JP2003237280A - 筆記具用インキ逆流防止体組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学的に安定で、筆記具に充填された場合に
おいても、バルクで保管されたときにおいても粘性変化
がなく、また、耐逆流性能及び追従性能をともに満足す
る、筆記具に最適なインキ逆流防止体組成物を提供す
る。 【解決手段】 基油としてシリコーンオイル中に、疎水
性微粒子シリカ、末端に水酸基を有するポリブタジエン
グリコール又はポリブタジエンジカルボン酸を０．１〜
１０重量％含有してなる、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
する筆記具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、インキ収容管内
に収容されたインキ端面に配設され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】この種の筆記具用インキ逆流防止体組成
物は、正立（チップ上向き）或いは横置き状態で保管又
は運搬された時に、インキがインキ収容管後端から漏出
することを防止するインキ逆流防止性能、筆記の際イン
キの減少に伴って、ペン先方向へスムースに移動するイ
ンキ追従性能、インキに追従する際にインキ収容管壁面
へのインキ及び筆記具本体を落下させたときのインキ飛
び散りやインキ流出を防ぐ耐衝撃性能等が要求される。

【０００３】従来、高粘度の油性インキを用いた油性ボ
ールペン用のインキ逆流防止体としては鉱油と金属石鹸
の混合物であるグリース等が適用されている又、中粘度
或いはゲル状の水性インキを用いた水性ボールペンに前
記油性ボールペン用インキ逆流防止体を適用すると、イ
ンキへの追従不良や温度変化による粘度変化が大きいこ
とによって水性インキの逆流を抑止できない等の不具合
を生じるため、液状ポリブテン、鉱油、シリコーンオイ
ル等の難揮発性有機液体に増粘剤を添加してゲル状体と
したインキ逆流防止体が多数提案され、広く実用化され
おり、例えば、特開平８−３００８７４号公報にはシリ
コーンオイルに親水性シリカを添加したインキ逆流防止
体が開示されている。前記シリコーンオイルに親水性シ
リカを添加したインキ逆流防止体は、剪断力の付加によ
り粘性構造が破壊され、著しく粘度が低下し、粘度が低
下した状態から粘性構造が回復して元の粘度に復元する
までに長時間を要する。このようなインキ逆流防止体
は、筆記具への充填工程で注入ノズルから吐出される際
に付加された剪断力によって粘度が低下した状態でイン
キ収容管内に充填され、充填前の粘度に回復するのに数
時間或いは数日間を要する。従って、組み立てられた筆
記具は、前記インキ逆流防止体の粘度回復前に横向き或
いは正立（チップ上向き）状態で放置されると、インキ
収容管後端から前記インキ逆流防止体及びインキが流出
してしまうという不具合が発生しがちである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
のインキ逆流防止体の欠点を解消しようとするもであっ
て、即ち、粘性の変化がなく、また耐逆流性能及び追従
性能をともに満足する、筆記具に最適な筆記具用インキ
逆流防止体を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した従
来の筆記具用インキ逆流防止体の不具合を解消するため
鋭意検討した結果、シリコーンオイル、疎水性微粒子シ
リカ、及び、末端に水酸基を有するポリブタジエングリ
コール又は末端にカルボキシル基を有するポリブタジエ
ンジカルボン酸を０．１〜１０重量％配合したインキ逆
流防止体が前記した筆記具用インキ逆流防止体に要求さ
れる特性をすべて満足するものであることを見出し、本
発明を完成させるに至った。即ち、本発明はインキ収容
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基油としてシリコーンオイル中に、
疎水性微粒子シリカ、末端に水酸基を有するポリブタジ
エングリコール又はポリブタジエンカルボン酸を０．１
〜５重量％含有してなる筆記具用インキ逆流防止体組成
物を要件とする。更には、前記シリコーンオイルがジメ
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、および
アルキル変性シリコーンオイルから選ばれた単独又は二
種以上の混合体であること、前記疎水性微粒子シリカを
１〜１０重量％含んでなること等を要件とする。

【０００６】本発明のインキ逆流防止体のベースオイル
として用いられるシリコーンオイルは一種又は二種以上
を混合して用いることができ、インキ逆流防止体組成物
全量に対し、８０〜９８．９重量％の範囲で使用でき
る。好適に用いられるシリコーンオイルとしては、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、および
アルキル変性シリコーンオイルが挙げられる。これらの
シリコーンオイルは、透明性、耐熱性、耐薬品性に優
れ、油性インキ及び水性インキのどちらとも混和し難い
優れた特性を有する。

【０００７】前記シリコーンオイルをインキ逆流防止体
に好適な粘度まで増粘させるため、疎水性微粒子シリカ
が用いられる。前記疎水性微粒子シリカは、微粒子シリ
カの表面を有機珪素化合物で化学的に変性したもので、
市販品としてアエロジルＲ９７２、アエロジルＲ９７
４、アエロジルＲＸ２００、アエロジルＲＹ２００、ア
エロジルＲ２０２、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ
８１２〔以上、日本アエロジル（株）製〕等を例示する
ことができる。前記疎水性微粒子シリカは組成物中１〜
１０重量％含有してなることが好ましい。１重量％未満
では所望の増粘効果が得られ難く、また、１０重量％を
越えると、増粘効果が過剰になり、インキ追従性を損な
う虞がある。

【０００８】本発明に用いられる液状ポリブタジエン
は、疎水性微粒子シリカにより形成されたゲル構造を安
定化させる効果があり、得られたインキ逆流防止体は製
造後にバルクで保管された場合でも、筆記具に充填され
た状態においても、粘性特性を長期にわたって維持する
ことができる。具体的には、下記一般式（１）で示され
る数平均分子量が１０００〜５０００のα，ω−１，２
−ポリブタジエングリコール、

【化１】 一般式（２）で示される数平均分子量が１０００〜５０
００の水素添加型α，ω−１，２−ポリブタジエングリ
コール、

【化２】 一般式（３）で示される数平均分子量が１０００〜３０
００のポリブタジエンジカルボン酸、

【化３】 一般式（４）で示される数平均分子量が１０００〜３０
００の水素添加型ポリブタジエンジカルボン酸、

【化４】 一般式（５）で示される数平均分子量が１０００〜５０
００のα，ω−１，４−ポリブタジエングリコール、

【化５】 （式中ｎは５０〜５５の整数の示す）等を例示すること
ができる。

【０００９】前記液状ポリブタジエンはインキ逆流防止
体組成物全量に対し０．１〜１０重量％、好ましくは
０．１〜７重量％、更に好ましくは０．２〜５重量％の
範囲で用いられる。本発明のインキ逆流防止体組成物の
増粘機構は明らかではないが、前記液状ポリブタジエン
が疎水性微粒子シリカの表面を被覆し、該液状ポリブタ
ジエンの水酸基とシリコーンオイルとが三次元構造を形
成するものと推測される。従って前記液状ポリブテンの
添加量が０．１重量％未満では前記疎水性微粒子シリカ
の表面が十分に被覆されず、シリコーンオイルとの間で
安定な三次元構造を形成することができないため、イン
キ逆流防止体に求められる粘性が得られなかったり、シ
リコーンオイルと疎水性微粒子シリカが分離してインキ
逆流防止体として機能しなくなる不具合を生じる。

【００１０】また、前記液状ポリブタジエンの添加量が
１０重量％を超えると、過剰の液状ポリブタジエンがイ
ンキ逆流防止体組成物中に存在することにより、疎水性
微粒子シリカとシリコーンオイルの間の三次元構造を徐
々に破壊するためにインキ逆流防止体が経時により軟化
して逆流防止性能が失われてしまう。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のインキ逆流防止体組成物
はベースオイルとして用いられるシリコーンオイルに、
液状ポリブタジエンを添加し、ディスパー等の攪拌機で
均一になるように分散した後、所定量の疎水性微粒子シ
リカを配合して三本ロール、ニーダー、バスケットミル
等の分散機で混練することにより得られる。以下の実施
例及び比較例は、配合物をそれぞれ三本ロールミルで混
練して作成した。

【００１２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示すが、本発明は
これらの実施例によって何ら限定されるものではない。
尚、実施例、比較例中の部は重量部を表わす。

【００１３】 実施例１ ジメチルシリコーンオイル ９５．９部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ４．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７２〕 α，ω−ポリブタジエングリコール ０．１部 〔日本曹達（株）製、商品名：ＧＩ−１０００〕

【００１４】 実施例２ ジメチルシリコーンオイル ９５．７部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ４．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７２〕 α，ω−ポリブタジエングリコール ０．３部 〔日本曹達（株）製、商品名：ＧＩ−１０００〕

【００１５】 実施例３ ジメチルシリコーンオイル ９５．０部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ４．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７２〕 α，ω−ポリブタジエングリコール １．０部 〔日本曹達（株）製、商品名：ＧＩ−１０００〕

【００１６】 実施例４ ジメチルシリコーンオイル ９５．５部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ３．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７４〕 α，ω−ポリブタジエングリコール １．５部 〔日光石油（株）製、商品名：Ｒ−４５ＨＴ〕

【００１７】 実施例５ ジメチルシリコーンオイル ９１．０部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ３．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７４〕 α，ω−ポリブタジエングリコール ５．０部 〔日本曹達（株）製、商品名：ＧＩ−１０００〕

【００１８】 比較例１ ジメチルシリコーンオイル ９５．０部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ５．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７２〕

【００１９】 比較例２ ジメチルシリコーンオイル ９６．０部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｈ−６０００ＣＳ〕 疎水性微粒子シリカ ４．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７４〕

【００２０】 比較例３ メチルフェニルシリコーンオイル ９６．０部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ５０−３０００〕 疎水性微粒子シリカ ３．０部 〔日本アエロジル（株）製、商品名：アエロジルＲ９７４〕 ポリブタジエン １．０部 〔日光曹達（株）製、商品名：Ｂ−１０００〕

【００２１】性能試験 先端に０．７ｍｍの超硬合金製ボールを抱持したステン
レススチール製のボールペンチップを取付けた内径３．
８ｍｍのポリプロピレン製パイプに、下記組成のボール
ペン用水性インキを注入し、該インキの後端面に前記実
施例１乃至６及び比較例１、２のインキ逆流防止体を接
触配置したものを性能試験用ボールペンとした。それぞ
れの試験用ボールペンについて作製直後と、５０℃で３
０日間放置後に以下の性能試験を行った。

【００２２】 ボールペン用水性インキの組成（部は重量部を表わす） 黒色加工顔料 ３０．０部 〔大日精化工業（株）製、商品名：ＷＡカラーブラック Ａ−２５０〕 ポリエーテル変性シリコーン ０．２部 〔信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ−６１５Ａ〕 リン酸エステル系界面活性剤 １．０部 〔第一工業製薬（株）製、商品名：プライサーフＭ２０８Ｂ〕 キサンタンガム ０．３部 〔大日本製薬（株）製、商品名：エコーガム〕 エチレングリコール １０．０部 水 ５８．５部 以上の成分を混合攪拌したものを濾過し、ボールペン用
水性インキを調製した。

【００２３】インキ逆流試験（衝撃安定性試験） 初期、及び、５０℃で３０日間放置した各試験用ボール
ペンをチップ上向き（正立）状態で４フィート（約１．
２２ｍ）の高さから３回落下させ、インキ逆流防止体及
びインキ逆流防止体−インキ界面の状態を目視で観察
し、以下の基準で評価した。

【００２４】追従性試験 初期、及び、５０℃で３０日間放置した各試験用ボール
ペンについて筆記荷重１００ｇ、筆記角度７０度に調整
した螺旋式筆記試験機を用い、筆記速度４ｍ／分（通常
筆記）と１０ｍ／分（速書き筆記）の二条件で筆記試験
を行ない、筆跡の状態を目視で観察し、以下の基準で評
価した。性能比較試験の結果を以下の表に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】なお、表中に性能比較試験結果の記号に関
する説明は以下のとおり。 インキ逆流試験 ◎：インキとインキ逆流防止体界面に変化が認められな
い。 ○：インキとインキ逆流防止体界面にやや崩れが認めら
れものの、実用上問題ない。 ×：インキの逆流が認められる。 追従性試験 ◎：４ｍ／分、１０ｍ／分共に正常に筆記可能。 ○：４ｍ／分では筆記可能であるが、１０ｍ／分では僅
かに筆跡がかすれる。 ×：４ｍ／分、１０ｍ／分共に筆跡がかすれる。

【００２７】

【発明の効果】本発明はシリコーンオイルに疎水性微粒
子シリカと液状ポリブタジエンを配合することにより、
化学的に安定で、筆記具に充填された場合においても、
バルクで保管されたときにおいても粘性変化がなく、ま
た、耐逆流性能及び追従性能をともに満足する、筆記具
に最適なインキ逆流防止体組成物を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C350 GA03 HA08 KF03 NA10 NA11 NC06 NC20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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基油とし
   てシリコーンオイル中に、疎水性微粒子シリカ、末端に
   水酸基を有するポリブタジエングリコール又はポリブタ
   ジエンジカルボン酸を０．１〜１０重量％含有してなる
   筆記具用インキ逆流防止体組成物。
2. 【請求項２】 前記シリコーンオイルがジメチルシリコ
   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、およびアルキル変
   性シリコーンオイルから選ばれた単独又は二種以上の混
   合体である請求項１記載の筆記具用インキ逆流防止体組
   成物。
3. 【請求項３】 前記疎水性微粒子シリカを１〜１０重量
   ％含んでなる請求項１又は２記載の筆記具用インキ逆流
   防止体組成物。