JP6130754B2

JP6130754B2 - 光消去性水性インキ組成物及びマーキングペン

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Publication number: JP6130754B2
Application number: JP2013163280A
Authority: JP
Inventors: 拓深井
Original assignee: Zebra Co Ltd
Current assignee: Zebra Co Ltd
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: JP2015030831A

Description

本発明は、光消去性水性インキ組成物及びマーキングペンに関する。

従来より、色材としてｐＨ指示薬を含む筆記具用インキ組成物を用いることにより、得られた筆記線が一定時間経過後に消色することが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

一方、光触媒用酸化チタン微粒子と水性染料とを併用したインキ組成物又は色材として紅麹色素を含むインキ組成物を用いることにより、光を照射した筆記線が消色することが知られている（例えば、特許文献４〜５参照）。

特開２００５−３３０４２５号公報特開平７−１８８５号公報特開２００６−１１１８１５号公報特開２００３−７３５８７号公報国際公開第２００２／０８８２６５号

しかしながら、例えば、特許文献１〜３に開示されているインキ組成物は強塩基性であり、インキ組成物が皮膚に付着した場合、皮膚を侵すおそれがあった。

また、特許文献４に開示されているインキ組成物では、消色に紫外線が必要でありＬＥＤ照射下では消色しない、及び、インキ消色後に酸化チタンによる白色が残る、などの問題があった。

さらに、特許文献５に開示されるインキ組成物において、色材として、例えば、モナスコルブリン又はアンカフラビンを用いた場合、消色に紫外線が必要でありＬＥＤ照射下では十分に消色しない、及び、太陽光への曝露なしに消色するには５時間以上必要となることがある、などの問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、人体への安全性に優れ、紫外線を含む太陽光等に曝露した場合だけでなく、可視光線のみを照射した場合でも、短時間で消色する筆記線を得ることができる、光消去性水性インキ組成物、及びそれを用いたマーキングペンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、モナスカスイエロー及び水溶性界面活性剤を含有し、上記水溶性界面活性剤の含有量は、光消去性水性インキ組成物の全量を基準として、３質量％以上である、光消去性水性インキを提供する。

本発明の光消去性水性インキ組成物は人体への安全性に優れ、上記光消去性水性インキ組成物によれば、紫外線を含む太陽光等に曝露した場合だけでなく、可視光線のみを照射した場合でも、短時間で消色する筆記線を得ることができる。

上記水溶性界面活性剤の２０℃における水への溶解度が３ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以上であることが好ましい。

本発明はまた、繊維芯又はプラスチック芯からなるペン先と、インキ収容部とを備え、上記光消去性水性インキ組成物が上記インキ収容部に収容されている、マーキングペンを提供する。

本発明によれば、人体への安全性に優れ、紫外線を含む太陽光等に曝露した場合だけでなく、可視光線のみを照射した場合でも、短時間で消色する筆記線を得ることができる光消去性水性インキ組成物、及びそれを用いたマーキングペンを提供することができる。

図１は本発明に係るマーキングペンの一実施形態を示す模式断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（光消去性水性インキ組成物）
本実施形態の光消去性水性インキ組成物は、モナスカスイエロー及び水溶性界面活性剤を含有する。上記水溶性界面活性剤の含有量は、光消去性水性インキ組成物全量を基準として、３質量％以上である。

モナスカスイエローは、紅麹菌の菌体または培養液を各種溶媒で中和することで得られる紅麹色素の１種である。モナスカスイエローは、上記培養液を塩酸酸性エタノールで抽出することにより得られる。色材としてモナスカスイエローを用いることで、紫外線を照射せず可視光線のみを照射した場合でも筆記線が消去しやすくなる。

モナスカスイエローの含有量は、光消去性水性インキ組成物全量を基準として、１０〜５０質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。モナスカスイエローの含有量が１０質量％以上であることにより、筆記線の良好な視認性を得ることができる傾向がある。モナスカスイエローの含有量が５０質量％以下であることにより、筆記に用いた光消去性水性インキ組成物が筆記面の裏面まで浸透しにくい傾向がある。

水溶性界面活性剤は分子内に親水基と疎水基をもつ物質であり、親水基の形態により、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤に大別される。また、水溶性界面活性剤は、疎水基の形態により、炭化水素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤に大別される。本実施形態の光消去性水性インキ組成物には上記いずれの形態の水溶性界面活性剤も用いることができる。光消去性水性インキ組成物がモナスカスイエローと水溶性界面活性剤の両方を含むことにより、可視光線照射時の筆記線の消去を促進し、筆記線を短時間で消去することが可能となる。これは、光消去性水性インキ組成物中のモナスカスイエローの周囲の環境が疎水性となることにより、色素の可視光退色を引き起こす一重項酸素が長寿命化することによるものと考えられる。

上記水溶性界面活性剤の２０℃における水への溶解度（水１００ｇに溶ける水溶性界面活性剤の質量（ｇ））は３ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以上であることが好ましく、３ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以上３０ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以下であることがより好ましい。水溶性界面活性剤の上記溶解度が３ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以上であることにより、光消去性水性インキ組成物の筆記性能及び光消去性能の経時安定性が良好となる傾向がある。また、水溶性界面活性剤の上記溶解度が３０ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以下であることにより、モナスカスイエローの消色後、筆記線上に残る水溶性界面活性剤が目視で認識しにくく、一層明確な光消去が可能となる傾向がある。

水溶性界面活性剤の含有量は、光消去性水性インキ組成物全量を基準として、３質量％以上であり、３〜３０質量％であることが好ましく、３〜２０質量％であることがより好ましい。水溶性界面活性剤の含有量が３質量％以上であることにより、可視光線照射下での筆記線の消去性が向上する。水溶性界面活性剤の含有量が３０質量％以下であることにより、筆記に用いた光消去性水性インキ組成物が筆記面の裏面まで浸透しにくく、さらに、モナスカスイエローの消色後、筆記線上に残る界面活性剤が目視で認識しにくく、一層明確な光消去が可能となる傾向がある。

本実施形態の光消去性水性インキ組成物は、上述の成分の水溶液又は水分散液として、或いは上述の成分とは別に、水を含有することができる。水の含有量は、光消去性水性インキ組成物全量を基準として、好ましくは３０〜９０質量％であり、より好ましくは４０〜７０質量％である。

本実施形態の光消去性水性インキ組成物は、本実施形態で得られる効果を損なわない範囲で、上述の成分に加えて、水以外の溶媒、防錆剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、防腐剤（防黴剤）、潤滑剤、及び固着樹脂等の添加剤を含有していてもよい。

本実施形態の光消去性水性インキ組成物は、モナスカスイエロー、水溶性界面活性剤及び水、必要に応じて添加剤を、例えば、ディゾルバー、ヘンシェルミキサー及びホモミキサーなどの攪拌機を用いて混合することにより得られる。攪拌機の攪拌条件は特に制限されないが、たとえば、ディゾルバー攪拌機を用いて、回転数１００〜１０００ｒｐｍで３０〜１８０分間攪拌することにより、各成分が均一に分散した光消去性水性インキ組成物を得ることができる。以上のようにして得られた光消去性水性インキ組成物の粘度は、１〜２０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１〜１０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。

（マーキングペン）
本実施形態のマーキングペンは、繊維芯又はプラスチック芯からなるペン先と、インキ収容部とを備え、上記光消去性水性インキ組成物が上記インキ収容部に収容されている。

図１は本発明の一実施形態に係るマーキングペンの断面図である。図１のマーキングペン１０は中綿式であるが、本実施形態のマーキングペンは直液式であってもよい。また、図１のマーキングペン１０は、その一端にペン先を備えるが、両端にペン先を備えていてもよい。図１のマーキングペン１０は、インキ収容部１、ペン先２、軸体３、中綿４及びキャップ５を備える。マーキングペン１０においては、軸体３内部の空隙がインキ収容部１となっており、このインキ収容部１に本実施形態の光消去性水性インキ組成物を含む中綿４が収容される。なお、軸体３とは別に、軸体３内部に円筒状の中軸を設け、その中軸内部の空隙をインキ収容部１としてもよい。

ペン先２は、一般的なマーキングペンのペン先であり、光消去性水性インキ組成物を供給できるような繊維芯又はプラスチック芯で形成されている。マーキングペン１０において、ペン先２の先端形状は、砲弾形状となっている。なお、マーキングペン１０において、ペン先２の先端形状は砲弾形状に限定されず、チゼル形状、筆ペン形状等であってもよい。

また、キャップ５は、ペン先２を覆うように配置される。

本実施形態のマーキングペンは紙などの非浸透面上への筆記のために好適に使用される。本実施形態のマーキングペンによる筆記線は人体への安全性に優れ、上記筆記線は紫外線を含む太陽光等に曝露した場合だけでなく、可視光線のみを照射した場合でも、短時間で消色することができる。

本発明に係るインキ組成物は、筆記用具、マーキング用具、及びインキジェット等の印字用具に適用され、特にマーキングペンに好適に適用される。

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

［インキ組成物の調製］
（実施例１〜２６及び比較例１〜２７）
下記表１〜４に記載される各材料を混合し、実施例１〜２６及び比較例１〜２７のインキ組成物を得た。表中の数値の単位は、特に断りのない場合は、質量部である。

表１〜４に記載される材料の名称の詳細は以下のとおりである。
ノンサールＬＫ−５（カルボン酸塩型アニオン性界面活性剤、日油株式会社製、有効成分９８質量％以上）
パーソフトＳＫ（硫酸エステル塩型アニオン性界面活性剤、日油株式会社製、３０質量％水溶液）
プライサーフＡ２１５Ｃ（リン酸エステル型アニオン性界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、有効成分９９質量％）
カチオーゲンＴＭＬ（アミン塩型カチオン性界面活性剤、第一工業製薬株式会社製、３０質量％水溶液）
ニッサンアノンＢＦ（カルボン酸塩型両性界面活性剤、日油株式会社製、２５質量％水溶液）
ノイゲンＸＬ−１０００（ポリエチレングリコールエーテル型ノニオン性界面活性剤、第一工業製薬株式会社製）
ノニオシドＢ−１５（アルキルグリコシド型ノニオン性界面活性剤、第一工業製薬社製、５０質量％水溶液）
ダイヤノールＣＤＥ（脂肪酸アルカノールアミド型ノニオン性界面活性剤、第一工業製薬社製）
リョートーポリグリエステルＬ−７Ｄ（ポリグリセリン脂肪酸エステル型ノニオン性界面活性剤、三菱化学フーズ株式会社製）
ソルゲンＴＷ−８０（ソルビタン脂肪酸エステル型ノニオン性界面活性剤、第一工業製薬社製）
リョートーシュガーエステルＬ−１６９５（ショ糖脂肪酸エステル型ノニオン性界面活性剤、三菱化学フーズ株式会社製）
ＫＭ−２４４Ｆ（シリコーン系界面活性剤、日信化学工業株式会社製）
サーフロンＳ−２１１（フッ素系界面活性剤、ＡＧＣセイミケミカル株式会社製、有効成分５０質量％）
リオフレッシュエローＭＡ（モナスカスイエロー、東洋アドレ株式会社製、８０質量％エタノール溶液）
モナスカラー３００ＬＡ（モナスカスレッド、グリコ栄養食品株式会社製、５０質量％エタノール溶液）

［インキ組成物の評価］
図１に示した構造を有する中綿式マーキングペンのインキ収容部に、実施例１〜２６及び比較例１〜２７のインキ組成物を充填し、ペン先にインキ組成物を染み込ませた。ペン先には砲弾形状のポリエステル繊維芯を用いた。得られたインキ組成物及びマーキングペンを用いて、後述の評価を行った。評価結果を表１〜４に示す。

（試験１：消去性Ａ）
実施例１〜２６及び比較例１〜２７のインキ組成物を充填したマーキングペンを用いて筆記したコピー用紙を、温度２５±５℃、湿度６０±２０％ＲＨの室内の、南向きの窓に貼り付けて放置した。筆記線を太陽光に曝露し、曝露して３時間後及び８時間後に筆記線が消去されているかどうかを目視にて確認した。筆記線が消去されるまでの時間を以下の基準に従って評価した。
Ａ：曝露して３時間以内に筆記線が消去した。
Ｂ：曝露して８時間以内に筆記線が消去した。
Ｃ：曝露して８時間が経過しても筆記線が消去しなかった。

（試験２：消去性Ｂ）
実施例１〜２６及び比較例１〜２７のインキ組成物を充填したマーキングペンを用いて筆記したコピー用紙を、外部光を断った、気温２５±５℃、湿度６０±２０％ＲＨの、外部光を断った室内で、ＬＥＤ蛍光灯（アイリスオーヤマ社製、ＬＤＦＬ２０００ＮＦ-Ｈ５０、２本）直下２ｍの位置に配置した。上記ＬＥＤ蛍光灯から光を照射し、照射して３時間後及び８時間後に筆記線が消去されているかどうかを目視にて確認した。筆記線が消去されるまでの時間を以下の基準に従って評価した。
Ａ：照射して３時間以内に筆記線が消去した。
Ｂ：照射して８時間以内に筆記線が消去した。
Ｃ：照射して８時間が経過しても筆記線が消去しなかった。

色材にモナスカスレッドを用いた比較例１〜１３では、太陽光に曝露して８時間が経過しても筆記線が消去しきらず、短時間で消去しているとは言い難かった。

色材にモナスカスイエローを用い、水溶性界面活性を含有しない比較例１４、水溶性界面活性剤の含有量が少ない比較例１５〜２７では、ＬＥＤ蛍光灯から光を照射して８時間が経過しても筆記線が消去しきらず、短時間で消去しているとは言い難かった。

一方、色材にモスカスイエローを用い、水溶性界面活性剤を３質量％以上含有している実施例１〜１３では、紫外線と可視光線を含む太陽光に曝露した場合のみならず、紫外線を含まないＬＥＤ蛍光灯からの光を照射した場合にも、照射（曝露）して３時間以内に筆記線が消去していた。また、実施例１４〜２６では、ＬＥＤ蛍光灯からの光を照射した場合にも、照射してから８時間以内に筆記線が消去していた。以上より、実施例１〜２６では、紫外線を含む太陽光等に曝露した場合だけでなく、可視光線のみを照射した場合でも短時間で消去することが確認された。

次に、実施例１、比較例１及び比較例１４のインキ組成物を充填したマーキングペンを用いて筆記したコピー用紙の、消去性試験開始前、消去性Ａの試験開始３時間後及び８時間後、並びに、消去性Ｂの試験開始３時間後及び８時間後の色目を分光測色計（ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ）（型番：ＣＭ−３７００ｄ、ＭＩＮＯＬＴＡ社製、基準光源Ｄ６５、視野２°）を用い測定した。また、筆記前のコピー用紙の色目を空試験として測定した。色目は、明度Ｌ^＊、並びに色相と彩度を示すａ^＊及びｂ^＊を測定することにより評価した。色目の測定値から下記式に基づいて色差を算出し、光消去性を定量的に評価した。Ｌ^＊、ａ^＊及びｂ^＊の測定値、並びに、色差の計算値を表５に示す。

式中、Ｌ^＊及びＬ_０ ^＊は明度を示し、ａ^＊及びａ_０ ^＊は色相を示し、ｂ^＊及びｂ_０ ^＊は彩度を示す。また、Ｌ_０ ^＊、ａ_０ ^＊及びｂ_０ ^＊は筆記前（空試験）の測定値であり、Ｌ^＊、ａ^＊及びｂ^＊は筆記、照射又は曝露後の測定値である。

色材にモナスカスレッドを用いている比較例１では、太陽光曝露８時間後及びＬＥＤ蛍光灯の光照射８時間後と筆記前（空試験）との色差はそれぞれ１．５以上であり、筆記線が消去されているとは言えなかった。

色材にモナスカスイエローを用い、水溶性界面活性剤を用いていない比較例１４では、太陽光曝露３時間後と筆記前（空試験）との色差は１．５未満であったが、ＬＥＤ蛍光灯の光照射８時間後の空試験との色差は１．５以上であり、紫外線に曝露されることなく筆記線が消去されているとは言えなかった。

一方、色材にモスカスイエローを用い、水溶性界面活性剤を３質量％以上含有している実施例１では、筆記前後の色差は３０を超えており、比較例１の筆記前後の色差より大きかったが、太陽光曝露３時間後及びＬＥＤ蛍光灯の光照射３時間後と筆記前（空試験）との色差はそれぞれ１．５未満となり、比較例１の色差よりもむしろ小さかった。実施例１では、太陽光曝露後及びＬＥＤ蛍光灯の光照射後の色目は筆記前（空試験）の色目とほぼ同等であり、紫外線の有無によらず筆記線が十分に光消去されていることが確認された。

また、実施例１〜２６で得られたインキ組成物はいずれも人体に対して安全であることが確認された。

１・・・インキ収容部、２・・・ペン先、３・・・軸体、４・・・中綿（インキ組成物）、５・・・キャップ、１０・・・マーキングペン。

Claims

モナスカスイエロー及び水溶性界面活性剤を含有し、
前記水溶性界面活性剤の含有量は、光消去性水性インキ組成物の全量を基準として、３質量％以上である、光消去性水性インキ組成物。
前記水溶性界面活性剤の２０℃における水への溶解度が３ｇ／１００ｇ−Ｈ_２Ｏ以上である、請求項１に記載の光消去性水性インキ組成物。
繊維芯又はプラスチック芯からなるペン先と、インキ収容部とを備え、請求項１又は２に記載の光消去性水性インキ組成物が前記インキ収容部に収容されている、マーキングペン。