JP6826861B2 - 筆記板用水性インク組成物 - Google Patents
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Description
近年、店頭の看板等としてホワイトボード又はブラックボードなどの筆記板は屋外で使用されることも想定される。この場合には、室内環境よりも過酷な条件、すなわち、長時間の高温・紫外線暴露がなされた後の使用であっても消去性などが維持される必要がある。
また、上記特許文献2は、耐水固着性に優れ、水拭き消去性も良好となる筆記板用などに好適な水性顔料インク組成物であり、隠ぺい性顔料として、中空樹脂粒子を用いるなどの記載はあるが、特定粒子径の中空粒子を用いることによる作用効果や、長時間の高温・紫外線暴露がなされた後の消去性などについては開示されていないものである。
上記筆記板用水性インク組成物には、さらに、リン酸エステルを含むことが好ましい。
さらに、質量平均分子量5000以下の糖類を含むことが好ましい。
本発明の筆記板用水性インク組成物は、少なくとも、平板状顔料及び平均粒子径が0.1〜1.0μmである中空粒子を含有することを特徴とするものである。
用いることができるパール顔料には、魚鱗箔のような天然品と天然マイカの表面を金属酸化物で被膜したもの及び合成マイカの表面を金属酸化物で被膜したもののような合成品とがある。一般的には入手しやすさと安全性、安定性の面から、後者が多く使われている。パール顔料は、マイカ表面に被覆させた金属酸化物の種類やコーティング膜厚によって様々な色調を示すものである。市販されているパール顔料としては、例えば、イリオジン100(粒子径10〜60μm、銀色)、イリオジン151(粒子径1〜110μm、銀色)、イリオジン153(粒子径20〜100μm、銀色)、イリオジン201(粒子径5〜25μm、金色)、イリオジン217(粒子径10〜60μm、赤銅色)、イリオジン289(粒子径10〜125μm、青色)、イリオジン504(粒子径10〜60μm、ワインレッド色)、イリオジン530(粒子径10〜125μm、銅色)(以上、メルクジャパン社製)等がある。
用いることができる金属蒸着樹脂顔料は、例えば、ポリエステルフイルムなどの樹脂フィルムの片面にアルミニウムなどの金属を真空蒸着した後、所望の色とする際に、両面に着色コーティングをした後細かく切断することで得られるものである。市販されている金属蒸着樹脂顔料としては、例えば、アルミコーティングポリエステルフイルムから構成されるクリスタルカラーX−20(平均粒子径100μm、ダイヤ工業社製)、尾池工業社製のエルジーNEO#100(平均粒子径110〜120μm)、#150(平均粒子径90〜100μm)、#200(平均粒子径55〜65μm)、#325(平均粒子径30〜40μm)、#500(平均粒子径10〜20μm)等がある。
これらの平板状顔料は、所望の色相、光輝度に合わせて、単独又は2種以上を併用することができる。
この含有量が1%未満では、描線の輝度感が不十分であり、一方、20%を超えると、インクの流出性が不十分となる。
また、平板状顔料の大きさ、その平均粒子径は30μm以下であることが望ましい。上記平板状顔料の平均粒子径が30μm以下、好ましくは、20μm以下であれば、そのインク組成物をマーキングペン等の筆記板用の筆記具として充填した場合、顔料がインク流出経路を閉塞させたりして筆記できなくなることもないものとなる。
なお、本発明(実施例等含む)で規定する平板状顔料の平均粒子径は、粒子径分布解析装置HRA9320−X100(日機装株式会社製)を用いて、屈折率1.81、体積基準により算出されたD50の値を意味する。
用いることができる中空粒子は、平板状顔料の光輝感を損なわずに、上記筆記板への悪影響の発生の抑制、ハードケーキ形成の抑制、消去性の向上などの目的の効果を発揮せしめるには、小さめの粒子径が有利であり、平均粒子径が0.1〜1.0μmとなるものが良く、好ましくは、0.1〜0.6μm、更に好ましくは0.4μm未満となるものが望ましい。なお、平均粒子径が1.0μm超過のものであると、平板状顔料の光輝感が損なわれたりし、好ましくない。
なお、本発明(実施例等含む)で規定する中空粒子の平均粒子径は、粒度分布測定機〔FPAR−1000(大塚電子社製)〕にて測定した、散乱光強度分布によるヒストグラム平均粒子径(D50)を意味する。
例えば、用いる中空粒子としては、ガラスやシリカ粒子等の無機系中空粒子や、高分子化合物からなる、架橋スチレン−アクリル樹脂等のスチレン系樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂等のアクリル系樹脂、メタアクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂等の中空樹脂粒子などを用いることができ、また、形状として球状、楕円状、針状などが挙げられ、好ましくは、材質としては中空樹脂粒子、形状としては球状のものが望ましい。なお、中空部がない粒子、所謂中実粒子(密実粒子)では、本発明の効果を発揮することができないものである。
この中空粒子の含有量が1%未満であると、本発明の効果を発揮することができず、一方、10%超過であると、描線の光輝感が損なわれるため、好ましくない。
用いることができるリン酸エステルとしては、例えば、脂肪族アルコールとリン酸とのエステルであるアルキルリン酸エステル、脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物とリン酸とのエステルであるアルキルエーテルリン酸エステル、芳香族アルコールのアルキレンオキサイド付加物とリン酸とのエステルであるアルキルフェニルエーテルリン酸エステル、或いはその誘導体の使用が挙げられるが、これらのリン酸エステルは、単独又は2種以上混合して使用してもよい。好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルのリン酸モノエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルのリン酸ジエステル、リン酸トリエステル、或いはその誘導体の使用が挙げられる。
本発明では、好ましくはインクに対して良好に溶解できるもの、具体的には、HLB値が6〜20のリン酸エステルを使用した場合において、特に顕著な効果が得られる。
なお、本発明における「HLB値」は、川上法〔HLB値=7+11.7log(MW/MO)、MW:親水部分の分子量、MO:親油部分の分子量〕から求めることができる。
フォスファノールシリーズとしては、フォスファノールML−220、同RB−410、同RD−510Y、同RD−720N、同RL−210、同RL−310、同RS−410、同RS−610、同RS−710(以上、東邦化学工業社製)、また、日光ケミカルズ社製では、NIKKOL DLP−10、DOP−8N、DDP−2、DDP−4、DDP−6、DDP−8、DDP−10などが挙げられる。
プライサーフシリーズの中では、プライサーフAL(ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル、HLB値:5.6)、同A208B〔ポリオキシエチレン(2)ラウリルエーテルリン酸エステル、HLB値:6.6〕、同A208F〔ポリオキシエチレン(3)アルキル(C8)エーテルリン酸エステル、HLB値:8.7〕、同A212C〔ポリオキシエチレン(6)トリデシルエーテルリン酸エステル、HLB値:9.4〕、同A215C〔ポリオキシエチレン(10)トリデシルエーテルリン酸エステル、HLB値:11.5〕、同A219B〔ポリオキシエチレン(20)ラウリルエーテルリン酸エステル、HLB値:16.2〕等が挙げられる。これらはそのままでも、アルカリ金属や有機塩基で中和した塩としても使用できる。また、2種以上を併用しても良い。
この含有量が、インク組成物全量に対し、0.05%未満であると、十分な消去性が得られず、一方、3%を超えると、描線のブリードが起こりやすくなる。
用いることができる質量平均分子量が5000以下の糖類としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類、還元糖、非還元等類、糖アルコール、還元澱粉分解物、及びこれらの混合物などが使用できる。これらのうち非還元糖類、特に糖アルコールが好ましい。還元性を有する糖類は、経時的な変色を引き起こしたり、pHの変動を生じさせる場合がある。なお、質量平均分子量が5000を超える糖類、例えば、キサンタンガムなどの増粘多糖類などを使用した場合は、その増粘作用により、レオロジー特性を阻害する場合があり、好ましくない。
グルコース(ブドウ糖)などの還元糖類は、分子中に持っているアルデヒド基やケト ン基などのカルボニル基(還元基)を持つことによって弱い還元を示す糖類であるのに対して、本発明で用いる非還元糖類は、単糖の還元性のある基が他の糖とグリコシド結合などで結合しているため、還元性を示さないものである。
これらの非還元糖類の中で、更なる経時安定性の点から、ソルビトール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、トレハロース、及び還元澱粉分解物から選ばれる少なくとも1種を使用することが望ましい。
この含有量が0.001%以上とすることにより、本発明の効果を更に発揮でき、一方、30%以下とすることにより、筆記した描線の乾燥性を低下させることがない。
顔料分散剤としては、スチレンアクリル共重合体等の樹脂分散剤を使用することができ、pH調整剤としては、顔料分散安定性などのインク性能の安定性の点から、pHを6.5〜10.5とすることが望ましく、アンモニア、アミノメチルプロパノール、トリエタノールアミンなどを使用することができる。また、界面活性剤としては、筆記板用水性インク組成物に汎用の各種界面活性剤を用いることができ、例えば、フッ素を含む界面活性剤(パーフルオロアルケニルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキル基付加物、パーフルオロブタンスルホン酸基付加物など高分子量の重合物を含むもの)などが挙げられる。
また、本発明の筆記板用水性インク組成物は、ホワイトボードマーカー、ブラックボードマーカーなどの非吸収面となる筆記板用として好適に使用することができる。
本発明の上記作用メカニズムについては以下のように推察される。すなわち、上述の如く、平板状顔料を用いた場合に、板面に配向しながら密着し、溶媒成分が揮発する際には体積収縮が生じ、この体積収縮を直接的に板面に伝えるために、板面表面の樹脂層を巻き込んだ収縮が起きやすい。特定の平均粒子径となる中空粒子は、平板状顔料と板面との間にスペーサーとして存在、更には中空部がない中実粒子に比べて弾性を有しているので、体積収縮を緩和する作用をしていると考えられる。また、中空粒子が屋外での紫外線(UV)などを散乱させることにより、その影響を抑制して水拭き消去性の低下を抑制するものと推察される。また、平板状顔料は粒子径が大きいので経時的な沈降が発生して、ハードケーキを形成しやすいが、特定の平均粒子径となる中空粒子を含有することで、スペーサーとして作用して平板状顔料同士の凝集を防止することができ、しかも、平板状顔料の光輝感を損なわないものとなる。
下記表1及び表2に示す配合処方で、ホモミキサーあるいはディスパーで混合分散して、各筆記板用水性インク組成物を調製した。
得られた実施例1〜11及び比較例1〜7の各筆記板用水性インク組成物について、下記試験方法により、初期の水拭き消去性、紫外線照射後の水拭き消去性、高温保管後の水拭き消去性、筆記板表面の状態変化、描線の光輝感及びインクの再分散性について評価した。
これらの結果を下記表1及び表2に示す。
<初期の水拭き消去性>
三菱鉛筆社製PC−5Mのペン体に、各筆記板用水性インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下において、直径約30mmの螺旋を5つ、ブラックボード又はホワイトボード上に描き、キムタオル(実験用ペーパータオル、日本製紙クレシア株式会社製)に約25gの水道水を含ませ、ボードを水平に保ったまま一回擦過した。擦過後の描線の様子を観察し、下記評価基準で評価した(n=5)。
評価基準:
◎:重りを置かずに水平に力を加えて消去できた。
○:0N超〜7.84N(重り0.8kg)以下の力を上から加えて擦過し消去できた。
△:7.84N超〜9.8N(重り1kg)以下の力を上から加えて擦過し消去できた。
▲:9.8N超〜19.6N(重り2kg)未満の力を上から加えて擦過し消去できた。
×:19.6N(重り2kg)の力を上から加えても消去できなかった。
三菱鉛筆社製PC−5Mのペン体に、各筆記板用水性インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下において、直径約30mmの螺旋を5つ、ブラックボード又はホワイトボード上に描き、JIS S 6037−2006に準じてキセノンフェードメーターX25F(FLR40SW/M/36、スガ試験機株式会社製)にて200時間照射後、キムタオル(実験用ペーパータオル、日本製紙クレシア株式会社製)に約25gの水道水を含ませ、ボードを水平に保ったまま一回擦過した。擦過後の描線の様子を観察し、上記初期の水拭き消去性の評価基準で評価した(n=5)。
三菱鉛筆社製PC−5Mのペン体に、各筆記板用水性インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下において、5重で幅15mmの螺旋を8回ブラックボード又はホワイトボード上に描き、これを80℃の環境において1週間保管した後に取り出し、常温に戻した状態でキムタオル(実験用ペーパータオル、日本製紙クレシア株式会社製)に約25gの水道水を含ませ、ボードを水平に保ったまま一回擦過した。擦過後の描線の様子を観察し、上記初期の水拭き消去性の評価基準で評価した(n=5)。
上記の紫外線照射及び高温保管後の試験において、描線を完全に消去後、描線跡の表面状態を実体顕微鏡にて観察し、下記評価基準で評価した。
評価基準:
◎:表面状態に変化なし
○:一部分に僅かな凹凸が確認された。
△:全体に僅かな凹凸が確認された。
×:明確な凹凸が確認された。
得られた実施例1〜11及び比較例1〜7の各筆記板用水性インク組成物と、これらの各筆記板用水性インク組成物から樹脂粒子を除いた各筆記板用水性インク組成物(比較対象)を用いて、三菱鉛筆社製PC−5Mのペン体に、各筆記板用水性インク組成物を詰め、気温25℃、湿度65%の環境下において、直径約30mmの螺旋を5つ、ブラックボード又はホワイトボード上に描き、樹脂粒子の有無による、描線の光輝感を下記評価基準で官能評価した。
評価基準:
○:比較対象と変わらない
△:やや光輝感が低下
×:光輝感の低下が顕著
下記構成の塗布具を、25℃にてペン先下向きで一週間静置保管した。その後、各塗布具の撹拌部材が動き出す迄の、手による振り回数(5回平均)を、下記評価基準で評価した。
(塗布具の構成)
塗布具として、下記構成のマーキングペンを使用した。
軸筒:三菱鉛筆社製PC−5M(商品名:ポスカ(中字))軸
ペン先:直径5mm、砲弾形状のPET繊維束芯
撹拌部材:直径5mmのステンレスボール
塗布液:上記で調製した塗布液4ml
評価基準:
◎:2回以内
○:3〜5回
△:6〜10回
×:11回以上
Claims (2)
- 少なくとも、平板状顔料と、平均粒子径が0.1〜1.0μmである中空粒子と、下記A群から選ばれるリン酸エステルとを含有することを特徴とする筆記板用水性インク組成物。
A群:脂肪族アルコールとリン酸とのエステルであるアルキルリン酸エステル、脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物とリン酸とのエステルであるアルキルエーテルリン酸エステル、芳香族アルコールのアルキレンオキサイド付加物とリン酸とのエステルであるアルキルフェニルエーテルリン酸エステルから選ばれる少なくとも1種 - さらに、質量平均分子量5000以下の糖類を含むことを特徴とする請求項1に記載の筆記板用水性インク組成物。
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