JP2002036775A - ボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非吸収面に対してもなめらかに筆記ができ、
鮮明な筆跡を筆記できるボールペンを提供すること。 【解決手段】 ポリアセタール製のボールペン先を一端
に取り付けたインキ収容管に、インキと、このインキ逆
流防止体とを直接充填してなるボールペンにおいて、前
記インキはアルコール可溶染料と筆跡乾燥剤と炭素数５
以下のアルコール系溶剤とを少なくとも含むものであ
り、更にその粘度が１０〜２００ｍＰａ・ｓであり、ま
た、前記逆流防止体は、炭素数５以下のアルコール系溶
剤の透過防止能を有するものであることを特徴とするボ
ールペン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック、フ
ィルム、金属などのようなインキ非吸収面に滑らかに筆
記ができ、鮮明な筆跡が得られるボールペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールペン先を一端に取り付けたインキ
収容管に、インキと、このインキの逆流防止体とを充填
してなるボールペンは良く知られている。インキは、水
性系と油性系とに大別され、いずれも着色剤と溶剤と増
粘剤とを含むものである。

【０００３】着色剤は染料や顔料が用いられる。溶剤
は、水性系インキの場合、水及び水溶性有機溶剤が用い
られ、油性系インキの場合、有機溶剤が用いられる。そ
して、増粘剤は、水性系インキの場合、水溶性樹脂が用
いられ、油性系のインキの場合、油溶性樹脂が用いられ
る。

【０００４】油性系インキに用いられる有機溶剤は、通
常、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、へキシレングリコール等のグリコー
ル系溶剤、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、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ヘキシ
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、ジ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フ
ェニルエーテル、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ブチルエーテル、
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
コールモノノルマルブチルエーテル、トリプロピレング
リコールモノフェニルエーテル等のセロソルブ系溶剤、
ベンジルアルコール、α−メチルベンジルアルコール等
の芳香族アルコール系溶剤及びプロピレングリコールメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセ
テートなどの高沸点有機溶剤を用いている。これは、イ
ンキ中の有機溶剤の蒸発による筆跡のかすれや筆記不能
といった不具合の発生を防止するためである。

【０００５】インキ粘度は通常、１０００〜３００００
ｍＰａ・ｓといった高粘度のものを使用している。上記
粘度にするために一般にフェノール樹脂、ケトン樹脂、
ロジン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂
が用いられる。これは、インキ収容管にインキを直接充
填した場合、粘度の低いインキでは、インキがペン先
や、インキ収容管の開口端から漏れだしてしまうためで
ある。ところが、インキの種類によっては５００〜１０
００ｍＰａ・ｓといった中粘度のものを使用する必要が
あり、このような場合、インキの漏れを防止するため
に、インキの後端に不揮発性高粘度流体であるインキの
逆流防止体を充填することも行われている。なお、この
インキの逆流防止体は、水性インキと併用する場合、イ
ンキの漏れを防止するだけでなく、インキ中の溶剤が蒸
発することを防止する作用を持たせることもなされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなボールペ
ンでは、非吸収面に筆記できないことである。筆記時、
被筆記体として、ＯＨＰ用フィルムやプラスティック
板、又は、ガラス、金属などのようなインキを吸収しな
いものを使用することもある。即ち、ＯＨＰフィルム、
プラスティック、ガラス、金属などの非吸収面は、通常
筆記する紙面に比べ、堅く滑らかな表面を持つことが特
徴であり、このため、特に一般によく使用されている金
属製（真鍮製もしくはステンレス製が多い）のボールペ
ン先を使用しているボールペンで筆記しようとすると、
ボールペン先のボールが滑って、インキが被筆記面に転
写され難いという問題があり、しかも、仮にインキが有
る程度転写された場合、上記ボールペンインキは非吸収
面上における乾燥性が極めて低く、触れたものを汚して
しまうという問題があったためである。

【０００７】このような被筆記体に筆記する筆記具は、
一般に油性マーカータイプのフェルトペン先などを用い
た筆記具が使用される。これは、上記問題を有するボー
ルペンに比較して、前記油性マーカータイプのフェルト
ペン先などを用いた筆記具は、ボールの回転によりイン
キを転写するボールペンと異なり、ペン先内の毛細管を
通じてインキが吐出されるために非吸収面に筆記するこ
とができ、更に、インキは有機溶剤を使用しているため
筆跡の乾燥も速いため触れたものを汚す恐れが小さいた
めである。

【０００８】しかしながら、ボールペンによる筆跡は、
細い筆跡を得られ、長期間使用しても筆跡幅が変化しな
いという長所を有しているので、非吸収面に筆記可能な
ボールペンに対する市場の要望は大きいものがあった。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑み、非吸収面に対
してもなめらかに筆記ができ、鮮明な筆跡を筆記できる
ボールペンを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリアセター
ル製のボールペン先を一端に取り付けたインキ収容管
に、インキと、このインキの逆流防止体とを直接充填し
てなるボールペンにおいて、前記インキはアルコール可
溶染料と筆跡乾燥剤と炭素数５以下のアルコール系溶剤
とを少なくとも含むものであり、更にその粘度が１０〜
２００ｍＰａ・ｓであり、また、前記逆流防止体は、炭
素数５以下のアルコール系溶剤の透過防止能を有するも
のであることを特徴とするボールペンを要旨とする。

【００１１】以下、詳細に説明する。ボールペンペン先
は、ボールと、これを保持するボールペンチップとより
構成されている。本発明のボールペンは、ボールペンチ
ップとしてポリアセタール製のボールペンチップを用い
ることが必要である。ボールには、ルビーやタングステ
ンカーバイト、超硬などを用いることができる。ボール
ペンチップの構造や寸法及びボールの表面状体や寸法
は、使用するインキの吐出量を確保できるという条件さ
え満たせば問題なく使用できる。

【００１２】上記ボールペンチップを取り付けるインキ
収容管は、インキの残量を確認できるよう透明、または
半透明のものが多く用いられ、例えばポリエチレンやポ
ロプロピレンのものが良く知られている。また必要に応
じてインキ収容管は真ちゅう等の金属のものを用いるこ
ともできる。更に必要に応じて、収容管の内部にはシリ
コン系やフッ素系の撥水・撥油剤を塗布することもでき
る。

【００１３】インキは筆跡となるものであり、アルコー
ル可溶染料と筆跡乾燥剤とアルコール系溶剤とを少なく
とも含み、更にその粘度が１０〜２００ｍＰａ・Ｓ（Ｂ
型粘度計、ＢＬロータ、１ｒｐｍ、２５℃）である必要
がある。

【００１４】アルコール可溶型染料は着色剤として用い
る。これは、一般的に油性インキに使用される有機溶剤
は臭気や毒性が高いなど人体に対する安全性が問題とな
り、近年臭気や毒性が低い炭素数５以下の脂肪族アルコ
−ル、特に安全性の高いエチルアルコールを油性インキ
の溶剤として用いることが要求されている為である。例
えばニグロシン系染料、オイル染料、造塩タイプ油溶性
染料、含金属錯塩染料、塩基性染料などが挙げられる。
具体的には、ニグロシンベ−スＥＥ、同ＥＥＬ、同Ｅ
Ｘ、同ＥＸＢＰ、同ＥＢ、オイルイエロー１０１、同１
０７、オイルピンク３１２、オイルブラウンＢＢ、同Ｇ
Ｒ、オイルグリーンＢＧ、オイルブルー６１３、同ＢＯ
Ｓ オイルブラックＨＢＢ、同８６０、同ＢＳ、バリフ
ァストイエロー１１０１、同１１０５、同３１０８、同
４１２０、バリファストオレンジ２２１０、同３２０
９、同３２１０、バリファストレッド１３０６、同１３
０８、同１３５５、同１３６０、同２３０３、同２３２
０、同３３０４、同３３０６、同３３２０、バリファス
トピンク２３１０Ｎ、バリファストブラウン２４０２、
同３４０５、バリファストグリーン１５０１、バリファ
ストブルー１６０３、同１６０５、同１６０７、同１６
３１、同２６０６、同２６１０、同２６２０、バリファ
ストバイオレット１７０１、同１７０２、バリファスト
ブラック１８０２、同１８０７、同３８０４、同３８０
６，同３８０８、同３８１０、同３８２０、同３８３
０、スピリットレッド１０２、オスピーイエローＲＹ、
ＲＯＢ−Ｂ、ＭＶＢ３、ＳＰブルー１０５（以上、オリ
エント化学工業（株）製）、アイゼンスピロンイエロー
３ＲＨ、同ＧＲＬＨスペシャル、同Ｃ−２ＧＨ、同Ｃ−
ＧＮＨ、アイゼンスピロンオレンジ２ＲＨ、同ＧＲＨコ
ンクスペシャル、アイゼンスピロンレッドＧＥＨ、同Ｂ
ＥＨ、同ＧＲＬＨスペシャル、同Ｃ−ＧＨ、同Ｃ−Ｂ
Ｈ、アイゼンスピロンバイオレットＲＨ、同Ｃ−ＲＨ、
アイゼンスピロンブラウンＢＨコンク、同ＲＨ、アイゼ
ンスピロンマホガニーＲＨ、アイゼンスピロンブルーＧ
ＮＨ、同２ＢＮＨ、同Ｃ−ＲＨ、同ＢＰＮＨ、アイゼン
スピロングリーンＣ−ＧＨ、同３ＧＮＨスペシャル、ア
イゼンスピロンブラックＢＮＨ、同ＭＨ、同ＲＬＨ、同
ＧＭＨスペシャル、同ＢＨスペシャル、Ｓ．Ｂ．Ｎ．オ
レンジ７０３、Ｓ．Ｂ．Ｎ．バイオレット５１０、同５
２１、Ｓ．Ｐ．Ｔ．オレンジ６、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１
１１、ＳＯＴピンク１、ＳＯＴブルー４、ＳＯＴブラッ
ク１、同６、同１０、同１２、１３リキッド、アイゼン
ローダミンＢベース、アイゼンメチルバイオレットベー
ス、アイゼンビクトリアブルーＢベース（以上、保土谷
化学工業（株）製）、オイルイエローＣＨ、オイルピン
ク３３０、オイルブルー８Ｂ、オイルブラックＳ、同Ｆ
ＳスペシャルＡ、同２０２０、同１０９、同２１５、Ａ
Ｌイエロー１１０６Ｄ、同３１０１、ＡＬレッド２３０
８、ネオスーパーイエローＣ−１３１、同Ｃ−１３２、
同Ｃ−１３４、ネオスーパーオレンジＣ−２３３、ネオ
スーパーレッドＣ−４３１、ネオスーパーブルーＣ−５
５５、ネオスーパーブラウンＣ−７３２、同Ｃ−７３３
（以上、中央合成化学（株）製）、オレオゾールファス
トイエロー２Ｇ、同ＧＣＮ、オレオゾールファストオレ
ンジＧＬ、オレオゾールファストレッドＢＬ、同ＲＬ
（以上、田岡化学工業（株）製）、サビニールイエロー
２ＧＬＳ、同ＲＬＳ、同２ＲＬＳ、サビニールオレンジ
ＲＬＳ、サビニールファイアレッドＧＬＳ、サビニール
レッド３ＢＬＳ、サビニールピンク６ＢＬＳ、サビニー
ルブルーＲＮ、同ＧＬＳ、サビニールグリーン２ＧＬ
Ｓ、サビニールブラウンＧＬＳ（以上、サンド社製、ス
イス国）、マゼンタＳＰ２４７％、クリスタルバイオレ
ット１０Ｂ２５０％、マラカイトグリーンクリスタルコ
ンク、ブリリアントグリーンクリスタルＨ９０％、スピ
リットソルブルレッド６４８４３（以上、ホリディ社
製、英国）、ネプチューンレッドベース５４３、ネプチ
ューンブルーベース６３４、ネプチューンバイオレット
ベース６０４、バソニールレッド５４０、バソニールバ
イオレット６００（以上、ＢＡＳＦ社製、独国）などが
挙げられる。

【００１５】筆跡乾燥剤は、筆跡の乾燥を促進するため
に用いるものであって、脂肪酸金属塩（ただし、金属は
コバルト、マンガン、鉛、亜鉛、カルシウム、ジルコニ
ウム、ビスマス、セレン或いはチタンである）が好まし
く、特にナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト及びナフテ
ン酸マンガンが好ましい、筆跡乾燥剤はインキ全量に対
して、０．０１〜５重量部で使用されることが好まし
く、特０．０１〜２重量部が好ましい。

【００１６】炭素数５以下のアルコール系溶剤は、溶剤
として使用するものであり、メタノール、エタノール、
ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブ
タノール，イソブタノール、ノルマルペンタノール、イ
ソペンタノール等の１種もしくは２種以上混合して用い
ることができ、その添加量はインキ全量に対し、５〜９
５重量％が好ましい。

【００１７】本インキの粘度は１０〜２００ｍＰａ・ｓ
（Ｂ型粘度計 ＢＬローター １ｒｐｍ ２５℃）であ
ることが必要である。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場
合、被筆記面上でインキのはじきが発生し、連続した筆
跡が得られないとか、筆跡幅が一定でない等といった問
題があり、２００ｍＰａ・ｓを越えた場合、インキ収容
管内のインキがボールに転写しなかったり、インキの粘
度が高いため、インキ吐出時にインキの追従が間に合わ
ず結果として筆記できないという問題がある。インキの
粘度を１０〜２００ｍＰａ・ｓに調節するには着色剤の
使用量を調整したり、上記成分以外必要に応じて用い
る、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルアルコール等の増粘剤の使用量を調整したりす
る。尚、各種活性剤、定着剤などの種々の添加剤を適宜
選択して使用可能である。

【００１８】逆流防止体は、インキ漏れ防止及びインキ
の中の炭素数５以下のアルコール系溶剤の蒸発防止のた
めに用いるものであって、炭素数５以下のアルコール系
溶剤の透過防止能を有する揮発性溶剤あるいは難揮発性
溶剤である基材よりなるものであることが必要である。
不揮発性溶剤あるいは難揮発性溶剤である基材として
は、ポリブテン、流動パラフィン、スピンドル油、塩素
化パラフィン、αオレフィンオリゴマー、エチレンαオ
レフィン等が挙げられる。上記機基材単独では粘度が低
い場合、増粘剤やゲル化剤を併用して粘度を調整するこ
とが必要である。増粘剤やゲル化剤としては、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）など等のセル
ロース系のもの、レオパール（千葉製粉（株）製）など
のデキストリン系のもの、更に金属石鹸類、ベントナイ
ト等が挙げられる。尚、インキの逆流防止体の粘度は１
００００〜２０００００ｍＰａ・ｓ（Ｅ型粘度計、ＳＴ
ロータ、１ｒｐｍ、２５℃）が好ましい。

【００１９】

【作用】本発明のボールペンは、ポリアセタール製ボー
ルペン先を使用しており、このポリアセタール製ボール
ペン先は、金属ボールペン先と比較して弾力性に富むこ
とから、筆記時にボールに伝わってくる筆記圧力をその
弾力性で緩衝する事で、適度にボールペン先とボールと
の間に摩擦を生じさせ、ボールが回転することが可能に
なり、その結果インキがボールから転写され筆記が可能
になる。また、インキとして、アルコール可溶染料と筆
跡乾燥剤とアルコール系溶剤とを少なくとも含み、粘度
が１０〜２００ｍＰａ・ｓのものを使用しているので、
非吸収面に筆記したときの筆跡の乾燥性が極めて早く、
触れたものを汚すこともない。

【００２０】

【実施例】 インキ配合例１ ニグロシンベースＥＸ（染料、オリエント（株）製） ３５．０重量部 ナフテン酸鉛 １．８重量部 エタノール ４０．０重量部 ノルマルプロパノール １３．２重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） １０．０重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ１となした。このイン
キ１の粘度は１０ｍＰａ・ｓであった。

【００２１】 インキ配合例２ ソルベントレッド８（染料） １５．０重量部 ソルベントイエロー２１（染料） １０．０重量部 ナフテン酸鉛 １．２重量部 エタノール ３３．８重量部 ベンジルアルコール ２９．５重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） ５．０重量部 デンカブチラールＰＶＢ＃３０００−２（粘度調整剤、電気化学工業（株）製 ） ５．０重量部 ニッコールデカグリン５−Ｓ（潤滑剤、日本サーファクタント（株）製） ０．５重量部 上記成分を、拌混合してインキ２となした。このインキ
２の粘度は５０ｍＰａ・ｓであった。

【００２２】 インキ配合例３ ソルベントブルー（染料） ２０．０重量部 ナフテン酸コバルト ２．２重量部 エタノール ３０．０重量部 エチルセロソルブ ２２．８重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） １０．０重量部 クラレポバールＰＶＡ２０３（粘度調節剤、（株）クラレ製） １５．０重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ３となした。このイン
キ３の粘度は８０ｍＰａ・ｓであった。

【００２３】 インキ配合例４ ソルベントグリーン３（染料） ４０．０重量部 ナフテン酸マンガン ２．５重量部 エタノール ２０．０重量部 イソプロパノール １７．５重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） ２０．０重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ４となした。このイン
キ４の粘度は１５０ｍＰａ・ｓであった。

【００２４】 インキ配合例５ ニグロシンベースＥＸ（染料、オリエント（株）製） ３５．０重量部 エタノール ４０．０重量部 ノルマルプロパノール １５．０重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） １０．０重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ５となした。このイン
キ５の粘度は８ｍＰａ・ｓであった。

【００２５】 インキ配合例６ ニグロシンベースＥＸ（染料、オリエント（株）製） ３５．０重量部 ナフテン酸鉛 １．８重量部 エタノール １０．０重量部 ノルマルプロパノール １３．２重量部 ガムロジンＷＷ（定着樹脂、ハリマ化成（株）製） ２０．０重量部 デンカブチラールＰＶＢ＃３０００−２（粘度調整剤、電気化学工業（株）製 ） ２０．０重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ６となした。このイン
キ６の粘度は３００ｍＰａ・ｓであった。

【００２６】 インキ配合例７ ニグロシンベースＥＸ（染料、オリエント（株）製） ３５．０重量部 ナフテン酸鉛 １．８重量部 ノルマルヘプタン ６３．２重量部 上記成分を、撹拌混合してインキ７となした。但し、イ
ンキ７は染料が溶解不良のため製造後分離が発生した。

【００２７】 インキの逆流防止体 ポリブテン３Ｎ（日本油脂（株）製、ポリブテン） ８０重量部 アエロジルＲ９７２（日本アエロジル（株）製、微粒子シリカ）２０重量部 上記成分を混合撹拌してインキの逆流防止体となした。

【００２８】ペン先 ペン先１として、超硬製の直径０．５ｍｍボールとポリ
アセタール製ボールペンチップとよりなるものを用い
た。ペン先２として、超硬製の直径０．５ｍｍボールと
ステンレス製ボールペンチップとよりなるものを用い
た。

【００２９】インキ収容管 内径３．０ｍｍ、長さ１２５ｍｍの透明なポリプロピレ
ン製円筒を用いた。

【００３０】実施例１〜４、比較例１〜５を表１に示す
組み合わせで作成した。なお、実施例１〜４、比較例１
〜５のボールペンの作成にあたって、インキ収容管に各
インキを０．８ｇ充填し、更にインキの上に上記インキ
の逆流防止体を０．１ｇ充填した後、遠心処理を行っ
た。

【００３１】

【表１】

【００３２】上記、実施例１〜４、比較例１〜５のボー
ルペンについて筆記特性、筆跡の鮮明さ、筆跡の乾燥性
について試験を行った。結果を表２、３に示す。

【００３３】筆記特性試験 試験方法：実施例１〜４、比較例１〜５のボールペンを
用いて、ＯＨＰ用シート、ステンレス板、ガラス板の各
被筆記面に直線を筆記した。（筆記速度：１０ｃｍ／３
秒） 評価：筆記できた距離を測定し、全体に対する割合を算
出し、パーセントで表示する。

【００３４】筆跡鮮明性試験 試験方法：筆記製試験と同様の方法で、ＯＨＰシートに
筆記し、筆跡の５カ所の筆跡幅を測定して平均値を算出
する。更に、筆跡を目視判定する。 評価： 筆跡幅：筆跡幅が０．２〜０．３ｍｍの場合１００％
とし、０．２未満の場合は０．３ｍｍに対する割合を％
で表示する。 筆跡状態：○；濃い均一な筆跡 ×；カスレや切れのある筆跡

【００３５】筆跡乾燥性試験 試験方法：筆記性試験と同様の方法でＯＨＰ用シートに
筆記し、筆跡の上に他のＯＨＰ用シートを載せたときに
筆跡の転写が無くなるまでの時間を測定した。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よるボールペンは、インキ非吸収面をもつ被筆記体に対
しても、ボールペン先より滑らかに筆記ができ、鮮明な
筆跡を筆記できるボールペンを提供することができるも
のである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアセタール製のボールペン先を一端
   に取り付けたインキ収容管に、インキと、このインキの
   逆流防止体とを直接充填してなるボールペンにおいて、
   前記インキはアルコール可溶染料と筆跡乾燥剤と炭素数
   ５以下のアルコール系溶剤とを少なくとも含むものであ
   り、更にその粘度が１０〜２００ｍＰａ・ｓであり、ま
   た、前記逆流防止体は、炭素数５以下のアルコール系溶
   剤の透過防止能を有するものであることを特徴とするボ
   ールペン。
2. 【請求項２】 筆跡乾燥剤がナフテン酸鉛、ナフテン酸
   コバルト及びナフテン酸マンガンからなる群より選ばれ
   る少なくとも一種である請求項１記載のボールペン。