JPH0129829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔性先端またはボールペン用筆記用
具によつて使用することができそして普通の鉛筆
用消しゴムのような実質的に必摩耗性消しゴムに
よつて比較的容易に除去することができる消去し
うる筆記媒質またはインキに関するものである。

筆記した像および文字を筆記用具によつて生じ
させるためには高度の非消去性を得ることは必ず
しも望ましくはない。例えば、人は機械的手段に
よつて筆記表面から容易に除去しうる筆記媒質、
即ち消去しうる筆記媒質を望むであろう。もしも
真実に消去しうるものであれば、筆記媒質はそれ
を適用した筆記表面にすりむきのような著しい損
傷を与えずに筆記表面から除去されなければなら
ない。最も普通に使われる筆記表面は紙であるか
ら、紙の特徴および組成の一般的検討は本発明の
理解にとつて有用である。

紙は本質的に無作為に分配されたセルロース繊
維のマツトである。無作為の位置づけであるため
に、紙の表面は無作為に位置づけたセルロース繊
維の間に存在する無数の空隙を含む。従つて、真
実に消去しうる筆記媒質については、媒質の着色
剤部分を含む筆記媒質の少なくともその部分は実
質的に如何なる程度にでもそれらの空隙に浸透す
ることは防がねばならない。でなければ、消去に
よる着色剤の除去は筆記表面に対する摩耗の形の
損傷を与えずに達成することはできない。従つて
筆記表面、即ち紙に吸収されず、しかもその筆記
媒質が水溶性着色剤または染料を含みそしてボー
ルペンおよび多孔性先端ペンで使うことができる
筆記媒質に対する要求が存在する。

筆記媒質はまたペンの先端における乾燥には抗
するが筆記表面に適用した場合には比較的急速に
乾燥すべきである。

本発明によれば、スチレン―ブタジエン ラテ
ツクス コポリマー、水の連続相、および水溶性
着色剤または染料を含む不連続相を有するエマル
シヨンを含む筆記媒質またはインキが提供され
る。スチレン―ブタジエン ラテツクス コポリ
マーの慎重な選択と連続相に対するコポリマーの
正しい割合は紙のような筆記表面の空隙中に浸透
することのないインキ組成物をもたらし、そして
その組成物はいつまでも筆記表面から容易に消去
することができる。

本発明に係わる組成物は水溶性染料、特に塩基
性染料として知られる種類の使用が可能である。
その上、消去しうる筆記媒質組成物中に配合する
エマルシヨンは筆記媒質を容易に消去させ、しか
も紙を曲げまたは折りたたんだ場合でさえ削れた
り割れたりせずに紙に接着する。

他の成分も、可塑剤および乾燥防止剤を含めて
また本発明の組成物中に配合することが望まし
い。

本発明の消去しうる筆記媒質は染料および望ま
しくは後文に記載するような他の成分を含有する
エマルシヨンを含む。

エマルシヨンは流れ、安定性および消去性能の
ような特性を決定するものであるから本発明の筆
記媒質組成物の最重要成分である。本発明に従え
ば、エマルシヨンは全組成物の約40から約60重量
％までの水を含むスチレン―ブタジエン ラテツ
クスである。スチレン―ブタジエン ラテツクス
には多数の型が存するけれども、インキ組成物に
対して希望する性質を持たせるためにはスチレン
―ブタジエン ラテツクスの選択には注意を払わ
なければならない。種々の成分の相互反応および
相乗効果は完全には理解できないため、単にエマ
ルシヨンの成分を参照するだけではエマルシヨン
が持つであろう性質を正確に決めることはできな
いので、本発明に従つて使用するのに好適なスチ
レン―ブタジエン エマルシヨンの選択および配
合には或る程度の実験を要することが予想され
る。

本発明に従つて使用するためにはエマルシヨン
は後文に述べる或る種の特性およびパラメーター
を持つべきである。望ましいエマルシヨンはカル
ボキシル化スチレン―ブタジエン ラテツクスで
ある。このスチレン―ブタジエン エマルシヨン
は約50から約300cpsまでそして望ましくは約100
から約200cpsまでの粘度を持つべきである。高度
に粘稠なエマルシヨンは筆記用具に使用するには
不適当な流れ特性を示し、従つて避けるべきであ
る。しかし、極めて低い粘度のエマルシヨンはよ
りよい流れ特性を有するにもかかわらず過度に紙
繊維に浸透するようになりそのためインキ組成物
の消去性に対し逆に作用する。従つて、一般に、
約50cpsよりも少ない粘度を有するエマルシヨン
は使うべきではない。本発明に従つて使うスチレ
ン―ブタジエン エマルシヨンは筆記表面に対し
て「低付着力」を有すべきである。ここに使用す
る「低付着力」はエマルシヨンが紙のような筆記
表面から普通の消ゴムのような低摩耗消ゴムによ
つて鉛筆跡から生じるであろう消し跡以上の損傷
を引起こさずに除去できることを意味する。従つ
てエマルシヨンは乾燥（水の蒸発）後に筆記表面
に対し付着力よりも大きい凝集力を持つべきであ
る。エマルシヨンは、筆記表面に適用した際に
は、一般に約20秒以内に表面上に凝集性フイルム
を形成する。

エマルシヨンの特性はコポリマー鎖中のスチレ
ン単位の数対ブタジエン単位の数の比率によつて
部分的には決定することができる。本発明に従つ
て使用するためには、スチレン―ブタジエン比率
は約40：60から約55：45までの範囲にあるべきで
ある。望ましいスチレン―ブタジエン比率は約
45：55から約50：50までである。もしもスチレン
―ブタジエン比率が55：45よりも著しく高いとき
はインキ組成物は乾燥した際に脆くなる傾向を強
めこれは筆記表面に適用したインキの割れおよび
剥離を招来する。従つて55：45よりも大きいスチ
レン―ブタジエン比率の使用は特にすすめられな
い。

本発明のインキ組成物に使用するためのエマル
シヨンの選択または処方においては、エマルシヨ
ンが比較的高い表面張力を持ちそれによつて組成
物が筆記表面中に浸透する傾向があればこれを極
小化することが望ましい。一般に約45から約72ダ
イン／cmまでの表面張力を有するスチレン―ブタ
ジエン ラテツクスが望ましい。ラテツクス中に
存在する乳化剤の型と量はエマルシヨンの表面張
力の大きな部分を占めるものと信じられている。
従つて、許容できる安定性を持つ最大表面張力を
与えるために乳化剤系の型と量およびラテツクス
のカルボキシル化程度を調節すべきである。一般
に乳化剤はポリエトキシル化アルキルフエノール
のような非イオン系界面活性剤と共に例えばロジ
ン酸のナトリウム塩、またはカゼイン アンモニ
ウムを含む石けんまたは石けん系である。カルボ
キシル化はスチレンおよびブタジエンの共重合化
反応においてイタコン酸のような一つまたは一つ
以上のカルボン酸基を含む少量の第三モノマーの
存在および反応によつて達成する。

エマルシヨンは乾いたときに極めて粘着性であ
ることが望ましくそれによつて消去操作中に、例
えば、消しゴムに容易に付着することができる。
エマルシヨンは「凍結―融解」安定性を有しそし
て長期間の貯蔵に品質低下を来たさないことが望
ましい。

エマルシヨンのPHは一般に約６から約10までの
範囲であるべきである。この範囲外のPHは不安定
な組成物または染料が溶解し得ない組成物を生じ
るので特に望ましくない。さらに、上述の範囲外
のPHを持つ組成物は筆記用具の設計および構造が
困難になる。エマルシヨンは一般に本発明の組成
物中に全組成物の約95から98重量％までの量で含
まれる。

最も望ましいスチレン―ブタジエン エマルシ
ヨンはカリホルニアのユニオン オイル カンパ
ニーから「AMSCO RES4176」の商品名で入手
することができる。この化合物はカルボキシル化
スチレン―ブタジエン ラテツクスでスチレン―
ブタジエンの比率50：50、最小固形物含有量約
49.0重量％、PH約9.0、約200cps（±100）の粘度
および約48ダイン／cmの表面張力を有する。その
他の望ましいスチレン―ブタジエン エマルシヨ
ンには次のものがある：「AMSCO RES4151」お
よび「AMSCO RES4125」は共にカリホルニア
のユニオン オイル カンパニーからのもの、
「GAF1375」、「GAF4308」および「GAF4305」
は総てニユーヨーク州ニユーヨークのGAFCorp
からのもの、「Pliolite PR4744」はオハイオ州ア
クロンのグツドイヤー タイヤ アンド ラバー
カンパニーからのもの、そして「Dow283」はミ
シガン州ミドランドのダウ ケミカル カンパニ
ーのものである。

本発明の消去しうるインキ組成物中に存在する
着色剤または染料はトリアリール メチル カチ
オンの塩であり塩基性染料として知られる群から
選ばれる水溶性染料である。これらの染料はスチ
レン―ブタジエン エマルシヨン中に溶解し得て
組成物が例えば紙のような筆記面に適用される場
合にも筆記表面中に著しく浸透することはない。
本発明の消去しうる筆記媒質組成物に従つて使用
することができる特殊の染料にはクリスタルバイ
オレツト（塩基性バイオレツト３，C.I.42555）、
メチル バイオレツト2B（塩基性バイオレツト
１，C.I.42535）、ローダミンＢ（ソルベント レ
ツド49，C.I.45170）、ビクトリアブルー（塩基性
ブルー26，C.I.44045）、マラカイト グリーン
（塩基性グリーン４，C.I.42000）、ローダミン6G
（塩基性レツド１，C.I.45160）およびそれらの混
合物を含む。他の塩基性染料も本発明の組成物中
に使用しうるであろうことが予期される。染料は
エマルシヨン中に可溶性であるべきだが、染料含
有エマルシヨンが例えば紙のような筆記表面に適
用される場合には染料は紙の中に可視像を形成す
る程十分に紙の中に浸透すべきではない。即ち、
染料はエマルシヨンから紙繊維中にまたは紙繊維
間の空隙中に浸透すべきでない、それは損傷また
は紙繊維の一部分を除去するこなしにぬぐい消す
ことによる筆記媒質の除去が妨げられるだろうか
らである。一般に染料は全筆記組成物の約0.5か
ら約1.0重量％の量で存在するであろう。

発明の操作の正確な機構は決定的に知られては
いないし、しかも操作理論は本発明を実施しうる
ためには決定的なものではないけれども、下記に
述べるのは操作の機構に対する申請者等の所信を
要約した記述である。大部分の染料イオンはラテ
ツクス エマルシヨンの粒子の不連続相上に表面
層を形成し、染料の僅かに少部分が連続相中に溶
解するものと信じられる。多分染料の陽電荷した
色彩―運搬イオンがカルボキシル化スチレン―ブ
タジエン ポリマーの陰電荷カルボキシル基にイ
オン的に独特に結合する。この理解は、酸性染料
として知られる水溶性染料を本発明の組成物中に
使用した場合にはそれによつて形成される描かれ
た像は染料が紙繊維に浸透しそして着色するため
に消去されないという観察によつて支持される。
酸性染料はスルホン酸またはカルボン酸の塩であ
りそして不連続相中の陰電荷カルボキシレート基
に対して低い親和力を持つ。従つて、酸性染料は
大部分が連続相中に溶解したままであり、これが
書いている間に不連続相の場合よりずつと深く紙
繊維中に浸透し、そのために染料は消去中にポリ
マーと共に除去することができないものと信じら
れる。本発明に従つて水溶性塩基性染料によつて
調製した筆記組成物は消去できるという我々の発
見は、もしも組成物が適正な濃度限度内で調製さ
れるならば染料は常に不連続相と密接に結び付い
ているという理論によつて説明できる。

望ましい実施態様においては、スチレン―ブタ
ジエン エマルシヨンから水が蒸発する場合、特
に長期間不使用の後にエマルシヨンが、例えば、
ペンの先端で乾くのを防ぐために乾燥防止剤が必
要であり、それによつてペンからインキの平滑な
流れが容易になる。好適な乾燥防止剤には組成物
またはその性能に著しく有害な影響がなくそして
その沸点が比較的高く、約140℃から約300℃まで
である水溶性有機ケトン、エステルおよびアルコ
ールが含まれる。乾燥防止剤として使うことがで
きる特有の化合物には、例えば、２―オクタノ
ン、５―メチル―２―ヘキサノン、酢酸セロソル
ブ、グリセロール、エチレングリコール、プロピ
レン グリコール、ジエチレン グリコールおよ
びブチル セロソルブ（２―ブトキシエタノー
ル）を含む。前述の乾燥防止剤のうちではブチル
セロソルブが望ましい。

乾燥防止剤はエマルシヨンの乾燥を防ぎそして
表面張力を下げるので、それはまた紙の上で染料
の拡がりを促進し、または、例えば、紙繊維中へ
の染料の浸透を増加させる。従つて、乾燥防止剤
の濃度を最小に保つことが重要であり、そして、
ほとんどの場合に、乾燥防止剤の濃度は全消去性
筆記媒質組成物の2.0重量％を越えるべきではな
い。

本発明の消去性筆記媒質組成物は場合によつて
は組成物の「粘性」を増すために可塑剤を含んで
もよい。前述したようにインキ組成物はもしもそ
れが粘性であればよりたやすく消去できる。可塑
剤は組成物の粘着性を改良する、従つて、通常の
非摩耗性消ゴムによつてより容易に消去しうる組
成物を与える。本発明の組成物と相溶性の可塑剤
は何れも利用可能である。望ましい可塑剤は二安
息香酸ジプロピレン グリコールでこれはテネシ
ー州チヤツタヌーガのVelsicol Chemical
Corporationによつて「Benzoflex9―88」の商標
によつて市販されている。他の望ましい可塑剤は
「Santicizer ８」の商標によつてミズリー州セン
トルイスのモンサント インダストリアルケミカ
ル カンパニーによつて販売されている。
「Santicizer ８」はＮ―エチル―オルト―トルエ
ンスルホンアミドとＮ―エチル―パラ―トルエン
スルホンアミドとの混合物である。

本発明に係る組成物は繊維先端（tip）および
ボールペンに使うことができる。ここで使う「ボ
ールペン」には通例のボール ポイント ペンお
よび回転するボール先端を持ち心に接触しそして
一般に標準のボール ポイント ペンに使用する
ものよりもさらに低い粘度の筆記媒質を使用する
ものも含む。望ましいペンの設計にはポリアミド
繊維原料供給棒が接触する回転ボール先端を有す
るプラスチツク ペン先を含む。そのような装置
はNo.860という製品記号のもとにジヨージア州フ
エアーバーンのグラスロツク カンパニーによつ
て販売される。望ましくは、先端装置はバージニ
ア州、リツチモンドのアメリカン フイルトロナ
カンパニーによつてNo.R7613の貯蔵記号の下で
販売されるアセテート フイルター溜めに結合し
Transorbの商標の下で販売されるインキ溜めに
接続される。この溜めは直径6.4mmおよび長さ
93.6mmでそして溜め内の真空形成を防ぐ縦のみぞ
を含む。

実施例 １ 本発明に係わる消去しうる筆記媒質を調製した
が次の組成を有していた：成 分 重量％ AMSCO RES4176 96.3 メチル バイオレツト2B 0.7 ブチル セロソルブ 2.0 Santicizer8 1.0 メチル バイオレツトを完全に溶解するまで低
剪断力でエマルシヨン中にかきまぜて入れる。次
にブチル セロソルブとSanticizer8を加えて混
合物を形成する。その結果生じる混合物を低速度
でおよそ10分間かきまぜる。次いでこの混合物を
濾紙を通して重力によつて濾すかまたは50ミクロ
ンと見なされる圧縮繊維濾過器を通し不溶解粒子
があればこれを除く。

実施例 ２ 次の組成を有する赤色消去性筆記媒質を本発明
に従つて調製した：組 成 重量％ AMSCO RES4176 96.5 ローダミンＢ 0.5 ブチル セロソルブ 1.0 Santicizer8 1.0 Benzoflex9―88 1.0 組成物は実施例１に記載するものと同様の方法
で調製した。Santicizer8とBenzoflex9―88の組
合わせは単にSanticizer8だけを含む組成物より
もより安定な最終インキ組成物を生じたがそれは
Santicizer8が実質的に水に不溶だからである。

本発明は望ましい実施態様に関して記載したが
明細書を読めば多数の変化、修正および置換が明
らかであることは明瞭であり、そして添付した特
許請求の範囲内であると思われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボールペンまたは多孔性先端ペンに使用する
   のに好適な消去しうる筆記媒質組成物において、 (a) カルボキシル化スチレン―ブタジエン ラテ
   ツクスエマルシヨン、そのエマルシヨンは40：
   60から55：45までのスチレン―ブタジエン比
   率、50から300cpsまでの粘度、６から10までの
   PH、45ダイン／cmから72ダイン／cmまでの表面
   張力を有しそしてそのエマルシヨンの40重量％
   から60重量％までの水を含み、さらにそのエマ
   ルシヨンは環境温度において乾いた筆記表面上
   に凝集性フイルムを急速に形成する能力を有
   し、そして紙に対し低付着力を有し、通常の鉛
   筆消しゴムによつてそれからの除去を可能にす
   る および (b) トリアリールメチル カチオンの塩である塩
   基性染料、これは前記のエマルシヨンに可溶性
   であるが、前記のエマルシヨンと結合した場合
   には前記のエマルシヨンを紙に適用した際に紙
   の上に可視像を形成する程十分には紙繊維また
   は紙の間隙中に浸透しない、 を含有することを特徴とする、消去しうる筆記媒
   質組成物。 ２ 染料がクリスタル バイオレツト、メチルバ
   イオレツト2B、ローダミンＢ、ビクトリアブル
   ーＢ、マラカイト グリーン、ローダミン6Gま
   たはそれらの混合物である、特許請求の範囲第１
   項に記載の組成物。 ３ (a) 乾燥防止剤および (b) 可塑剤 を含む、特許請求の範囲第１または２項に記載の
   組成物。 ４ (a) エマルシヨンが全消去しうる筆記媒質組
   成物の95重量％から98重量％までの量で存在
   し、 (b) 染料が、全消去しうる筆記媒質組成物の0.5
   重量％から1.0重量％までの量で存在し、 (c) 乾燥防止剤が全消去しうる筆記媒質組成物の
   2.0重量％の量で存在し、そして (d) 可塑剤が全消去しうる筆記媒質組成物の2.0
   重量％の量で存在する、特許請求の範囲第３項
   に記載の組成物。 ５ 乾燥防止剤が140℃から300℃までの沸点を有
   するケトン、エステルまたはアルコールである、
   特許請求の範囲第３または４項に記載の組成物。 ６ 乾燥防止剤が２―オクタノン、５―メチル―
   ２―ヘキサノン、酢酸セロソルブ、グリセロー
   ル、エチレン グリコール、プロピレン グリコ
   ール、ジエチレン グリコールまたはブチル セ
   ロソルブである、特許請求の範囲第３，４または
   ５項に記載の組成物。 ７ 可塑剤がジプロピレン グリコール ジベン
   ゾエート、Ｎ―エチル―オルト―トルエン スル
   ホンアミドとＮ―エチル―パラートルエン スル
   ホンアミドとの混合物またはそれらの混合物であ
   る、特許請求の範囲第３項から第６項までの何れ
   かの項に記載の組成物。