JP2002293086A - ボールペン用インキ逆流防止体組成物 - Google Patents

ボールペン用インキ逆流防止体組成物

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JP2002293086A
JP2002293086A JP2001095522A JP2001095522A JP2002293086A JP 2002293086 A JP2002293086 A JP 2002293086A JP 2001095522 A JP2001095522 A JP 2001095522A JP 2001095522 A JP2001095522 A JP 2001095522A JP 2002293086 A JP2002293086 A JP 2002293086A
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ink
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ballpoint pen
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Hideaki Asami
秀明 朝見
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Pilot Ink Co Ltd
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Pilot Ink Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度等による物性の変化が少なく、水性イン
キ、油性インキ双方に対して安定性、インキ追従性、耐
逆流性能及びビジブル性に優れたインキ逆流防止体組成
物を提供する。 【解決手段】 難揮発性有機液体にセピオライトを添加
したボールペン用インキ逆流防止体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボールペン用インキ
逆流防止体組成物に関する。更に詳細には、ボールペン
先端部と、高粘度乃至中粘度又はゲル状のインキが直接
収容されたインキ収容管を備えたボールペンにおける、
前記インキ収容管の開放側インキ端面に充填されるボー
ルペン用インキ逆流防止体組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のボールペン用インキ逆流
防止体組成物として、高粘度の油性インキを用いたボー
ルペンにおいては、鉱油と金属石鹸の混合物である高粘
度のグリースが適用されている。
【0003】又、中粘度或いはゲル状の水性インキを用
いたボールペンについては、前記油性ボールペン用イン
キ逆流防止体では粘度が高く、筆記によるインキ消費に
伴ってインキ逆流防止体が移動する、所謂追従性が十分
でなかったり、高温条件下においては粘度低下が著しい
ために水性インキの逆流を抑止できないといった不具合
を生じる。従って、前記水性インキを用いたボールペン
にあっては、液状ポリブテンに代表される難揮発性有機
液体に親油性ゲル化剤を添加したゲル状のポリブテン系
インキ逆流防止体が多々提案され、汎用されている。
尚、前記親油性ゲル化剤としてはジベンジリデンソルビ
トール、トリベンジリデンソルビトール(特公平1−1
0554号公報)、N−アシルアミノ酸誘導体(特開昭
57−200472号公報)、疎水基で表面処理された
シリカ(特開平6−247094号公報)等が挙げられ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】通常、ボールペン用イ
ンキ逆流防止体にはインキとの不親和性、すなわち容易
にインキ逆流防止体とインキが混合しないことが要求さ
れる。そのためインキに対して安定性の高いベースオイ
ルであるシリコーンオイル、α−オレフィン、或いはα
−オレフィンとエチレンのコオリゴマーに増粘剤を添加
してゲル状物質としたインキ逆流防止体が近年提案され
ているが、これらのベースオイルをインキ逆流防止体と
して使用できる粘度までに増粘させる物質が非常に少な
い。また、仮に増粘できても、ベースオイルを系外に分
離させてしまう現象を生じ易く、これを制御することは
困難であった。
【0005】前記組成物の一部が分離するインキ逆流防
止体が適用されたボールペンは先端部が上向き状態(販
売店での陳列ではこの状態となっている)で長期間放置
された場合、分離した成分は比重がインキより小さいた
めにインキ収容管壁面を伝って上昇しインキ収容管の先
端部分に溜まり、筆跡の濃度低下或いは筆記不良を発生
させてしまう。
【0006】更に従来のインキ逆流防止体は、ボールペ
ン製造工程においてインキ収容管内に充填する際、イン
キ逆流防止体に付加される剪断力により粘性構造が破壊
され易く、一旦破壊された粘性構造は回復しなかった
り、回復に非常に長時間を要したり、或いは、回復した
後は元の粘度より高粘度となる現象がみられ、これはボ
ールペンの筆記性能を著しく低下させる原因となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した如き従
来のボールペン用インキ逆流防止体の不具合を解消する
ものであって、即ち、水性インキ及び油性インキ双方に
対して良好なインキ追従性を示し、温度変化等による影
響を受け難く、しかも生産性のよいボールペン用インキ
逆流防止体組成物を提供しようとするものである。
【0008】本発明はボールペン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
流防止体が難揮発性有機液体に前記一般式(1)で示さ
れるセピオライトを添加したものであることを要件とす
る。又、前記セピオライトをインキ逆流防止体組成物全
量に対して0.5〜5.0重量%添加したこと、前記難
揮発性有機液体がポリブテン、α−オレフィン、エチレ
ン−α−オレフィンコオリゴマー及び精製鉱油から選ば
れた一種又は二種以上であること、前記難揮発性有機液
体がシリコーンオイルであること、前記セピオライトが
有機アミン化合物及び/又は第四級アンモニウム塩で親
油性処理されたものであること及びスプレッドメーター
(平行板粘度計)での1分値が20乃至50mm(約2
0℃)であること等を要件とする。
【0009】本発明のボールペン用インキ逆流防止体組
成物のベースオイルとして使用される難揮発性有機液体
としては、透明性、潤滑性、耐熱性、耐酸化性等の特性
を備えており、且つ水性インキとは勿論のこと、油性イ
ンキとも混和しないシリコーンオイル、例えばジメチル
シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル或
いはアルキル変性シリコーンオイル等が挙げられる。ま
た、鉱物油のなかでは、特にα−オレフィンやエチレン
−α−オレフィンコオリゴマーがインキと混和しにく
く、インキ逆流防止体としての適性を備えていることも
見出した。
【0010】前記難揮発性有機液体の動粘度は、20℃
において5×10-42 ・s-1乃至2×10-22 ・s
-1(500乃至20000cSt)、好ましくは1×1
-32 ・s-1乃至1×10-22 ・s-1(1000乃
至10000cSt)の範囲を示すものが用いられる。
動粘度が5×10-42 ・s-1(500cSt)未満の
ものは温度依存性が大きすぎて実用性に乏しく、また、
動粘度が2×10-2 2 ・s-1(20000cSt)を
超えるものを用いたインキ逆流防止体はインキへの追従
性が悪くなるといった問題を生じ易い。
【0011】これらシリコーンオイル、α−オレフィン
或いはエチレン−α−オレフィンコオリゴマーのように
油性インキ及び水性インキのどちらに対しても高い不混
和性を示す難揮発性液体に十分な増粘効果を与える物質
を鋭意検討した結果、セピオライトが上記難揮発性液体
は勿論、従来から汎用されてきたポリブテン、精製鉱油
等の有機液体に対しても、インキ逆流防止体として用い
るために最適な粘性特性を付与することができることを
見出した。なお、セピオライトは単独で添加してもよい
が、更に粘度調整剤として従来から一般に用いられてき
た親油性ゲル化剤、微粒子シリカ、珪酸アルミニウム、
ベントナイト、親油性雲母等との併用も可能である。ま
た、粘度調整、衝撃性付与の目的で低分子量ポリプロピ
レン、α−オレフィン樹脂等のベースオイルと混合でき
る樹脂や、ゲル化安定剤として種々の界面活性剤の添加
も可能である。
【0012】また、前記セピオライトを有機アミン化合
物及び/又は第四級アンモニウム塩で親油性処理するこ
とにより、低極性の難揮発性有機液体に対する増粘効果
が更に向上する。この場合は難揮発性有機液体に有機ア
ミン化合物及び/又は第四級アンモニウム塩を事前に溶
解し、その溶液中にセピオライトを投入し、微細に分散
することによってインキ逆流防止体を得ることができ
る。予め親油性処理を施された親油性セピオライトを用
いる場合は、前記親油性セピオライトを直接難揮発性有
機液体に添加し、分散すればよい。
【0013】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
乃至50mm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20mm乃至50mmが好ましい
が、25〜45mmであれば更に好ましい。
【0014】本発明のインキ逆流防止体は、インキ収容
管にインキを充填した後、インキの後端面に接触した状
態で配置されるものであって、筆記によるインキの消費
に従ってインキに追従して移動するものであり、インキ
の蒸発防止やチップ上向き(正立)放置或いはボールペ
ンの落下等の衝撃におけるインキ逆流を防止する目的で
用いられる。また、前記高粘稠流体であるインキ逆流防
止体と従来公知の固体のインキ逆流防止体を併用するこ
ともできる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明のインキ逆流防止体組成物
は、難揮発性有機液体にセピオライトを混合し、必要に
応じてその他の成分を添加し、ディスパーで均一になる
まで攪拌した後、三本ロール等の高剪断分散装置を用い
て処理することにより得られる。尚、分散処理を行なう
際、メチルアルコール、エチルアルコール等をセピオラ
イト100重量部に対して5〜20重量部程度添加する
ことにより分散性が更に向上する。これら低沸点溶剤は
三本ロールのような開放系の分散装置を用いることによ
り、分散処理工程中に揮散し、得られたインキ逆流防止
体組成物中には残留することがない。
【0016】
【実施例】以下に実施例と比較例を挙げて本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定
されるものではない。実施例及び比較例の配合組成と、
それぞれのインキ逆流防止体の20℃におけるスプレッ
ドメーターの1分値(SM値)を以下の表に示す。尚、
表中の数字は重量部を表わす。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】表中の成分について、詳細を注番号に沿っ
て以下に説明する。 (1)出光石油化学(株)製、商品名:ポリブテン15
H(分子量550) (2)日本油脂(株)製、商品名:ポリビス3SH(分
子量750) (3)三井石油化学工業(株)製、商品名:ルーカント
HC−100 (4)三井石油化学工業(株)製、商品名:ルーカント
HC−150 (5)信越シリコーン(株)製、商品名:KF96−3
000 (6)信越シリコーン(株)製、商品名:KF96H−
6000 (7)信越シリコーン(株)製、商品名:KF50−3
000 (8)楠本化成(株)製、商品名:パンゲルB (9)日本アエロジル工業(株)製、商品名:アエロジ
ルR972 (10)新日本理化(株)製、商品名:ゲルオールT (11)味の素(株)製、商品名:GP−1 (12)エレメントスジャパン(株)製、商品名:ベン
トン27
【0020】実施例1乃至7及び比較例4乃至6のイン
キ逆流防止体組成物は、表中の原料をすべて混合し、デ
ィスパーで30分間攪拌した後三本ロールで分散処理を
行なうことにより得ることができる。比較例1及び2の
インキ逆流防止体組成物については、表中の成分を混合
し、加温しながら攪拌し、均一になった後放冷すること
により得られる。また、比較例3については、疎水性シ
リカ以外を混合し、加温しながら攪拌した後放冷し、更
に疎水性シリカを添加して三本ロールで分散処理するこ
とにより、インキ逆流防止体組成物が得られる。
【0021】ボールペンの作成 先端にステンレススチール製ボールペンチップを備えた
内径3.8mmφのポリプロピレン製インキ収容管に、
20℃における粘度が100mPa・sの剪断減粘性水
性インキを充填し、開放側インキ端面に実施例及び比較
例のインキ逆流防止体を配して試料ボールペンとし、以
下の試験を行った。 〔追従性〕試料ボールペンを螺旋式筆記試験機を用い
て、筆記角度70度、筆記荷重100g、筆記速度4m
/分の条件で筆記を行ない、充填したインキをすべて消
費するまで筆記した。この時、インキとインキ逆流防止
体の界面が崩れることなくインキ逆流防止体が追従した
かどうかを目視で観察した。 〔管壁汚れ〕上記の筆記試験において、インキ及びイン
キ逆流防止体が移動した後のインキ収容管内壁面にイン
キ或いはインキ逆流防止体が付着しているかどうかを目
視で観察した。 〔耐熱安定性〕ボールペン先端部をゴム栓体で気密にシ
ールし、ペン先上向き(正立)状態で50℃の雰囲気下
に30日間放置した後、液栓の成分が一部分離していな
いか(液体分離)、及びインキ逆流の発生がないか(耐
逆流性能)を目視で観察した。 〔衝撃安定性〕ボールペン先端部をゴム栓体で気密にシ
ールし、ペン先上向き(正立)状態で30cmの高さか
ら30回落下させた後、正立状態で24時間放置し、イ
ンキ逆流防止体の形状が崩れていないかを目視で観察し
た。試験結果を表に示す。
【0022】
【表3】
【0023】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。 〔追従性〕 ○:インキが消費されるまでインキとインキ逆流防止体
の界面が崩れない。 △:インキとインキ逆流防止体の界面がやや崩れてい
る。 ×:インキとインキ逆流防止体の界面の崩れが著しい。 〔管壁汚れ〕 ○:インキ収容管内壁面にインキ或いはインキ逆流防止
体が付着していない。 ×:インキ収容管内壁面にインキ或いはインキ逆流防止
体が付着している。 〔耐熱安定性〕 ○:液体分離及びインキ逆流の発生が認められない。 △:液体分離或いはインキ逆流がわずかに発生してい
る。 ×:液体分離或いはインキ逆流が発生している。 〔衝撃安定性〕 ○:インキ逆流防止体の形状変化が認められない。 △:インキ逆流防止体がわずかに形状変化している。 ×:インキ逆流防止体の形状変化が著しい或いはインキ
が後端側に洩れている。
【0024】
【発明の効果】本発明のボールペン用インキ逆流防止体
組成物は、粘度の温度依存性が非常に小さく、しかも温
度変化等によって液体分離を起こすことがないため、常
にインキとの界面を維持する特性を有する。また、筆記
時にはインキの消費につれてインキ収容管壁面にインキ
が付着するのを防止しながら追従し、この挙動はインキ
が無くなるまで継続されるという良好な液栓性能を示
す。また、ボールペン製造工程において、強い剪断力が
付加された場合、一旦粘度は低下するが、剪断力から解
放されると直ちに元の粘度まで回復する。更に、落下等
の衝撃では粘性構造は破壊されず優れたインキ逆流防止
性能を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールペン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
    体が難揮発性有機液体に下記一般式(1)で示されるセ
    ピオライトを添加したものであることを特徴とするボー
    ルペン用インキ逆流防止体組成物。 【化1】
  2. 【請求項2】 前記セピオライトをインキ逆流防止体組
    成物全量に対して0.5〜5.0重量%添加したことを
    特徴とする請求項1記載のボールペン用インキ逆流防止
    体組成物。
  3. 【請求項3】 前記難揮発性有機液体がポリブテン、α
    −オレフィン、エチレン−α−オレフィンコオリゴマー
    及び精製鉱油から選ばれた一種又は二種以上であること
    を特徴とする請求項1記載のボールペン用インキ逆流防
    止体組成物。
  4. 【請求項4】 前記難揮発性有機液体がシリコーンオイ
    ルであることを特徴とする請求項1記載のボールペン用
    インキ逆流防止体組成物。
  5. 【請求項5】 前記セピオライトが有機アミン化合物及
    び/又は第四級アンモニウム塩で親油性処理されたもの
    であることを特徴とする請求項1又は2記載のボールペ
    ン用インキ逆流防止体組成物。
  6. 【請求項6】 スプレッドメーター(平行板粘度計)で
    の1分値が20乃至50mm(約20℃)である請求項
    1乃至5記載のいずれかのボールペン用インキ逆流防止
    体組成物。
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