TWI414567B - 書寫文具用水性消色性墨水組成物 - Google Patents

書寫文具用水性消色性墨水組成物 Download PDF

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Description

書寫文具用水性消色性墨水組成物
本發明係有關一種書寫文具用水性消色性墨水組成物。詳細言之，本發明係有關一種藉由以消去用墨水組成物塗描其筆跡，而可使其消色或變色之書寫文具用水性消色性墨水組成物，該消色或變色之速度快，再者，係有關一種在將筆跡消色時，可極佳地予以消色之書寫文具用水性消色性墨水組成物。
以往，以還原劑而言，例如在含亞硫酸鹽之消去用墨水組成物中，藉由塗描其筆跡而可消色之書寫文具用水性墨水組成物，例如，如日本特開昭54－92423號公報中所記載，已知如含有鹼性染料作為著色劑者。同樣地，藉由塗描其筆跡而可變化筆跡色調之書寫文具用水性墨水組成物，例如，如日本特公昭62－28834號公報中所記載，已知有將利用由氧化劑或還原劑所成之脫色劑而可進行消去的著色劑與難以消去的著色劑予以調配而成者。
然而，如上述之自以往所知的書寫文具用水性消色性墨水組成物，當將其筆跡以消去用墨水組成物塗描時，消色或變色之速度緩慢，亦即係為作業性差者。本發明之目的係提供：為了解決此等以往書寫文具用水性消色性墨水組成物之問題而製作的物質，亦即當以消去用墨水組成物塗描其筆跡時，消色或變色之速度快、且作業性優異之書寫文具用水性消色性墨水組成物。
根據本發明，係提供一種書寫文具用水性消色性墨水組成物，其特徵為包含：水、藉由還原劑而消色之鹼性染料、與由通式(I)所示之鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨 (式中，R1 表示碳原子數10至18之長鏈烷基，R2 分別獨立地表示甲基或乙基)及通式(II)所示鹵化二(長鏈烷基)二(低級烷基)銨中選出之至少1種所成之消色助劑 (式中，R1 表示碳原子數10至18之長鏈烷基，R2 分別獨立地表示甲基或乙基)。
在本發明中，上述之消色助劑，較佳為由氯化長鏈烷基三甲基銨及氯化二(長鏈烷基)二甲基銨中選出之至少1種。本發明之書寫文具用水性消色性墨水組成物，通常似以0.5至10重量%之範圍含有此等消色助劑。
本發明中，上述還原劑，較佳為亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽，其中，最好是使用由亞硫酸鈉及亞硫酸鉀中選出之至少1種。
再者，依據本發明，係提供在上述之墨水組成物中，使其含有不會藉由還原劑而消色之著色劑所成的書寫文具用水性變色性墨水組成物。
本發明之書寫文具用水性消色性墨水組成物，係含有水、藉由還原劑而消色之鹼性染料、與由通式(I)所示鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨 (式中，R1 表示碳原子數10至18之長鏈烷基，R2 分別獨立地表示甲基或乙基)及通式(II)所示鹵化二(長鏈烷基)二(低級烷基)銨中選出之至少1種所構成之消色助劑 (式中，R1 表示碳原子數10至18之長鏈烷基，R2 分別獨立地表示甲基或乙基)。
由只含有會因還原劑而消色之鹼性染料作為著色劑的水性墨水組成物所形成之筆跡，係藉由塗描含有該等還原劑之消去用墨水組成物而消色。由同時含有會因在還原劑而消色之鹼性染料與不會因還原劑而消色之著色劑的墨水組成物所形成之筆跡，係藉由塗描含有該等還原劑的消去用墨水組成物，而在形成筆跡之著色劑之中，使上述會因還原劑而消色之鹼性染料消色，但上述不會因還原劑而消色之著色劑仍以原樣殘留，因此，筆跡具有基於後者之著色劑之色調。並且，使用與會因還原劑而消色之鹼性染料色調相異者作為不會因還原劑而消色之著色劑而成的墨水組成物，將其筆跡藉由含有前述還原劑之消去用墨水組成物塗描，而可從當初的會因還原劑而消色之鹼性染料與上述不會因還原劑而消色之著色劑的混合色調，變色成基於上述不會因還原劑而消色之著色劑之色調。
本發明中，藉由消去用墨水組成物「塗描筆跡」係指，將由本發明墨水組成物而成之筆跡部份以消去用墨水組成物正確地遮蔽，除此之外，亦指遮蔽比包含筆跡更廣泛之區域。例如，以消去用墨水組成物呈帶狀地遮蔽文字列，在本發明中，即係將由本發明之墨水組成物所形成之筆跡以消去用墨水組成物塗描的代表例。
在本發明中，作為因還原劑而消色之鹼性染料，只要為具有該等性質者，任一者皆可使用，但較佳之具體例可列舉如C.I.Basic Yellow 14；C.I.Basic Orange 22；C.I.Basic Red 13、14、46；C.I.Basic Violet 3、7、15；C.I.Basic Green 1、4；C.I.Basic Blue 3、9、41、54、75、129等。此等鹼性染料可單獨使用，或組合二種以上而使用。
本發明之墨水組成物，通常在0.1至20重量%之範圍含有此等會因還原劑而消色之鹼性染料，較佳為在0.5至15重量%之範圍而含有之。當會因還原劑而消色之鹼性染料之含有量少於0.1重量%時，所得之筆跡太淡，並不實用，另一方面，含有量超過20重量%時，所使用之鹼性染料的一部份不會溶解到作為溶劑之水中，而產生溶解殘渣，又，所得之墨水組成物之黏度過高，例如，充填到標識筆時，墨水組成物難以從筆尖圓滑地流出，導致書寫產生障礙等之不良狀況。
另外，在本發明中，作為不會因還原劑而消色之著色劑，較佳為使用不會因還原劑而消色之鹼性染料或顏料。不會因還原劑而消色之著色劑，例如可列舉C.I.Basic Yellow 28、40、67、73；C.I.Basic Red 12；C.I.Basic Violet 10、11；C.I.Basic Blue 7等。
某鹼性染料是否會因本發明所使用之還原劑而消色，可藉由簡單之試驗來決定。亦即，例如，分別調製10重量%亞硫酸鈉水溶液與2重量%染料水溶液，將此2重量%染料水溶液之一滴予以滴到上述10重量%亞硫酸鈉水溶液中，即可判定是否會消色。
本發明中，關於作為不會因還原劑而消色之著色劑而使用之顏料，並無特別限定者，例如，除了單偶氮顏料、雙偶氮顏料、縮合偶氮顏料、螯合偶氮顏料之外，可列舉如酞菁系、蒽醌(Anthraquinone)系、苝(Perylene)系、苝酮(Perynone)系、靛(indigo)系、硫靛(thio indigo)系、喹吖酮(Quinacridone)系、二(Dioxazine)系、異吲哚滿酮(isoindolinone)系、喹酞酮系等多環式顏料；金屬錯合物顏料；染色色澱顏料；無機顏料等。此等顏料亦可單獨使用或組合2種以上而使用。又，此等顏料在墨水組成物之製造中，以作為藉由聚乙烯醇等水溶性樹脂分散於水中所成的水性顏料分散體而使用為較佳。
如前述般，將會因還原劑而消色之鹼性染料與不會因還原劑而消色之著色劑併用於作為著色劑而得之墨水組成物於書寫之後，將其筆跡藉由含還原劑之消去用墨水組成物塗描，該會因還原劑而消色之鹼性染料會消色，該不會因還原劑而消色之著色劑會殘留於筆跡。因此，以使用與該會因還原劑而消色之鹼性染料不同色調者作為該不會因還原劑而消色之著色劑所成的墨水組成物來書寫，將其筆跡藉由含還原劑之消去用墨水組成物塗描，而可變更筆跡之色調。
本發明中，使用不會因還原劑而消色之著色劑時，於墨水組成物中，通常是以在0.1至20重量%之範圍、較佳是在0.5至15重量%之範圍予以使用。與前述相同，當該不會因還原劑而消色之著色劑之含有量少於0.1重量%時，在該會因還原劑而消色之鹼性染料於消色之後，雖然基於該不會因還原劑而消色之著色劑的筆跡會殘留，由於此筆跡太淡，而無實用性。另一方面，當該不會因還原劑而消色之著色劑之含有量超過20重量%時，即使其為鹼性染料，亦不溶解於作為溶劑之水中，而產生溶解殘渣，又，所使用之著色劑不管是鹼性染料或顏料，所得之墨水組成物的黏度變得過高，如前述般，會產生書寫有障礙等不良現象。
依據本發明，作為消色助劑者，如前述，可使用由前述通式(I)所示之鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨及前述通式(II)所示之鹵化二(長鏈烷基)二(低級烷基)銨中選出之至少一種。
此等消色助劑中，上述長鏈烷基係碳原子數為10至18之範圍者，例如可列舉：癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等。上述低級烷基，較佳是甲基或乙基。又，鹵原子較佳是氯或溴。因此，在本發明中，前述通式(I)所示之消色助劑，例如可列舉：氯化十二烷基三甲基銨、氯化十六烷基三甲基銨、溴化十六烷基三甲基銨、溴化十六烷基二甲基乙基銨、溴化十八烷基二甲基乙基銨、氯化十八烷基三甲基銨等。又，前述通式(II)所示之消色助劑，例如列舉如：氯化二(十六烷基)二甲基銨、氯化二癸基二甲基銨等。其中，依據本發明，以使用氯化十二烷基三甲基銨或氯化十八烷基三甲基銨為佳。
在本發明中，此等消色助劑，以墨水組成物為基準，通常是以0.1至10重量%之範圍予以使用。當墨水組成物中消色助劑之調配量少於0.1重量%時，幾乎沒有藉由還原劑而幫助鹼性染料消色之效果，另一方面，超過10重量%時，在紙上書寫時，筆跡會滲透或產生穿透背面現象。又，例如，在充填於標識筆之情形等，會成為導致墨水洩漏之原因。
本發明之書寫文具用水性消色性墨水組成物，除了上述之成分以外，因應需求，亦可含有濕潤劑、pH調整劑、防腐防黴劑等。上述濕潤劑，係將所得之墨水組成物，例如，使用於標識筆時，為了抑制筆尖之乾燥而使用。作為濕潤劑者，例如，較佳是使用甘油、乙二醇、丙二醇等水溶性多元醇。此等濕潤劑，在墨水組成物中，通常以1至40重量%之範圍而使用。在墨水組成物中濕潤劑之比率少於1重量%時，幾乎沒有抑制筆尖乾燥之效果，另一方面，超過40重量%時，由於此濕潤劑與水之混合物對鹼性染料之溶解性變低，所得之墨水組成物之黏度會變高，故除了書寫性變差之外，會產生筆跡之乾燥需要過長時間等不良現象。
本發明之墨水組成物中佔有殘餘部分之成分，係作為溶劑之水。在墨水組成物中其之比率，並無特別之限定，通常在50至90重量%之範圍。
為了消去由本發明之上述書寫文具用水性消色性墨水組成物所成之筆跡而使用的消去用墨水組成物，係還原劑之鹼性水溶液。作為還原劑者，從容易處理之觀點而言，以使用亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽為佳。亞硫酸鹽，可列舉如亞硫酸鈉或亞硫酸鉀等亞硫酸鹼金屬鹽、如亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀等亞硫酸氫鹼金屬鹽，更可列舉如亞硫酸銨等。另一方面，硫代硫酸鹽，可列舉如硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫代硫酸銨等。本發明中，還原劑並不限定上述者，只要是能將鹼性染料還原且消色者，任一種皆可使用，但在上述之中，特別以使用由亞硫酸鈉或亞硫酸鉀中選出之至少一種為較佳。
又，作為上述鹼者，可使用水溶性之無機鹼、有機鹼中之任一種。無機鹼例如以碳酸鈉或碳酸氫鈉等為較佳，有機鹼例如以三乙醇胺等為較佳。又，消去用墨水組成物，因應需求，亦可含有如上述之濕潤劑、pH調整劑、防腐防黴劑等。
(產業上之可利用性)
本發明之書寫文具用水性消色性墨水組成物，係含有水、藉由還原劑而消色之鹼性染料、與由鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨及鹵化二(長鏈烷基)二(低級烷基)銨中選出之至少一種所成之消色助劑，將其筆跡藉由含有上述還原劑之消去用墨水組成物塗描，而能快速消色，乃作業性優異者。又，將會因還原劑而消色之鹼性染料與不會因還原劑而消色(並且具有與上述鹼性染料不同色調)之著色劑共同併用於作為著色劑而得之墨水組成物，將其筆跡藉由含有還原劑之消去用墨水組成物塗描，可快速變色。
[實施例]
以下，列舉實施例說明本發明，但本發明並非侷限於此等實施例。
實施例1至5及比較例1至5
將表1所示之鹼性染料、消色助劑、濕潤劑及防腐防黴劑加到離子交換水中之後，在室溫下攪拌2小時，分別調製成具有如表1所示組成之書寫文具用水性墨水組成物，將如此所得之墨水組成物分別充填於綿芯內，組裝成標識筆。
又，將三乙醇胺9重量份、乙二醇10重量份、防腐防黴劑0.6重量份(0.3重量份之日本Enviro Chemicals(股)製防腐劑COATCIDE H和0.3重量份之Arch Chemicals日本公司製PROXEL XL2)加到70.4重量份離子交換水中，在室溫攪拌30分鐘後，在其中加入作為還原劑之亞硫酸鈉10重量份，再於室溫中攪拌1小時，調製成消去用水性墨水組成物。此等亦同樣地充填於綿芯內，組裝成消色用筆。
分別使用上述標識筆，以實施例1至5及比較例1至5所得之水性墨水組成物在普通紙上描繪線條(筆跡)，在溫度20℃及相對濕度65%之環境條件下經乾燥1小時後，以上述消去用筆塗描上述筆跡，如以下之方式，調查筆跡之消色或變色之速度。
消色性
藉由實施例1至3及比較例1至3所得之墨水組成物之筆跡，從書寫後20秒鐘及1小時後，測定L＊ a＊ b＊ ，同時亦測定形成筆跡之普通紙的L＊ a＊ b＊ ，消去筆跡後之紙上筆跡與當初之紙上的色差△E* ab以下述計算式算出。
△E* ab＝[(△L＊ )2 ＋(△a＊ )2 ＋(△b＊ )2 ]1 / 2 ………(1)
對於由實施例4至5及比較例4至5所得之墨水組成物所成之筆跡，將書寫後20秒鐘及1小時後之色調以目視而評估，以上結果顯示於表1。
由表1可知，以實施例1至3所得之墨水組成物所成的筆跡，使用消去用筆，以消去用墨水組成物塗描後，20秒鐘後即已有相當程度之消色。相對於此，以比較例1至3所得之墨水組成物所成的筆跡，使用消去用筆，以消去用墨水組成物塗描後，即使於20秒鐘後，與紙之△E* ab偏大，筆跡消色速度緩慢。
以實施例4與5所得之水性墨水組成物所成的筆跡，以消去用墨水塗描後，20秒後有相當程度的變色，但是以比較例4與5所得之墨水組成物所成的筆跡，以消去用墨水塗描後，即使在20秒後變色速度亦緩慢，並未明確地變色。

Claims (8)

  1. 一種書寫文具用水性消色性墨水組成物，其特徵為含有：作為溶劑之水、藉由還原劑而消色之鹼性染料0.1至20重量%、與由通式(I)所示鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨所構成之消色助劑0.1至10重量% (式中，R1 表示碳原子數10至18之長鏈烷基，R2 分別獨立地表示甲基或乙基，X表示鹵原子)。
  2. 如申請專利範圍第1項之書寫文具用水性消色性墨水組成物，其中，該鹵化長鏈烷基三(低級烷基)銨係氯化長鏈烷基三甲基銨。
  3. 如申請專利範圍第1項之書寫文具用水性消色性墨水組成物，其中，係以0.5至10重量%之範圍而含有該消色助劑。
  4. 如申請專利範圍第1項之書寫文具用水性消色性墨水組成物，其中，該還原劑係亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽。
  5. 如申請專利範圍第4項之書寫文具用水性消色性墨水組成物，其中，該亞硫酸鹽係由亞硫酸鈉與亞硫酸鉀中所選出之至少1種。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之寫文具用水性消色性墨水組成物，再含有不會因還原劑而消色之著色劑。
  7. 一種書寫文具用水性變色性墨水組成物，其係在含有不會因還原劑而消色之著色劑之申請專利範圍第6項之墨水組成物中，再含有不會因亞硫酸鹽而消色之著色劑而成者。
  8. 如申請專利範圍第7項之書寫文具用水性變色性墨水組成物，其中，該還原劑係亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽。
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