JP2006001225A - 水性ボールペン用インク追従体 - Google Patents

Abstract

【課題】インキ流量の高い水性ボールペンのインキ追従体について、消費の激しいインクへの追従性と、インキ貯蔵槽内での高いクリアドレイン性、および、基油の耐離油性能を同時に向上させる。
【解決手段】 水性ボールペンのインク追従体において、高分子繊維を配合し、更に、少なくとも非水溶性有機溶剤からなる基油、オレフィン系エラストマー、およびタック性調整剤としてシリカを除く無機フィラーを含有させ、比重が0.86以上1.0未満の水性ボールペン用インク追従体とすることで、水性ボールペン用インク追従体の流動性を抑える。
【選択図】なし

Description

本発明はインク収容管内に直接収容する水性ボールペン用インクの尾端部に使用するインク追従体に関する。

水性ボールペンのインキの粘度は、比較的低粘度であるため、ペンを上向き又は横向きに放置した場合には、追従体が無ければインキが漏出する、あるいは、軽度の衝撃でもインキが飛散し、手や服を汚してしまうという恐れがあった。そのため、これまでに数多くのインキ追従体に関する提案が為されてきた。
特開平０９−２４６８９ 特開平１１−４２８８４ 特開平１１−１２９６７４ 特開平１１−３１４４８８ 特開２００１−０９６９７３ 特３４３８４８１

特許文献１には、炭化水素類より選ばれた難揮発性有機溶媒或いは不揮発性有機溶媒を基材とし，これにポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーと比重の調整剤として微粒子無機粉体を配合してなることを特徴とする比重が１以上の水性ボールペン用インク追従体が開示されている。これらはタック性が高く、インクの流量が渋くなり、また、クリアドレイン性も悪いという問題があった。

また、特許文献２には追従体組成物に添加した無機微粒子増粘剤が緩やかな鎖状構造をとるらしいことが記載されているが、増粘剤が結果的に鎖状構造をとり、追従体の離油を防止するらしいことが示唆されているが、意図的に繊維体を加えて耐衝撃性、追従性、離油性など追従体組成物の性能全般を向上させることについては記載も示唆も無い。

また、特許文献３および特許文献４にみられるように、アミノ変性シリコーンオイルの骨格のシリコーンを用いてインク追従性を保つ方法が開示されている。しかし、リフィールの遠心脱泡工程でシリコーンだけ分離したり、経時的にシリコーンだけ離油する懸念もあった。

また、特許文献５には、難揮発性有機液体或いは不揮発性有機液体を基材とし、それにゲル化剤等を添加して増粘させたインキ追従体が開示されている。このような化学的な増粘を促進させるとクリアドレイン性が低下し、さらに経時的にインク追従性が低下する問題があった。

また、特許文献６には、水性ボールペンを落下させたときに備えて、フォロワー内にフロートを入れる方法が開示されている。しかし、フォロワー自体に十分な耐落下衝撃性があればフロートを入れる必要はなく、より安価に、工程数を少なくボールペンを製造出来ることとなる。

このような従来の逆流防止剤にあっては、逆流防止剤に求められる性能の全てを満足することはできない。すなわち、逆流防止剤には、（１）耐衝撃性が良好なこと、（２）追従性が良好なこと、（３）インクのかすれがないこと、（４）インク追従体そのもの、あるいは油分離による油のたれや横流れ現象が生じないこと、の４つの性能が求められるが、ゲル化剤やオレフィン系熱可塑性エラストマーの量の加減調整しても、全ての性能を満足することはできない。

本発明者は、前述のような実情に鑑み、全ての性能を満足することができる逆流防止剤の研究を鋭意行ってきた結果、その逆流防止剤の開発に成功したものである。

即ち、この発明に係る水性ボールペンインクの逆流防止剤は、下記の通りである。
（１）繊維体が配合されたことを特徴とする水性ボールペン用インク追従体。
（２）前記繊維体が高分子繊維であることを特徴とした（１）に記載の水性ボールペン用インク追従体。
（３）前記繊維体の配合量が重量比で２％以上４０％以下であることを特徴とした（１）または（２）に記載の水性ボールペン用インク追従体。
（４）前記繊維体が１デシテックスから１５０デシテックスの繊維であることを特徴とした（１）〜（３）に記載の水性ボールペン用インク追従体。
（５）前期繊維体に加え、少なくとも非水溶性有機溶剤からなる基油、オレフィン系エラストマー、およびタック性調整剤として無機フィラーを含有することを特徴とした（１）〜（４）に記載の水性ボールペン用インク追従体。
（６）比重が０．８６以上１．０未満であることを特徴とした（１）〜（５）に記載の水性ボールペン用インク追従体。

本発明に使用出来る基油としては、常温液状炭化水素、シリコーンオイルなどが挙げられる。

常温液状炭化水素としては、鉱物油、エチレン−α−オレフィンコオリゴマー、ポリブテン、ポリ−α−オレフィン油、ポリエーテル合成油等を使用することができる。特に常温液状炭化水素としてはパラフィン系オイル（ＰＷ−９０）（出光興産）、ナフテン系オイル（ＮＳ−１００）（出光興産）を好ましく挙げることが出来る。
また、シリコーンオイルとしては、ＫＦ９６（信越シリコーン）、ＳＨ２０３、ＳＨ２３０、ＳＨ３７４９、ＳＨ８７００、ＳＦ８４１０、ＳＦ８４１６（東レ・ダウ・コーニング・シリコーン）、等を使用することができる。

オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系熱可塑性エラストマーが、ポリエチレンブロックからなるブロックコポリマー、ポリスチレンブロックからなるブロックコポリマー等を挙げることが出来る。

無機フィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、クレー、酸化鉄、アルミナ、酸化マグネシウム、シリカ、酸化チタン等を使用することが出来る。

本発明の要点である繊維体については、獣毛繊維、綿などの植物性繊維、絹、人工の高分子繊維などが挙げられるが、繊維の径、長さあるいは捻れ等を制御しやすい高分子からなる繊維が特に好ましい。使用するのに好ましい高分子繊維としてはポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。

本発明によれば、筆記流量、筆記速度によらず安定した追従性を有し、筆記途中でのインキ追従体が追従しないことに起因する描線のカスレを起こさず、ペン体に加えられた衝撃によってもインキ追従体が飛散せず、高温下でのペン体保管においてもインキ収容管からのインキ流出が発生しない水性ボールペン用インキ追従体が提供される。

以下にインク追従体の実際例について説明する。
実施例１
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
ＴＰＯ５ （日本プラス工業） ５部
高分子繊維 ＰＥ８４Ｔ（ユニプラス）（７５デシテックス、長さ２〜３ｍｍ、）３０部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

実施例２
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９６部
ＴＰＯ７ （日本プラス工業） ４部
高分子繊維 ＰＥ１１０Ｔ（ユニプラス）（１００デシテックス、長さ２〜３ｍｍ）５部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例１
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
ＴＰＯ５ （日本プラス工業） ５部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例２
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
ＴＰＯ５ （日本プラス工業） ５部
高分子繊維 ＰＥ８４Ｔ（ユニプラス）（７５デシテックス、長さ２〜３ｍｍ）１部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例３
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
ＴＰＯ５ （日本プラス工業） ５部
高分子繊維 ＰＥ１１０Ｔ（ユニプラス）（１００デシテックス、長さ２〜３ｍｍ）６０部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例４
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
ＴＰＯ５ （日本プラス工業） ５部
シリコン添加剤（ＦＺ−２１９１）（日本ユニカー） １部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例５
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９３部
オレフィン系エラストマー（サーモラン３８５５Ｎ） （三菱化学） ７部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例６
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９３部
オレフィン系エラストマー（サーモラン３８５５Ｎ） （三菱化学） ７部
高分子繊維 ＰＥ８４Ｔ（ユニプラス）（７５デシテックス、長さ２〜３ｍｍ）５部
上配合で加熱攪拌を１時間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例７
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
オイルゲル化剤（ＧＰ−１） （味の素） ５部
上配合で加熱攪拌を３０分間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

比較例８
鉱油（ＰＷ−９０）（出光興産） ９５部
オイルゲル化剤（ＧＰ−１） （味の素） ５部
高分子繊維 ＰＥ８４Ｔ（ユニプラス）（７５デシテックス、長さ２〜３ｍｍ）５部
上配合で加熱攪拌を３０分間行い、水性ボールペン用インク追従体を得た。

得られた各水性ボールペンについて、下記各評価方法により (1)落下衝撃耐性、(2)速書筆記追従性、(3)インクへの追従性、およびチューブへの付着性、(4)タレ性について評価した。これらの結果を下記表１に示す。

耐落下衝撃性の試験方法
各ペン体のペン先を上向きにし、１．５ｍ上空から厚さ２ｃｍの杉板上へ１回落下させ、落下後のペン体を目視で観察し、インク追従体のインク収容管外への飛散の度合いを下記評価基準で評価した。
評価基準：
〇：インク追従体の飛散がなく、インクとインク追従体の界面も鮮明である。
△：インク追従体の飛散はみられないが、インクとインク追従体の界面がペン体落下前と比べてやや乱れている。
×：明らかにインク追従体の飛散が認められ、インクがチューブ外へ逆流している。

速書筆記追従性の評価方法
各ペン体をＩＳＯ規格に準拠した筆記用紙に、フリーハンドで２倍速と通常速度でそれぞれ筆記し、各筆記描線を下記評価基準で評価した。
評価基準：
○：スムースに安定して筆記できる。
△：２倍速筆記で線切れが起きる。
×：通常に筆記してもインクが追従せず線切れが起こる。

追従性
各ペン体を５０℃、湿度６５％の条件でペン先（キャップ側）を上向きにして一ケ月間放置し、取り出し後、各ペン体をＩＳＯ規格に準拠した筆記用紙に、筆記拭験機にて下記条件で終筆まで「らせん筆記」し、１００ｍごとの筆記流量の推移と描線状態を下記の基準で評価した。
筆記条件：筆記速度；４．５ｍ／分、筆記角度；６０°、筆記荷重：１００ｇ機械筆記試験を行い、インク追従体の状態を下記評価基準で評価した。
評価基準:
○：ちぎれが確認されず、インク追従体がほぼそのままの体積でインクに追従した。
△：わずかな塊が筆記途中でちぎれたが、ほとんどのインク追従体がインクに追従した。
×：インクに追従せず、筆記途中で止まってしまった。あるいは、３分の１以上の塊が筆記途中でちぎれた。

タレ性
各ペン体を５０℃、湿度６５％の条件でペン先（キャップ側）を上向きにして一ケ月間放置し、取り出し後、インク追従体の状態を下記評価基準で評価した。
評価基準:
○：リフィール外にインク追従体が流れ出なかった。
×：リフィール外にインク追従体が流れ出た。

上記表１の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例１および２は、本発明の範囲外となる比較例１〜４に較べて、全ての性能を満足することができる優れたものであることが判明した。すなわち、実施例１のインキ追従体は、（１）耐衝撃性が良好なこと、（２）追従性が良好なこと、（３）インクのかすれがないこと、（４）インク追従体そのもの、あるいは油分離による油のタレや横流れ現象が生じないことから、優れた性能を有するものであった。

Claims (6)

1. 繊維体が配合されたことを特徴とする水性ボールペン用インク追従体。
2. 前記繊維体が高分子繊維であることを特徴とした請求項１に記載の水性ボールペン用インク追従体。
3. 前記繊維体の配合量が重量比で２％以上４０％以下であることを特徴とした請求項１あるいは２に記載の水性ボールペン用インク追従体。
4. 前記繊維体が１デシテックスから１５０デシテックスの繊維であることを特徴とした請求項１〜３に記載の水性ボールペン用インク追従体。
5. 前期繊維体に加え、少なくとも非水溶性有機溶剤からなる基油、オレフィン系エラストマー、およびタック性調整剤として無機フィラーを含有することを特徴とした請求項１〜４に記載の水性ボールペン用インク追従体。
6. 比重が０．８６以上１．０未満であることを特徴とした請求項１〜５に記載の水性ボールペン用インク追従体。