JP4874625B2 - 変色性インキ組成物及びそれを内蔵した変色性筆記具、筆記具セット - Google Patents
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Description
前記インキ組成物を内蔵した筆記具により形成された筆跡は、その上から変色液を塗布することにより筆跡の変色又は消色が可能であるが、該筆跡を形成する紙の材質(pH)によっては、所望の筆跡濃度が得られ難かったり、変色液を塗布する前に変色してしまい初期の色調を維持し難いものである。
特に特定の緑色系塩基染料を用いた場合、中性を呈する紙面では鮮明な筆跡が得られるものの、インキ組成物中に酸を添加することにより、酸性やアルカリ性を呈する紙面に筆記した際に得られる筆跡の濃度が薄かったり、経時に伴って筆跡濃度が薄くなっていく現象が顕著に生じていた。
更に、前記変色性インキ組成物を内蔵してなる変色性筆記具や、該筆記具の後端部に変色液を収容した変色用塗布具を備えてなることを要件とする。
更には、前記変色性筆記具と、変色液を収容した変色用塗布具とからなる筆記具セットを要件とする。
また、前記消色性染料と共に、還元剤によって変色し難い染料や顔料を併用することもできる。これらを併用することによって、筆記時には前記染料の色調が混色となった筆跡が視認され、前記筆跡に変色液を付着させることにより、一方の染料が変色又は消色して異なる色調の筆跡を視認可能な構成とすることもできる。
前記C.I.Basic Green 1は、インキ組成物中0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜5重量%の範囲で用いられる。
また、他の着色剤を併用した際には、インキ組成物中0.1〜15重量%、好ましくは0.3〜10重量%の範囲で着色剤を用いることができる。
特に、前記難揮発性の弱酸のうちカルボン酸が好適に用いられ、具体的には、リンゴ酸、シュウ酸、コハク酸、クエン酸、酒石酸、マロン酸、グリコール酸、グルコン酸等が挙げられる。
前記難揮発性の弱酸は、インキ組成物中0.1〜15重量%、好ましくは0.5〜10重量%の範囲で用いられる。
0.1重量%未満では紙面上での染料の発色性が充分に得られ難く、また、15重量%を越えて添加することも可能であるが、15重量%未満で充分な染料の発色効果が得られるため、これ以上の添加量は必要としない。
特に、前記アルカリ性物質のうち、リン酸塩が高い変色抑制効果を示すために好適に用いられる。具体的には、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素カルシウム、亜リン酸カルシウム、リン酸水素アンモニウム、亜リン酸アンモニウム等が例示できる。
前記アルカリ性物質は、インキ組成物中0.1〜5重量%、好ましくは0.3〜3重量%の範囲で用いられる。
0.1重量%未満では紙面上での筆跡の色濃度変化を抑制し難く、また、5重量%を越えて添加することも可能であるが、5重量%未満で充分な効果が得られるため、これ以上の添加量は必要としない。
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、スルフォラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等が用いられる。
前記剪断減粘性付与剤を添加したインキ組成物の粘度は、20℃でのE型回転粘度計による3.84S−1の剪断速度におけるインキ粘度が200〜3000mPa・sを示し、且つ、剪断減粘指数が0.1〜0.6を示すことが好ましい。
なお、剪断減粘指数(n)は、剪断応力値(T)及び剪断速度値(j)の如き粘度計による流動学測定から得られる実験式T=Kjn(Kは非ニュートン粘性係数)にあてはめることによって計算される値である。
前記剪断減粘性付与剤としては、キサンタンガム、ウェランガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン(平均分子量約100乃至800万)、アルカガム、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量10万〜15万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する増粘多糖類、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アミド等のHLB値が8〜12のノニオン系界面活性剤、ジアルキル又はジアルケニルスルホコハク酸の塩類、N−アルキル−2−ピロリドンとアニオン系界面活性剤の混合物、ポリビニルアルコールとアクリル系樹脂の混合物を例示できる。
マーキングペンに充填する場合、マーキングペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、例えば、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ等のマーキングペンチップを筆記先端部に装着し、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、筆記先端部にインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させて筆記先端部に所定量のインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容して、弁機構により筆記先端部に所定量のインキを供給する構造等のマーキングペンが挙げられる。
ボールペンに充填する場合、ボールペン自体の構造、形状は特に限定されるものではなく、例えば、軸筒に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、ボールペンチップを装着した筆記先端部にインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させて筆記先端部に所定量のインキを供給する構造、軸筒内にインキを充填したインキ収容管を有し、該インキ収容管はボールペンチップに連通しており、さらにインキの端面には逆流防止用の液栓を配設した構造等のボールペンを例示できる。
また、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック、樹脂、ゴム等の0.1〜3mm径程度のものが適用できる。
なお、本発明のインキを充填する筆記具は、ボールと同様の転動作用により筆跡を形成させる、ローラー等の転動機構を筆記先端部に備えたものを含む。
前記インキ収容管の透明性とは着色透明、半透明、着色半透明を含み、インキ色やインキ残量等を確認することができる。
前記インキ収容管に直接又は接続部材を介してチップを連結することでレフィルとし、該レフィルを軸筒内に収容して筆記具を構成できる。前記レフィルを収容する軸筒を透明(着色透明、半透明、着色半透明を含む)にすることにより、レフィル中のインキ色やインキ残量等を確認することができる。
また、先端部にチップを装着した軸筒自体に直接インキを充填して筆記具を構成することもできる。
前記インキ逆流防止体は不揮発性液体及び/又は難揮発性液体からなる。
具体的には、ワセリン、スピンドル油、ヒマシ油、オリーブ油、精製鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、α−オレフィン、α−オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル等が挙げられ、一種又は二種以上を併用することもできる。
更に、前記液状のインキ逆流防止体と、固体のインキ逆流防止体を併用することもできる。
前記還元剤として具体的には、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸亜鉛、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸アンモミウム、次亜塩素酸ナトリウム、塩化錫、ハイドロサルファイト等を例示でき、変色又は消色性能の観点から亜硫酸ナトリウムが好適に用いられる。
また、前記変色液には必要に応じて有機溶剤や各種添加剤を配合でき、例えば、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンを添加すると消去性を向上させることができる。
また、筆記具の構造を有する塗布具であってもよく、塗布部に繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ、筆穂等を筆記先端部に装着し、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体に変色液を含浸させ、筆記先端部に変色液を供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状の液体流量調節部材や繊維束からなる液体流量調節部材を介在させて筆記先端部に所定量の変色液を供給する構造、軸筒内部に直接変色液を収容して、弁機構により筆記先端部に所定量の変色液を供給する構造のマーキングペンや筆ペン、軸筒に収容した繊維束からなる吸蔵体に変色液を含浸させ、ボールペンチップを装着した筆記先端部に変色液を供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状の液体流量調節部材や繊維束からなる液体流量調節部材を介在させて筆記先端部に所定量の変色液を供給する構造、軸筒内に変色液を充填した収容管を有し、該収容管はボールペンチップに連通しており、さらに変色液の後端には逆流防止用の液栓を配設した構造のボールペンを例示できる。
なお、前記変色液を筆記具形態の塗布具に収容して実用に供する場合、変色性インキにより形成された筆跡の幅よりも太い筆跡幅を形成できる塗布具が効率的に前記筆跡を変色又は消色させることができる。
前記筆記具セットは、単一の変色性筆記具と変色用塗布具により構成されていてもよいが、複数の色調の異なる変色性筆記具や複数の筆跡幅の異なる変色性筆記具と変色用塗布具とを組み合わせた筆記具セットとすることにより、バリエーションに富む筆跡や絵柄を形成できると共に、前記筆跡や絵柄を変色又は消色可能な意外性を有する筆記具セットが得られる。
なお、前記変色液を筆記具形態の塗布具に収容して実用に供する場合、変色性ボールペンにより形成された筆跡の幅よりも太い筆跡幅を形成できる塗布具が効率的に前記筆跡を変色又は消色させることができる。
なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
前記実施例及び比較例の配合量で各原料を混合し、室温でディスパーにて1時間撹拌することにより緑色の変色性インキ組成物を得た。
前記各変色性インキ組成物を、軸筒内に直接収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けてマーキングペン形態の変色性筆記具Aを得た。
なお、前記変色性筆記具には着脱自在のキャップを備えてなる。
経時変色性試験
各変色性筆記具Aを用いて酸性紙(pH5.8)、アルカリ性紙(pH9.5)にそれぞれに筆記し、25℃で1時間及び60日間放置した後の筆跡の状態を目視により観察した。以下の表に試験結果を示す。
1時間放置後
○:初期より良好な筆跡が得られ、該筆跡の色調に変化が見られない。
△:初期の筆跡は薄いが、良好な筆跡となる。
×:筆跡が発色しない。
60日間放置後
○:初期の良好な筆跡と比較して、筆跡の色調に変化が見られない。
□:初期又は1時間放置後の良好な筆跡と比較して、筆跡が若干薄くなる。
△:かなり薄い筆跡が得られる。
×:筆跡が発色しない又は消色してしまう。
亜硫酸ナトリウム(還元剤) 10.0部
炭酸カリウム 1.0部
リン酸エステル系界面活性剤 0.2部
〔第一工業製薬(株)製、商品名:プライサーフAL〕
石炭酸(防腐剤) 0.1部
グリセリン 10.0部
水(イオン交換水) 78.7部
前記溶剤中に還元剤と各種添加剤を加えて攪拌することにより変色液を得た。
前記変色液を軸筒内に直接収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けてマーキングペン形態の変色用塗布具Aを得た。
なお、前記変色用塗布具には着脱自在のキャップを備えてなる。
ポリエステルスライバーを合成樹脂フィルムで被覆した繊維集束インキ吸蔵体に前記変色液を含浸させて軸筒内に収容し、軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けてマーキングペン形態の変色用塗布具Bを得た。
なお、前記変色用塗布具には着脱自在のキャップを備えてなる。
軸筒内部に7:3の容積となる仕切り壁を設けた両端開口形状の軸筒の一方(大容積部分)に前記実施例1で調製した変色性インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けた。
次いで、他方(小容積部分)に前記変色液を収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けて両頭式変色性筆記具aを得た。
前記筆記具を用いて紙面上に筆記すると、緑色の筆跡が得られ、前記筆跡上から他方に設けた変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記筆記具は筆記と消去を1本の筆記具で行うことができるため、携帯性と利便性に優れるものであった。
軸筒内部に5:5の容積となる仕切り壁を設けた両端開口形状の軸筒の一方に前記実施例4で調製したインキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部に砲弾型繊維マーキングペンチップを取り付けた。
次いで、他方に別途作製した赤色の筆跡を形成できる変色性インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材を介して軸筒先端部に砲弾型繊維マーキングペンチップを取り付けて両頭式変色性筆記具bを得た。
前記筆記具を用いて紙面上に筆記すると、緑色と赤色の筆跡が得られ、前記筆跡上から変色用塗布具を用いて変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記筆記具は異なる色調の筆跡を1本の筆記具で形成できるため、携帯性と利便性に優れるものであった。
前記両頭式変色性筆記具bと、前記変色用塗布具Bとを組み合わせて筆記具セット1を得た。
前記両頭式変色性筆記具bを用いて紙面上に筆記すると、緑色と赤色の筆跡が得られ、前記筆跡上から変色用塗布具Bを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記実施例1の変色性インキを収容する変色性筆記具Aと、前記変色用塗布具Aとを組み合わせて筆記具セット2を得た。
前記変色性筆記具Aを用いて紙面上に筆記すると、緑色の筆跡が得られ、前記筆跡上から変色用塗布具Aを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記実施例4の変色性インキを収容する変色性筆記具Aと、別途作製した赤色の筆跡を形成できる変色性インキを収容する同形態の変色性筆記具と、変色用塗布具Bとを組み合わせて筆記具セット3を得た。
前記各筆記具を用いて紙面上に筆記すると、緑色と赤色の筆跡が得られ、前記筆跡上から変色用塗布具Bを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記実施例1の変色性インキ組成物を、ポリエステルスライバーを合成樹脂フィルムで被覆した繊維集束インキ吸蔵体に含浸させて軸筒内に収容し、軸筒先端部にチゼル型繊維マーキングペンチップを取り付けたマーキングペン形態の変色性筆記具B(着脱自在のキャップを備えてなる)と、前記変色用塗布具Bとを組み合わせて筆記具セット4を得た。
前記筆記具を用いて紙面上に筆記すると、緑色の筆跡が得られ、前記筆跡上から変色用塗布具Bを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色した。
前記両頭式変色性筆記具aを用いて、紙面に印刷された黒色の文字を覆うように筆記して緑色の筆跡を形成した。なお、前記筆跡を透して黒色の文字は視覚可能であった。
前記筆跡上に赤色透明性シートを載置すると、筆跡の緑色とシートの赤色は補色の関係にあり、黒色に視覚されるため、文字は視覚されなくなる。
次いで、赤色透明性シートを取り除き、筆跡上から他方に設けた変色液を塗布すると筆跡は消色するため、再び黒色の文字が視認されるのみとなり、暗記に適した筆記具が得られた。
前記筆記具セット1の両頭式変色性筆記具bを用いて、紙面に印刷された黒色の文字を覆うように筆記して緑色の筆跡を形成した。なお、前記筆跡を透して黒色の文字は視覚可能であった。
前記文字上に同色の赤色透明性シートを載置すると、補色の関係により黒色に視覚されるため、文字は視覚されなくなった。
次いで、赤色透明性シートを取り除き、筆跡上から変色用塗布具Bにより変色液を塗布すると筆跡は消色するため、暗記に適した筆記具が得られた。
また、他方に設けた赤色インキにより前記文字上に形成した筆跡は、緑色透明性シートを載置すると、補色の関係により黒色に視覚されるため、文字は視覚されなくなり、暗記に適したものとなった。前記赤色の筆跡も変色液により消去できた。
前記筆記具セット2の変色性筆記具Aを用いて、紙面に印刷された黒色の文字を覆うように筆記して緑色の筆跡を形成した。なお、前記筆跡を透して黒色の文字は視覚可能であった。
前記筆跡上に赤色透明性シートを載置すると、筆跡の緑色とシートの赤色は補色の関係にあり、黒色に視覚されるため、文字は視覚されなくなる。
次いで、赤色透明性シートを取り除き、筆跡上から変色用塗布具Aを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色するため、再び黒色の文字が視認されるのみとなり、暗記に適した筆記具が得られた。
また、前記変色性筆記具Aを用いて、紙面上に文字を筆記して緑色の筆跡を形成した。
前記文字上に同色の緑色透明性シートを載置すると、文字は視覚されなくなった。
次いで、緑色透明性シートを取り除き、筆跡(文字)上に変色用塗布具Aを用いて変色液を塗布すると筆跡は消色するため、暗記に適した筆記具が得られた。
Claims (4)
- C.I.Basic Green 1と、カルボン酸、リン酸、亜リン酸、炭酸から選ばれる難揮発性の弱酸と、リン酸塩、炭酸塩から選ばれるアルカリ性物質と、水とから少なくともなるpH3〜5の変色性インキ組成物。
- 請求項1記載の変色性インキ組成物を内蔵してなる変色性筆記具。
- 後端部に変色液を収容した変色用塗布具を備えてなる請求項2記載の変色性筆記具。
- 請求項2記載の変色性筆記具と、変色液を収容した変色用塗布具とからなる筆記具セット。
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