JP2015217646A - 筆記具用移動部材 - Google Patents

Abstract

【構成】ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部に対して、摺動剤（Ｂ）１〜２０重量部と摺動助剤（Ｃ）０．１〜０．８重量部を配合したポリカーボネート組成物を成形してなる筆記具用移動部材であって、該組成物から射出成形された厚み３ｍｍの成形片のＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠した光線透過率が８０％以上であることを特徴とする、筆記具用移動部材。
【効果】
本発明の筆記具用の移動部材は、優れた透明性のみならず、優れた摺動性を有している。透明性に優れるため、インク等の視認性の必要な軸筒内に設けられても、視認性を阻害して使用者の目視確認を阻害することがなく、また摺動性にも優れるため、激しいノック操作などの移動操作が繰り返された場合であっても移動部材が早期劣化し可動に不具合が生じることが可及的に防止され、均一な動作を長期間精度良く実行することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリカーボネート樹脂が本来有する透明性を保持したまま、摺動性を著しく改善した、ポリカーボネート樹脂製の筆記具用移動部材に関する。

ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、ＩＴＥ、機械、自動車などの分野で広く用いられているが、最近では、ポリカーボネート樹脂が透明性および耐衝撃性に優れることから、インク残量等の確認のため透明性が要求されるプラスチック製のボールペンやシャープペンシルといった筆記具にも用いられてきている。
近年、筆記具では、筆記具軸筒本体に収納されるインクや黒鉛芯の部分からなる筆記体を常時後方へ附勢してあるスプリングと、軸筒の外部から突出しかつ筆記体に連動するノック棒等と呼ばれる移動部材と、軸筒に備えられる係止維持機構とによって、移動部材を押圧することで筆記体を軸筒先端から突出させて筆記可能とし、軸筒の係止を解除する当該スプリングの附勢力によって筆記体を軸先端より収納するいわゆるノック機構を備えるノック式筆記具が知られている（特許文献１参照）。

ノック機構としては、例えば、ノック棒等の移動部材と一体に設けられたクリップの係止部と軸筒の突起や窓とが係止する事で突出させクリップを持ち上げることで係止解除して収納するクリップ係止タイプや、ノック棒等の移動部材と筆記体の間に係止部とカム面を有した回転子が一方向に一定角度回転しながら係止と収納位置を移動することで移動部材の押圧のみで突出と収納を繰り返す所謂ダブルノック式のタイプなどがある。

このノック式筆記具においては当該ノック機構に筆記体を軸筒から出し入れする役割を担わせるため、ノック棒等の移動部材は、軸筒との間を前後に摺動しながら往復移動する回数が多くなり、なめらかな摺動特性や、使い始めから長期間ノック作動性が維持される耐久性、作動精度、及び再現性が要求されるところである。
そして、従来の筆記具用の移動部材においては、ポリカーボネート樹脂を使用したとしても滑り性（摺動性）が必ずしも十分でない場合があり、滑り悪さから摩耗による早期劣化が生じるといった不具合が発生する場合があり、かかる不具合が発生しないように摺動性が改善された筆記具用の移動部材の材料が検討されてきた。

例えば、ポリカーボネート樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合した樹脂組成物が提案（特許文献２参照）されている。しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を配合する事で摺動性は改良されるものの、
（１）ポリカーボネート樹脂の長所である透明性を大きく低下させると共に、
（２）ポリカーボネート樹脂の耐衝撃性が損なわれる、
という問題があり、さらなる改良が求められていた。

特開２００１−１２１８８０号公報 特開平１−２５９０５９号公報

本発明は、ポリカーボネート樹脂が本来有する透明性、衝撃性等を保持したまま、摺動性を著しく改善し、均一な動作を精度良く長期間実行するポリカーボネート樹脂製の筆記具用移動部材を提供することを目的とする。

本発明者らは、かかる課題に鑑み鋭意研究を行った結果、ポリカーボネート樹脂に特定の摺動剤と摺動助剤を配合してなる組成物を射出成形した厚さ３ｍｍの成形片のＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠した光線透過率を８０％以上としたポリカーボネート樹脂組成物が、驚くべきことに、筆記具用移動部材に必要とされる透明性と摺動性等を同時に満足できることを見出し、この材料を筆記具用移動部材に適用することにより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（Ａ）１００重量部に対して、摺動剤（Ｂ）１〜２０重量部と摺動助剤（Ｃ）０．１〜０．８重量部を配合したポリカーボネート組成物を成形してなる筆記具用移動部材であって、該組成物から射出成形された厚み３ｍｍの成形片のＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠した光線透過率が８０％以上であることを特徴とする、筆記具用移動部材を提供するものである。
また、本発明に用いられる摺動剤（Ｂ）は、後述するように下記一般式１に示すアルキルケテンダイマーであることが好ましい。
一般式１：

（一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）

本発明の筆記具用の移動部材は、優れた透明性のみならず優れた摺動性を有している。透明性に優れるため、インク等の視認性の必要な軸筒内に設けられても、視認性を阻害して使用者の目視確認を阻害することがなく、また摺動性にも優れるため、激しいノック操作等の移動操作が繰り返された場合であっても移動部材が早期劣化し可動に不具合が生じることが可及的に防止され、均一な動作を長期間精度良く実行することができる。

本発明の筆記具用の移動部材とは、プラスチック製のボールペンやシャープペンシルといった筆記具に設けられたノック機構等に使用されるノック棒やノック棒に連動される部材を意味する。ノック機構はインクや黒鉛芯の部分からなる筆記体を軸筒から出し入れする場合に使用されるために移動回数が多くなり作動精度と再現性が要求される。尚、筆記具用の可動部品との用語には、射出成形などによる一体品、筆記具用部品を組み合せた別体品、およびその筆記具用の構成樹脂部品等を含むものとする。

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（通称ビスフェノール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、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、特に制限はないが、成形加工性、強度の面より通常１００００〜１０００００、より好ましくは１６０００〜３００００、さらに好ましくは１８０００〜２４０００の範囲である。また、かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。

本発明にて使用される摺動剤（Ｂ）としては、例えば、下記一般式１にて示されるアルキルケテンダイマー、脂肪酸エステル類、シリコーン化合物、ＰＴＦＥ粒子等の摺動剤が挙げられる。
一般式１：

一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基、好ましくは炭素数１０〜２１のアルキル基である。
一般式１において、更に好ましくは、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数が１０〜２１のアルキル基である化合物が使用できる。
本発明にて用いられる摺動剤（Ｂ）としては、上記一般式１にて示されるアルキルケテンダイマーが好ましい。

摺動剤（Ｂ）の配合量は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり１〜２０重量部である。１重量部未満では摺動性に劣り、２０重量部を越えると造粒加工が困難になり樹脂組成物のペレットを得ることができなくなることから好ましくない。好ましい配合量は、１〜１０重量部、更に好ましくは２〜５重量部である。

本発明にて使用される摺動助剤（Ｃ）としては、例えば、密ロウや脂肪酸エステル及びシリコーン等が挙げられる。特にペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルが好適であり、ペンタエリスリトールテトラステアレートが工業的に入手可能である。
摺動助剤（Ｃ）の配合量はポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり０．１〜０．８重量部である。０．１重量部未満では摺動性の助剤効果が発現しにくく、また０．８重量部を超えると透過性や衝撃特性などの物性が低下するため好ましくない。特に好ましくは０．２〜０．６重量部である。

また、本発明に用いられる、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部に対して、摺動剤（Ｂ）１〜２０重量部と摺動助剤（Ｃ）０．１〜０．８重量部を配合したポリカーボネート組成物から射出成形された厚み３ｍｍの成形片のＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠した光線透過率は、８０％以上であることが好ましく、当該光線透過率が８５％であるとより好ましい。光線透過率が８０％を下回ると、当該ポリカーボネート樹脂組成物からなる筆記具用の移動部材が、筆記具の透明性を遮蔽し内部の機構の動作確認ができなくなる。

本発明の各種配合成分（Ａ）、（Ｂ）と（Ｃ）の配合方法には特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等によりこれらを混合し、通常の単軸または二軸押出機等で溶融混練することができる。また、これら配合成分の配合順序や一括混合、分割混合を採用することについても特に制限はない。
また、混合時、必要に応じて他の公知の添加剤、例えば紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、染顔料、展着剤（エポキシ大豆油、流動パラフィン等）や強化材（ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等）等、又、他の樹脂を配合することができる。

本発明の筆記具用の移動部材の成形方法については、主として射出成形方法が用いられる。数個若しくは十数個等複数の筆記具用の移動部材が同時に成形できるような金型と１００〜２００Ｔクラスの射出成形機が用いられる。射出成形温度は、成形加工性の面から２６０〜２９０℃が望ましい。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。なお、部や％は特に断りのない限り重量基準に基づく。

使用した配合成分は、以下のとおりである。
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
（住化スタイロンポリカーボネート社製 カリバー２００−１３
粘度平均分子量：２１０００、以下、ＰＣと略記）
酸化防止剤：
アデカ社製 ＰＥＰ３６（以下、ＡＯと略記）
アルキルケテンダイマー（Ｂ）：
永恒化工社製 ＡＫＤ１８４０（以下、ＡＫＤと略記）
摺動助剤：
コグニス社製 オキシオールＶＰＧ８６１（以下、ＰＥＴＳと略記）

前述の各種配合成分を表１および２に示す配合比率にて一括してタンブラーに投入し、１０分間乾式混合した後、二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ３７）を用いて、溶融温度２６０℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。

（摺動性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１０５℃で４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にて試験片（６３ｘ６３ｘ３ｍｍ）を作成した。
得られた試験片をＪＩＳ Ｋ−７１２５に準じ、４００ｇ荷重をかけ相手材がポリカーボネート樹脂に対する動摩擦係数を測定し、０．３以下を良好とした。
当該相手材の作成条件は、次のとおり：
ポリカーボネート樹脂としては、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（住化スタイロンポリカーボネート社製 カリバー２００−１３ 粘度平均分子量：２１０００）を用いた。これを１２５℃で４時間乾燥した後、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にて相手材（１５０ｘ９０ｘ３ｍｍ）を作成した。

（透明性の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物の試験片を用いてＪＩＳ Ｋ７３６１に準じ、試験片厚み３ｍｍの光線透過率を測定し、光線透過率が８０％以上を良好とした。

（ノッチ付きシャルピー衝撃強度の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ１０５℃で４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ^２にてＩＳＯ試験法に準じた試験片を作成し、得られた試験片を用いてＩＳＯ１７９−１、ＩＳＯ７５−２に準じノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。ノッチ付きシャルピー衝撃強度が３０ＫＪ／ｍ^２以上を良好とした。

ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足する場合（実施例１〜５）にあっては、摺動性、透明性、衝撃強度のそれぞれに亘って良好な結果を示した。

一方、ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足しない場合においては、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
アルキルケテンダイマーが添加されていない例（比較例１）およびアルキルケテンダイマーの添加量が本発明の定める範囲よりも少ない例（比較例２）においては、何れも摺動性に劣っていた。
比較例３はアルキルケテンダイマーの添加量が本発明の定める範囲より多い事から、造粒困難よりペレットが作成出来なかった。
比較例４は摺動助剤の添加量が本発明の定める範囲より少ない事から、摺動性が劣っていた。
比較例５は摺動助剤の添加量が本発明の定める範囲より多い事から、透過率と衝撃強度が劣っていた。

Claims (4)

1. ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部に対して摺動剤（Ｂ）１〜２０重量部と摺動助剤（Ｃ）０．１〜０．８重量部を必須成分とするポリカーボネート組成物を成形してなる筆記具用移動部材であって、
   該組成物から射出成形された厚み３ｍｍの成形片のＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠した光線透過率が８０％以上であることを特徴とする、筆記具用移動部材。
2. 前記摺動剤（Ｂ）が下記一般式１に示すアルキルケテンダイマーであることを特徴とする、請求項１に記載の筆記具用移動部材。
   一般式１：
   

   

   （一般式１において、Ｒは、同一でも異なっても良いが、炭素数６〜３３のアルキル基をあらわす。）
3. 前記摺動剤（Ｂ）の配合量が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）１００重量部あたり１〜１０重量部であることを特徴とする、請求項１に記載の筆記具用移動部材。
4. 前記摺動助剤（Ｃ）がペンタエリスリトールと炭素数が１２〜３０である飽和または不飽和脂肪酸とのフルエステルであることを特徴とする、請求項１に記載の筆記具用移動部材。