JP2017119864A - 筆記具用油性インキ組成物及びそれを内蔵した筆記具 - Google Patents
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Abstract
Description
前記問題を解消するために、各種化合物の添加が検討されており、例えば、ショ糖脂肪酸エステルを添加する技術が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、ソルビタン脂肪酸エステルやポリグリセリン脂肪酸エステルを添加する技術も開示されている(例えば、特許文献3、4参照)。
しかしながら、ショ糖脂肪酸エステルを含むインキによる筆跡は、筆記後に高温多湿下で放置した際に白化することがあり、フィルム等の透明材料に筆記した場合に見栄えが悪くなることがあった。
また、ソルビタン脂肪酸エステルやポリグリセリン脂肪酸エステルも耐ドライアップ性能が付与できる有用な化合物であるが、ショ糖脂肪酸エステルと同様に、これらを添加した筆跡が高温多湿下で放置されると白化することがある。そのため、フィルム等の透明材料に筆記した場合に見栄えが悪くなることがあった。
更に、炭素数5以下の脂肪族アルコール及び/又はグリコールエーテルから選ばれる有機溶剤を主溶剤とし、着色剤と、樹脂と、HLB値が2〜7のソルビタン脂肪酸エステル及び/又はHLB値が2〜9のポリグリセリン脂肪酸エステルとを含んでなり、更に炭素数が6〜12の範囲にあるグリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、ベンジルアルコールエステルから選ばれる一種以上の助溶剤を含んでなることを要件とする。
更に、前記ソルビタン脂肪酸エステルが、ソルビタン:脂肪酸において1:1〜1:3の範囲で構成されるエステルであること、前記ポリグリセリン脂肪酸エステルが、グリセリン:脂肪酸において1:1〜4:1の範囲で構成されるエステルであることを要件とする。
更に、前記着色剤が染料であること、前記助溶剤の沸点が150℃〜240℃の範囲にあること、前記助溶剤がインキ組成物全量中1重量%〜10重量%の範囲で用いられることを要件とする。
更には、前記筆記具用油性インキ組成物を内蔵してなる筆記具を要件とする。
更に、HLB値が2〜7のソルビタン脂肪酸エステルやHLB値が2〜9のポリグリセリン脂肪酸エステルを用いた場合においても、ショ糖脂肪酸エステルを用いた場合と同様に、白化のない鮮明な筆跡が形成でき、優れた耐ドライアップ性能を長期間に亘って発揮する筆記具用油性インキ組成物とこれを内蔵する筆記具を提供できる。
具体的には、ショ糖脂肪酸モノエステル0〜40重量%と、ショ糖脂肪酸ジエステル、ショ糖脂肪酸トリエステル及びショ糖脂肪酸ポリエステルから選ばれる少なくとも一種が100〜60重量%とからなる低HLB値ショ糖脂肪酸エステル、又は、ショ糖脂肪酸モノエステル50〜80重量%(好ましくは50〜70重量%)と、ショ糖脂肪酸のジエステル、トリエステル、ポリエステルから選ばれる少なくとも一種が20〜50重量%(好ましく30〜50重量%)とからなる高HLB値ショ糖脂肪酸エステルが用いられる。
尚、前記ショ糖脂肪酸ポリエステルは、トリエステル以上、オクタエステルまでの高次エステルをいう。また、ショ糖脂肪酸エステルの脂肪酸成分は、特に限定されるものではなく、炭素数2〜30の飽和又は不飽和脂肪酸であってよいが、好ましくは、炭素数5〜22、より、好ましくは、炭素数12〜20の飽和又は不飽和脂肪酸である。
前記脂肪酸として具体的には、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エイコサン酸、オレイン酸等が挙げられる。
具体的には、前記低HLB値ショ糖脂肪酸エステルのHLB値は8以下(1〜8)であり、高HLB値ショ糖脂肪酸エステルのHLB値は8より大きい(8〜18)ものとなる。
特に、耐水性に比べて、他成分の添加等での調整が難しい点から、溶解安定性が高いHLB値が8より大きい高HLB値ショ糖脂肪酸エステルが好適である。
0.1重量%未満では所望の効果が得られ難く、また、多量に添加することも可能であるが、10重量%以下で所望の効果は充分に得られる。
また、前記グリコールエーテルとしては、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。
前記有機溶剤は一種又は二種以上を混合して、インキ組成中40〜95重量%の範囲で用いられる。その際、相溶性のある汎用の溶剤を併用することもできる。
前記ショ糖脂肪酸エステルを添加した油性インキは、ペン先表面に皮膜を形成することで耐ドライアップ性(耐乾燥性)に優れたものとなるが、筆記時には、溶剤が蒸発して筆跡が乾燥する際、蒸発時に奪われる気化熱により大気中の水分が凝結するとともに、ショ糖脂肪酸エステルや他の成分が析出して視認される白化現象が見られることがある。特に、前記現象は被筆記体として樹脂フィルム等の透明基材を用いた際に顕著である。
前述の現象に対し、前記助溶剤が作用することで、主溶剤が蒸発した際にショ糖脂肪酸エステルや他の成分が析出することがなくなるため、筆跡に白化が生じることを抑制できるものとなる。
前記助溶剤は、インキ中に1〜10重量%、好ましくは2〜8重量%の範囲で添加される。1重量%未満では所望の効果が得られ難く、また、多量に添加することも可能であるが、10重量%以下で所望の効果は充分に得られる。
前記染料としては、例えば、カラーインデックスにおいてソルベント染料として分類される有機溶剤可溶性染料が挙げられる。
前記ソルベント染料の具体例としては、バリファストブラック3806(C.I.ソルベントブラック29)、同3807(C.I.ソルベントブラック29の染料のトリメチルベンジルアンモニウム塩)、スピリットブラックSB(C.I.ソルベントブラック5)、スピロンブラックGMH(C.I.ソルベントブラック43)、バリファストレッド1308(C.I.ベーシックレッド1の染料とC.I.アシッドイエロー23の染料の造塩体)、バリファストイエローAUM(C.I.ベーシックイエロー2の染料とC.I.アシッドイエロー42の染料の造塩体)、スピロンイエローC2GH(C.I.ベーシックイエロー2の染料の有機酸塩)、スピロンバイオレットCRH(C.I.ソルベントバイオレット8−1)、バリファストバイオレット1701(C.I.ベーシックバイオレット1とC.I.アシッドイエロー42の染料の造塩体)、スピロンレッドCGH(C.I.ベーシックレッド1の染料の有機酸塩)、スピロンピンクBH(C.I.ソルベントレッド82)、ニグロシンベースEX(C.I.ソルベントブラック7)、オイルブルー613(C.I.ソルベントブルー5)、ネオザポンブルー808(C.I.ソルベントブルー70)等が挙げられる。
前記顔料としては、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、スレン系顔料、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、アルミニウム粉やアルミニウム粉表面を着色樹脂で処理した金属顔料、透明又は着色透明フィルムにアルミニウム等の金属蒸着膜を形成した金属光沢顔料、フィルム等の基材に形成したアルミニウム等の金属蒸着膜を剥離して得られる厚みが0.01〜0.1μmの金属顔料、金、銀、白金、銅から選ばれる平均粒子径が5〜30nmのコロイド粒子、蛍光顔料、蓄光性顔料、熱変色性顔料、芯物質として天然雲母、合成雲母、ガラス片、アルミナ、透明性フィルム片の表面を酸化チタン等の金属酸化物で被覆したパール顔料等が挙げられる。
前記着色剤は一種又は二種以上を併用してもよく、インキ組成物中3〜40重量%の範囲で用いられる。
特に、前記着色剤が染料である場合、筆跡の乾燥性が悪く、白化を生じ易い傾向にあるため、本発明の構成がより有用なものとなる。
具体的には、ケトン樹脂、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、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン系樹脂、クマロン−インデン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリメタクリル酸エステル、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、α−及びβ−ピネン・フェノール重縮合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物等が挙げられる。
これらの樹脂は一種又は二種以上を混合して用いてもよく、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%未満では筆跡の紙への滲み抑制、定着性向上、堅牢性付与等の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。
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。
酸化防止剤としては、ジブチルヒドロキシトルエン、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、従来公知の化合物を用いることが可能であり、例えば、架橋型アクリル樹脂、架橋型アクリル樹脂のエマルションタイプ、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の水溶液、水添ヒマシ油、脂肪酸アマイドワックス、酸化ポリエチレンワックス等のワックス類、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、オクチル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩、ジベンジリデンソルビトール、デキストリン脂肪酸エステル、N−アシルアミノ酸系化合物、スメクタイト系無機化合物、モンモリロナイト系無機化合物、ベントナイト系無機化合物、ヘクトライト系無機化合物、シリカ等が例示できる。
これらのエステルとともに、溶剤として、炭素数5以下の脂肪族アルコールやグリコールエーテルから選ばれる有機溶剤を主溶剤とし、炭素数が6〜12の範囲にあるグリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、ベンジルアルコールエステルから選ばれる一種以上の助溶剤を用いることで、環境条件によらず鮮明で良好な筆跡を形成できるものである。
尚、これらの化合物においては前記性能を発現するためにHLB値が重要であり、ソルビタン脂肪酸エステルではHLB値が2〜7、ポリグリセリン脂肪酸エステルでHLB値が2〜9のものが高い効果を発現する。
具体的な化合物としては例えば、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート、ソルビタントリパルミテート等が例示できる。これらのうちで、HLB値が2〜7の範囲のものを適宜用いることができる。
0.1重量%未満では十分な耐ドライアップ性能を付与し難く、5重量%を超えて添加することも可能であるが、5重量%以下で所望の効果は充分に得られるためこれ以上の添加は要しない。
ボールペンに充填する場合、ボールペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、例えば、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、軸筒内にインキ組成物を充填したインキ収容管を有し、該インキ収容管はボールを先端部に装着したチップに連通しており、更にインキの端面には逆流防止用に液栓や固体栓等のインキ追従体が密接している構造のボールペンを例示できる。
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。
特に、前記マーキングペンに適用されるチップとしてポリエステル繊維束の樹脂加工体であるポリエステルチップを用いた場合、筆記感がやわらかくインキ追従性がよい反面、耐ドライアップ性に不利であることから本発明のインキによる効果が発現され易く効果的である。
尚、表中の組成の数値は重量部を示す。
(1)C.I.Solvent Black 7
(2)C.I.Acid Yellow 42と C.I.Basic Red 1の造塩体
(3)C.I.Pigment Black 7 20%、ポリビニルブチラール20%、エタノール60%分散体
(4)第一工業製薬(株)製、商品名:DKエステルF−90、モノエステル45%、その他(ジ、トリ、ポリエステル)55%、HLB=9.5
(5)ショ糖ステアリン酸エステル、三菱化学フーズ(株)製、商品名:リョートーシュガーエステルS1570、モノエステル70%、その他(ジ、トリ、ポリエステル)30%、HLB=15
(6)ショ糖パルミチン酸エステル、三菱化学フーズ(株)製、商品名:リョートーシュガーエステルP1570、モノエステル70%、その他(ジ、トリ、ポリエステル)30%、HLB=15
(7)炭素数4、沸点120℃
(8)炭素数7、沸点170℃
(9)炭素数9、沸点212℃
(10)炭素数10、沸点235℃
(11)ソルビタンパルミチン酸エステル、花王(株)製、商品名:レオドールSP−P10、ソルビタン:パルミチン酸=1:1、HLB=6.7
(12)ソルビタンステアリン酸エステル、花王(株)製、商品名:レオドールSP−S30V、ソルビタン:ステアリン酸=1:3、HLB=2.1
(13)ポリグリセリンステアリン酸エステル、阪本薬品工業(株)製、商品名:SYグリスターMS−3S、グリセリン:ステアリン酸=4:1、HLB=8.5
(14)ポリグリセリンステアリン酸エステル、日本エマルジョン(株)製、商品名:EMAREX DSG‐2、グリセリン:ステアリン酸=1:1、HLB=4.0
前記実施例及び比較例の各原料を混合し、ディスパーにて40℃で2時間撹拌することにより筆記具用油性インキ組成物を得た。
得られたインキ組成物5gを、市販のマーキングペン外装(パイロットコーポレーション製;WMBM−12L、ポリエステル製チップを備える)に充填することで油性マーキングペンを得た。
各マーキングペンを用いて、20℃で湿度70%の環境下で透明なPETフィルム上に5個連続して丸を書いた際の乾燥後の筆跡状態を目視により確認した。
試験結果を以下の表に示す。
筆記試験
○:鮮明な筆跡が得られる。
×:筆跡に白化現象がみられ、マット調の筆跡となる。
Claims (8)
- 炭素数5以下の脂肪族アルコール及び/又はグリコールエーテルから選ばれる有機溶剤を主溶剤とし、着色剤と、樹脂と、ショ糖脂肪酸エステルとを含んでなり、
更に炭素数が6〜12の範囲にあるグリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、ベンジルアルコールエステルから選ばれる一種以上の助溶剤を含んでなる筆記具用油性インキ組成物。 - 炭素数5以下の脂肪族アルコール及び/又はグリコールエーテルから選ばれる有機溶剤を主溶剤とし、着色剤と、樹脂と、HLB値が2〜7のソルビタン脂肪酸エステル及び/又はHLB値が2〜9のポリグリセリン脂肪酸エステルとを含んでなり、
更に炭素数が6〜12の範囲にあるグリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、ベンジルアルコールエステルから選ばれる一種以上の助溶剤を含んでなる筆記具用油性インキ組成物。 - 前記ソルビタン脂肪酸エステルが、ソルビタン:脂肪酸において1:1〜1:3の範囲で構成されるエステルである請求項2記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記ポリグリセリン脂肪酸エステルが、グリセリン:脂肪酸において1:1〜4:1の範囲で構成されるエステルである請求項2記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記着色剤が染料である請求項1乃至4のいずれかに記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記助溶剤の沸点が150℃〜240℃の範囲にある請求項1乃至5のいずれかに記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記助溶剤が、インキ組成物全量中1重量%〜10重量%の範囲で用いられる請求項1乃至6のいずれかに記載の筆記具用油性インキ組成物。
- 前記請求項1乃至7のいずれかに記載の筆記具用油性インキ組成物を内蔵してなる筆記具。
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