JP3965763B2 - Writing instrument - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペン先を一端に取り付けたインキ収容管に、インキと、インキ逆流防止体とを直接充填してなる筆記具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペン先を一端に取り付けたインキ収容管に、インキと、インキ逆流防止体とを直接充填してなる筆記具はよく知られている。
前記インキは、染料や顔料からなる着色剤と溶剤とからなり、着色剤として顔料を用いた場合、結合剤を用いている。尚、溶剤は、水及び水溶性有機溶剤を用いるものと、有機溶剤を用いるものとがある。特に、近年、筆跡の滑らかさ及び筆跡の堅牢性が良好なものとして、着色剤として顔料を用い、溶剤として水を用いたものが多く提案されている。例えば、特開昭６３−１４５３８０号公報には着色剤として酸化チタンを１〜６重量％用い、更に有色顔料と樹脂粒子とを用いるインキが開示されている。
前記インキ逆流防止体は、インキのインキ収容管からの漏れや乾燥を防止するために用いるものであって、流動パラフィンやポリブテンなどの不揮発性液体を基材として、この基材を微粒子シリカなどでゲル化したもの等が提案されている。例えば、特開平５−２７０１９３号公報には、基材としてポリブテンを用い、ゲル化剤として微粒子シリカ（アエロジルＲ９７２、日本アエロジル（株）製）を用いたインキ逆流防止体が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記インキ収容管に、前記特開昭６３−１４５３８０号公報に記載されたインキと、前記特開平５−２７０１９３号公報に記載されたインキ逆流防止体とを直接充填した筆記具を連続で筆記した場合、インキがインキ収容管に付着して、インキ残量が確認できなくなるという問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑み、連続筆記してもインキがインキ収容管内面に付着することがなく、いかなる使用状況においてもインキ残量確認が可能な筆記具を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ペン先を一端に取り付けたインキ収容管に、インキと、インキ逆流防止体とを直接充填してなる筆記具において、前記インキ収容管は、その内壁に、前記インキ逆流防止体の基材と構造が同じ物質を塗布したものであることを特徴とする筆記具を要旨とする。
【０００６】
以下、詳細に説明する。
筆記具のペン先は、従来ボールペンやサインペン、マーカーに使用されているものであって、使用するインキの吐出量を確保できるという条件さえ満たせば問題なく使用できる。
ボールペンのペン先は、ルビーやタングステンカーバイト等よりなるボールを、ステンレスや真鍮などの金属やポリアセタールなどの合成樹脂よりなるボールペンチップに取り付けたものであり、使用するインキの粘度、顔料の粒径により適宜その寸法を調整し使用する。
また、サインペン、マーカーのペン先は、ナイロンやポリエステルなどの繊維を熱硬化型の接着剤で固めたものであり、使用するインキの粘度、顔料の粒径により、繊維の太さや気孔率を調整し使用する。また、必要に応じて界面活性剤などで処理して使用しても良い。
【０００７】
上記ペン先を取り付けるインキ収容管は、インキの残量を確認できるように透明、または半透明のものが多く用いられ、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンのものがよく知られている。通常インキ収容管の内径は２〜４ｍｍ程度であって、その長さは１０〜１５ｃｍ程度である。
【０００８】
インキは筆跡となるものであり、着色剤と、溶剤とを少なくとも含み、着色剤に顔料を用いた場合は、結合剤を使用する。
【０００９】
着色剤は、ウォターブルー、メチルバイオレット等の染料や、フタロシアンブルー、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料を使用する。
【００１０】
溶剤は、水性のインキの場合、水を用い、油性インキの場合、芳香族炭化水素や脂肪族炭化水素を用いる。また、最近の油性インキの溶剤としては、アルコール系溶剤や、セロソルブ系溶剤も多く使用されている。
【００１１】
結合剤は、インキ塗膜を紙面に定着させるために使用するものである。
水性インキの場合、具体的には、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、といった水溶性樹脂を用いることができる。また、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合物などの水不溶性樹脂などを用いることもできる。尚、水不溶性樹脂は、当然、水性エマルジョン形態で使用する。
油性インキの場合、具体的には、フェノール樹脂、ケトン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂などを使用することができる。
【００１２】
その他、上記各成分以外、従来、筆記具用の水性インキや油性インキに用いられる種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することもできる。
水性インキの場合、例えば、インキの蒸発防止のためにエチレングリコール、グリセリン等の水溶性有機溶剤及びソルビット、キシリット等の糖アルコールを用いたり、粘度調整のためにガァーガム、キサンタンガム等の増粘性水溶性樹脂を用いたり、筆記感を向上させるためにポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコールポリオキシプロピレングリコール等の潤滑剤を用いたりすることができる。
油性インキの場合、例えば、インキ塗膜に柔軟性を付与するためにフタル酸エステルやセバシン酸エステルなどの可塑剤や、染料を高濃度に用いるためのベンジルアルコール、エステル系溶剤などの可溶化剤を用いたりすることもできる。さらに、水性インキ、油性インキを問わず、防腐剤、防黴剤、防錆剤などを用いることもできる。
【００１３】
インキ逆流防止体は、インキ漏れや乾燥防止のために用いるものであって、不揮発性液体及び／又は難揮発性液体を基材として用い、基材単独では粘度が低い場合、粘度を調整するなど必要に応じて増粘剤やゲル化剤を併用したものである。 インキ逆流防止体の粘度は、一緒に用いるインキや、ペン先の種類によっても異なるが、１００００〜７００００ｍＰａ・ｓ（Ｅ型粘度計、ｓｔローター、１ｒｐｍ、２５℃）が好ましい。
基材として用いる不揮発性液体或いは難揮発性液体は、流動パラフィン、ポリブテン、塩素化パラフィン、シリコンオイル、α−オレフィン等が挙げられ、単独または混合して使用することが可能である。
【００１４】
上記増粘剤やゲル化剤としては、アエロジル（日本アエロジル（株）製）などの微粒子シリカ、ディスパロン３０５（楠本化成（株）製）などの水添ひまし油系のもの、ソロイド（三晶（株）製）などのセルロース系のもの、更に金属セッケン類、ベントナイト等が挙げられる。
【００１５】
本発明において、インキ収容管は、インキ及びインキ逆流防止体を直接充填する前に、その内壁にインキ逆流防止体の基材と同種の物質を塗布することが必要である。このことによって、筆記時におけるインキの上記インキ収容管への付着を防止することができる。インキ収容管内壁に塗布する、インキ逆流防止体の基材と同種の物質とは、前記基材と構造が同じ物質という意味である。即ち、例えば、基材としてポリブテンを使用した場合、インキ収容管内壁に塗布する物質はポリブテンであるが、基材として用いたポリブテンと塗布物質として用いたポリブテンとは平均分子量や分子量分布が異なっていても良い。勿論、同一物質を用いることもできる。
【００１６】
【作用】
本発明に係る筆記具においては、インキ収容管の内壁にインキ逆流防止体の基材と同種の物質が塗布された後に、インキ及びインキ逆流防止体が直接充填されているので、インキは、インキ収容管の内壁に接触しない。更に、インキ収容管内壁の塗布層とインキ逆流防止体との付着力は、この塗布層とインキとの付着力よりも大きくなる。これは、前記塗布層の物質とインキ逆流防止体の基材とが同種のものであるからである。従って、筆記時においても、インキは上記塗布したインキ収容管内壁に付着しないので、インキ残量確認が可能である。
【００１７】
【実施例】
製造例（インキ逆流防止体１）
ポリブテンＨＶ１５（日本石油化学（株）製） ９６重量部
レオパールＫＥ（千葉製粉（株）製） １重量部
アエロジルＲ９７２（日本アエロジル（株）製） ３重量部
上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて３０分撹拌しインキ逆流防止体１を得た。
【００１８】

上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて３０分撹拌しインキ逆流防止体２を得た。
【００１９】
製造例（インキ逆流防止体３）
エンパラＫ４７（塩素化パラフィン、味の素（株）製） ９２重量部
レオパールＫＥ（前述） ５重量部
アエロジルＲ９７２（前述） ３重量部
上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて３０分撹拌しインキ逆流防止体３を得た。
【００２０】
製造例（インキ１）
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２（酸性染料） １０．０重量部
プロピレングリコールモノエチルエーテル １０．０重量部
水 ６０．０重量部
ジャガーＨＰ６０の３％水溶液（ガーガム、三晶（株）製）１０．０重量部
上記各成分中、ジャガーＨＰ６０の３％水溶液以外の各成分を混合し、１時間撹拌した後、ジャガーＨＰ６０の３％水溶液を加えて更に１時間撹拌を行いインキ１を得た。
【００２１】

上記各成分中、ケルザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボールミルで２４時間分散処理を行った後、ケルザンＡＲを加えて１時間撹拌を行いインキ２を得た。
【００２２】
製造例（インキ収容管１）
内径３ｍｍのポリプロピレン製筒体を、ポリブテン（ ポリブテンＬＶ７、日本石油化学（株）製）の１０重量％メチルシクロヘキサン溶液に浸漬した後、８０℃で２４時間乾燥させ、ポリブテンで内面処理したインキ収容管１を得た。
【００２３】
製造例（インキ収容管２）
内径３ｍｍのポリプロピレン製筒体を、エチレン−αオレフィンオリゴマー（ルーカントＨＣ１０、三井石油化学工業（株）製）の１０重量％メチルシクロヘキサン溶液に浸漬した後、８０℃で２４時間乾燥させ、エチレン−αオレフィンオリゴマーで内面処理したインキ収容管２を得た。
【００２４】
製造例（インキ収容管３）
内径３ｍｍのポリプロピレン製筒体を、塩素化パラフィン（エンパラＫ４３、味の素（株）製）の１０重量％メチルシクロヘキサン溶液に浸漬した後、８０℃で２４時間乾燥させ、塩素化パラフィンで内面処理したインキ収容管３を得た。
【００２５】
実施例１〜３及び比較例１〜３
直径０．８ｍｍのボール（材質：超硬）とステンレス製ボールペンチップとよりなるボールペンペン先を、インキ収容管に取り付け、インキ、インキ逆流防止体を充填してボールペンとなした。
実施例１〜３及び比較例１〜３におけるインキ、インキ逆流防止体、インキ収容管の関係は、表１の通りである。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１の注
（１）インキ、逆流防止体、ポリプロピレン製インキ収容管の欄の数字は、インキ、逆流防止体及びポリプロピレン製インキ収容管の製造番号である。
（２）比較例１は、ポリプロピレン製インキ収容管に不揮発性溶剤及び難揮発性溶剤の処理をしていない例である。
【００２８】
以上、実施例１〜３及び比較例１〜３で得たボールペンについて連続筆記試験を行い、筆記後のポリプロピレン製パイプに付着したインキの面積の割合を目視にて測定、更にインキ残量の確認ができるかどうかを観た。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
連続筆記条件
実施例１〜３及び比較例１〜３で得たボールペンを用いて、螺旋筆記型筆記試験機にて書き切りまで筆記した。
筆記条件
筆記速度：５ｃｍ／ｓｅｃ
筆記荷重：１００ｇ
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明による筆記具は連続筆記した際に、インキのインキ収容管への付着が極少なく、インキ残量の確認もできる極めて良好な筆記具である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a writing instrument in which ink and an ink backflow preventer are directly filled in an ink containing tube having a pen tip attached to one end thereof.
[0002]
[Prior art]
A writing instrument is well known in which an ink containing tube having a nib attached to one end is directly filled with ink and an ink backflow preventer.
The ink is composed of a colorant composed of a dye or a pigment and a solvent. When a pigment is used as the colorant, a binder is used. There are two types of solvents: water and water-soluble organic solvents, and organic solvents. In particular, in recent years, many proposals have been made that use a pigment as a colorant and water as a solvent, as having good handwriting smoothness and handwriting fastness. For example, JP-A-63-145380 discloses an ink using 1 to 6% by weight of titanium oxide as a colorant, and further using a colored pigment and resin particles.
The ink backflow preventer is used to prevent leakage and drying of ink from the ink storage tube, and a non-volatile liquid such as liquid paraffin or polybutene is used as a base material. A gelled product has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-270193 discloses an ink backflow preventer using polybutene as a base material and fine particle silica (Aerosil R972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as a gelling agent.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a writing instrument in which the ink described in JP-A-63-145380 and the ink backflow preventer described in JP-A-5-270193 are directly filled in the ink storage tube is continuously written. In this case, there is a problem that the ink remains on the ink storage tube and the remaining amount of ink cannot be confirmed.
[0004]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a writing instrument in which ink does not adhere to the inner surface of an ink storage tube even when writing continuously, and the remaining amount of ink can be confirmed in any use situation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a writing instrument in which an ink containing tube having a nib attached to one end is directly filled with ink and an ink backflow preventive body, and the ink containing tube is formed on the inner wall of the ink backflow preventing body. The gist of the writing instrument is that the same material and structure are applied.
[0006]
Details will be described below.
The pen tip of a writing instrument is conventionally used for a ballpoint pen, a sign pen, or a marker, and can be used without any problem as long as it satisfies the condition that a discharge amount of ink to be used can be secured.
The pen tip of the ballpoint pen is a ball pen tip made of ruby or tungsten carbide, etc. attached to a ballpoint pen tip made of a metal such as stainless steel or brass, or a synthetic resin such as polyacetal. The viscosity of the ink used, the particle size of the pigment The dimensions are adjusted appropriately according to the above.
The pen tip of the sign pen and marker is made of nylon or polyester fiber hardened with a thermosetting adhesive, and the thickness and porosity of the fiber are adjusted according to the viscosity of the ink used and the particle size of the pigment. And use. Moreover, you may process and use it with surfactant etc. as needed.
[0007]
The ink storage tube to which the pen point is attached is often transparent or translucent so that the remaining amount of ink can be confirmed. For example, polyethylene and polypropylene are well known. Usually, the inner diameter of the ink containing tube is about 2 to 4 mm, and its length is about 10 to 15 cm.
[0008]
The ink is a handwriting, and includes at least a colorant and a solvent. When a pigment is used as the colorant, a binder is used.
[0009]
As the colorant, dyes such as water blue and methyl violet, and pigments such as phthalocyanine blue, carbon black, and titanium oxide are used.
[0010]
As the solvent, water is used in the case of water-based ink, and aromatic hydrocarbon or aliphatic hydrocarbon is used in the case of oil-based ink. Further, as a solvent for recent oil-based inks, many alcohol solvents and cellosolve solvents are also used.
[0011]
The binder is used to fix the ink coating film on the paper surface.
In the case of water-based ink, specifically, alkali metal salt of styrene-acrylic acid copolymer, amine salt, ammonium salt, alkali metal salt of α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, amine salt, A water-soluble resin such as an ammonium salt can be used. In addition, water-insoluble resins such as acrylic resins, vinyl acetate resins, and styrene-butadiene copolymers can also be used. The water-insoluble resin is naturally used in the form of an aqueous emulsion.
In the case of oil-based ink, specifically, phenol resin, ketone resin, butyral resin, polyamide resin, and the like can be used.
[0012]
In addition to the above components, various additives conventionally used in water-based inks and oil-based inks for writing instruments can be used as necessary.
In the case of water-based inks, for example, water-soluble organic solvents such as ethylene glycol and glycerin and sugar alcohols such as sorbit and xylit are used to prevent ink evaporation, and thickening water-soluble such as guar gum and xanthan gum is used for viscosity adjustment. A resin or a lubricant such as polyethylene glycol or polyoxyethylene glycol polyoxypropylene glycol can be used to improve writing feeling.
In the case of oil-based inks, for example, plasticizers such as phthalate esters and sebacic acid esters for imparting flexibility to the ink coating film, and solubilizers such as benzyl alcohol and ester solvents for using dyes at high concentrations Can also be used. Furthermore, preservatives, antifungal agents, rust preventives and the like can be used regardless of water-based ink or oil-based ink.
[0013]
The ink backflow prevention body is used for preventing ink leakage and drying, and uses a non-volatile liquid and / or a hardly volatile liquid as a base material. If necessary, a thickener or gelling agent is used in combination. The viscosity of the ink backflow preventive body is preferably 10,000 to 70000 mPa · s (E-type viscometer, st rotor, 1 rpm, 25 ° C.), although it varies depending on the ink used together and the type of the nib.
Examples of the non-volatile liquid or the hardly volatile liquid used as the substrate include liquid paraffin, polybutene, chlorinated paraffin, silicon oil, α-olefin, and the like, and these can be used alone or in combination.
[0014]
As the above thickener and gelling agent, fine silica such as Aerosil (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), hydrogenated castor oil type such as Disparon 305 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.), soroid (Sanki Co., Ltd.) )) And the like, as well as metal soaps and bentonites.
[0015]
In the present invention, before the ink containing tube is directly filled with the ink and the ink backflow prevention body, it is necessary to apply the same kind of material as the base material of the ink backflow prevention body to the inner wall. This prevents the ink from adhering to the ink storage tube during writing. The same kind of material as the base material of the ink backflow preventive body applied to the inner wall of the ink containing tube means the same material as the base material. That is, for example, when polybutene is used as the base material, the material applied to the inner wall of the ink containing tube is polybutene, but the polybutene used as the base material and the polybutene used as the coating material differ in average molecular weight and molecular weight distribution. May be. Of course, the same substance can be used.
[0016]
[Action]
In the writing instrument according to the present invention, the ink and the ink backflow prevention body are directly filled after the same kind of material as the base material of the ink backflow prevention body is applied to the inner wall of the ink storage tube. Do not touch the inner wall of the tube. Furthermore, the adhesive force between the coating layer on the inner wall of the ink containing tube and the ink backflow preventer is larger than the adhesive force between the coating layer and the ink. This is because the material of the coating layer and the base material of the ink backflow preventer are of the same type. Therefore, even when writing, the ink does not adhere to the inner wall of the applied ink storage tube, so that the remaining amount of ink can be confirmed.
[0017]
【Example】
Production example (ink backflow preventer 1)
Polybutene HV15 (manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.) 96 parts by weight Leopard KE (manufactured by Chiba Flour Mills Co., Ltd.) 1 part by weight Aerosil R972 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 3 parts by weight The mixture was stirred at 150 ° C. for 30 minutes to obtain an ink backflow prevention body 1.
[0018]

The above components were mixed and stirred with a hot stirrer at 150 ° C. for 30 minutes to obtain an ink backflow preventer 2.
[0019]
Production example (ink backflow preventer 3)
Empara K47 (chlorinated paraffin, manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) 92 parts by weight Leopard KE (previously described) 5 parts by weight Aerosil R972 (previously described) 3 parts by weight The above components were mixed and stirred with a hot stirrer at 150 ° C. for 30 minutes. An ink backflow preventer 3 was obtained.
[0020]
Production example (ink 1)
C. I. Acid Black 2 (acidic dye) 10.0 parts by weight propylene glycol monoethyl ether 10.0 parts by weight water 60.0 parts by weight 3% aqueous solution of Jaguar HP60 (Gar gum, manufactured by Sanki Co., Ltd.) 10.0 parts by weight In each component, components other than a 3% aqueous solution of Jaguar HP60 were mixed and stirred for 1 hour, and then a 3% aqueous solution of Jaguar HP60 was added and further stirred for 1 hour to obtain ink 1.
[0021]

In the above components, components other than Kelzan AR were mixed and subjected to a dispersion treatment with a ball mill for 24 hours, and then Kelzan AR was added and stirred for 1 hour to obtain ink 2.
[0022]
Production example (ink containing tube 1)
An ink containing tube in which a polypropylene cylinder having an inner diameter of 3 mm was immersed in a 10% by weight methylcyclohexane solution of polybutene (Polybutene LV7, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.), dried at 80 ° C. for 24 hours, and internally treated with polybutene. 1 was obtained.
[0023]
Production example (ink containing tube 2)
A polypropylene cylinder having an inner diameter of 3 mm was immersed in a 10% by weight methylcyclohexane solution of an ethylene-α olefin oligomer (Lucanto HC10, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) and then dried at 80 ° C. for 24 hours. An ink containing tube 2 that was internally treated with an olefin oligomer was obtained.
[0024]
Production example (ink containing tube 3)
A polypropylene cylinder having an inner diameter of 3 mm was immersed in a 10% by weight methylcyclohexane solution of chlorinated paraffin (Empara K43, manufactured by Ajinomoto Co., Inc.), dried at 80 ° C. for 24 hours, and internally treated with chlorinated paraffin. A storage tube 3 was obtained.
[0025]
Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3
A ballpoint pen tip composed of a 0.8 mm diameter ball (material: cemented carbide) and a stainless steel ballpoint pen tip was attached to the ink storage tube and filled with ink and an ink backflow prevention body to form a ballpoint pen.
Table 1 shows the relationship among the inks, the ink backflow preventers, and the ink storage tubes in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
[0026]
[Table 1]

[0027]
Note (1) in Table 1 The numbers in the columns of ink, backflow prevention body, and polypropylene ink storage tube are the serial numbers of the ink, backflow prevention body, and polypropylene ink storage tube.
(2) Comparative Example 1 is an example in which the non-volatile solvent and the hardly volatile solvent are not treated in the polypropylene ink storage tube.
[0028]
As described above, the ballpoint pens obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to a continuous writing test, the ratio of the area of the ink adhered to the polypropylene pipe after writing was visually measured, and the remaining amount of ink was confirmed. I saw if I could do it. The results are shown in Table 2.
[0029]
[Table 2]

[0030]
Continuous writing conditions Using the ball-point pens obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, writing was performed using a spiral writing type writing tester.
Writing conditions Writing speed: 5cm / sec
Written load: 100g
[0031]
【The invention's effect】
As described above in detail, the writing instrument according to the present invention is a very good writing instrument that has very little ink adhering to the ink storage tube and can check the remaining amount of ink when continuously writing.

Claims (1)

ペン先を一端に取り付けたインキ収容管に、インキと、インキ逆流防止体とを直接充填してなる筆記具において、前記インキ収容管は、その内壁に、前記インキ逆流防止体の基材と構造が同じ物質を塗布したものであることを特徴とする筆記具。In a writing instrument in which ink and an ink backflow prevention body are directly filled in an ink storage tube with a nib attached to one end, the ink storage tube has a base material and a structure of the ink backflow prevention body on its inner wall. Writing instrument characterized by applying the same substance .