JP3502998B2 - 着色液内蔵の生分解性プラスチック製筆記具又は塗布具 - Google Patents
着色液内蔵の生分解性プラスチック製筆記具又は塗布具Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は廃棄物蓄積の低減化の一
助となり得る生分解性プラスチックを適用した筆記具又
は塗布具に関する。
助となり得る生分解性プラスチックを適用した筆記具又
は塗布具に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年何種かの自然分解性プラスチックが
試作され、各方面での応用が試みられている。筆記具又
は塗布具の軸胴やキャップ等の成形部材への応用も試行
されているようであるが、生分解性澱粉系ポリマーは湿
気や水に弱いこと、澱粉−ポリエチレン系ポリマーはポ
リエチレンが分解されずに残ること、光分解性プラスチ
ックは使用前の保管と光増感剤の選定の困難さ及びコス
ト高等の問題があり、最も実用化の可能性のある脂肪族
ポリエステルも着色液を内蔵する筆記具又は塗布具の軸
胴やキャップ等の成形材料としては着色液の溶媒の蒸気
透過性が非常に高いという問題があって、現状では液を
内蔵しない筆記具である鉛筆の軸にわずかに生分解性プ
ラスチックが適用されている例があるに過ぎない。
試作され、各方面での応用が試みられている。筆記具又
は塗布具の軸胴やキャップ等の成形部材への応用も試行
されているようであるが、生分解性澱粉系ポリマーは湿
気や水に弱いこと、澱粉−ポリエチレン系ポリマーはポ
リエチレンが分解されずに残ること、光分解性プラスチ
ックは使用前の保管と光増感剤の選定の困難さ及びコス
ト高等の問題があり、最も実用化の可能性のある脂肪族
ポリエステルも着色液を内蔵する筆記具又は塗布具の軸
胴やキャップ等の成形材料としては着色液の溶媒の蒸気
透過性が非常に高いという問題があって、現状では液を
内蔵しない筆記具である鉛筆の軸にわずかに生分解性プ
ラスチックが適用されている例があるに過ぎない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は実用に耐え得
る、生分解性プラスチックからの成形体を軸胴やキャッ
プ等の成形部材に適用した着色液内蔵の筆記具又は塗布
具を提供しようとするものである。
る、生分解性プラスチックからの成形体を軸胴やキャッ
プ等の成形部材に適用した着色液内蔵の筆記具又は塗布
具を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】現在入手できる自然分解
性プラスチックのうちでは、主にグリコールと脂肪族ジ
カルボン酸とから合成される脂肪族ポリエステルが生分
解性と成形加工性の性能を備えているので、筆記具又は
塗布具の部材への応用の候補として採り上げて検討し
た。脂肪族ポリエステルはグリコールと脂肪族ジカルボ
ン酸を主成分として、それらを縮重合させて得られるポ
リマーであるが、本発明の用途には下記一般式化１又は
化２で示される構造の脂肪族ポリエステルの適用が好ま
しい。
性プラスチックのうちでは、主にグリコールと脂肪族ジ
カルボン酸とから合成される脂肪族ポリエステルが生分
解性と成形加工性の性能を備えているので、筆記具又は
塗布具の部材への応用の候補として採り上げて検討し
た。脂肪族ポリエステルはグリコールと脂肪族ジカルボ
ン酸を主成分として、それらを縮重合させて得られるポ
リマーであるが、本発明の用途には下記一般式化１又は
化２で示される構造の脂肪族ポリエステルの適用が好ま
しい。
【化１】式中、ｍは上記式の数平均分子量が１万〜１０
万となるのに必要な重合度であり、Ｍは０又は１以上の
数であり、Ｒ1 及びＲ2 は炭素数２〜１０のアルキレン
基、シクロ環基、又はシクロアルキレン基であり（ただ
し、分枝もありうる）、Ｒ3 はジ又はポリイソシアナー
ト残基である。
万となるのに必要な重合度であり、Ｍは０又は１以上の
数であり、Ｒ1 及びＲ2 は炭素数２〜１０のアルキレン
基、シクロ環基、又はシクロアルキレン基であり（ただ
し、分枝もありうる）、Ｒ3 はジ又はポリイソシアナー
ト残基である。
【化２】式中、ｍは上記式の数平均分子量が２万５千〜
７万となるのに必要な重合度であり、Ｒ1 及びＲ2 は炭
素数２〜１０のアルキレン基、シクロ環基、又はシクロ
アルキレン基（ただし、分枝もありうる）である。
７万となるのに必要な重合度であり、Ｒ1 及びＲ2 は炭
素数２〜１０のアルキレン基、シクロ環基、又はシクロ
アルキレン基（ただし、分枝もありうる）である。
【０００５】しかしながら、脂肪族ポリエステルは筆記
具や塗布具用の着色液に慣用されている水やアルコール
又はキシレン等の溶剤に対して蒸気バリヤー性がなく、
従って脂肪族ポリエステルからの成形体で構成された筆
記具又は塗布具は従来慣用されている溶剤を用いた着色
液を適用した場合、溶剤が容器を透過、揮散して短期間
で筆記又は塗布不能となり、実用に耐えない。この点に
ついて、種々の溶剤を用いた着色液と脂肪族ポリエステ
ルからの成形体との組合わせを検討して本発明を完成さ
せた。本発明の筆記具又は塗布具は生分解性プラスチッ
クである脂肪族ポリエステルからの成形体に、着色剤、
脂肪族炭化水素及び／又は脂環族炭化水素を主体とする
溶剤及び前記溶剤に可溶の樹脂を含む着色液を組み合わ
せてなる。ここで着色液はインキ、マーキング液又は塗
布液等の総称である。
具や塗布具用の着色液に慣用されている水やアルコール
又はキシレン等の溶剤に対して蒸気バリヤー性がなく、
従って脂肪族ポリエステルからの成形体で構成された筆
記具又は塗布具は従来慣用されている溶剤を用いた着色
液を適用した場合、溶剤が容器を透過、揮散して短期間
で筆記又は塗布不能となり、実用に耐えない。この点に
ついて、種々の溶剤を用いた着色液と脂肪族ポリエステ
ルからの成形体との組合わせを検討して本発明を完成さ
せた。本発明の筆記具又は塗布具は生分解性プラスチッ
クである脂肪族ポリエステルからの成形体に、着色剤、
脂肪族炭化水素及び／又は脂環族炭化水素を主体とする
溶剤及び前記溶剤に可溶の樹脂を含む着色液を組み合わ
せてなる。ここで着色液はインキ、マーキング液又は塗
布液等の総称である。
【０００６】用いられる着色剤はニグロシンベースＥ
Ｘ、オイルブラックＨＢＢ、バリファストレッド１３０
８，１３５５、オイルピンク３１２、オイルイエロー１
０１，１０５，１０７、オイルオレンジ２０１，２０
３、オイルブルー６１３（以上、オリエント化学工業
（株）商品名）、スピロンイエローＣ−ＧＮＨ、スピロ
ンレッドＣＧＨ、スピロンバイオレットＣＲＨ（以上、
保土谷化学工業（株）商品名）オレオゾールブラックＡ
Ｒ、ローダミンＢベース（以上、田岡化学工業（株）商
品名）、ネオペンブルー８０８、ネプチューンレッドベ
ース４８６（以上ＢＡＳＦ社商品名）、サビニールブル
ーＧＬＳ（サンド社商品名）等のソルベント染料、アル
ミニウム粉、金粉等の金属光沢顔料、酸化チタン、カー
ボンブラック等の無機顔料、β−ナフトール系、ナフト
ールＡＳ系、ベンツイミダゾロン系、アセト酢酸アニリ
ド系、ピラゾロン系等の不溶性アゾ顔料、フタロシアニ
ンブルー等のフタロシアニン顔料、スレン、インジゴ、
ペリノン、キナクドリン系の縮合多環系顔料、蛍光顔料
などである。
Ｘ、オイルブラックＨＢＢ、バリファストレッド１３０
８，１３５５、オイルピンク３１２、オイルイエロー１
０１，１０５，１０７、オイルオレンジ２０１，２０
３、オイルブルー６１３（以上、オリエント化学工業
（株）商品名）、スピロンイエローＣ−ＧＮＨ、スピロ
ンレッドＣＧＨ、スピロンバイオレットＣＲＨ（以上、
保土谷化学工業（株）商品名）オレオゾールブラックＡ
Ｒ、ローダミンＢベース（以上、田岡化学工業（株）商
品名）、ネオペンブルー８０８、ネプチューンレッドベ
ース４８６（以上ＢＡＳＦ社商品名）、サビニールブル
ーＧＬＳ（サンド社商品名）等のソルベント染料、アル
ミニウム粉、金粉等の金属光沢顔料、酸化チタン、カー
ボンブラック等の無機顔料、β−ナフトール系、ナフト
ールＡＳ系、ベンツイミダゾロン系、アセト酢酸アニリ
ド系、ピラゾロン系等の不溶性アゾ顔料、フタロシアニ
ンブルー等のフタロシアニン顔料、スレン、インジゴ、
ペリノン、キナクドリン系の縮合多環系顔料、蛍光顔料
などである。
【０００７】用いられる溶剤としてはｎ−ペンタン、ｎ
−ヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブ
タン、２，３−ジメチルブタン、ｎ−ヘプタン、ヘプタ
ン異性体、ｎ−オクタン、オクタン異性体、ｎ−ノナ
ン、２，２，５─トリメチルヘキサン、ｎ−デカン、ｎ
−ドデカン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素、
シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、イ
ソプロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、デ
カリン等の脂環族炭化水素であり、特にヘキサン、ヘプ
タン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等
が好ましい。これら溶剤は全溶剤の９０重量％以上を占
める。必要に応じて、補助溶剤として主体溶剤と相溶す
るヘキシレングリコール、オクチレングリコール等のグ
リコール系溶剤を全溶剤の１０重量％未満の範囲で用い
てもよい。
−ヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブ
タン、２，３−ジメチルブタン、ｎ−ヘプタン、ヘプタ
ン異性体、ｎ−オクタン、オクタン異性体、ｎ−ノナ
ン、２，２，５─トリメチルヘキサン、ｎ−デカン、ｎ
−ドデカン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素、
シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、イ
ソプロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、デ
カリン等の脂環族炭化水素であり、特にヘキサン、ヘプ
タン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等
が好ましい。これら溶剤は全溶剤の９０重量％以上を占
める。必要に応じて、補助溶剤として主体溶剤と相溶す
るヘキシレングリコール、オクチレングリコール等のグ
リコール系溶剤を全溶剤の１０重量％未満の範囲で用い
てもよい。
【０００８】前記溶剤に可溶の樹脂としてはアルキルフ
ェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、フェノール変
性キシレン樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、アクリ
ル樹脂、メタクリル樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族
炭化水素樹脂、アルキッド樹脂、ビニル樹脂、ポリエス
テル樹脂、ビニルアルキルエーテル樹脂、スチレン−ブ
タジエン系エラストマー等があげられる。その他、油溶
性染料の可溶化剤としてステアリン酸、オレイン酸等の
高級脂肪酸、ミリスチルアルコール、セチルアルコール
等の固体の高級アルコール、ひまし油、テルペン油等の
動植物油、酸型の燐酸エステル等の添加剤を必要に応じ
て添加してもよい。
ェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、フェノール変
性キシレン樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、アクリ
ル樹脂、メタクリル樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族
炭化水素樹脂、アルキッド樹脂、ビニル樹脂、ポリエス
テル樹脂、ビニルアルキルエーテル樹脂、スチレン−ブ
タジエン系エラストマー等があげられる。その他、油溶
性染料の可溶化剤としてステアリン酸、オレイン酸等の
高級脂肪酸、ミリスチルアルコール、セチルアルコール
等の固体の高級アルコール、ひまし油、テルペン油等の
動植物油、酸型の燐酸エステル等の添加剤を必要に応じ
て添加してもよい。
【０００９】前記各成分は着色液組成中、着色剤３乃至
３０重量％、溶剤４０乃至９０重量％、樹脂３乃至３０
重量％、及び添加剤０乃至５重量％の範囲で用いられ
る。
３０重量％、溶剤４０乃至９０重量％、樹脂３乃至３０
重量％、及び添加剤０乃至５重量％の範囲で用いられ
る。
【００１０】
【作 用】前記脂肪族炭化水素及び／又は脂環族炭化水
素を主体とする溶剤は脂肪族ポリエステルを膨潤させる
ことはなく、また脂肪族ポリエステル膜に対する蒸気透
過性が非常に小さいので、本発明の脂肪族ポリエステル
からの成形体と前記着色液との組合わせからなる筆記具
又は塗布具は、従来の筆記具や塗布具と同様の実用性を
示し、その上使用後の成形体は土中で生分解される。
素を主体とする溶剤は脂肪族ポリエステルを膨潤させる
ことはなく、また脂肪族ポリエステル膜に対する蒸気透
過性が非常に小さいので、本発明の脂肪族ポリエステル
からの成形体と前記着色液との組合わせからなる筆記具
又は塗布具は、従来の筆記具や塗布具と同様の実用性を
示し、その上使用後の成形体は土中で生分解される。
【００１１】
【実 施 例】筆記具又は塗布具の代表例として下記構
造のマーキングペンを作製し、後記のテストを行なっ
た。後端が開口していて、先端には細径のペン体保持部
が一体に形成された円筒状の軸胴、前記ペン体保持部を
気密に包被するキャップ、及び軸胴の後端開口に嵌着さ
れる尾栓の３部材を脂肪族ポリエステル樹脂（ビオノー
レ＃１０００，昭和高分子（株）商品名）で成形し、ペ
ン体保持部に繊維束樹脂加工体からなるペン体を嵌挿
し、軸胴内には試料インキが充填された繊維束からなる
インキ吸蔵体を収納した後、尾栓を後端開口に嵌着し、
ペン体保持部にキャップを嵌着させた構成のマーキング
ペンを試料ペンとした。ここで前記軸胴の主体部及びキ
ャップの主体部の肉厚は１．０乃至１．１ｍｍであり、
軸胴の主体部の後端の外径及び前部の外径はそれぞれ２
０及び１８ｍｍφ、ペン体保持部の外径は８ｍｍφ、ペ
ンの全長は１５５ｍｍである。
造のマーキングペンを作製し、後記のテストを行なっ
た。後端が開口していて、先端には細径のペン体保持部
が一体に形成された円筒状の軸胴、前記ペン体保持部を
気密に包被するキャップ、及び軸胴の後端開口に嵌着さ
れる尾栓の３部材を脂肪族ポリエステル樹脂（ビオノー
レ＃１０００，昭和高分子（株）商品名）で成形し、ペ
ン体保持部に繊維束樹脂加工体からなるペン体を嵌挿
し、軸胴内には試料インキが充填された繊維束からなる
インキ吸蔵体を収納した後、尾栓を後端開口に嵌着し、
ペン体保持部にキャップを嵌着させた構成のマーキング
ペンを試料ペンとした。ここで前記軸胴の主体部及びキ
ャップの主体部の肉厚は１．０乃至１．１ｍｍであり、
軸胴の主体部の後端の外径及び前部の外径はそれぞれ２
０及び１８ｍｍφ、ペン体保持部の外径は８ｍｍφ、ペ
ンの全長は１５５ｍｍである。
【００１２】試料ペンに適用された試料インキＡ乃至Ｄ
及びＰ乃至Ｓの組成を表１に示す。尚、試料インキＡ乃
至Ｄは脂肪族炭化水素及び／又は脂環族炭化水素を主体
とする（全溶剤の９０重量％を占める）溶剤を用いたイ
ンキであり、試料インキＰ乃至Ｓは前記溶剤以外の溶剤
を用いたインキである。
及びＰ乃至Ｓの組成を表１に示す。尚、試料インキＡ乃
至Ｄは脂肪族炭化水素及び／又は脂環族炭化水素を主体
とする（全溶剤の９０重量％を占める）溶剤を用いたイ
ンキであり、試料インキＰ乃至Ｓは前記溶剤以外の溶剤
を用いたインキである。
【表１】
【００１３】表中の原料の内容を注番号に沿って説明す
る。 油溶性黒色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５
０） 油溶性ピンク色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４
９） 油溶性黄色染料（ＣＡＳ．Ｎｏ．１０３３４９−７
０−８） 油溶性青色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５） ルチル型酸化チタン ６５重量％，テルペン樹脂
（ピコライトＳ１５００，理化ハーキュレス社商品名）
１６．５重量％，分散剤 ２．５重量％及びエチルシク
ロヘキサン １６重量％からなる白色顔料ペースト オクチルフェノール樹脂（日立化成（株）商品名ヒ
タノール１５０１，軟化点 ８０〜１００℃，酸価 ８
５〜１００） ＹＳポリスターＴ１１５（安原ケミカル（株）商品
名，軟化点 １１５℃，酸価 １以下） ＹＳレジンＰＸ−１１５０（安原ケミカル（株）商
品名，軟化点 １１５℃酸価 １以下） ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル
塩（フォスファノールＲＤ−５１０Ｙ，東邦化学（株）
商品名，ｐＨ２．５以下、ＨＬＢ９．９）
る。 油溶性黒色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック５
０） 油溶性ピンク色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４
９） 油溶性黄色染料（ＣＡＳ．Ｎｏ．１０３３４９−７
０−８） 油溶性青色染料（Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５） ルチル型酸化チタン ６５重量％，テルペン樹脂
（ピコライトＳ１５００，理化ハーキュレス社商品名）
１６．５重量％，分散剤 ２．５重量％及びエチルシク
ロヘキサン １６重量％からなる白色顔料ペースト オクチルフェノール樹脂（日立化成（株）商品名ヒ
タノール１５０１，軟化点 ８０〜１００℃，酸価 ８
５〜１００） ＹＳポリスターＴ１１５（安原ケミカル（株）商品
名，軟化点 １１５℃，酸価 １以下） ＹＳレジンＰＸ−１１５０（安原ケミカル（株）商
品名，軟化点 １１５℃酸価 １以下） ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル
塩（フォスファノールＲＤ−５１０Ｙ，東邦化学（株）
商品名，ｐＨ２．５以下、ＨＬＢ９．９）
【００１４】前記試料インキＡ乃至Ｄを充填した試料ペ
ンをそれぞれ実施例１乃至４とし、試料インキＰ乃至Ｓ
を充填した試料ペンをそれぞれ比較例１乃至４として、
各試料ペン５本を室温経時テスト用、更に各１０本を４
０℃恒温槽中での経時テスト用に供した。
ンをそれぞれ実施例１乃至４とし、試料インキＰ乃至Ｓ
を充填した試料ペンをそれぞれ比較例１乃至４として、
各試料ペン５本を室温経時テスト用、更に各１０本を４
０℃恒温槽中での経時テスト用に供した。
【００１５】室温及び４０℃経時用試料ペンの各５本は
予め重量を測定しておき、１，３，５，７及び９週後に
重量を測定して試料ペン５本の平均溶剤残存率を求め
た。結果を表２に示す。
予め重量を測定しておき、１，３，５，７及び９週後に
重量を測定して試料ペン５本の平均溶剤残存率を求め
た。結果を表２に示す。
【表２】
【００１６】４０℃経時用の残り各５本の試料ペンにつ
いては、３０日後と６０日後に筆記できるか否かをテス
トした。結果を表３に示す。
いては、３０日後と６０日後に筆記できるか否かをテス
トした。結果を表３に示す。
【表３】
【００１６】
【発明の効果】テスト結果にみられるとおり、本発明の
筆記具又は塗布具に適用される着色液の溶剤以外の溶剤
である、従来より慣用されてきた溶剤を用いた試料ペン
では容器からの透過による溶剤損失が著しく実用に耐え
ないのに対して、本発明による試料ペンは高温での経時
にも耐え、十分な実用性を備えている。そして容器材料
の脂肪族ポリエステルは生分解性であることから使用
後、土中で生分解されるので、廃棄物蓄積の低減化の一
助となるという効果を奏する。
筆記具又は塗布具に適用される着色液の溶剤以外の溶剤
である、従来より慣用されてきた溶剤を用いた試料ペン
では容器からの透過による溶剤損失が著しく実用に耐え
ないのに対して、本発明による試料ペンは高温での経時
にも耐え、十分な実用性を備えている。そして容器材料
の脂肪族ポリエステルは生分解性であることから使用
後、土中で生分解されるので、廃棄物蓄積の低減化の一
助となるという効果を奏する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−78595（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B05C 17/00
B43K 8/02
Claims (5)
- 【請求項１】 必須成分として着色剤、脂肪族炭化水素
及び／又は脂環族炭化水素溶剤及び前記溶剤に可溶の樹
脂を含む着色液を内蔵し、少なくとも軸胴が脂肪族ポリ
エステルからの成形体である着色液内蔵の生分解性プラ
スチック製筆記具又は塗布具。 - 【請求項２】 成形部材がすべて脂肪族ポリエステルか
らの成形体である請求項１記載の着色液内蔵の生分解性
プラスチック製筆記具又は塗布具。 - 【請求項３】 脂肪族ポリエステルが下記一般式化１又
は化２で表される構造である請求項１又は２記載の着色
液内蔵の生分解性プラスチック製筆記具又は塗布具。 【化１】 式中、ｍは上記式の数平均分子量が１万〜１０万となる
のに必要な重合度であり、Ｍは０又は１以上の数であ
り、Ｒ1 及びＲ2 は炭素数２〜１０のアルキレン基、シ
クロ環基、又はシクロアルキレン基であり（ただし、分
枝もありうる）、Ｒ3 はジ又はポリイソシアナート残基
である。 【化２】 式中、ｍは上記式の数平均分子量が２万５千〜７万とな
るのに必要な重合度であり、Ｒ1 及びＲ2 は炭素数２〜
１０のアルキレン基、シクロ環基、又はシクロアルキレ
ン基（ただし、分枝もありうる）である。 - 【請求項４】 着色液の溶剤の９０重量％以上は炭化水
素及び／又は脂環族炭化水素である請求項１記載の着色
液内蔵の生分解性プラスチック製筆記具又は塗布具。 - 【請求項５】 前記溶剤はメチルシクロヘキサン、エチ
ルシクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンからなる群より
選ばれる請求項４記載の着色液内蔵の生分解性プラスチ
ック製筆記具又は塗布具。
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