JP2006045248A - 消去性インキ組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも、顔料と、増粘剤と、造膜性樹脂と、水とを含有するインキ組成物であって、該インキ組成物による筆記描線はJIS S 6050−2002に準拠する消し能力(消字率)が硬度50°以上〜70°未満の消しゴムでは消去できず(消字率が70%未満)、かつ、硬度70°以上〜100°未満の消去具では消去可能(消字率が70%以上)となることを特徴とする消去性インキ組成物。
【選択図】 なし
Description
また、従来の消去性インキ組成物は、同種のインキによる筆記描線上を筆記した際、筆記描線の固着性や硬度が不十分であるため、描線がはがれてペン先に目詰まりし筆記不能に陥らせる等の課題があるものである。
そこで、本発明者らは、紙面と筆記描線との固着性は十分なものとするために、インキ組成と筆記描線面とから検討した結果、造膜性樹脂を用いて硬い塗膜を形成せしめると共に、指による擦過、市販の消しゴムの擦過では消せないが、硬度を特定値以上の消去具で消去できる筆記描線とすれば、上記課題が解決することを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
(1) 少なくとも、顔料と、増粘剤と、造膜性樹脂と、水とを含有するインキ組成物であって、該インキ組成物による筆記描線はJIS S 6050−2002に準拠する消し能力(消字率)が硬度50°以上〜70°未満の消しゴムでは消去できず(消字率が70%未満)、かつ、硬度70°以上〜100°未満の消去具では消去可能(消字率が70%以上)となることを特徴とする消去性インキ組成物。
(2) 造膜性樹脂は、少なくとも樹脂エマルジョンである上記(1)記載の消去性インキ組成物。
(3) 増粘剤が結晶セルロースであり、該結晶セルロースの含有量が、消去性インキ組成物全量に対して、0.1〜10重量%である上記(1)又は(2)記載の消しゴム消去性インキ組成物。
(4) インキの粘度が80mPa・s以下となる上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の消去性インキ組成物。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の消去性インキ組成物を充填してなることを特徴とするサインペン。
(6) 上記(5)に記載のサインペンには、樹脂とエラストマーの混合物からなり、硬度70°以上〜100°未満の消去具を具備してなることを特徴とするサインペン。
(条件)
使用した筆記具の構成(図4に準拠):インキタンク部内にバルブ構成を介在して繊維芯(テイボー社製、気孔率60%)からなるペン先へインキが供給される構造のもので、ペン先形状がチゼル形のものを筆記した。
消しゴムの構成:JIS S 6050−2002に準拠する市販のプラスチック消しゴム。
特定の消去具:ポリプロピレンとポリスチレンエラストマーの1:3(重量比)の混合物からなる消去具。
着色紙の作成は、規定の用紙に、最も太い描線が筆記できる角度にペン先を保持し、筆記速度7.0±0.5cm/s、筆記力0.5Nの試験機を用いて筆記したものを用いた。
測定方法は、写真測定用濃度計(SAKURA微小濃度計)にて着色紙の非着色部分の濃度を0として着色部及び摩消部の濃度をそれぞれ測定し、次式にて消字率(%)を算出した。
E=(1−M/C)×100
〔E:消字率(%)、M:摩消部の濃度、C:着色部の濃度〕
また、本発明において規定する消しゴムの「硬度」は、ゴム硬度計GS−701(テロック社製)によって測定した値である。
本発明の消去性インキ組成物は、少なくとも、顔料と、増粘剤と、造膜性樹脂と、水とを含有するインキ組成物であって、該インキ組成物による筆記描線はJIS S 6050−2002に準拠する消し能力(消字率)が硬度50°以上〜70°未満の消しゴムでは消去できず(消字率が70%未満)、かつ、硬度70°以上〜100°未満の消去具では消去可能(消字率が70%以上)となることを特徴とするものである。
用いることができる顔料としては、例えば、エポカラー、ラジアントカラー、シンロイヒカラー、Keiko−colorなどの蛍光顔料、ラブコロールカラー、アートパールカラー、RyuDye−wカラーなどの有機顔料、酸化チタン、ベンガラ、黒酸化鉄、チタンブラックなどの無機顔料の少なくとも1種(各単独又はこれらの2種以上の混合物、以下同様)が挙げられる。
具体的に用いることができる顔料としては、市販のSW−10シリーズ(シンロイヒ社製、平均粒径1μm)、NKW−2100Eシリーズ(日本蛍光社製、平均粒径0.4μm)、NKW−6200Eシリーズ(日本蛍光社製、平均粒径0.4μm)、エポカラー(日本触媒社製、平均粒径2〜3μm)、Ryudye−wカラーシリーズ(大日本インキ社製、平均粒径0.5〜1μm)などが挙げられる。
好ましい増粘剤としては、本発明の特定の消去具による消去性と耐擦過性のバランス及び経時安定性を大幅に向上させる点、静置した際の顔料沈降の抑制効果が大きい点から、結晶セルロースの使用が望ましい。
用いることができる結晶セルロースは、セルロースを酸加水分解又はアルカリ酸化分解して得られる実質的に一定の重合度を有するセルロース結晶子集合物であり、従来の増粘多糖類等の水溶液と異なり、セルロース結晶体が水中で分散粒子となる特性を有するものである。
本発明において、好ましく用いる結晶セルロースの特性を十分に発揮させるためには、より剪断力のかかる分散機を使用するか、若しくは分散タイプの結晶セルロースを用いることが更に好ましい。
分散機としては、例えば、ホモミキサー、ワーリングブレンダー、ホモジナイザー等が挙げられるが、分散工程により生成するコロイド粒子の割合が多くなり安定な分散液が得られることとなる。また、分散された結晶セルロースは、水中で網目構造を形成するため、色材である顔料をそのマトリックス中に捉えて顔料の沈降を更に抑える効果を十分に発揮できるものとなる。
この増粘剤の含有量が0.1%未満であると、顔料の沈降抑制効果が不十分となり、一方、10%を越えると、インキ自体の粘性が高くなり過ぎ、インキの流出が阻害されることとなり、好ましくない。
これらの造膜性樹脂の含有量が10%未満であると、造膜性が劣り、消去後に色材が残ることとなり、一方、45%を越えると、インキの温度(高温、低温)に対する安定性が低下することとなり、好ましくない。
インキの粘度が80mPa・sを超えると、インキの流出量が低下し、描線濃度が薄くなったり掠れたりし、また、10mPa・sを下回ると、顔料が沈降し、好ましくない。
なお、本発明(後述する実施例を含む)において、インキの粘度は、ELD型粘度計において、25℃,1rpmにより測定された値を意味する。また、インキの粘度の調整は、結晶セルロース等の添加量と水分の添加量により行うことができる。
本発明において、上記組成のインキにより形成される筆記描線は、従来の消去性インキ組成物とはその技術思想が相違するものであり、従来の硬度50°以上〜70°未満の市販の消しゴムでは消去できないが、本発明の効果を発揮せしめるために、硬度70°以上〜100°未満(70°≦硬度<100°)の消去具により初めて消去されるものである。なお、研磨剤を含有する砂消しゴムは、紙面の筆記描線及び紙面の表層の一部分を削りとるものであり、本発明の特定(硬度70°以上〜100°未満)の消去具には含まれないものである。
本発明において用いる消去具は、硬度70°以上〜100°未満の消去具、更に好ましくは、硬度80°以上〜100°未満であって、紙面を削りとることがなく(研磨剤を含有せず)、更に容易に消去せしめる点から、樹脂とエラストマーの混合物〔混合比率(重量比)、樹脂:エラストマー=1:1〜1:4〕〕からなる消去具、例えば、ポリプロピレン樹脂(PP)とポリスチレンエラストマーの混合物〔混合比率1:3〕からなる消去具の使用が望ましい。
図1は、本発明の消去性インキ組成物をコレクター構造を備えた直液式サインペンに用いた実施形態である。
この実施形態のサインペンAは、本発明の消去性インキ組成物10を中綿等に吸蔵させないで直接貯溜する軸体となるインキタンク部11に充填してなるものである。このインキタンク部11の前部には、インキタンク部11内の空気が温度上昇等によって膨張した場合にインキタンク部11から押し出される消去性インキ10をペン先や空気孔からボタ落ちさせないために一時的に保溜するインキ保溜体(コレクター部材)12が内蔵され、コレクター部材12の先端部には繊維芯からなるペン先13が設けられた構成となっている。
インキタンク部11からペン先13へのインキ導出は、コレクター部材12の中心孔に付設されたインキ流路12aを設けた中継芯14を介してインキタンク部11から消去性インキ10をペン先13に導出することにより行われる。
なお、図1中の15はホルダー部材であり、16はインキタンク部11の後部に固着される後部軸体であり、17はキャップである。また、中継芯14を介在させることなく、ペン先13の後部をインキタンク部11内に直接配置してインキの導出を行ってもよい。
この実施形態のサインペンBは、本発明の消去性インキ組成物を中綿等に吸蔵させたインキ吸蔵体20を収容する軸体となるインキタンク部21に収容してなるものである。
このインキ吸蔵体20の前部には繊維芯からなるペン先22の後端部22aが当接されることにより、インキ吸蔵体20の消去性インキがペン先22へ供給される構成となっている。23は、先軸部材、24は軸本体21の後端部に固着された尾栓、25は、キャップである。
この実施形態のサインペンCは、本発明の消去性インキ組成物30を中綿等に吸蔵させないで直接貯溜する軸体となるインキタンク部31に充填したものである。
このサインペンCでは、インクタンク部31内にバルブ機構部32を介在して繊維芯からなるペン先33へインキが供給される構成となっている。図3中の34は、ホルダー部材であり、35はバルブ機構部32とホルダー部材34間に介在し、ペン先33の後部を保持する保持部材であり、36はキャップであり、37は撹拌ボールである。また、本実施形態は、中継芯を介さないでインキをペン先へ供給するものであるが、中継芯を設け、インキタンク部31からバルブ機構部32、中継芯を介在して繊維芯からなるペン先33へインキを供給する構成にしてもよい。
この実施形態のサインペンDは、本発明の消去性インキ組成物40を中綿等に吸蔵させないで直接貯溜する軸体となるインキタンク部41に充填したものである。
このサインペンDでは、インキタンク部41内にバルブ機構42を介在して繊維芯からなるペン先43へインキ40が供給される構成となっている。図4中の44はホルダー部材であり、45はインキタンク部41の後部に固着される後部部材であり、46はスプリング47にて可動するインナーキャップであり、これによりキャップ48をした際に加圧されてバルブ42が開放されるのを防止することができる。図示符号49は、キャップ48の一方の端部の凹状内に嵌合された硬度70°以上〜100°未満(本実施形態では90°)の消去具である。
(実施例1)
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:ピンク色樹脂粒子の水分散液 8重量%
〔SW−17(シンロイヒ社製)、平均粒径1μm、固形分量42%〕
造膜性樹脂:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体の水分散液 60重量%
〔Nipol LX517A(日本ゼオン社製)、固形分量40%〕
増粘剤:結晶セルロース〔旭化成(株)製〕 0.5重量%
〔RC−591、ホモミキサー、10000rpm 10分〕
尿素 18重量%
水(精製水) 13.5重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:ピンク色樹脂粒子の水分散液 8重量%
〔SW−17(シンロイヒ社製)、平均粒径1μm、固形分量42%〕
造膜性樹脂:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体の水分散液 48重量%
〔Nipol LX517A(日本ゼオン社製)、固形分量40%〕
樹脂エマルジョン:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体の水分散液 12.6重量%
〔Nipol 1571CL(日本ゼオン社製)、固形分量45%〕
増粘剤:結晶セルロース〔旭化成(株)製〕 0.5重量%
〔RC−591、ホモミキサー、10000rpm 10分〕
尿素 10重量%
水(精製水) 20.9重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:ピンク色樹脂粒子の水分散液〔LUMIKOL NKW 2117E(日本蛍光社製、平均粒径0.4μm、固形分量51%) 8重量%
造膜性樹脂:アクリロニトリルブタジエン共重合体の水分散体〔Nipol 1571CL(日本ゼオン社製)、固形分量38%〕 60重量%
増粘剤:セオラスクリームFP−03〔旭化成社製、結晶セルロースの水分散体、固形分量10%〕 5重量%
尿素 15重量%
水(精製水) 12重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:橙色樹脂粒子の水分散体〔NKW−C2104E(日本蛍光社製、平均粒径0.4μm、固形分量50%) 4重量%
造膜性樹脂:スチレンブタジエン共重合体の水分散体〔Nipol LX−435(日本ゼオン社製)、固形分量50%〕 60重量%
増粘剤:セオラスクリームFP−03〔旭化成社製、結晶セルロースの水分散体、固形分量10%〕 5重量%
尿素 20重量%
水(精製水) 11重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:橙色樹脂粒子の水分散液〔SW−14(シンロイヒ社製、平均粒径1μm、固形分量42%) 4重量%
造膜性樹脂:スチレンブタジエン共重合樹脂の水分散体〔Nipol LX438C(日本ゼオン社製)、固形分量45%〕 60重量%
増粘剤:セオラスクリームFP−03〔旭化成社製、結晶セルロースの水分散体、固形分量10%〕 5重量%
尿素 15重量%
水(精製水) 16重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:黄色樹脂粒子の水分散液〔LUMIKOL NKW−C2105E(日本蛍光社製、平均粒径0.4μm、固形分量50%) 6重量%
造膜性樹脂:カルボキシル変性スチレンブタジエン樹脂の水分散液〔0696(JSR社製)、固形分量48%〕 55重量%
増粘剤:セオラスクリームFP−03〔旭化成社製、結晶セルロースの水分散体、固形分量10%〕 5重量%
尿素 15重量%
水(精製水) 19重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで、混合撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
下記組成を公報記載の方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
アクリル系樹脂製青色球状粒子 10重量%
〔エポカラー FP 1050(日本触媒社製)〕
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水分散液 40重量%
〔Nipol LX1577(日本ゼオン社製)、固形分量38%〕
ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル 1重量%
〔OP−10(日光ケミカルズ社製)
防菌剤〔プロキセルCRL(ICI社製)〕 0.5重量%
水 48.5重量%
下記組成を公報記載の方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
ラジアントカラー桃(ラジアント社製) 15重量%
非着色粒子:アクリル/スチレン系粒子 10重量%
〔MP−1600(綜研化学社製)〕
結晶セルロース〔旭化成(株)製〕 1重量%
〔RC−591、ホモミキサー、10000rpm 10分〕
ポリオキシエチルオレイルエーテル 2.5重量%
〔エマルゲン420(花王社製)
ゲル化剤:キサンタンガム 0.15重量%
水 71.35重量%
下記配合成分を下記方法により製造して消去性インキ組成物を得た。
顔料:ピンク色樹脂粒子の水分散液〔SW−17(シンロイヒ社製、平均粒径1μm、固形分量42%) 8重量%
造膜性樹脂:スチレンブタジエン共重合樹脂の水分散体〔Nipol C−4850A(日本ゼオン社製)、固形分量70%〕 30重量%
増粘剤:結晶セルロース〔旭化成(株)製〕 0.5重量%
〔RC−591、ホモミキサー、10000rpm 10分〕
尿素 18重量%
水(精製水) 43.5重量%
上記配合成分のうち、タンク内に撹拌しながら順次添加し、均一になるまで撹拌した後、1μmのバグフィルターで濾過することによりインキを製造した。
また、得られた各消去性インキ組成物について、下記各測定方法によりインキ組成物のインキ特性(消去性)を測定すると共に、下記各評価方法により、耐擦過性、経時安定性、粘度経時安定性について評価した。
これらの結果を下記表1に示す。
JIS S 6050−2002に準拠する上述の方法で消し能力(消字率)試験を行い、消字率を算出した。具体的には、上記実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた消去性インキ組成物を上述の筆記具に充填して着色紙を作成し、JIS規定の硬度65°のプラスチック消しゴムにより消し能力(消字率)を算出した。
特定消去具として、硬度90°の消去具〔ポリプロピレン樹脂(PP)とポリスチレンエラストマーの混合物〔混合比率1:3〕(大きさ12×12×5mm)を用いた。
この特定消去具を用いて上記JIS S 6050−2002に準拠した上述の消去性試験〔消し能力(消字率)試験〕を行い、消字率を算出した。
上記で得た各ペンを用いて紙に文字、描線等を筆記し、5分間放置後、指で軽く擦って、下記評価基準により擦過性を評価した。
評価基準:
◎:文字等がちらばらず、文字等の識別が可能。
○:文字等が多少ちらばるが、文字等の識別が可能。
△:文字等の識別が大部分できず、文字等が指でも消えてしまう。
×:文字等の識別ができず、文字等が完全に消えてしまう。
得られた各インキを蓋付き透明容器(30ml)に収容して、50℃の恒温槽に保管して2週間放置後、静かに容器を取り出して、下記評価基準により経時安定性を評価した。
評価基準:
◎:沈降分離が見られず、初期と変化が見られない。
○:若干沈降分離が見られるが、初期とほとんど変化が見られない。
△:沈降分離により上澄が確認されるが、嵩高い沈降となっている。
×:沈降分離により完全に上澄が確認でき、完全に沈降している。
上記経時安定性の評価方法に用いた試料を室温(25℃)下に3時間以上放置して室温(25℃)まで冷却し、ELD型粘度計を用いて25℃における1rpmの粘度を測定し、下記評価基準で評価した。
評価基準:
◎:初期からの粘度変化が±2%未満
○:初期からの粘度変化が±2%以上〜5%未満
△:初期からの粘度変化が±5%以上〜10%未満
×:初期からの粘度変化が±10%以上
これに対して、本発明の範囲外となる比較例1〜3の消去性インキ組成物は、従来の市販の消しゴムで消去可能となるものであるので、耐擦過性、経時安定性、粘度経時安定性の全てを満足することができないことが判った。
10 本発明の消去性インキ組成物
11 インキタンク部
13 ペン先
Claims (6)
- 少なくとも、顔料と、増粘剤と、造膜性樹脂と、水とを含有するインキ組成物であって、該インキ組成物による筆記描線はJIS S 6050−2002に準拠する消し能力(消字率)が硬度50°以上〜70°未満の消しゴムでは消去できず(消字率が70%未満)、かつ、硬度70°以上〜100°未満の消去具では消去可能(消字率が70%以上)となることを特徴とする消去性インキ組成物。
- 造膜性樹脂は、少なくとも樹脂エマルジョンである請求項1記載の消去性インキ組成物。
- 増粘剤が結晶セルロースであり、該結晶セルロースの含有量が、消去性インキ組成物全量に対して、0.1〜10重量%である請求項1又は2記載の消しゴム消去性インキ組成物。
- インキの粘度が80mPa・s以下となる請求項1〜3の何れか一つに記載の消去性インキ組成物。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載の消去性インキ組成物を充填してなることを特徴とするサインペン。
- 請求項5に記載のサインペンには、樹脂とエラストマーの混合物からなり、硬度70°以上〜100°未満の消去具を具備してなることを特徴とするサインペン。
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