JP4351089B2

JP4351089B2 - ボールペン用インキ逆流防止剤組成物

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Publication number: JP4351089B2
Application number: JP2004056226A
Authority: JP
Inventors: 年二横谷; 千夏伊澤
Original assignee: 株式会社日本礦油
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: JP2005246626A

Description

この発明は，インキが充填されたボールペン用インキ筒に充填される水性又は油性のボールペン用インキ逆流防止剤組成物に関する。

従来，ボールペンについて，インキ収容管即ちインキ筒に充填されたインキの尾端に連続させてインキ筒内にインキ追従体即ちインキ逆流防止剤と呼ばれる組成物が充填されているのが一般的である。通常，ボールペンは，インキを充填したインキ筒の末端が開放状態に形成されているので，インキ筒に単にインキのみを充填しただけでは，ボールペンのペン先を上向きや横向きに放置すると，インキがインキ筒内を逆流して外部に漏れたり，ボールペンに対する少しの衝撃でもインキがインキ筒から飛散して衣服，周囲環境等を汚してしまう恐れがあり，或いはインキ筒からインキが開口を通じて蒸発する恐れがある。そこで，ボールペンは，これらの問題を解決するため，インキ筒内のインキの尾端に連続してインキ逆流防止剤を充填しているのが現状である。

従来，スチレン系熱可塑性エラストマーを添加剤に用いた水性ボールペン用インキ乾燥防止体組成物が知られている。上記のような水性ボールペン用インキ乾燥防止体組成物として，例えば，難揮発性及び／又は不揮発性のフタル酸エステルを基剤とし，これに充填剤とスチレン−ブタジエン系エラストマーとを添加してなるものが知られている。上記水性ボールペン用インキ乾燥防止体組成物は，高温環境下におけるインキ収容管の末端からの水性ボールペンインキ溶剤分の嵌挿を抑制し，筆記時のインキ流動性を確保し，経年安定性の効果を狙ったものである（例えば，特許文献１参照）。

また，水性ボールペンインキの逆流防止剤として常温液状炭化水素を用いたものが知られている。該水性ボールペンインキの逆流防止剤は，インキ収容管内に充填された水性インキの端末に設けられる逆流防止剤であって，鉱物油，エチレン−α−オレフィンコオリゴマー，ポリブデン，ポリ−α−オレフィン油からなる群から選択される１種以上の常温液状炭化水素１００重量部に対して，０．５〜２０重量部のスチレン系熱可塑性エラストマーを配合した組成を有するものである。更に，該水性ボールペンインキの逆流防止剤は，ポリスチレンブロック−ゴムブロック，又はポリスチレンブロック−ゴムブロック−ポリスチレンブロックからなるブロックコポリマーの少なくとも何れかを含むものである。また，上記ゴムブロックは，ポリブタジエン，ポリイソプレン，ポリエチレン／ブチレン，又はポリエチレン／プロピレンである（例えば，特許文献２参照）。

特開平７−２１６２８５号公報特許第３０１６７４９号公報

ところで，ボールペンにおいて，インキ筒に充填されるボールペン用インキ逆流防止剤組成物の必要な性能としては，耐高温性能，追従性，耐衝撃性及び耐混合性を備えていることが求められている。
耐高温性能としては，インキ逆流防止剤組成物が輸送中等に遭遇する８０℃程度の雰囲気においても基油とゲル化剤が分離せず，また，インキ逆流防止剤組成物がインキ筒内で流動又はインキ筒から流出しないこと等である。
追従性としては，インキ逆流防止剤組成物がインキの消耗に従ってインキ末端から離れず追従し，また，インキ筒壁に付着してインキ筒末端部に残らないこと等である。
耐衝撃性としては，ボールペンの落下等の衝撃があっても，インキ逆流防止剤組成物がインキ筒内で流動したり，インキ筒から流出しないこと等である。
耐混合性としては，インキ逆流防止剤組成物が油性や水性ボールペン用インキと混合して，インキ逆流防止剤組成物が汚染しないこと等である。

また，インキ逆流防止剤組成物としては，上記のように，従来，種々のインキ逆流防止剤組成物が開示されているが，近年，ボールペンのインキの組成，インキ筒の径，材質等について種々のものが存在しており，それらの条件に対して必ずしも上記の必要性能がすべて満足されていないのが現状である。例えば，上記の水性ボールペン用インキ乾燥防止体組成物は，フタル酸エステルの基剤にスチレン−ブタジエン系エラストマー即ちスチレン系熱可塑性エラストマーを添加したものであるが，環境上の問題から使用に制限があることである。また，ボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，金属石けん，微粒子シリカといったゲル化剤によってゲル化したものでも，まだ，上記の必要性能のすべてを満足することはできないのが現状である。

また，上記の水性ボールペンインキの逆流防止剤は，上記の水性ボールペン用インキ乾燥防止体組成物におけるスチレン系熱可塑性エラストマーを，基油である常温液状炭化水素に配合したものであるが，基油が液状であるため，インキ逆流防止剤からにじみ出た常温液状炭化水素がインキに混合したり，インキ筒後部より液状油が流出するという問題があり，また，スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量が１０質量％以上のものは給脂における作業性が悪いという問題を有している。また，従来，使用されている増ちょう剤と基油から構成されるインキ逆流防止剤は，上記に示した耐衝撃性や高温性能に問題がある。そこで，インキ逆流防止剤組成物として，上記の種々の問題を解決することが望まれている現状である。

この発明の目的は，上記の課題を解決するため，水性又は油性のボールペンにおいて，インキ筒に収容されたインキの尾端に連続してインキ筒内に充填されるインキ逆流防止剤として，優れた耐高温性能，追従性，耐衝撃性及び耐混合性を兼ね備えた性能を発揮できる水性又は油性のボールペン用インキ逆流防止剤組成物を提供することにある。

この発明は，難揮発性液体にアルミニウム複合石けんをゲル化剤として用いてなることを特徴とするボールペン用インキ逆流防止剤組成物に関する。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，前記アルミニウム複合石けんの含有量は，０．１乃至４０質量％である。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，前記アルミニウム複合石けんは，下記一般式で表される組成物である。
Ｒ−ＣＯＯ−Ａｌ（ＯＨ）Ｏ−ＣＯ−Ｃ₆Ｈ₅
但し，Ｒは炭素数１〜３０のアルキル基である。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，前記難揮発性液体は，２５℃で１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓの動粘度を有する精製鉱油，ポリアルファオレフィン油，エステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，ジフェニルエーテル油及びポリブテン油から選ばれる１種又は２種以上の混合体である。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，２５℃におけるスプレッドメーターでの１分値（表１〜４では，ＳＭ値で示す）は，２０〜５０ｍｍである。

この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，上記のように，難揮発性液体にゲル化剤としてアルミニウム複合石けんを用い，予め決められた所定の配合することにより，アルミニウム複合石けんが難揮発性液体に対してゲル構造安定剤となって，優れた耐高温性能，追従性，耐衝撃性及び耐混合性を兼ね備えた良好な性状を持つことができる。

この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，アルミニウム複合石けんの配合によって難揮発性液体をゲル化することによって，ボールペンによる筆記時に，インキ追従性と正立状態におけるインキ逆流防止性に優れる性状を確保することができるインキ追従体組成物である。このボールペン用インキ逆流防止剤組成物について，具体的には，難揮発性液体である基油は，２５℃で１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓの動粘度を有する精製鉱油，ポリアルファオレフィン油，エステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，ジフェニルエーテル油及びポリブテン油から選ばれる１種又は２種以上の混合体である。また，ゲル化剤としては，一般式Ｒ−ＣＯＯ−Ａｌ（ＯＨ）Ｏ−ＣＯ−Ｃ₆Ｈ₅である増ちょう剤を０．１〜４０質量％含有するアルミニウム複合石けん系グリース組成物であって，Ｒが炭素数１〜３０のアルキル基であるアルミニウム複合石けん系グリースである。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，ゲル化剤として用いるアルミニウム複合化合物の含有量は，０．１〜４０質量％であることが好ましく，０．１質量％以下では軟らか過ぎて逆流防止性能の効果がなく，４０質量％以上では硬過ぎて追従性が悪化し，実用的で無くなる。このボールペン用インキ逆流防止剤組成物では，ゲル化剤として用いるアルミニウム複合化合物は単独でもよく，また，別の物質を併用しても構わないが，インキへの影響を考慮して，他のゲル化剤と混合して使用することが望ましい。即ち，アルミニウム複合化合物と併用するゲル化剤としては，親水性シリカ，疎水性シリカ等の微粒子シリカやメチル化処理した微粒子シリカ，或いは，モノステアリン酸アルミニウム石けん，ステアリン酸リチウム石けん等の非水溶性金属石けん，又は，オレフィンコポリマー，スチレン系エラストマー，アタクチックポリプロピレン等のポリマーがある。他のゲル化剤の添加量は，インキ追従体全量に対して０．１〜１５質量％である。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，基油は使用できる動粘度を有するものであれば，限定されるものではないが，２５℃における動粘度が１０〜１０００００ｍｍ²／ｓの範囲であることが望ましく，１０ｍｍ²／ｓ以下であれば，追従性が良すぎて，インキの吐出量が多くなりすぎ，また，１０００００ｍｍ²／ｓ以上であれば，インキの吐出量が少なくなり，筆記できなくなる現象が発生するので実用性がないものとなる。また，このボールペン用インキ逆流防止体組成物は，必要に応じて酸化防止剤，防錆剤等の添加剤を添加することができ，これらの添加量は総量でインキ追従体全量に対して０．１〜１５質量％程度である。

表５に示す市販ボールペンＡ，Ｂ及びＣを購入した。ボールペンＡは，精製鉱油を用いたものであり，精製鉱油は４０℃における動粘度が９８．３ｍｍ²／ｓである。ボールペンＢは，ポリアルファオレフィン油を用いたものであり，ポリアルファオレフィン油は４０℃における動粘度が４７２ｍｍ²／ｓである。また，ボールペンＣは，ポリブテン油を用いたものであり，ポリブテン油は４０℃における動粘度が４７２ｍｍ²／ｓである。
これらのボールペンＡ，Ｂ及びＣのインキ筒に充填してあるインキ逆流防止剤組成物を注射器を用いて吸い取り，インキ筒壁に付着しているインキ逆流防止剤組成物を拭き取った後に，表１〜３に示されている実施例１〜１５，及び表４に示されている比較例１〜５の組成物をそれぞれ表５に示す量だけ，インキ筒のインキ末端部にインキと連続させて充填し，促進試験，追従性試験，耐衝撃性試験及び耐混合性試験の評価試験を行った。

促進試験としては，ボールペンＡ，Ｂ及びＣのペン先を上向きにして８０℃恒温空気浴に３０日間静置した後に，これらのボールペンの外観を観察した。インキ逆流防止剤組成物がインキ筒内で流動したり，インキ筒から流出したもの，及び基油とゲル化剤に分離が観察されるものは不合格（×）とした。これらの現象が発生しなかったものを合格（〇）とした。
追従性試験としては，ボールペンＡ，Ｂ及びＣを用いて１０ｃｍ／ｓｅｃの速度でインキが無くなるまで連続して筆記を続け，インキ逆流防止剤組成物がインキの消耗に追従していくか否かを観察した。インキ逆流防止剤組成物の一部がインキ筒壁に付着してインキ筒の末端部に残ったもの，及びインキ逆流防止剤組成物がインキ筒内を動かず，途中で筆記が不能になったものは不合格（×）とした。これらの現象が発生しなかったものを合格（〇）とした。
耐衝撃性試験としては，ボールペンＡ，Ｂ及びＣのペン先を上にして持ち，ボールペンＡ，Ｂ及びＣを高さ１ｍの場所からコンクリート床に５０回落下させた後に，これらのボールペンの外観を観察した。インキ逆流防止剤組成物がインキ筒内で流動したり，又はインキ筒から流出したものは不合格（×）とした。これらの現象が発生しなかったものを合格（〇）とした。
耐混合性試験としては，ボールペンＡ，Ｂ及びＣのペン先を上向きにして８０℃恒温空気浴に３０日間静置した後に，これらのボールペンの外観を観察した。インキ逆流防止剤組成物がインキと混合したものは不合格（×）とした。これらの現象が発生しなかったものを合格（〇）とした。

上記の各評価試験結果を，表１，表２，表３及び表４に示す。表１，表２及び表３に示す実施例１〜１５，及び表４に示す比較例１〜５の評価試験結果から明らかなように，この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，上記の各評価試験によって，優れた耐高温性能，追従性，耐衝撃性及び耐混合性を兼ね備えていることが分かった。

また，この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物の実施例と比較例とを比較すると，次のとおりである。
表１に示す実施例１〜４のインキ逆流防止体組成物については，容器に基油，ステアリン酸及び安息香酸を計り取り，これらを攪拌しながら８５℃に加温し，３分の１モルの環状アルミニウムオキサイドプロピレートを投入することにより反応させて内容物を得た。上記内容物を攪拌しながら１９０℃迄加温した。次いで，加温した内容物を攪拌しながら室温まで冷却し，３本ロールミルを通過させて調製した。ここで，難揮発性液体は，基油のポリブテン油である。また，アルミニウム複合石けん１は，ステアリン酸，安息香酸及び環状アルミニウムオキサイドプロピレートからなるものである。

表２及び表３に示す実施例５〜１５のインキ逆流防止体組成物については，容器に基油，ベヘニン酸及び安息香酸を計り取り，これらを攪拌しながら８５℃に加温し，３分の１モルの環状アルミニウムオキサイドプロピレートを投入することにより反応させて内容物を得た。上記内容物を攪拌しながら１９０℃迄加温した。次いで，加温した内容物を攪拌しながら室温まで冷却し，３本ロールミルを通過させて調製した。ここで，難揮発性液体としての基油は，実施例５〜９，１２においてポリブテン油であり，実施例１０において精製鉱油であり，実施例１１においてポリアルファオレフィン油であり，実施例１３において精製鉱油とポリアルファオレフィン油とであり，実施例１４において精製鉱油とポリブテン油とであり，実施例１５において精製鉱油，ポリアルファオレフィン油及びポリブテン油である。また，アルミニウム複合石けん２は，ベヘニン酸，安息香酸及び環状アルミニウムオキサイドプロピレートからなるものである。

また，表４に示す比較例１〜５のインキ逆流防止体組成物については，容器に難揮発性液体としての基油と，モノステアリン酸アルミニウム又はジステアリン酸アルミニウムとから成る各原料を計り取り，これらを混合して内容物を得た。この内容物を攪拌しながら１９０℃迄加熱した。次いで，加熱した内容物を静置で室温まで冷却し，３本ロールミルを通過させて調製した。ここで，比較例１と比較例２において，基油として精製鉱油と，モノステアリン酸アルミニウムとでボールペン用インキ逆流防止剤組成物を作った。比較例３において，基油として精製鉱油と，ジステアリン酸アルミニウムとでボールペン用インキ逆流防止剤組成物を作った。比較例４において，基油としてポリアルファオレフィン油と，モノステアリン酸アルミニウムとでボールペン用インキ逆流防止剤組成物を作った。また，比較例５において，基油としてポリブテン油と，モノステアリン酸アルミニウムとでボールペン用インキ逆流防止剤組成物を作った。

この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，水性ボールペン及び油性ボールペンにおいて，インキ筒に充填されたインキの尾端に連続してインキ筒に充填されるインキ追従体に使用される。

Claims

難揮発性液体にアルミニウム複合石けんをゲル化剤として用いてなることを特徴とするボールペン用インキ逆流防止剤組成物。
前記アルミニウム複合石けんの含有量は，０．１乃至４０質量％であることを特徴とする請求項１に記載のボールペン用インキ逆流防止剤組成物。
前記アルミニウム複合石けんは，下記一般式で表される組成物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン用インキ逆流防止剤組成物。
Ｒ−ＣＯＯ−Ａｌ（ＯＨ）Ｏ−ＣＯ−Ｃ₆Ｈ₅
但し，Ｒは炭素数１〜３０のアルキル基である。
前記難揮発性液体は，２５℃で１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓの動粘度を有する精製鉱油，ポリアルファオレフィン油，エステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，ジフェニルエーテル油及びポリブテン油から選ばれる１種又は２種以上の混合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボールペン用インキ逆流防止剤組成物。
２５℃におけるスプレッドメーターでの１分値は，２０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のボールペン用インキ逆流防止剤組成物。