(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記具のインキ収容筒内に直接収容したインキの後端面に配設され、前記インキの消費に従って前進するインキ逆流防止体であって、前記インキ逆流防止体が、難揮発性液体にゲル化剤と液状ポリエチレンワックスを添加してなることを特徴とする筆記具用インキ逆流防止体組成物。
【請求項２】
前記液状ポリエチレンワックスの融点が−２０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の筆記具用インキ逆流防止体組成物。
【請求項３】
前記液状ポリエチレンワックスがインキ逆流防止体組成物全量中１〜３０質量％の範囲で添加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の筆記具用インキ逆流防止体組成物。
【請求項４】
前記難揮発性液体が鉱油、流動パラフィン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリブテン、αオレフィン−コオリゴマーのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の筆記具用インキ逆流防止体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筆記具用インキ逆流防止体組成物に関する。更には、インキ収容筒内に直接収容されたインキの端面に配設される筆記具用インキ逆流防止体組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筆記具に適用されるインキ逆流防止体組成物には、正立（チップ上向き）或いは横置き状態での保管時や運搬時にインキが収容筒後端から漏出することを防止するインキ逆流防止性能、筆記時にインキの減少に伴ってペン先方向へスムースに移動するインキ追従性能、更に、筆記具が高所から落下した際のインキ飛散やインキ流出を防ぐ耐衝撃性能等の性能が要求されている。
【０００３】
前記インキ逆流防止体組成物として、古くは高粘度の油性インキを内蔵する油性ボールペン用として、鉱油と金属石鹸の混合物であるグリース等が適用されているが、前記油性ボールペン用インキ逆流防止体を粘度の低い水性インキを内蔵した水性ボールペンに適用した場合、インキ消費時の追従不良や温度変化に伴う過度の粘度変化を生じることがあり、水性インキの逆流を抑止できない等の不具合を生じることがあった。そのため、液状ポリブテン、鉱油、シリコーンオイル等の難揮発性有機液体に、ジベンジリデンソルビトール或いはトリベンジリデンソルビトール、Ｎ‐アシル化アミノ酸誘導体、微粒子シリカ等のゲル化剤を添加してゲル状物としたインキ逆流防止体組成物が多数提案され、広く実用化されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６４−１０５５４号公報
【特許文献２】特開昭５７−２００４７２号公報
【特許文献３】特開平７−２４２０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ゲル化剤を用いた従来のインキ逆流防止体組成物は、筆記具が高所から落下した際のインキ飛散やインキ流出を防ぐ耐衝撃性能が充分ではなく、前記性能を高めるためにゲル化剤の添加量を増やした場合には、筆記時のインキ消費に伴う移動（インキ追従）時に、インキ収容管に付着してしまいスムース追従ができなくなることがあるため、実用性を満足するものではなかった。
本発明は、前記した耐衝撃性能やインキ追従性能を共に満足し、インキ逆流防止性能や経時安定性も充分である実用性の高いインキ逆流防止体組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筆記具のインキ収容筒内に直接収容したインキの後端面に配設され、前記インキの消費に従って前進するインキ逆流防止体であって、前記インキ逆流防止体が、難揮発性液体にゲル化剤と液状ポリエチレンワックスを添加してなることを要件とする。
更に、前記液状ポリエチレンワックスの融点が−２０℃以下であること、前記液状ポリエチレンワックスがインキ逆流防止体組成物全量中１〜３０質量％の範囲で添加されることを要件とする。
更には、前記難揮発性液体が鉱油、流動パラフィン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリブテン、αオレフィン−コオリゴマーのいずれかであることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は基材となる難揮発性液体中に液状ポリエチレンワックスを混合し、ゲル化剤でゲル状物とすることで、耐衝撃性能、インキ追従性能を共に満足し、インキ逆流防止性能や経時安定性も充分である実用性の高いインキ逆流防止体組成物が得られるものである。
【０００８】
前記難揮発性液体はインキ逆流防止体組成物の基材（ベースオイル）として用いられるものである。用いられる成分としては、ポリブテン、αオレフィンコオリゴマー、流動パラフィン、精製鉱油等を例示できる。特に、インキとの混和がし難く、インキ追従性、耐衝撃性に優れている点からポリブテンが好適である。
前記ポリブテンの市販品として具体的には、ポリブテンＬＶ−７、同ＬＶ−１０、同ＬＶ−２５、同ＬＶ−５０、同ＬＶ−１００、同ＨＶ−１５、同ＨＶ−３５、同ＨＶ−３５、同ＨＶ−５０、同ＨＶ−１００、同ＨＶ−３００（以上、新日本石油化学（株）製）、ポリブテン０Ｈ、同５Ｈ、同１０Ｈ−Ｔ、同１５Ｈ、同３００Ｈ、同１５Ｒ、同３５Ｒ、同１００Ｒ、同１００Ｒ、同３００Ｒ（以上、出光石油化学（株）製）、０１５Ｎ、０６Ｎ、３Ｎ、５Ｎ、１０Ｎ、ニューグライドＭ、ニューグライドμ（以上、日油（株）製）等を例示することができる。
尚、前記難揮発性液体は逆流防止体組成物全量に対し、７０〜９８．９重量％の範囲で使用できる。
【０００９】
前記ゲル化剤は、難揮発性液体をインキ逆流防止体組成物としての好適な粘度まで増粘させるために添加される。前記ゲル化剤としては、表面を疎水処理したシリカ、表面をメチル化処理した微粒子シリカ、珪酸アルミニウム、膨潤性雲母、疎水処理を施したベントナイトやモンモリロナイトなどの粘土系増粘剤、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属石鹸、トリベンジリデンソルビトール、脂肪酸アマイド、アマイド変性ポリエチレンワックス、水添ひまし油、脂肪酸デキストリン等のデキストリン系化合物、セルロース系化合物等が挙げられるが、好ましくは前記難揮発性液体に十分な増粘効果を与え、且つ、安定性に優れる脂肪酸アルミニウム、脂肪酸デキストリン、アマイド変性ポリエチレンワックス、脂肪族アマイドが用いられる。
【００１０】
前記液状ポリエチレンワックスは、難揮発性液体単独での使用時や、従来の逆流防止体組成物で発生する、落下衝撃等による変形、インキ収容管への付着による追従不良、長期保管時の硬化や離油に伴う流動性不良等を抑制し、筆記具に長期間安定した筆記性能を付与できるものである。
前記液状ポリエチレンワックスは、環境温度下で液体状態を呈するワックスであり、好ましくは融点が−２０℃以下のものが適用される。融点が−２０℃以下のものを適用した場合、超低温下であっても硬化することなく、スムースなインキ追従性能を維持できるため、より有用なものとなる。
【００１１】
前記液状ポリエチレンワックスはインキ逆流防止体組成物全量に対し１〜３０重量％、好ましくは１．５〜１５重量％の範囲で用いられる。前記液状ポリエチレンワックスの添加量が１重量％未満では所望の耐逆流性能及びインキ追従性能を発現し難く、また、３０重量％を超えると、過剰の液状ポリエチレンワックスがインキ逆流防止体組成物中に存在することにより、インキとの相互作用によってインキとインキ逆流防止体組成物の界面に崩れを生じ易くなる。
【００１２】
その他必要に応じて、ゲル化助剤、着色防止性能や逆流防止性能を向上させるためのアルコールやグリコール等の極性溶剤、安定剤として種々の界面活性剤、酸化金属粒子や各種微粒子の添加も可能である。
【００１３】
前記インキ逆流防止体組成物はベースオイルとして用いられる難揮発性液体にゲル化剤、液状ポリエチレンワックスを添加し、更に必要に応じて各種添加剤を加え、加熱により均一に溶解し、ディスパー等の攪拌機で均一になるように分散した後、三本ロール、ニーダー、バスケットミル等の分散機で混練することにより得られる。また、必要に応じて遠心脱法等によって脱気することもできる。
【００１４】
本発明のインキ逆流防止体のような高粘稠液体の硬さ及び流動性等を測定する簡便な手段としてはスプレッドメーター（平行板粘度計）があり、その測定値をＳＭ値という。ＳＭ値として、２０℃の１分値が２０〜６０ｍｍの範囲にあるインキ逆流防止体が耐衝撃性、逆流防止性及びインキ追従性において良好な特性を示す。ＳＭ値の範囲は２０〜６０ｍｍが好ましいが、２５〜４５ｍｍであれば更に好ましい。
【００１５】
前記インキ逆流防止体組成物は、ペン先を備えたインキ収容管にインキを充填した後、最後端に充填されるものであり、必要に応じて固体のインキ逆流防止体と併用して配設される。これによりインキ収容管後端からのインキの蒸発を防止し、ペン先を上向きで放置した場合や、衝撃が加わった場合にインキが逆流することを防止するものとなる。
【００１６】
前記インキとしては、従来公知の水性又は油性インキが用いられる。前記インキが油性インキの場合、特に２５℃でのインキ粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下（剪断速度３．５［１／ｓｅｃ］）の低粘度乃至中粘度油性インキが好適に用いられる。また、水性インキの場合は、特に剪断減粘性水性インキが好適に用いられる。
【００１７】
前記ペン先には、マーキングペンチップやボールペンチップが用いられる。特に、ボールペンチップを用いたボールペン形態での適用が好ましく、例えば、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、或いは、金属製のパイプや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたもの等を適用できる。また、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等の０．１５〜１．２ｍｍ径程度のものが適用できる。
【００１８】
前記インキ収容管は、金属加工体や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が、インキの低蒸発性、生産性の面で好適に用いられる。特に樹脂成形体においては、透明、着色透明、或いは半透明の成形体を用いることにより、外部からインキを視認することが可能であり、特異の意匠効果を与えると共に、インキの色調や残量等を確認できる。前記インキ収容管にはチップを直接連結する他、接続部材を介して前記インキ収容管とチップを連結してもよい。尚、前記インキ収容管は、ボールペン用レフィルの形態として、前記レフィルを軸筒内に収容するものでもよいし、軸筒をインキ収容管として用いて、前記軸筒内に直接インキとインキ逆流防止体を充填してもよい。
【実施例】
【００１９】
以下に実施例及び比較例を示すが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。尚、表中の実施例、比較例の数字は重量部を表わす。またＳＭ値は、２０℃におけるスプレッドメーターの１分値を表わす。
【００２０】
【表１】
0005709638.tif 000002
【００２１】
表中の原料の内容を注番号に従って説明する。
（１）日油（株）製、商品名：ポリブテン５ＳＨ（２０℃粘度：約２００００ｍＰa・ｓ）
（２）日油（株）製、商品名：ニューグライドＵ（２０℃粘度：約６００ｍＰa・ｓ）
（３）モービル石油（株）製、商品名；Ｍｏｂｉｌ  ＳＨＦ−４０３（４０℃粘度：約４００ｍＰa・ｓ）
（４）Ｓｈａｍｒｏｃｋ社製、商品名：ＶＥＲＳＡ  ＦＬＯＷ  ＢＡＳＥ（２０℃粘度：約９００ｍＰa・ｓ）
（５）クラリアントジャパン（株）製、商品名：セリダスト９６１５Ａ
（６）千葉製粉（株）製、商品名：レオパールＫＬＴ
（７）楠本化成（株）製、商品名：ディスパロ６８５０−２０Ｘ
（７）日本アエロジル工業（株）製、商品名：アエロジルＲ９７４
【００２２】
インキ逆流防止体組成物の作製
実施例１，２、比較例１乃至３
オイル成分中にゲル化剤を所定量投入してディスパーで撹拌しながら加温し、１４０℃になった時点から３０分間撹拌した後に加温を停止し、室温で１２時間自然放冷した後、三本ロール処理（３ｐａｓｓ）後に遠心脱法することでインキ逆流防止体組成物を得た。
【００２３】
実施例３
オイル成分中にゲル化剤を所定量投入してディスパー２０００ｒｐｍで１０分間攪拌した後、三本ロール処理（３ｐａｓｓ）後に遠心脱法することでインキ逆流防止体組成物を得た。
【００２４】
比較例４
オイル成分中にゲル化剤を定量添加して２０００ｒｐｍで１０分間攪拌し、三本ロール処理（３ｐａｓｓ）後に遠心脱法することでインキ逆流防止体組成物を得た。
【００２５】
試料ボールペンの作製
直径０．５ｍｍの超硬合金製ボールを備えたステンレスパイプチップ（ボールペンチップ）を先端に嵌着した、内径３．８ｍｍのポリプロピレン製パイプ（インキ収容管）に、２０℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓの水性赤インキ（剪断減粘性顔料インキ）を０．９ｇ充填し、インキ後端に実施例及び比較例のインキ逆流防止体組成物をそれぞれ０．１２ｇ接触配置した後に遠心処理し、キャップ式筆記具外装に組み込むことで試料ボールペンを得た。
【００２６】
上記の試料ボールペンを用いて以下の試験を実施し、それぞれの評価基準で評価した。結果を表２に示す。
【表２】
0005709638.tif 000003
【００２７】
落下衝撃試験
前記試料ボールペンをチップ上向き状態で１ｍの高さから１０回落下させ、チップ上向きで２４時間放静置した後のインキ逆流防止体組成物の状態を目視で観察した。
○：インキ逆流防止体組成物の状態に変化が認められない。
×：インキ逆流防止体組成物の形状が著しく崩れ、インキが後方に漏れている。
インキ追従性試験
前記試料ボールペンについて、筆記荷重１００ｇ、筆記角度７０度に調整した螺旋式筆記試験機を用いて筆記速度４ｍ／分でインキが無くなるまで筆記試験を行ない、インキに対する追従性を目視により観察した。
○：インキ逆流防止体組成物がインキの消費に伴って良好に追従しており、書き切りまで逆流防止体を形成される。
×：インキ逆流防止体組成物の追従性が乏しく収容管内壁に付着して残り、途中で逆流防止体が形成できなくなる。
経時安定性試験
前記試料ボールペンをチップ上向き状態で５０℃の環境下に６０日間静置した後、インキ逆流防止体組成物の状態を目視で観察した。
○：インキ逆流防止体組成物の状態に変化が認められない。
×：インキ逆流防止体組成物の一部が分離してインキ内に浸入している、又は、インキ逆流防止体組成物の一部がインキ収容管後端から流出して筆記具外装内に漏れ出している。