JPH09156281A - ボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆流防止体がインキとの逆転現象を発生せ
ず、しかも、良好に筆記が出来、黒色紙などの暗色紙に
明確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】 ボールペン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において、前記インキはインキ
全量に対し２５重量％以上の酸化チタンを含むものであ
り、且つ、このインキと前記逆流防止体に用いている塩
素化パラフィンやフルオロアルコキシシクロトリホスフ
ァゼンなどよりなる基材との比重差（インキの比重−基
材の比重）が０．２以下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、インキ収容管にイ
ンキ及びインキの逆流防止体を直接充填する型のボール
ペンに関し、特に、インキとして、インキ全量に対し２
５重量％以上の酸化チタンを含むインキを用いるボール
ペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールペン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。前記イン
キは、染料や顔料からなる着色材と溶剤とからなり、着
色材として顔料を用いたインキの場合、結合剤を用いて
いる。尚、溶剤は、水及び水溶性有機溶剤を用いるもの
と、有機溶剤を用いるものとがある。特に、近年、筆記
の滑らかさ及び筆跡の堅牢性が良好なものとして、着色
材として顔料を用い、溶剤として水を用いたものが多く
提案されている。例えば、特開昭６３−１４５３８０号
公報には、着色材として酸化チタンを１〜６重量％用
い、更に有色顔料と樹脂粒子とを用いるインキが開示さ
れている。前記逆流防止体は、インキの漏れ（ボールペ
ンに強い衝撃が加えられたり、ボールペンを高温環境下
に保管した場合に発生することがある。）を防止するた
めに用いるものであって、流動パラフィンやポリブテン
などの不揮発性液体を基材として、この基材を微粒子シ
リカなどでゲル化したものが知られている。例えば、特
開平５−２７０１９３号公報には、基材としてポリブテ
ンを用い、ゲル化剤として微粒子シリカ（アエロジルＲ
９７２、日本アエロジル（株）製）を用いた逆流防止体
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、筆記時、被
筆記体は、必ずしも白い紙とは限らない。例えば、黒色
上質紙などの暗色紙を被筆記体として使用することもあ
る。このような場合、着色材として染料を用いたインキ
では、隠蔽力が小さいため筆跡をほとんど認めることが
出来ないので、着色材として顔料、特に酸化チタンを含
むインキを用いることが必要である。しかしながら、上
記従来技術として開示されているような使用量では、隠
蔽力が大きい酸化チタンを着色材として用いた場合で
も、筆跡を明確に認めることは困難であった。上記暗色
紙における筆跡の発色性を良好にするためには、酸化チ
タンの使用量を著しく多量に増加することが必要であ
り、その使用量は、インキ全量に対して２５重量％以上
である。

【０００４】ところが、２５重量％以上もの酸化チタン
を用いたインキは、その比重が１．２以上となり、上記
逆流防止体（比重０．９前後）との比重差が大きくな
り、ペン先を上向で放置した際、逆流防止体が経時的に
上部に移動してしまい、インキと逆流防止体との一が逆
転してしまうという問題が発生してしまう。

【０００５】このようなインキと逆流防止体との逆転現
象を防止するためには、逆流防止体の見かけの比重を高
くすることが考えられる。例えば、真鍮粉などといった
比重の高い顔料を分散させることである。しかし、この
場合、比重の高い顔料が経時的に沈降分離してしまい、
逆流防止体の上澄み部分がインキとの逆転現象を発生し
てしまう。

【０００６】そこで、比重の高い顔料の経時的沈降分離
を防止するために、逆流防止体の粘度を高くすることが
考えられる。例えば、微粉末シリカを大量に加え、逆流
防止体を完全にゲル状態にすることである。しかし、こ
の場合、逆流防止体の流動性が失われてしまうため、イ
ンキがペン先から吐出しにくくなるという別の問題が発
生する。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、逆流防止体が
インキとの逆転現象を発生せず、しかも、良好に筆記が
出来、黒色紙などの暗色紙に明確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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボールペンペ
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にお
いて、前記インキはインキ全量に対し２５重量％以上の
酸化チタンを含むものであり、且つ、このインキと前記
逆流防止体に用いている基材との比重差（インキの比重
−基材の比重）が０．２以下であることを特徴とするボ
ールペンを要旨とする。

【０００９】以下、詳細に説明する。ボールペンペン先
は、従来ボールペンに使用されているものであって、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。材質としては、ボールにはル
ビーやタングステンカーバイト等を用いることができ、
ボールペンチップにはステンレスや真鍮などの金属やポ
リアセタールなどの合成樹脂といったものを用いること
が出来る。

【００１０】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出来るように透明、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
ポリプロピレンのものが良く知られている。通常インキ
収容管の内径は２〜４ｍｍ程度であって、その長さは１
０〜１５ｃｍ程度である。また、必要に応じて、収容管
の内部にシリコーン系やフッ素系の撥水・撥油剤を塗布
することもできる。

【００１１】インキは筆跡となるものであり、顔料と、
結合剤と、溶剤とを少なくとも含み、インキ全量に対し
２５重量％以上の酸化チタンを含むことが必要である。
これは、上記したように黒上質紙などの暗色紙での発色
を良好にするためである。

【００１２】着色材は、酸化チタンを単独で用いても良
いが、例えば、ウォーターブルー、メチルバイオレット
などの染料や、フタロシアニンブルー、モノアゾイエロ
ーなどの顔料を併用してもよい。その使用量はインキ全
量に対して２５〜５５重量％が好ましい。

【００１３】結合材は、インキの塗膜を紙面に定着させ
るために使用するものである。具体的には、スチレン−
アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同
アンモニウム塩、α−メチルスチレン−アクリル酸共重
合体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム
塩、スチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸共重合
体のアルカリ金属塩、同アミン塩、同アンモニウム塩と
いった水溶性樹脂を用いることができる。また、アクリ
ル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共
重合物などの水不溶性樹脂などを用いることもできる。
尚、水不溶性樹脂は、当然、水性エマルジョンの形態で
使用する。その使用量はインキ全量に対し３〜２０重量
％が好ましい。

【００１４】溶剤は水を用いる。

【００１５】その他、上記各成分以外、筆記具用水性イ
ンキに用いられる種々の添加剤を適宜必要に応じて使用
することもできる。例えば、インキの蒸発防止のために
エチレングリコール、グリセリン等の水溶性有機溶剤及
びソルビット、キシリット等の糖アルコールを用いた
り、粘度調整のためにグァーガム、キサンタンガム等の
増粘性水溶性樹脂を用いたり、筆記感を向上するために
ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレングリコール等の潤滑剤を用いたりすること
ができる。さらに、防腐剤、防黴剤、防錆剤などが挙げ
られる。

【００１６】逆流防止体は、インキ漏れ防止の為に用い
るものであって、不揮発性溶剤或いは難揮発性溶剤であ
る基材よりなり、基材単独では粘度が低い場合、粘度を
調整するなどの必要に応じて増粘剤やゲル化剤を併用し
たものである。逆流防止体の粘度は１００００〜７００
００ｃｐｓ（Ｅ型粘度計、ｓｔローター、１ｒｐｍ、２
５℃）が好ましい。本発明において、逆流防止体は、イ
ンキ全量に対し２５重量％以上の酸化チタンを含むイン
キとの逆転現象を防止するために、インキとの比重差が
０．２以下である基材を用いることが必要である。その
ためには、比重の高い基材を用いる必要があり、比重の
高い基材としては、ノルマルパラフィンを塩素化した塩
素化パラフィンやフルオロアルコキシシクロトリホスフ
ァゼンが例示できる。塩素化パラフィンとしては、エン
パラＫ４３（塩素含有量４２〜４４％、比重１．１２〜
１．１５）、同Ｋ４５（塩素含有量４４〜４６％、比重
１．１５〜１．１８）、同Ｋ４７（塩素含有量４７〜４
９％、比重１．１９〜１．２２）、同Ｋ５０（塩素含有
量５０〜５２％、比重１．２３〜１．２６）（以上、味
の素（株）製）等が挙げられる。また、フルオロアルコ
キシシクロトリホスファゼンとしては、ホスファロール
ＮＦ４６（比重１．７６）、同ＮＦ６８（比重１．７
８）、同ＮＦ１００（１．７９）（以上、大塚化学
（株）製）等が挙げられる。

【００１７】基材の比重をインキの比重に対比して調整
する方法は複数採用できる。例えば、塩素化パラフィン
のように塩素含有量により比重が変化する場合、最適な
比重のグレードを選択したり、複数のグレードの塩素化
パラフィンを併用したりする。また、上記基材と相溶す
る不揮発性溶剤或いは難揮発性溶剤であって、上記物質
より比重の小さい物質を併用することによって比重を調
整することもできる。上記物質より比重の小さい不揮発
性溶剤或いは難揮発性溶剤としては、塩素化パラフィン
に相溶するものとして、ポリブテン（比重：０．８２〜
０．９０）、α−オレフィン（比重：０．８２〜０．８
５）、流動パラフィン（比重：０．８５〜０．９）等が
挙げられ、フルオロアルコキシシクロトリホスファゼン
に相溶するものとして、フタル酸ジオクチル（比重：
０．９９）、フタル酸ジブチル（比重：１．０５）等の
フタル酸エステル等が挙げらる。

【００１８】複数の比重の高い基材を併用したり、比重
の小さい物質を併用した場合の基材の比重は、各々の使
用量と比重とから算出される比重として得られる数値を
用いる。

【００１９】上記増粘剤、ゲル化剤としては、アエロジ
ル（日本アエロジル（株）製）等の微粒子シリカ、ディ
スパロン３０５（楠本化成（株）製）等の水添ひまし油
系のもの、ソロイド（三晶（株）製）等のセルロース系
のもの、更に金属セッケン類、ベントナイト等が挙げら
れる。

【００２０】上記成分以外、インキ収容管内壁へのイン
キ付着防止の為にソルビタン脂肪酸エステルやグリセリ
ン脂肪酸エステルを用いたり、低温での筆記性低下防止
の為にメタクリレートコポリマーを用いたり、その他、
種々の添加剤を適宜必要に応じて使用することもでき
る。

【００２１】

【作用】本発明のボールペンは、インキ全量に対し２５
重量％以上の酸化チタンを含むインキを用い、このイン
キとの比重差が０．２以下である基材よりなる逆流防止
体を用いているので、逆流防止体の粘度が適正な値であ
りながら、ペン先上向放置時における逆流防止体の経時
的なペン先方向への移動が発生せず、即ち、インキと逆
流防止体の逆転現象が発生しない。ちなみに、逆流防止
体の粘度調整に用いられる増粘剤やゲル化剤は、少量の
添加により十分な効果を奏するために、逆流防止体の比
重は基材によって略決定される。

【００２２】

【実施例】 逆流防止体１ エンパラＫ４３（塩素化パラフィン、味の素（株）製） １７．０重量部 ポリブテンＨＶ１５（日本石油化学（株）製） ２．３重量部 レオパールＫＥ（増粘剤、デキストリン脂肪酸エステル、千葉製粉（株）製） ０．５重量部 アエロジルＲ９７２（微粒子シリカ、日本アエロジル（株）製）０．２重量部 上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて
１０分撹拌し逆流防止体１を得た。逆流防止体１の基材
の比重は１．１１であり、粘度は２２０００ｃｐｓ（Ｅ
型粘度計、ｓｔローター、１ｒｐｍ、２５℃、以下同
じ）である。

【００２３】 逆流防止体２ エンパラＫ５０（塩素化パラフィン、味の素（株）製） １９．３重量部 レオパールＫＥ（前述） ０．５重量部 アエロジルＲ９７２（前述） ０．２重量部 上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて
１０分撹拌し逆流防止体２を得た。逆流防止体２の基材
の比重は１．２３であり、粘度は２３０００ｃｐｓであ
る。

【００２４】 逆流防止体３ ホスファロールＮＦ４６（フルオロアルコキシシクロトリホスファゼン、大塚 化学（株）製） １３．４重量部 ジオクチルフタレート ５．８重量部 アエロジルＲ９７２（前述） ０．８重量部 上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて
１０分撹拌し逆流防止体３を得た。逆流防止体３の基材
の比重は１．４３であり、粘度は２１０００ｃｐｓので
ある。

【００２５】 逆流防止体４ ポリブテンＨＶ１５（前述） １９．０重量部 レオパールＫＥ（前述） ０．５重量部 アエロジルＲ９７２（前述） ０．５重量部 上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて
１０分撹拌し逆流防止体４を得た。逆流防止体４の基材
の比重は０．８７であり、粘度は２５０００ｃｐｓであ
る。

【００２６】 逆流防止体５ ポリブテンＨＶ１５（前述） １８．０重量部 レオパールＫＥ（前述） １．０重量部 アエロジルＲ９７２（前述） １．０重量部 上記各成分を混合し、ホットスターラーで１５０℃にて
１０分撹拌し逆流防止体５を得た。逆流防止体５の基材
の比重は０．８７であり、粘度は７２０００ｃｐｓであ
る。

【００２７】 インキ１ クロノスＫＲ３８０（酸化チタン、チタン工業（株）製） ３０．０重量部 ジョンクリルＪ６１Ｊ（スチレン−アクリル酸エステル共重合体のアンモニウ ム塩、ジョンソンポリマー（株）製） １７．０重量部 水 ６２．４重量部 エチレングリコール ５．０重量部 グリセリン ５．０重量部 ケルザンＡＲ（キサンタンガム、三晶（株）製） ０．６重量部 上記各成分中、ケルザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボ
ールミルで２４時間分散処理を行った後、ケルザンＡＲ
を加えて１時間撹拌を行いインキ１を得た。このインキ
１の比重は１．２７であった。

【００２８】 インキ２ クロノスＫＲ３８０（前述） ３６．０重量部 ジョンクリルＪ６１Ｊ（前述） １７．０重量部 水 ３６．４重量部 エチレングリコール ５．０重量部 グリセリン ５．０重量部 ＬＵＭＩＫＯＬ ＮＫＷ２１０８（青色に着色された樹脂粒子、固形分５３重 量％、日本蛍光化学（株）製） ２０．０重量部 ケルザンＡＲ（前述） ０．６重量部 上記各成分中、ＬＵＭＩＫＯＬ ＮＫＷ２１０８、ケル
ザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボールミルで２４時間
分散処理を行った後、ＬＵＭＩＫＯＬ ＮＫＷ２１０
８、ケルザンＡＲを加えて１時間撹拌を行いインキ２を
得た。このインキ２の比重は１．３７であった。

【００２９】 インキ３ クロノスＫＲ３８０（前述） ５５．０重量部 ジョンクリルＪ６１Ｊ（前述） １４．０重量部 水 ４０．４重量部 エチレングリコール ５．０重量部 グリセリン ５．０重量部 ケルザンＡＲ（前述） ０．６重量部 上記各成分中、ケルザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボ
ールミルで２４時間分散処理を行った後、ケルザンＡＲ
を加えて１時間撹拌を行いインキ３を得た。このインキ
の比重は１．５９であった。

【００３０】 インキ４ クロノスＫＲ３８０（前述） ２４．０重量部 ジョンクリルＪ６１Ｊ（前述） １０．０重量部 水 ７５．４重量部 エチレングリコール ５．０重量部 グリセリン ５．０重量部 ケルザンＡＲ（前述） ０．６重量部 上記各成分中、ケルザンＡＲ以外の各成分を混合し、ボ
ールミルで２４時間分散処理を行った後、ケルザンＡＲ
を加えて１時間撹拌を行いインキ４を得た。このインキ
の比重は１．２１であった。

【００３１】実施例１ 直径０．８ｍｍボール（材質：超硬）とステンレス製ボ
ールペンチップとよりなるボールペンペン先を、ポリプ
ロピレン製インキ収容管にとりつけ、インキ１及び逆流
防止体１を充填してボールペンを作製した。実施例１に
おけるインキと逆流防止体の基材との比重差は０．１６
である。

【００３２】実施例２ 実施例１において、インキ１の代わりにインキ２を用
い、逆流防止体１の代わりに逆流防止体２を用いた以外
は実施例１と同様になしてボールペンを作製した。実施
例２におけるインキと逆流防止体の基材との比重差は
０．１４である。

【００３３】実施例３ 実施例１において、インキ１の代わりにインキ３を用
い、逆流防止体１の代わりに逆流防止体３を用いた以外
は実施例１と同様になしてボールペンを作製した。実施
例３におけるインキと逆流防止体の基材との比重差は
０．１６である。

【００３４】比較例１ 実施例１において、逆流防止体１の代わりに逆流防止体
４を用いた以外は実施例１と同様になしてボールペンを
作製した。比較例１におけるインキと逆流防止体の基材
との比重差は０．４０である。

【００３５】比較例２ 実施例１において、逆流防止体１の代わりに逆流防止体
５を用いた以外は実施例１と同様になしてボールペンを
作製した。比較例２におけるインキと逆流防止体の基材
との比重差は０．４０である。

【００３６】比較例３ 実施例１において、インキ１の代わりにインキ３を用い
た以外は実施例１と同様になしてボールペンを作製し
た。比較例３におけるインキと逆流防止体の基材との比
重差は０．４８である。

【００３７】比較例４ 実施例１において、インキ１の代わりにインキ４を用い
た以外は実施例１と同様になしてボールペンを作製し
た。比較例３におけるインキと逆流防止体の基材との比
重差は０．１０である。

【００３８】以上、実施例１〜３及び比較例１〜４で得
たボールペンについて筆記性、逆流防止体のペン先への
移動性及び筆跡の鮮明さについて試験を行った。結果を
表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】筆記性評価 実施例１〜３及び比較例１〜４で得たボールペンを用い
て、螺旋筆記型筆記試験機にて１００ｍ筆記したときに
消費したインキの体積を測定した。 筆記速度：５ｃｍ／ｓｅｃ 筆記荷重：１００ｇ 測定単位：ｃｃ／１００ｍ

【００４１】逆流防止体のペン先への移動性 実施例１〜３及び比較例１〜４で得たボールペンを用い
て、ボールペンペン先を上向の状態で、５０℃、湿度３
０％の高温・恒湿室内に４週間放置し、逆流防止体のペ
ン先への移動状態を観察した。

【００４２】筆跡の鮮明さ 実施例１〜３及び比較例１〜４で得たボールペンを用い
て、黒色上質紙に筆記し、筆跡の鮮明さを目視にて観察
した。 ◎：白い紙に筆記したときと同様の鮮明さ ○：筆跡が若干黒ずむ △：筆跡がかなり黒ずむ

【００４３】

【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の吐出が良好で、黒色上質紙に
筆記しても筆跡が鮮明に発色し、長期間ペン先を上向で
保管した後でも逆流防止体のペン先方向への移動もな
く、極めて良好なものである。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】ところが、２５重量％以上もの酸化チタン
を用いたインキは、その比重が１．２以上となり、上記
逆流防止体（比重０．９前後）との比重差が大きくな
り、ペン先を上向で放置した際、逆流防止体が経時的に
上部に移動してしまい、インキと逆流防止体とが逆転し
てしまうという問題が発生してしまう。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールペン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において、前記インキはインキ
   全量に対し２５重量％以上の酸化チタンを含むものであ
   り、且つ、このインキと前記逆流防止体に用いている基
   材との比重差（インキの比重−基材の比重）が０．２以
   下であることを特徴とするボールペン。