JP6553373B2 - 油性ボールペンレフィル及びそれを用いた油性ボールペン - Google Patents
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Description
「1.インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して装着し、着色剤、有機溶剤、樹脂を含む油性ボールペン用インキ組成物を収容してなる油性ボールペンレフィルであって、前記油性ボールペンレフィルの筆記距離100mあたりのインキ消費量をM(mg)、前記ボール径をR(mm)とした場合、40≦M/R≦100の関係であり、かつ、20℃、剪断速度5sec−1におけるインキ粘度をV(Pa・s)、筆記荷重100(gf)、筆記角度70°において筆記した時の平均筆記抵抗値をF(gf)とした場合、0.1≦F/V≦3.0の関係であることを特徴とする油性ボールペンレフィル。
2.前記ボールペンチップのボールの軸方向の移動量が、5〜20μ mであることを特徴とする第1項に記載の油性ボールペンレフィル。
3.前記ボールの表面の算術平均粗さが、0.1〜15nmであることを特徴とする第1項または第2項に記載の油性ボールペンレフィル。
4.前記着色剤が染料のみからなることを特徴とする第1項ないし第3項のいずれか第1項に記載の油性ボールペンレフィル。
5.前記樹脂がポリビニルブチラール樹脂を含むことを特徴とする第1項ないし第4項のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
6.前記ポリビニルブチラール樹脂の含有量が全樹脂の含有量に対して50%以上であることを特徴とする第5項に記載の油性ボールペンレフィル。
7.前記樹脂が曳糸性付与樹脂を含み、該曳糸性付与樹脂の含有量が全樹脂の含有量に対して0.1〜20%であることを特徴とする第1項ないし第6項のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
8.前記有機溶剤がアルコール系溶剤およびグリコールエーテル系溶剤を含み、アルコール系溶剤の含有量をA、グリコールエーテル系溶剤の含有量をBとした場合、1≦A/B≦10であることを特徴とする第1項ないし第7項のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
9.前記油性ボールペン用インキ組成物にリン酸エステル系界面活性剤を含むことを特徴とする第1項ないし第8項のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
10.請求項1ないし9のいずれか1項に記載油性ボールペンレフィルを軸筒内に配設したことを特徴とする油性ボールペン。
11 .前記油性ボールペンレフィルを軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップのチップ先端部を前記軸筒先端部から出没可能としたことを特徴とする第10項に記載の油性ボールペン。
また、ボール径については、特に限定されないが、一般的には0.2〜2.0(mm)程度のボールを用いる。
なお、筆記距離100mあたりのインキ消費量(mg)については、20℃、筆記用紙JIS P3201筆記用紙上に筆記角度70°、筆記荷重200(gf)の条件にて、筆記速度4m/minの速度で、試験サンプル3本を用いて、らせん筆記試験を行い、筆記距離100mごとにインキ消費量(mg)を測定し、その平均値を、筆記距離100mあたりのインキ消費量(mg)と定義する。
インキ粘度については、ブルックフィールド株式会社製粘度計 ビスコメーターRVDVII+Pro CP-52スピンドルを使用して20℃の環境下で剪断速度5sec−1(回転数2.5rpm)にて測定したものとする。
筆記抵抗値(gf)については、株式会社デイシー製 PL−1000 レコード式画線機を用いて、筆記荷重100gf、筆記角度70°、筆記速度4m/minの条件にて、1m筆記させながら、0.05sec毎に筆記抵抗値(gf)を測定し、その平均値とした。
なお、試験サンプルを3本用いて、測定した筆記抵抗値(gf)の平均値を、平均筆記抵抗値F(gf)と定義する。
そのため、上記のように、濃い筆跡で、書き味を向上し、インキ垂れ下がりに優れるようにするには、40≦M/R≦100の関係であり、かつ、0.1≦F/V≦3.0の関係とすることが重要である。
なお、表面粗さの測定は(セイコーエプソン社製の機種名SPI3800N)で求めることができる。
なお、前記ポリビニルブチラール樹脂の水酸基量(mol%)とは、ブチラール基(mol%)、アセチル基(mol%)、水酸基(mol%)の 全mol量に対して、水酸基(mol%)の含有率を示すものである。
なお、酸価については、試料1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数で表すものとする。
実施例1の油性ボールペン用インキ組成物は、着色剤として染料、有機溶剤としてアルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、ポリビニルブチラール樹脂、潤滑剤としてリン酸エステル系界面活性剤、有機アミンとしてオキシエチレンアルキルアミン、曳糸性付与樹脂としてポリビニルピロリドンを採用し、これを所定量秤量して、60℃に加温した後、ディスパー攪拌機を用いて完全溶解させて油性ボールペン用インキ組成物を得た。具体的な配合量は下記の通りである。
着色剤(染料、アゾ骨格酸性染料と塩基性染料との造塩染料) 18.0質量%
アルコール系溶剤(ベンジルアルコール) 53.0質量%
グリコールエーテル系溶剤(エチレングリコールモノフェニルエーテル)16.5質量%
ポリビニルブチラール樹脂
(エスレックBH−3、水酸基量:34mol%、平均重合度:1700)9.0質量%
潤滑剤(リン酸エステル系界面活性剤) 1.0質量%
有機アミン(オキシエチレンアルキルアミン) 1.0質量%
曳糸性付与樹脂(ポリビニルピロリドン樹脂) 0.5質量%
実施例1の筆記距離100mあたりのインキ消費量(M)は、ボール径(R)0.7mmのボールペンレフィルで筆記試験を行ったところ、43mg/100mで、M/R=61となった。
また、実施例1の平均筆記抵抗値F(gf)は、筆記荷重100(gf)、筆記角度70°、筆記速度4m/minの筆記条件で、筆記試験を行ったところ、F=29(gf)であった。インキ粘度については、20℃の環境下で剪断速度5sec−1(回転数2.5rpm)にて測定したところ、インキ粘度V(Pa・s)=20(Pa・s)であった。
インキ粘度V(Pa・s)、平均筆記抵抗値F(gf)との関係を算出すると、F/V =1.5となった。
また、実施例1で、前記有機アミンの全アミン価をX、前記リン酸エステル系界面活性剤の酸価をYとした場合、Y/X=0.32〜0.39の範囲であった。
表に示すように、各成分を変更した以外は、実施例1と同様な手順で、実施例2〜13の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表に測定、評価結果を示す。
また、実施例2〜13で、前記有機アミンの全アミン価をX、前記リン酸エステル系界面活性剤の酸価をYとした場合、Y/X=0.2〜0.8の範囲であった。
実施例1〜13及び比較例1〜7で作製した油性ボールペン用インキ組成物を、シリコーンでインキ収容筒(ポリプロピレン製)内壁に塗布したインキ収容筒2の先端に、ボール径がボール表面の算術平均粗さ(Ra)6nmのボール3(φ0.7mm)を回転自在に抱時したボールペンチップ4を装着するとともに、インキ収容筒2内に、実施例1の油性ボールペン用インキ10(0.2g)を直に収容してボールペンレフィル1を(株)パイロットコーポレーション製の油性ボールペン(商品名:スーパーグリップ)に配設して、油性ボールペンを作製し筆記試験用紙として筆記用紙JIS P3201を用いて以下の試験及び評価を行った。
濃く鮮明な筆跡であるもの ・・・◎
濃い筆跡であるもの ・・・○
実用上問題ない濃さの筆跡であるもの ・・・△
薄い筆跡のもの ・・・×
チップ先端のインキ滴がないもの ・・・◎
チップ先端のインキ滴がテーパー部の1/4以内のもの ・・・○
チップ先端のインキ滴がテーパー部の1/4以上、1/2以内のもの・・・△
チップ先端のインキ滴がテーパー部の1/2以上のもの ・・・×
溶解安定しており、分離や、析出物がなく良好のもの ・・・◎
分離や、析出物が微少に発生したが、良好なもの ・・・○
分離や、析出物が発生したが、実用上問題のないもの ・・・△
分離や、析出物が発生し、インキ化できない、または筆記不良の原因になるもの・・×
非常に滑らかなもの ・・・◎
滑らかであるもの ・・・○
実用上問題ないレベルの滑らかさであるもの ・・・△
重いもの ・・・×
表には記載していないが、各実施例及び比較例のボールペンは、筆記試験を行った時に、インキの消費にともないインキがインキ収容筒を移動するが、その際、シリコーンでインキ収容筒(ポリプロピレン製)内壁に塗布しているため、インキがインキ収容筒の内壁に付着しないので、インキ残量が明確に確認できた。一方、比較例7として、実施例1の油性ボールペン用インキ組成物を用いて、シリコーンでインキ収容筒(ポリプロピレン製)内壁に塗布しないボールペンで筆記試験を行ったところ、インキがインキ収容筒の内壁に付着してしまい、インキ残量が分からなかった。
2 インキ収容筒
3 ボール
4 ボールペンチップ
5 チップ先端部
6 ボール抱持室
7 インキ流通孔
8 インキ流通溝
9 ボール座
10 油性ボールペン用インキ
H ボール出
α カシメ角度
Claims (11)
- インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に着色剤、有機溶剤、ポリビニルブチラール樹脂、リン酸エステル系界面活性剤を含む油性ボールペン用インキ組成物を収容してなる油性ボールペンレフィルであって、前記ポリビニルブチラール樹脂の含有量が全樹脂の含有量に対して70%以上であり、前記リン酸エステル系界面活性剤のアルキル基に含まれる炭素数が10〜18であり、20℃、剪断速度5sec −1 におけるインキ粘度は、10〜100(Pa・s)とし、前記油性ボールペンレフィルの筆記距離100mあたりのインキ消費量をM(mg)、前記ボール径をR(mm)とした場合、40≦M/R≦100の関係であり、かつ、20℃、剪断速度5sec−1におけるインキ粘度をV(Pa・s)、筆記荷重100gf、筆記角度70°において筆記した時の平均筆記抵抗値をF(gf)とした場合、0.5≦F/V≦3.0の関係であることを特徴とする油性ボールペンレフィル。
- 前記ボールペンチップのボールの軸方向の移動量が、5〜20μ mであることを特徴とする請求項1に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記ボールの表面の算術平均粗さが、0.1〜15nmであることを特徴とする請求項1または2に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記着色剤が酸性染料と塩基性染料との造塩染料であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記油性ボールペン用インキ組成物に、全アミン価が70〜300(mgKOH/g)である有機アミンを含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記着色剤が染料のみからなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記樹脂が曳糸性付与樹脂を含み、該曳糸性付与樹脂の含有量が全樹脂の含有量に対して0.1〜20%であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
- 前記有機溶剤がアルコール系溶剤およびグリコールエーテル系溶剤を含み、アルコール系溶剤の含有量をA、グリコールエーテル系溶剤の含有量をBとした場合、1≦A/B≦10であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィル。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィルのチップ本体内にコイルスプリングを具備しないことを特徴とする油性ボールペン。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の油性ボールペンレフィルを軸筒内に配設したことを特徴とする油性ボールペン。
- 前記油性ボールペンレフィルを軸筒内に摺動自在に配設し、前記ボールペンチップのチップ先端部を前記軸筒先端部から出没可能としたことを特徴とする請求項10に記載の油性ボールペン。
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