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発明の名称 インキ逆流防止体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2002−225487(P2002−225487A)
公開日 平成14年8月14日(2002.8.14)
出願番号 特願2001−22530(P2001−22530)
出願日 平成13年1月30日(2001.1.30)
代理人
発明者 高橋 安宏
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 難揮発性流体および/または不揮発性流体よりなる基材と、ゲル化剤および/または増粘剤から少なくともなるインキ逆流防止体において、1Hzの単振動で振幅が1Paの剪断応力を加えたときに生ずる歪みの振幅が0.05%以上、2%以下であることを特徴とするインキ逆流防止体。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、端部にペン先やインキ供給用導管を配した、内部に直接インキを充填する筒状のインキ収容管のペン先と反対側の開口部から前記インキが漏れ出すことを防ぐ目的で、インキ収容管内の開口部側のインキ界面に配置される、難揮発性流体および/または不揮発性流体よりなる基材と、ゲル化剤および/または増粘剤から少なくともなるインキ逆流防止体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】筒状のインキ収容管の端部にペン先やペン先へのインキ供給手段を配し、インキ収容管に直接インキを充填するペンにおいて、インキ収容管内が外気圧より低くなってインキがインキ収容管から出なくなることを防ぐために、インキ収容管内のインキに対してペン先の反対側を外気に開放する方法が知られている。しかし、インキがインキ収容管に直接充填されているペンにおいては、インキが重力によりインキ収容管内を移動できるため、ペンの向きによっては外気に開放されている部分からインキが漏れ出してしまうことがある。
【0003】このインキが漏れ出すことを防ぐために、特公昭31−4319号公報には、ペン先と反対側のインキ界面部分に基材のパラフィン油を金属石鹸で濃厚化したインキ逆流防止体や、ゼラチン、ゼリー、プラスチック等で増粘・ゲル化されたインキ逆流防止体を充填することが提案されている。また、特開平8−11481号公報においては基材のフタル酸エステルを脂環族飽和炭化水素樹脂と微粒子シリカで増粘したインキ逆流防止体が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】インキ逆流防止体はインキ収容管の開放部を通じて外気と接するため、経時的に減量することがないように難揮発性および/または不揮発性である必要がある。また、インキ逆流防止体はインキと直接に接するようにインキ収容管に充填されるため、インキと化学的に反応せず、溶解あるいは混入懸濁といったことが起こらない必要がある。
【0005】更に、インキ逆流防止体はインキ収容管の開放部からインキ収容管外へ流れ出さず、インキとインキ逆流防止体の比重差に起因する浮力などにより互いの位置が逆転することがない程度の流れ難さが必要である。且つ筆記によるインキ収容管内のインキ量の減少にあわせてペン先側に移動できるだけの流れ易さが必要である。しかし、上述の従来知られているインキ逆流防止体では、かならずしも満足できるものでなかった。即ち、インキ逆流防止体の増粘・ゲルの構造の強さが弱いとインキ収容管の開放部からインキ逆流防止体が流れ出したり、インキとインキ逆流防止体の比重差に起因する浮力などにより互いの位置が逆転することを防げず、インキ逆流防止体の構造の強さが強すぎると筆記によるインキ量の減少にあわせてインキ界面にインキ逆流防止体が追随できなく、インキ収容管内を負圧化したりインキ収容管内への空気混入によってペン先からのインキ吐出不良となったり、インキ残量の目視確認が困難となったりする問題となる。
【0006】また、特開2000−168291公報にはインキ逆流防止体の流動特性から製造ロット毎の性能バラツキを未然に防ぐ方法として、1sec-1〜200sec-1の剪断速度域の任意の2点以上の粘度測定結果から求めた非ニュートン粘性指数が0.3〜0.8のインキ逆流防止体が開示されている。しかしこのような方法により求められるインキ逆流防止体の物性値はインキ逆流防止体が流動している状況下での測定のため、通常使用されている状態であるような、インキ収容管内のインキ逆流防止体がほとんど動いていない状態での挙動を知ることが出来ない。すなわち、インキ収容管内に充填されているインキ逆流防止体は、未筆記時にはインキ収容管内で静止しており、筆記時でもゆっくりとインキ収容管内を移動はするがインキとインキ逆流防止体界面が維持されており、インキ逆流防止体内部の流動がほとんどない状態と考えられる。このような流動がほとんどない状態でのインキ逆流防止体の流れ難さと流れ易さの程度は流動がない状態で評価するべきと考えられ、上記の非ニュートン粘性指数により特定されるインキ逆流防止体の技術的な意味は不明である。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑み、インキ収容管の開放部からインキ収容管外へ流れ出さず、インキとインキ逆流防止体の位置が逆転することがない程度の流れ難さで、且つ筆記によるインキ量の減少にあわせてペン先側に移動するゆっくりした動きに追随できる程度の流れ易さを持ったインキ逆流防止体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、難揮発性流体および/または不揮発性流体よりなる基材と、ゲル化剤および/または増粘剤から少なくともなるインキ逆流防止体において、1Hzの単振動で振幅が1Paの剪断応力を加えたときに生ずる歪みの振幅が0.05%以上、2%以下であることを特徴とするインキ逆流防止体を要旨とする。
【0009】インキ逆流防止体の基材は、従来、インキ逆流防止体用基材として公知の材料が使用できる。また、インキ逆流防止体はインキと直接に接するようにインキ収容管に充填されるため、インキと化学的に反応せず、溶解あるいは混入懸濁といったことが起こりにくい必要があるため、水性インキ用インキ逆流防止体には油性または疎水性の基材を使用し、油性インキ用インキ逆流防止体には水性またはインキと極性の異なる油性の基材が使用される。さらに、インキとインキ逆流防止体の比重差に起因する浮力によりインキとインキ逆流防止体の位置が逆転することを防ぐためには、インキとインキ逆流防止体の比重差は小さい方が好ましい。インキとインキ逆流防止体の位置が逆転することを防ぐための基材の選定基準として比重は重要である。
【0010】これらのことより、基材として使用できる流体としては、例えばフタル酸ジ−2−エチルヘキシル(比重0.99)、フタル酸ジブチル(比重1.05)といったフタル酸エステル類、リン酸トリクレジル(比重1.175)といったリン酸エステル類、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル(比重0.93)やアジピン酸イソデシル(比重0.92)といったアジピン酸エステル類、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル(比重0.92)といったセバシン酸エステル類、トリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル(比重0.99)といったトリメリット酸エステル類、クエン酸トリエチル(比重1.14)やアセチルクエン酸トリブチル(比重1.04)といったクエン酸エステル類、エポキシ化大豆油(比重0.99)やエポキシ化アマニ油(比重1.04)といったエポキシ化植物油やエポキシ化脂肪酸エステル(比重0.92〜0.97)、ポリエステル系可塑剤(比重1.02〜1.12)のような可塑剤が挙げられる。また、ポリブテン(比重0.82〜0.90)、ポリブタジエン(比重0.90)、流動パラフィン(比重0.85〜0.90)、α−オレフィンオリゴマー(比重0.82〜0.85)といった液状オリゴマーや液状ゴムが挙げられ、ポリジメチルシリコーン(比重0.75〜1.00)、ポリエーテル変性シリコーン(比重1.00〜1.10)、フッ素変性シリコーン(比重1.25〜1.30)などのシリコーンオイルが挙げられ、パラフィン系・ナフテン系・アロマ系プロセスオイル(比重0.85〜1.05)やエクステンダーオイル等の鉱物油、植物油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ワセリン等の油脂類が挙げられ、ホスファロールNF46(比重1.76)、同NF68(比重1.78)、同NF100(比重1.79)(以上、大塚化学(株)製)などのフルオロアルコキシシクロトリホスファゼンが挙げられ、エンパラK43(塩素含有量42〜44%、比重1.12〜1.15)、同K45(塩素含有量44〜46%、比重1.15〜1.18)、同K47(塩素含有量47〜49%、比重1.19〜1.22)、同K50(塩素含有量50〜52%、比重1.23〜1.26)(以上、味の素(株)製)などの塩素化パラフィンが挙げられ、グリセリン(比重1.26)、エチレングリコール(比重1.12)、ジエリレングリコール(比重1.12)、トリエチレングリコール(比重1.13)、プロピレングリコール(比重1.04)、ジプロピレングリコール(比重1.03)などの多価アルコールやその誘導体が挙げられる。これらは1種もしくは2種以上、併用して使用できる。
【0011】本発明で使用されるゲル化剤および/または増粘剤は従来公知のものが使用できる。具体例としては、アエロジル(日本アエロジル(株)製)などの微粒子シリカ、ディスパロン305(楠本化成(株)製)などの水添ひまし油系のもの、ソロイド(三晶(株)製)などのセルロース系のもの、更に金属セッケン類、ベントナイト等が挙げられる。これらは1種もしくは2種以上、併用して使用できる。
【0012】更に、インキ収容管内壁へのインキ付着防止の為に、ソルビタン脂肪酸エステルやグリセリン脂肪酸エステルを用いたり、低温での筆記性低下防止の為にメタクリレートコポリマーを用いたり、その他、種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することもできる。尚、筆記具の形態にて使用されるインキ界面に配置された状態で、当該逆流防止体中に全部もしくは一部浸漬させて逆流防止体の界面形状を安定化させる浮子を配置することもできる。
【0013】本発明における歪みは以下の方法により求めることが出来る。インキ逆流防止体に周波数1Hzの単振動で振幅1Paの剪断応力を加える。この時生じる歪みも1Hzで単振動するため、その振幅を測定する。測定機としては市販の剪断応力コントロールタイプの回転系レオメーターにて測定出来る。回転系レオメーターによる測定は、測定ジグ間に測定試料を挟み測定ジグに加える回転力を振動させることにより生じる、測定ジグの振動する動きを測定し歪みを算出する。この測定方法では歪みが振動するため、粘度測定のように測定時間の経過でインキ逆流防止体に生じた歪みが累積され大きくなることがないため、測定によりインキ逆流防止体の構造を壊してしまうことがない。
【0014】測定ジグは、平行板と円錐の組み合わせが適している。これは平行板の垂線と円錐の回転軸が重なるもので、平行板と円錐の間にインキ逆流防止体を充填して測定する。平行板と円錐の組み合わせでは、インキ逆流防止体に生じる歪みが全域で同じになるため、本発明のように内部構造を壊さない測定に適している。これに対し、平行に配された円盤を測定ジグとするものや同軸二重円筒を測定ジグとするものはインキ逆流防止体全域で歪みが同じにならないため歪みの測定には向かない。
【0015】筆記具として使用される際に組み合わされて使用されるインキは、紙などの記録媒体上に画像を形成する目的で使用するもので、溶媒に溶質の着色材を溶解したものや、分散媒に分散質の着色材を分散したものがある。溶質の着色材としては水溶性・油溶性染料が知られており、分散質の着色材としては有機・無機顔料が知られている。染料としては、水溶性の酸性染料、直接染料、塩基性染料等のいずれも用いることができ、その具体としては、ジャパノールファストブラックDコンク(C.I.ダイレクトブラック17)、ウォーターブラック100L(同19)、ウォーターブラックL−200(同19)、ダイレクトファストブラックB(同22)、ダイレクトファストブラックAB(同32)、ダイレクトディープブラックEX(同38)、ダイレクトファストブラックコンク(同51)、カヤラススプラグレイVGN(同71)、カヤラスダイレクトブリリアントエローG(C.I.ダイレクトエロー4)、ダイレクトファストエロー5GL(同26)、アイゼンプリムラエローGCLH(同44)、ダイレクトファストエローR(同50)、アイゼンダイレクトファストレッドFH(C.I.ダイレクトレッド1)、ニッポンファストスカーレットGSX(同4)、ダイレクトファストスカーレット4BS(同23)、アイゼンダイレクトローデュリンBH(同31)、ダイレクトスカーレットB(同37)、カヤクダイレクトスカーレット3B(同39)、アイゼンプリムラピンク2BLH(同75)、スミライトレッドF3B(同80)、アイゼンプリムラレッド4BH(同81)、カヤラススプラルビンBL(同83)、カヤラスライトレッドF5G(同225)、カヤラスライトレッドF5B(同226)、カヤラスライトローズFR(同227)、ダイレクトスカイブルー6B(C.I.ダイレクトブルー1)、ダイレクトスカイブルー5B(同15)、スミライトスプラブルーBRRコンク(同71)、ダイボーゲンターコイズブルーS(同86)、ウォーターブルー#3(同86)、カヤラスターコイズブルーGL(同86)、カヤラススプラブルーFF2GL(同106)、カヤラススプラターコイズブルーFBL(同199)等の直接染料や、アシッドブルーブラック10B(C.I.アシッドブラック1)、ニグロシン(同2)、スミノールミリングブラック8BX(同24)、カヤノールミリングブラックVLG(同26)、スミノールファストブラックBRコンク(同31)、ミツイナイロンブラックGL(同52)、アイゼンオパールブラックWHエクストラコンク(同52)、スミランブラックWA(同52)、ラニルブラックBGエクストラコンク(同107)、カヤノールミリングブラックTLB(同109)、スミノールミリングブラックB(同109)、カヤノールミリングブラックTLR(同110)、アイゼンオパールブラックニューコンク(同119)、ウォーターブラック187−L(同154)、カヤクアシッドブリリアントフラビンFF(C.I.アシッドエロー7:1)、カヤシルエローGG(同17)、キシレンライトエロー2G140%(同17)、スミノールレベリングエローNR(同19)、ダイワタートラジン(同23)、カヤクタートラジン(同23)、スミノールファストエローR(同25)、ダイアシッドライトエロー2GP(同29)、スミノールミリングエローO(同38)、スミノールミリングエローMR(同42)、ウォーターエロー#6(同42)、カヤノールエローNFG(同49)、スミノールミリングエロー3G(同72)、スミノールファストエローG(同61)、スミノールミリングエローG(同78)、カヤノールエローN5G(同110)、スミノールミリングエロー4G200%(同141)、カヤノールエローNG(同135)、カヤノールミリングエロー5GW(同127)、カヤノールミリングエロー6GW(同142)、スミトモファストスカーレットA(C.I.アシッドレッド8)、カヤクシルクスカーレット(同9)、ソーラールビンエクストラ(同14)、ダイワニューコクシン(同18)、アイゼンボンソーRH(同26)、ダイワ赤色2号(同27)、スミノールレベリングブリリアントレッドS3B(同35)、カヤシルルビノール3GS(同37)、アイゼンエリスロシン(同51)、カヤクアシッドローダミンFB(同52)、スミノールレベリングルビノール3GP(同57)、ダイアシッドアリザリンルビノールF3G200%(同82)、アイゼンエオシンGH(同87)、ウォーターピンク#2(同92)、アイゼンアシッドフロキシンPB(同92)、ローズベンガル(同94)、カヤノールミリングスカーレットFGW(同111)、カヤノールミリングルビン3BW(同129)、スミノオールミリングブリリアントレッド3BNコンク(同131)、スミノールミリングブリリアントレッドBS(同138)、アイゼンオパールピンクBH(同186)、スミノールミリングブリリアントレッドBコンク(同249)、カヤクアシッドブリリアントレッド3BL(同254)、カヤクアシッドブリリドブリリアントレッドBL(同265)、カヤノールミリングレッドGW(同276)、ミツイアシッドバイオレット6BN(C.I.アシッドバイオレット15)、ミツイアシッドバイオレットBN(同17)、スミトモパテントピュアブルーVX(C.I.アシッドブルー1)、ウォーターブルー#106(同1)、パテントブルーAF(同7)、ウォーターブルー#9(同9)、ダイワ青色1号(同9)、スプラノールブルーB(同15)、オリエントソルブルブルーOBC(同22)、スミノールレベリングブルー4GL(同23)、ミツイナイロンファストブルーG(同25)、カヤシルブルーAGG(同40)、カヤシルブルーBR(同41)、ミツイアリザリンサフィロールSE(同43)、スミノールレベリングスカイブルーRエクストラコンク(同62)、ミツイナイロンファストスカイブルーB(同78)、スミトモブリリアントインドシアニン6Bh/c(同83)、サンドランシアニンN−6B350%(同90)、ウォーターブルー#115(同90)、オリエントソルブルブルーOBB(同93)、スミトモブリリアントブルー5G(同103)、カヤノールミリングウルトラスカイSE(同112)、カヤノールミリングシアニン5R(同113)、アイゼンオパールブルー2GLH(同158)、ダイワギニアグリーンB(C.I.アシッドグリーン3)、アシッドブリリアントミリンググリーンB(同9)、ダイワグリーン#70(同16)、カヤノールシアニングリーンG(同25)、スミノールミリンググリーンG(同27)等の酸性染料、アイゼンカチロンイエロー3GLH(C.I.ベーシックイエロー11)、アイゼンカチロンブリリアントイエロー5GLH(同13)、スミアクリルイエローE−3RD(同15)、マキシロンイエロー2RL(同19)、アストラゾンイエロー7GLL(同21)、カヤクリルゴールデンイエローGL−ED(同28)、アストラゾンイエロー5GL(同51)、アイゼンカチロンオレンジGLH(C.I.ベーシックオレンジ21)、アイゼンカチロンブラウン3GLH(同30)、ローダミン6GCP(C.I.ベーシックレッド1)、アイゼンアストラフロキシン(同12)、スミアクリルブリリアントレッドE−2B(同15)、アストラゾンレッドGTL(同18)、アイゼンカチロンブリリアントピンクBGH(同27)、マキシロンレッドGRL(同46)、アイゼンメチルバイオレット(C.I.ベーシックバイオレット1)、アイゼンクリスタルバイオレット(同3)、アイゼンローダミンB(同10)、アストラゾンブルーG(C.I.ベーシックブルー1)、アストラゾンブルーBG(同3)、メチレンブルー(同9)、マキシロンブルーGRL(同41)、アイゼンカチロンブルーBRLH(同54)、アイゼンダイヤモンドグリーンGH(C.I.ベーシックグリーン1)、アイゼンマラカイトグリーン(同4)、ビスマルクブラウンG(C.I.ベーシックブラウン1)等の塩基性染料が挙げられる。油溶性の染料としては、ローダミンBベース(C.I.45170B)、ソルダンレッド3R(C.I.21260)、メチルバイオレット2Bベース(C.I.42535B)、ビクトリアブルーF4R(C.I.42563B)、ニグロシンベースLK(C.I.50415)、バリファーストイエロー#3104(C.I.13900A)、バリファーストイエロー#3105(C.I.18690)、オリエント スピリットブラックAB(C.I.50415)、バリファーストブラック#3804(C.I.12195)、バリファーストイエロー#1109、バリファーストオレンジ#2210、バリファーストレッド#1320、バリファーストブルー#1605、バリファーストバイオレット#1701、スピロンブラック GMHスペシャル、スピロンイエローC−2GH、スピロンレッドC−GH、スピロンレッドC−BH、スピロンブルーBPNH、スピロンブルーC−RH、スピロンバイオレットC−RH、S.P.T.オレンジ6、S.P.T.ブルー−111等が挙げられる。
【0016】顔料ではアゾ系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料、建て染め染料系顔料、媒染染料系顔料、及び天然染料系顔料等の有機系顔料、黄土、バリウム黄、紺青、カドミウムレッド、硫酸バリウム、酸化チタン、弁柄、鉄黒、カーボンブラック等の無機顔料等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して使用することが出来る。具体例を挙げるとアニリンブラック(C.I.50440)、シアニンブラック、ナフトールエローS(C.I.10316)、ハンザエロー10G(C.I.11710)、ハンザエロー5G(C.I.11660),ハンザエロー3G(C.I.11670)、ハンザエローG(C.I.11680),ハンザエローGR(C.I.11730)、ハンザエローA(C.I.11735)、ハンザエローRN(C.I.11740)、ハンザエローR(C.I.12710)、ピグメントエローL(C.I.12720)、ベンジジンエロー(C.I.21090)、ベンジジンエローG(C.I.21095)、ベンジジンエローGR(C.I.21100)、パーマネントエローNCG(C.I.20040)、バルカンファストエロー5G(C.I.21220)、バルカンファストエローR(C.I.21135)、タートラジンレーキ(C.I.19140)、キノリンエローレーキ(C.I.47005)、アンスラゲンエロー6GL(C.I.60520)、パーマネントエローFGL、パーマネントエローH10G、パーマネントエローHR、アンスラピリミジンエロー(C.I.68420)、スダーンI(C.I.12055)、パーマネントオレンジ(C.I.12075)、リソールファストオレンジ(C.I.12125)、パーマネントオレンジGTR(C.I.12305)、ハンザエロー3R(C.I.11725)、バルカンファストオレンジGG(C.I.21165)、ベンジジンオレンジG(C.I.21110)、ペルシアンオレンジ(C.I.15510)、インダンスレンブリリアントオレンジGK(C.I.59305)、インダンスレンブリリアントオレンジRK(C.I.59105)、インダンスレンブリリアントオレンジGR(C.I.71105)、パーマネントブラウンFG(C.I.12480)、パラブラウン(C.I.12071)、パーマネントレッド4R(C.I.12120)、パラレッド(C.I.12070)、ファイヤーレッド(C.I.12085)、パラクロルオルトアニリンレッド(C.I.12090)、リソールファストスカーレット、ブリリアントファストスカーレット(C.I.12315)、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッドF2R(C.I.12310)、パーマネントレッドF4R(C.I.12335)、パーマネントレッドFRL(C.I.12440)、パーマネントレッドFRLL(C.I.12460),パーマネントレッドF4RH(C.I.12420)、ファストスカーレットVD、バルカンファストルビンB(C.I.12320)、バルカンファストピンクG(C.I.12330),ライトファストレッドトーナーB(C.I.12450)、ライトファストレッドトーナーR(C.I.12455)、パーマネントカーミンFB(C.I.12490)、ピラゾロンレッド(C.I.12120)、リソールレッド(C.I.15630)、レーキレッドC(C.I.15585)、レーキレッドD(C.I.15500)、アンソシンB(C.I.18030)、ブリリアントスカーレットG(C.I.15800)、リソールルビンGK(C.I.15825)、パーマネントレッドF5R(C.I.15865)、ブリリアントカーミン6B(C.I.15850)、ピグメントスカーレット3B(C.I.16105)、ボルドー5B(C.I.12170)、トルイジンマルーン(C.I.12350)、パーマネントボルドーF2R(C.I.12385)、ヘリオボルドーBL(C.I.14830)、ボルドー10B(C.I.15880)、ボンマルーンライト(C.I.15825)、ボンマルーンメジウム(C.I.15880)、エオシンレーキ(C.I.45380)、ローダミンレーキB(C.I.45170)、ローダミンレーキY(C.I.45160)、アリザリンレーキ(C.I.58000)、チオインジゴレッドB(C.I.73300)、チオインジゴマルーン(C.I.73385)、パーマネントレッドFGR(C.I.12370)、PVカーミンHR、ワッチングレッド,モノライトファストレッドYS(C.I.59300)、パーマネントレッドBL、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ(C.I.42535)、ジオキサジンバイオレット、アルカリブルーレーキ(C.I.42750A、C.I.42770A)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42090)、ピーコックブルーレーキ(C.I.42025)、ビクトリアブルーレーキ(C.I.44045)、フタロシアニンブルー(C.I.74160)、ファストスカイブルー(C.I.74180)、インダンスレンブルーRS(C.I.69800)、インダンスレンブルーBC(C.I.69825)、インジゴ(C.I.73000)、ピグメントグリーンB(C.I.10006)、ナフトールグリーンB(C.I.10020)、グリーンゴールド(C.I.12775)、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ(C.I.42000)、フタロシアニングリーン等が挙げられる。
【0017】顔料を使用する場合は、水性媒体に分散した水性インキベースを用いることもできる。具体的には、Fuji SP Black 8031、同8119、同8167、同8276、同8381、同8406、Fuji SP Red 5096、同5111、同5193、同5220、Fuji SP Bordeaux 5500、Fuji SP Blue 6062、同6133、同6134、同6401、Fuji SP Green 7051、Fuji SP Yellow 4060、同4178、Fuji SP Violet 9011、Fuji SP Pink 9524、同9527、Fuji SP Orange 534、FUji SP Brown 3074、FUJI SP RED 5543、同5544(以上、富士色素(株)製)、Emacol Black CN、Emacol Blue FBB、同FB、同KR、Emacol Green LXB、Emacol Violet BL、EmacolBrown 3101、Emacol Carmmine FB、EmacolRed BS、Emacol Orange R、Emacol Yellow FD、同IRN、同3601、同FGN、同GN、同GG、同F5G、同F7G、同10GN、同10G、Sandye Super Black K、同C、Sandye Super Grey B、Sandye Super Brown SB、同FRL、同RR、Sandye Super GreenL5G、同GXB、Sandye Super Navy Blue HRL、同GLL、同HB、同FBL−H、同FBL−160、同FBB、SandyeSuper Violet BL H/C、同BL、Sandye Super Bordeaux FR、Sandye Super Pink FBL、同F5B、Sandye Super Rubine FR、Sandye super Carmmine FB、Sandye Super Red FFG、同RR、同BS、Sandye Super Orange FL、同R、同BO、Sandye Gold Yellow 5GR、同R、同3R、Sandye Ywllow GG、同F3R、同IRC、同FGN、同GN、同GRS、同GSR−130、同GSN−130、同GSN、同10GN(以上、山陽色素(株)製)、Rio Fast Black Fx 8012、同8313、同8169、Rio Fast Red Fx 8209、同8172、Rio Fast Red S Fx 8315、同8316、Rio FastBlue Fx 8170、Rio Fast Blue FX 8170、Rio Fast Blue S Fx 8312、Rio Fast Green S Fx 8314(以上、東洋インキ(株)製)、NKW−2101、同2102、同2103、同2104、同2105、同2106、同2107、同2108、同2117、同2127、同2137、同2167、同2101P、同2102P、同2103P、同2104P、同2105P、同2106P、同2107P、同2108P、同2117P、同2127P、同2137P、同2167P、NKW−3002、同3003、同3004、同3005、同3007、同3077、同3008、同3402、同3404、同3405、同3407、同3408、同3477、同3602、同3603、同3604、同3605、同3607、同3677、同3608、同3702、同3703、同3704、同3705、同3777、同3708、同6013、同6038、同6559(以上、日本蛍光(株)製)、コスモカラーS 1000Fシリーズ(東洋ソーダ(株)製)、ビクトリアエロー G−11、同G−20、ビクトリアオレンジ G−16、同G−21、ビクトリアレッド G−19、同G−22、ビクトリアピンク G−17、同G−23、ビクトリアグリーン G−18、同G−24、ビクトリアブルー G−15、同G−25(以上、御国色素(株)製)、ポルックスPC5T1020、ポルックスブラックPC8T135、ポルックスレッドIT1030等のポルックスシリーズ(以上、住化カラー(株)製)などが挙げられるものであり、これらは1種又は2種以上選択して併用できるものである。
【0018】また、着色剤に顔料を用いた場合は顔料を安定に分散させるために分散剤を使用することは差し支えない。分散剤として従来一般に用いられている水溶性樹脂もしくは水可溶性樹脂や、アニオン系もしくは非イオン系の界面活性剤などの顔料の分散剤として用いられるものが使用できる。一例として、高分子分散剤として、リグニンスルホン酸塩、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩、などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。また、界面活性剤として、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。
【0019】インキにせん断減粘性を付与したり粘度を調整するものとして、各種高分子化合物を使用することもできる。例えば、架橋型ポリアクリル酸として、レオジック250H(日本純薬(株)製)、ジュンロンPW111(日本純薬(株)製)、Uジェリ・CP(昭和電工(株)製)、カーボポール934、同940、同941、同980、同981、同1342、同1382、同2984、同5984、同ETD2020、同ETD2050、EZ−1(B.F.Goodrich社製)等が挙げられる。アクリル酸メタクリル酸アルキル共重合体としてはペミュレンTR−1、同TR−2(B.F.Goodrich社製)等、ベントナイト等の粘土鉱物としてはベンゲルW−200U、同W−300U、同W−300HP(アニオン系ポリマー複合精製ベントナイト、(株)豊順洋行製)等、HPC−SL、同L、同M、同H(以上、日本曹達(株)製)、アビセルPH−101、同102、同301、同M06、TG−101(以上、旭化成(株)製)等のセルロース類、ケルザン、ケルザンS、ケルザンF、ケルザンAR、ケルザンM、ケルザンD(以上、三晶(株)製)、コージン、コージンF、コージンT、コージンK(以上、(株)興人製)等のキサンタンガム、レオザン(三唱(株)製)等のサクシノグルカン、K1A96(三唱(株)製)等のウエランガム、K1A112、K7C2433(以上、三唱(株)製)等のラムザンガム、ジャガー8111、同8600、同HP−8、同HP−60、CP−13(以上、三唱(株)製)等のグァーガム類、プルラン((株)林原商事製)等の水溶性多糖類、GX−205、NA−010(昭和電工(株)製)等のN−ビニルアセトアミド重合架橋物等の水溶性合成高分子、スメクトンSA(スメクタイト、クニミネ工業(株)製)、クニピア−F、クニピア−G(モンモリロナイト、クニミネ工業(株)製)、ベンゲルHV、同FW、同15、同23(ベントナイト、(株)豊順洋行製)、エスベン、同C、同W、同N400(4級アンモニウムカチオン変性モンモリロナイト、(株)豊順洋行製)等の無機粘土鉱物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、N−ビニルアセトアミド、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースが挙げられる。
【0020】これら着色剤を溶解又は分散する媒体としては、水の他に各種水溶性有機溶剤が、インキの乾燥防止、低温時での凍結防止などの目的で使用される。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,3−ブチレングリコール、2−ピロリドン等が使用できる。また、非水系では有機溶剤としてエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールモノノルマルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノノルマルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、等のグリコールエーテル系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等のグリコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロプル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−n−アミル、酢酸−2−エチルヘキシル、イソ酪酸イソブチル、乳酸エチル、乳酸−n−ブチル等のエステル系溶剤、ベンジルアルコール、β−フェニルエチルアルコール、α−メチルベンジルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、イソドデシルアルコール、イソトリデシルアルコール等のアルコール系溶剤等が使用可能であるが、特に、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル等の芳香族グリコールエーテルや、ベンジルアルコール、α−メチルベンジルアルコール、β−フェニルエチルアルコール等の芳香族アルコールが挙げられる。
【0021】着色材を紙面に定着させるためや硬化させるため等、各種樹脂を併用することもできる。具体的には、セラック、スチレンとマレイン酸又はそのエステルとの共重合体及びそのアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、スチレンとアクリル酸又はそのエステルとの共重合体及びそのアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、尿素樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルキルエーテル、クマロン−インデン樹脂、ポリテルペン、ロジン系樹脂やその水素添加物、ケトン樹脂、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物、フェノール樹脂などが挙げられる。
【0022】その他、上記各成分以外、従来、筆記具用のインキに用いられる種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することもできる。例えば、インキの蒸発防止のためにソルビット、キシリット等の糖アルコールを用いたり、筆記感を向上させるためにポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコールポリオキシプロピレングリコール、オレイン酸のアルカリ金属塩やアミン塩等の潤滑剤を用いたりすることができる。
【0023】さらに、アニオン系、非イオン系、カチオン系の各種界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の表面張力調整剤、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ベンゾイソチアザリン−3−オンなどの防腐防黴剤、ベンゾトリアゾール、エチレンジアミン四酢酸などの防錆剤、pH調整剤として水酸化ナトリウム、アルカノールアミン、アミン、アンモニウム等のアルカリ化剤なども用いることもできる。
【0024】筆記具として使用される時の形態として、インキ収容管の端部にペン先インキ供給手段が配されているものを使用する。インキ収容管はインキの残量を確認できるように透明又は半透明のものが多く用いられ、例えばポリエチレンやポリプロピレンがよく使用されているが、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の各種プラスチックや金属製のものもある。また、インキの内壁への付着を抑制するためなど、必要に応じてインキ収容管内面にシリコーン系やフッ素系の撥水・撥油剤を塗布することもできる。
【0025】筆記具のペン先としては、例えば、繊維集束体、先端弁塗付体、連通多孔質体、インキ通孔(溝)を有する合成樹脂押し出し成形体、ボールペンを使用することができる。ボールペンのチップとしてはボールホルダーに金属を使用した金属チップおよび主に合成樹脂を使用した樹脂チップを使用出来る。金属を使用したボールホルダーの材質としては、洋白、真鍮、ステンレス等一般的に使用されているものは使用可能である。また、主に合成樹脂からなるボールホルダーの主材料としては、一般成形用樹脂が使用でき、100%これら合成樹脂にて成型しても良い。具体的には、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ナイロン樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアクリレート樹脂等が使用でき、筆記感触の滑らかさや耐摩耗性からポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂が特に好ましい。これらの樹脂に各種の充填剤を潤滑性向上、耐摩耗性向上、強度向上等の目的で添加することが可能である。その充填剤の一例を挙げるとモリブデン、チタン酸カリウム、ガラス繊維、炭酸カルシウム、マイカ等が挙げられる。これらの充填剤の量は30%以下が好ましい。40%を超えて添加すると成型時に充填剤が偏って成形されチップの形状が損なわれる恐れがある。
【0026】ボールホルダーに把持するボール材質として一例を挙げると、タングステンカーバイドを主成分とした超硬、炭化珪素を主成分としたもの、ジルコニアを主成分としたもの等のボールが使用可能である。また、ボールペンとしてボールとボールホルダーとの間からインキが漏れ出すことを抑制するために、ボールホルダー内にコイルスプリング等の弾性体を配置してボールを外側に付勢し、ボールホルダーの内壁にボールを押し付けるものとすることもできる。
【0027】
【作用】何故、本発明によるインキ逆流防止体が、インキ収容管の開放部からインキ収容管外へ流れ出さず、インキとインキ逆流防止体の比重差に起因する浮力などによりインキとインキ逆流防止体の位置が逆転することがなく、且つ筆記によるインキ量の減少にあわせてペン先側に移動するゆっくりした動きに追随できるかは定かではないが以下のためと推察される。歪みが2%より大きいと、インキ逆流防止体内部の構造が壊れ易いため、インキ収容管の開放部からインキ収容管外へ流れ出したり、インキとインキ逆流防止体の位置が逆転することがおきる。また、歪みが0.05%より小さいと、加わる力に対してわずかしか変形移動できないため、筆記によるペン先側への移動がゆっくりすぎて、筆記に必要なインキの吐出量が得られず、筆跡が薄くなったり、かすれたりして良好な筆記が出来ない。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明する。
【0029】
実施例1 ポリブテンHV−15(ポリブテン、日本石油(株)製) 25.0重量部 エンパラK43 65.5重量部 レオパールKE(ゲル化増粘剤、デキストリン脂肪酸エステル、千葉製粉(株)製) 7.0重量部 アエロジルR972(ゲル化増粘剤、微粒子シリカ、一次粒子の平均粒子径16nm、日本アエロジル(株)製) 2.5重量部ポリブテンHV−15とエンパラK43を混合後、撹拌しながら120℃まで加熱する。120℃に保温し、撹拌しながらレオパールKE、アエロジルR972を添加し、撹拌混合する。均一に混合後、断熱容器に移し、一晩掛けて室温に冷却してインキ逆流防止体1を得た。
【0030】
実施例2 ポリブテンLV−50(ポリブテン、日本石油化学(株)製)48.5重量部 モービルSHF1003(α−オレフィノリゴマー、モービル・ケミカル・プロダクツ社製、米国) 48.5重量部 ベントン34(有機ベントナイト、RHEOX社製、米国) 2.5重量部 アエロジルR972 0.5重量部ポリブテンLV−50とモービルSHF1003を混合後、撹拌しながらアエロジルR972、ベントン34を添加し、撹拌混合する。均一に混合後、3本ロールミルに8回通して分散処理し、インキ逆流防止体2を得た。
【0031】
比較例1 ポリブテンHV−15(ポリブテン、日本石油(株)製) 25.0重量部 エンパラK43 63.5重量部 レオパールKE(ゲル化増粘剤、デキストリン脂肪酸エステル、千葉製粉(株)製) 9.0重量部 アエロジルR972(ゲル化増粘剤、微粒子シリカ、一次粒子の平均粒子径16nm、日本アエロジル(株)製) 2.5重量部ポリブテンHV−15とエンパラK43を混合後、撹拌しながら120℃まで加熱する。120℃に保温し、撹拌しながらレオパールKE、アエロジルR972を添加し、撹拌混合する。均一に混合後、5℃の恒温槽で5時間放置急冷後、室温放置して比較例1のインキ逆流防止体を得た。
【0032】比較例23本ロールミルに2回通して分散処理した以外は実施例1と同じ方法で、インキ逆流防止体4を得た。
【0033】以上、実施例1、2および比較例1、2で得たインキ逆流防止体を用いて歪み測定を行った。
歪み測定測定機CVO50 Rheometer(Bohiln Istruments社製、英国)に測定ジグ(直径40mm、平行板と円錐の側面とがなす角4°の円錐と平行板の組み合わせ)をセットし、円錐と平行板の間にインキ逆流防止体を充填する。インキ逆流防止体を25℃に保温して、1Hzの単振動で振幅1Paのせん断速度がインキ逆流防止体にかかるように円錐を単振動させる。この時の円錐の回転の動きからインキ逆流防止体に生じた歪みの振幅を測定した。結果を表1に記す。
【0034】
【表1】

【0035】
【発明の効果】実施例1、2および比較例1、2で得たインキ逆流防止体を用いた試験用ボールペンを作成し、筆記性試験および加熱放置試験を行った。
<インキ1> クロノスKR380(酸化チタン、チタン工業(株)製) 30.0重量部 ジョンクリルJ61J(スチレン−アクリル酸エステル共重合体のアンモニウム塩、ジョンソンポリマー(株)製) 17.0重量部 水 62.4重量部 エチレングリコール 5.0重量部 グリセリン 5.0重量部 ケルザンAR(キサンタンガム、三晶(株)製) 0.6重量部上記各成分中、ケルザンAR以外の各成分を混合し、ボールミルで24時間分散処理を行った後、ケルザンARを加えて1時間撹拌を行いインキ1を得た。
【0036】
<インキ2> ウォーターブラック187L(オリエント化学工業(株)製) 8.0重量部 ポリビニルピロリドンK−90 10.0重量部 エチレングリコール 15.0重量部 サンニックスPP−400(潤滑剤、三洋化成(株)製) 10.0重量部 水 57.0重量部上記各成分を混合、撹拌してインキ2を得た。
【0037】<試験用ボールペン1の作成>直径0.8mmのボール(材質:超硬)とステンレス製ボールペンチップとよりなるボールペンペン先を、内径3mmのポリプロピレン製インキ収容管にとりつけ、インキ1を長さ100mm、実施例1の逆流防止体を長さ15mm充填配置して試験用ボールペン1を得た。
【0038】<試験用ボールペン2の作成>実施例2の逆流防止体とインキ2を使用した以外は、実施例1と同様にして試験用ボールペン2を得た。
【0039】<試験用ボールペン3の作成>比較例1の逆流防止体を使用して、実施例1と同様に試験用ボールペン3を得た。
【0040】<試験用ボールペン4の作成>比較例2の逆流防止体を使用した以外は、実施例2と同様にして試験用ボールペン4を得た。
【0041】筆記性試験試験用ボールペン1〜4を用いて、400字詰め原稿用紙に文字を手書きし、1枚連続筆記後30分間放置を10回繰り返して、筆記状態およびインキとインキ逆流防止体の移動状態を観察した。
【0042】加熱放置試験試験用ボールペン1〜4をペン先を上、インキ収容管の開放部を下にした状態で固定し、50℃の恒温槽内で2週間放置後、インキ逆流防止体のインキ収容管開放部方向への流れ出し、およびインキとインキ逆流防止体の位置の逆転の有無を確認した。上記結果を表2に記す。
【0043】
【表2】

【0044】以上、詳述したように本発明によるインキ逆流防止体は、インキ収容管の開放部からインキ収容管外へ流れ出さず、インキとインキ逆流防止体の位置が逆転することがなく、且つ筆記によるインキ量の減少にあわせてペン先側に移動するゆっくりした動きに追随できる、極めて良好なものである。




 

 


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