JP2859122B2 - 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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JP2859122B2 JP6033438A JP3343894A JP2859122B2 JP 2859122 B2 JP2859122 B2 JP 2859122B2 JP 6033438 A JP6033438 A JP 6033438A JP 3343894 A JP3343894 A JP 3343894A JP 2859122 B2 JP2859122 B2 JP 2859122B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインキ収容管内に直接収
容するボールペン用インキの尾端部に使用するインキ逆
流防止体に関する。
【0002】
【従来の技術】インキ収容管中の油性ボールペンインキ
は、通常チップ先端部のボールとインキの乾燥皮膜とに
より蓋をされているために逆さにしてもインキ収容管の
開放された後端部に向かって流れだすようなことはな
い。しかしながら、機械的な衝撃やボールペンの先端が
後端よりも上になる位置で筆記された場合などで空気を
巻き込んだ場合には、インキがインキ収容管後端より流
れだし、人体や衣服などを汚してしまう。これを「逆
流」と称しているが、この逆流を防止するべく従来から
種々のインキ逆流防止方法が提案されている。
【0003】その中で代表的なものとしては、ボールペ
ンのインキ収容管後端にスポンジや石膏などでインキの
漏出を防止するための栓をするものと、インキ収容管の
インキの消費につれてインキに追従し移動するインキ追
従体をインキ末端に使用するものとがある。前者の欠点
としてはインキが一旦漏出防止栓に触れてしまうと、栓
中に設けられている空気置換孔が塞がれてしまうために
栓を取り除いてしまわない限りどのような方法を用いて
も再使用可能な状態に復帰させることができない。ま
た、かりに栓を取り除いて復帰させた場合には、再び逆
流を生じた時にはインキが後端部より漏出してしまう。
【0004】また、後者のインキ追従体としては、固体
のものとゲル状のものとがあるが、固体のものは成形時
に生じるインキ収容管内径のバラツキやインキ追従体自
体のバラツキのため大量生産には不向きである。ゲル状
のインキ追従体については、特開昭57−15307
0、特開昭57−200472、特開昭61−5767
3、特開昭61−145269、特開昭61−1512
89、特開昭61−200187、特開昭61−268
786、特開昭62−50379、特開昭62−148
581、特開平5−270192、特開平5−2701
93などに、インキ収容管に直接インキを収容せしめる
水性ボールペンに具備することが開示されている。これ
らの逆流防止体をそのまま油性ボールペンに使用した場
合には、ゲル化剤のインキへの移行が起こり離油が起
き、逆流防止体としての品質を維持できなく、多くの場
合はペン自体の品質をも劣化させる。
【0005】また、油性ボールペン用のゲル化インキ追
従体としてはグリースの使用が見られるが、高温下や長
期間の保存で離油が見られたり、インキと相溶するなど
品質的に不十分なばかりでなく、不透明なためインキと
の区別が付き難く使用者がインキが残っているのに筆記
できなくなったとの印象を持つなどの欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の種々の問題点を解決することであり、油性ボールペン
インキに使用でき、高温下や長期の保存においても離油
を生じることなく安定でありかつ、仮に逆流した場合も
初期品質をある程度維持した状態で再使用可能な状態に
復帰させることのできる透明なインキ追従体形態のボー
ルペンインキ用逆流防止体組成物を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を鋭意研究の結果、インキ収納管に直接インキを収容
する水性ボールペンで提案されているゲル状逆流防止体
のゲル化剤のうち微粒子シリカを使用したものにシラン
系表面改質剤を添加することによりその目的を達成し得
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
【0008】すなわち、本発明のボールペンインキ用逆
流防止体組成物は、難揮発性有機溶剤および不揮発性有
機溶剤からなる群から選ばれた少なくとも一種の溶剤と
ゲル化剤としての微粒子シリカおよびシラン系表面改質
剤を含有することを特徴とする。
【0009】本発明の組成物に使用するシラン系表面改
質剤としては一般式、
【0010】
【化1】
【0011】で表されるシリコン化合物が示され、具体
的なものとしては、信越化学工業(株)製(製品名)
“KBM3103C”、“KBM7103”、“KBM
7803”、“KBM6000”、“KBM641”な
どがあげられる。シラン系表面改質剤の含有量は、組成
物に対して0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜5
重量%である。この量が0.1重量%以下では本発明の
効果が得られず、また20%を越える添加は、性能上の
効果に差はない。
【0012】本発明の組成物に用いる難揮発性有機溶剤
および不揮発性有機溶剤からなる群から選ばれた少なく
とも一種の溶剤は、98℃、5時間の条件下で蒸発ロス
が0.4重量%以下の溶剤であり、例えば鉱物油、動植
物油、エステル類、高沸点炭化水素、高級脂肪酸類、高
級アルコール類、低分子ポリオレフィンなどである。具
体的なものとしては、ワセリン、スピンドル油、ヒマシ
油、オリーブ油、流動パラフィン、平均分子量300〜
3000のポリブテンなどがあげられる。該有機溶剤の
含有量は組成物中70〜99重量%である。
【0013】本発明の組成物に用いるゲル化剤である微
粒子シリカは、高純度で非常に細かな微粒子のものであ
れば、一般品でも表面を疎水化処理したもののどちらで
もかまわない。また、必要に応じて粘土増粘剤や金属石
ケンを上記シリカと併用してもよい。具体的なものとし
ては、日本アエロジル(株)製のAEROSIL13
0、200、300、380や疎水性シリカAEROS
ILR972(BET表面積110m2/g)、R97
4D(BET表面積200m2/g)、R976D(B
ET表面積300m2/g)などがあげられる。その中
でも、特に効果的なのは、疎水処理がされていないグレ
ードのAEROSIL130、200、300、380
を使用した場合である。含有量は組成物中1〜20重量
%である。
【0014】本発明の組成物には、前記の必須成分に加
え、種々の界面活性剤を添加できる。界面活性剤には、
水と難溶なポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン
およびこれらの誘導体、水に難溶なポリグリセリンおよ
びその誘導体、水に難溶なソルビタンおよびその誘導
体、水に難溶なパーフルオロアルキル基を有する化合
物、および水に難溶なメチルポリシロキサンを有する化
合物からなる群より選ばれた少なくとも一種を含む界面
活性剤であり、一般的に非イオン性の界面活性剤を形成
し得るものが好ましい。具体的にはポリオキシエチレン
モノイソステアレート、ポリオキシエチレンひまし油な
どのポリオキシエチレン誘導体、ソルビタンモノステア
レートなどのソルビタンの誘導体、ヘキサグリセリンテ
トラステアレートなどのポリグリセリン誘導体、ポリオ
キシエチレンのパーフルオロアルキルエステルなどのフ
ッ素系界面活性剤、メチルポリシロキサンのプロピレン
オキサイドやエチレンオキサイドの側鎖付加物などのシ
リコン系界面活性剤などをあげることができる。
【0015】本発明の組成物をボールペンに適用する場
合、これに対応するインキに最も適した溶剤は、通常の
油性ボールペンインキに用いられている溶剤、すなわ
ち、着色剤を溶解または分散し、かつ比較的高沸点であ
るもの、例えばベンジルアルコール、フェノキシエタノ
ール、カービトール類、セロソルブ類などを使用したも
のであるが、このことが本発明の組成物をインキ収容管
に直接インキを収容する水性ボールペン用の水性インキ
など他のインキに使用することを妨げるものではない。
【0016】本発明の組成物の製法は、従来技術のイン
キ追従体と同じでよい。例えば、微粒シリカ、基油、シ
ラン系表面改質剤などすべての成分を室温で予備混練し
た後、三本ロールミル、ニーダーなどの分散機で混練し
ゲル状で組成物を得る。
【0017】
【実施例】実施例、比較例によって本発明を更に説明す
る。インキ追従体の充填には、国産遠心機(株)製H−
103N型遠心分離機を用い、ペンの尾端方向からペン
先方向に遠心力がかかるように、毎分2800回転で1
0分間遠心をかけた。また試験に用いたボールペンは、
ポリプロピレンチューブ、ステンレスチップ(ボールは
超硬合金タングステンカーバイドで、直径0.7mmで
ある)を有するものである。
【0018】実施例、比較例に示す試験には次の二種の
油性ボールペン用インキを用いた。 インキ: 染料 (“スピロンブラックGMH”)*1 20 重量部 染料 (“スピロンイエローC−2GH”)*1 5 〃 染料 (“スピロンバイオレットCRH”)*1 15 〃 溶剤 ベンジルアルコール 15 〃 溶剤 フェノキシエタノール 40 〃 ケトン樹脂 (“ハイラック#111”)*2 15 〃 ポリビニルピロリドン (“PVP K−90”)*3 0.1 〃 *1 (保土谷化学工業(株)製、登録商標名) *2 (日立化成(株)製、登録商標名) *3 (GAF製) 以上を還流冷却器、撹拌機を備えた容器に投入し、60
℃、10時間撹拌し、不溶物を除いて粘度約11.0P
a.sの黒インキを得た。 インキ: 顔料 (“カーボンブラックMA−100”)*4 15 重量部 溶剤 ベンジルアルコール 10 〃 溶剤 ジエチレングリコールモノブチルエーテル 20 〃 溶剤 フェノキシエタノール 51 〃 ポリビニルブチラール(“デンカブチラール#2000−1”)*5 3 〃 アルコール親和性有機スメクタイト(“SEN”)*6 1 〃 *4 (三菱化成(株)製、商品名) *5 (電気化学工業(株)製、商品名) *6 (コープケミカル(株)製、商品名) 以上成分を混合し、ダイノミル分散後濾過し、粘度約
1.0Pa.sの黒インキを得た。
【0019】実施例、比較例における試験は以下のとお
りである。強制劣化試験 50℃、80%RHの恒温恒湿槽および70℃の恒温槽
内に所定時間放置後、室温まで放冷し、離油の有無およ
びインキとインキ逆流防止体組成物の逆転現象の有無を
確認した。逆流試験 ペン先が上向きになる状態で描線が書けなくなるまで筆
記し、そのまま試験管立てにペン先が上向きになるよう
に立て、インキがインキ収容管の後端から漏出した本数
を数えた。復帰試験 逆流試験でインキが漏出したサンプルを製造時と同様の
条件(国産遠心機(株)製H−103N型遠心分離機を
用い、ペンの尾端方向からペン先方向に遠心力がかかる
ように、毎分2800回転で10分間)で遠心をかけた
後、手書きで螺旋筆記して筆記の可否を確認した。
【0020】実施例1 基油:(“ニッサンポリブテン015N”)*7 90 重量部 微粒子シリカ:(“AELOSIL300”)*8 5 〃 表面改質剤:(“KBM3103C”)*9 5 〃 以上の配合物を三本ロールミルで混練し、インキ逆流防
止体組成物を得た。実施例2 基油:(“ポリブテンHV−15”)*10 92 重量部 微粒子シリカ:(“AELOSIL380”)*8 4 〃 シリコン系界面活性剤:(“SILWET FZ−2110”)*11 1 〃 表面改質剤:(“KBM7803”)*9 3 〃 以上の配合物を三本ロールミルで混練し、インキ逆流防
止体組成物を得た。実施例3 基油:(“ダイアナプロセスオイルMC−W90”)*12 89.9重量部 微粒子シリカ:(“AELOSILR974D”)*8 3 〃 フッ素系界面活性剤:(“エフトップ EF−801”)*13 0.1 〃 表面改質剤:(“KBM641”)*9 7 〃 以上の配合物を三本ロールミルで混練し、インキ逆流防
止体組成物を得た。実施例4 基油:(“ポリブテン35R”)*12 47 重量部 基油:(“ダイアナプロセスオイルMC−S32”)*12 47 〃 微粒子シリカ:(“AELOSIL200”)*8 2 〃 表面改質剤:(“KBM6000”)*9 4 〃 以上の配合物を三本ロールミルで混練し、インキ逆流防
止体組成物を得た。 *7 (日本油脂(株)製、商品名) *8 (日本アエロジル(株)製、商品名) *9 (信越化学工業(株)製、商品名) *10(日本石油(株)製、商品名) *11(日本ユニカー(株)製、商品名) *12(出光興産(株)製、商品名) *13(三菱マテリアル(株)製、登録商標名) 実施例で得られたインキ逆流防止体組成物をインキお
よびインキのいずれとも組み合わせて試験を行った。
強制劣化試験で120日後でも離油やインキとの逆転現
象は見られなかった。また、逆流試験では試験した10
本のサンプルすべてにインキの漏出は見られず、復帰試
験でもすべてのサンプルとも再使用可能となった。
【0021】比較例1 シラン系表面改質剤KBM3103C除き、ニッサン
ポリブテン015Nで置き換えた以外は実施例1とまっ
たく同様に行った。比較例2 シラン系表面改質剤KBM6000除き、ポリブテン
HV−15Nで置き換えた以外は実施例2とまったく同
様に行った。比較例3 シラン系表面改質剤KBM641除き、ダイアナプロ
セスオイルMC−W90で置き換えた以外は実施例3と
まったく同様に行った。比較例4 シラン系表面改質剤KBM7803を除き、ポリブテン
35RおよびダイアナプロセスオイルMC−S32で置
き換えた以外は実施例4とまったく同様に行った。 比較例1〜4で得られたインキ逆流防止体をインキお
よびインキのいずれとも組み合わせて試験を行った。
逆流試験や復帰試験では実施例と同様の試験結果が得ら
れたが、強制劣化試験において10日以内に離油が見ら
れ、実施例に比べてはるかに経時劣化が大きかった。特
に比較例1、2においてはインキに関係なく常温におい
ても30日以内に離油が見られた。比較例5 インキ逆流防止体として、グリース〔(“NPCカップ
グリース1号”)*14〕を使用した。比較例6 インキ逆流防止体として、グリース〔(“グリース#2
33”)*15〕を使用した。 *14(日本礦油(株)製、商品名) *15(Formulabs製) 比較例5、6で得られた逆流防止体をインキおよびイ
ンキと組み合わせたときの逆流試験や復帰試験では実
施例と同様の試験結果が得られたが、強制劣化試験にお
いてインキに関係なく30日以内に離油が見られ、実施
例に比べて経時劣化が大きかった。特に、実施例5では
グリースの色が黒色のためインキとの区別がつき難く、
終筆ではまだインキあるのに筆記できないような印象
をうけた。比較例7 インキ逆流防止体としてスポンジを使用した。比較例7
のインキを用いた逆流試験では実施例同様に試験した
サンプル10本すべてにインキの漏出は見られなかった
が、復帰試験においてすべて筆記不能のままであった。
また、インキを用いた逆流試験では、インキ粘度が低
いため10本中3本にインキの漏出が見られた。
【0022】
【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、透明で油性ボールペンインキに使用でき、高
温下や長期の保存においても離油を生じることなく安定
でありかつ、仮に逆流した場合も初期品質をある程度維
持した状態で再使用可能な状態に復帰させることができ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 難揮発性有機溶剤および不揮発性有機溶
    剤からなる群から選ばれた少なくとも一種の溶剤、ゲル
    化剤としての微粒子シリカおよびシラン系の表面改質剤
    を含むボールペンインキ逆流防止体。
  2. 【請求項2】 溶剤が98℃、5時間の条件下で蒸発ロ
    スが0.4重量%以下の溶剤である請求項1記載のボー
    ルペンインキ逆流防止体。
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