JP2010280800A - 油付着金属面用マーキングインキ組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】鉱物油等の油が付着した金属部品表面に明瞭な像（文字や記号等）を形成できると共に、前記像が金属加工分野における製造工程での擦過や種々の洗浄液によって容易に剥離することがない油付着金属面用マーキングインキ組成物を提供する。
【解決手段】アルコール類、グリコールエーテル類、エステル類から選ばれる一種又は二種以上の溶剤Ａと、炭酸ジアルキルである溶剤Ｂと、着色剤と、ポリビニルブチラール樹脂とから少なくともなる油性インキ組成物であって、前記ポリビニルブチラール樹脂が、重合度２００〜７００、ブチラール化度６０〜７０％、分子中水酸基率３０〜４０％の各物性範囲内にある。
【選択図】なし

Description

本発明は、油付着金属面用マーキングインキ組成物に関する。更には、油が表面に付着した状態の金属材に対して良好な像を形成できる油付着金属面用マーキングインキ組成物に関する。

従来、金属加工分野で使用されるインキとして、鉱物油等の油が付着した金属表面にマーキングのための像を形成する水性インキ組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、前記水性インキ組成物は、油が付着した金属部品に文字を書いてもインキが転移し難く、明瞭な筆跡を形成できないため、生産効率を低下させることになる。また、文字を形成できても擦過や洗浄によって容易に剥離して判別を困難にするため、製造工程におけるトラブルを発生させる虞があった。
そこで油付着金属表面への筆記性と非消去性を備えた油性インキが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特公昭４５−３９８９２号公報 特開２００６−１０４３６４号公報

前記油性インキは、マレイン酸樹脂やフェノール樹脂を含むものであり、鉱油が付着した金属部品に所望の文字や記号が形成できると共に、形成した筆跡は擦過や汎用の鉱油洗浄後でも剥離することがないため、金属加工分野において好適に使用できるものである。
しかしながら、筆跡を形成した金属部品の洗浄時に、アルカリ性水溶液等の特殊な洗浄液を用いた場合、長時間の洗浄によって筆跡が剥離し易くなることがある。
また、溶剤中に炭酸ジアルキルが含まれる場合、該溶剤に対する前記樹脂の溶解度が向上するため、着色剤として顔料を用いた際には緩い橋架け状態を維持できなくなってマーキングペンチップ内でのインキ分離を生じることがある。その結果、筆記時に筆跡のカスレや濃度低下等の不具合を生じる虞がある。

本発明は、鉱物油等の油が付着した金属部品表面に明瞭な像（文字や記号等）を形成できると共に、前記像が金属加工分野における製造工程での擦過や種々の洗浄液によって容易に剥離することがない油付着金属面用マーキングインキ組成物を提供するものである。

本発明は、アルコール類、グリコールエーテル類、エステル類から選ばれる一種又は二種以上の溶剤Ａと、炭酸ジアルキルである溶剤Ｂと、着色剤と、ポリビニルブチラール樹脂とから少なくともなる油性インキ組成物であって、前記ポリビニルブチラール樹脂が、重合度２００〜７００、ブチラール化度６０〜７０％、分子中水酸基率３０〜４０％の各物性範囲内にある油付着金属面用マーキングインキ組成物を要件とする。
更に、ケトン樹脂を含むこと、前記溶剤Ａの添加量が溶剤Ｂよりも多く、溶剤Ｂが全溶剤中１０〜４０重量％を占めること、前記溶剤Ａがグリコールエーテル類であること、前記着色剤が顔料であることを要件とする。

本発明により、油が付着した金属表面に明瞭な像を形成でき、該像が擦過や種々の鉱油洗浄液によって容易に剥離することがないため、金属加工分野での製造工程における識別性を満足させることが可能な利便性、実用性に富む油付着金属面用マーキングインキ組成物を提供できる。

前記着色剤としては汎用の染料や顔料が用いられ、染料としては、カラーインデックスにおいてソルベント染料に分類される有機溶剤可溶性染料が挙げられる。
顔料としては、カーボンブラック、群青、二酸化チタン顔料等の無機顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、スレン顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、スロン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料等の有機顔料等が挙げられる。
尚、本発明においては像を形成した部分から金属面の像を形成していない部分に着色剤が流出し難いことから顔料が好適に用いられる。

溶剤としては、アルコール類、グリコールエーテル類、エステル類から選ばれる溶剤Ａと、炭酸ジアルキルである溶剤Ｂを併用したものが用いられ、インキ組成中４０〜９５重量％の範囲で用いられる。その際、前記溶剤は、溶剤Ａ＞溶剤Ｂ（即ち、溶剤Ａを主溶剤として用いる）で添加される。
前記溶剤Ａとしては従来から汎用のアルコール類、グリコールエーテル類、エステル類から一種又は二種以上を選択して使用でき、全溶剤中６０〜９０重量％の範囲で用いられる。
前記アルコール類としては、ベンジルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール等が挙げられる。
前記グリコールエーテル類としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。
前記エステル類としては、炭酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル、蟻酸ｎ−ブチル、蟻酸イソブチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル等が挙げられる。
特に、他の溶剤に比べて金属表面への密着性向上効果がより有利に発現できることから、グリコールエーテル類を溶剤Ａとして用いることが有用である。

前記溶剤Ｂとしては炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル等の炭酸ジアルキルが適用され、全溶剤中１０〜４０重量％の範囲で用いられる。
前記範囲で炭酸ジアルキルを含有することで、インキ粘度が過度に上昇することを抑制できるため、前記インキ組成物をマーキングペンに収容した際、ペン先からのインキ出が良好となり、優れた像形成が可能となる。

前記ポリビニルブチラール樹脂は金属面への固着性や粘性付与のために用いられ、特に、重合度２００〜７００、ブチラール化度６０〜７０％、分子中水酸基率３０〜４０％の各物性範囲内にあるものが適用される。
前記物性を有するポリビニルブチラール樹脂は、アルカリ性水溶液等の洗浄液に長時間浸されても溶解し難いため、筆跡剥離が生じ難いものとなる。また、炭酸ジアルキルへの溶解性が低く、顔料系インキにおいてはマーキングペンチップ内（繊維間等）で顔料を橋架け状態（緩い凝集状態）で保持できるため、インキ分離が生じ難く、優れた経時安定性を維持できるものとなる。

更に汎用の樹脂を併用することもでき、例えば、ケトン樹脂、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、アミド樹脂、アルキッド樹脂、ロジン変性樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルピロリドン、α−及びβ−ピネン・フェノール重縮合樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、スチレンマレイン酸共重合物、セルローズ誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、デキストリン等を例示できる。
特に、ケトン樹脂は、油が付着した金属面に対する筆跡の固着性に優れるため、好適に用いられる。

これらの樹脂は前記ポリビニルブチラール樹脂一種又は前述の樹脂との二種以上での併用により、インキ組成中０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３５重量％の範囲で用いられる。０．５重量％未満では筆跡の定着性や顔料凝集性等で充分な効果を発揮できず、４０重量％を越えて添加すると、樹脂の溶剤への溶解性が低下し、インキの流動性が低下することがあるためそれ以上の添加は要しない。

また、前記インキ組成物中には、必要に応じて上記成分以外に、酸化防止剤、耐ドライアップ性付与剤、紫外線吸収剤、防錆剤、潤滑剤、粘度調整剤、剥離剤、顔料分散剤、消泡剤、剪断減粘性付与剤、界面活性剤等の各種添加剤を使用できる。
例えば、防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジイソプロピルアンモニウムナイトライト、サポニン等が使用できる。
酸化防止剤としては、ジブチルヒドロキシルトルエン、ノルジヒドロキシトルエン、フラボノイド、ブチルヒドロキシアニソール、アスコルビン酸誘導体、α−トコフェロール、カテキン類等が使用できる。
紫外線吸収剤としては、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔ−ブチル５′−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、ｐ−安息香酸−２−ヒドロキシベンゾフェノン等が使用できる。
消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン等が使用できる。
前記剪断減粘性付与剤としては、架橋型アクリル樹脂、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体、非架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体、水添ヒマシ油、脂肪酸アマイドワックス等が使用できる。
前記添加剤はいわゆる慣用的添加剤と呼ばれるもので、公知の化合物から適宜必要に応じて使用することができる。

前記インキ組成物は、チップを筆記先端部に装着したマーキングペンに充填して実用に供される。
マーキングペンに充填する場合、マーキングペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、例えば、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップを筆記先端部に装着し、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、筆記先端部にインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させる構造、軸筒内部に直接インキを収容して、弁機構により前記筆記先端部に所定量のインキを供給する構造のマーキングペンが挙げられる。
また、前記構造のマーキングペンの軸筒（インキ収容部）は、樹脂成形物やアルミ等の金属加工体等、汎用のものが適用できる。
尚、前記マーキングペンの形態は前述したものに限らず、相異なる形態のペン体を装着させたり、相異なる色調のインキを導出させるペン体を装着させたツインタイプの筆記具であってもよい。また、キャップ式に限らず、出没式機構を備えたものであってもよい。

実施例及び比較例のインキ組成を以下の表に示す。
尚、表中の組成の数値は重量部を示す。

表中の原料の内容を注番号に従って説明する。
（１）日弘ビックス（株）製、商品名：ＮＳＰ−ＢＴ ８０６Ｆブラック（顔料分１５％）
（２）日本カラー（株）製、商品名：Ｎｏ．１５０ホワイトペースト（顔料分４９％） （３）クラリアントジャパン（株）製、商品名：Ｒｅｎｏｌ Ｒｅｄ Ｆ５ＲＫ−ＨＷ３０、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７０（顔料分５０％）
（４）重合度：３００、ブチラール化度：６３％、分子中水酸基率：３６％のポリビニルブチラール樹脂
（５）重合度：６５０、ブチラール化度：６５％、分子中水酸基率：３４％のポリビニルブチラール樹脂
（６）ヒュルスジャパン（株）製、商品名：シンセチックレジンＳＫ
（７）重合度：３５０、ブチラール化度：７４％、分子中水酸基率：２２％のポリビニルブチラール樹脂
（８）重合度：３００、アセタール化度：６２％、分子中水酸基率：３７％のポリビニルブチラール樹脂
（９）重合度：８５０、ブチラール化度：６５％、分子中水酸基率：３４％のポリビニルブチラール樹脂
（１０）荒川化学工業（株）製、商品名：マルキードＮｏ．３３

インキの調製
前記実施例及び比較例の配合量で各原料を混合し、２０℃で２時間撹拌溶解することによりインキ組成物を得た。

マーキングペンの作製
内部に弁機構を収容したアルミ製軸筒内に前記各インキを充填し、先端部にポリエステル繊維の樹脂加工ペン体を装着することで、前記ペン体を押圧することにより開弁する機構（ポンピング式）のマーキングペンを作製した。

洗浄試験
前記各マーキングペンを用いて、鉱物油を主成分とする油脂を５．５ｍｇ／ｃｍ^２塗布した金属製標準試験板〔ＪＩＳ Ｇ ３１４１（ＳＰＣＣ〜ＳＢ）〕に筆記した後、該試験板を１％水酸化ナトリウム水溶液に１時間浸漬させた。その後、水溶液から取り出した試験板の筆跡の状態を目視により観察した。

インキ安定性試験
前記各マーキングペンが筆記できることを確認し、ペン先側を下向き状態として２０℃で７日間放置した後、洗浄試験で用いたものと同様の金属板に筆記した際の筆跡の状態を目視により観察した。
各試験結果を以下の表に示す。

表中の記号の内容を以下に説明する。
洗浄試験
○：初期と比較して変化がみられない。
△：若干の剥離が確認される。
×：筆跡が完全に剥離してしまう。
インキ安定性試験
○：鮮明な筆跡が得られる。
×：筆跡にカスレや色調不良が確認される。

Claims (5)

1. アルコール類、グリコールエーテル類、エステル類から選ばれる一種又は二種以上の溶剤Ａと、炭酸ジアルキルである溶剤Ｂと、着色剤と、ポリビニルブチラール樹脂とから少なくともなる油性インキ組成物であって、前記ポリビニルブチラール樹脂が、重合度２００〜７００、ブチラール化度６０〜７０％、分子中水酸基率３０〜４０％の各物性範囲内にある油付着金属面用マーキングインキ組成物。
2. ケトン樹脂を含む請求項１記載の油付着金属面用マーキングインキ組成物。
3. 前記溶剤Ａの添加量が溶剤Ｂよりも多く、溶剤Ｂが全溶剤中１０〜４０重量％を占める請求項１又は２に記載の油付着金属面用マーキングインキ組成物。
4. 前記溶剤Ａがグリコールエーテル類である請求項１乃至３のいずれかに記載の油付着金属面用マーキングインキ組成物。
5. 前記着色剤が顔料である請求項１乃至４のいずれかに記載の油付着金属面用マーキングインキ組成物。