JP2000506190A - インク消去システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 インク／消去液の組合せは、染料および結合剤を含むインク、および塩基性窒素化合物を含む消去液を含む。結合剤は塩基性窒素化合物に結合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 インク消去システム 本発明はインク消去システムに関するものである。 インク消去システムは、一般的に２種類の構成成分を含む。１方の成分は、染 料--一般的にトリアリールメタン--を含む水性インクであり、この染料は、亜硫 酸塩還元剤または塩基性窒素化合物の様な物質と接触した時に無色の形態に転化 される。第二の成分は、染料を無色の形態に転化させる物質を含む水性消去液で ある。使用者はインクで書き、修正が必要な場合に、消去液をインクマーキング に塗布して染料を脱色する。 消去液を塗布した区域の上に書き込めることが望ましい。消去したマークの上 に書き込もうとする時に起こり得る問題の一つは、インク中の染料が、硬化した 消去液の中の過剰の消去物質（例えば亜硫酸塩またはアミン）と接触するので、 新しいマークが時間と共に薄くなる場合があることである。 本発明は、消去可能な水性インクおよび水性消去液の組合せに関するものであ る。インクは、塩基性窒素化合物、例えばアミン、と接触した場合に脱色する染 料を含有する。消去液は、塩基性窒素化合物を含む。重要なのは、インクが、消 去液中の過剰の塩基性窒素化合物を結合し得る塩基性窒素化合物結合剤を含むこ とである。これによって、消去液が塗布されている区域にこのインクで上書きさ れると、消去液中に残存している塩基性窒素化合物がインク中の窒素化合物結合 剤に結合されるので、染料の著しい脱色が引き起こされない。そのため、消去さ れた区域の上に書き込まれたインクマークが時間と共に薄くなる傾向は少なくな る。 好ましい染料はトリアリールメタンである。好ましい塩基性窒素化合物は、グ リシンナトリウム塩の様な不揮発性の無毒アミンである。好ましい結合剤は金属 塩である。好ましい結合剤の例は、硫酸マグネシウムの様なマグネシウム塩およ び硫酸亜鉛の様な亜鉛塩である。 好ましい消去液は、被膜形成重合体も含む。被膜形成重合体は、消去した区域 の上に薄い被膜を形成し、その結果、上書き時間を短縮することができる。この 被膜形成重合体は、消去液が紙に拡散するのを遅らせ、上書きの品質を改良する こともできる。好ましい被膜形成重合体としては、ポリアクリル酸のナトリウム 塩がある。 好ましい消去液は、消去時間が約３秒間未満であり、より好ましくは２秒間未 満である。好ましい消去液は、上書き時間が約１５秒間未満であり、より好まし くは１０秒間未満である。 本発明の一態様では、インクが８重量％グリシンナトリウム塩水溶液と接触し た時に脱色する染料、およびグリシンナトリウム塩と錯体形成し得る金属塩を含 む消去可能なインクも提供される。 本発明は、基材上のインクマーキングを消去する方法も提供するものである。 本方法は２つの工程を含む。第一に、塩基性窒素化合物と接触した時に脱色する 染料、塩基性窒素化合物を結合し得る結合剤、および水を含むインクを基材に塗 布してマーキングを形成させる。第二に、そのマーキングに、塩基性窒素化合物 および水を含む消去液を塗布する。塩基性窒素化合物が染料を脱色させる。 本発明は、マーキングを形成する別の方法も提供するものである。この方法も ２つの工程を含む。第一に、塩基性窒素化合物および水を含む消去液を基材に塗 布し、消去液被覆を形成させる。第二に、塩基性窒素化合物と接触した時に脱色 する染料、塩基性窒素化合物に結合し得る結合剤、および水を含むインクを消去 液被覆に塗布する。好ましくはこの方法は、基材の上にマークを最初に形成させ ておき、その上に消去液を同インクと共に塗布する。 ここで使用する「消去システム」とは、インクおよび消去液の組合せを同じ共 通の包装物中に、混合せずに保存することを意味する。例えば、インクを一つの 容器に入れ、消去液を第二の容器に入れるが、２個の容器は同じ包装物中に含ま れる。本発明の他の特徴および利点は、本発明の好ましい実施態様の説明および 請求項から明らかになるであろう。 好ましい組合せは、インクおよび消去液を含む。インクはトリアリールメタン 染料、消去液中に使用されるアミンと結合し得る金属塩、有機酸、ポリアクリレ ート被膜形成重合体、および水を含む。消去液は、トリアリールメタン染料を脱 色し得る不揮発性アミン、被膜形成重合体、および水を含む。インクおよび消去 液は、表面張力を調節するための界面活性剤も含むことができる。 アミンの存在下で脱色し得るトリアリールメタン染料は、当業者には公知であ る。例としてはAcid Blue 93およびAcid Blue 22がある。所望の色強度を与える のに十分な染料を含むべきであるが、そのインクで形成されたマークを脱色する のに大量の消去液を塗布しなければならない程、多くすべきではない。好ましい インクは、２〜５重量％、より好ましくは約４重量％、のトリアリールメタン染 料を含む。 好ましい金属塩は、消去液中に使用されるアミンを結合することができる。金 属塩は好ましくはインク中に可溶である。塩の例は、硫酸マグネシウムおよび硫 酸亜鉛である。 インクは、インクマークの上に形成された消去液層にインクを塗布した時に、 過剰のアミンを結合するのに十分な量の金属塩を含むべきである。ただし、修正 するインクマークを消去するために過剰量の消去液を塗布しなければならない程 多くの金属塩を含むべきではない。修正すべきインクマークは金属塩を含むこと ができ、そのインクマーク中の金属塩と結合すると共に、染料を脱色するのに十 分なアミンが消去液の中になければならない。好ましいインクは、５〜１５重量 ％、より好ましくは８〜１２重量％、の金属塩を含む。 有機酸はインクの酸性度を増加させ、その結果、トリアリールメタン染料の色 強度を増加させる。有機酸の例としては、クエン酸、および酒石酸がある。所望 の強度の染料を含むインクを与えるには、十分な量の有機酸を含むべきである。 好ましいインクは、１〜３重量％、より好ましくは約２重量％、の有機酸を含む ことができる。 ポリアクリレート被膜形成重合体は、色強度を改良し、上書きからのにじみを 減少させることができる。ポリアクリレート鼓膜形成重合体の例としては、すべ てBASFから市販されているSokalan CP10s、CP12s、およびPA13PNがある。目標と する特性を得るには、十分なポリアクリレート被膜形成重合体をインクに配合す べきであるが、インクの粘度が過度に高くなる程多く配合すべきではない。好ま しいインクは、１〜５重量％、より好ましくは２〜４重量％、のポリアクリレー ト被膜形成重合体を含むことができる。 インクは、各成分を溶解させ、インクに所望の粘度を与えるための十分な水を 含むべきである。好ましいインクは、粘度が例えば１cps〜３cps、より好ましく は２cps〜２．５cps、である。好ましいインクは、例えば７５〜８５重量％の水 を含む。 インクで形成させたマークの上に液を塗布した時、消去液中の不揮発性アミン がトリアリールメタン染料の脱色を引き起こす。選択されるアミンは、好ましく は不揮発性であることに加えて、無毒性であるべきであり、好ましくは無臭であ る。好ましいアミンの例としては、グリシン（グリシンナトリウム塩の形態で） 、他のアミノ酸塩およびポリアミンである。 消去液は、インクで形成されたマークに妥当な量で塗布した時に染料を脱色す るために十分なアミンを含む。しかし、大量のアミンは、硬くなった消去液に付 けた修正インクマーキングが薄くなるのを十分に阻止する、インク中の金属塩の 能力を妨害することがある。好ましい消去液は、７〜１２重量％、より好ましく は８〜１０重量％、のアミンを含むことができる。 被膜形成重合体は消去液の粘度を増加させる。被膜形成重合体は、消去液で形 成された被覆の表面上に薄い被膜を形成させることにより、上書き時間をも短縮 するが、この薄い被膜は表面の硬度を増加させ、消去液が十分に乾燥していなく ても、インクで作られるマークを受けるのに適した表面を形成させることができ る。被膜形成重合体は、消去液に使用するアミンとの相容性を有するべきである 。好ましい被膜形成重合体はポリアクリル酸のナトリウム塩である。好ましいポ リアクリル酸被膜形成重合体は数平均分子量１２００〜５０００である。 所望の被膜および粘度を得るために、十分な量の被膜形成重合体を消去液中に 配合する。被膜形成重合体が多過ぎると、粘度が過度に上昇する。好ましい消去 液は１５〜２５重量％、より好ましくは約２０重量％、の被膜形成重合体を含む ことができる。 消去液は、各成分を溶解させ、流体に所望の粘度を与えるのに十分な水を含ん でいるべきである。好ましい消去液は、例えば５cps〜１５cps、より好ましくは ６cps〜７cps、の粘度を有することができる。 消去液は好ましくは緩衝剤も含み、溶液のｐＨを例えば１１〜１２（より好ま しくは約１１．７、に維持される。好ましい消去液は、例えば７５〜８５重量％ の緩衝剤水溶液を含むことができる。 インクおよび消去液の表面張力は、本消去システムの消去および上書き性能に 影響することがある。インクの表面張力は好ましくは３０ダイン／cm〜４５ダイ ン／cm、より好ましくは約４０ダイン／cm、である。消去液の表面張力は好まし くは２０ダイン／cm〜４０ダイン／cm、より好ましくは２５ダイン／cm〜３５ダ イン／cm、最も好ましくは約３０ダイン／cm、である。インクおよび消去液の表 面張力は、通常の界面活性剤を使用して調節することができる。インクの表面張 力が低過ぎる場合、インクは、続いて塗布する消去液と比較して、紙基材の中に あまりにも深く、あまりにも急速に浸透する。消去液の表面張力が高過ぎる場合 、消去液は紙の中に、前に塗布したインク程深くは透過しないか、あるいは少な くともそれ程急速には透過しない。このために消去が不完全になるか、または消 去時間が長くなる。 他の通常の成分、例えば殺菌剤、増粘剤、および着色剤をインクまたは消去液 中に含むことができる。 好ましいインクおよび消去液は、ローラーボールポイントペン、例えば貯蔵部 と流体連絡させるための管状部材、その部材の一端にシートを有するソケット、 そのシートから伸びる内側壁表面、シートの反対側の内側壁表面の末端に配置さ れたリム、およびソケット中に配置され、シートと回転できる様に係合し、リム により捕獲されている球形ボール、を含むペンで使用することができる。この筆 記具は例えばフェルトのチップも含むことができる。インクおよび消去液は万年 筆中でも使用できる。 一実施態様では、インクおよび消去液は、個別のペンの中で供給される。必要 に応じて、幾つかのインク含有ペンを用意し、それぞれのペンが１種類のインク を含む様にすることもできる。 別の実施態様では、インクおよび消去液は、それぞれの貯蔵部を含む単一のペ ンの中に供給される。それぞれの貯蔵部は中空または繊維貯蔵部でよい。２個の 貯蔵部を管状部材、例えばポリプロピレンの胴、で取り囲むことができる。ペン がマーカーである場合、両端にペン先を含み、各ペン先がキャップにより覆われ ている。適当なペン先の例は、Interfloから市販のポリエチレン製の、のみ型ペ ン先(chisel nib)である。あるいは、ペンがローラーボールポイントペンである 場合、両端に、上記の様な、この分野で良く知られているボールおよびソケット 構造を含む。インク貯蔵部は、例えば消去液貯蔵部の約３倍の流体を含む位に十 分に大きくてよい。 インクおよび消去液は、各成分を混合して製造することができる。 例１ インクは、Acid Blue 93（Orientから市販）４部、クエン酸２部、硫酸マグネ シウム１０部、Sokalan CP10s（BASFから市販）２．５部および水８１．５部を 混合することにより製造した。 消去液は、グリシンナトリウム塩１０部、ポリアクリル酸ナトリウム塩（Aldr ichから市販、カタログNo．42034-4）２０部、界面活性剤（Dynol、Air Product sから市販）０．２部および緩衝剤水溶液（ｐＨ１１．７）７０部を混合するこ とにより製造した。緩衝剤溶液１リットルは、ホウ酸1．４８４１ｇ、水酸化ナ トリウム４．１０５０ｇ、酢酸１．４ml、およびリン酸１．４mlを含む。 このインクを使用してAmpadノート紙（例えばPhase One Office Products Co. ,から市販、カタログNo．AMP-20-372）の上に書き込んだ。インクマーク上の一 部に消去液を塗布した。消去液が十分に硬化した後、修正のためのインクマーキ ングを付けた。修正マーキングの薄れやにじみは観察されなかった。 例２ １０％（総重量で）硫酸亜鉛、２．５％Sokalan CP10s、２１クエン酸、４１A cid Blue 93、および８１．５１水を混合することにより、消去液を製造した。 例３ ５％（総重量で）硫酸亜鉛、５％硫酸マグネシウム、２．５％Sokalan CP10s 、２％クエン酸、４％Acid Blue 93、および８１．５％水を混合することにより 、消去液を製造した。 他の実施態様も請求の範囲に包含される。例えば、消去液は２種類のインク、 すなわち一方は消去液中のアミンを結合する金属塩を含み、他方は金属塩を含ま ない、と組み合わせて使用することができる。金属塩を含まないインクで紙の上 にインクマークを付け、消去液を塗布して染料を脱色することができる。次いで 、金属塩を含むインクで修正のマークを付けることができる。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 塩基性窒素化合物および水を含む消去液、および前記塩基性窒素化合物 と接触した場合に脱色される染料、前記塩基性窒素化合物を結合し得る結合剤、 および水を含むインク を含んでなるインクおよび消去液の組合せ。 ２． 前記消去液が被膜形成重合体をさらに含む、請求項１に記載の組合せ。 ３． 前記被膜形成重合体がポリアクリル酸塩を含んでなる、請求項２に記載 の組合せ。 ４． 前記消去液が８〜１０重量％の前記塩基性窒素化合物、１５〜２５重量 ％の前記被膜形成重合体、および６０〜７０重量％の水を含む、請求項２に記載 の組合せ。 ５． 前記インクが被膜形成重合体をさらに含む、請求項１に記載の組合せ。 ６． 前記インクが３〜４重量％の前記染料、８〜１２重量％の前記結合剤、 および７５〜８５重量％の水を含む、請求項１に記載の組合せ。 ７． 前記被膜形成重合体がポリアクリレートを含んでなる、請求項５に記載 の組合せ。 ８． 前記消去液のｐＨが約１０〜約１１である、請求項７に記載の組合せ。 ９． 前記染料がトリアリールメタンを含んでなる、請求項１に記載の組合せ 。 １０． 前記インクが有機酸をさらに含んでなる、請求項１に記載の組合せ。 １１． 前記結合剤が金属塩を含んでなる、請求項１に記載の組合せ。 １２． 前記金属塩がマグネシウム塩を含んでなる、請求項１１に記載の組合 せ。 １３． 前記マグネシウム塩が硫酸マグネシウムを含んでなる、請求項１２に 記載の組合せ。 １４． 前記金属塩が亜鉛塩を含んでなる、請求項１１に記載の組合せ。 １５． 前記亜鉛塩が硫酸亜鉛を含んでなる、請求項１４に記載の組合せ。 １６． 前記塩基性窒素化合物がアミンを含んでなる、請求項１に記載の組合 せ。 １７． 前記アミンがグリシンナトリウム塩を含んでなる、請求項１６に記載 の組合せ。 １８． 前記消去液の消去時間が３秒間未満である、請求項１に記載の組合せ 。 １９. 前記消去液の上書き時間が１０秒間未満である、請求項１に記載の組 合せ。 ２０． 前記インクの表面張力が２５ダイン／cm〜３５ダイン／cmであり、前 記消去液の表面張力が３５ダイン／cm〜４０ダイン／cmである、請求項１に記載 の組合せ。 ２１． ８重量％グリシンナトリウム塩水溶液と接触した時に脱色する染料、 グリシンナトリウム塩と錯体形成し得る金属塩、および水を含んでなる消去可能 なインク。 ２２． 前記インクが不揮発性有機酸をさらに含んでなる、請求項２１に記載 の消去可能なインク。 ２３． 前記金属塩が、マグネシウム塩および亜鉛塩からなる群から選択され た塩を含んでなる、請求項２１に記載の消去可能なインク。 ２４． 基材上のインクマーキングを消去する方法であって、 塩基性窒素化合物と接触した時に脱色する染料、前記塩基性窒素化合物を結合 し得る結合剤、および水を含んでなるインクを前記基材に塗布して前記基材上に マーキングを形成させること、および前記マーキングに、前記塩基性窒素化合物 および水を含んでなる消去液を塗布すること（ここで前記塩基性窒素化合物は前 記染料を脱色させる）、を含んでなる方法。 ２５． 前記結合剤が金属塩を含んでなる、請求項２４に記載の方法。 ２６． 前記塩基性窒素化合物がアミンを含んでなる、請求項２４に記載の方 法。 ２７． 塩基性窒素化合物および水を含む消去液を基材に塗布し、前記基材上 に消去液被覆を形成させること、および前記消去液被覆に、前記塩基性窒素化合 物と接触した時に脱色する染料、前記塩基性窒素化合物に結合し得る結合剤、お よび水を含むインクを塗布することを含んでなるマーキング形成方法。