JP3598307B2 - 固体マーキング組成物 - Google Patents

Description

本発明はマーキング組成物に関する。
従来、マーキング組成物、例えばハイライティングインク、筆記用インク、および修正液、は、溶剤系または水溶液として液体の形態で供給されている。これらの溶液には、乾燥が遅すぎること、または速すぎること、および分散した顔料が沈降すること、を含む種々の欠点がある。また、溶剤使用により引き起こされる環境上および／または安全性の問題もある。
さらに、液体マーキング組成物の使用には、組成物をマーキングペンまたは他のディスペンサーに入れて供給する必要がある。典型的に、ペンおよび他のインクディスペンサーは使い捨てできるものであり、インクの供給源が枯渇した時は廃物となる。
ある種のマーキング組成物（例えば米国特許第2,380,126号参照）、および修正組成物（例えば米国特許第4,992,502号参照）は、固体ワックスクレヨンとして提供されている。
本発明は、紙基材に施して消去可能なマーキングを与えることができる、固体の、消去可能なマーキング組成物を特徴とするものである。
本発明の一つの側面は、ブロック共重合体、ワックス、および着色剤、例えば顔料または油に可溶な染料、を含む、固体の消去可能なマーキング組成物を特徴とするものである。この組成物は固体の形態で提供され、基材に施した時に消去可能なマーキングを形成する。
本発明のもう一つの側面は、ブロック共重合体、ワックス、および蛍光顔料を含む、消去可能なハイライティング組成物を特徴とするものである。この組成物は、固体であり、基材上のマーキングに施すとハイライティングマーキングを形成することができ、このハイライティングマーキングはその下にあるマーキングの紙むけ（lifting）なしに消去できるる。
好ましいブロック共重合体はスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（Ｓ−EB−Ｓ）ブロック共重合体およびスチレン−イソプレン−スチレン（Ｓ−Ｉ−Ｓ）ブロック共重合体であるが、Ｓ−EB−Ｓ共重合体の方がより好ましい。共重合体の融解温度は約180℃未満であるのが好ましい。好ましくは、この組成物は約２から20重量％、より好ましくは６から16重量％、のブロック共重合体を含有する。
好ましいワックスには、ミクロクリスタリンワックス、密臘、カルナウバワックス、セチルエステルワックス、ココアバターおよびそれらの混合物がある。ワックス混合物は、どの単一のワックスよりも、特性、例えば硬度、展着性、および密着性、のバランスがより優れているので、典型的にはワックスの混合物が好ましい。
好ましい態様では、マーキング組成物は油、例えばあまに油、鉱油、またはシリコーン油、および半固体炭化水素軟化剤、例えばペトロラタム、をさらに含む。好ましい組成物は、脂肪酸、より好ましくはステアリン酸、をも含むことができる。
本発明の別の側面は、固体の消去可能なマーキング組成物の製造法を特徴とするものである。この方法は、（ａ）顔料を油中に混合する工程、（ｂ）ワックスをブロック共重合体と共に、両者が融解するまで加熱して、透明な溶融液体を形成させる工程、および（ｃ）工程（ａ）の混合物を工程（ｂ）の混合物に加え、均質になるまで混合する工程、を含んでなる。好ましい態様では、この方法は、工程（ｃ）の混合物を型に流し込んで固化させる工程をさらに含んでなり、またワックスおよびブロック共重合体を融解の際に攪拌する。
本発明のもう一つの側面は、基材上にマーキングを形成させる方法を特徴とするものである。この方法では、本発明の組成物を固体のスティックの形態で用意し、このスティックを基材の表面に押し付け、その表面に組成物の薄い被膜を付けてマーキングを形成させる。好ましい態様では、この組成物は蛍光顔料を含み、基材上の、下側にあるマーキングに施されて、そのマーキングを目立たせるが、この方法はそのマーキングを消去する工程をさらに含む。
ここで使用する用語「ブロック共重合体」は、複数の異なったモノマーの重合により製造される、線状に結合された重合体単位から構築された重合体をさす。
ここで使用する用語「ワックス」は、結晶性〜微結晶性構造を有し、擦った時に光沢を得ることができ、好適な溶剤と共に、または他のワックスと混合した時にペーストまたはゲルを形成することができ、融点のすぐ上の温度で低粘度を有する物質をさす（Grant ＆ Hackh's Chemical Dictionary,第５版）。ワックスは単一の天然または合成物質でも、あるいは複数のワックスの均質な混合物でもよい。
ここで用する用語「消去可能な」は、通常のイレーサーを使用して紙基材から実質的に完全に除去できるマーキングに関する。
本発明の固体マーキング組成物は、通常のイレーサーで容易に消去することができ、有利なことに、溶剤をまったく含まず、それらの製造にも溶剤を必要としない。この組成物は、使い捨てできるペンを使用する必要がなく、スクラップ材料はすべて溶融させて再使用することができるので、インクの製造において生じる廃物がない。ハイライティング組成物の場合、そのハイライティングマーキングは、通常のイレーサーで、その下にあるマーキングまたはタイプの紙むけすなわち抹消なしに容易に消去することができる。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の好ましい実施態様の説明および請求項から明らかになるであろう。
好ましいマーキング組成物は、ブロック共重合体、ワックス混合物、蛍光顔料、油、脂肪酸、例えばステアリン酸、および軟化剤を含む固体のハイライティング組成物である。
この組成物の消去性は、ブロック共重合体によって与えられる。好適な共重合体は、溶融加工できる、すなわち揮発性の有機溶剤を加えずに、単独で融解させることにより加工できる、共重合体である。
好ましい共重合体は、Shell Chemical Co.of Houston,TXからKRATON^TMの商品名で市販されている。最適な消去性および溶融加工性を得るのに特に好ましいのはKRATONスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体、例えばKRATON G 1650およびG 1652、である。通常、この組成物は約５〜20重量％、より好ましくは約５から16重量％の、ブロック共重合体を含む。ブロック共重合体が少なすぎると、組成物の消去特性がなくなり、多すぎると、組成物が紙基材から離れ難くなる。
ワックス成分は、好ましくはワックスの混合物を含んでなる。ワックス混合物の融解温度は約50℃〜80℃であるのが好ましいが、個々のワックスの融解温度は約20℃〜90℃にわたることがある。例えば、ココアバターの融解温度は22℃〜24℃であるが、カルナウバワックスの融解温度は86℃〜88℃である。好ましい組成物は、約40〜55重量％のワックスを含む。混合物の適当な成分には、ミクロクリスタリンワックス（この分野では「プラスチックワックス」とも呼ばれる）、密臘、カルナウバワックス、セチルエステルワックス、およびココアバターがあるが、これらに限定されるものではない。組成物は、通常、量で約40〜55％、好ましくは約45〜50％、のワックス混合物を含む。好ましいワックス混合物は、ミクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、およびセチルエステルワックスを、好ましくは2:1:1の比率で、含む。組成物中のワックスが多すぎると、消去性が悪くなり、少なすぎると展着性が悪くなる。
適当な着色剤としては、ワックスおよび／または油中に分散し得る顔料を包含する顔料、および油に可溶な染料がある。着色剤としては、消去可能なマーカーを与えるには、例えばインクに使用する通常の顔料を、または消去可能なハイライターを与えるには、例えば蛍光顔料、を選択することができる。通常、組成物は約４〜20重量％、より好ましくは約６〜10重量％、の顔料を含む。顔料が少なすぎると色の強度が不十分になり、多すぎるとクレヨンが脆くなる。
好適な油には、あまに油、鉱油、シリコーン油およびそれらの混合物があるが、これらに限定されるものではない。一般的に、ブロック共重合体の融点で焦げない、または燃焼しない油が好適である。油成分は、溶融したワックスおよびゴムの中に、焦げ、および顔料の変色を起こすことなく配合できる顔料の一様な分散液を形成するのに使用される。シリコーン油は、下にあるマーキングや印字を組成物の紙むけなしに容易に消去できるので、好ましい。通常、組成物は５〜20重量％、より好ましくは約10〜15重量％、の油を含む。油が多すぎると、スティックが柔らかくなりすぎて、消去の際に汚れを引き起こすことがあり、少なすぎると、顔料を分散させるのが難しくなることがある。
脂肪酸は、どの様な脂肪酸でもよく、例えばステアリン酸でよい。脂肪酸は、軟質ワックスの硬度を増加し、汚れなしに組成物をより消去し易くする。通常、組成物は約10〜25％、より好ましくは約12〜20％の、脂肪酸を含む。脂肪酸が多すぎると、スティックが硬くなり、少なすぎると消去の際に汚れを引き起こすことがある。
軟化剤は半固体炭化水素、好ましくはペトロラタムまたは天然または合成ラノリン、である。この成分は、所望により使用する成分で、組成物がハイライティングスティックとして使用される場合に、下にある印刷上への固体組成物の展着性を改良する。また、軟化剤により、様々な異なった紙表面上に組成物を容易に展着させることができる。軟化剤を使用する場合、組成物は通常約１〜10％、より好ましくは約３〜７％、の軟化剤を含む。軟化剤が多すぎると、汚れ易い、過度に柔らかい組成物が形成される。
組成物は、好ましくは最初に顔料を油中に、混合し、次いでワックスまたは複数のワックスをブロック共重合体と共に、攪拌しながら、両者が融解するまで加熱し、透明な溶融液体を形成し、最後に、その溶融液体に顔料／油混合物を加え、均質になるまで混合する。マーカーを形成するには、その均質な混合物を型に流し込み、固化させる。型は、最初に離型剤、例えばステアリン酸カリウム、で処理して、固化した組成物を取り出し易くするのが好ましい。
例
表１に示す配合で消去可能なスティックを製造した。最初に、顔料をシリコーン油と混合して一様な顔料分散液を形成した。次に、ワックスおよびステアリン酸を約175℃で一緒に融解させ、混合し、ブロック共重合体を加え、融解させ、ワックスおよび共重合体が均質な溶融混合物が形成されるまで混合した。次いで、顔料分散液、ワックス／共重合体混合物、およびペトロラタムを均質になるまで混合し、得られた混合物を、離型剤（ステアリン酸カリウム）で処理した型の中に流し込み、固化させた。
この様にして形成された消去可能なスティックは、紙基材に滑らかに、容易に施すことができて、通像のイレーサーで汚れを引き起こすこと無く、消去することができる。
表１
成分 重量部
BOWAX1018ミクロクリスタリンワックス ８
カルナウバワックス ４
スチアリン酸 ４
セチルエステルワックス ４
シリコーン油 ３
KRATON 1650ブロック共重合体 ３
LUMOGEN黄色顔料 ３
ペトロラタム １
他の態様は請求項に記載してある。

Claims (13)

1. ブロック共重合体、ワックス、着色剤、および半固体炭化水素軟化剤を含んでなる消去可能なマーキング組成物であって、前記組成物が、固体形であり、基材に塗布した時に、消去可能なマーキングを形成し得るものであることを特徴とする、消去可能なマーキング組成物。
2. 前記ブロック共重合体がスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体であり、および／または前記組成物が５〜20重量％の前記ブロック共重合体を含んでなる、請求項１に記載のマーキング組成物。
3. 前記ワックスが、下記（ａ）〜（ｅ）の少なくとも一つの性質を有するものである、請求項１に記載のマーキング組成物。
   （ａ）前記ワックスが、ミクロクリスタリンワックス、密臘、カルナウバワックス、セチルエステルワックス、ココアバター、またはそれらの混合物からなるものである、
   （ｂ）前記ワックスが、50〜80℃の融点を有するワックス混合物である、
   （ｃ）前記ワックスが、ミクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、およびセチルワックスの混合物である、
   （ｄ）前記ワックスが、ミクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、およびセチルワックスを2:1:1の割合で含む混合物である、
   （ｅ）前記組成物が、前記ワックスを40〜50重量％含んでなる。
4. 油をさらに含んでなる、請求項１に記載のマーキング組成物。
5. 下記（ａ）〜（ｃ）の特徴を有する、請求項４に記載のマーキング組成物。
   （ａ）前記油が、あまに油、鉱油、シリコーン油、またはそれらの混合物である、
   （ｂ）前記油が、好ましくはシリコーン油である、および／または
   （ｃ）前記組成物が、10〜15重量％の前記油を含んでなる。
6. 前記軟化剤が、ペトロラタムであり、および／または前記組成物が１〜10重量％の前記軟化剤を含んでなる、請求項１に記載のマーキング組成物。
7. 脂肪酸をさらに含んでなる、請求項１に記載のマーキング組成物。
8. 前記脂肪酸がステアリン酸を含んでなるか、および／または前記組成物が10〜25重量％のステアリン酸を含んでなる、請求項７に記載のマーキング組成物。
9. 前記着色剤が、蛍光顔料であるか、および／または前記組成物が４〜20重量％の着色剤を含んでなる、請求項１に記載のマーキング組成物。
10. ５〜20重量％のブロック共重合体、40〜55重量％のワックス混合物、４〜20重量％の蛍光顔料、10〜15重量％の油、および半固体炭化水素軟化剤を含んでなる消去可能なハイライティング組成物であって、前記組成物が、固体形であり、基材に施したときに、下にすでにあるマーキングを消去せずに、消去し得るマーキングを形成できるものであることを特徴とする、消去可能なマーキング組成物。
11. 下記（ａ）〜（ｃ）のひとつ以上の性質を有してなる、請求項10に記載のマーキング組成物。
    （ａ）前記油がシリコーン油である、
    （ｂ）前記ワックス混合物の融点が50〜80℃である、または
    （ｃ）前記ミクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、およびセチルワックスの混合物である。
12. （ａ）顔料を油中に混合する工程、（ｂ）ワックスをブロック共重合体と共に、両者が融解するまで加熱して、透明な溶融液体を形成させる工程、
    （ｃ）工程（ａ）の混合物、工程（ｂ）の混合物、および半固体炭化水素軟化剤を混合し、均質になるまで混合する工程、を含んでなることを特徴とする、固体の消去可能なマーキング組成物の製造法。
13. 工程（ｃ）の混合物を型に流し込んで固化させること、および／またはワックスおよびブロック共重合体を融解の際に攪拌する工程をさらに含んでなる、請求項12に記載のマーキング組成物の製造法。