JP2012102206A - 変色性インキ組成物および筆記具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子供与性呈色性有機化合物と電子受容性化合物の群と、融点40〜120℃の芳香族化合物とを混合して有色粒子を形成し、電子受容性化合物により発色した電子供与性呈色性有機化合物を消色剤から分離して発色状態を保ち、加熱により芳香族化合物を液化させて、消色剤を電子受容性化合物に作用させることにより、電子供与性呈色性有機化合物を消色状態にする、変色性インキ組成物。
【選択図】なし
Description
脂肪族アミン、
脂肪族ジアミン、
アミノアルコール、
分子内にアミノ基を1つ以上含み、アミノ基と芳香環の間にアルキレン基を有する、芳香族化合物、
一般式NH2−C2H4−(NH−C2H4)n−NH2(n≧0)で表される化合物およびその誘導体、
イミダゾールおよびその誘導体、
ならびに一般的にヒンダードアミンと呼ばれる、ピペリジル基およびその誘導体を分子内に持つ化合物から選択されることが好ましい。これらの化合物は、電子受容性化合物と反応しやすく、良好な変色性をインキ組成物に付与する。
本発明の変色性インキ組成物は、電子供与性呈色性有機化合物を含む。電子供与性呈色性有機化合物は、電子受容性化合物により呈色する化合物であり、発色成分ともいえる。電子供与性呈色性有機化合物は、特に限定されず、公知の電子供与性呈色性有機化合物(例えば、ロイコ染料)を任意に使用できる。具体的には、例えば、下記の化合物を電子供与性呈色性有機化合物として使用できる。
・フェノチアジン類、例えば、ベンゾイルロイコメチレンブルー、エチルロイコメチレンブルー、
・インドリン類、例えば、2-(フェニルイミノエチリデン)-3,3-ジメチルインドリン
・ロイコオーラミン類、例えば、N-アセチルオーラミン、N-フェニルオーラミン;
・ローダミンラクタム類、例えば、ローダミンBラクタム;
・ポリアリールカルビノール類、例えば、クリスタルバイオレットカルビノール、マラカイトグリーンカルビノール;
チルアミノフタリド、3,3-ビス(p-ジメチルアミノフェニル)フタリド;
・トリフェニルメタンフタリド類、例えば、クリスタルバイオレットラクトン、マラカイトグリーンラクトン;
・フェニルインドリルフタリド類、例えば、3-(4-ジエチルアミノフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)フタリド、3-(2-メチル-4-ジエチルアミノ)フェニル-3-(1-(2-メトキシエチル)-2-メチルインドール-3-イル)フタリド;
フェニル)-4-アザフタリド;
・フェニルインドリルアザフタリド類、例えば、3-(2-エトキシ-4-ジエチルアミノフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)-4-アザフタリド、3-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)-3-(1-エチル-2-メチルインドール-3-イル)-4-アザフタリド;
・スチリルキノリン類、例えば、2-(3-メトキシ-4-ドデコキシスチリル)キノリン;
・キナゾリン類、例えば、2-(4-ジメチルアミノフェニル)-4-メトキシキナゾリン、2-(4-ジメチルアミノフェニル)-4-(1-クロロフェニルオキシ)キナゾリン;
・ビスキナゾリン類、例えば、4,4'-(エチレンジオキシ)-ビス[2-(4-ジエチルアミノフェニル)キナゾリン]、4,4'-(エチレンジオキシ)-ビス[2-(4-ピペリジノフェニル)キナゾリ
ン];
・エチレノアザフタリド類、例えば、3,3-ビス[1,1-ビス-(p-ジメチルアミノフェニル)エチレノ-2]-4-アザフタリド、3,3-ビス[1,1-ビス-(p-ジメチルアミノフェニル)エチレノ-2]-4,7-ジアザフタリド;
・フルオレン類、例えば、3,6-ビス(ジメチルアミノ)フルオレンスピロ(9.3')-4'-アザフタリド、3,6-ビス(ジメチルアミノ)フルオレンスピロ(9.3')-7'-アザフタリド。
電子受容性化合物は、電子供与性呈色性有機化合物に作用して、電子供与性呈色性有機化合物を発色させる。電子受容性化合物は、活性プロトンを有する化合物、偽酸性化合物または電子空孔を有する化合物である。
消色剤は、電子受容性化合物による顕色作用を阻害する。したがって、消色剤は、消去操作を行うときに、電子供与性呈色性有機化合物の発色を無くす又は弱める役割を果たす。消色剤は、好ましくは塩基性化合物である。インキ組成物の変色性は、消色剤の塩基性の強さと関係すると考えられ、消色剤の塩基性が強いほど、発色状態の電子供与性呈色性有機化合物をより良好に消色状態にすることができ、インキ組成物の加熱による変色性を向上させる。本発明においては、消色剤として、下記の化合物から選択される化合物を使用することが好ましい。
脂肪族アミン、
脂肪族ジアミン、
アミノアルコール、
分子内にアミノ基を1つ以上含み、アミノ基と芳香環の間にアルキレン基を有する、芳香族化合物、
一般式NH2−C2H4−(NH−C2H4)n−NH2(n≧0)で表される化合物およびその誘導体、イミダゾールおよびその誘導体、ならびに
一般的にヒンダードアミンと呼ばれる、ピペリジル基およびその誘導体を分子内に持つ化合物。
なお、消色剤として2以上の異なる化合物を使用しても良い。
なお、消色剤それ自体が、ワックスのような性質を有する、即ち、常温では固体状であり、加熱により液状体になる性質を有する場合には、そのまま使用して、消色用粒子としてインキ組成物中に分散させてよい。
本発明のインキ組成物は、電子供与性呈色性有機化合物と電子受容性化合物と融点40〜120℃の芳香族化合物とを含む有色粒子を含む、場合により、消色剤と融点40〜120℃の芳香族化合物とを含む消色用粒子を含む。ここで、「芳香族化合物」とは、分子中に1または複数の芳香環を有する化合物を指す。芳香族化合物は、具体的には、ベンゼン、ナフタリンおよびアントラセン、ならびにこれらの誘導体である。
5)ビフェニル系化合物:ビフェニル(71℃)、4,4'-ビスメトキシメチルビフェニル(54.5℃)、4-アセトキシビフェニル(80℃)、4-ブチリルビフェニル(95℃)
6)ナフタレン環を含む化合物:3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸メチル(71℃)
本発明のインキ組成物は、分散媒として機能する、水を含む。水として、通常用いられる水、例えば、イオン交換水および蒸留水等を使用することができる。インキ組成物における水の含有量は特に限定されず、発色粒子および/または消色用粒子の含有量、および得ようとする粘度に応じて、適宜選択される。例えば、水の含有量は、95重量%〜40重量%の範囲内であってよく、好ましくは90重量%〜50重量%程度である。
本発明のインキ組成物は、さらに、上記の成分に加えて、加熱により色相が変化しない着色剤、即ち、非熱変色性着色剤を含んでよい。非熱変色性着色剤は、好ましくは電子受容性化合物および消色剤の影響を受けず、それらによって変色しないものである。本発明のインキ組成物が非熱変色性着色剤を含む場合、本発明のインキ組成物は、加熱前に、発色状態の電子供与性呈色性有機化合物が呈する色と、着色剤が呈する色とが混合された色を有し、加熱後に、電子供与性呈色性有機化合物の呈する色が無色化されて、着色剤の色が強く現れるインキ組成物となる。よって、そのような着色剤を含むインキ組成物は、例えば、ある色相から別の色相に変化する、変色性インキ組成物となる。
電子供与性呈色性有機化合物として2'-[(2-クロロフェニル)アミノ]-6'-(ジブチルアミノ)スピロ[イソベンゾフルオラン-1(3H),9'-(9H)キサンテン]-3-オンを準備し、芳香族化合物および脂肪族化合物として、下記の5種類の化合物を準備し、電子受容性化合物として、3,5−ジ(α−メチルベンジル)サリチル酸亜鉛塩を準備し、乳化剤として、ポリビニルアルコールを準備した。
芳香族化合物3:安息香酸フェニル(融点70℃)
芳香族化合物3:1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオン(融点79℃)
脂肪族化合物1:グリセリンモノ12ヒドロキシステアレート(融点74℃)
脂肪族化合物2:ソルビタントリベヘネート(融点68℃)
脂肪族化合物3:グリセリンジトリステアレート(融点60℃)
消色剤として、下記の3種類の化合物を用意し、それぞれを、ポリビニルアルコールを用いてイオン交換水に分散させて、消色剤、ポリビニルアルコールおよびイオン交換水を下記表2に示す割合で含む消色剤分散体1〜3を得た。
消色剤A:2,2,4,4,-テトラメチル-7-6オキサ-3,20-ジアザジスピロ-[5,1,11,2]-ヘネイコサン-21-オン
消色剤B:ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル} {2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]
消色剤C:N,N'-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルニル)-1,3-ベンゼンジカルボキシアミド
有色粒子の分散体1と消色剤分散体1とを、重量比で70:30の割合で混合して、変色性インキ組成物を調製した。得られた変色性インキ組成物を、20μmのバーコータを用いて、ケント紙に塗布して塗膜を形成し、室温で乾燥させた。乾燥後、ケント紙を、温度調節プレート上に乗せ、30℃から90℃まで10℃/分の昇温速度で、プレート温度を変化させ、約2℃毎に測色した。
有色粒子の分散体2〜3から選択される1つの分散体を、消色剤分散体1〜3から選択される1つの分散体と、表3に示す割合で混合して、変色性インキ組成物を調製した。得られた変色性インキ組成物を、実施例1と同様にして、ケント紙に塗布して、塗膜を形成した。このケント紙に形成された塗膜を用いて、変色温度曲線を得、(30℃におけるケント紙とのと色差)−(55℃におけるケント紙とのと色差)を求めた。評価結果を表3に示す。また、これらの実施例について、変色温度曲線を図1および図2に示す。実施例2〜3において、90℃まで加熱した後のケント紙を−25℃まで冷却しても、発色濃度(ΔE)は高くならなかった。
有色粒子の分散体4〜6から選択される1つの分散体、および消色剤分散体1〜3から選択される1つの分散体を、表3に示す割合で混合して、変色性インキ組成物を調製した。得られた変色性インキ組成物を、実施例1と同様にして、ケント紙に塗布して、塗膜を形成し、変色温度曲線を得、(30℃におけるケント紙とのと色差)−(55℃におけるケント紙とのと色差)を求めた。結果を表3に示す。さらに、比較例1および2の変色温度曲線を図3および図4に示す。いずれのインキ組成物も、加熱により変色性を示した。しかし、(30℃におけるケント紙とのと色差)−(55℃におけるケント紙とのと色差)がいずれも3よりも大きく、実施例1〜3と比較して、55℃までの発色安定性が劣っていた。また、比較例1および2の変色温度曲線を示すグラフ(図3および4)から明らかなように、消色が開始してから消色が終了する(具体的には、ケント紙との色差が、消色が開始したときのそれよりも5だけ小さくなるとき)までの温度範囲が、実施例2および3のそれよりも広かった。
Claims (10)
- 電子供与性呈色性有機化合物と電子受容性化合物と融点が40℃〜120℃の芳香族化合物とを含む有色粒子、消色剤、および水を含む、変色性インキ組成物。
- 芳香族化合物が、一分子内にベンゼン環を2つ以上含む化合物である、請求項1に記載の変色性組成物。
- 芳香族化合物の融点が、65℃〜85℃である、請求項1に記載の変色性インキ組成物。
- 芳香族化合物が、ベンゾインイソプロピルエーテル、1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオン、安息香酸フェニル、フェニル酢酸p-トリル、1,4-ジフェノキシベンゼン、および4-アセトキシビフェニルから選択される1または複数の化合物である、請求項3に記載の変色性インキ組成物。
- 消色剤が、塩基性化合物である、請求項1に記載の変色性インキ組成物。
- 消色剤が、
脂肪族アミン、
脂肪族ジアミン、
アミノアルコール、
分子内にアミノ基を1つ以上含み、アミノ基と芳香環の間にアルキレン基を有する、芳香族化合物、
一般式NH2−C2H4−(NH−C2H4)n−NH2(n≧0)で表される化合物およびその誘導体、
イミダゾールおよびその誘導体、ならびに
一般的にヒンダードアミンと呼ばれる、ピペリジル基およびその誘導体を分子内に持つ化合物から選択される少なくとも1つの化合物である、
請求項5に記載の変色性インキ組成物。 - 電子受容性化合物が不揮発性である、請求項1に記載の変色性インキ組成物。
- 加熱により変色しない着色剤をさらに含む、請求項1に記載の変色性インキ組成物。
- 請求項1に記載の変色性インキ組成物を、インキとして用いる、筆記具。
- 請求項1に記載の変色性インキ組成物から成る、インクジェットプリンタ用のインキ。
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