JP2020049672A - 筆記具 - Google Patents
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Abstract
Description
筆記具1は、主に、キャップ2と、ペン先3、ペン先3を保持した保持体4と、インキ吸蔵体7と、インキ吸蔵体7を内部に収容した前軸5及び後軸6とからなる。そして、保持体4が、前軸5の保持体嵌合部58に圧入嵌合される。また、筆記具1は、内部にインキ吸蔵体7を収容した後軸6の開口部に、前軸5を着脱自在に設け、前軸5を後軸6の開口部から取り外してインキ吸蔵体7を交換、又はインキ吸蔵体7にインキを補充する筆記具である。
なお、筆記具1の構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、前記ペン先を筆記先端部に装着し、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、筆記先端部にインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させる構造、軸筒内部に直接インキを収容して、弁機構により前記筆記先端部に所定量のインキを供給する構造のマーキングペンが挙げられる。
ペン先3は、その一端部が、筆記部31として保持体4の前方開口部の前端縁部44から前方に突出されるとともに、その他端部(後部35)が、インキ吸蔵体7の一端部と突き刺し状に接続される。なお、筆記部31は、チゼル形状に加工される。また、筆記部31は、チゼル形状に限らず、砲弾形状、四角柱形状、板状形状等の目的に応じた形状に加工してもよい。なお、本発明の筆記具1の形態は、図示例に限らず、インキ吸蔵体7の両端に相異なる形態のペン先を装着させた両頭式筆記具であってもよい。
インキ吸蔵体7は、インキを含浸可能な連続気孔を有する部材からなるものであればよく、例えば、繊維束の熱融着加工体、繊維束の樹脂加工体、フェルトの樹脂加工体、フェルトのニードルパンチ加工体、多孔質体(例えば、スポンジ等の合成樹脂の連続気泡体)等が挙げられる。また、インキ吸蔵体7は、その外周面に合成樹脂フィルム等よりなる外皮を備える構成でもよい。
非筆記時に前軸5を覆うキャップ2は、後端が開口され且つ前端が閉塞された、底壁と周壁とからなる円筒状の有底筒体であり、透明性を有する合成樹脂(例えば、ポリプロピレン等)の射出成形により得られる。前記キャップ2は、後述する紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又は前記キャップ2表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けられる。これにより、透明性を有する材料により形成した部材(キャップ2)を用いた筆記具1でありながら、前記筆記具1により形成される筆跡が初期から退色や褐変を生じて見栄えを損なうことがなく、ペン先形状や筆記具1内のインキの色調や残量を視認できる。
軸筒8は、少なくとも前軸5又は後軸6のいずれか一方からなる。前軸5は、両端部が開口された、合成樹脂の射出成形により得られる筒状体である。図2に示すように、前軸5の前端部内面には、保持体4の後端部外面(第2のリブ43b)が圧入嵌合される保持体嵌合部58が形成される。また、前軸5の保持体嵌合部58の後方内周面には、軸方向に延びる複数本(ここでは8本)の縦リブ57が周方向に等間隔に一体に形成される。保持体4の第1の当接壁部42と、前記縦リブ57の前端の第2の当接壁部56aとにより、ペン先3の中央部34を前後方向に挟持する。これにより、保持体4からのペン先3の抜け落ち又は保持体4(前軸5)への埋没を防止できるとともに、ペン先3の保持体4からの突出量を正確に規制することができる。また、縦リブ57の後端の第3の当接壁部56bは、インキ吸蔵体7の前端部を前後方向に挟持する。
保持体4は、両端部が開口された筒状体であり、保持部41は平面部を備え、透明性を有する合成樹脂の射出成形により形成されることが好ましい。この場合、前記保持体に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又は前記保持体の表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けることが好ましい。これにより、透明性を有する材料により形成した部材(保持体)を用いた筆記具1でありながら、前記筆記具1により形成される筆跡が初期から退色や褐変を生じて見栄えを損なうことがなく、ペン先形状や筆記具1内のインキの色調や残量を視認できる。
又、前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック、樹脂、ゴム等の0.2〜3mm径程度のものが適用できる。
なお、本発明のインキを充填する筆記具は、ボールと同様の転動作用により筆跡を形成させる、ローラー等の転動機構を筆記先端部に備えたものを含む。
前記インキ収容管の透明性とは着色透明、半透明、着色半透明を含み、インキ色やインキ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又は接続部材を介してチップを連結したレフィルとし、前記レフィルを透明性軸筒内に収容して筆記具を構成する。
また、先端部にチップを装着した透明性軸筒自体に直接インキを充填して筆記具を構成することもできる。
前記軸筒の透明性とは着色透明、半透明、着色半透明を含み、インキ色やインキ残量等を確認できる。
前記インキ逆流防止体組成物は不揮発性液体又は難揮発性液体からなる。
具体的には、ワセリン、スピンドル油、ヒマシ油、オリーブ油、精製鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、α−オレフィン、α−オレフィンのオリゴマーまたはコオリゴマー、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル等があげられ、一種又は二種以上を併用することもできる。
更に、前記液状のインキ逆流防止体組成物と、固体のインキ逆流防止体を併用することもできる。
なお、前記ボールペンの形態は前述したものに限らず、相異なる形態のペン先を装着させたり、相異なる色調のインキを導出させたりするペン先を装着させたツインタイプの筆記具であってもよい。
前記は所定の温度(変色点)を境としてその前後で変色し、完全消色温度以上の温度域で消色状態、完全発色温度以下の温度域で発色状態を呈し、前記両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在しない。即ち、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性(ΔHA =1〜7℃)を有する(図7参照)。
なお、色彩を記憶保持できる加熱消色型のマイクロカプセル顔料としては、(ハ)成分として下記一般式(1)で示されるエステル化合物を用いたものが色濃度−温度曲線に関して広いヒステリシス幅(40〜70℃)を示して変色するため、好適である。
前記変色前後の両状態のうち常温域で特定の一方の状態のみ存在させるためには、ヒステリシス幅が40〜70℃、好ましくは50〜70℃、更に好ましくは60〜70℃であり、完全消色温度(t4 )が45℃以上、好ましくは50℃以上であり、且つ、発色開始温度(t2 )が0℃以下、好ましくは−5℃以下である。
式中のRは炭素数4以上のアルキル基又はアルケニル基を示すが、好ましくは炭素数6〜20のアルキル基、更に好ましくは炭素数8〜18のアルキル基である。
前記化合物として具体的には、ブタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ペンタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘキサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘプタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、オクタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ノナン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、デカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ウンデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ドデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、トリデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、テトラデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ペンタデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘキサデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘプタデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、オクタデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ノナデカン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、エイコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、トリコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、テトラコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ペンタコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘキサコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘプタコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、オクタコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ノナコサン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、トリアコンタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチル、ヘントリアコンタン酸−4−ベンジルオキシフェニルエチルを例示できる。
ここで、前記可逆熱変色性マイクロカプセル顔料中又はインキ中に、非熱変色性の染料、顔料等の着色剤を配合して、有色(1)から有色(2)への互変的色変化を呈する構成となすこともできる。
マイクロカプセル顔料の平均粒子径は0.5〜5.0μm、好ましくは1〜4μm、更に好ましくは1〜3μmである。
平均粒子径が5.0μmを越えるとインキ流出性が低下したり、筆記面に対する固着性が低下したりし易くなる。一方、平均粒子径が0.5μm未満では高濃度の発色性を示し難くなる。
また、可逆熱変色性組成物の壁膜に対する比率が大きくなると、壁膜の厚みが肉薄となり過ぎ、圧力や熱に対する耐性の低下を起こし、逆に、壁膜の可逆熱変色性組成物に対する比率が大きくなると発色時の色濃度及び鮮明性の低下を免れず、よって、可逆熱変色性組成物/壁膜=6/1〜1/1(重量比)が好適である。
2重量%未満では発色濃度が不充分であり、50重量%を越えるとインキ流出性が低下し、筆記性が阻害される。
前記フォトクロミック有機材料は、前述のマイクロカプセルに内包して用いることもできる。
水性インキに用いられる染料は、水性媒体に溶解可能な酸性染料、塩基性染料、直接染料が全て使用可能である。
顔料としては、各種蛍光染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した合成樹脂微細粒子状の蛍光顔料が使用できる。
また、所望により、非蛍光性の顔料、パール顔料、金属粉顔料、蓄光性顔料、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム等の白色顔料、香料や香料を内包したカプセル顔料等を併用することもできる。
前記染料、蛍光顔料、又はフォトクロミック有機材料はインキ全量に対し1〜25重量%、好ましくは2〜15重量%の範囲で用いられる。
前記インキとして具体的には、剪断減粘性付与剤を含む剪断減粘性インキや、水溶性高分子凝集剤により顔料や透明性金属光沢顔料を緩やかな凝集状態に懸濁させた凝集性インキ、粘度が数mPa・s程度の低粘度インキが挙げられる。
油性系インキに用いられる有機溶剤としては、従来より汎用の溶剤を使用でき、インキ中40乃至80重量%の範囲で用いられる。
前記有機溶剤としては、ベンジルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ベンジルグリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等を例示できる。
蒸気圧が5.0〜50mmHg(20℃)の有機溶剤としては、エチルアルコール(45)、n−プロピルアルコール(14.5)、イソプロピルアルコール(32.4)、n−ブチルアルコール(5.5)、イソブチルアルコール(8.9)、sec−ブチルアルコール(12.7)、tert−ブチルアルコール(30.6)、tert−アミルアルコール(13.0)等のアルコール系有機溶剤、
エチレングリコールモノメチルエーテル(8.5)、エチレングリコールジエチルエーテル(9.7)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(6.0)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(7.6)等のグリコールエーテル系有機溶剤、
n−ヘプタン(35.0)、n−オクタン(11.0)、イソオクタン(41.0)、メチルシクロヘキサン(37.0)、エチルシクロヘキサン(10.0)、トルエン(24.0)、キシレン(5.0〜6.0)、エチルベンゼン(7.1)等の炭化水素系有機溶剤、
メチルイソブチルケトン(16.0)、メチルn−プロピルケトン(12.0)、メチルn−ブチルケトン(12.0)、ジ−n−プロピルケトン(5.2)等のケトン系有機溶剤、
蟻酸n−ブチル(22.0)、蟻酸イソブチル(33.0)、酢酸n−プロピル(25.0)、酢酸イソプロピル(48.0)、酢酸n−ブチル(8.4)、酢酸イソブチル(13.0)、プロピオン酸エチル(28.0)、プロピオン酸n−ブチル(45.0)、酪酸メチル(25.0)、酪酸エチル(11.0)等のエステル系有機溶剤を例示できる。
なお、括弧内の数字は20℃におけるそれぞれの有機溶剤の蒸気圧を示す。
前記水溶性有機溶剤としては、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセリン、ソルビトール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、スルフォラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
前記剪断減粘性付与剤を添加することによって、着色剤の凝集、沈降を抑制することができると共に、筆跡の滲みを抑制することができる。
更に、前記インキを充填する筆記具がボールペン形態の場合、不使用時のボールとチップの間隙からのインキ漏れだしを防止したり、筆記先端部を上向き(正立状態)で放置した場合のインキの逆流を防止したりすることができる。
尚、前記剪断減粘性付与剤を添加したインキの粘度は、油性系インキの場合、20℃でのE型粘度計による3.84S-1の剪断速度におけるインキ粘度が100mPa・s以上であり、且つ、剪断減粘指数が0.3〜0.9であることが好ましく、水性系インキの場合、20℃でのE型回転粘度計による3.84S-1の剪断速度におけるインキ粘度が20〜300mPa・sを示し、且つ、剪断減粘指数が0.1〜0.9を示すことが好ましい。
前記した粘度範囲及び剪断減粘指数を示すことによって、更にインキ漏れだし、インキの逆流を防止することができる。
なお、剪断減粘指数(n)は、剪断応力値(T)及び剪断速度値(j)の如き粘度計による流動学測定から得られる実験式T=Kjn (Kは非ニュートン粘性係数)にあてはめることによって計算される値である。
溶剤として水を用いた水性系インキの場合は、キサンタンガム、ウェランガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン(平均分子量約100乃至800万)、アルカシーガム、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量10万〜15万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する増粘多糖類、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール・ミツロウ誘導体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アミド等のHLB値が8〜12のノニオン系界面活性剤、ジアルキル又はジアルケニルスルホコハク酸の塩類。N−アルキル−2−ピロリドンとアニオン系界面活性剤の混合物、ポリビニルアルコールとアクリル系樹脂の混合物を例示できる。
なお、前記剪断減粘性付与剤は併用することもできるし、ポリマーについては樹脂として用いることもできる。
具体的には、透明性インキ収容管にインキを収容したレフィルを透明性軸筒内に収容してなり、前記軸筒に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有又は紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けた構成、又は、透明性インキ収容管にインキを収容したレフィルを透明性軸筒内に収容してなり、前記インキ収容管に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有又はインキを収容した軸筒表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けた構成である。
なお、透明性インキ収容管と透明性軸筒を併用する場合、インキ収容管と軸筒の両方に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又は紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けた構成であってもよい。
前述した筆記具の構成において、筆記先端部を覆う透明性キャップを設ける場合、前記キャップに紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又はキャップ表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けることが好ましい。
2,4−ヒドロキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、
2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、
2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、
2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、
ビス−(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニル)−メタン2−〔2’−ヒドロキシ−3’−5’−ジ−t−アミルフェニル〕−ベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシ−ベンゾフェノン〔商品名:シーソーブ103、シプロ化成(株)製〕、
2−ヒドロキシ−4−オクタデシルオキシベンゾフェノン、
2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、
2−〔2’−ヒドロキシ−3’−5’−ジ−t−アミルフェニル〕−ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤。
サリチル酸パラ−t−ブチルフェニル、
サリチル酸パラオクチルフェニル、
2−4−ジ−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシベンゾエート、
1−ヒドロキシベンゾエート、
1−ヒドロキシ−3−t−ブチル−ベンゾエート、
1−ヒドロキシ−3−t−オクチルベンゾエート、
レゾルシノールモノベンゾエート等のサリチル酸系紫外線吸収剤。
2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、
2−エチルヘキシル−2−シアノ−3−フェニルシンナート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤。
2−〔5−メチル−2−ヒドロキシフェニル〕−ベンゾトリアゾール、
2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2Hベンゾトリアゾール、
2−〔3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル〕−ベンゾトリアゾール、
2−〔3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、
2−〔3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、
2−〔3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル〕−ベンゾトリアゾール〔商品名:チヌビン328、チバガイギー社製〕、
メチル−3−〔3−t−ブチル−5−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネート−ポリエチレングリコール分子量300〔商品名:チヌビン1130、チバガイギー社製〕、
2−〔3−ドデシル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル〕ベンゾトリアゾール、
メチル−3−〔3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル〕プロピオネート−ポリエチレングリコール分子量300、
2−〔3−t−ブチル−5−プロピルオクチレート−2−ヒドロキシフェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、
2−〔2−ヒドロキシフェニル−3,5−ジ−(1,1’−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、
2−〔2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、
2−〔3−t−ブチル−5−オクチルオキシカルボニルエチル−2−ヒドロキシフェニル〕−ベンゾトリアゾール〔商品名:チヌビン384、チバガイギー社製〕、
2−〔2−ヒドロキシ−5−テトラオクチルフェニル〕−ベンゾトリアゾール、
2−〔2−ヒドロキシ−4−オクトオキシ−フェニル〕−ベンゾトリアゾール、
2−〔2’−ヒドロキシ−3’−(3”4”5”6”−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル〕−ベンゾトリアゾール、
2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤。
2,2,4,4−テトラメチル−20−(β−ラウリル−オキシカルボニル)−エチル−7−オキサ−3,20−ジアゾジスピロ(5,1,11,2)ヘンエイコ酸−21−オン等の蓚酸アニリド系紫外線吸収剤等を例示できる。
前記透明性金属光沢顔料は、光吸収(又は光反射)機能と光透過機能の両面性を兼ね備えており、紫外線を吸収又は反射し、更に可視光線も視覚を妨げない程度の適量を透過させることができ、内部に収容したインキの色調や残量を視認させることができる。
そのうち、ヒンダードアミン系光安剤が好適に用いられ、例えば、ポリ〔〔6−(N−モルホリノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル〕〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〔商品名:スミソルブ500、住友化学工業(株)製〕、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸テトラ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(アデカアーガス社製)、ポリ〔〔6−1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2、4-ジイル〕(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕(商品名:チヌビン944−LD、チバガイギー社製)、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物(商品名:チヌビン622LD、チバガイギー社製)、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタチル−4−ピペリジル)(商品名:チヌビン144、チバガイギー社製)、N、N, −ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス〔N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔商品名:サノールLS770、三共(株)製〕、ビス(N −メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔商品名:サノールLS292、三共(株)製〕、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン〔商品名:サノールLS−744、三共(株)製〕、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4.5〕デカン−2,4−ジオン〔商品名:サノールLS−440、三共(株)製〕、1−〔2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン〔三共(株)製〕、2,2,4,4−テトラメチル−20−(βーラウリル−オキシカルボニル)−エチル−7−オキサ−3,20−ディアザデイスピオ(5,1,11,2)ヘンエイコサン−21−オン(商品名:Sanduvor305、サンド社製)、〔N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−β−アラニン〕ドデシルエステル、ミリスチルエステル混合物(商品名:Sanduvor3052、サンド社製)、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシリックアシドビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)エステル、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシリックアシドビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)エステル等が挙げられる。
実施例1
ボールペン用水性インキ組成物の調製
赤色酸性染料〔保土谷化学(株)製、商品名:エオシン〕4.0部、グリセリン10.0部、エチレングリコール20.0部、キサンタンガム(三晶(株)製、商品名:ケルザンST、剪断減粘性付与剤)0.3部、フェノール0.3部、水65.4部を混合、攪拌してボールペン用水性インキ組成物を得た。
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン328、紫外線吸収剤)0.25部及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン770、光安定剤〕0.25部を混合した内径4.4mmのポリプロピレン製パイプに、前記インキを0.95g充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップと連結させてボールペンレフィルを得た。
なお、前記ボールペンチップは、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チップの先端部に直径0.5mmのステンレス鋼ボールを抱持させてなる。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体(液栓)を充填した後、軸筒、口金、尾栓、内部にゴムシールを配置したキャップを組み付けてボールペンを得た。
マーキングペン用水性インキ組成物の調製
桃色蛍光顔料分散体〔日本蛍光化学(株)製、商品名:ルミコールNKW−3907.E40、顔料分33.5%〕40.0部、グリセリン10.0部、トリエタノールアミン0.5部、フェノール0.3部、防腐剤〔北興化学(株)製、商品名:ホクサイドR−150〕0.5部、水48.7部を混合、攪拌してマーキングペン用水性インキ組成物を得た。
ポリエステルスライバーを合成樹脂フィルムで被覆したインキ吸蔵体内に前記インキを含浸させ、前記インキ吸蔵体は不透明のポリプロピレン樹脂からなる軸筒内に収容される。
前軸先端部に装着されるペン体は、筆記部となるペン先と、該ペン先を保持し、筆記部にインキを供給するためのインキ誘導部を少なくとも1つ有する保持体とを備え、筆記具本体に含まれるインキを、上記保持体に設けたインキ誘導部に供給するための中継芯を有し、かつ、上記保持体が、筆記方向を視認できる視認部となる。
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン328、紫外線吸収剤)0.25部及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン770、光安定剤〕0.25部を混合したポリプロピレン樹脂からなるキャップを組み付けてマーキングペンを得た。
マーキングペン用水性インキ組成物の調製
黄色蛍光顔料分散体〔日本蛍光化学(株)製、商品名:ルミコールNKW−3905.E、顔料分33.5%〕40.0部、グリセリン10.0部、トリエタノールアミン0.5部、フェノール0.3部、防腐剤〔北興化学(株)製、商品名:ホクサイドR−150〕0.5部、水48.7部を混合、攪拌してマーキングペン用水性インキ組成物を得た。
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン328、紫外線吸収剤)0.25部及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン770、光安定剤〕0.25部を混合したポリプロピレン樹脂からなる軸筒及び内キャップと、ポリカーボネート樹脂からなるキャップとを用いて組み立てる。軸筒内に前記インキを直液状態で収容し、軸筒先端部にポリエステル繊維の樹脂加工ペン先を設け、内部に内キャップを配置したキャップを筆記具本体に組み付けてマーキングペンを得た。
なお、前記軸筒内のペン先後部には、櫛溝状のインキ流量調節部材を設けてなる。
可逆熱変色性マイクロカプセル顔料の調製
(イ)成分として2−(2−クロロアニリノ)−6−ジ−n−ブチルアミノフルオラン4.5部、(ロ)成分として1,1−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)n−デカン3.0部、2,2−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン5.0部、(ハ)成分としてステアリン酸n−ブチル40.0部、パルミチン酸n−ブチル10.0部からなる可逆熱変色性組成物を均一に加温溶解し、壁膜材料として芳香族多価イソシアネートプレポリマー30.0部、助溶剤40.0部を混合した溶液を8%ポリビニルアルコール水溶液中で微小滴になるように乳化分散し、65℃で約1時間攪拌を続けた後、水溶性脂肪族変性アミン2.5部を加え、90℃で5時間攪拌を続けて可逆熱変色性マイクロカプセル顔料懸濁液を得た。
前記懸濁液から遠心分離法により可逆熱変色性マイクロカプセル顔料を単離した。
前記マイクロカプセル顔料は約23℃以上で黒色から無色へと変色し、15℃以下に冷却すると再び黒色に変色した。
前記マイクロカプセル顔料25.0部、サクシノグリカン(剪断減粘性付与剤)0.2部、トリエタノールアミン0.5部、尿素5.5部、グリセリン7.5部、リン酸エステル系界面活性剤(潤滑剤)0.5部、消泡剤0.2部、1,2−ベンズチアゾリン−3−オン〔アビシア(株)製、商品名:プロキセルXL−2、防腐剤〕0.1部、水60.5部を混合、攪拌して可逆熱変色性インキを調製した。
2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン328、紫外線吸収剤)0.25部及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン770、光安定剤)0.25部を混合した内径4.4mmのポリプロピレン製パイプに前記インキを0.95g充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップと連結させた。
なお、前記ボールペンチップは、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チップの先端部に直径0.7mmのステンレス鋼ボールを抱持させてなり、且つ、前記ボールはバネ体により前方に付勢させたものを用いた。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体(液栓)を充填し、更に尾栓をパイプの後部に嵌合させ、ポリカーボネート樹脂からなる先軸筒、後軸筒を組み付け、遠心処理により脱気処理を行った後、キャップを嵌めてボールペンを得た。
筆記具の作製
実施例4で得た可逆熱変色性インキ組成物を内径4.4mmのポリプロピレン製パイプに0.95g充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップと連結させた。 なお、前記ボールペンチップは、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チップの先端部に直径0.7mmのステンレス鋼ボールを抱持させてなり、且つ、前記ボールはバネ体により前方に付勢させたものを用いた。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体(液栓)を充填し、更に尾栓をパイプの後部に嵌合させ、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン234、紫外線吸収剤)0.5部を混合したポリカーボネート樹脂からなる先軸筒、後軸筒を用いて組み立てる。先軸筒、後軸筒を組み付け、遠心処理により脱気処理を行った後、キャップを嵌めてボールペンを得た。
筆記具の作製
実施例4で得た可逆熱変色性インキ組成物を2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン328、紫外線吸収剤〕0.25部及びビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート〔BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン770、光安定剤)0.25部が混合された内径4.4mmのポリプロピレン製パイプに0.95g充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップと連結させた。 なお、前記ボールペンチップは、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チップの先端部に直径0.7mmのステンレス鋼ボールを抱持させてなり、且つ、前記ボールはバネ体により前方に付勢させたものを用いた。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体(液栓)を充填し、更に尾栓をパイプの後部に嵌合させた。
更に、ポリカーボネート樹脂からなる先軸筒及び後軸筒に、アクリルポリオール樹脂50部(固形分50%)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1,1−ジメチルプロピル)フェノール(チヌビン328、BASFジャパン製、紫外線吸収剤)1.0部、キシレン60部、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤10部からなるインキをスプレーコーティングして、70℃30分熱処理を施した後、前記パイプとともに組み付け、遠心処理により脱気処理を行った後、キャップを嵌めてボールペンを得た。
光変色性マイクロカプセル顔料の調整
有機フォトクロミック化合物〔スピロナフトオキサジン系化合物〔記録素材総合研究所製、商品名:Sunny Color Pink〕2.0部、スチレン−α−メチルスチレン系共重合体〔理化ハーキュレス(株)製、商品名:ピコラスティクA5、重量平均分子量317〕45.0部からなる光変色性材料を均一に加温溶解し、膜材として芳香族多価イソシアネートプレポリマー20.0部、助溶剤20.0部を混合した溶液を6%ポリビニルアルコール水溶液中で微小滴になるように乳化分散し、70℃で1時間反応を行った。次いで、液温を90℃に保って3時間攪拌を続け、光変色性マイクロカプセル顔料懸濁液を得た。
前記懸濁液から遠心分離法により光変色性マイクロカプセル顔料を単離した。
前記マイクロカプセル顔料は太陽光に曝露する前は白色であったが、太陽光に晒したところ、ピンク色に変化した。その後、室内で暫く放置したところ、ピンク色は消えて元の白色となった。この色変化は繰返し行うことができた。
前記マイクロカプセル顔料25.0部、λ−カラジーナン0.2部、トリエタノールアミン0.5部、ジエチレングリコール15.0部、リン酸エステル系界面活性剤(潤滑剤)0.5部、消泡剤0.2部、1,2−ベンズチアゾリン−3−オン〔アビシア(株)製、商品名:プロキセルXL−2、防腐剤〕0.1部、水58.5部を混合、攪拌して光変色性インキ組成物を調製した。
前記光変色性インキを内径4.4mmのポリプロピレン製パイプに0.95g充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップと連結させた。なお、前記ボールペンチップは、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チップの先端部に直径1.0mmのステンレス鋼ボールを抱持させてなり、且つ、前記ボールはバネ体により前方に付勢させたものを用いた。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体(液栓)を充填し、更に尾栓をパイプの後部に嵌合させ、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール(BASFジャパン(株)製、商品名:チヌビン234、紫外線吸収剤)を0.5部混合したポリカーボネート樹脂からなる先軸筒、後軸筒を組み付け、遠心処理により脱気処理を行なった後、キャップを嵌めてボールペンを得た。
実施例1の筆記具の作製において、ポリプロピレン製パイプに紫外線吸収剤を混合しなかった以外は実施例1と同様の方法でボールペンを得た。
実施例2の筆記具の作製において、ポリプロピレン樹脂からなるキャップに紫外線吸収剤を混合しなかった以外は実施例2と同様の方法でマーキングペンを得た。
実施例3の筆記具の作製において、ポリプロピレン樹脂からなる軸筒及び内キャップに紫外線吸収剤を混合しなかった以外は実施例3と同様の方法でマーキングペンを得た。
実施例4の筆記具の作製において、ポリプロピレン製パイプに紫外線吸収剤及び光安定剤を混合しなかった以外は実施例4と同様の方法でボールペンを得た。
実施例7の筆記具の作製において、ポリカーボネート樹脂からなる先軸筒、後軸筒に紫外線吸収剤を混合しなかった以外は実施例7と同様の方法でボールペンを得た。
実施例1乃至7及び比較例1乃至5のボールペン及びマーキングペンを用いて以下の耐光性試験を行った。
各ボールペン及びマーキングペンをフェードメーター〔スガ試験機、ロングライフカーボンアーク適用〕により100時間光照射した後、キャップを取り外して紙面に筆記して初期の筆跡と比較した。
熱変色性インキ及び光変色性インキからなる筆跡は変色前後両状態を総合的に評価した。
以下の表に、耐光性試験結果を示す。
◎:初期と比較して何ら変化のない筆跡が得られた。
○:初期と比較して僅かに退色がみられるものの、実用上問題のない筆跡が得られた。
△:初期と比較して褐変がみられ、変色性インキについては消色状態においても褐変による筆跡が視認される。
×:初期と比較して著しい耐色と褐変がみられ、変色性インキについては消色状態においても褐変による筆跡が視認される。
2 キャップ
21 環状シール部
22 後軸嵌合部
3 ペン先
31 筆記部
32 頂部
33 前部
34 中央部
35 後部
4 保持体
41 保持部
42 第1の当接壁部
43a 第1のリブ
43b 第2のリブ
44 前端縁部
5 前軸
51 嵌合部
52 小径基部
53 外向係止部
53a 第1の外向係止部
53b 第2の外向係止部
531 環状突起
532 圧接面
54 スリット
55 段部
56a 第2の当接壁部
56b 第3の当接壁部
57 縦リブ
58 保持体嵌合部
59 保持リブ
6 後軸
61 被嵌合部
62 大径基部
63 内向係止部
63a 第1の内向係止部
63b 第2の内向係止部
631 環状溝
632 圧接面
633 環状突起
64 気密部
65 キャップ嵌合部
7 インキ吸蔵体
8 軸筒
9 摩擦体
t1 加熱消色型マイクロカプセル顔料及び色彩記憶保持型マイクロカプセル顔料の完全発色温度
t2 加熱消色型マイクロカプセル顔料及び色彩記憶保持型マイクロカプセル顔料の発色開始温度
t3 加熱消色型マイクロカプセル顔料及び色彩記憶保持型マイクロカプセル顔料の消色開始温度
t4 加熱消色型マイクロカプセル顔料及び色彩記憶保持型マイクロカプセル顔料の完全消色温度
T1 加熱発色型マイクロカプセル顔料の完全消色温度
T2 加熱発色型マイクロカプセル顔料の消色開始温度
T3 加熱発色型マイクロカプセル顔料の発色開始温度
T4 加熱発色型マイクロカプセル顔料の完全発色温度
Claims (5)
- (イ)電子供与性有機化合物、(ロ)電子受容性化合物、(ハ)前記(イ)、(ロ)成分の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性材料、フォトクロミック有機材料、染料、蛍光顔料から選ばれる着色剤を含むインキと、前記インキを収容したインキ吸蔵体と、内部に前記インキ吸蔵体を収容した軸筒と、前記インキが吐出可能なペン先と、前記ペン先を保持する保持体と、前記軸筒のペン先側に着脱自在に取り付けられ透明性を有する材料にて形成されたキャップと、を備えた筆記具であって、前記キャップに紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又は前記キャップ表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けてなる筆記具。
- 前記キャップに光安定剤を含有又は前記光安定層中に光安定剤を含有してなる請求項1に記載の筆記具。
- 前記保持体は透明性を有する材料にて形成された請求項1又は2に記載の筆記具。
- 前記保持体に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含有、又は前記保持体の表面に紫外線吸収剤若しくは透明性紫外線遮蔽剤を含む光安定層を設けてなる請求項3に記載の筆記具。
- 前記保持体に光安定剤を含有又は前記光安定層中に光安定剤を含有してなる請求項4に記載の筆記具。
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