JP4324277B2

JP4324277B2 - Marking pen

Info

Publication number: JP4324277B2
Application number: JP13146799A
Authority: JP
Inventors: 真宇賀神
Original assignee: Zebra Co Ltd
Current assignee: Zebra Co Ltd
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP2000319570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペン先端部でのインキの乾燥を抑制することができるインキ組成物を備えるマーキングペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの筆記具等に用いられていた水性インキは、ペン先部分が開放されたまま長時間経過するとインキ中の液体成分（水及び有機溶剤）が蒸発してインキの粘度が高くなりインキが乾燥し、筆記不能になる場合がしばしばあった。そこで、耐乾燥性を付与する為、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどの吸湿性有機溶剤を添加する事が従来から極めて一般的に行われている。しかしながら、これらの吸湿性有機溶剤で乾燥抑制効果を得るにはインキ中に少なくとも１５〜２５重量％程度を添加しなければならず、しかも必ずしも充分な効果が得られない上に、筆記線の乾燥が遅くなってしまうという欠点があった。
特に最近では、従来はあまり用いられることのなかった、ガラスやプラスチックなどの非吸収面にも筆記可能な水性インキを充填した筆記具などが多く使われるようになり、その場合吸湿性有機溶剤の大量の添加は、非吸収面での筆記線の乾燥を著しく遅らせ致命的欠点となる。
【０００３】
このように、耐乾燥性を向上させるためにインキ組成物に上記のような吸湿性有機溶剤を多量に加えることにより生ずるインキ性能（滲み、乾燥性等）の低下を抑えかつ耐乾燥性に優れた水性インキ組成物を得るため従来から種々の提案がなされている。例えば、ヒドロキノンを配合すること（特開平９−２４１５７０号公報）、サリゲニンを配合すること（特開平９−６７５３７号公報）、パラキシレングリコールを配合すること（特開平９−１２９５７号公報）等である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、単に前記のような乾燥抑制剤を用いることによってペン先端部での乾燥を抑えるだけでなく、筆記後の筆記線の乾燥を速めることをもう一つの目的とする発明に関する。即ち、本発明は吸湿性有機溶剤の添加を必要最小限に抑えて筆記線の乾燥を極力速める一方、開放状態にあるペン先部分では、インキに添加した１，４−シクロヘキサンジメタノールの析出により、インキ中の液体成分（水及び低級アルコール）の蒸発を抑制して乾燥を防ぎ、更には、低級アルコールの添加により筆記線の乾燥を速める効果を付与せしめることのできる水性インキ組成物を備えるマーキングペンを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、下記の各発明によって達成することができる。
（１）着色剤と水と１，４−シクロヘキサンジメタノールとを少なくとも含有してなる水性インキ組成物を備えるマーキングペン。
（２）上記水性インキ組成物が、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール及びイソプロピルアルコールから選択される少なくも一種のアルコールを更に５〜２０重量％含有するものである、上記（１）に記載の水性マーキングペン。
（３）上記水性インキ組成物において、上記１，４−シクロヘキサンジメタノールの含有量が、上記水性インキ組成物を基準として３〜１２重量％である、上記（１）又は（２）に記載のマーキングペン。
【０００６】
本発明者らは、上記従来技術の問題点を解決するため鋭意研究を重ねた結果、水性インキに下記化学式で示される１，４−シクロヘキサンジメタノールを添加すると、ペン先部分でのインキの乾燥抑制効果が得られることを発見し、更にエチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールのうち、一つまたは二つ以上を該インキに添加することをにより、筆記線の乾燥を単に速めるだけの効果にとどまらず、上記の１，４−シクロヘキサンジメタノールを添加した水性インキのペン先部分での乾燥抑制効果を更に改善する効果があることを確認して本発明に到達したものである。
【０００７】
【化１】

【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、１，４−シクロヘキサンジメタノールの添加量は組成物を基準として（以下同じ）３〜１２重量％、好ましくは５〜１０重量％とする。ここで該添加量が３重量％未満ではペン先部分での乾燥抑制効果が充分でなく、また１２重量％を超えると効果はそれ程増加せず、むしろ粘度増加による筆記性能の低下や保存安定性の低下をもたらすという弊害が生じるので好ましくない。
【０００９】
本発明の水性インキは、着色剤と水と１，４−シクロヘキサンジメタノールを少なくとも含むことを特徴とするものであるが、着色剤としては、従来の水性インキで用いられている染料及び顔料が何ら制約無しに用いることができる。また通常用いられる防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤なども必要に応じ用いることができる。しかしながら、既に述べたように、通常、保湿剤或いは凍結防止剤として用いる、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどは、筆記線の乾燥を遅くする欠点があり、紙のような浸透性の筆記面での乾燥はまだしも、ガラスやプラスチックなどの非吸収面の筆記の場合には、致命的な欠点となる。
ここで着色剤の使用量は、通常必要に応じ３〜１０重量％程度であるが特に限定されるものではない。
【００１０】
本発明においては１，４−シクロヘキサンジメタノールの添加による直接的な乾燥抑制効果によって、上記の保湿剤の添加による乾燥抑制効果は必ずしも必要とせず、むしろその効果を低減させる場合があるという試験結果が得られている。該保湿剤のもう一つの使用目的である凍結防止に関しては、上記（２）のアルコール類の添加により同様の目的を達成することが認められている。勿論、アルコール類がより直接的に筆記線の乾燥を速める効果を有することは、それぞれの蒸発速度から考えて明らかなことであるが、先に述べたように、アルコール類を加えることにより１，４−シクロヘキサンジメタノールの乾燥抑制効果を更に増加せしめるという予想外の効果が奏せられる場合があることが試験結果から明らかである。その理由は必ずしも明らかではない。
【００１１】
更に、上記試験結果から考えられることは、水よりも蒸発速度の遅い溶剤が水よりもよりよく乾燥抑制剤を溶解する場合には乾燥抑制効果が得られにくく、水よりも蒸発速度の速い溶剤が水よりもよりよく乾燥抑制剤を溶解する場合には乾燥抑制効果が得られやすい傾向にあり、また、ペン先表面で乾燥抑制剤の結晶が析出し易い状態にあるほど抑制効果が大きい傾向にあるということが判っている。アルコールの種類の選択、組み合わせ及び添加量は、乾燥抑制効果及び筆記線の乾燥時間、紙に筆記した場合の裏抜けなどを総合的に評価して決定しなければならないが、一般的にいって、アルコール類の添加量が２０重量％を超えると、ケント紙のようなやや厚みのある紙でも裏抜けを生ずるし、５重量％を下回ると非吸収面での筆記線の乾燥促進効果が充分に得られないことからその添加量は５〜２０重量％とする。好ましい範囲は、８〜１８重量％である。
【００１２】
このように前述のアルコール類は、インキの凍結防止剤、筆記線の乾燥促進剤として、また時にはペン先部分での、１，４−シクロヘキサンジメタノールの添加によるインキの乾燥抑制効果をより増大せしめる材料として加えることができるが、顔料の水分散体（顔料を水性媒体に懸濁させたのちビーズミルなどの分散機で微小粒子に分散させたもの）に前述のアルコール類を添加する際に顔料が凝集を起こすことがあるので、そのような処方の場合には上記（２）によらず上記（１）のみでインキを作成し、必要最小限の吸湿性有機溶剤（グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコールなど）を加えてインキの凍結防止を確保することが必要である。因みに「顔料の水分媒体」には、一般に水溶性高分子分散剤や界面活性剤のほか、数％程度の吸湿性有機溶剤が含まれていることが多い。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、それにより本発明を限定するものではない。
（実施例１）

▲４▼に▲２▼、▲３▼を加えて攪拌した後、得られた混合物を、▲１▼を攪拌しながら▲１▼に注加した。攪拌を続け、▲３▼が溶解したことを確認した後、遠心機により粗大粒子を除去し水性黒色インキ組成物を得た。
【００１４】
（実施例２）

▲４▼、▲５▼、▲６▼の溶液に▲２▼、▲３▼を加えて溶解した後、得られた溶液を、▲１▼を攪拌しながら▲１▼に注加した。全体が均一になったら、遠心機により粗大粒子を除去し、水性黒色インキ組成物を得た。
【００１５】
（比較例１）

▲２▼、▲３▼、▲４▼、▲５▼を混合溶解し、得られた溶液を、▲１▼を攪拌しながら▲１▼に注加した。全体が均一になったら、遠心機により粗大粒子を除去し、水性黒色インキ組成物を得た。
上記実施例１、実施例２、比較例１ではインキの粘度をある程度同じようにするために顔料分を１０〜８重量％と変えて調整した。
【００１６】
（試験方法）
上記実施例１、実施例２及び比較例１の各インキを、市販されている通常の中綿式マーキングペンと同様に、中綿（インキ吸蔵体）にインキを充填した後、軸に装填し、ペン先、尾栓及びキャップを嵌着して１日横置きに放置したものを試験試料とした。
【００１７】
▲１▼ ペン先での耐乾燥性試験（乾燥抑制効果の評価）
複数本の前記試験試料のキャップを外し横置きで放置し、一定時間ごとに筆記用紙に手書きで筆記し、著しいかすれのない筆記状態が得られる最大の時間を「筆記可能な時間」とした。
【００１８】
▲２▼ 筆記線の乾燥時間
前記試験試料を用いて、ケント紙及びガラスに手書きで長さ約３０ｃｍの線を描く。一定時間ごとに筆記線直角方向に消しゴムで軽く擦り、筆記線が擦りとられたり延びたりしなくなった最短の時間を「筆記線の乾燥時間」とした。
【００１９】
（試験結果）試験結果を表１に示す。
【表１】

【００２０】
表１の試験結果から明らかなように、実施例１の「筆記可能な時間」は比較例１に比べ大幅に改善されている。一方「筆記線の乾燥時間」に関しては、ケント紙に筆記した場合の「筆記線の乾燥時間」にそれほどの差は感じられない。しかしガラスに筆記した場合の「筆記線の乾燥時間」は実施例１の方がはるかに短く上記（１）の発明の効果が顕著に現れている。更にこの点に関し、実施例１と実施例２を比較すると、実施例２の方が実施例１よりも更に「筆記線の乾燥時間」が短くなっており、またペン先での乾燥抑制効果も更に改善され、上記（２）の発明の効果が実証された。
【００２１】
【発明の効果】
吸湿性有機溶剤で所定の乾燥抑制効果を得るには従来は１５〜２５重量％にも及ぶかなり多量の吸湿性有機溶剤を使用しなければならなかったし、特に顔料を用いたインキにおいてはそれでもまだ充分な乾燥抑制効果を得ることができない場合がしばしばあるのに対し、本発明の水性インキ組成物によると、その量を必要最小限に抑えて筆記線の乾燥を速める一方で、開放状態にあるペン先部分では、インキ中に添加した１，４−シクロヘキサンジメタノールの効果により乾燥を極力抑制する効果を発揮することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a marking pen including an ink composition that can suppress drying of ink at a pen tip.
[0002]
[Prior art]
Water-based inks used in writing instruments, etc. until now, the liquid components (water and organic solvents) in the ink evaporate after a long time with the pen tip open, and the ink viscosity increases and the ink dries. However, it was often impossible to write. Therefore, in order to impart dry resistance, it has been very common to add hygroscopic organic solvents such as glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, and diethylene glycol. However, in order to obtain a drying-inhibiting effect with these hygroscopic organic solvents, at least about 15 to 25% by weight must be added to the ink, and a sufficient effect cannot be obtained. Had the disadvantage of becoming slow.
In particular, writing instruments filled with water-based ink that can be used for writing on non-absorbing surfaces such as glass and plastic, which have been rarely used in the past, have come to be used in many cases. This significantly delays the drying of the writing line on the non-absorbing surface, which is a fatal defect.
[0003]
As described above, in order to improve the drying resistance, the ink composition (bleeding, drying property, etc.) caused by adding a large amount of the hygroscopic organic solvent as described above to the ink composition is suppressed, and the drying resistance is excellent. Various proposals have heretofore been made to obtain a water-based ink composition. For example, by blending hydroquinone (Japanese Patent Laid-Open No. 9-241570), blending saligenin (Japanese Patent Laid-Open No. 9-67537), blending paraxylene glycol (Japanese Patent Laid-Open No. 9-12957), etc. is there.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to an invention that not only suppresses drying at the tip of the pen by simply using the drying inhibitor as described above but also speeds up drying of the writing line after writing. That is, the present invention minimizes the addition of a hygroscopic organic solvent and accelerates the drying of the writing line as much as possible, while the pen tip portion in the open state is precipitated by precipitation of 1,4-cyclohexanedimethanol added to the ink. Marking provided with a water-based ink composition capable of preventing the drying by suppressing the evaporation of the liquid components (water and lower alcohol) in the ink, and further imparting the effect of speeding up the drying of the writing line by the addition of the lower alcohol The purpose is to provide a pen .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by the following inventions.
(1) A marking pen comprising a water-based ink composition containing at least a colorant, water, and 1,4-cyclohexanedimethanol.
(2) The water-based composition according to (1), wherein the water-based ink composition further contains 5 to 20% by weight of at least one alcohol selected from ethyl alcohol, n-propyl alcohol and isopropyl alcohol. Marking pen .
(3) In the water-based ink composition, the content of the 1,4-cyclohexanedimethanol is 3 to 12% by weight based on the water-based ink composition, as described in (1) or (2) above. Marking pen.
[0006]
As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art described above, the present inventors added 1,4-cyclohexanedimethanol represented by the following chemical formula to water-based ink and dried the ink at the nib portion. An effect of simply accelerating the drying of the writing line by adding one or more of ethyl alcohol, n-propyl alcohol, and isopropyl alcohol to the ink. However, the present invention has been achieved by confirming that there is an effect of further improving the drying suppression effect at the pen tip portion of the aqueous ink to which 1,4-cyclohexanedimethanol is added.
[0007]
[Chemical 1]

[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the amount of 1,4-cyclohexanedimethanol added is 3 to 12% by weight, preferably 5 to 10% by weight, based on the composition (hereinafter the same). Here, if the amount added is less than 3% by weight, the effect of inhibiting drying at the pen tip portion is not sufficient, and if it exceeds 12% by weight, the effect does not increase so much. This is not preferable because of the negative effect of causing a decrease in the temperature.
[0009]
The water-based ink of the present invention is characterized by containing at least a colorant, water, and 1,4-cyclohexanedimethanol. Examples of the colorant include dyes and pigments used in conventional water-based inks. It can be used without any restrictions. In addition, commonly used preservatives, antifungal agents, pH adjusters, surface tension adjusters and the like can be used as necessary. However, as already mentioned, glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, etc., which are usually used as moisturizing agents or antifreeze agents, have the disadvantage of slowing down the drying of the writing lines, and penetrating writing like paper. Still, it is a fatal defect when writing on non-absorbing surfaces such as glass and plastic.
Here, the amount of the colorant used is usually about 3 to 10% by weight as needed, but is not particularly limited.
[0010]
In the present invention, due to the direct drying suppression effect by the addition of 1,4-cyclohexanedimethanol, the drying suppression effect by the addition of the moisturizing agent is not necessarily required, but rather the effect may be reduced. Is obtained. Regarding antifreezing, which is another purpose of use of the humectant, it has been recognized that the same purpose can be achieved by the addition of the alcohol (2). Of course, it is clear that alcohols have the effect of accelerating the drying of the writing line more directly in view of the respective evaporation rates. However, as described above, by adding alcohols, It is clear from the test results that an unexpected effect of further increasing the drying suppression effect of 4-cyclohexanedimethanol may be exhibited. The reason is not always clear.
[0011]
Furthermore, the above test results suggest that when a solvent having a slower evaporation rate than water dissolves a drying inhibitor better than water, a drying inhibiting effect is difficult to obtain, and a solvent having a faster evaporation rate than water. Tends to obtain a drying inhibitory effect when it dissolves the drying inhibitor better than water, and the inhibitory effect tends to increase as the crystals of the drying inhibitor are more likely to precipitate on the pen tip surface. It is known that The selection, combination and addition amount of alcohol must be determined by comprehensively evaluating the drying-inhibiting effect, the drying time of the writing line, and the strikethrough when writing on paper, but generally speaking If the amount of alcohol exceeds 20% by weight, even a slightly thick paper such as Kent paper will show through, and if it is less than 5% by weight, the drying effect on the non-absorbing surface is sufficiently accelerated. Since it is not obtained, the addition amount is set to 5 to 20% by weight. A preferred range is 8-18% by weight.
[0012]
As described above, the alcohols described above increase the effect of inhibiting the drying of the ink by adding 1,4-cyclohexanedimethanol as an antifreezing agent for ink, a drying accelerator for writing lines, and sometimes at the nib portion. The pigment can be added to the aqueous dispersion of the pigment (the pigment is suspended in an aqueous medium and then dispersed in fine particles by a dispersing machine such as a bead mill). In the case of such a prescription, the ink is prepared only by the above (1) regardless of the above (2), and the minimum hygroscopic organic solvent (glycerin, propylene glycol, ethylene glycol) is prepared. Etc.) to prevent the ink from freezing. Incidentally, the “pigment water medium” generally contains about several percent of a hygroscopic organic solvent in addition to a water-soluble polymer dispersant and a surfactant.
[0013]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, it does not limit this invention by it.
(Example 1)

After adding (2) and (3) to (4) and stirring, the resulting mixture was poured into (1) while stirring (1). Stirring was continued and after confirming that (3) was dissolved, coarse particles were removed by a centrifuge to obtain an aqueous black ink composition.
[0014]
(Example 2)

After dissolving (2) and (3) by adding (2) and (3) to the solutions of (4), (5), and (6), the obtained solution was poured into (1) while stirring (1). When the whole became uniform, coarse particles were removed by a centrifuge to obtain an aqueous black ink composition.
[0015]
(Comparative Example 1)

(2), (3), (4), and (5) were mixed and dissolved, and the resulting solution was added to (1) while stirring (1). When the whole became uniform, coarse particles were removed by a centrifuge to obtain an aqueous black ink composition.
In Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, the pigment content was adjusted to 10 to 8% by weight in order to make the ink viscosity the same to some extent.
[0016]
(Test method)
Each ink of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 is filled with ink in a batting (ink occlusion body) in the same manner as a commercially available ordinary batting type marking pen, and then loaded on a shaft. A test sample was prepared by attaching a tip, a tail plug and a cap and leaving it aside for a day.
[0017]
(1) Drying resistance test with pen nib (Evaluation of drying inhibition effect)
A plurality of the test samples were removed and allowed to stand horizontally, and handwritten on a writing sheet at regular intervals, and the maximum time during which a writing state without significant blurring was obtained was defined as “time for writing”.
[0018]
(2) Drying time of writing line Using the test sample, draw a line of about 30 cm in length on Kent paper and glass. The shortest time in which the writing line was not rubbed or extended was defined as “writing line drying time” at regular intervals by lightly rubbing with an eraser in the direction perpendicular to the writing line.
[0019]
(Test results) Table 1 shows the test results.
[Table 1]

[0020]
As is clear from the test results in Table 1, the “writing time” of Example 1 is significantly improved as compared with Comparative Example 1. On the other hand, with regard to “writing line drying time”, there is no significant difference in “writing line drying time” when writing on Kent paper. However, the “writing line drying time” when writing on the glass is much shorter in Example 1 and the effect of the invention of the above (1) appears remarkably. Furthermore, when Example 1 and Example 2 are compared with respect to this point, Example 2 has a shorter “writing line drying time” than Example 1, and also has a drying suppression effect at the nib. Further improved, the effect of the invention of (2) was demonstrated.
[0021]
【The invention's effect】
In order to obtain a predetermined drying suppression effect with a hygroscopic organic solvent, it has conventionally been necessary to use a considerably large amount of the hygroscopic organic solvent as much as 15 to 25% by weight, and in particular for inks using pigments. While there are often cases where it is still not possible to obtain a sufficient drying suppression effect, according to the water-based ink composition of the present invention, the amount of the water-based ink composition is minimized to speed up drying of the writing line, while being opened. In a certain nib part, the effect which suppresses drying as much as possible by the effect of 1, 4- cyclohexane dimethanol added in ink can be exhibited.

Claims

A marking pen comprising a water-based ink composition comprising at least a colorant, water, and 1,4-cyclohexanedimethanol .

The marking pen according to claim 1, wherein the water-based ink composition further contains 5 to 20% by weight of at least one alcohol selected from ethyl alcohol, n-propyl alcohol and isopropyl alcohol.

The marking pen according to claim 1 or 2, wherein a content of the 1,4-cyclohexanedimethanol in the water-based ink composition is 3 to 12% by weight based on the water-based ink composition.