(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、インキの消費に従い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エチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油及びポリブテンから選ばれる一種又は二種以上に下記一般式（１）で示される脂肪酸アマイドを添加したものであり、前記脂肪酸アマイドの一種又は二種以上をインキ逆流防止体組成物全量に対して０．２〜３．０重量％添加したことを特徴とする筆記具用インキ逆流防止体組成物。
【化１】
0004510995.tif 000006
（式中、Ｒ１はＣ８〜Ｃ２２の飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、或いはヒドロキシ脂肪酸であり、Ｒ２は水素又はＣ８〜Ｃ２２のアルキル基、アルケニル基、或いはシクロアルキル置換アルキル基である。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筆記具用インキ逆流防止体組成物に関する。更に詳細には、インキ収容筒内に収容したインキの後端面にインキの消費に従い前進する高粘度流体である筆記具用インキ逆流防止体組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプ状のインキ収容管内に充填されたインキをインキ誘導芯等を介することなく、直接ペン体へ導出させる構造の筆記具として、油性ボールペンが従来より汎用されている。このタイプの油性ボールペンに適用されるインキは数千乃至数万ｍＰａ・ｓの高粘度インキであり、その高い粘性により筆記には高い筆記圧が必要であった。近年、前記油性ボールペンの構造と中粘度（数十〜数百ｍＰａ・ｓ）の水性インキを組み合わせた水性ボールペンが多用されてきている。
【０００３】
この種の水性インキは油性インキに比較して粘度が低いため、軽い筆記圧で筆記をすることができるが、その粘性の低さによりインキ収容管後端方向へインキが流出しやすいという欠点がある。そのために、通常インキ収容管内のインキ後端面に高粘度流体であるインキ逆流防止体を配することが必須となっている。
【０００４】
インキ逆流防止体には主に前記したインキ逆流防止性と、インキの消費に従ってインキと共に移動し筆記を円滑にさせるインキ追従性という相反する二つの特性が要求される。インキ逆流防止性を向上させるためにインキ逆流防止体を硬くするとインキ追従性が劣ってしまい、インキ追従性を良好にするためにインキ逆流防止体を軟らかくすれば、容易にインキ逆流が発生してしまう。
【０００５】
従来よりこれら要求性能を具備するインキ逆流防止体を提供する目的で種々の提案がなされている。例えば特公平６−４７３１８号公報には液状ポリブテンをベースオイルとし、微粒子シリカ、金属セッケン類或いはベントナイト等で増粘させたインキ逆流防止体が、また特開平１１−１６５４８６号公報及び特開平１１−１７０７５７号公報にはシリコーンオイルをベースオイルとし、微粒子シリカ、ベンジリデンソルビトール或いはアミノ酸誘導体等で増粘させたインキ逆流防止体が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のインキ逆流防止体のうち前者はベースオイルに用いられている液状ポリブテンがインキ中の成分である染料、界面活性剤、各種添加剤等との親和性が高いため、インキ逆流防止体組成物の一部がインキ中へ移行したり或いはインキ中の一部の成分がインキ逆流防止体中へ移行して、インキ逆流防止体やインキの物性が変化し、インキ逆流防止性能の低下やインキの変質、変色等の問題を発生しがちであった。
【０００７】
また、後者のシリコーンオイルをベースオイルとしたインキ逆流防止体の場合、剪断力が付加された際に粘度の低下が著しく、剪断力を取り去った後に元の粘度に回復するまでに長時間を要する。更に、該インキ逆流防止体を長期間保管すると徐々にゲル強度が低下し、十分なインキ逆流防止性能が得られなくなり、チップ上向き（正立）状態での放置或いは衝撃によるインキ漏出等の不具合を発生する虞があった。
【０００８】
本発明は従来のインキ逆流防止体の不具合を解消するものであって、インキ成分との親和性の高いベースオイルを使用しても、インキとインキ逆流防止体の相互作用によるインキ逆流防止体或いはインキの劣化、変質、変色等が発生せず、しかも、剪断力や長期保存による物性の変化が少なく、インキ追従性とインキ逆流防止性能に優れたインキ逆流防止体を提供しようとするものである。尚、本発明において「前」とはペン先側を、「後」とはインキ逆流防止体側を指し、また「正立」とはペン先を上向き、「倒立」とはペン先を下向き状態にすることを示す。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は種々のベースオイルと増粘剤を組み合わせ、インキ追従性とインキ逆流防止性能を同時に満足し、更に衝撃或いは長期間の保存によっても初期の性能を維持することができるインキ逆流防止体を検討した結果、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、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、インキの消費に従い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エチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油及びポリブテンから選ばれる一種又は二種以上に下記一般式（１）で示される脂肪酸アマイドを添加したものであり、前記脂肪酸アマイドの一種又は二種以上をインキ逆流防止体組成物全量に対して０．２〜３．０重量％添加したことを要件とする。
【化２】
0004510995.tif 000002
（式中、Ｒ１はＣ８〜Ｃ２２の飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、或いはヒドロキシ脂肪酸であり、Ｒ２は水素又はＣ８〜Ｃ２２のアルキル基、アルケニル基、或いはシクロアルキル置換アルキル基である。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明においてベースオイルとして用いられる難揮発性溶剤は、エチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油及びポリブテンから一種又は二種以上が選ばれる。
【００１２】
また増粘剤として添加される脂肪酸アマイドは前記一般式（１）で表わされる化合物であり、一般式（１）で示される化合物で式中のＲ２が水素である化合物の具体例としてはラウリン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、リシノール酸アマイド、１２−ヒドロキシステアリン酸アマイド等を挙げることができる。また、式中のＲ２がアルキル基或いはアルケニル基である化合物の具体例としてはＮ−イソブチルラウリン酸アマイド、Ｎ−イソブチルステアリン酸アマイド、Ｎ−オレイルステアリン酸アマイド、Ｎ−オレイルオレイン酸アマイド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アマイド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アマイド、Ｎ−オレイルパルミチン酸アマイド、Ｎ−ステアリルエルカ酸アマイド等を挙げることができる。
【００１３】
更に、一般式（１）で示される化合物で式中のＲ２がシクロアルキル置換アルキル基である化合物としては、Ｎ−シクロヘキシルメチルラウリン酸アマイド、Ｎ−シクロヘキシルメチルカプロン酸アマイド等が例示できる。
【００１４】
【００１５】
これらの脂肪酸アマイドの一種又は二種以上をインキ逆流防止体全量に対して０．２〜３．０重量％添加することにより本発明のインキ逆流防止体組成物を得ることができる。添加量が０．２重量％未満では得られるインキ逆流防止体の粘度が十分ではなく、正立放置によりインキ逆流防止体がインキ収容管の後端方向に移動する、或いは正立状態で筆記具を落下させた時にインキ逆流防止体やインキが流出或いは飛散してしまう等の不具合を生じることもある。
【００１６】
また、前記脂肪酸アマイドの添加量が３重量％を超えると、得られるインキ逆流防止体が硬くなりすぎるために、筆記時にインキの消費と共にペン体方向への追従が阻害され、インキの供給が不足し、筆跡濃度低下や筆記線途切れ等が発生することもある。前記脂肪酸アマイドは０．２〜３．０重量％の添加量が好ましいが、０．５〜２．０重量％の添加がより好ましい。
【００１７】
本発明のインキ逆流防止体組成物の主成分は前述したようにエチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油及びポリブテンから選ばれる一種又は二種以上と前記脂肪酸アマイドであるが、更にゲル強度を増すために従来からインキ逆流防止体組成物の増粘剤として汎用されている微粒子シリカ（親水性或いは疎水性）、ベンジリデンソルビトール類、アミノ酸誘導体ベントナイト、膨潤性雲母等を補助増粘剤として少量添加することも有効である。また、粘度調整剤としてアタクチックポリプロピレン或いはエチレン−α−オレフィン樹脂を添加してもよい。
【００１８】
本発明のインキ逆流防止体組成物に用いられる脂肪酸アマイドは、ベースオイルとして用いられるエチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油或いはポリブテンとの相溶性が低いために、単純な攪拌のみでは良好な分散体を得ることは困難である。よって、予め脂肪酸アマイドをキシレン、ミネラルターペン、メチルイソブチルケトン、エチルアルコール等の低沸点溶剤に１０〜２０重量％の濃度で加温溶解或いは膨潤させたペーストを作成し、ベースオイル中に所定量の前記脂肪酸アマイドペーストを投入し、ディスパー等で予備攪拌したものを三本ロールで分散処理する製造方法が好適である。尚、ペースト作成に使用した低沸点溶媒は、三本ロール処理が開放状態で行なわれるため、分散処理終了までに揮散する。
【００１９】
前記低沸点溶剤は、用いられる脂肪酸アマイドに対する溶解力の高いものが選択されるが、具体的にはミネラルターペン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等の低級アルコール及び酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等から選ばれる一種又は二種以上の混合溶剤が使用される。選択された単独或いは混合溶剤中に脂肪酸アマイドを全体の１０〜２０重量％の範囲で投入し、環流冷却器を備えたフラスコ中で７５〜１２０℃の温度で均一になるまで攪拌することにより、脂肪酸アマイドペーストが得られる。
【００２０】
前記脂肪酸アマイドペーストとベースオイルとして用いられるエチレン−α−オレフィンコオリゴマー、α−オレフィン油、精製鉱油及びポリブテンから選ばれる一種又は二種以上を所定量混合して予備攪拌をした後、三本ロール処理をすることにより本発明のインキ逆流防止体組成物を得ることができる。前記製造方法で作成することにより、脂肪酸アマイドはベースオイル中に均一な微粒子状態に分散され、微細な三次元網目構造を形成する。そのため、高揺変性を有し、また剪断力が付加されたときも急激な粘度低下を示さず、更には、長期間保管された場合も油分の分離等が発生せず経時的に安定なゲル状態が保持され、良好なインキ逆流防止体が得られる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の筆記具用インキ逆流防止体組成物の実施例と比較例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
〔脂肪酸アマイドペーストの作成〕
脂肪酸アマイドペーストＡ
エチルアルコール１５重量部、キシロール６５重量部、Ｎ−シクロヘキシルメチルラウリン酸アマイド２０重量部を環流冷却器を備えたフラスコ中に投入し、１０５℃で均一になるまで攪拌した後、室温で放冷し脂肪酸アマイドペーストＡを得た。
脂肪酸アマイドペーストＢ
ミネラルスピリット９０重量部、Ｎ−イソブチルラウリン酸アマイド１０重量部を環流冷却器を備えたフラスコ中に投入し、１２０℃で均一になるまで攪拌した後、室温で放冷し、脂肪酸アマイドペーストＢを得た。
脂肪酸アマイドペーストＣ
エチルアルコール２５重量部、キシロール６５重量部、Ｎ−ステアリルステアリン酸アマイド１０重量部を環流冷却器を備えたフラスコ中に投入し、１０５℃で均一になるまで攪拌した後、室温で放冷し、脂肪酸アマイドペーストＣを得た。
【００２３】
実施例及び比較例のインキ逆流防止体組成物の配合を以下の表に示す。表中の数字は重量部を表わす。
尚、実施例及び比較例１、２はベースオイル中に脂肪酸アマイドペーストを所定量投入し、予備攪拌をした後三本ロール処理を行ないインキ逆流防止体を得た。また、比較例３から６についてはベースオイル中にゲル化剤を所定量投入、ディスパーで攪拌しながら加温し、１４０℃になった時点で攪拌及び加温を停止し、室温まで自然放冷することによりインキ逆流防止体を得た。
得られた実施例及び比較例のインキ逆流防止体の硬さを平行板粘度計（スプレッドメーター）で測定した値をＳＭ値の欄に記載した。
但し、比較例５はゲル化剤による増粘ができず、ベースオイルと同程度の粘度であったため平行板粘度計の測定及び性能試験の対象から除外した。
【００２４】
【表１】
0004510995.tif 000003
【００２５】
【表２】
0004510995.tif 000004
【００２６】
表中の原料を注番号に従って説明する。
（１）ポリブテン３ＳＨ〔日本油脂（株）製、液状ポリブテン、平均分子量：７２０、粘度２１００ｃＳｔ（４０℃）〕
（２）ルーカントＨＣ−１５０〔三井石油化学（株）製、エチレン−α−オレフィン−コオリゴマー、粘度２２００ｃＳｔ（４０℃）〕
（３）ゲルオールＤ〔新日本理化（株）製、ジベンジリデンソルビトール〕
（４）ＧＰ−１〔味の素（株）製、アシル化アミノ酸〕
【００２７】
試料ボールペンの作製０．７ｍｍ径の超硬合金製ボールを備えたステンレスパイプチップを先端に嵌着した、内径３．８ｍｍのポリエチレン管に、２０℃における粘度が１００ｍＰａ・ｓの水性黒インキを充填しインキ後端部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接触配置して試料ボールペンとし、以下の性能試験を行なった。
【００２８】
〔逆流試験〕
前記試料ボールペンを、正立状態のまま４フィートの高さから落下し、インキ逆流防止体の状態を目視で観察した。
〔追従性試験〕
前記試料ボールペンを筆記荷重１００ｇ、筆記速度１０ｍ／分の条件で筆記試験を行なった。
〔耐剪断力試験〕
実施例及び比較例のインキ逆流防止体をディスパーを用いて１５００ｒｐｍで５分間攪拌した直後に前記の部品及びインキを用いてボールペンを組み立て、前記と同様の逆流試験を行なった。
〔基油分離試験〕
前記試料ボールペンを、正立状態で５０℃雰囲気に一カ月放置した後、インキ逆流防止体の状態を目視で観察した。
【００２９】
上記の試験を行なった結果を以下の表に示す。尚、それぞれの試験における評価基準は以下の通りである。
〔逆流試験〕
○：インキ逆流防止体の状態に変化が認められない。
△：インキ逆流防止体の形状が崩れている。
×：インキ逆流防止体の形状が崩れ、インキが後方に漏出している。
〔追従性試験〕
○：良好に筆記できる。
△：筆記線にカスレが発生している。
×：筆記線が途切れる。或いは筆記できない。
〔耐剪断力試験〕
○：インキ逆流防止体の状態に変化が認められない。
△：インキ逆流防止体の形状が崩れている。
×：インキ逆流防止体の形状が崩れ、インキが後方に漏出している。
〔基油分離試験〕
○：インキ逆流防止体の状態に変化が認められない。
△：インキ逆流防止体の一部が分離し、インキ中に移行している。
×：インキ逆流防止体の一部が分離し、ペン先まで移行している。
【００３０】
【表３】
0004510995.tif 000005
【００３１】
【発明の効果】
本発明のインキ逆流防止体組成物はインキ逆流防止体に要求されるインキ追従性とインキ逆流防止性の相反する二つの重要な特性を同時に満足し、更に長期の保管においても硬さの変化や基油の分離等が発生しないという特徴を有する。また、インキ収容管に充填する工程等で剪断力を付加された場合も顕著な粘度低下がなく、剪断力が取り去られた後は速やかに元の粘度に復元するため、筆記具の製造工程においても、インキ漏れ等の不具合が発生することがない。