JP3070895B2 - 水性ボールペン用マットフイルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボールペン用マットフ
イルム、さらに詳しくいえばコンピューターによって作
図した設計図面や地図などを、ペンプロッターすなわち
ボールペンで出力する場合に好適に使用しうる筆記用フ
イルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピューター利用技術の普及によ
って、コンピューターにより作成した資料をペンプロッ
ターで出力することが行われるようになり、その用紙と
してプラスチックフイルムが用いられている。

【０００３】ところで、このペンプロッターによって出
力される情報を記録するためのプラスチックフイルムに
ついては、筆記具としてシャープペン、油性ボールペ
ン、インクペン用のものは製品化され、一般に使用され
ている。しかしながら、水性インクを使用した筆記具に
関しては、水性インクの乾燥性及び描画性が要求され、
従来は、主として使用される水性インクや水性ペンの改
良によって対応していた。最近、多種多様の水性インク
や水性ペンに対して、共通的に使用しうるマットフイル
ムについて検討が行われるようになり、既にいくつかの
ものが提案されている。

【０００４】例えばカチオン系合成樹脂、セルロース誘
導体及びポリビニルアルコールを含む組成物をプラスチ
ックシートの表面に塗布してインクの吸収性、耐水性を
向上させた水性インク記録用シート（特開昭６３−１６
０８７５号公報）、電離放射線硬化型の親水性単量体と
電離放射線硬化型の多官能単量体とを含有する組成物を
プラスチックフイルム表面に塗布したのち、電離放射線
を、照射して記録層を形成させることにより記録適性を
向上させたもの（特開平１−１３９２５６号公報）など
が提案されている。

【０００５】しかしながら、水性ボールペン用としての
インク吸収性すなわち乾燥性はこれらの用紙によりある
程度改善されるとしてもまだ不十分である上に、水性ボ
ールペンのボールの接触に耐えうる塗膜強度を欠きまた
水性ボールペンに特有の線切れを生じるという欠点があ
る。

【０００６】すなわち、インク吸収性は、油性インクに
比べ水性インクの方が乾きにくく、通常のコーティング
マットフイルムに書いた場合、数時間にわたって濡れた
状態が続くので、手や周囲の物体に接触して記載面が汚
染するケースが多くなる。したがって、水性ボールペン
用紙については、塗膜中に水溶性樹脂を配合し、親水性
を与えてインクを染み込ませることが行われているが、
このように水溶性樹脂を配合すると耐水性が低下するた
め、図面を筆記する場合に画線がクロスする部分など、
一度描画した上をさらに二度目に描画すると塗膜が剥が
れ、線切れを生じたり、あるいは水で濡れるとその部分
の塗膜が溶けて画像が消失するなどの不都合を生じる。

【０００７】他方、描画性については、油性ボールペン
の場合は先端のボールの回転は滑かであるので、通常の
コーティングマットフイルムを使用してもほとんど支障
はないが、水性ボールペンの場合は、ボールの回転が円
滑でないため線が途切れやすく、特にプラスチックフイ
ルムでは表面が滑らかで、いわゆるボールに対するくい
つきが悪いため、この傾向が大きい。さらに、水性ボー
ルペンインクの吸収性のよいバインダーを用いると、こ
のインクで筆記後、インクの粘度や表面張力の差によ
り、一部が横へ拡散する結果、線の滲みを生じる。

【０００８】このように、プラスチックの水性ボールペ
ン用マットフイルムについては、実用化する上で、いく
つかの問題点があり、これらの問題点が完全に解決され
たものはこれまで、まだ知られていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記したよ
うな従来の水性ボールペン用マットフイルムの欠点を克
服し、ボールペン描画性及び水性インクの吸収性がよ
く、ボールペンのボールの回転が円滑で、線切れがな
く、耐水性の優れた水性ボールペン用マットフイルムを
提供することを目的としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、使用上の
欠点のない水性ボールペン用マットフイルムを発明する
ために、鋭意研究を重ねた結果、筆記層及びオーバーコ
ート層の組成について工夫を加えることにより、インク
吸収性及び描画性の改善された水性ボールペン用マット
フイルムが得られることを見出し、この知見に基づいて
本発明をなすに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、プラスチックフイル
ム基材の片面又は両面に、必要に応じ下引き層を介して
筆記層を設け、さらにその上にオーバーコート層を設け
た構成のマットフイルムにおいて、 （Ａ） 筆記層を、平均粒径２〜１０μｍ、沈降容積２
０〜９０ｍｌ／５ｇをもつ微細でかさ高な合成シリカ、
水溶性ポリマー、繊維素反応型架橋剤及びその触媒を含
むインク吸収性塗膜とし、かつ （Ｂ） オーバーコート層を第四級アンモニウム塩型ア
クリル樹脂から成るインク滲み防止性及び帯電防止性塗
膜としたことを特徴とする水性ボールペン用マットフイ
ルムを提供するものである。

【００１２】次に添付図面に従って、本発明の水性ボー
ルペン用マットフイルムの構成を詳細に説明する。図１
は、本発明の水性ボールペン用マットフイルムの１例の
断面拡大図であって、プラスチックフイルム基材１の上
に、下引き層２、筆記層３及びオーバーコート層４が順
次積層された構造を有している。

【００１３】プラスチックフイルム基材１としては、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリアミドなどが用いられるが、特にポリエチレ
ンテレフタレートが好適である。このプラスチックフイ
ルムは２５〜２５０μｍ、好ましくは５０〜１００μｍ
の厚さを有する。

【００１４】このプラスチックフイルム基材１の上に
は、さらにその上に施される筆記層３との間の密着性を
向上させるために、下引き層２が設けられる。この下引
き層２は必ずしも必要ではなく、場合によっては省くこ
とができるし、また所望に応じプラスチックフイルム基
材の両面に設けてもよい。この下引き層としては、通常
飽和ポリエステル樹脂が用いられる。このものの厚さ
は、通常０．５〜１．５μｍの範囲である。

【００１５】次に、本発明においては、筆記層として、
特定の合成シリカ、水溶性ポリマー及び繊維素反応型架
橋剤を含有する塗膜を用いることが必要である。この中
の水溶性ポリマーは、バインダーとして配合されるもの
で、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール樹脂
などが好ましいが、そのほかカルボキシル基含有ポリマ
ー、Ｎ‐ヒドロキシアルキル化ポリアクリアミド、ポリ
ビニルピロリドンなどを用いることができる。これらの
水溶性ポリマーは重合度が１０００以上のものが好まし
く、それよりも分子量が小さくなると、インクの吸収速
度、受容性が不十分になり、その結果インクの乾燥性が
低下する。

【００１６】ポリビニルアルコールとしては、ポリ酢酸
ビニルの部分けん化物が用いられるが、ポリ酢酸ビニル
の完全けん化物を用いることもできる。部分けん化物の
場合は、けん化度７５％以上、好ましくは７５〜９０％
のものが有利である。このけん化度が７５％未満のもの
は、インク吸収速度が遅くなる。

【００１７】次にポリビニルアセタール樹脂はポリビニ
ルアルコールとアルデヒドとの反応によって得られるも
ので、アセタール化度２〜２０モル％、好ましくは５〜
１５モル％のものが用いられる。このアセタール化度が
２モル％未満では、十分な耐水性が得られないし、２０
モル％よりも高いものは耐水性はよいがインク乾燥性が
劣化するし、架橋性も低下する。

【００１８】この水溶性ポリマーに配合する合成シリカ
は、水溶性ケイ酸塩例えばケイ酸ナトリウムを硫酸の存
在下で加熱するか、テトラケイ酸エステルの溶液を酢酸
の存在下で加熱することによって得られる多孔性の粉末
であって、平均粒径２〜１０μｍ、好ましくは３〜９μ
ｍの範囲の、かつ沈降容積２０〜９０ｍｌ／５ｇの微細
でかつかさ高なものである。平均粒径が２μｍ未満にな
ると滑り性が大きくなりすぎて、ボールペンのボールの
回転が悪くなり描線の途切れの原因となるし、１０μｍ
よりも大きくなると描線が滑らかさを欠き画質が劣化す
る。

【００１９】また、沈降容積は、かさ高性のパラメータ
ーであり、これが２０ｍｌ／５ｇ未満では、十分なイン
ク吸収性が得られず描画性、色の鮮明度が低下するし、
９０ｍｌ／５ｇよりも大きくなると強度や画質の劣化の
原因となる。

【００２０】この合成シリカは、水溶性ポリマー１００
重量部に対し、７０〜１１０重量部、好ましくは８５〜
９５重量部の割合で配合される。この量が７０重量部未
満では粗面化が不十分でボールの回転が悪くなり、描線
の途切れを生じる原因になる。また、この量が１１０重
量部よりも多くなると塗膜強度が低下する。

【００２１】次に本発明において用いられる繊維素反応
型架橋剤とは、繊維素の水酸基に対して反応性を有する
架橋剤であって、例えばジメチロールエチレン尿素、ジ
メチロールアルキルトリアゾン、メチル化ジメチロール
ウロン、ジメチロールグリオキザールモノウレイン、ジ
メチロールプロピレン尿素などがある。これらは、触媒
例えば塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アン
モニウムなどの存在下で、水溶性ポリマー中の官能基と
反応して、三次元構造を形成する。この繊維素反応型架
橋剤は、水溶性ポリマー１００重量部に対し、２０〜８
０重量部の割合で配合する。また、これと併用する触媒
は、繊維素反応型架橋剤に対し、１０〜８０重量％の割
合で用いられる。この筆記層の塗膜を形成させる塗工液
は、前記した各成分を水に溶解若しくは分散させて、固
形分濃度１０〜１５％にすることによって調製される
が、この塗工液の中には、所望に応じ、通常の筆記層を
形成する際に用いられている塗工液の添加成分として慣
用されているもの、例えば界面活性剤、湿潤剤、安定
剤、フィラー、着色剤、親水性溶剤などを加えることが
できる。

【００２２】この塗工液を、プラスチックフイルムの表
面に直接に、あるいは下引き層を介して、常法によって
塗布したのち、乾燥し、硬化させることにより筆記層が
形成される。このようにして形成される筆記層の厚さ
は、５〜３０μｍ、好ましくは７〜２０μｍの範囲であ
る。

【００２３】本発明においては、このようにしてプラス
チックフイルムの上に設けられた筆記層の表面を、第四
級アンモニウム塩型アクリル樹脂から成るオーバーコー
ト層で被覆することが必要である。この第四級アンモニ
ウム塩型アクリル樹脂としては、例えばアルキルアクリ
レート又はアルキルメタクリレートと、ジアルキルアミ
ノアルキルアクリレート又はジアルキルアミノアルキル
メタクリレートとの共重合体塩が挙げられる。この第四
級アンモニウム塩型アクリル樹脂は公知であり、例えば
ブチルメタクリレートとジメチルアミノエチルメタクリ
レートとのモル比１：１の共重合体の四級塩は市販品と
して入手可能である。

【００２４】オーバーコート層を形成するには、この第
四級アンモニウム塩型アクリル樹脂をアルコール又はア
ルコールと水との混合物に溶解し、筆記層の上に塗布し
たのち、乾燥する。このものの厚さとしては０．５〜
１．５μｍの範囲が適当である。このオーバーコート層
は、水性ボールペンインクの滲みを防止するとともに、
筆記時、用紙の摩擦時に発生する静電気によるトラブル
を抑制する作用がある。

【００２５】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお、各例中に示された物性は、次のようにして
評価されたものである。 （１）描画性；横河・ヒューレット・パッカード株式会
社製ドラフティング・プロッタＨＰ７５９５Ａにて水性
ボールペンで作図し、目視で画質、線途切れの有無を観
察し、全体として描画性の良好なものを○、やや欠陥の
あるものを△、不良なものを×とした。 （２）色の鮮明度；描画性の場合と同様にして、黒色、
赤色、青色及び緑色の４色で作図し、色調全体について
その鮮明度を目視により観察し、全体として鮮明なもの
を○、やや不鮮明なものを△、全く不鮮明なものを×と
した。 （３）インクの滲み；描画性の場合と同様にして作図
し、インクの滲みの有無を観察し、滲みのないものを
○、滲みのあるものを×とした。 （４）インクの速乾性；描画性の場合と同様にして作図
し、作図後３０秒以内で指触乾燥した場合を○、３０秒
よりも長く６０秒未満の間に乾燥した場合を△、６０秒
よりも多く要した場合を×とした。

【００２６】実施例１ 厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフイルムの
片面に飽和ポリエステル樹脂から成る下引き層（厚さ
１．０μｍ）を設けたのち、ポリビニルアセタール樹脂
（重合度１７００、アセタール化度８．０モル％）７．
１重量部、ジメチロールグリオキザールモノウレイン
１．８重量部、合成シリカＩ（平均粒径９．０μｍ、沈
降容積４７ｍｌ／５ｇ）２．２重量部、合成シリカＩＩ
（平均粒径３．５μｍ、沈降容積９０ｍｌ／５ｇ）３．
２重量部、カオリンクレー（平均粒径２．０μｍ、沈降
容積２２ｍｌ／５ｇ）１．０重量部、ナトリウムジオク
チルスルホサクシネート０．１重量部、塩化アンモニウ
ム０．４重量部、エチルアルコール２０．０重量部、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル１０．０重量
部、水５４．２重量部を混合して塗工液を調製し、ワイ
ヤーバーを用いて塗布し、１３０℃で２分間加熱し、厚
さ１１μｍの筆記層を形成させた。

【００２７】次いで、ブチルメタクリレートとジメチル
アミノエチルメタクリレートとのモル比１：１の共重合
体から成る第四級アンモニウム塩型アクリル樹脂を水と
エチルアルコールとの混合物に溶解し、筆記層の表面に
塗布し、１３０℃で１分間加熱し、厚さ１μｍのオーバ
ーコート層を形成させた。

【００２８】このようにして得たマットフイルムの物性
を表１に示す。なお、この例で筆記層の成分として用い
たカオリンクレーは鉛筆筆記性向上のためのものであ
り、プロピレングリコールモノメチルエーテルは塗布性
向上のためのものである。

【００２９】実施例２ 実施例１における筆記層塗工液中のポリビニルアセター
ル樹脂の代りに同量のポリビニルアルコール樹脂（重合
度２０００、けん化度８８．０モル％）を用いる以外は
実施例１と全く同様にしてマットフイルムを製造した。
このものの物性を表１に示す。

【００３０】比較例１ 実施例１における筆記層塗工液中のジメチロールグリオ
キザールモノウレインの代りに同量の水溶性メラミン樹
脂を用いること以外は実施例１と全く同様にしてマット
フイルムを製造した。このものの物性を表１に示す。

【００３１】比較例２ 実施例１と全く同様にして下引き層を施したポリエチレ
ンテレフタレートフイルム上に筆記層を形成させ、オー
バーコート層を省いたマットフイルムを製造した。この
ものの物性を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】比較例３〜５ 実施例１における合成シリカを、表２に示す合成シリカ
又は天然シリカに代えること以外は全く同様にしてマッ
トフイルムを製造した。このものの物性を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明のマットフイルムは、ボールペン
描画性及び水性インクの吸収性が優れ、ボールペンで描
画する際のボールの回転がスムースで線切れがなく、耐
水性もよいので、コンピューターによって作図した設計
図面や地図などを出力する場合などに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１例の断面拡大図。

【符号の説明】

１ プラスチックフイルム基材 ２ 下引き層 ３ 筆記層 ４ オーバーコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−2556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−107880（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−278324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−36692（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−160875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−2556（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−78432（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−166090（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41M 5/00 B32B 27/20 B32B 27/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックフイルム基材の片面又は両
   面に、必要に応じ下引き層を介して筆記層を設け、さら
   にその上にオーバーコート層を設けた構成のマットフイ
   ルムにおいて、 （Ａ） 筆記層を、平均粒径２〜１０μｍ、沈降容積２
   ０〜９０ｍｌ／５ｇをもつ微細でかさ高な合成シリカ、
   水溶性ポリマー、繊維素反応型架橋剤及びその触媒を含
   むインク吸収性塗膜とし、かつ （Ｂ） オーバーコート層を第四級アンモニウム塩型ア
   クリル樹脂から成るインク滲み防止性及び帯電防止性塗
   膜としたことを特徴とする水性ボールペン用マットフイ
   ルム。
2. 【請求項２】 プラスチックフイルム基材がポリエチレ
   ンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン又は
   ポリアミドである請求項１記載の水性ボールペン用マッ
   トフイルム。
3. 【請求項３】 筆記層中の水溶性ポリマーがポリビニル
   アルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリ
   ドン又はポリ‐（Ｎ‐ヒドロキシアルキルアクリルアミ
   ド）である請求項１又は２記載の水性ボールペン用マッ
   トフイルム。