KR100636453B1

KR100636453B1 - 필기구용 잉크 수용관

Info

Publication number: KR100636453B1
Application number: KR1020047017408A
Authority: KR
Inventors: 슈지 이치카와
Original assignee: 미쓰비시 엔피쯔 가부시키가이샤
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2006-10-18
Also published as: KR20050010774A; AU2003235834A1; ES2595260T3; US7056052B2; EP1500523A1; US20050169694A1; WO2003093028A1; CN100436159C; EP1500523B1; CN1649751A; EP1500523A4

Abstract

다종 다양한 환경하에서도 용제의 투과성 및 수분의 흡습성에 대해 충분한 내투과성 및 내흡습성을 가지며, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 우수한 필기구용 잉크 수용관을 제공하기 위해, 필기구용 잉크를 수용하여 이루어진 필기구용 잉크 수용관을 환상 올레핀 수지, 불소계 수지 및 고분자량 올레핀 수지중에서 선택된 1종 이상으로 구성하거나, 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형된 적층 구조로 구성한다.

Description

필기구용 잉크 수용관{WRITING INK ACCOMMODATING TUBE}

본 발명은 볼펜용 잉크 수용관 등의 필기구용 잉크 수용관으로서 바람직하게 사용되며, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 우수한 필기구용 잉크 수용관에 관한 것이다.

종래부터 필기구용 잉크 수용관은 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 직쇄형계 올레핀 수지를 통상적으로 사용하여 왔고, 유성 볼펜도 잉크 수용관으로서 폴리프로필렌제 잉크 수용관을 사용하여 왔다.

이는, 유성 사인펜에서는 잉크 수용관에 대한 잉크 충전량이 많고, 종래의 유성 볼펜용 잉크의 용제로서 증기압 0.01㎜Hg 이하의 낮은 휘발성과 낮은 흡습성을 갖는 용제를 사용하여, 특히 용제의 휘발이나 수분의 흡습은 그다지 문제시되지 않았고, 비용적으로도 장점이 있는 폴리프로필렌제의 잉크 수용관을 변경할 의미가 없었기 때문이다.

한편, 종래 적층 구조를 갖는 라미네이트 수용관에 있어서는, 외부로부터 들어오는 산소, 이산화탄소 및 수분을 방지하기 위한 가스 배리어용 아마이드계 수지 및 그 수지에 대한 수분 방지를 위해 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등을 사용하고 있다.

통상적으로 이들 가스 배리어용 아마이드계 수지와 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 수지는 고분자 상호간에 친화성이 없기 때문에 접착층을 마련하여 양 수지를 접착시키는 것이 일반적이었다. 또한, 그밖의 방법으로서는 금속관을 사용하는 방법 이외에는 다른 방법이 없는 것이 현 상황이다.

다른 한편, 본원 출원인은 분자내의 탄소수가 4 이상인 알코올, 다가 알코올, 글라이콜 모노에터중에서 선택된 용제를 잉크의 주 용제로 사용하고, 우수한 필기 성능 및 필기 묘선의 건조성, 및 필적의 뒷비침을 없앤 필기구용 잉크를 개발하였다.

그러나, 이 용제를 함유하는 잉크를 폴리프로필렌제의 잉크 수용관에 충전했을 경우에는, 용제의 투과성이나 수분의 흡습성이 불충분해지고, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 떨어지는 문제가 발생하였다.

또한, 유성 잉크 및 수성 잉크를 비롯한 필기구용 잉크는 최근 다양한 용제 등을 조합한 조성을 갖는 것이 개발되어 왔고, 내용제성, 내흡습성 등이 우수한 필기구용 잉크 수용관에 대한 요망도 높아지고 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 마요네즈 용기 등으로 대표되는 라미네이트 수용관과 같이 외부로부터의 영향을 막기 위해 사용되는 올레핀계 수지와 올레핀계 수지와 성질이 전혀 다른 아마이드계 수지의 층을 접착시키기 위한 접착층을 마련한 수용관의 경우, 직쇄형계 올레핀 수지내에 보유된 용제 성분은 다습하에서는 흡습에 크게 영향을 주기 때문에 아마이드계 수지층이 수분에 의해 팽윤되거나, 용제의 투과에 따라 아마이드계 수지층이 열화되어 버리는 문제점이 있다. 또한, 이종 수지층 사이를 밀착시키기 위한 접착층 등이 존재하면 양 층간에 친화성이 있기 때문에 그 부분에 수분이나 용제 성분이 축적되어 부풀거나 투명성을 잃어버리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 하는 측면에서, 다종 다양한 환경하에서도 용제의 투과성이나 수분의 흡습성에 대해 충분히 만족시킬 수 있고, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 우수한 필기구용 잉크 수용관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 요약

본 발명자는 상기 종래 기술의 문제점 등에 대하여 예의 검토한 결과, 각종 용제를 함유하는 잉크를 수용하여 이루어진 필기구용 잉크 수용관에 있어서, 잉크 수용관의 구조를 특정 구조로 구성함으로써 상기 원하는 필기구용 잉크 수용관을 얻을 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기 (1) 내지 (7)로 구성되어 있다.
(1) 필기구용 잉크를 수용하는 잉크 수용관, 및 상기 잉크 수용관의 선단에 구비된 볼펜형 칩을 포함한 필기구용 잉크 수용관으로서, 상기 잉크 수용관이 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조로 이루어지고, 제 2 층 또는 그 이후의 층에 환상 올레핀 또는 무기 충전재를 배합한 열가소성 수지를 적층시킨 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관.
(2) 필기구용 잉크가 분자내의 탄소수가 4 이상인 알코올류, 다가 알코올류 및 글라이콜 모노에터류중에서 선택된 1종 이상의 용제를 함유하는 상기 (1)에 기재된 필기구용 잉크 수용관.
(3) 열가소성 수지가 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 필기구용 잉크 수용관.
(4) 열가소성 수지가 시인성을 갖는 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 필기구용 잉크 수용관.
(5) 필기구용 잉크의 용제 휘발 및 흡습을 막는 잉크 추종체를 필기구용 잉크 수용관의 후단부에 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 필기구용 잉크 수용관.
(6) 필기구용 잉크 수용관의 두께가 0.05 내지 2.0㎜인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 필기구용 잉크 수용관.

(7) 필기구용 잉크 수용관이 80% 이상의 가시광선 투과율을 갖는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 필기구용 잉크 수용관.

삭제

도 1a는 본 발명의 필기구용 잉크 수용 부재를 볼펜용 잉크 수용관에 적용한 일례를 단면 형태로 나타낸 종단면도이며, 도 1b는 그 요부를 나타낸 부분 횡단면도이다.

도 2는 도 1의 볼펜용 잉크 수용관을 구비한 볼펜의 종단면도이다.

삭제

이하에 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다.
본 발명의 필기구용 잉크 수용관은, 필기구용 잉크를 수용하는 잉크 수용관, 및 상기 잉크 수용관의 선단에 구비된 볼펜형 칩을 포함한 필기구용 잉크 수용관으로서, 상기 잉크 수용관이 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조로 이루어지고, 제 2 층 또는 그 이후의 층에 환상 올레핀 또는 무기 충전재를 배합한 열가소성 수지를 적층시킨 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관이다.

삭제

본 발명에 따른 필기구용 잉크 수용관은, 2종 이상의 열가소성 수지, 즉 특성이 다른 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조로 이루어지고, 제 2 층 또는 그 이후의 층에 환상 올레핀 또는 무기 충전재를 배합한 열가소성 수지를 적층시키는 것이 필요하다.

이 압출 성형에 의해 구성되는 적층 구조의 필기구용 잉크 수용관에 사용되는 열가소성 수지로서는 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 환상 폴리올레핀, 폴리메틸펜텐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔-스타이렌 공중합체(ABS), 나일론 수지(폴리아마이드), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리설폰(PSU), 지방족 폴리케톤, 폴리에터 설폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리페닐렌 에터(PPE), 실리콘 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 등의 열가소성 수지, 바람직하게는 내용제성, 성형성, 환경성, 투명성, 경제성 등에서 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 올레핀계 엘라스토머, 환상 폴리올레핀 및 폴리메틸펜텐중에서 선택된 올레핀계 열가소성 수지, 특히 바람직하게는 내수분 투과성이 우수한 투명 부재 또는 반투명 부재로 이루어진 시인성을 갖는 올레핀계 열가소성 수지가 있다.

특히, 본 발명의 필기구용 잉크 수용관에 수용하는 잉크의 용제 휘발 및 흡습을 방지하기 위해, 잉크 후단부에 바람직하게 충전되는 후술하는 잉크 추종체에 영향받지 않는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌과 같은 직쇄형계 올레핀계 수지를 최내층(제 1 층)에 이용하는 것이 바람직하고, 그 이외의 제 2 층 이상은 다른 계통의 올레핀계 열가소성 수지 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

다른 계통의 올레핀계 수지로서는, 예컨대 무기 충전재를 혼합한 직쇄형계 올레핀계 수지, 폴리메틸펜텐, 환상 올레핀 등을 들 수 있다.

특히, 잉크 용제의 흡습 억제 면에서 환상 올레핀계 수지가 바람직하다. 이 환상 올레핀계 수지로서는, 예컨대 시인성이 우수한(ASTM D1746에 의한 광선 투과율(이하, 가시광선 투과율'이라 함) 90% 이상의) 폴리올레핀 수지와 비결정성 수지의 성능을 융합한 환상 올레핀 공중합체, 구체적으로는 APL(아펠) 시리즈(APL 6509T, APL 6013T, APL 6011T, APL 6015T, APL 8008F, APL 8009T, APL 5014DP, 이상 모두 미쓰이가가쿠사 제품), 및 C5 분류중의 다이사이클로펜타다이엔을 주 원료로 하는 비정질 폴리올레핀의 일종으로 시인성이 우수한(가시광선 투과율 90% 이상의) 환상 올레핀 수지, 구체적으로는 제오넥스, 제오네아(닛폰제온사 제품) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 무기 충전재를 배합한 직쇄형계 올레핀계 수지에 사용되는 무기 충전재로서는, 예컨대 비늘 조각형 마이카, 미립자 티탄 옥사이드, 미립자 실리카, 탄산칼슘 등을 들 수 있다.

이들 무기 충전재의 평균 입자 직경은, 분산성의 향상, 투과 물질의 입체 장해성 면에서, 바람직하게는 0.5 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 또한, 이 무기 충전재를 충전한 수지층은 그 두께와 충전량에 따라 투명감을 저감시키는 경우가 있기 때문에, 성능과의 밸런스에 충분한 주의를 기울여야 하며, 그 무기 충전재의 배합량은 그 수지층 내에 0.01 내지 20 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 이들 수지로부터 형성된 층간 밀착성은 접착을 목적으로 접착층을 사용하는 일 없이, 상기에 예시한 올레핀계 수지 등의 열가소성 수지의 친화성만으로 형성할 수 있다. 이는, 예컨대 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(B)의 경우에는 수지 사이에 계면이 형성되지만, 반데르발스 힘(van der Waals force)으로 이루어진 친화성에 의해 접촉시킬 수 있다. 또한, 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(A)＋무기충전제의 경우에는 동일 수지로 압출되기 때문에 계면은 용융되어 무기충전제층이 배향되어 버린다.

가능한 계면이 없는 것이 바람직하지만, 다습 조건하에서 접착층이 있으면, 본 발명에 사용하는 용제와 외계에서 침입한 수분에 의해 층간을 더욱 열화시켜 수지의 투명감은 상실되고, 백탁(白濁) 현상이 발생한다. 또한, 수지 사이에 접착층이 들어가면 비용면에서도 불리하기 때문이다.

본 발명에 있어서, 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조로서는, 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조, 5층 구조 등을 들 수 있고, 예컨대 ① 내층 및 외층에 각각 특성이 다른 열가소성 수지로 이루어진 2층 구조, ② 내층에 열가소성 수지, 중간층에 내층의 열가소성 수지와 특성이 다른 열가소성 수지, 외층에 내층과 특성이 동일한 열가소성 수지 또는 외층에 내층 및 중간층의 열가소성 수지와 특성이 다른 열가소성 수지로 이루어진 3층 구조, ③ 제 1 층(내층) 내지 제 4 층(최외층)의 4층 구조를 들 수 있다(이때, 서로 인접하는 층은 각각 특성이 다른 열가소성 수지로 이루어진다).

본 발명의 효과를 더욱 발휘시키기 위해, 상기 특성의 환상 올레핀계 수지층, 직쇄형계 올레핀계 수지에 무기 충전재를 배합한 것으로 이루어진 적층 구조가 바람직하고, 상기 층은 예컨대 2층 구조의 경우에는 최외층에, 3층 구조의 경우에는 중간층에, 4층 이상의 경우에는 최외층과 최내층 사이의 1층 이상 또는 최외층에 마련하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조에서 각 수지층의 두께(L1, L2, L3……)와 이들 수지층을 합한 총 두께(L)는 수용하는 잉크의 종류 및 사용하는 열가소성 수지의 종류에 따라 변할 수 있지만, 강도, 내용제 투과, 흡습 억제, 성형성, 투명감, 디자인성 등의 면에서 상기 총 두께(L)를 0.05 내지 2.0㎜로 하고, 상기 각 열가소성 수지 분자층의 각 두께(L1, L2, L3……)를 0.05 내지 1.8㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 각 층의 열가소성 수지로서는 바람직하게는 가시광선 투과율 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 시인성을 갖는 각종 열가소성 수지를 선택하여 사용함으로써, 필기구용 잉크 수용관 전체 가시광선 투과율을 80% 이상 되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 필기구용 잉크 수용관에 수용하는 필기구용 잉크의 주용제로서는, 수성 잉크에 사용하는 수용성 용제 및 유성 잉크에 사용하는 유기 용제인 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 특히 상기 잉크 수용관과의 적합성, 한층 더 효과를 발휘시킨다는 점에서 분자내의 탄소수가 4 이상인 알코올, 다가 알코올, 글라이콜 모노에터중에서 선택된 1종 이상의 용제를 들 수 있다.

구체적으로 사용할 수 있는 알코올류로서는 탄소수가 4 이상인 지방족 알코올이 있고, n-뷰탄올, 아이소뷰탄올, tert-뷰틸알코올, 1-펜탄올, 아이소아밀 알콜, sec-아밀 알콜, 3-펜탄올, tert-아밀 알콜, n-헥산올, 메틸아밀 알콜, 2-에틸뷰탄올, n-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올, n-옥탄올, 2-옥탄올, 2-에틸헥산올, 3,5,5-트라이메틸헥산올, 노난올, n-데칸올, 운데칸올, n-데칸올, 트라이메틸노닐알코올, 테트라데칸올, 헵타데칸올, 사이클로헥산올, 2-메틸사이클로헥산올, 벤질 알코올이나 기타 다종의 고급 알코올을 들 수 있다.

또한, 다가 알코올류로서는, 예컨대 다이에틸렌 글라이콜, 3-메틸-1,3-뷰테인다이올, 트라이에틸렌 글라이콜, 다이프로필렌 글라이콜, 1,3-뷰테인다이올, 1,5-펜테인다이올, 헥실렌 글라이콜 및 옥틸렌 글라이콜 등의 분자내에 2개 이상의 탄소 및 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 다가 알코올류를 들 수 있다.

또한, 글라이콜 모노에터로서는, 예컨대 뷰틸 에터, 헥실 에터, 2-에틸헥실 에터, 에틸렌 글라이콜 모노헥실 에터, 에틸렌 글라이콜 모노페닐 에터, 에틸렌 글라이콜 모노-2-에틸뷰틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노에틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노에틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 트라이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 테트라에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 3-메틸-3-메톡시-1-뷰탄올, 3-메톡시-1-뷰탄올, 프로필렌 글라이콜 모노메틸 에터, 프로필렌 글라이콜 모노에틸 에터, 프로필렌 글라이콜 모노프로필 에터, 프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 프로필렌 글라이콜 페닐 에터, 프로필렌 글라이콜 3급 뷰틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 모노메틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 모노에틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 모노프로필 에터, 다이프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 트라이프로필렌 글라이콜 모노메틸 에터, 트라이프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 테트라프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터 등을 들 수 있다.

이상 예시한 용제 중 바람직한 것은 안전성 및 경구 독성 등의 면에서 에틸렌 글라이콜 유도체 등 이외의 용제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

이들 용제의 함유량은 잉크 전량에 대하여 20 내지 80 중량%이다.

본 발명의 필기구용 잉크 수용관에 수용하는 필기구용 잉크 조성으로서는, 상기 주용제 외에, 필기구용 잉크(수성 잉크, 유성 잉크, 겔 잉크 등)의 용도에 따라 안료(수지 안료 포함), 염료 등의 착색제, 수지, 증점제 및 필기구용 잉크에 함유되는 임의 성분을 들 수 있다.

필기구용 잉크에 함유되는 임의 성분으로서는, 예컨대 잉크에 악영향을 미치지 않고 상용할 수 있는 방청제, 곰팡이 방지제, 계면활성제, 윤활제 및 습윤제를 함유할 수 있다. 특히, 지방산은 윤활제로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 건조 억제용 첨가제로서 제품 특성상 악영향을 미치지 않는 한 주용제에 상용하는 비휘발성 용제도 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서의 필기구용 잉크 수용관은 볼펜, 사인펜, 붓펜, 직액식 필기구 등의 필기구의 용도에 따라 다양한 필기구용 잉크 수용관에 수용되는 것이다.

본 발명의 필기구용 잉크 수용관을 볼펜용에 적용하는 경우에는, 잉크의 휘발 방지, 흡습성 방지, 잉크 누출 방지를 위해 잉크 추종체를 볼펜 잉크 수용관(리필)의 후단부에 구비하는 것이 바람직하다.

사용하는 잉크 추종체로서는, 잉크에 사용하는 용제에 대하여 저투과성 및 저확산성이 필요하고, 그 베이스로서는 비휘발성이나 난휘발성의 유동체, 구체적으로는, 폴리뷰텐이나 유동 파라핀 등의 본 발명에 사용되는 상기 특성의 용제와 기본적으로 상용성을 갖지 않는 비실리콘계 유지류를 사용할 수 있다.

이들 물질의 점도가 낮은 경우에는 증점제나 겔화제를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 금속 비누류, 벤토나이트류, 지방산 아마이드류, 수소첨가된 피마자유류, 티탄 옥사이드, 실리카 또는 알루미나를 포함하는 금속 미립자류, 셀룰로오스류, 엘라스토머류를 들 수 있다.
다음으로, 본 발명의 필기구용 잉크 수용관의 구체적인 실시 형태를 도 1 및 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명할 것이다.
도 1a 및 1b, 및 도 2는 본 발명의 필기구용 잉크 수용관을 볼펜용 잉크 수용관(리필)에 적용한 경우이다.
본 실시 형태의 필기구용 잉크 수용관(A)은 선단에 볼펜형 칩(10)을 구비한 잉크 수용관(11)을 갖고 있다. 또한, (12)는 잉크 수용관에 충전된 상기 특성의 용제를 함유하는 볼펜용 잉크이고, (13)은 펜 끝부분과 잉크 수용관 사이의 이음 부재이며, (14)는 잉크 추종체이다.
이 잉크 수용관(11)은 공압출 성형에 의해 성형되고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상술한 열가소성 수지, 본 실시 형태에서는 내층 및 최외층에 각각 PP로 이루어진 내층부(11a, 11c)(각 두께 0.2㎜)와, 내층부(11a)와 외층부(11c)의 중간에 환상 올레핀 수지로 이루어진 중간층(11b)(두께 0.6㎜)으로 구성되어 있다.
이 필기구용 잉크 수용 부재(A)는 도 2에 도시한 바와 같이 볼펜용 축체(15)에 장착되어 볼펜으로서 사용된다. 또한, (16)은 후부 마개 부재이고, (17)은 캡 부재이고, (18)은 밀봉 고무이다.

또한, 이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 필기구용 잉크 수용관이 왜 다종 다양한 환경하에서도 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 특히 우수한가는 이하의 이유에 따른 것으로 추찰된다.

삭제

이러한 효과를 발휘하는 이유로서는, 사용하는 잉크 용제와 성형 수지 사이에 관련된 상호 작용이 크게 영향을 미치는 것을 들 수 있다. 예컨대, 필기구용 잉크의 주용제로서 분자내의 탄소수가 4 이상인 알코올류, 다가 알코올류 및 글라이콜 모노에터류중에서 선택되는 흡습성이 강한 유기 용제를 이용하는 경우, 사용한 잉크 수용관 재질을 가소화시키는 작용이 있고, 이 경우 고온 다습 조건하에서 수용관 외부로부터의 수분의 투과가 심해진다. 이 때문에, 이들 용제와 친화성이 적은 재질을 선정해야 하고, 그 결과, 열가소성 수지, 바람직하게는 직쇄계가 아닌 올레핀계 수지가 바람직함이 명백해졌다. 또한, 잉크의 휘발 등을 방지하기 위해 이용하는 잉크 추종체에 이용하는 기제유에 대해서도 내성을 가져야 한다. 이 때문에, 내층을 잉크 추종체에 사용하는 기제유에 대해서도 내성을 갖는 열가소성 수지, 바람직하게는 직쇄계 올레핀계 수지로 보호하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2 층 및 그 이후의 층을 내층과 다른 특성의 열가소성 수지, 바람직하게는 환상 올레핀 수지나 무기 충전재를 혼합한 수지로 적층함으로써, 잉크 용제의 흡습성을 억제하고, 잉크 추종체에 대해 내성을 갖는 잉크 수용관(튜브)을 제작할 수 있다. 또한, 이들 올레핀계 수지로 이루어진 열가소성 수지는 투명하기 때문에, 적층 구조가 압출 성형에 의해 제조된 경우에도 그 투명감은 상실되지 않고, 특히 잉크 잔량을 확인할 수 없는 문제는 발생하지 않는다. 이 면에서, 본 발명의 잉크 수용관 구조에 의해 다종 다양한 환경하에서도 용제의 투과성 및 수분의 흡습성에 대해 충분한 내투과성 및 내흡습성을 갖고, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 우수한 필기구용 잉크 수용관을 제공할 수 있게 되었다.

다음으로, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
〔실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 20〕
(1) 각 실시예 및 비교예에서 사용된 하기 배합 조성으로 이루어진 평가용 잉크(4종): C-1 내지 C-4를 조제하고, 하기 방법에 의해 압출 성형되는 잉크 수용관(7종): D-1 내지 D-7을 제작하였다.
(평가용 잉크: C-1)
착색제: 스필론(Spilon) 블랙 GMH 스페셜 5%
(호도가야가가쿠고교사(Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 제품)
착색제: 밸리패스트(Valifast) 바이올렛 #1702 23%
(오리엔트가가쿠고교사(Orient Chemical Ind. Ltd.) 제품)
수지: 폴리바이닐뷰티르알 BM-1 4%
(세키스이가가쿠사(Sekisui Chemical Co., Ltd.) 제품)
수지: YP90L 8%
(야스하라케미컬사(Yasuhara Chemical Co., Ltd.) 제품)
용제: 3-메톡시뷰탄올 35%
3-메톡시-3-메틸-1-뷰탄올 25%
(평가용 잉크: C-2)
착색제: 밸리패스트 바이올렛 # 1702 26%
(오리엔트가가쿠고교사 제품)
수지: 폴리바이닐뷰티르알 BM-1(세키스이가가쿠사 제품) 4%
하일랙(Hilac) 110H 10%
(히타치가세이사(Hitachi Chemical Co., Ltd.) 제품)
용제: 헥실렌 글라이콜 10%
용제: 3-메톡시-3-메틸-1-뷰탄올 50%
(평가용 잉크: C-3)
착색제: 스필론 옐로 C-GNH(호도가야가가쿠고교사 제품) 20%
수지: 폴리바이닐뷰티르알 BM-S(세키스이가가쿠사 제품) 8%
수지: 하일랙 110H(히타치가세이사 제품) 12%
용제: 에탄올 60%
(평가용 잉크: C-4)
착색제: 스필론 옐로 C-GNH(호도가야가가쿠고교사 제품) 10%
수지: 벡카사이트(Beckacite) 1111(히타치가세이사 제품) 30%
용제: 다이프로필렌 글라이콜 다이메틸 에터 60%
(잉크 수용관의 제작)
하기 D-1 내지 D-7에 기재된 각 열가소성 수지를 이용하여 압출 성형기(다층 압출 금형, 2종 2층, 3종 3층, 5종 5층 등)에 의해 4.0㎜ 내경 및 1.0㎜ 두께의 형태의 통 형상으로 압출 성형하고, 길이를 100㎜로 절단하여 통 형상의 적층 구조 또는 단층 구조의 잉크 수용관을 제작하였다.
D-1. 제 1 층(내층)/제 2 층(중간층)/제 3 층(외층)=폴리프로필렌(0.3㎜)/평균입경 2 내지 5㎛의 비늘 조각상 마이카 1 중량%로 충전된 폴리프로필렌(0.3㎜)/폴리프로필렌(0.4㎜)
D-2. 제 1 층(내층)/제 2 층(외층)=폴리프로필렌(0.4㎜)/환상 올레핀 수지(아펠 8008T, 미쓰이가가쿠사 제품, 0.6㎜)
D-3. 제 1 층(내층)/제 2 층(중간층)/제 3 층(외층)=폴리프로필렌(0.3㎜)/평균입경 0.5 내지 2㎛의 미립자 티탄 옥사이드 1 중량%로 충전된 폴리프로필렌(0.3㎜)/폴리프로필렌(0.4㎜)
D-4. 제 1 층(내층)/제 2 층(중간층)/제 3 층(외층)=폴리에틸렌(0.2㎜)/환상 올레핀(아펠 8009T, 미쓰이가가쿠사 제품, 0.6㎜)/폴리에틸렌(0.2㎜)
D-5. 폴리프로필렌
D-6. ABS 수지
D-7. 제 1 층(내층)/제 2 층/제 3 층/제 4 층/제 5 층(최외층)=폴리프로필렌(0.2㎜)/접착층(말레산 무수물-변성 폴리올레핀, 0.2㎜)/나일론(노바미드(Novamid) 1020 미쓰비시가가쿠사 제품, 0.2㎜)/접착층(말레산 무수물-변성 폴리올레핀, 0.2㎜)/폴리프로필렌(0.2㎜)
(2) 볼펜용 잉크 수용관의 제작
상기 방법에 의해 수득된 각 잉크 수용관의 선단에 금속(놋쇠)제의 이음 부재로 볼 직경 1.0㎜의 볼펜의 선단을 각각 부착하고, 상기 배합 조성의 평가용 잉크(4종): C-1 내지 C-4를 소정량(1.0g) 충전하였다. 하기 표 1 내지 표 3에 실시예 및 비교예에 해당되는 상기 각 평가용 잉크와 각 잉크 수용관의 조합을 나타내었다.
그 후, 각 평가용 잉크로 충전한 각 잉크 수용관의 후단부로부터 추가로 하기 조성의 잉크 추종체를 소정량(0.15g) 충전하여 유성 볼펜용 잉크 수용관 샘플로 제작하였다.
(잉크 추종체의 배합 조성)
다이아나 프로세스 오일(Diana Process Oil) PW-380(이데미쓰고산사(Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 제품) 100 중량%을 사용하였다. 또한, 펜체는 잉크 추종체가 누출되지 않도록 펜 끝을 밑으로 하여 정치시켰다.
상기에서 수득된 각 실시예 및 비교예에 해당되는 각 평가용 용제를 충전한 잉크 수용관 샘플을 이용하여 하기 방법에 의해 흡습률, 투과율 및 수용관 용기의 변화에 대해서 평가하였다.

이들 평가 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 나타내었다.

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(평가 방법)

온도 50℃, 습도 30% 및 80%의 환경하에서 2주간 방치하고, 잉크 수용관내의 흡습률 및 투과율을 측정 및 산출하였다. 또한, 외관상의 변화도 관찰하였다.

또한, 흡습률의 측정은 평가용 용제의 수분량을 칼 피셔(Karl Fisher's) 수분계(쿄오토덴시고교사(Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) 제품 MKA-210)에 의해 측정하여 수분율을 블랭크와의 차이로부터 흡습률로서 산출하였다.

또한, 투과율의 측정은 용제 충전량의 변화량과 상기 수분율로부터 보정을 하여 용제 투과율로서 산출하였다.

(잉크 수용관의 흡습률의 평가)

흡습률의 정도를 하기 평가 기준으로 평가하였다.

평가 기준:

◎: 흡습률이 1.00% 이하인 것

○: 흡습률이 1.00% 초과 1.50% 미만

△: 흡습률이 1.50% 내지 2.00% 미만

×: 흡습률이 2.00% 이상인 것

(잉크 수용관의 투과율의 평가)

투과율의 정도를 하기 평가 기준으로 평가하였다.

평가 기준:

◎: 투과율이 1.00% 이하인 것

○: 투과율이 1.00% 초과 1.50% 미만

△: 투과율이 1.50% 내지 2.00% 미만

×: 투과율이 2.00% 이상인 것

(잉크 수용관 용기의 변화의 평가)

50℃ 온도 및 80% 습도의 환경하에서 2주간 방치하고, 육안으로 열화된 것을 하기 평가 기준으로 평가하였다.

평가 기준:

○: 외관 변화가 없는 것.

△: 외관에 균열이나 백탁 상태 또는 변형이 관찰된 것(정도가 작음)

×: 외관에 균열이나 백탁 상태 또는 변형이 관찰된 것(정도가 큼)

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상기 표 1 내지 표 3의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 범위인 실시예 1 내지 8의 조합을 갖는 각 잉크 수용관은 본 발명의 범위외인 비교예 1 내지 20의 조합을 갖는 잉크 수용관에 비해 용제의 흡습성이나 용제 투과성이 매우 우수함이 판명되었다. 또한, 본 발명의 범위인 실시예 1 내지 8의 각 잉크 수용관은 50℃ 온도 및 80% 습도의 환경하에서 2주일간 방치하더라도 외관에 균열, 백탁 상태 또는 변형이 관찰되지 않았고, 시인성도 우수함이 판명되었다.

본 발명에 따르면, 다종 다양한 환경하에서도 용제의 투과성 및 수분의 흡습성에 대해 충분한 내투과성 및 내흡습성을 가지며, 잉크의 시간 경과에 따른 보관성이 우수한 필기구용 잉크 수용관이 제공되었다.

Claims

필기구용 잉크를 수용하는 잉크 수용관, 및 상기 잉크 수용관의 선단에 구비된 볼펜형 칩을 포함한 필기구용 잉크 수용관으로서, 상기 잉크 수용관이 2종 이상의 열가소성 수지로 압출 성형되고 접착층을 갖지 않는 적층 구조로 이루어지고, 제 2 층 또는 그 이후의 층에 환상 올레핀 또는 무기 충전재를 배합한 열가소성 수지를 적층시킨 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관.
제 1 항에 있어서,

필기구용 잉크가 분자내의 탄소수가 4 이상인 알코올류, 다가 알코올류 및 글라이콜 모노에터류중에서 선택된 1종 이상의 용제를 함유하는 필기구용 잉크 수용관.
제 1 항에 있어서,

열가소성 수지가 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관.
제 2 항에 있어서,

열가소성 수지가 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관.
제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

열가소성 수지가 시인성을 갖는 올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 필기구용 잉크 수용관.
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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

필기구용 잉크 수용관이 0.05 내지 2.0㎜의 내벽 두께 및 80% 이상의 가시광선 투과율을 갖는 필기구용 잉크 수용관.
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제 5 항에 있어서,

필기구용 잉크 수용관이 0.05 내지 2.0㎜의 내벽 두께 및 80% 이상의 가시광선 투과율을 갖는 필기구용 잉크 수용관.
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