JP2003136876A - ボールペン - Google Patents

ボールペン

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JP2003136876A
JP2003136876A JP2001335374A JP2001335374A JP2003136876A JP 2003136876 A JP2003136876 A JP 2003136876A JP 2001335374 A JP2001335374 A JP 2001335374A JP 2001335374 A JP2001335374 A JP 2001335374A JP 2003136876 A JP2003136876 A JP 2003136876A
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Japan
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ball
ink
ballpoint pen
pigment
water
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JP2001335374A
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Hiroshi Miyashita
裕志 宮下
Toshiyuki Wakae
敏行 若江
Hiroshi Ito
洋 伊東
Yoshiya Ueda
芳彌 上田
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Pentel Co Ltd
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Pentel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】平均粒子径が5〜100μmを有する着色材を
用いた水性インキを内蔵したボールペンの線飛び現象の
発生を防止する。 【解決手段】ボールペンペン先のボールは、材質が炭化
珪素の焼結体からなり、且つ、表面に形成されている孔
が深さ0.3μm〜1.0μm、平均孔径が1μm〜1
0μm、ボール上の孔の平均分布数が1個〜3個/50
μm2を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水性インキを直接
充填したインキ収容管に、ボールペンチップを装着した
ボールペンに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にボールペンの筆跡は、ボール表面
上に付着したインキを紙面に転写することによって得ら
れる。従って、連続に筆記した場合、ボールが円滑に回
転し続ければ均一で鮮明な筆跡が得られる。しかしなが
ら、潤滑性の悪いインキの場合、連続筆記するとボール
は円滑に回転しなくなることがあり、インキがなくとぎ
れた状態の筆跡が形成されてしまうことがあった。これ
を線飛び現象という。また、インキのボールに対する付
着力が低く、ボール表面上にインキが付着してない部分
があった場合にも筆跡の一部に欠損を生じ線飛び現象が
発生した状態の筆跡となる。線飛び現象の線飛びの程度
は、インキの種類によって異なる。一般に、水性インキ
は、油性インキに比較してインキの潤滑性が少ないた
め、筆記時にボールがスムースに回転せず、線飛び現象
が発生しやすい。このような線飛び現象を防止する手段
として、インキに潤滑性を付与する添加剤が多数提案さ
れている。カーボンブラックなど一般的な顔料を使用し
た、粘度が数mPa・sの水性インキを用いた場合は、
インキの流動性が大きく、滲みやすいので線飛びの程度
は少ないが、更に効果的な潤滑剤を配合せしめボールの
回転を円滑にすることによって線飛びは殆どなくなる。
また、一般的な顔料を使用した約1万mPa・s程の粘
度の高い水性インキを用いる場合にも効果的な潤滑剤で
線飛びを防止することは可能である。潤滑性を付与する
添加剤については、例えば、特開昭60−63265号
公報にはN−ビニル−2−ピロリドンのオリゴマーを添
加して成るボールペン用水性インキ組成物が開示されて
いる。また、特開昭60−238375号公報には、ジ
チオリン酸塩等を添加してインキに充分な潤滑性を与
え、高速筆記で線飛びを防止したボールペン用水性イン
キ組成物が開示されている。また、特開平05−271
603号公報にはジアルキルチオ尿素を配合して潤滑性
をもたせ、ステンレスチップでも線飛びしないボールペ
ン用水性顔料インキが開示されている。更に、ボールペ
ンのボールとして、ボール表面に微細な凹凸を形成し
た、所謂梨地ボールを使用することによって線飛びを抑
制することも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、5〜100μmの平均粒子径を有する顔料等の
粉体を用いた水性インキのような特殊インキを用いた場
合、線飛び現象の防止効果は不十分であった。例えば、
着色剤としてパール調の光沢や干渉効果を醸し出す、所
謂パール顔料と呼ばれるようなものは、平均粒子径が、
一般の顔料の10〜100倍以上の5〜100μmのも
のであり、更に、一般の顔料より比重が数倍大きいた
め、沈降を防止する目的から粘度を数千mPa・s以上
にする必要がある。その結果として、この種の水性イン
キはボールとのなじみが悪くなり、ボール表面上に均一
にインキが付着し難く、またボールの回転も円滑に行わ
れず、線飛び現象が著しくなることがあった。
【0004】本発明は、平均粒子径が5〜100μmを
有する顔料を用いても線飛び現象の発生しないボールペ
ンを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、水性イ
ンキを直接充填したインキ収容管に、ボールペンチップ
を装着したボールペンにおいて、前記水性インキが平均
粒子径が5〜100μmの粉体を少なくとも含むもので
あり、前記ボールペンチップのボールは、材質が炭化珪
素の焼結体からなり、且つ、このボールの表面に形成さ
れている孔が深さ0.3μm〜1.0μm、平均孔径が
1μm〜10μm、ボール上の孔の平均分布数が1個〜
3個/50μm2を有するものであるボールペンを要旨
とするものである。
【0006】
【作用】本発明に係わるボールペンは、表面に形成され
ている孔が深さ0.3μm〜1.0μm、平均孔径が1
μm〜10μm、ボール上の孔の平均分布数が1個〜3
個/50μm2を有する炭化珪素の焼結体製のボールを
用いているので、特定の粒子径の粉体を含むインキが孔
の中に入り、ボール表面に均一になじみ、その結果、線
飛びのない筆跡を与える。
【0007】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。添付図面
は、本発明に係わるボールペンの一実施例を示すもので
あって、本発明は、これに限定されるものではない。図
1において参照符号1は、ポリエチレン又はポリプロピ
レンなどの合成樹脂製の透明又は半透明なインキ収容管
である。このインキ収容管1の一端には、洋白製、ステ
ンレス製、真鍮製、樹脂製などのボールペンチップ2を
止着して、所謂ペン先を有するリフィルを構成してお
り、外装体である軸筒3及び尾栓4の中に収容配置され
ている。
【0008】インキ収容管1の内部には、水性インキ5
が収容されている。水性インキ5は、少なくとも5〜1
00μmの平均粒子径を有する粉体を含むものであり、
その他、水、増粘剤、分散剤とよりなる。必要に応じて
顔料、染料、水溶性有機溶剤、湿潤剤、防黴防腐剤、潤
滑剤などを含有したものである。粘度が3000mPa
・s以下となると5〜100μmの平均粒子径を有する
粉体が経時的に沈降する傾向にあり、30000mPa
・sを超えるとインキの追従性が悪くなる場合がある。
【0009】この水性インキ5の後端界面側には、この
水性インキ5と相溶しないインキ逆流防止剤6が、イン
キ界面に接触して収容配置されている。このインキ逆流
防止剤6は、主成分として炭化水素類より選ばれた難揮
発性有機液体又は不揮発性有機液体を、あるいはシリコ
ンオイルを主成分とし、これをゲル化したものである。
必要に応じてインキ収容管への付着を防止する目的で界
面活性剤等を併用しても良い。
【0010】参照符号7は、ポリエチレン、ポリエチレ
ンテレフタレートなどの合成樹脂製のキャップであり、
ボールペン本体である軸筒3に着脱自在となっている。
このキャップ7内部には、キャップ7を軸筒3に装着し
た際にボールペンチップ2の先端が埋没して、密封され
る弾性部材8を配置している。その形状については、特
に限定されない。
【0011】ボールペンチップ2は、要部拡大断面図で
ある図2に示すように、筆記部材としてのボール9とこ
のボール9を回転自在に抱持するボールホルダー10と
からなっており、ボールホルダー10の内孔に内方突出
部11を形成してボール9に対する後退規制をなすとと
もに、この内方突出部間に放射状溝12を形成してイン
キをボール9の周囲に流出させるものである。ボール9
は、炭化珪素の焼結体であり、且つ、表面に形成されて
いる孔が深さ0.3μm〜1.0μm、平均孔径が1μ
m〜10μm、ボール上の孔の平均分布数が1個〜3個
/50μm2を有するものであることが必要である。こ
のボール9を用いることによって、粒子径の大きい粉体
を含んだ粘度数千mPa・s以上のインキとボールとの
親和性が良くなり、その結果、インキはボールの表面上
に均一に付着し線飛び現象が防止できる。ボール表面の
孔の深さが0.3μm未満であるとインキとの親和性が
悪くなり線飛び現象が著しくなり、逆に1.0μmを超
えると親和性は非常に良くなるが、ボールの回転が抵抗
を受ける感触がでて書き味が悪くなる。また、平均孔径
が1μm未満ではインキとの親和性がなくなり著しく線
飛び現象が発生し、逆に10μmを超えると親和性は良
くなるが、ボールペンペン先のボールシート部の摩耗が
大きくなる。また、ボール上の孔の平均分布数が3個/
50μm2を超えると、ボールの回転が抵抗を受ける感
触がでて書き味が著しく悪くなる。なお、ボール3表面
に存在する孔については、単位面積当たりの孔の大きさ
の分布とその個数に基づき、高速汎用画像処理装置CS
C901(株式会社ファースト製)を用いて算出した。
なお、ボールペンチップ2の形状は、特に限定なく、砲
弾型、パイプ型など従来知られているものが使用でき
る。
【0012】実施例1 炭化珪素の焼結体で、表面の孔の深さが0.3μm、平
均孔径が2μm、孔の平均分布数が3個/50μm
2の、直径が0.8mmのボールと、ステンレス製のボ
ールペンチップをポリブチレンテレフタレート製のチッ
プホルダーにて、外径40mm、内径30mm、長さ1
25mmのポリプロピレン製インキ収容管1の一端に取
り付け、このインキ収容管に下記のインキを0.8g、
インキ逆流防止剤を0.1g充填した。このインキ収容
管をスチレン−アクリルニトリル共重合体製の軸筒に挿
入してボールペン本体を組立てた。このボールペン本体
に、内部にニトリルゴム製の弾性部材を、ボールペン本
体とキャップとが装着されている状態で、ボールペンチ
ップ2の先端が埋没して、ボールペンチップ先端よりの
インキの洩れだしを抑制し得るようにしたポリエチレン
テレフタレート製のキャップ本体を有するキャップ7を
止着してボールペンを得た。
【0013】 水性インキ1 パールグレイズMC−309(粒子径10〜60μm、日本光研工業株製) 10.0重量部 エチレングリコール 10.0重量部 グリセリン 10.0重量部 キサンタンガム(増粘剤) 1.0重量部 ジョンクリルJ775(定着剤、スチレン−アクリル共重合体エマルジョン、 ジョンソンポリマー(株)製) 10.0重量部 1,2−ベンゾイソチアゾリン−3−オン(防腐防黴剤) 0.2重量部 水 58.8重量部
【0014】実施例2 実施例1において、インキを下記の水性インキとした以
外は実施例1と同様になしてボールペンを得た。 水性インキ2 パールグレイズMV−100RF(粒子径10〜60μm、日本光研工業(株 )製) 15.0重量部 Sanday Super Black C(黒色着色材、山陽色素(株)製 ) 10.0重量部 エマルボンT−80(ポリオキシエチレンジグリセリンホウ酸エステルのオレ イン酸エステル、東邦化学工業(株)製) 2.5重量部 ジョンクリル450(スチレン−アクリル酸共重合物、ジョンソンポリマー( 株)製) 10.0重量部 アルカガム(増粘剤、伯東(株)製) 0.3重量部 エチレングリコール 15.0重量部 グリセリン 5.0重量部 1,2 −ベンゾイソチアゾリン−3−オン 0.2重量部 水 42.0重量部
【0015】実施例3 実施例1において、インキを下記の水性インキにした以
外は、実施例1と同様になしてボールペンを得た。 水性インキ3 エルジーGreen#325(緑色金属蒸着箔の破砕微小片、尾池工業(株) 製、粒子径44μm) 4.0重量部 Sandye Super Blue 1808(青色着色材、山陽色素(株 )製) 2.0重量部 ジョンクリル1535(定着剤、スチレン−アクリル共重合物、ジョンソンポ リマー(株)製) 10.0重量部 TL−10(分散剤、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート 、日光ケミカルズ(株)製) 1.0重量部 水 64.2重量部 エチレングリコール 10.0重量部 グリセリン 7.0重量部 1,2ベンゾイソチアゾリン−3−オン 0.2重量部 TSA739(消泡剤、シリコーン系エマルジョン、GE東芝シリコーン(株 )製) 0.2重量部 キサンタンガム 0.9重量部 トリエタノールアミン 0.5重量部
【0016】実施例4 実施例1において、平均孔径が10μmのボールを用い
た以外は実施例1と同様になしてボールペンを得た。
【0017】比較例1 実施例1において、平均孔径が11μmのボールを用い
た以外は実施例1と同様になしてボールペンを得た。
【0018】比較例2 実施例1において、平均孔径が0.5μmのボールを用
いた以外は実施例1と同様になしてボールペンを得た。
【0019】比較例3 実施例1において、ボールとして表面を梨地となした超
硬合金製のボールを用いた以外は実施例1と同様になし
てボールペンを得た。
【0020】比較例4 実施例2において、ボール上の孔の平均分布数が5個/
50μm2のボールを用いた以外は実施例2と同様にな
してボールペンを得た。
【0021】以上、実施例1〜4及び比較例1〜4で得
た各々のボールペンを用いて、螺旋筆記試験を行った。 螺旋筆記試験 上記試験サンプルを、自転式連続螺旋筆記試験機にて、
下記筆記条件でインキ使い切りまで筆記する(途中で筆
記不能となるものはその時点で終了)。筆記終了後、書
き始めから10mまでの筆跡の状態とインキ使い切り終
了時より前の10mの筆跡を目視観察し、筆記線の線飛
びした部分の個数を数えた。結果を表1に示す。 筆記条件 筆記用紙:上質紙(JIS P3201筆記用紙) 筆記条件:筆記速度、7cm/秒、筆記荷重、100
g、筆記角度70゜ 筆記試験機:自転式連続螺旋筆記試験機(MODEL
TS−4C−20精機工業研究所製)
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
ボールペンは、線飛びのない鮮明な筆跡を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の縦断図面。
【図2】ボールペンチップを示す要部断面図。
【符号の説明】
1 インキ収容管 2 ボールペンチップ 3 軸筒 4 尾栓 5 水性インキ 6 インキ逆流防止剤 7 キャップ 8 弾性部材 9 ボール 10 ボールホルダー 11 内方突出部 12 放射状溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 芳彌 埼玉県草加市吉町4−1−8 ぺんてる株 式会社草加工場内 Fターム(参考) 2C350 GA03 HA09 NA05 NA10 NA11 NC14 NC17 NC29 4J039 AB01 BA06 BA13 BA26 BE01 BE02 BE23 GA27

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性インキを直接充填したインキ収容管
    に、ボールペンチップを装着したボールペンにおいて、
    前記水性インキが平均粒子径が5〜100μmの粉体を
    少なくとも含むものであり、前記ボールペンチップのボ
    ールは、材質が炭化珪素の焼結体からなり、且つ、この
    ボールの表面に形成されている孔が深さ0.3μm〜
    1.0μm、平均孔径が1μm〜10μm、ボール上の
    孔の平均分布数が1個〜3個/50μm2を有するもの
    であるボールペン。
  2. 【請求項2】 前記粉体が表面に樹脂層を形成した金属
    箔を粉砕して得られた金属粉である請求項1に記載のボ
    ールペン。
  3. 【請求項3】 前記粉体が屈折率の異なる多重層を有す
    る顔料であることを特徴とする請求項1又は請求項2に
    記載のボールペン。
  4. 【請求項4】 前記屈折率の異なる多重層を有する顔料
    が、天然マイカまたは合成マイカに金属酸化物を被覆ま
    たは付着させた複合顔料であることを特徴とする請求項
    3に記載のボールペン。
  5. 【請求項5】 前記屈折率の異なる多重層を有する顔料
    が、被覆された酸化チタンの被覆率が43%以上65%
    以下である複合顔料であり、更に黒色系着色剤を少なく
    とも含むことを特徴とする請求項3ないし請求項4のい
    ずれかに記載のボールペン
  6. 【請求項6】 増粘剤として天然多糖類又はその誘導体
    を含有することを特徴とした請求項1ないし請求項5の
    いずれかに記載のボールペン。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009285971A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Kyocera Corp ボールペン用ボールおよびこれを用いた筆記具

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