JP4541562B2 - 溶液型ペン用インキ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、溶液型ペン用インキに関する。
【０００２】
溶液型ペン用インキは、筆記具、特にボールペンに広く使用されている。これらのインキは、一般的に、樹脂バインダー、着色剤、例えば染料及び着色剤用の溶剤を含有する。着色剤は比較的高価であるために、一般的にはインキにより作られる表示（マーキング）の色強度を望まないほどに害することなく可能な限り少ない着色剤を含有させることが望まれる。
【０００３】
酸性染料は、その良好な色強度のためにペン用インキにおける着色剤として使用するのに望ましい。いくつかの酸性染料は、消去性インキ、即ち、染料を無色の形に変換させることができる物質を含有する消去剤液でマーキングの上に筆記することによって消去することができるインキに有用である。しかし、酸性染料は、ボールペン用インキに通常使用される不揮発性の有機溶剤の多くに有意に溶解できないために、水性インキのみに使用される。大抵の水性インキはボールペンに使用するのに好適ではないために、酸性染料を含有する消去性インキは一般的にボールペンには使用されない。
【０００４】
本発明は、酸性染料を含有する溶液型インキ（例えば、消去性インキ）を特色とする。このインキは、比較的低い着色剤レベルで良好な色強度を示し、ボールペンに使用するのに好適である。更に、このインキは親水性であり、従って一般的には湿った部分、例えば、水性消去剤液により消去された部分に筆記するのに使用することができる。ある観点では、本発明は、酸性染料と、該酸性染料を溶解させるのに十分な量のオキサ酸溶剤を含む溶剤系とを含有する溶液型ペン用インキを特色とする。
【０００５】
好ましくは、オキサ酸溶剤は、酸性染料のための主溶剤として機能する。“主溶剤”とは、溶剤系がその他の有機溶剤及び（又は）水を含有し得るが、溶剤系における溶剤の総量の少なくとも４０％がオキサ酸であることを意味する。
【０００６】
好ましいオキサ酸溶剤は、下記の一般式：
【化２】

の一つを有する。
【０００７】
好ましくは、インキは、オキサ酸溶剤のブレンド、更に好ましくはモノ酸とジ酸とのブレンド、最も好ましくは３，６，９−トリオキサウンデカンジ酸と３，６，９−トリオキサウンデカン酸とのブレンドを含有する。好ましい酸性染料は、カルボキシル化及びスルホン酸化された染料塩よりなる群から選択される。好ましくは、インキは、２５％未満の酸性染料、更に好ましくは２０％未満の酸性染料を含有する。また、溶剤系が少なくとも４０％、更に好ましくは少なくとも５０％のオキサ酸溶剤を含有することが好ましい。
【０００８】
別の観点から、本発明は、脱色用化合物（例えば、塩基）と接触したならば脱色する酸性染料と、該酸性染料を溶解させるのに十分な量でオキサ酸溶剤を含む溶剤系とを含有する消去性インキを特色とする。
【０００９】
更に他の観点では、本発明は、（ａ）脱色用化合物と接触したならば脱色する酸性染料と該酸性染料を溶解させるのに十分な量でオキサ酸溶剤よりなる溶剤とを含有する消去性インキと、（ｂ）該酸性染料を変色させるために選択された化合物を含む消去剤液を含有する消去剤系とを特色とする。好ましい消去剤系は、上書きインキであって該消去剤液により覆われた領域上に永久マーキングを形成させるように選択された染料を含有するものを更に含み、そしてこの上書きインキはオキサ酸溶剤を含む溶剤系を含有する。
【００１０】
また、本発明はマーキングを消去する方法を特色とする。
【００１１】
“溶解”とは、ここで使用するときは、染料が２５℃において溶剤中に有意の変色を生じさせるのに十分な量で溶解することを意味する。
“酸性染料”とは、ここで使用するときは、“酸性染料”と称される染料と“直接染料”と称される染料の双方を含めて、酸性である全ての染料を包含する。
【００１２】
本明細書において特定した全ての％は、別に述べてなければ、重量による。
【００１３】
本発明のその他の特色及び利点は、現時点で好ましい具体例についての以下の説明並びに特許請求の範囲から明かとなろう。
【００１４】
好ましいインキは、酸性染料と少なくとも４０％の１種以上のオキサ酸溶剤を含む溶剤系とを含有する。好ましい消去性インキは、塩基の存在下に脱色できるトリアリールメタン染料、例えばアシッドブルー９３を含有する。好ましい非消去性インキはカルボキシル化及びスルホン酸化された染料塩を含有する。
【００１５】
好ましいオキサ酸溶剤は、以下の一般式：
【化３】

の一つを有する。
【００１６】
好ましいオキサ酸溶剤は、親油基、親水基及び酸／塩基官能基を有し、比較的低い融点及び比較的高い沸点（例えば、２００℃以上の引火点）を有する。オキサ酸溶剤のその他の性質には、広範囲に異なる極性の媒体への溶解度、表面活性の発現並びに金属イオンとの良好な錯化力が含まれる。好適なオキサ酸溶剤の例としては、酢酸（ａｃｅｔｏｎｉｃ）末端基を有するオキサ酸、例えば、メトキシ酢酸、ジグリコール酸、３，６−ジオキサヘプタン酸、３，６，９−トリオキサウンデカン酸、３，６，９−トリオキサデカン酸及びポリグリコールジ酸（ｎ＝１０〜１２）（これらの全ては、ヘキスト・セラニーズ社、ファインケミカル部、シャルロット、ＮＣから商業的に入手できる）が含まれる。その他の好適なオキサ酸溶剤は、オキサ連鎖の末端にプロピオン酸末端基を含有し、例えば、４，７−ジオキサオクタン酸、４，７，１０−トリオキサトリデカンジ酸、４，７，１０−トリオキサウンデカン酸及びポリグリコールジ酸（ｎ＝３〜１２）を包含する。これらのオキサ酸溶剤は、化学分野の当業者により容易に製造することができる。ある場合には、溶媒和性と低粘度との良好なバランスを得るために、溶剤系が、併用によりこのバランスを提供するような２種以上のオキサ酸溶剤のブレンドを含有することが好ましい。好適なブレンドは、良好な溶解度を提供するためのジオキサ酸、例えば３，６，９−トリオキサウンデカンジ酸と粘度を低下させるためのモノオキサ酸、例えば３，６，９−トリオキサデカン酸とである。ジ酸とモノ酸との好ましい比は３：１〜１：３，更に好ましくは３：２〜２：３である。
【００１７】
溶剤系は、オキサ酸溶剤ではない１種以上の補助溶剤を含有することができる。例えば、補助溶剤は、樹脂バインダーがオキサ酸溶剤に易溶解性でないならば、これを溶解させるように選択することができる。また、インキの親水性を削減させるために疎水性補助溶剤を添加し、これにより湿った環境での漏れを削減させ又は防止することができる。好適な補助溶剤には、グリコール類、例えば、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、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）エチルエーテル、ジ（エチレングリコール）メチルエーテル、ジ（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）ジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピ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）、トリ（エチレングリコール）及びテトラ（エチレングリコール）が含まれる。溶剤系は一般式に０〜６０％の補助溶剤を含有する。
【００１８】
塩基の存在下に脱色できるトリアリールメタン染料は、当業者に知られている。トリアリールメタン染料は、メチル基に共有結合した３コのアリール基を含有する。それぞれのアリール基は、例えば、スルホネート基（ＳＯ_３）を結合している。それらの例には、アッシドブルー９３及びアッシドブルー２２が含まれる。所望の色強度を提供するのに十分な染料がインキに含有されるべきであるが、インキで作ったマークを脱色させるほどに多量の消去剤液を適用しなければならないほどに多量であってはならない。好ましいインキは、１０〜２５％、更に好ましくはほぼ１５％のトリアリールメタン染料を含有する。
【００１９】
好ましい非消去性の酸性染料及び直接染料は、ナトリウム対イオンを持つスルホネート基を有する。好ましい酸性染料には、例えば、アシッドバイオレット３Ｒ（ＣＩ ４２７２０）、アッシドブルー８３（ＣＩ ４２６６０）、フッドグリーン３（ＣＩ ４２０５３）、アッシドグリーン６（ＣＩ ４２０７５）、アッシドブルー９（ＣＩ ４２０９０）、アッシドレッド５２（ＣＩ ４５１００）、アッシドグリーン５（ＣＩ ４２０９５）、アルペンブルー（ＣＩ ４２５７２）及びアッシドバイオレット１９（ＣＩ ４２６８５）が含まれる。好ましい直接染料には、ダイレクトブルー１３３（ＣＩ ３４００５）、ダイレクトブラック４８（ＣＩ ３４０００）、ダイレクトレッド１０３（ＣＩ ３４０２５）、ダイレクトブルー８２（ＣＩ ３４１３０）、ダイレクトブルー７８（ＣＩ ３４２００）及びダイレクトグリーン３３（ＣＩ ３４２７０）が含まれる。
【００２０】
また、いくつかの好ましいインキは、ボールペンからのインキの漏れを防止させるために増粘剤、例えば重合体を含有する。好適な重合体には、ケトン／ホルムアルデヒド樹脂、例えば、フルズ・アメリカ社、ロックレイ、ＮＪから商品名“ＲＥＳＩＮ ＳＫ”として入手できる樹脂が包含される。好ましくは、重合体は、約１×１０^４〜５×１０^５ダルトンの数平均分子量を有する。好ましいインキは約１０〜２５％の増粘剤を含有する。
【００２１】
いくつかの好ましいインキは、ペンの使用者が筆記をしないときにインキをボールから離させるためにエラストマー、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）をさらに含有する。好ましいインキは約０．３〜０．６％のエラストマーを含有する。
【００２２】
潤滑剤、殺細菌剤、増粘剤及び着色剤のようなその他の慣用の成分をインキ又は消去剤液に含有させることができる。
【００２３】
インキは、まず、オキサ酸（これが室温で固体であるならば）を溶融し、またインキがオキサ酸溶剤のブレンドを含有するならば、オキサ酸溶剤を混合することから製造される。次に、任意の補助溶剤がオキサ酸と均質溶液が得られるまで混合される。溶剤が補助溶剤としての適性について評価しようとするならば、生じた溶液は何らかの二相的な又は沈殿的な挙動（これらは不適性を指示するであろう）が起こるかどうかを観察するために終夜放置することができる。しかして、溶剤系が製造されたならば、任意の増粘剤が撹拌し、必要ならば加熱しながらゆっくりと添加される。増粘剤が溶解したときに、染料が添加され（染料が固体であるならば、それはまず微細粉末に粉砕される）、撹拌し、必要ならば加熱しながら溶解される。次いで、任意のその他の添加剤が添加され、インキは均質になるまで混合される。
【００２４】
好ましい消去性インキは、消去剤系、例えば米国特許第５，６４９，９９９号（その詳細はその開示を参照されたい）に記載のような系に使用することができる。
【００２５】
実施例
上で説明した操作手順を使用して、９種のインキを製造した。インキは下記の処方を有した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
これらのインキをボールペンに組み入れたが、良好な色強度でもって高品質の筆記をもたらした。インキは、亜硫酸ナトリウム水溶液及びアルキルアミン水溶液によりうまく消去された。
その他の具体例も本発明の範囲内にある。

Claims (19)

1. 脱色用化合物と接触したならば脱色する酸性染料と、該酸性染料を溶解させるのに十分な量でオキサ酸溶剤を含む溶剤とを含有する消去性インキであって、前記オキサ酸が前記酸性染料のための主溶剤であり、前記溶剤が少なくとも４０重量％のオキサ酸溶剤を含有する、前記消去性インキ。
2. 該オキサ酸溶剤が次の一般式：
   

   

   を有するオキサ酸溶剤の群から選択される請求項１に記載のインキ。
3. 該溶剤がオキサ酸溶剤のブレンドを含む請求項１に記載のインキ。
4. 該ブレンドがモノ酸とジ酸とのブレンドよりなる請求項３に記載のインキ。
5. 該ブレンドが３，６，９−トリオキサウンデカンジ酸と３，６，９−トリオキサデカン酸とのブレンドよりなる請求項４に記載のインキ。
6. 該酸性染料がスルホン酸化染料塩である請求項１に記載のインキ。
7. インキが２５重量％未満の酸性染料を含有する請求項１に記載のインキ。
8. インキが２０重量％未満の酸性染料を含有する請求項１に記載のインキ。
9. 溶剤が少なくとも５０重量％のオキサ酸溶剤を含有する請求項１に記載のインキ。
10. 増粘剤を更に含有する請求項１に記載のインキ。
11. エラストマーを更に含有する請求項１に記載のインキ。
12. 該オキサ酸が末端の酢酸又はプロピオン酸末端基を有する請求項１に記載のインキ。
13. 酸性染料と、該酸性染料を溶解させるのに十分な量でオキサ酸溶剤を含む溶剤とを含有する溶液型ペン用インキであって、前記オキサ酸溶剤が前記酸性染料のための主溶剤であり、前記溶剤が少なくとも４０重量％のオキサ酸溶剤を含有する、前記溶液型ペン用インキ。
14. 該酸性染料が直接染料である請求項１３に記載のインキ。
15. 該酸性染料がカルボキシル化又はスルホン酸化塩である請求項１３に記載のインキ。
16. （ａ）請求項１に記載の消去性インキと、
    （ｂ）該酸性染料を変色させるために選択された化合物を含有する消去剤液
    を含む消去性組合せ物。
17. 上書きインキであって該消去剤液により覆われた領域上に永久マーキングを形成させるように選択された染料を含有するものを更に含む請求項１６に記載の消去性組合せ物。
18. 該上書きインキがオキサ酸溶剤を含む溶剤を含有する請求項１６に記載の消去性組合せ物。
19. オキサ酸溶剤を含む溶剤と、該溶剤に溶解された化学剤と接触したならば色を変化させる酸性染料とを含有するインキを基材に適用してインキマークを与え、
    該インキマークに該化学剤を適用して該酸性染料を変色させる
    ことからなるインキマークを変色させる方法であって、
    前記オキサ酸が前記酸性染料のための主溶剤であり、前記溶剤が少なくとも４０重量％のオキサ酸溶剤を含有する、前記方法。