JP4676147B2

JP4676147B2 - ボールペン用インキ逆流防止剤組成物

Info

Publication number: JP4676147B2
Application number: JP2004053213A
Authority: JP
Inventors: 年二横谷; 千夏伊澤; 誠遠藤
Original assignee: 株式会社日本礦油
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005239933A

Description

この発明は，インキが充填されるボールペン用インキ筒に充填される水性又は油性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，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％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耐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，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，優れた追従性，耐衝撃性，耐混合性を兼ね備えた性能を発揮できる水性又は油性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，基油及び増ちょう剤からなる半固体状物質に，スチレン系熱可塑性エラストマーが０．１〜１０重量％配合されており，
温度２５℃における不混和ちょう度及び混和ちょう度は２００〜５００であり，温度２０℃で且つせん断速度１．９１５ｓｅｃ ^-1 における粘度が５０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであり，温度２５℃におけるスプレッドメーター値が２０〜５０ｍｍであり，
前記半固体状物質を構成する前記増ちょう剤は，アルミニウム石けん，リチウム石けん，リチウム複合石けん，カルシウム石けん，ウレア化合物，有機化ベントナイト，ＰＴＦＥ，シリカゲル，ポリマーから選ばれる１種又は２種以上であり，
前記半固体状物質を構成する前記基油は，精製鉱油，合成炭化水素油，動植物油脂，α−オレフィン−コオリゴマー，ポリブテン，ジエステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，及びジフェニルエーテル油から選ばれる１種または２種以上であ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。

また，このボールペン用インキ逆流防止剤組成物において，前記スチレン系熱可塑性エラストマーは，ポリスチレンブロック−ゴムブロック及び／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を含むものである。

更に，前記ゴムブロックは，ポリブタジエン，ポリイソプレン，ポリエチレン／ブチレン，ポリエチレン／プロピレンのいずれか１種である。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，上記のように，基油と増ちょう剤とからなる半固体状物質に予め決められた所定量のスチレン系熱可塑性エラストマーを添加することによって，優れた耐衝撃性，耐高温性能，追従性，耐混合性を発揮できるものである。また，このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，基材が半固体状であって製造に当たって取り扱い易く，給脂における作業性が良好であり，またボールペンそのものの製造が極めて容易である。

以下，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について設明する。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，水性ボールペン及び油性ボールペンに使用して好ましいものであり，特に，基材を基油と増ちょう剤とから半固体状物質にしたものであり，その半固体状物質に，スチレン系熱可塑性エラストマーの０．１〜１０重量％を配合したものである。

このボールペン用インキ逆流防止剤組成物については，特に，増ちょう剤は，アルミニウム石けん，リチウム石けん，リチウム複合石けん，カルシウム石けん，ウレア化合物，有機化ベントナイト，ＰＴＦＥ，シリカゲルから選ばれる１種または２種以上を使用することができ，また，基油は，精製鉱油，合成炭化水素油，αオレフィン−コオリゴマー，ポリブテン，ジエステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，及びジフェニルエーテル油から選ばれる１種または２種以上を使用することができることを特徴としている。

更に，このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，温度２５℃における混和ちょう度及び不混和ちょう度が２００〜５００であり，温度２０℃で且つせん断速度１．９１５ｓｅｃ^-1における粘度（表１〜３では，Ｅ型粘度で示す）が５０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであり，更に，温度２５℃におけるスプレッドメーター値（表１〜３では，ＳＭ値で示す）が２０〜５０ｍｍを示すものである。ボールペン用インキ逆流防止剤組成物については，混和ちょう度及び不混和ちょう度が２００より低い場合は，インキに対する追従性が悪く，また，５００より高い場合は，耐衝撃性が悪くなる現象がある。また，ボールペン用インキ逆流防止剤組成物については，スチレン系熱可塑性エラストマー量を０．１重量％より低くした場合は耐衝撃性が悪く，また，スチレン系熱可塑性エラストマー量を１０重量％より多くした場合は，ボールペン用インキ逆流防止剤組成物が固形に近づき追従性が悪くなり，ボールペンのインキ筒への供給が難しくなる。勿論，このボールペン用インキ逆流防止剤組成物は，必要に応じて酸化防止剤，防錆剤，ポリマー等の添加剤を添加することができる。

以下，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，及び比較のための比較例について説明する。
表１〜表４に示される各半固体状物質１〜５に各スチレン系熱可塑性エラストマー１〜５を秤り取り，これらの原料をよく混合した後に加熱し，加熱された混合物を更に混合し，次いで冷却した後に，混合物を３段ロールミルを通過させて，表１に示されている実施例１〜実施例４，表２に示されている実施例５〜実施例９，表３に示されている実施例１０〜実施例１４に対応する各組成物，及び表４に示されている比較例１〜比較例４の各組成物を得た。

表１において，半固体状物質１は，増ちょう剤としてモノステアリン酸アルミニウムを用い，基油としてポリブデン（４０℃，４０００ｍｍ²／ｓ）を用い，ちょう度が４００のものである。
半固体状物質２は，増ちょう剤としてウレア化合物を用い，基油として精製鉱油（４０℃，１００ｍｍ²／ｓ）を用い，ちょう度が４５０のものである。
半固体状物質３は，増ちょう剤としてシリカを用い，基油としてエステル油（４０℃，５０ｍｍ²／ｓ）を用い，ちょう度が４８０のものである。
半固体状物質４は，増ちょう剤として有機化ベントナイトを用い，基油としてエステル油（４０℃，５０ｍｍ²／ｓ）を用い，ちょう度が５００のものである。

表２及び表３において，半固体状物質５は，増ちょう剤としてアルミニウム石けんを用い，基油としてポリブデンを用い，ちょう度が２５℃で４５０のものである。
スチレン系熱可塑性エラストマー１は，市販されているＡ社のものであり，ポリスチレンブロックと柔軟なポリオレフィン構造のエラストマーブロックで構成されたブロック共重合体であり，広い温度範囲でゴム的性質を示し，加熱すると溶融する熱可塑性樹脂の流動特性を示すものである。
スチレン系熱可塑性エラストマー２は，市販されているＢ社のものであり，ポリスチレン−ゴム中間ブロック−ポリスチレンから成るブロック共重合体であり，ポリスチレン末端ブロックとゴム中間ブロックは互いに非相溶で２相構造を形成し，ポリスチレン相ＧＡ理的架橋点（ドメイン）を形成し，加硫ゴムの架橋点の機能を果たすものである。
スチレン系熱可塑性エラストマー３は，市販されているＣ社のものであり，スチレン／ゴム比が３０／７０のものであって一種の粘・接着剤であり，その性状は，比重が０．９４，硬さ（ＪＩＳＡ）が６９度，引張り強さが３３ＭＰａ，及び伸びが８８０％であるものである。
スチレン系熱可塑性エラストマー４は，市販されているＣ社のものであり，スチレン／ゴム比が３２／６８のものであって一種の粘・接着剤であり，その性状は，比重が０．９２，硬さ（ＪＩＳＡ）が６２度，引張り強さが３．６ＭＰａ，及び伸びが１２００％であるものである。
スチレン系熱可塑性エラストマー５は，市販されているＤ社のものであり，飽和型熱可塑性エラストマーであって，詳しくは，ポリブタジエンブロックの二重結合を水素添加により飽和させたスチレン系エラストマーであり，熱可塑性であって加硫ゴムのような高弾性で高強度を示し，幅広い温度領域でゴム弾性を示し，比重が０．８９〜０．９１と低いものである。

表５に示す市販のボールペンを３種類購入し，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，実施例１〜１４，比較例１〜４の組成物を，表５に示す量だけ，インキ筒の末端部にインキと連続させてそれぞれ充填し，表１，表２，表３及び表４に示す促進試験，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それぞれ行った。

促進試験としては，ボールペン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，各ボールペンのインキ筒のインキ逆流防止剤組成物についての外観を観察した。インキ逆流防止剤組成物がインキ筒内で流動したもの，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。
追従性試験としては，各ボールペンについて，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。各ボールペンについて，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末端部の残ったもの，及びインキ逆流防止剤組成物がインキの消耗に追従せずに即ち動かずに，途中で筆記不能になったものは不合格とした。
耐衝撃性試験としては，ボールペンのペン先を上にして持ち，高さ１ｍの場所からコンクリート床に５０回落下させた後，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又はインキ筒から流出したものは不合格とした。
耐混合性試験としては，ボールペン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，各ボールペンのインキ筒のインキ逆流防止剤組成物についての外観を観察した。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。
上記の評価試験結果は，表１，表２，表３及び表４に示すとおりである。この発明によるボールペン用インキ逆流防止剤組成物の実施例１〜１４，及び比較例１〜４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，優れた追従性，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。

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

基油及び増ちょう剤からなる半固体状物質に，スチレン系熱可塑性エラストマーが０．１〜１０重量％配合されており，
温度２５℃における不混和ちょう度及び混和ちょう度は２００〜５００であり，温度２０℃で且つせん断速度１．９１５ｓｅｃ ^-1 における粘度が５０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであり，温度２５℃におけるスプレッドメーター値が２０〜５０ｍｍであり，
前記半固体状物質を構成する前記増ちょう剤は，アルミニウム石けん，リチウム石けん，リチウム複合石けん，カルシウム石けん，ウレア化合物，有機化ベントナイト，ＰＴＦＥ，シリカゲル，ポリマーから選ばれる１種又は２種以上であり，
前記半固体状物質を構成する前記基油は，精製鉱油，合成炭化水素油，動植物油脂，α−オレフィン−コオリゴマー，ポリブテン，ジエステル油，ポリオキシアルキレングリコール油，及びジフェニルエーテル油から選ばれる１種または２種以上であ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。
前記スチレン系熱可塑性エラストマーは，ポリスチレンブロック−ゴムブロック及び／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を含む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，ポリエチレン／プロピレンのいずれか１種であることを特徴とする請求項２に記載のボールペン用インキ逆流防止剤組成物。