発揮できないことが判明した。
10 筆記具本体
20 弁機構
25 パッキン(膨潤材料)
30 ペン芯
40 先軸
50 キャップ体
Claims (6)
- 少なくとも着色剤と、酸化チタンと、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びエタノールからなる溶剤と、ポリビニルブチラール樹脂と、ケトン樹脂とを含有することを特徴とする油性インキ組成物。
- 更に、アミノ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メタクリル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、片末端反応性変性シリコーン、異種官能基変性シリコーン、メチルスチリル変性シリコーン、高級脂肪酸エステル変性シリコーン、高級アルコキシ変性シリコーン、高級脂肪酸含有変性シリコーン、フッ素変性シリコーンから選ばれる少なくとも1種の変性シリコーンを含有する請求項1記載の油性インキ組成物。
- プロピレングリコールモノメチルエーテルとエタノールの配合比率が重量比で1:0.2〜2.5である請求項1又は2記載の油性インキ組成物。
- インキ組成物全量に対して、酸化チタン10〜40重量%、ポリビニルブチラール樹脂1〜10重量%、ケトン樹脂5〜35重量%、溶剤30〜85重量%である請求項1〜3の何れか一つに記載の油性インキ組成物。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載の油性インキ組成物が充填されていることを特徴とする筆記具。
- 前記筆記具は、油性インキ組成物を収容するインキタンクを有する筆記具本体のインキタンク開口部に弁機構を介してペン芯を装備してなる筆記具である請求項5記載の筆記具。
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