JP2011131474A - 筆記具用軸筒 - Google Patents

Abstract

【構成】ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる筆記具用軸筒であって、前記ポリカーボネート樹脂組成物が、粘度平均分子量１６０００〜２５０００のポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、ポリオルガノシロキサン（Ｂ）０．１〜２重量部および酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を必須成分として含有する、ことを特徴とする筆記具用軸筒。
【効果】本発明の筆記具用軸筒は、光源の種類によって呈色状態が変化し、その色調変化が大きい可逆的変色性を有することから、意匠性に優れており、ボールペンなどの軸筒の用途に好適に使用できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、可逆変色性を有するポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる意匠性に優れた筆記具用軸筒に関する。

従来、ボールペンなどの筆記具に使用される筒軸に使用される樹脂は、透明もしくは着色された色調のものであった。そのため、筆記具用軸筒は単に一定の色調を示すものであった。一方、酸化チタンを被覆したマイカなど、特殊な干渉色の輝きを表示できる着色剤も開発されているが、光源の種類によって色調が変化するものではなく表現性に乏しいものであった。

本発明の課題は、太陽光線や蛍光灯などの外部光源の種類に応じて樹脂製の筆記具用軸筒の色が変化し、その色調変化が大きな可逆的変色性を有する意匠性に優れた筆記具用軸筒を提供することにある。

本発明者は、前記課題を達成するため、鋭意検討を重ねたところ特定の粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂に特定の可逆変色性を有する化合物粒子などを配合することにより、可逆的変色性を有する意匠性に優れた筆記具用軸筒が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる筆記具用軸筒であって、
前記ポリカーボネート樹脂組成物が、粘度平均分子量１６０００〜２５０００のポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、ポリオルガノシロキサン（Ｂ）０．１〜２重量部および酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を必須成分として含有する、
ことを特徴とする筆記具用軸筒を提供するものである。

本発明の筆記具用軸筒は、光源の種類によって呈色状態が変化し、その色調変化が大きい可逆的変色性を有することから、意匠性に優れており、ボールペンなどの軸筒の用途に好適に使用できる。

本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３、５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。

これらは、単独または２種類以上混合して使用されるが、ハロゲンで置換されていない方が燃焼時に懸念される当該ハロゲンを含むガスの環境への排出防止の面から好ましい。これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。

さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−［４，４−（４，４′−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル］−プロパンなどが挙げられる。

ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、１６０００〜２５０００である。粘度平均分子量が１６０００未満の場合には衝撃強度が低下するため、好ましくない。一方、２５０００を越える場合は射出成形での加工性が劣るため、好ましくない。好ましい範囲は、１７０００〜２２０００、更に好ましくは１８，０００〜２０，０００である。
かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。上記粘度平均分子量の測定方法は、塩化メチレンを溶媒として０．５重量％の溶液とし、キャノンフェンスケ型粘度管を用い温度２０℃で比粘度（ηsp）を測定し、濃度換算により極限粘度〔η〕を求め下記のＳＣＨＮＥＬＬの式から算出した。
〔η〕＝１．２３×１０^−４Ｍ^０．８３

本発明にて使用されるポリオルガノシロキサン（Ｂ）としては、ポリオルガノ水素シロキサン、環状オルガノ水素シロキサン、ポリ炭化水素オキシシロキサンなどが挙げられる。このうち、ポリオルガノ水素シロキサンが好適に使用できる。

ポリオルガノシロキサン（Ｂ）の配合量としては、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、０．１〜２重量部である。配合量が０．１重量部未満の場合には衝撃強度が低下したり熱安定性が悪化したりするため、好ましくない。一方、２重量部を越える場合も同様に、衝撃強度が低下したり熱安定性が悪化したりするため、好ましくない。好ましい範囲は、０．２〜１．５重量部、更に好ましくは０．４〜１重量部である。

本発明にて使用される酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）は、例えば特開平１１−２４６２１９号の明細書に記載されている方法で製造され、平均粒径が５〜１００ｎｍの範囲にあるものが好ましい。

酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）の配合量としては、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり、０．５〜１０重量部である。配合量が０．５重量部未満の場合には初期の発色性が劣るため、好ましくない。一方、１０重量部を越える場合は衝撃強度が低下したり熱安定性が悪化したりするため、好ましくない。好ましい範囲は、１〜８重量部、更に好ましくは２〜５重量部である。

ポリオルガノシロキサン（Ｂ）の配合は、予め、酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）に処理してもよく、その場合の処理は、例えば、酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）をポリオルガノシロキサン（Ｂ）の低沸点溶剤の溶液を配合して混合、乾燥する方法や、混合機中で、ポリオルガノシロキサン（Ｂ）と混合して加熱する方法などが挙げられ、また、ポリカーボネート樹脂（Ａ）にポリオルガノシロキサン（Ｂ）を付着した後、酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）を配合する方法など、何れの方法でもよい。

なお、ポリオルガノシロキサン（Ｂ）の有機溶剤の溶液に、ジブチル錫ジラウレート、テトラアルコキシチタンなどで例示されるポリオルガノシロキサンの硬化を促進させる化合物を含有させることも可能である。

本発明の筆記具用軸筒に使用されるポリカーボネート樹脂組成物には、補強剤、着色剤、充填剤、ヒンダートアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、安定剤などの各種の添加剤も配合することができる。

また、本発明の筆記具用軸筒は、従来の筆記具用軸筒の成形に用いられている装置を使用することができ、例えば、射出成形法、押出成形法、ブロー成形法により製造できるが、なかでも射出成形法による成形加工が好ましい。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、実施例中の「％」、「部」はそれぞれ重量基準に基づく。

なお、使用した原材料は以下のものである。
ポリカーボネート樹脂：
ビスフェノールＡとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
住友ダウ社製カリバー ２００−２０
（粘度平均分子量：１９０００、ＰＣ−１と略記）
住友ダウ社製カリバー ２００−３
（粘度平均分子量：２８０００、ＰＣ−２と略記）
住友ダウ社製カリバー ２００−８０
（粘度平均分子量：１５０００、ＰＣ−３と略記）
ポリオルガノシロキサン：
メチルハイドロジェンポリシロキサン
（信越化学社製ＫＦ−９９、シロキサンと略記）
酸化ホルミニウム微粒子：
シーアイ化成社製ＮａｎｏＴｅｋ Ｈｏ_２Ｏ_３
（平均粒径４０ｎｍ、酸化ホルミニウムと略記）

前述の各種原料を、表１記載の配合比率にて予備混合した。予備混合は、初めにポリカーボネート樹脂にポリオルガノシロキサンを付着させ、次いで酸化ホルミニウム微粒子を配合する手順で実施した。予備混合した原料は二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ−３０α）を用いて溶融温度２８０℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物の各種ペレットを得た。

得られたペレットから、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ−Ｃ５）を用いて各種試験片を作成し、下記方法により各種データーを採取した。

１．衝撃強度
ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準拠し、アイゾット衝撃強度を測定した。試験片の厚みは３．２ｍｍであった。衝撃強度が５０ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ以上を良好とした。

２．初期発色性および熱安定性
（１）初期発色性：長さ９０ｍｍ、幅４０ｍｍの３段プレート（厚み３、２、１ｍｍ）状試験片を作成し、目視にて確認した。
（２）熱安定性：溶融温度３００℃で１０分間保持した後、（１）と同様の試験片を作成し、目視にて表面外観および色相を確認した。

３．射出成形加工性
溶融温度が２８０℃の条件下、アルキメデススパイラルフロー金型を使用して、流路厚み１ｍｍでの流動長さを測定した。流動長さが８０ｍｍ以上を良好とした。

表１の実施例１および２に示すとおり、本発明の要件を満足するポリカーボネート樹脂組成物の場合は、衝撃強度、初期発色性、熱安定性および射出成形加工性の全ての評価項目において良好な結果を示した。

一方、本発明の要件を満足しない場合は、それぞれ以下のとおり欠点を有していた。
比較例１は、シロキサンが配合されていない場合で、衝撃強度および熱安定性に劣っていた。
比較例２は、シロキサンの配合量が規定量よりも多い場合で、衝撃強度および熱安定性に劣っていた。
比較例３は、酸化ホルミニウムの配合量が規定量よりも少ない場合で、初期発色性に劣っていた。
比較例４は、酸化ホルミニウムの配合量が規定量よりも多い場合で、衝撃強度および熱安定性に劣っていた。
比較例５は、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が規定値よりも高い場合で、射出成形加工性に劣っていた。
比較例６は、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が規定値よりも低い場合で、衝撃強度に劣っていた。

Claims (2)

1. ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる筆記具用軸筒であって、
   前記ポリカーボネート樹脂組成物が、粘度平均分子量１６０００〜２５０００のポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部、ポリオルガノシロキサン（Ｂ）０．１〜２重量部および酸化ホルミニウム微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を必須成分として含有する、
   ことを特徴とする筆記具用軸筒。
2. 前記ポリオルガノシロキサンが、ポリオルガノ水素シロキサン、環状オルガノ水素シロキサンおよびポリ炭化水素オキシシロキサンから選択された１種もしくはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の筆記具用軸筒。