JP2003019889A - ボールペンチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属蒸着層を含み、必要に応じて着色処理を
施した、大きさ８０〜２００μｍ、厚さ５μｍ以下の扁
平樹脂顔料を用いたゲルインクボールペンにおいて、筆
記距離も十分に長く、インクが漏れだしにくく、またボ
ールがボールハウスから飛び出しにくい、ボールペンチ
ップを提供する。 【解決手段】 金属蒸着層を含み、必要に応じて着色処
理を施した、大きさ８０〜２００μｍ、厚さ５μｍ以下
の扁平樹脂顔料と水と粘度調節剤とを含有しインクに用
いるリフィールである。ボール２の直径をφＡ、ボール
ハウス３の側面部１０の内径をφＢ、としたときに、
φＡ＋０．０８≦φＢ≦φＡ＋０．１２を満たすと共
に、ボール２が前後方向に８０〜１６０μｍの範囲で移
動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲルインクを用い
たボールペンチップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からゲルインクボールペンリフィー
ルには、種々のものが提供されている。例えば、筆記描
線に１つの描線中に３色以上の色相が発色可能、かつ光
輝感を持たせるため、着色樹脂フィルム表面に金属を蒸
着させ、更にその上に樹脂蒸着させた樹脂層と同様の樹
脂をコーティングして得られる積層構造のフィルムを粉
砕して得られた扁平樹脂顔料を含んだゲルインクボール
ペンに使用しているチップは、通常のゲルインクに用い
ているボールペンチップと寸法関係が何ら変わらない物
を使用していた。

【０００３】しかし、上述した扁平樹脂顔料を用いたゲ
ルインクは、筆記を行っていると、ボールペンチップの
先端部分、カシメ部分の隙間とボールハウスの側面部分
に扁平樹脂顔料が詰まってしまい、インクの通路が狭く
なってしまい、「カスレ」の発生による筆跡不良といっ
た不具合が生じてしまい、十分な「筆記距離」が確保で
きない欠点があった。

【０００４】解決方法としてボールペンチップのボール
ハウス内径を大きくすることやボールハウス内のボール
移動距離を大きくするとことが行われる。

【０００５】ただ、ボールペンチップのボールハウスの
内径をボールの直径に対して大きくするとキャップ、等
のペン先にシールがない状態でペン先を下向きにすると
「インクの垂れ」による不必要に地面を汚してしまい、
ボールハウス内のボールの移動距離を大きく設けると振
動、衝撃によりボールがボールハウスから飛び出してし
まうこともあった。すなわち、扁平樹脂顔料が含まれた
ゲルインクボールペンでは、「筆跡不良」を防止し、十
分な「筆記距離」を確保しつつも、「インク垂れ」や
「ボールの飛び出し」を防止することはきわめて困難な
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明のうち
請求項１及び請求項２に記載した発明は、ボールハウス
の内径をボールの直径に対して所定範囲内に形成すると
ともに、ボールハウス内のボール移動距離方向を所定範
囲内に形成することにより、インク詰まりによる「筆跡
不良」を防ぎ、「筆記距離」を十分に長くなるようにし
たゲルインクボールペンチップを提供することを目的と
する。

【０００７】

【発明を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、ボールハウスの
内径をボール直径に対して所定範囲内に形成すると共
に、ボールハウス内のボール移動距離方向を所定範囲内
に形成することにより、インク詰まりによる「筆跡不
良」を防ぎ、「筆記距離」も十分に長くできることを見
いだし、以下の発明を完成するに至った。

【０００８】

【発明の実施の形態】大きさ８０〜２００μｍ、厚さ５
μｍ以下の扁平樹脂顔料と水と粘度調節剤とを含有し、
上記扁平樹脂顔料が複数の色相であることを特徴とした
ゲルインクを収容するボールペンにおけるボールペンチ
ップはボールとボールを収納するためのボールハウス
と、その反ボールハウス側の端部からボールハウスまで
貫通するボールにインクを供給するためのインク誘導孔
とインク溝とを有し、ボールの直径をφＡ、側面部の内
径をφＢとしたときに、 φＡ＋０．０８≦φＢ≦φＡ＋０．１２ を満たすように形成したこと構造とする。

【０００９】また更に、ボールペンチップのボールは、
ボール把持室内で前後方向に８０〜１６０μｍの範囲で
移動可能で、かつ回転可能に保持した構造とする。

【００１０】本発明に用いる樹脂顔料は、扁平であるこ
とが必要であり、かつ、金属層を含み、大きさ８０〜２
００μｍ、厚さ５μｍ以下となることが必要である。本
発明において、用いる樹脂顔料は扁平の形状とすること
により、ボールペンに用いた場合にはインク流路から良
好に流出できるものとなり、扁平以外の形状、例えば、
球状、棒状などでは、ボールペンのインク流路から良好
に流出できないものとなり、好ましくない。なお、本発
明における「扁平」とは、鱗片状である（凹凸や高低が
少なくひらたい）ことを意味する。この扁平樹脂顔料に
金属層を含ませることにより、メタリック調やパール調
等の輝度感を呈する顔料とするものである。

【００１１】また、用いる扁平樹脂顔料の大きさが８０
μｍ未満では、個々の顔料粒子色相が判別できず、多彩
な光輝感が得られないものとなり、大きさが２００μｍ
を越えると、ボールペンのインク流路から流出できなか
ったり、顔料粒子の沈降が生じることとなり、好ましく
ない。更に、用いる扁平樹脂顔料の厚さが５μｍを越え
るものでは、ボールペンのインク流路から流出できなか
ったり、筆記の際の感触を損ねたりすることとなり、好
ましくない。好ましくは、用いる扁平樹脂顔料の大きさ
は９０〜１５０μｍ、厚さを１〜３μｍとすることが望
ましい。

【００１２】本発明に用いる上記扁平樹脂顔料は、例え
ば、ＰＰ、ＰＥ、ポリエステルなどの着色樹脂フィルム
表面に金、銀、アルミニウム、銅、ニッケル、スズ等か
ら選ばれる金属を蒸着させ、更に、その上に該蒸着させ
た樹脂層と同様の樹脂をコーティング処理して得られる
金属層を含む積層構造の樹脂フィルムを、粉砕処理し、
上記物性のものを選択することなどにより得られるもの
である。本発明において、上記樹脂フィルムの赤色の樹
脂フィルムを用い、金属蒸着層としてアルミニウム層と
した場合には、赤色の扁平樹脂顔料が得られ、同様に樹
脂フィルムの色を変えれば、青色、黄色、緑色、ピンク
色等の扁平樹脂顔料が得られ、また、無色（無着色）の
樹脂フィルムを用いれば、金属蒸着層の色、例えば、ア
ルミニウム蒸着層では銀色の扁平樹脂顔料が得られるこ
ととなる。これらの扁平樹脂顔料は、それぞれ単独で用
いても良いし、また、２種類（２色）以上を組み合わせ
て用いることができ、２色以上を組み合わせて用いた場
合には、後述するように一つの描線に複数色の鮮やかな
発色を可能とする描線が得られることとなる。

【００１３】本発明に用いる扁平樹脂顔料の含有量は、
インキ組成物全量に対して、０．１〜１０重量％、好ま
しくは、０．１〜８重量％、更に好ましくは、０．５〜
２重量％とすることが望ましい。この扁平樹脂顔料の含
有量が０．１重量％未満であると、描線の光輝感不足と
なり、また、１０重量％を越えると、ボールペンのイン
ク流路からの流出困難となり、好ましくない。

【００１４】本発明に用いる水溶性染料は、着色剤とし
て一般的に用いられる水溶性染料が自由に使用でき、例
えば、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料など
のいずれも用いることができる。直接染料としては、例
えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２
２、同３２、同３８、同５１、同７１、Ｃ．Ｉ．ダイレ
クトエロー４、同２６、同４４、同５０、Ｃ．Ｉ．ダイ
レクトレッド１、同４、同２３、同３１、同３７、同３
９、同７５、同８０、同８１、同８３、同２２５、同２
２６、同２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同１
５、同７１、同８６、同１０６、同１１９などが挙げら
れる。

【００１５】酸性染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシ
ッドブラック１、同２、同２４、同２６、同３１、同５
２、同１０７、同１０９、同１１０、同１１９、同１５
４、Ｃ．Ｉ．アシッドエロー７、同１７、同１９、同２
３、同２５、同２９、同３８、同４２、同４９、同６
１、同７２、同７８、同１１０、同１４１、同１２７、
同１３５、同１４２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、同
９、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３
７、同５１、同５２、同５７、同８２、同８７、同９
２、同９４、同１１５、同１２９、同１３１、同１３
８、同１８６、同２４９、同２５４、同２６５、同２７
６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、同１７、Ｃ．
Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、
同２３、同２５、同４０、同４１、同４３、同６２、同
７８、同８３、同９０、同９３、同１０３、同１１２、
同１１３、同１５８、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、同
９、同１６、同２５、同２７などが挙げられる。

【００１６】食用染料としては、その大部分が直接染料
又は酸性染料に含まれるが、含まれないものの一例とし
ては、Ｃ．Ｉ．フードエロー３が挙げられる。塩基性染
料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックエロー１、同
２、同２１、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ２、同１４、
同３２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、同２、同９、同
１４、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、同３、同
７、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシッ
クブラウン１２、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、同８
などが挙げられる。

【００１７】これらの水溶性染料は、それぞれ単独で用
いても良いし、また、２種類以上を組み合わせて用いる
ことができる。これらの水溶性染料の含有量は、インキ
組成物全量に対して０．０１〜２０重量％、好ましく
は、０．１〜１０重量％であることが望ましい。

【００１８】本発明のボールペン用水性インキ組成物
は、水を主溶媒とするが、水以外にも一般的に用いられ
るグリコール系、アミド系などの水溶性有機溶剤が使用
できる。グリコール系溶剤としては、例えば、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、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール、グ
リセリン、ジグリセリンなどが挙げられる。アミド系溶
剤としては、例えば、ジメチルフォルムアミド、２−ピ
ロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられ
る。これらの有機溶剤は、１種または２種以上組み合わ
せて用いることができる。

【００１９】有機溶剤は、水性インキとしての種々の品
質、例えば、低温時の凍結防止、キャップを取って放置
された際の乾燥防止などの目的で使用するもので、イン
キ中の含有量はインキ組成物全量に対して、１〜３０重
量％が好ましい。

【００２０】また、本発明のボールペン用水性インキ組
成物には、顔料の沈降防止、分散安定性の点から、ガム
系高分子、アクリル系高分子等の水溶性粘度調節剤が使
用される。ガム系高分子としては、例えば、トラガカン
トガム、グァーガム、ローカストビーンガム、キサンタ
ンガムなどなどが挙げられる。アクリル系高分子として
は、例えば、ポリアクリル酸やその架橋型共重合体、ポ
リアクリルアミドなどを使用することができる。

【００２１】これらの粘度調整剤の含有量は、インキ組
成物全量に対して、０．０１〜１０重量％であることが
好ましい。粘度調整剤種で含有量は異なり、アクリル系
合成高分子系では、０．１〜５重量％が好ましく、ガム
系高分子では、０．０５〜２重量％が好ましい。

【００２２】本発明のボールペン用水性インキ組成物に
は、本発明の効果を損なわない範囲内で、更にボールペ
ン用水性インキに用いられるその他の成分（任意成分）
を必要に応じて含有させることができる。

【００２３】用いることができるその他の成分として
は、例えば、アンモニア、尿素、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ
ポリ燐酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなど炭酸や燐酸の
アルカリ金属塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属
の水酸化物等のｐＨ調整剤、フェノール、ナトリウムオ
マジン、ペンタクロロフェノールナトリウム、１，２−
ベンズイソチアゾリン３−オン、２，３，５，６，−テ
トラクロロ−４（メチルスルフォニル）ピリジン、安息
香酸ナトリウムなどの安息香酸やソルビン酸、デヒドロ
酢酸のアルカリ金属塩、ベンズイミダゾール系化合物等
の防腐若しくは防黴剤、ベンゾトリアゾール、ジシクロ
ヘキシルアンモニウムナイトライト、ジイソプロピルア
ンモニウムナイトライト、トリルトリアゾール等の防錆
剤、カルボン酸やスルホン酸等から陰イオン界面活性
剤、アンモニゥム塩やアミン等からなる陽イオン界面活
性剤、その他両性界面活性剤や非イオン界面活性剤から
なる潤滑剤および湿潤剤、消泡剤などを適宜選択して使
用することができる。

【００２４】また、本発明に用いる水としては、精製
水、イオン交換水、純水など挙げられ、その含有量は、
上記各成分の合計含有量の残りの量（残部）となる。

【００２５】本発明のボールペン用水性インキ組成物を
製造するには、従来から知られているインキ製造の種々
の方法が採用できる。例えば、上記各成分を配合し、デ
ィゾルバー等の攪拌機により混合攪拌することによっ
て、またボールミルや三本ロール等によって混合粉砕し
た後、遠心分離や濾過によって、扁平樹脂顔料のうちの
粗大粒子及び未溶解物、混入固形物を取り除くことによ
って容易に得ることができる。また、本発明のボールペ
ン用水性インキ組成物の粘度は、顔料の分散安定、筆記
性の点から、２５℃において、２００〜３０００ｍＰａ
・ｓとすることが好ましい。なお、本発明（後述する実
施例等を含む）における粘度は、Ｅ型粘度計（ＴＯＫＩ
ＭＥＣ社製）により、測定した値である。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明をさ
らに詳しく説明する。まず最初に、図１について説明す
る。この図１は、ボールペンチップの先端部分の縦断面
図である。図において、ボールペンチップのボール保持
部１先端は、外径が先細のテーパ部５に形成され、その
先端側にはボールハウス３が形成してある。このボール
ハウス３の内部はボール２を保持するものであり、底面
部９にはボール２を支持するためのボール受け座８が形
成され、先端には内側に曲げたカシメ部４が設けられて
いる。そして、ボール受け座８、ボールハウス３の内周
面である側面部１０およびカシメ部４で、飛び出さない
ようにボール２を支持している。また前記ボール受け座
８の反先端部側には、インク誘導孔６と、インク溝７と
が設けられている。なお図中、ボール２の直径をφＡ、
側面部１０の直径をφＢ、ボール２の移動距離をＣとし
て示してある。後記の表１に、実施例１から実施例２０
まで及び比較例１から比較例２４までの各ボールペンリ
フィールの構成と、これらのボールペンリフィールの
「筆記距離」、「インク垂れ」、「ボール飛び」につい
ての評価をそれぞれ示す。ここで、実施例１から実施例
２０まで及び比較例１から比較例２４までの各ボールペ
ンリフィールは、「ボールハウス側面部の内径（φ
Ｂ）」と「ボールハウス内のボール移動距離（Ｃ）」が
それぞれ異なるように形成したものである。また、実施
例１から実施例２０まで及び比較例１から比較例２４ま
での各ボールペンリフィールは、ボールの材質を超硬合
金とし、ホルダーの材質をステンレスとし、ボールの直
径を１．０ｍｍとした。

【００２７】また、インクの組成は 食用赤１０４号：１．０重量％ 扁平樹脂顔料（厚み３μｍ、大きさ１００μｍ、アルミ
ニウム蒸着層）赤：０．５重量％ 扁平樹脂顔料（厚み３μｍ、大きさ１００μｍ、アルミ
ニウム蒸着層）青：０．５重量％ 扁平樹脂顔料（厚み３μｍ、大きさ１００μｍ、アルミ
ニウム蒸着層）黄：０．５重量％ 扁平樹脂顔料（厚み３μｍ、大きさ１００μｍ、アルミ
ニウム蒸着層）銀（樹脂層無着色）：０．５重量％ オレイン酸カリ石鹸：０．１重量％ フェノール：０．１重量％ キサンタンガム：０．５重量％ トリエタノールアミン：０．５重量％ エチレングリコール：２０重量％ 水：残量重量％ とした。

【００２８】また、「筆記距離」の試験は、まず、手書
きにて筆記可能であることを確認し、その後にＩＳＯ規
格１４１４５−１に準拠した自動筆記試験器を用い、 筆記速度：４．５ｍ／ｍｉｎ 筆記角度：６０゜ 筆記不可：０．９８Ｎ の条件で筆記不能になるまで行った。

【００２９】また、「筆記距離」の評価は、１０本のボ
ールペンリフィールについて行った上記試験の結果の平
均値を取り、 （イ）インクが完全になくなるまで筆記可能であった
→ 評価「Ａ」 （ロ）充填量の１／４未満のインクを残して筆記不能で
あった → 評価「Ｂ」 （ハ）充填量の１／４以上のインクを残して筆記不能と
なった → 評価「Ｃ」 とした。

【００３０】また、「インク垂れ」の試験はまず、手書
きにて筆記可能であることを確認し、その後にＩＳＯ規
格１４１４５−１に準拠した自動筆記試験器を用い、 筆記速度：４．５ｍ／ｍｉｎ 筆記角度：６０゜ 筆記不可：０．９８Ｎ の条件で１ｍ筆記を行った後、すぐにペン先を紙面等に
接触させず浮かして下向きに直立した状態で温度２５Ｃ
#、湿度６０％ＲＨで２４時間放置した。

【００３１】また、「インク垂れ」の評価は、チップ先
端からのインキの垂れの有無を目視で観察し、 （イ）ペン先からのインク垂れ無 → 評価「○」 （ロ）ペン先からのインク垂れ有 → 評価「×」 とした。

【００３２】また、「ボール飛び」の試験はボールペン
リフィールをペン先を上にしたまま、１．５ｍの高さか
らコンクリート板に向かって垂直落下させた。

【００３３】また、「ボール飛び」の評価は、１０本の
ボールペンリフィールについて上記試験を行い、 （イ）ボールハウスからボールが飛び出してしまったも
のが１本もなかった →評価「○」 （ロ）ボールハウスからボールが飛び出してしまったも
のが１本以上あった →評価「×」 とした。

【００３４】なお、表中、「仕上径−ボール径」は「ボ
ールの直径に対するボールハウスの側面部の内径差」を
「移動距離」は「ボールがボールハウス内で前後方向に
移動可能な距離」を「筆記距離」は「筆記距離の評価」
を「インク垂れ」は「インクの垂れの評価」を「ボール
飛び」は「ボールの飛び出しの評価」を、それぞれ示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】この表１によると、「仕上径−ボール径」
の値が０．０７ｍｍ以下であると、筆記距離に難があ
る。これは、扁平樹脂顔料の詰まりに起因するものと思
われる。また逆に、０．１３ｍｍ以上であると、インク
垂れが大きくなる。これは、間隙が大きくなりすぎたた
めであると思われる。更に、移動距離が０．０７ｍｍ以
下であると、筆記距離に難がある。これは、扁平樹脂顔
料の詰まりに起因するものと思われる。また逆に、０．
１７ｍｍ以上であると、インク垂れが大きくなる。これ
は、間隙が大きくなりすぎたためであると思われる。こ
こで興味深いのは、「仕上径−ボール径」と移動距離と
では、同一許容範囲でなく、異なっていることである。
これは、「仕上径−ボール径」方向は、垂直な周面部１
０間にボール２が位置しているものの、移動距離方向で
は、傾斜しているカシメ部４とボール受け８との間にボ
ール２が位置していることが原因であると考えられる。
このように、実施例１から実施例２０までの各ボールペ
ンリフィールは、「筆記距離」も十分長く、また、「イ
ンク垂れ」もなく、しかもボールハウスからボールが飛
び出しにくいボールペンリフィールを持ったチップとす
ることができるのである。

【００３７】一方、比較例１から比較例２２までの各ボ
ールペンリフィールは、「筆記距離」が短いか、「イン
ク垂れ」でインクが垂れ出るか、またはボールハウスか
らボールが飛び出しやすいかのいずれか１以上の欠点を
有するボールペンリフィールを持ったチップとなってし
まうのである。なお、以上の実施例ではボールの直径が
１．０ｍｍにもので説明したが、他の直径を有するボー
ルを用いた場合でも同様の傾向にあることを確認してい
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明のボールペンは前述したような構
成なので、扁平樹脂顔料を含有したゲルインクを収容し
たボールペンであっても、十分な筆記距離が確保され、
また、従来のボールペンと比較してもインク垂れが発生
せず、ボールがボールハウスからボールが飛び出ること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ボールペンチップの先端部分の縦断面図であ
る

【符号の説明】

φＡ ボールの直径 φＢ ボールハウスの直径 Ｃ ボールの移動距離 １ ボール保持部 ２ ボール ３ ボールハウス ４ カシメ部 ５ テーパ部 ６ インク誘導孔 ７ インク溝 ８ ボール受け座 ９ 底面部 １０ 側面部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属蒸着層を含み、必要に応じて着色処理
   を施した、大きさ８０〜２００μｍ、厚さ５μｍ以下の
   扁平樹脂顔料と水と粘度調節剤とを含有したインクを用
   い、 前記インクを収納するインク貯蔵管と、このインク貯蔵
   管の一方側に固定したチップを供えたボールペンリフィ
   ールにおいて、 前記チップは、ボールと、このボールを保持するための
   ホルダーとを備え、 前記ホルダーは、その反インク貯蔵管側の端部近辺に設
   けた、ボールを収納するためのボールハウスと、その反
   ボールハウス側の端部からボールハウスまで貫通する、
   ボールにインクを供給するためのインク誘導孔を有し、 前記ボールハウスは、円筒状の側面部と、インク誘導孔
   側へ向けて内径を次第に小さくする円錐状の底面部とを
   有し、ボールの直径をφＡ、側面部の内径をφＢ、とし
   たときに、 φＡ＋０．０８≦φＢ≦φＡ＋０．１２ を満たすように形成すると共に、 ボールはボールハウス内で前後方向に８０〜１６０μｍ
   の範囲で移動可能で、かつ回転可能に保持したことを特
   徴とするボールペンチップ
2. 【請求項２】扁平樹脂顔料が複数の色相を有するように
   形成したことを特徴とする請求項１記載のボールペンチ
   ップ。