JPH1199789A - 水性ボールペン用インキ追従体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の水性ボールペン用インキ追従体の欠点
である製造ロットごと、あるいは経時的な品質の不安定
を解消する。 【解決手段】 基油に、微粒子シリカ又は有機処理粘土
から成る増粘剤を混練して、ゲル状物とする。このゲル
状物を、加圧することで微小な気泡を排除して、水性ボ
ールペン用インキ追従体とする。加圧時の圧力は、２気
圧以上が望ましい。加圧しつつインキ追従体を撹拌若し
くは加温、又はこれらの両方を行うことで、気泡の排除
はより効果的に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインキ収容管内に直
接収容する水性ボールペン用インキの尾端部に使用する
インキ追従体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水性ボールペンのインキの粘度は、類似
の形態をもつ油性ボールペンの粘度が３Pa・sないし20P
a・ｓであるのに対し、50mPa・sないし３Pa・sと低いた
め、ペンを上向き又は横向きに放置した場合にはインキ
が漏出してしまう。また、軽度な衝撃でもインキが飛散
し、手や服を汚してしまう恐れがあるため、これを防止
するべくインキ追従体が具備されている。

【０００３】特開昭４８−４０５１０号、特開昭５７−
１５３０７０号、特開昭５７−２００４７２号、特開昭
５８−１７７２号、特開昭６１−５７６７３号、特開昭
６１−１４５２６９号、特開昭６１−１５１２８９号、
特開昭６１−２００１８７号、特開昭６１−２６８７８
６号、特開昭６２−５０３７９号、特開昭６２−１４８
５８１号、特開昭６２−１９９４９２号、特開昭６３−
６０７７号、特開平０２−２４８４８７号、特開平０４
−２０２２８１号、特開平０５−２７０１９２号、特開
平０５−２７０１９３号、特開平０６−２００２３５
号、特開平０６−２２０４１８号、特開平０６−２４７
０９４号、特開平０６−２６４０４８号、特開平０６−
３２８８９０号、特開平０６−３３６５８４号、特開平
０７−６１１８７号、特開平０７−１７３４２６号、特
開平０７−２１４９７４号、特開平０７−２１４９７５
号、特開平０７−２４２０９３号、特開平０７−２６６
７８０号、特開平０８−２１７１号、特開平０８−１１
４８１号、特開平０８−５８２８２号、特開平０８−７
２４６５号、特開平０８−９０９８２号、特開平０８−
１０８６７９号、特開平０８−１４２５７０号、特開平
０８−１８３２８６号、特開平０８−３００８７３号、
特開平０８−３００８７４号、特開平０９−１１６８３
号、特開平０９−７６６８７号などには、インキ収容管
に直接インキを収容せしめる水性ボールペンにゲル状物
若しくはゲル状物と固形物とを併用するインキ追従体を
具備する事が開示されている。

【０００４】これらは、インキに追従しやすくする、落
下時の衝撃に耐える、逆流防止効果を高める、見栄えを
良くするなど、多様な目的と着眼の発明である。

【０００５】これらの共通点としては、横ないし上向き
で放置されても逆流しないように、難揮発性又は不揮発
性溶剤を何らかの増粘剤を用いて疑塑性を与えているも
のである。

【０００６】もう一つの特徴としては、旧来の油性ボー
ルペンでは潤滑剤などに用いる一般的なグリース（以下
潤滑グリース）と同等の粘稠度をもつインキ追従体が用
いられることが多かったが、これと比較すると、粘度、
稠度とも極めて低いものが多いことが拳げられる。

【０００７】これは、油性ボールペンの筆記に要するイ
ンキ量が100mあたり10ないし30mgであるのに対し、イン
キ収容管に直接インキを収容せしめる水性ボールペンに
おいては、筆記に要するインキ量が100mあたり50ないし
300mg前後と大きいためである。

【０００８】このため、インキ追従体には厳しいインキ
追従性能が要求されるので、一般に粘稠度の低いものが
主流となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】水性ボールペン用のイ
ンキ追従体も潤滑グリースと類似の材料を用いるもので
あるから、同様の物理法則に基づいた経時的挙動を示
す。

【００１０】一般に、潤滑グリースでは粘稠度の低いも
のほど安定性が悪く、放置しておくと油分が分離してく
る現象（離油）が起こりやすい。そして、インキ追従体
において離油が起これば、インキ中の界面活性剤と反応
したり、油滴としてインキ流路を分断したりして筆記に
悪影響を及ぼすこととなる。

【００１１】また、増粘剤成分が潤滑グリース中で移動
しやすいため、疎の部分と密の部分が入り交じり、均一
な状態ではなくなりやすい。そして、均一性がなければ
追従する部分とインキ収容管内壁に粒状に付着するもの
とができて、見栄えが悪いばかりでなく、内壁に付着し
た分だけ量が減り、最後には揮発防止や漏洩防止などの
追従体としての機能もなくなることとなる更に、グリー
ス類の増粘剤は粘稠度が低いほど２本ロールミルや３本
ロールミル、ニーダー、プラネタリーミキサーなどの高
粘度用の分散機では効率よく分散できない。また、ビー
ズミル、サンドミル、ホモジナイザー、等の低粘度域が
得意な分散機で調製できるほど低粘度でもない。分散機
の効率が悪いと、経時的な安定性ばかりでなく、ロット
ごとの粗稠度や均一性も一定しない。

【００１２】また、潤滑グリースや従来製造法のインキ
追従体に共通する欠点もある。

【００１３】すなわち、どちらも内径 2.5mm以上の円筒
形若しくはそれに準ずる形態のインキ収容管に直接イン
キを収容せしめる水性ボールペンのインキ追従体として
組み立てると、時間が経つに従ってインキとインキ追従
体との間に気泡が生じたり、インキ追従体部分（潤滑グ
リースで代用した場合も含む）に初期には見られなかっ
た気泡やクラックが入ることがある。すなわち、グリー
ス状のものが見た目に割れるのである。これらを本願発
明者等は「泡咬み」と呼んでいる。このような泡咬み
が、インキとインキ追従体との界面に生じると、これが
成長してインキと追従体が接しなくなってしまう。そこ
までくるとインキ追従体はインキの蒸気圧で逆に尾端方
向に押し出され、ついには抜けてしまう事態になる。ま
た、クラックのようなものが入ってしまったインキ追従
体はインキと外気の接触を妨げるというインキ追従体本
来の役割を失ってしまう。

【００１４】この原因としては、インキ追従体、又は潤
滑グリースを製造した時に目に見えない微小気泡が入っ
ていてこれが経時的に集まり、外に抜けようとしてでき
たものと推測される。

【００１５】これはこの種の水性ボールペンにおいて非
常に大きな欠点である。

【００１６】市場にある商品は強遠心による脱泡で気泡
を追い出しているものである。しかしながら、強遠心に
よる脱泡では目に見えないような微細気泡には必ずしも
有効ではなく、「泡咬み」の出現率を５分の１ないし２
０分の１程度に軽減するにとどまる。

【００１７】更に、インキが顔料インキ、特に真比重が
４以上の顔料を用いたインキなどでは強遠心は顔料の沈
降を促進するため、歓迎できない方法である。

【００１８】また、微小気泡を除去する方法として減圧
による脱泡も考えられるが、インキ追従体の基油は粘度
が高く、減圧によって膨張した泡が破泡しがたいので、
インキ追従体の製造時には減圧容器の容量の３分の１か
ら５分の１の量しか製造できないという欠点がある。

【００１９】上記の問題点に鑑み、本発明は、従来の水
性ボールペン用インキ追従体の欠点である製造ロットご
と、あるいは経時的な品質の不安定を解消し、量産的に
も経時的にも安定した性能を有するインキ追従体の製造
方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記の課
題を鋭意研究の結果、微粒子シリカや粘土増粘剤、金属
石鹸、有機増粘剤を微視的にも極めて高度に均一化させ
ることを主眼に置き、増粘剤の性能をいつも最大限に生
かすことによって一定に発揮させ、経時的な安定性が増
し、更には製造ロットごとのばらつきをも軽減すること
を見いだし、本発明を完成するに至った。

【００２１】潤滑グリースと水性ボールペン用インキ追
従体は、使われる材料や調製法はよく似ているが、技術
思想としては明確な差異がある。

【００２２】潤滑グリースの場合、潤滑目的で使用され
る場合が多いので、付着させた部分から油分が垂れ落ち
ないために構造粘性を強くし、降伏値を持たせる。一
方、水性ボールペン用インキ追従体は後端以外に解放部
のない容器中に位置し、更には自身以外に摺動部のない
環境下で用いられるものであるため、構造粘性や降伏値
は小さくてよい。むしろインキに追従していくために、
構造粘性や降伏値は小さくなければならないといえる。

【００２３】一般に、微粒子のシリカやアルミナ、酸化
チタン等の無機増粘剤、無機あるいは有機顔科や樹脂微
粒子など液中で構造粘性を得る微粒子粉体は、分散がよ
いほど増粘効果が小さくなり、かつ降伏値も小さくな
る。

【００２４】また、粘土増粘剤や有機増粘剤は溶剤によ
って膨潤することによって増粘させるものであるが、液
中の分布がよいと降伏値が小さくなる傾向がある。金属
石鹸も同様である。

【００２５】インキ追従体の増粘剤は、見た目には油中
に完全に濡れてなじんでいるように見えても、実際には
それ自身の増粘効果によって中心部まで溶剤が十分に浸
透せず、極めて微視的には目に見えない気泡が微粒子増
粘剤や粘土増粘剤などの中心部に存在している。これ
は、一見全く気泡などないように見えるグリースやイン
キ追従体を減圧すると、それを構成する油分の沸点とほ
ど遠い条件で多量の気泡が発生することで証明される。
高温で調製されるため、油分の浸透には有利なはずの金
属石鹸増粘剤でも同様である。

【００２６】本発明では極めて微視的視野に立って、増
粘剤１粒子ごとの溶剤に対する濡れをよくし、増粘剤の
持つ能力をいつも最大限に生かすことで製造ごとの粘弾
性、更には性能のばらつきを押さえるとともに、増粘剤
が均一に分布することによって、極めて良い経時安定性
を示す水性ボールペン用インキ追従体を得ることに成功
した。本発明は、それを満たす条件下で作られたインキ
追従体の製造方法である。

【００２７】水性ボールペン用インキ追従体の基油とし
て用いられる溶剤は分子量 500ないし3000のポリブテ
ン、流動パラフィンやスピンドル油等の鉱油類、シリコ
ーンオイル等が拳げられる。これらは水性インキに溶出
することなく揮発減量も小さい。また、一般的に水性イ
ンキよりインキ収容管に用いられるポリプロピレンやポ
リエチレンなどの樹脂類との濡れが良く、インキの消費
量が視認しやすくなる利点も有する。

【００２８】ポリブテンやシリコーンオイルには揮発性
の強いものもあるが、JIS C-2320に準じて98℃、５時間
の揮発減量値を測り、この結果がおおむね0.2重量%以下
のものであれば、常温では少なくとも２年は問題はな
い。

【００２９】ポリブテンの揮発性は分子量と大きく相関
する。前出の揮発減量値を満足させる目安を分子量で表
すと、平均分子量がおおむね500以上のものが該当す
る。

【００３０】シリコーンオイルに関しては構造も重要な
要素なので一概に分子量だけでは判断できないので、前
出の方法で実測して目安とするとよいであろう。

【００３１】本発明に用いる増粘剤は、疎水性もしく非
水溶性のものが好ましい。すなわち、親水性の増粘剤は
インキとの界面からインキ中に移行してインキ追従体の
粘度が失われてしまったり、インキに悪影響を与えて筆
記不能になるなどの不都合が生じる場合がある。しかし
増粘剤やインキ追従体そのものに撥水処理を施す、又は
影響を受けにくいインキ設計とするなどの対策があれば
親水性であっても差し支えない。

【００３２】増粘剤としては、アエロジル R-972、R-97
4D、R-976D、RY-200（商品名、日本アエロジル（株）
製）のような表面をメチル化処理した微粒子シリカ、レ
オパールKE（商品名、千葉製粉（株）製）などの有機増
粘剤、若しくはジメチルジオクタデシルアンモニウムベ
ントナイトなど表面をオニウム処理などで疎水化した有
機処理粘土、若しくはステアリン酸リチウム，ステアリ
ン酸アルミニウム，ステアリン酸ナトリウムなどの非水
溶性金属石鹸を用いることが望ましい。

【００３３】これらは単独でも併用しても構わないが、
その総添加量はインキ追従体全量に対して１ないし10重
量％である。

【００３４】アエロジル #200、380、300、100、OX50
（商品名、日本アエロジル（株）製）、微粒子アルミ
ナ、超微粒子酸化チタンなどの親水性の増粘剤はＨＬＢ
（親水疎水バランス）が４以下、なるべくなら２以下の
界面活性剤や、シランカップリング剤、フルオロカーボ
ン、メチルハイドロジェンシリコーンなどを添加すれば
インキへの干渉を押さえることができる。シリコーンオ
イルを基油とする場合にはそれだけでもインキヘの干渉
を押さえることができることが多い。

【００３５】本発明の水性ボールペン用インキ追従体の
追従性を向上するために界面活性剤などの添加剤を用い
るのも有効な手段である。界面活性剤の種別は全く問わ
ないが、インキ側のゲル状物では経時保存中にインキへ
溶出するものは好ましくなく、ＨＬＢ値が４以下の非イ
オン系界面活性剤が好ましい。更に言えば一般にフッ素
系界面活性剤、シリコン系界面活性剤と呼ばれているも
のが、基油の表面張力を著しく下げるため、加圧脱によ
って増粘剤を十分に濡らすことで微視的気泡を排除する
本発明には最も好ましい添加剤である。

【００３６】また、発明の主旨からも、増粘剤の分散安
定化、均一化や系の疎水化に効果のある前述のシランカ
ップリング剤、メチルハイドロジェンシリコーンなどを
添加してもよい。添加剤は経時的な安定性やインキヘ悪
影響などさえなければ積極的に用いるのが望ましい。

【００３７】一般的に、これらの添加量は、効力が発揮
される最少の添加量である0.01重量％から最大でも５重
量％程度である。５重量％を超えて用いても性能上問題
とはならないが、添加効果としては全く無意味である。

【００３８】上述の基油、増粘剤、及び必要に応じて添
加剤を混練したものをインキ追従体とするのであるが、
本発明では、これらの混練して得たゲル状物に加圧し
て、インキ追従体を製造することとしている。

【００３９】すなわち、加圧によりインキ追従体内部、
更に詳しくは増粘剤内部の目に見えない気泡がある部分
を濡らして、気泡を系外へ出さしめるものである。

【００４０】なお、脱泡方法としては、減圧による脱泡
も考えられる。しかし、減圧は気泡を膨張させるため、
インキ追従体全体の体積が３ないし５倍にも膨らんでし
まうため、インキ追従体の製造時には減圧容器の容量の
３分の１から５分の１の量しか製造できないという欠点
がある。更に、インキ追従体の基油は粘度が高く、減圧
によって膨張した泡が破泡しがたいという欠点もある。

【００４１】そこで、加圧により、体積膨張を伴わなず
に脱泡を図ることとした。これにより、加圧容器の空間
効率も優れることとなる。

【００４２】加圧は、常圧以上であればある程度の脱泡
効果が得られるが、２気圧以上であることが望ましい。
ここで、２気圧とは本願発明者の実験に基づく数値であ
る。つまり、２気圧までの加圧では脱泡効果は著しく向
上するが、２気圧を越える加圧によっては、脱泡効果の
上昇はわずかとなる。すなわち、２気圧の加圧によって
脱泡効果はほぼプラトーに達することとなる。

【００４３】また、インキ追従体を撹拌することによっ
ても、脱泡効果は得られる。しかし、撹拌しつつ加圧す
ることで、脱泡効果はより向上することとなる。

【００４４】更に、インキ追従体を加温することによっ
ても、脱泡効果は得られる。これは、加温により溶剤の
表面張力を小さくし、目には見えないほど微細な増粘剤
中の気泡をも濡らすためと思われる。すなわち、100 ℃
以上の高温で長時間以上撹拌を続ければ、常圧でも増粘
剤の濡れは良くなってくる。ただし、撹拌しつつ常圧以
上に加圧した場合の方が、短時間で同等の効果が得られ
るものである。また、加温しつつ加圧することで、脱泡
効果はより向上することとなる。

【００４５】更に加圧、加熱、撹拌を同時に行えば、更
に良い結果が得られる。

【００４６】次に、本発明によるインキ追従体の製造方
法を説明する。

【００４７】まず、前述の基油、増粘剤、及び必要に応
じて添加剤を、２本ロールミル又は３本ロールミルに投
入し、混練する。

【００４８】そして、混練により得たゲル状物を、加圧
容器に移し、常圧以上で加圧することで、脱泡を図る。
このときの圧力は、前述の通り、２気圧以上が望まし
い。また、この加圧容器は、同時に撹拌若しくは加圧、
又はこれらの両方が行えるものが望ましい。

【００４９】しかる後に、インキ収容管にインキを充填
し、ペン先を取り付けた上で、上述の通り製造されたイ
ンキ追従体を充填する。そして、遠心分離機で尾端方向
からペン先方向に向けて強い遠心力をかけるとインキと
インキ追従体との間に空気などを挟むことなく見栄え良
く充填される。

【００５０】なお、２本ロールミルまたは３本ロールミ
ルを高温で使用することによっても、気泡の混入が少な
いインキ追従体ができる。しかし、加圧及び加温能力が
ある容器に移して加圧脱泡で仕上げをする方が、より高
い脱泡効果が得られるものである。

【００５１】

【実施例】実施例及び比較例によって本発明を更に説明
する。

【００５２】（インキ追従体）下記の各試験に供したイ
ンキ追従体は、以下のようにして調整した。

【００５３】微粒子シリカを増粘剤とし、フッ素系界面
活性剤を添加剤としたゲル状物１は、下記の表１に示す
組成を、３本ロールミル（小平製作所（株）製、ロール
径13cm）で３回混練して得た。

【００５４】

【表１】 また、有機処理粘土を増粘剤とし、シランカップリング
剤を添加剤としたゲル状物２は、下記の表２に示す組成
を、前記の３本ロールミルで２回混練して得た。

【００５５】

【表２】 なお、メタノールは、混練中に揮発して消失した。

【００５６】更に、微粒子シリカを増粘剤とし、シラン
カップリング剤を添加剤としたゲル状物３は、下記の表
３に示す組成を、プラネタリーミキサー（5DMV型、
（株）ダルトン製）で１時間混練して得た。

【００５７】

【表３】 なお、このゲル状物３には、後述の実施例及び比較例で
の撹拌の際に、表３中のTSF451-3000を25重量部加え
た。

【００５８】上記のゲル状物１ないし３を、下記の表４
に示す条件で処理し、各実施例及び比較例のインキ追従
体とした。なお、加圧及び撹拌は、卓上リアクター（OM
型、オーエムラボテック（株）製）を用いて行い、加温
はマントルヒーターによる電熱加熱で行った。

【００５９】

【表４】 なお、表４中の比較例１及び７については、それぞれゲ
ル状物１及び２には何らの処理をも施していないことを
示している。

【００６０】上記の実施例１ないし２１、及び比較例１
ないし１６は、それぞれ同じ材料ロットを使用して、５
ロットずつ調整した。

【００６１】（試験方法） （試験１ 粘度ばらつき試験）各実施例及び比較例のイ
ンキ追従体の粘度を測定した。すなわち、Ｅ型粘度計の
コーン角３度で１回転の粘度をそれぞれの５ロットで測
定した。そして、５ロットのうちの最低値に対する最高
値の割合を％で表示した。したがって、数値が100に近
いほど、ロット間のばらつきが小さいこととなる。

【００６２】（試験２ 経時安定性−１（離油試験））
各実施例及び比較例につきそれぞれ５つのロットを、そ
れぞれ１リットルのステンレスビーカーに、目視しうる
気泡が混入しないように擦り切り一杯取り、ピンポン玉
半分相当の穴をあけ、50℃の恒温槽に１週間放置した。

【００６３】そして、このあけた穴に滲出してきた油分
の体積が1.5ml未満を０点、1.5ml以上3.5ml未満を３
点、3.5ml以上を５点として評価し、５ロットの合計点
を各実施例及び比較例の点数とした。したがって、点数
が小さいほど、油分の分離が少ないこととなる。

【００６４】（試験３ 経時安定性−２（ペン体保存試
験））各実施例及び比較例の各ロットにつき10本ずつ、
図１に示すボールペンを組み立てた。

【００６５】すなわち、内径 4.0mmで半透明のポリプロ
ピレンチューブをインキ収容管10とした。これに水性ボ
ールペン用のインキ20を充填した後、ペン先部41に、図
１と同様の形態を持つ市販のボールペン（商品名UM-10
0、三菱鉛筆（株）製）のものと同じボールペンチップ
を装着した。なお、ペン先部41の材質は快削ステンレ
ス、ボール42は直径 0.5mmのタングステンカーバイト製
である。しかる後に、インキ収容管10の後端から、イン
キ追従体30を充填した。

【００６６】なお、前記のインキ20は、下記の表５に示
す組成を、ビーズミルで混練し、カーボンブラックの粗
大粒子を取り除いてから、下記の表６に示す組成を加え
て得た。このインキは、40s^-1の時の粘度が500mPa・sと
なっている。

【００６７】

【表５】

【００６８】

【表６】 更に、組み立てたボールペンに、H-103N型遠心分離機
（国産遠心機（株）製）を用いて、ペンの尾端方向から
ペン先方向に遠心力がかかるように、毎分2800回転で10
分間遠心力をかけ、内部に混入した気泡を追い出した。

【００６９】このようにして組み立てたボールペンを、
ペン先部が上になるようにして50℃の恒温槽に１箇月間
放置した後、目視にて油分がインキ中に混入している本
数を数えて点数とした。点数は各ロット10本ずつで各例
５ロットずつであるから、実施例及び比較例はそれぞれ
50サンプルであり、したがって０点が最も良く、最低は
50点である。

【００７０】（試験４ 経時安定性−３（泡咬み試
験））試験３と同様にして組み立てたボールペンを、ペ
ン先部が下になるようにして50℃の恒温槽に１箇月間放
置した後、目視にて、気泡がインキ−インキ追従体界面
に存在するか、又はインキ中若しくはインキ追従体中に
クラックのようなものが見受けられるかを数えて点数と
した。

【００７１】点数は各ロット10本ずつで各例５ロットず
つであるから、実施例及び比較例はそれぞれ50サンプル
であり、０点が最も良く、最低は50点である。

【００７２】（評価）各実施例及び比較例につき、試験
１ないし４の結果を、表７に示す。

【００７３】

【表７】 最初に、製造ロット間における粘度のばらつきを調べた
試験１の結果につき評価する。

【００７４】微粒子シリカを増粘剤としたインキ追従体
１について、何らの処理をも施していない比較例１で
は、ロット間に最大2.2倍の粘度差が生じている。

【００７５】この比較例１に対し、加圧のみを行った実
施例１、２及び３においては、粘度差は1.91倍ないし1.
75倍にまで改善した。ここで、比較例１に対し、撹拌の
みを行った比較例２、３及び４においても最大粘度差は
2.01倍ないし1.85倍へと改善が見られたが、加圧のみの
方がその改善は顕著であった。

【００７６】すなわち、常温常圧で48時間の撹拌を行っ
た場合（比較例４、1.85倍）と、常温２気圧で１時間静
置した場合（実施例２、1.83倍）とでは、ほぼ同等の効
果である。したがって、加圧は、撹拌と比べて、短時間
で同等の効果が得られることとなり、インキ追従体の製
造ロット間のばらつきを押さえるのにより効果的といえ
る。

【００７７】そして、実施例４、５及び６の結果で示さ
れるように、加圧と撹拌とを同時に行うことで、最大粘
度差は1.68倍ないし1.12倍へと更なる改善が見られた。

【００７８】また、加圧については、実施例１と実施例
２とでは気圧差は0.2であり、一方、実施例２と実施例
３との気圧差は３であるが、これらの間の最大粘度差の
改善程度は同等である。つまり、1.8 気圧から２気圧へ
の上昇の効果は、２気圧から５気圧への上昇の効果と同
等であることを示している。

【００７９】なお、この傾向は、撹拌しつつ加圧した実
施例４、５及び６においてなお顕著である。すなわち、
1.8 気圧加圧の実施例４では1.68倍であるのに対し、そ
れより0.2 気圧増加した実施例５では1.20倍と著しい改
善が見られた。一方、実施例５より３気圧増加した実施
例６では1.12倍への改善にとどまった。つまり、撹拌条
件下での加圧では、２気圧までは急激な改善が行われる
とともに、２気圧を越える加圧ではほぼプラトー状態と
なっている。したがって、２気圧の加圧には、特別の改
善効果があると認められる。

【００８０】ここで、比較例１に対し、加温のみを行っ
た比較例５においても、最大粘度差は1.77倍と改善は認
められるが、これも実施例２に示すように、１時間２気
圧の加圧とほぼ同等の効果（1.83倍）である。したがっ
て、加圧は、加温に比べても、製造ロット間のばらつき
を押さえるのにより効果的といえる。

【００８１】次に、撹拌を行う場合での加温と加圧との
効果を比較する。撹拌しつつ加温した比較例６では最大
粘度差は1.72倍であったのに対し、撹拌しつつ加圧した
実施例５では1.20倍であり、他の条件が同一であれば加
温より加圧が遙かに効果的であるのは明らかである。

【００８２】そして、加圧、撹拌及び加温を同時に行っ
た実施例７及び８においては、実施例５に対してより効
果的ではあるが、その改善の程度はそれほど大きくはな
い。すなわち、加圧と撹拌とによってほぼプラトーに達
した改善効果（実施例５参照）を、加温がわずかに上昇
させたこととなっている。

【００８３】したがって、製造ロット間のばらつきの改
善には、加圧、撹拌及び加温がそれぞれ寄与しうるが、
加圧と撹拌とによって期待できる改善効果がほぼ達成で
き、特に加圧の貢献がより大きいことが上記の結果によ
り示された。

【００８４】なお、上記の傾向は、実施例９ないし１６
及び比較例７ないし１２に示すように、有機処理粘土を
増粘剤としたインキ追従体２についても同様である。

【００８５】すなわち、何らの処理をも施さない比較例
２では最大粘度差は1.80倍であり、これに対し、48時間
撹拌した比較例４（1.85倍）よりも、１時間２気圧加圧
した実施例１０（1.62倍）の方がより効果的であった。
また、24時間加温した比較例１１（1.68倍）よりも効果
的であったのも、インキ追従体１と同様であった。更
に、撹拌を行う場合でも、加温した比較例１２（1.64
倍）よりも、加圧した実施例１３（1.30倍）が効果的で
あったのも同様であった。

【００８６】加えて、撹拌しつつ加圧する場合、1.8気
圧から２気圧への上昇による効果が、1.55倍（実施例１
２）から1.30倍（実施例１３）であったのに対し、２気
圧から５気圧への上昇による効果が、1.30倍（実施例１
３）から1.20倍（実施例１４）であった。すなわち、イ
ンキ追従体２についても、２気圧までの上昇により、改
善効果がほぼプラトーに達していることが示された。

【００８７】また、実施例１７ないし２１及び比較例１
３ないし１６に示すように、基油と増粘剤とが混合しに
くいインキ追従体３においては、上記の傾向はなお顕著
であった。すなわち、比較例１３に示すように、１時間
の撹拌によってもなお6.25倍の最大粘度差があるのに対
し、実施例１８に示すように、２気圧の加圧を加えるこ
とで、最大粘度差は1.85倍へと劇的な改善が認められ
た。これは、撹拌を４８時間続けた場合（比較例１５、
2.25倍）や、撹拌と加温とを同時に行った場合（比較例
１６、2.20倍）よりも効果が大きかった。

【００８８】また、撹拌しつつ加圧する場合は、1.8気
圧から２気圧への上昇による効果が、2.10倍（実施例１
７）から1.85倍（実施例１８）であったのに対し、２気
圧から５気圧への上昇による効果が、1.85倍（実施例１
８）から1.60倍（実施例１９）であった。すなわち、イ
ンキ追従体３についても、２気圧までの上昇により、改
善効果がほぼプラトーに達していることが示された。

【００８９】更に、基油と増粘剤とのなじみを示す試験
２及び試験３についても、また、インキ追従体からの気
泡の排除を示す試験４についても、上述の試験１と同様
に、加圧、加温、撹拌の各要素のうち、改善に最大に寄
与するのは加圧であった。特に、撹拌しつつ加圧した場
合に、実施例４に対する実施例５及び６（インキ追従体
１）、並びに実施例１２に対する実施例１３及び１４
（インキ追従体２）で示すように、２気圧以上で顕著な
改善が見られるのも同様である。

【００９０】そして、加圧、加温、撹拌を同時に行った
場合は、微粒子シリカを増粘剤としたインキ追従体１
（実施例７及び８）、有機処理粘土を増粘剤としたイン
キ追従体２（実施例１５及び１６）、並びに微粒子シリ
カを増粘剤とし、基油とのなじみが悪いインキ追従体３
（実施例２０及び２１）のいずれにおいても、完璧とい
って差し支えない結果が得られている。

【００９１】すなわち、試験２で示される油分の分離、
試験３で示される油分のインキへの混入、及び試験４で
示される気泡の混入のいずれについても、０点か、それ
に近い成績が得られている。ここで、試験２における実
施例１５（２点）、試験３における実施例１６（１
点）、及び試験４における実施例７（３点）について
は、０点ではなかったが、50℃という過酷な試験条件を
勘案すれば、０点に準ずるものと解釈して差し支えない
と思われる。

【００９２】ただし、これらの効果は、インキ追従体１
における実施例５、インキ追従体２における実施例１
３、及びインキ追従体３における実施例１８のように、
２気圧の加圧下での撹拌でほぼ達成されているものであ
る。

【００９３】したがって、上述の結果を総括すると、以
下の通りとなる。

【００９４】第一に、インキ追従体の製造ロット間の粘
度ばらつき、基油と増粘剤とのなじみ、及び脱泡につい
ては、加圧により改善効果が認められた。

【００９５】第二に、加圧に加えて撹拌を行うことで更
なる改善効果が認められた。

【００９６】第三に、加圧、撹拌に加えて加温すること
によっても、更なる改善効果が認められた。

【００９７】第四に、加圧の効果は、２気圧までは著し
く向上するが、それ以上加圧しても、圧力の上昇に見合
う特性向上は見られなかった。

【００９８】第五に、微粒子シリカ及び有機処理粘土の
いずれを増粘剤とした場合でも、上述の効果は認められ
た。

【００９９】なお、基油としてポリブテン、流動パラフ
ィン、スピンドル油、ジメチルシリコーンオイル、メチ
ルフェニルシリコーンオイルを、増粘剤としてアエロジ
ルR-972、R-974D、R-976D、RY-200、#200、380、300、1
00、OX50、TITANIUM DIOXIDEP25、ALMINIUM OXIDE（商
品名、日本アエロジル（株）製）、BENTON 27、34、EW
（商品名、ウィルバ−エリス社製）、合成スメクタイト
SAN、SAF、SWN（商品名、コープケミカル社製）など
を、添加剤としてフッ素系、シリコン系ほかポリオキシ
エチレン誘導体、グリセリン・ポリグリセリン誘導体、
ソルビタン誘導体、リン酸エステルなどの界面活性剤、
シランカップリング剤、チタン系カップリング剤を任意
に組み合わせたインキ追従体を用いて、上記の試験を行
った場合でも、上述の実施例と同様の傾向を示した。

【０１００】また、上記の実施例では、加圧に実験用の
リアクターを用いたが、加圧が可能な撹拌容器であれば
上記と同様な効果を得ることができる。

【０１０１】

【発明の効果】上述の通り、本発明により、従来の水性
ボールペン用インキ追従体の欠点である製造ロットご
と、あるいは経時的な品質の不安定を解消し、量産的に
も経時的にも安定した性能を有するインキ追従体の製造
方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインキ追従体を用いる水性ボールペン
のリフィールホルダーの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

10 インキ収容管 20 インキ 30 インキ追従体 40 ペン先部とインキ収容管の継ぎ手 41 ペン先部（ボールペンチップホルダー） 42 ボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌形 忠 神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号 三菱鉛筆株式会社横浜事業所内 (72)発明者 白石 克彦 神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号 三菱鉛筆株式会社横浜事業所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基油に増粘剤を混練して成る水性ボール
   ペン用インキ追従体の製造方法において、 基油と増粘剤との混練後に、インキ追従体を加圧するこ
   とを特徴とする水性ボールペン用インキ追従体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 基油に増粘剤を混練して成る水性ボール
   ペン用インキ追従体の製造方法において、 基油と増粘剤との混練後に、インキ追従体を加圧しつつ
   撹拌することを特徴とする水性ボールペン用インキ追従
   体の製造方法。
3. 【請求項３】 基油と増粘剤との混練後に、インキ追従
   体を加温することを特徴とする請求項１又は２記載の水
   性ボールペン用インキ追従体の製造方法。
4. 【請求項４】 インキ追従体を、２気圧以上で加圧する
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の水性ボール
   ペン用インキ追従体の製造方法。
5. 【請求項５】 増粘剤が、微粒子シリカであることを特
   徴とする請求項１、２、３又は４記載の水性ボールペン
   用インキ追従体の製造方法。
6. 【請求項６】 増粘剤が、有機処理粘土であることを特
   徴とする請求項１、２、３又は４記載の水性ボールペン
   用インキ追従体の製造方法。