KR100476992B1

KR100476992B1 - 볼펜용잉크플로워조성물

Info

Publication number: KR100476992B1
Application number: KR1019970005004A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 아사미
Original assignee: 파일롯트 잉크 가부시키가이샤
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2005-07-07
Also published as: CN1080750C; JP3472950B2; EP0792759A2; TW343233B; CA2197540A1; DE69716658D1; US6012864A; JPH09220896A; DE69716658T2; CA2197540C; EP0792759B1; CN1160067A; EP0792759A3; KR970061997A; HK1002179A1

Abstract

본 발명에 따른 볼펜용 잉크 폴로워 조성물은 비휘발성이 강한 액체 및 여기에 첨가된 알루미늄 실리케이트를 포함하며. 점성도의 온도의존성이 없어 온도 등의 변화에 따른 액체분리가 발생하지 않는다. 따라서 잉크의 추종이 가능하면서 잉크와의 경계를 유지하며, 잉크가 고갈될 때까지 잉크튜브의 내측벽에 잉크가 부착되지 않는다.

Description

볼펜용 잉크 폴로워 조성물

본 발명은 잉크 폴로워(follower) 조성물에 관한 것으로서, 특히, 볼펜첨두 및 일측단부가 개방되는 잉크용기를 가지고, 이 잉크용기가 중간단계로부터 높은 단계의 점도 또는 전단감점(剪斷減粘)잉크(젤라틴잉크)를 수용하는 볼펜에 있어서, 잉크용기의 개방단부을 통해 보급되는 볼펜용 잉크 폴로워 조성물에 관한 것이다.

볼펜용 잉크 폴로워 조성물( "액체 스토퍼" 또는 "역류방지체조성물" 이라고도 함)로서, 광물성 기름과 금속염(즉, 그리스)의 혼합물이 높은 점성의 오일 잉크를 이용하는 볼펜에 이용되어 왔다.

중간단계의 점도를 갖는 오일 잉크 또는 전단감점성 수성잉크를 이용하는 볼펜에 사용할 경우 높은 점성도의 오일 잉크에 사용될 수 있는 잉크 폴로워는 잉크를 만족스럽게 추종할 수 없거나 잉크의 역류를 방지할 수 없는데 그 이유는 온도에 따라 점도의 변화가 크기 때문이다. 따라서, 비휘발성이 강한 유기액체를 포함하는 여러 가지 젤라틴 폴리부텐 베이스 잉크 폴로워가 개시되어 있으며, 이 잉크폴로워는 여기서 액체성 폴리부텐 및 리포필릭 젤라틴화제가 첨가되어 통상적으로 구현됨으로써 상기 잉크를 이용하는 볼펜에 광범위하게 실용적으로 사용되고 있다.

종래의 리포필릭 젤라틴화제는 디벤질리덴 소르비톨, 트리벤질리덴 소르비톨(심사된 일본특허공개 제 1-10554 참조), N-아킬아미노산 유도체(미심사된 일본특허공개57-200472 참조), 및 긴사슬의 아킬족를 갖는 오니움 화합물로 표면처리된 점토(미국대응특허제4, 671,691호의 심사된 일본특허공개7-17872 참조)를 포함한다.

그러나. 폴리부텐 베이스 잉크 폴로워가 낮은 분자량을 갖거나 젤라틴화제의 양이 작을 경우 잉크폴로워의 일부가 시간이 지남에 따라 분리(액체성 분리)된다. 폴리부텐 베이스 잉크 폴로워를 갖는 볼펜은 첨두부분을 상향으로 한 상태로 판매를 위해 장시간 보관하는 것이 가능하지만 잉크 보다 작은 특정 중량을 갖는 잉크폴로워의 분리된 부분은 잉크튜브의 내측벽을 따라 상승하는 경향이 있으므로 볼펜의 첨두부분에서 엉겨서 결과적으로 처음쓰기를 시작할 때 문제를 야기한다.

한편, 폴로워의 폴리부텐이 높은 분자량을 갖거나 젤라틴화제의 양을 증대하여 첨가할 경우 잉크가 소비됨에 따라 잉크를 추종해야하는 잉크폴로워가 너무 경화되어 추종이 어렵게되거나 잉크튜브의 내측벽에 고착되면서 잉크가 소비됨에 따라 양이 감소되므로 결과적으로 여러 가지 기능적인 특성에 악영향을 준다. 또 이러한 바람직하지 못한 현상은 온도의 변화에 따라 쉽게 영향을 받는다. 즉, 폴리부텐 베이스 잉크 폴로워를 형성하는 것, 즉 폴리부텐의 분자량 및 첨가되는 젤라틴화제의 양을 결정하는 것은 정밀하게 조절되어야하며, 폴리부텐 베이스 잉크 폴로워의 적절한 첨가는 여전히 어려운 문제이다.

폴리부텐 베이스 잉크 폴로워의 또다른 문제는 볼펜 제조 시에 잉크 튜브에 주입할 때 발생하는 힘에 의해 그 점성구조가 파괴되는 경향이 있다는데 있다. 일단 파괴된 점성구조를 회복하는 것은 어려운 일이며, 설사 회복을 한다하여도 아주 긴 시간을 요할 수밖에 없고, 또 회복된 잉크 폴로워는 최초에 비해 그 점도가 증대하는 경우가 있다. 이러한 현상은 볼펜 성능을 상당히 감소시킬 수밖에 없다.

본 발명은 전술한 바와같은 종래의 볼펜용 잉크 폴로위의 문제점을 해소하기 위한 것이다. 즉 본 발명의 목적은 중간단계에서 높은 단계까지의 점성도를 갖는 잉크 또는 전단감점잉크에 의해 만족할 만한 특성을 가지는 동시에 온도변화에 거의 영향을 받지않으면서도 높은 생산성을 갖는 볼펜용 잉크폴로워조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 비휘발성이 강한 액체 및 여기에 첨가된 알루미늄 실리케이트를 포함하는 볼펜용 잉크 폴로워 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 볼펜용 잉크 폴로워 조성물에 있어서 ,비휘발성이 강한 액체는 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일, 아킬-변형태의 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물이다. 다른 형태로서 비휘발성이 강한 액체는 폴리부텐, α-올레핀 코올리고머(cooligomer) 또는 이들의 혼합물이다. 또 알루미늄 실리케이트는 전체조성물에 대해 0.1 - 10 중량%의 비율로 첨가된다. 또다른 형태로서 잉크 폴로워 조성물은 실리카를 포함한다. 또다른 형태로서 잉크폴로워 조성물은 20℃에서 스프레드메터로 측정할 때 25-50mm의 1분값을 갖는다. 또 본 발명은 중간단계에서 높은단계의 점성도 잉크 또는 전단감점 잉크, 볼, 첨단부의 볼을 지지하는 첨두, 상기 잉크를 수용하여 상기 첨두에 공급하며, 상기 첨두의 후방부와 연통하는 잉크용기, 비휘발성이 강한 액체 및 알루미늄 실리케이트를 포함한다.

잉크 폴로워는 잉크용기에 잉크를 채운 후 잉크의 후방부에 부가되며, 잉크를 추종하면서 잉크가 소비됨에 따라 잉크의 기화를 방지하면서 볼펜의 첨두가 상향으로 배치된 상태에서도 그 역류를 방지하는 작용을 한다.

다음에 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 잉크 폴로워의 베이스 오일로서 사용되는 비휘발성이 강한 액체는 실리콘 오일을 포함하는 한편, 투명성, 윤활류특성, 내열성, 산화방지성을 가지며, 일반적인 오일 잉크 및 수성잉크, 즉 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일, 알킬-변형태의 실리콘오일(예를들면 신에츠 케미칼 산업주식회사 제품의 KF410, 토시바 실리콘 주식회사 제품의 TSF4420, 도우 코닝토레이 실리콘 주식회사 제품의 SH203, SH230 및 SF8416)에도 혼합되지않는다.

점도를 충분하게 증대시키기 위해 전술한 바있는 리포필릭 젤라틴화제를 첨가하는 것은 이들 실리콘 오일의 경우에는 효과적이지 않다.

본 발명자는 여러 가지 실리콘 오일에 대해 효과적인 점도를 갖는 물질을 추구하여 결과적으로 알루미늄 실리케이트를 첨가하면 실리콘 오일의 점도를 효과적으로 충분히 증대시킬 수 있음을 발견하였다. 본 발명자는 또한 알루미늄 실리케이트가 폴리부텐 및 a-올레핀 포올리고머(예를들면 미츠이피트로케미칼 산업주식회사 제품의 HC-100 및 HC-150)과 같은 비휘발성이 강한 액체에 대해 충분한 점도를 제공함을 발견하였다.

다음 표1은 여러 가지 비휘발성이 강한 액체에 알루미늄 실리케이트를 첨가하여 형성된 잉크 폴로워에 대해 알루미늄 실리케이트의 점도증대특성 및 그 잉크 폴로워와 잉크의 비혼합성을 나타내고 있다.

표 1

표의 마크는 다음의 기준을 나타낸다.

점도증대효과

○ … 충분한 점도증대효과를 관찰함

△ … 작은 점도증대효과는 관찰되었지만 최종 10중량% 농도에서의 첨가가 충분한 점도증대를 발생시키지 않음.

잉크와의 혼합성

… 볼펜용 수성잉크 또는 오일잉크 모두에 대해 비혼합성

(○) … 잉크와의 혼합성은 등급이 0이지만 잉크 폴로워는 잉크보다 무거워(비중 : 1. 26) 잉크로 내려가며, 잉크 폴로워로서는 부적합함.

▲ … 수성잉크와는 비혼합성을 갖지만 오일잉크와는 부분적으로 혼합됨.

× … 볼펜용 오일잉크 및 수성잉크 모두에 대해 부분적으로 혼합됨.

전술한 바와같이, 비휘발성이 강한 액체 및 알루미늄 실리케이트로서 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 또는 알킬 변형체의 실리콘 오일의 조합체는 수성볼펜 및 오일볼펜 모두에 대해 잉크 폴로워로서 적합하다. 폴리부텐 또는 α-올레핀 포올리고머와 알루미늄 실리케이트의 조합체는 수성잉크볼펜용 폴로워로서 적합하다.

비휘발성이 강한 액체는 20℃에서 500 - 20,000 cSt의 운동점성도, 바람직하게는 1,000 - 10,000cSt의 운동점성도를 갖는다. 운동점성도가 500cSt 보다 낮으면 잉크폴로워가 실제 사용할 시 온도에 영향을 받으며. 운동점성도가 20,000cSt를 초과하면 잉크폴로워가 잉크추종특성을 악화시킨다. 운동점성도는 예를들면 JIS K2283에 기재된 방법으로 측정할 수도 있다.

상기 알루미늄 실리케이트는 전체조성물에 대해 0.1-10%로 첨가되는 것이 바람직하며, 그 양이 0.0중량% 이하이면 충분한 점성도증대효과를 얻을 수 없어 오일이 분리되는 경향이 있다. 그 양이 10중량%를 초과하면 잉크폴로워는 잉크를 거의 추종할 수 없어 잉크 폴로워로서는 부적합하다.

상기 잉크폴로워의 점성도는 하이드로필릭 또는 리포필릭 실리카를 첨가하여 미세하게 조절할 수 있으므로 여러 가지 형태의 잉크폴로워에 광범위하게 적용시킬 수 있다.

잉크폴로워의 경도 및 추종성은 편리한 수단으로서 스프레드메터를 이용하여 측정할 수 있다. 20℃에서 스프레드메터로 측정된 1분간 20-50mm을 갖는 잉크폴로워는 적합한 성능특성을 나타낸다. 스프레드메터를 이용한 경도측정은 예를들면 마르젠( Maruzen) 등에 의해 발행된 "시키자이 노 분세이·시켄호 핸드북(Shikizai no bunseki·shikenho handbook)" 에 기술된 방법에 따라 측정할 수도 있다.

본 발명에 따른 잉크폴로워는 공지된 솔리드 잉크 스토퍼와 조합하여 이용될 수 있다.

본 발명에 사용되는 잉크는 종래의 수성잉크 또는 오일잉크를 포함한다.

오일잉크는 중간단계에서 높은 단계의 점성도 잉크인 것이 바람직하며. 그 점도는 1-20Pa.s,특히 1-10Pa.s이다. 사용될 수성잉크는 전단감점(剪斷減粘)수성잉크가 바람직하다.

잉크에 사용될 색상물질은 색지수에 따라서 솔벤트 염료로서 분류된 염료를 포함한다.

솔벤트염료에 대해 예를들면 다음과 같다. 발리패스트 블랙3806(C.I. 솔벤트 블랙29), 발리패스트 블랙3807(C.I. 솔벤트 블랙 29의 트리메틸벤질암모니움 염), 스피론 블랙 SB(C.I. 솔벤트 블랙 5), 스피론 블랙 GMH(C.I. 솔벤트 블랙 43), 발리패스트 레드 1308(C.I. 염기성 레드 및 C.I.산성 옐로우 23의 염), 발리패스트 옐로우 AUM(C.I. 염기성 옐로우 2 및 C.I. 산성옐로우42의 염), 스피론 옐로우 C2GH(C.I. 염기성 옐로우 2의 유기 산염), 스피론 바이올렛 CRH(C.I. 솔벤트 바이올렛 8-1), 발리패스트 바이올렛1701(C.I. 염기성 바이올렛 1 및 C.I. 산성 예로우 42의 염), 스피론 레드CGH(C.I. 염기성 레드1의 유기산 염), 스피론 핑크 BH(C.I. 솔벤트 레드 82), 니그로신 베이스 EX(C.I. 솔벤트 블랙 7). 오일 블루 603(C.I. 솔벤트 블루 5), 네오자폰 블루 808(C.I-솔벤트 블루 70).

안료 또한 사용이 가능하며, 유용한 안료로는 카본 블랙. 산화철, 울트라마린과 같은 무기안료, 아조안료, 안드라퀴논 안료, 농축된 폴리아조 안료, 티오인디고(thioindigo) 안료. 금속성 복합염, 프탈로시아닌(phthalocyahine) 안료, 페리논(perinone) 안료, 페릴렌(perylene) 안료, 디옥사진(dioxazine) 안료, 퀴나크리돈(quinacridone) 안료와 같은 유기안료 및 형광안료를 들 수 있다.

또한 형광염료를 분산시킨 합성수지매트릭스를 갖는 입자형 형광안료, 펄(pearl) 안료, 금속성(금 또는 은)안료, 광저장안료, 백색안료(예를들면, 산화티타늄), 캡슐화된 가역적 열변색성안료 등을 사용할 수도 있다.

이러한 색소를 개별적으로 또는 2가지 이상을 혼합한 형태로 사용할 수 있으며, 이때 그 사용량은 전체 잉크 조성물의 3-40중량%가 된다.

오일 잉크에 사용되는 유기용매는 대기압하에서 150℃ 이상의 비등점을 갖는 높은 비등짐의 유기용매가 바람직하며, 구체적으로는 벤질 알콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(페닐 글리콜), 벤질 글리콜, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 예로 들 수 있다.

전단감점 수성잉크에 사용되는 용매는 물과 일반용도의 물혼합성 및 수용성 유기용매를 포함하며, 구체적으로는 에탄올, 이소프로필 알콜, 글리세롤, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민. 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 티오디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜. 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 설포레인(sulfolane), 2-피르롤이돈(2-pyrrolidone), N-메틸-2-피르롤이돈, 디메틸포름아미드 등을 예로 들 수 있다. 본 발명에 사용되는 수용성 유기용매는 수지용 용해보조제의 종류 또는 잉크의 건조억제와 같이 작용의 목적에 따라서 선택된다.

수성잉크에 전단감점(剪斷減粘)특성을 제공하기위해서는 공지된 종래의 물질이 사용된다. 이와같은 물질의 예로는 크산탄 검(xanthan gum) , 웰란 검(welan gum), 구아르 검(guar gum), 로커스트 빈 검(locust bean gum) 및 그 유도체, 숙시노글리칸(글리코스 유니트 및 갈락토오스 유니트로 구성되며, 평균분자량은 약 100,000 - 150,000이 되는 유기산 변형체의 혜테로글리칸), 하이드록시에틸셀룰로오스, 알킬 알기네이트, 주로 알킬 메타크리레이트로 구성되는 폴리머(분자량 : 100.000), 글리코마난, 겔특성을 갖는 동시에 우뭇가사리류, 불가사리류와 같은 해초류로부터 추출되는 농조화된 다당류, 교차결합의 아크릴산 폴리머를 들 수 있다. 이들 전단감점특성을 나타내는 물질은 개별적으로 사용되거나 또는 이들 물질을 혼합한 형태로 사용된다.

잉크에 함유될 수 있는 첨가제로는 내식제를 들 수 있는데 이 내식제로는 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 디싸이크로헥실암모늄 니트리트, 디이소프로필암모늄 니트리트 및 사포닌 등이 있다. 또 이용가능한 방부제 또는 항매제로는 석탄산, 나트륨 1. 2-벤조티아조린-3-원, 나트륨 벤조에이트, 나트륨 데하이드로아세테이트, 칼륨 소르빈산염. 프로필 p-하이드록시벤조에이트, 및 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸술포닐)피리딘을 들 수 있다. 또한, 이용가능한 습윤제(濕潤劑)로는 요소, 비표면활성제, 소르비톨(sorbitol), 마니톨(mannitol), 자당, 글루코오스, 환원성 녹말 하이드로리제이트 및 나트륨 피로포스페이트를 들 수 있다. 잉크의 침투성을 향상시키기 위해 플루오린 타입의 표면활성제 또는 비표면화성제가 사용될 수도 있다. 바람직하게는 얼룩을 방지하거나 안료용 보호콜로이드로서 폴리비닐피르로리돈, 폴리비닐 알콜, 수용성 아크릴 수지 및 검 아라빅과 같은 수용성 수지가 사용될 수 있다.

바인더로서 또는 방수용으로서 실질적으로 전단감점특성이 없는 폴리머를 잉크에 함유할 수도 있다. 이러한 용도에 적합한 폴리머는 선형 폴리머, 예를들면 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산 수지 및 스티렌-말레익산 수지를 들 수 있다.

종래에 일반적으로 사용되는 볼펜첨두의 구조를 본 발명에 적용할 수 있다. 유용한 첨두의 예로는 가압에 의해 그 포인트의 내측이 변형되어 볼베어링 시트를 형성함으로써 회전 볼을 유지하는 금속성 파이프가 포함된 것, 금속성 절단부를 형성하여 볼베어링 시트를 형성한 것, 스프링에 의해 포인트로 볼이 가압되는 형태의 금속파이프 또는 금속으로 형성 되는 볼베어링 시트를 들 수 있다.

사용되는 볼은 삼탄 카바이드, 스테인레스 강, 루비, 세라믹 등으로 구성될 수 있으며. 0.3 - 1.2mm의 직경을 갖는다.

잉크 및 잉크 폴로워를 수용하는 잉크용기(예를들면 잉크 튜브)는 잉크의 기화 방지 및 생산성을 고려하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성수지의 성형체로 형성하는 것이 바람직하다. 투명, 채색 투명 또는 반투명 잉크 용기를 사용하면 사용자가 잉크의 색상 및 잉크 잔여량을 확인하는 것을 가능하게하며. 설계의 독특한 효과를 창출할 수도 있다.

잉크 튜브는 직접 첨두에 부착하거나 접속부재를 통해 간접적으로 부착할 수도 있다.

실 예

다음 조성물에 따라서 잉크 폴로워를 준비하여 평가에 사용한다. 여기 사용되는 모든 비율, 조합비. 퍼센트 등은 중량을 기준으로 한다.

실예 1

디메틸 실리콘 오일 (KF-96, 신-에치 실리콘 회사

(Shin-Etch Silicone) 의 제품명;점성도 : 3,000cSt)----- 98 (조합비)

알루미늄 실리케이트(P-820, 데구사 아게

(Degussa AG)의 제품명)--------------------------------- 2 (조합비)

상기 조싱물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다.

약 20℃에서 스프레드메터로 측정한 것에 따르면 조성물 1분 값(이하 "SM 값" 이라함)은 35mm이다.

실예 2

메틸페닐 실리콘 오일(KF-50, 신-에츠 실리콘 회사의

제품명 점성도 : 3,000cSt) ----------------------97.0(조합비)

알루미늄 실리케이트 (MOX 170,

니폰 에어로실 가부시기가이샤

(Nippon Aerosil K.K.)의 제품)-------------------------2.0(조합비)

실리카(Aerosil 300, 니폰 에어로실

가부시기가이샤의 제품)--------------------------------1.0(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다. 조성물의 SM 값은 32mm이다.

실예 3

알킬-변형체의 실리콘 오일 (KF-410, 신-에치 실리콘 회사

(Shin-Etch Silicone) 의 제품명;점성도 : 1, 000cSt)----- 98.0 (조합비)

알루미늄 실리케이트(P-820, 데구사 아게

(Degussa AG)의 제품명)--------------------------------- 1.0 (조합비)

하이드로필릭 실리카(Aerosil 200, 니폰 에어로실

가부시기가이샤의 제품명)---00000----------------------- 1.0 (조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다. 조성물의 SM값은 40mm이다.

실예 4

메틸 실리콘 오일(KF-96,신-에츠 실리콘

회사의 제품명 ;점성도 : 3,000cSt) ---------------------- 49.0(조합비)

메틸페닐 실리콘 오일(KF-50. 신-에츠 실리콘

회사의 제품 ;점성도 : 3,000cSt) -------------------------49.0(조합비)

알루미늄 실리케이트 (MOX 170, 니폰 에어로실

가부시기가이샤의 재품)-----------------------------------2.0(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다. 조성물의 SM값은 35mm이다.

실예 5

액체 폴리부텐( Polybutenc HV-15, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 540)---------97.0(조합비)

알루미늄 실리케이트(P-820, 데구사 아게

(Degussa AG)의 제품명)----------------------------------3.0(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다. 조성물의 SM값은 37mrm이다.

실예 6

액체 폴리부텐( Polybutene HV-15, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co..Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 540--------96.0(조합비)

알루미늄 실리케이트(P-820, 데구사 아게

(Degussa AG)의 제품명)-------------------------------2.0(조합비)

리포필릭 실리카(Aerosil R972, 니폰 에어로실

가부시기가이샤의 제품명)-----------------------------2.0(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다. 조성물의 SM값은 36mm이다.

비교예 1

액체 폴리부텐( Polybutene HV-15, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 540)------------99.5(조합비)

트리벤질이덴 소르비톨(Gelol T, 뉴 저팬 케미칼 회사

(New Japan Chemical Co.,Ltd.)의 제품명)-------------------0.5(조합비)

상기 성분을 열을 가한 상태에서 교반하여 젤라틴화제를 완전히 용해하고 이어서 냉각시켜 볼펜용 잉크 폴로워 조성물을 마련하였다.

비교예 2

액체 폴리부텐( Polybutene HV-35, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 750)----------99(조합비)

알킬레이티드 아미노산(GP-1, 아지노모토 회사

(Ajinomoto Co., Ltd.)의 제품명)-------------------------1(조합비)

비교예 3

액체 폴리부텐( Polybutene LV-15, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 540)---------97(조합비)

덱스트린 지방산 에스테르(Leopearl KE. 치바 세이펀

가부시기가이샤(Chiba Seifun K.K.)의 제품명)-------------3(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하이 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다.

비교예 4

액체 폴리부텐( Polybutene HV-300, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 1,350)----------99(조합비)

알킬레이티드 아미노산(GP-1, 아지노모토 회사

(Ajinomoto Co., Ltd.)의 제품명)----------------------------1(조합비)

비교예 5

액체 폴리부텐( Polybutene HV-35, 니폰 오일 회사

(Nippon Oil Co.,Ltd.)의 제품명 ; 분자량 : 750)---------99.0(조합비)

리포필릭 실리카(Aerosil R972, 니폴 에어로실

가부시기가이샤(Nippon Aerosil K.K.)의 제품명)-----------2.0(조합비)

상기 조성물을 30분 동안 균등하게 분산하여 볼펜용 잉크 폴로워 조성물이 마련되었다.

볼펜의 마련 :

하기에 설명에 바와같이 볼펜을 준비하여 실험을 하였다. 제l도는 본 발명에 따른 볼펜을 나타내고. 제2도는 배럴에 삽입되는 보충재를 나타낸다. 잉크튜브(4)는 접속부재(7)을 통해 첨두(1)에 연결되고, 상측부(8)는 배럴(9)에 나사결합되며, 스토퍼(10)는 배럴(9)의 개방단부에 끼워진다. 잉크튜브(4)에는 20℃에서 100 mPa、s의 점성도를 갖는 전단감점 수성잉크(5)가 채워지며, 잉크 폴로워(6)는 잉크 칼럼의 후방단부에 가해진다.

(1) 나선형 쓰기 실험기에 설정되어 70°의 쓰기각도, 100g의 하중, 4m/min의 쓰기속도로 쓰기실험이 수행되었다. 평가의 내용은 잉크가 고갈될 때까지 볼펜의 사용이 가능한가, 잉크 폴로워는 잉크와 잉크 폴로워의 경계가 파괴되지 않고 고갈될 때까지 잉크를 추종하는가, 잉크 튜브의 내측벽은 잉크 폴로워가 통과된 후 잉크로 오점이 발생하는가(즉 벽의 얼룩)를 알아내는 것이었다.

(2) 볼 펜의 첨두는 고무 스토퍼에 의해 밀접하게 밀봉되었고, 펜은 그첨두를 1개월 동안 50℃에서 상향으로하여 기립시켰다. 잉크 폴로워의 분리 및 잉크의 역류가 관찰되었다.

(3) 볼 펜의 첨두는 고무 스토퍼에 의해 밀접하게 밀봉되었고. 펜은 그첨두를 1개월 동안 50℃에서 상향으로하여 기립시켰다. 상기 (1)과 똑 같은 쓰기실험을 행하였다.

(4) 볼 펜의 첨두는 고무 스토퍼에 의해 밀접하게 밀봉되었고, 펜은 그첨두를 1시간 동안 80℃에서 상향으로하여 기립시켰다. 잉크 상태를 관찰하였다.

(5) 잉크 폴로워를 주사기에 채워서 플러저를 가압하여 잉크 폴로워에 압력을 가하였다. 5분후 잉크 폴로워의 점성도를 측정하여 압력의 인가에 따른 점성도의 변화를 검사하였다.

검사결과를 다음의 표2에 나타내었다.

표 2

본 발명에 따른 볼펜용 잉크 폴로워 조성물은 점성도에 있어 아주 약한 온도의존도를 가지고 있고, 온도변화 등에 따른 액체분리가 발생하지 않으므로 잉크와 경계면을 유지하는 잉크 폴로워로서 기능을 가지고 있다. 볼펜용 잉크 폴로워 조성물을 이용하여 본발명의 볼펜으로 쓰기를 행한 경우 좋은 성능을 얻을 수 있어 잉크 폴로워가 잉크의 소비에 따라서 잉크의 이동을 추종하는 한편 잉크가 잉크튜브의 내측벽에 부착되는 것을 방지하며, 이러한 기능은 잉크가 고갈될 때까지 지속된다.

비휘발성이 강한 액체로서 사용되는 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 또는 알킬-변형체의 실리콘 오일은 수성잉크 또는 오일 잉크 모두에 혼합되지 않으며, 알루미늄 실리케이트와 혼합될 때 잉크 폴로워는 점성도에 있어 온도의존도를 거의 나타내지 않는다. 또, 상기 잉크 폴로워는 그 점성구조가 거의 파괴되지않으며, 설사 점성구조가 파괴된다 하여도 신속하게 복구된다. 따라서, 본 발명의 잉크 풀로워는 볼펜의 제조공정의 어려움을 해소하면서 쓰기성능이 뛰어난 잉크 폴로워 및 볼펜을 제공할 수 있다.

이상과 같이 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 및 다음의 특허청구의 범위를 일탈하지않고 이 분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 당연하다고 할 수 있다.

본 출원은 1996. 2. 19일자 출원된 일본국 특허출원 제 1996-56724 호를 기초로 한 것이다.

제1도는 본 발명 조성물을 볼펜에 사용시의 단면도.

제2도는 제1도의 볼펜에 사용되는 잉크보급용기의 단면도.

Claims

디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일, 알킬-변형체의 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물질로 부터 선택되는 비휘발성 액체에 알루미늄 실리케이트를 전체 조성물에 대해 0.1 - 10중량% 량으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 볼펜용 잉크 폴로워 조성물.
폴리부텐, α-올레핀 쿨리고머 또는 이들의 혼합물질로 부터 선택되는 비휘발성 액체에 알루미늄 실리케이트를 전체 조성물에 대해 0.1 - 10중량% 량으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 볼펜용 잉크 폴로워 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조성물은 실리카를 전체 조성물에 대해 1 - 2중량% 량으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 볼펜용 잉크 폴로워 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조성물은 20℃에서 스프레드메터로 측정할 때 1분값이 25 - 50mm인 것을 특징으로 하는 잉크 폴로워 조성물.