JP4656950B2 - 筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスのような非吸収面に筆記することができる筆記具に関する。

ボールペンは、紙面上をボールが回転することによって、インキ収容管に収容されたイ
ンキが当該ボールに転写し、このボールに転写されたインキが紙面上に転写して、インキ
流出が可能であった（たとえば、特許文献１、特許文献２）。

特開平９−３１５０８１（第３頁第４欄第４〜６行） 特開平８−１９２５９４（第１１頁第１９欄第７〜８行）

しかし、ボールの回転は、紙のような吸収面（＝表面が非平滑な面）に対する筆記の抵
抗により実現され、これによってインキが流出する。ガラスのような非吸収面（表面が平
滑な面）では筆記の抵抗がほとんどなく、それによるボールの回転が起こり難くインキは
流出し難い。一方、非吸収面に書けるようにするには粘度を低くすることが考えられるが
、そうすれば布などの吸収面上で滲むことから、吸収面及び非吸収面のいずれの面にも筆
記できるようにするにはこの相反する性能を両立させる必要がある。

本発明の課題は、ガラスのような非吸収面に筆記することができ、なおかつ布滲みがな
い油性の筆記具を提供するところにある。

上記課題を解決するため鋭意検討したところ、非吸収面でのインキの流出をボールの攪
拌乃至回転による機構ではなく、ボールをチップ先の蓋代わりとなる弁体として構成し、
このボール弁の開閉によりインキをスムーズに流出させながらインキ洩れを生じさせない
バネ入りチップを採用した。またこのボール弁の開閉による流出にともなって非吸収面で
の筆記可能な粘度、また布に筆記しても筆跡がにじまない粘度、さらにはインキをスムー
ズに流出させながらインキ洩れを生じさせない粘度を検討し、更に筆跡の乾燥が早く、非
吸収面に対する定着性にも優れるインキを開発した。

本発明は、ペン先と当該ペン先を一端に取り付けたインキ収容管を有する筆記具であっ
て、
上記ペン先は、チップ内に内蔵するスプリングによって１０〜４０ｇのばね強度で付
勢されたボール弁がチップ先端の把持部の内縁に密接した構成を備えており、
前記インキ収容管内には、２０℃、２０ｒｐｍでの粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ（Ｅ
ＬＤ型粘度計 １°３４’コーン）であり、かつニュートン流体である油性インキ組成物
が充填されており、
上記油性インキ組成物が、有機溶剤、アルコール可溶染料及び樹脂を含み、
上記有機溶剤が、グリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から
選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇを超え
る有機溶剤を主溶剤として含む、筆記具である。

これにより、ガラスのような非吸収面に対して前記ばね強度に抗してボール弁の密接状
態を解除して筆記すると、インキ収容管に貯蔵された前記油性インキが前記チップと前記
ボール弁の隙間から良好に流出し、即座に乾燥して、ガラスのような非吸収面にでも定着
し、良好に筆記することができる。また、布などの吸収面に筆記しても布滲みがない。

（有機溶剤Ａ）
本発明で用いられる有機溶剤Ａは、本発明で用いられる油性インキにおいて主溶剤（有
機溶剤全量中５０重量％以上を構成する有機溶剤）を構成するものであり、インキの組成
物を溶解または分散し、流動性を与え、筆記後はすばやく乾燥することが望まれる。具体
的にはグリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又
は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇを超えるものが好まし
い。具体的にはエチルアルコール、プロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルが最適である。

有機溶剤Ａは、インキ全量１００重量部に対して４０〜９５重量部、好ましくは５０〜
８５重量部である。有機溶剤Ａが４０重量部未満の場合、インキの粘度の上昇によってペ
ンからインキの流出が不良となり、また筆記時のかすれが発生し易い。有機溶剤Ａが９５
重量部を超えると、インキの粘度の低下によってペンからのインキ洩れや吸収面での滲み
が発生し易い。

（有機溶剤Ｂ）
本発明で用いられる有機溶剤Ｂとしては、筆跡の乾燥を若干遅らせ、乾燥が速いことで
起こる白化現象を防ぐことが望まれる。具体的には、グリコールエーテル系有機溶剤及び
アルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の
蒸気圧が１．０ｍｍＨｇ以下のものが好ましい。

グリコールエーテル系有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール（＜０．７）、
エチレングリコールモノブチルエーテル（＜０．７）、１，３−オクチレングリコール（
＜０．０１）、ジエチレングリコール（＜０．１）、ジエチレングリコールジブチルエー
テル（０．０１）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（＜１．０）、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテルアセタート（＜０．１）、ジエチレングリコールモノブチ
ルエーテル（＜０．１）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタート（＜０．
０１）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（０．２）、ジプロピレングリコール
モノメチルエーテル（＜０．０１）、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル（０．
３）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（＜０．０６）、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル（＜０．１）、テトラエチレングリコール（０．０１）、トリグ
リコールジクロリド（０．０３）、１，３−ブタンジオール（０．０６）、ヘキシレング
リコール（０．０５）、１，５−ペンタンジオール（＜０．０１）、トリプロピレングリ
コールメチルエーテル（０．０２）、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（０．６
０）、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（０．０６）、トリプロピレングリコ
ールｎ−ブチルエーテル（＜０．０１）、プロピレングリコールジアセテート（＜０．１
）、プロピレングリコールフェニルエーテル（＜０．０１）等が挙げられる。

アルコール系有機溶剤としては、２−エチルヘキサノール（０．３６）、２−オクタノ
ール（＜１．０）、ｎ−オクタノール（＜１．０）、ｎ−デカノール（＜１．０）、テト
ラヒドロフリフリルアルコール（＜１．０）、α−テルピネオール（＜１．０）、２，６
−ジメチル−４−ヘプタノール（０．３）、フリフリルアルコール（＜１．０）、ｎ−ヘ
キサノール（＜１．０）、２−ヘプタノール（１．０）、ｎ−ヘプタノール（＜１．０）
、ベンジルアルコール（＜１．０）等が挙げられる。

中でも、ジプロピレングリコールメチルエーテル（０．４５）、トリプロピレングリコ
ールメチルエーテル（０．０２）、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（０．６０
）、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（０．０６）、トリプロピレングリコー
ルｎ−ブチルエーテル（＜０．０１）、プロピレングリコールジアセテート（＜０．１）
、プロピレングリコールフェニルエーテル（＜０．０１）が好適に用いることができる。

なお、上記の括弧内は２０℃の蒸気圧（ｍｍＨｇ）を示している。

有機溶剤Ｂは、インキ全量１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは１〜１０
重量部である。有機溶剤Ｂが１重量部未満の場合、非吸収面での筆跡の白化現象発生し易
い。有機溶剤Ｂが２０重量部を超える場合、筆跡の速乾性が低下する。

（樹脂）
本発明で用いられる樹脂としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの有
機溶剤に可溶であり、インキ自体を安定に保ち、且つ、筆跡の定着性に付与することが望
まれる。具体的には、油溶性樹脂が好ましく、ビニル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂
、アクリロニトリル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ホルマリン樹脂、ケトン樹脂、ポ
リアミド樹脂、マレイン酸樹脂、クロマン樹脂、脂環族樹脂、ロジンエステル、天然樹脂
エステル、セルロース系樹脂、シェラック樹脂、ロジン樹脂、フェノール樹脂、石油系樹
脂が挙げられる。中でも、フェノール樹脂、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂が好適である
。これらの樹脂は１種若しくは２種以上を混合して用いることができる。

上記樹脂は、インキ全量１００重量部に対して１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重
量部である。上記樹脂が１重量部未満の場合、インキ粘度低下によるペンからのインキ洩
れや吸収面での滲みが発生し易い。また、筆跡の定着性が低下し、耐水性が低下する。上
記樹脂が５０重量部を超える場合、インキの粘度の上昇によりペンからのインキ流出の不
良や筆記時のかすれが発生し易い。

（アルコール可溶染料）
本発明で用いられるアルコール可溶染料としては、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルなどの有機溶剤に可溶であることが好ましいが、不溶でも、他媒体（活性剤、脂肪
酸等）によって可溶であり、筆跡に鮮やかな発色を与える染料でも用いることができる。
具体的には、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、
カルボニウム染料、キノンイミソ染料、メチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロ
ソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタリイミド染料、ペリノン染料、ニ
グロシン染料が挙げられる。これらの染料は１種若しくは２種以上を混合して用いること
ができる。

上記染料は、インキ全量１００重量部に対して１〜３０重量部、好ましくは５〜１５重
量部である。上記染料が１重量部未満の場合、インキの粘度の低下によりペンからのイン
キ洩れや吸収面での滲みが発生し易く、また筆跡の発色が低下し易い。上記染料が３０重
量部を超えると、インキの粘度の上昇によりペンからのインキの流出不良や筆記時のかす
れが発生し易い。またプロピレングリコールモノメチルエーテルなどの有機溶剤Ａに対す
る溶解性が低下する。

（助剤）
本発明で用いられる助剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの有機
溶剤に可溶であり、主に非吸収面に筆記する際に筆跡でのスリップ性向上が望まれる。こ
のような助剤として、例えば、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤を用いること
ができ、特にシリコン系界面活性剤が好適である。上記助剤は、インキ全量１００重量部
に対して０．０１〜５重量部、好ましくは０．２５〜１重量部である。上記助剤が０．０
１重量部未満の場合、筆跡のスリップ性の低下に伴う筆跡の定着性が低下する。上記助剤
が５重量部を超える場合、インキの表面張力低下によるペンからのインキ洩れや吸収面で
の滲みが発生し易い。

（その他の添加剤）
その他、必要に応じて、インキに表面張力を低下させる活性剤（レベリング剤等）など
を添加することができる。
また、染料としてニグロシン染料を使用する際は、上記の有機溶剤に溶解困難の為、脂肪
酸若しくはそれの溶解能のある活性剤を有機溶剤と共に用いることが好ましい。また、必
要に応じてキャップオフ剤等の筆記性及び筆記性能向上のため添加剤を使用することがで
きる。

（油性インキの調製）
表１に示す組成で次の方法によって実施例及び比較例の油性インキを調製した。まず、
有機溶剤Ａ及び有機溶剤Ｂをぞれぞれ秤量し、混合し、攪拌する。この混合された有機溶
剤Ａ、Ｂに熱（４０〜５０℃）をかけ、攪拌しながら樹脂を徐々に投入する。次に、前記
樹脂が有機溶剤に完全に溶解したら、そのまま熱（４０〜５０℃）をかけ攪拌しながら染
料を投入する。前記染料が溶解したら常温に戻し、常温に戻ったら、攪拌しながらシリコ
ン系活性剤を徐々に投入する。そして適度に攪拌して、実施例及び比較例の油性インキ組
成物を得る。

表中の原料は下記のとおり。
染料（ニグロシン染料）： 商品名「オイルブラックＳＦ」 中央合成化学社製
染料（Sol.Red 18）： 商品名「オイルレッドＴＲ−７１」 中央合成化学社製
染料（Sol.Blue 35）： 商品名「オイルブルーＢＡ」 中央合成化学社製
オレイン酸： 商品名「オレインサンＤ−１００」 新日本理化社製
アルキルフェノール樹脂： 商品名「タマノル５１０」 荒川化学工業社製
マレイン酸樹脂： 商品名「マルキードＮｏ．３３」 荒川化学工業社製
アルキルフェノール変性キシレン樹脂： 商品名「ニカノールＨＰ−１００」 三菱瓦
斯化学社製
安息香酸蔗糖エステル： 商品名「モノペットＳＢ」 第一工業化学社製
プロピレングリコールモノメチルエーテル： 商品名「ダウアノールＰＭ」 ダウ・ケ
ミカル社製
プロピレングリコールノルマルブチルエーテル： 商品名「ダウアノールＰｎＢ」 ダ
ウ・ケミカル社製
エチルアルコール ：試薬
シリコン系界面活性剤： 商品名「グラノール１１５」 共栄社化学社製
ポリカルボン酸： 商品名「チクゾール Ｋ−１３０Ｂ」 共栄社化学社製

次に、図１に示すような、ペン先１を継ぎ手２を介して一端に取り付けたインキ収容管
３を有する筆記具を作成した。なお、ペン先１は、チップ４内に内蔵するスプリング５に
よって、表１記載のバネ強度により付勢されたボール弁６がチップ先端の把持部７の内縁
に密接した構成を備えている。そして、上記収容管３には表１に示す組成の油性インキ８
が充填されている。なお、図１において、スプリング５は両側が概略表示されているがそ
の間については図示の如く省略されている。９は油性インキ８の流出に伴ってインキ収容
管３内を当該油性インキに追随してペン先側に移動するフォロアである。

各実施例及び各比較例に係る油性インキが充填された筆記具を、以下の試験により評価
した。
＜評価＞
非吸収面筆記：実施例及び比較例に係るインキが充填された筆記具を用い、筆記具をガ
ラス板上に押し当てて筆記し、筆記できるかどうかを目視で確認した。

《評価》
○：問題なく筆記可能
△：筆記可能であるが、筆跡が途切れる乃至はスムーズに筆記できない
×：筆記出来ない
滲み：実施例及び比較例に係るインキが充填された筆記具を用い、布（コットン）上に
筆記した。筆跡が滲むかどうかを目視で確認した。

《評価》
○：滲まない
△：若干滲む
×：非常に滲む

白化現象：既述の通り、実施例及び比較例に係るインキが充填された筆記具を用い、ガ
ラス板上に押し当てて筆記した際に、筆跡の状態を目視で確認した。
《評価》
有：筆跡が白っぽく、つやがない
無：インキの色が鮮やかで、つやがある筆跡

表１により、チップ内に内蔵するスプリングによって１０〜４０ｇのばね強度で付勢さ
れたボール弁がチップ先端の把持部の内縁に密接した構成を備えており、インキ収容管内
に、２０℃、２０ｒｐｍでの粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ型粘度計 １°３４’
コーン）であり、かつニュートン流体である油性インキ組成物が充填された表１に示す実
施例の筆記具であれば、ガラスのような非吸収面に対して前記ばね強度に抗してボール弁
の密接状態を解除して筆記すると、インキ収容管に貯蔵された前記油性インキが前記チッ
プと前記ボール弁の隙間から良好に流出し、即座に乾燥して、ガラスのような非吸収面に
でも定着し、良好に筆記することができる。また、布などの吸収面に筆記しても布滲みが
ない。また液洩れすることもない。

本発明は、ガラスのような非吸収面用の筆記具として利用することができる。

本発明に係る筆記具の要部拡大概略断面図である。

符号の説明

１ ペン先
２ 継ぎ手
３ インキ収容管
４ チップ
５ スプリング
６ ボール弁
７ 把持部
８ 油性インキ
９ フォロア

Claims (3)

1. ペン先と当該ペン先を一端に取り付けたインキ収容管を有する筆記具であって、
   上記ペン先は、チップ内に内蔵するスプリングによって１０〜４０ｇのばね強度で付勢されたボール弁がチップ先端の把持部の内縁に密接した構成を備えており、
   前記インキ収容管内には、２０℃、２０ｒｐｍでの粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ型粘度計 １°３４’コーン）であり、かつニュートン流体である油性インキ組成物が充填されており、
   上記油性インキ組成物が、有機溶剤Ａ、有機溶剤Ｂ、アルコール可溶染料及び樹脂を含み、
   上記有機溶剤Ａが、グリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇを超える有機溶剤を主溶剤として含み、
   前記有機溶剤Ｂが、グリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇ以下の有機溶剤を、インキ全量１００重量部に対して１〜１０重量部含有し、
   ２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇ以下の前記有機溶剤として、
   ジプロピレングリコールメチルエーテル、
   プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   プロピレングリコールジアセテート、
   プロピレングリコールフェニルエーテルから選ばれる、
   筆記具。
2. 前記主溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルアルコール及びプロピルアルコールの群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤である、請求項１記載の筆記具。
3. ペン先と当該ペン先を一端に取り付けたインキ収容管を有する筆記具であって、
   上記ペン先は、チップ内に内蔵するスプリングによって１０〜４０ｇのばね強度で付勢されたボール弁がチップ先端の把持部の内縁に密接した構成を備えており、
   前記インキ収容管内には、２０℃、２０ｒｐｍでの粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ型粘度計 １°３４’コーン）であり、かつニュートン流体である油性インキ組成物が充填されており、
   上記油性インキ組成物は、有機溶剤Ａ、有機溶剤Ｂ、アルコール可溶染料及び樹脂を含有しており、
   上記油性インキ組成物全量１００重量部に対して、
   ａ）前記有機溶剤Ａとして、グリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤であって、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇを超える有機溶剤 ４０〜９５重量部
   ｂ）前記有機溶剤Ｂとして、２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇ以下の、グリコールエーテル系有機溶剤及びアルコール系有機溶剤の群から選ばれる１種又は２種以上の有機溶剤 １〜２０重量部、
   ｃ）アルコール可溶染料 １〜３０重量部
   ｄ）樹脂 １〜５０重量部
   を含み、
   ２０℃の蒸気圧が１．０ｍｍＨｇ以下の前記有機溶剤Ｂとして、
   ジプロピレングリコールメチルエーテル、
   プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、
   プロピレングリコールジアセテート、
   プロピレングリコールフェニルエーテルから選ばれる、
   筆記具。
   
   
   

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