WO2001048104A1 - Encre pour crayon a bille et un tel crayon a bille - Google Patents

Encre pour crayon a bille et un tel crayon a bille Download PDF

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ballpoint pen
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Masaru Miyamoto
Shigeru Miyazaki
Youji Takeuchi
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Mitsubishi Pencil Kabushikikaisha
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/16—Writing inks
    • C09D11/18—Writing inks specially adapted for ball-point writing instruments

Definitions

  • the ink consumption value per unit length can be determined under a predetermined condition (for example, a writing speed of 4.5 mZ, a writing angle of 60 °, and a writing tester conforming to the ISO standard 1414 5-1). Writing negative Under the condition of a load of 100 g).
  • “Drawing line width” refers to the width of drawing lines drawn on paper.
  • “Surface tension” refers to surface tension according to the ISO standard.
  • the surface tension of the ink for ballpoint pens is 16 mNZtn or less, a direct current phenomenon is likely to occur, and aggregation or settling of the pigment is likely to occur.
  • the surface tension of the ink for a ball pen is 32 mN / m or more, it tends to cause a bottling phenomenon and a line cracking phenomenon, and it is hard to dry when transferred to a paper surface.
  • the amount of ink flowing out becomes unstable, and the density and width of drawn lines tend to vary.
  • fluorinated surfactant for example, a perfluoroalkylethylene oxide adduct (for example, Surflon S-145 (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Daikin KUNIDINE DS-401 (trade name) manufactured by Kogyo Co., Ltd., Perfluoroalkyl Trime Chillammonium salt (for example, Megafac F-150 (trade name) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), perfluoroalkylcarboxylate (for example, Sulfon S-111 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) (Trade name)), polyoxyalkylene glycol monoester acrylate, acrylinoleic acid N-monofuzoleo octinoresnolehoninole-N-propinoleaminoethyl copolymer (for example, EF-352 (trade name) manufactured by Tochem Products, a fluorin
  • the ink for a ballpoint pen includes a colorant, a water-soluble solvent, a fluorine-based surfactant, a humectant, a lubricant, a preservative, an antiseptic, a pH adjuster, a thickener, and water. Etc. are contained.
  • organic pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dye lakes, nitro pigments, nitroso pigments, etc.
  • Phthalocyanine blue C.I. 74 166
  • phthalocyanine green C.I. 74 260
  • Hansaje Kichiichi 3G C.I. 116.70
  • Jisazoyero GR C.I. 2 1100
  • Permanent Red 4R C.I. 1 2 335
  • Brilliant Power 6B C.I. 1 585 50
  • Kinakuri Don Red C Organic pigments such as .I. 46 500
  • colorants It can also be used.
  • These dyes or pigments may be used alone or in combination of two or more.
  • any polar solvent that is soluble in water can be used.
  • ethylene glycol diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3- Propanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2, 5-hexanediol, 3-methinole 1,3-butanediole, 2-methinolepentane -2,4-dioneole, 3-methinolepentane-1,5-diol, 1,2,3-butantriol, 1 Alkylene glycols such as 1,2,4-butane triol, 3-methylpentane-1,3,5-triol, 1,2,3-hexanetriol, polyethylene glycol, polyp Polyalkylene
  • Atalinoleic acid N-perfluorooxotylsulfonyl-N-propylaminoethyl Copolymers eg, EF-352 (trade name) manufactured by Tokam Products Co., Ltd.
  • fluorinated alkyl esters eg, FC FC manufactured by Sumitomo SLIM Co., Ltd.
  • 430 trade name
  • perfluoroalkyl sulfonate oligomer with perfluoroalkyl group hydrophilic group, urethane with perfluoroalkyl group hydrophilic group, perfluoroalkyl phosphorus Acid esters, perfluoroalkylbetaines, perfluoroalkylamine oxides, perfluoroalkylammonium salts, perfluoroalkylalkoxylates, perfluoroalkylpolyoxyethyleneethanol, etc. Can be used.
  • the surface tension of the ink for a ballpoint pen is reduced to 16 to 32. It can be easily adjusted to the range of mNZm.
  • fluorine-based surfactants may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • humectant examples include reducing sugars containing maltitol as a main component, reducing sugars containing sorbitol as a main component, reduced oligosaccharides, reduced malt oligosaccharides, dextrin, maltodextrin, reduced dextrin, reduced maltitol.
  • Dextrin, ⁇ -cyclodextrin, 3-cyclodextrin, maltosyl cyclodextrin, resistant dextrin, reduced starch degradation product, xylitol, saccharose, maltitol, reduced starch saccharified product Saccharides such as reduced maltose can be used.
  • the content of the humectant is preferably about 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the ink for a ballpoint pen. If the content of the humectant is less than 0.1% by weight, the effect as the humectant will not be exhibited. On the other hand, if the content of the humectant is 10% by weight or more, it becomes difficult to dry when transferred to paper.
  • a fatty acid salt, a nonionic surfactant, or the like can be used as the lubricant.
  • inorganic alcohol organic amine, and the like can be used.
  • Junron PW-111 (trade name) manufactured by Nippon Junyaku Co., Ltd., Hibisco One 103 (trade name) manufactured by Wako Pure Chemical Co., Ltd., KE L manufactured by Sansei Co., Ltd. ⁇ ⁇ , ⁇ E LZAN AR, K1A96, K1A112, Leozan, K7C2333 (all are trade names), J AGUAR HP-8, manufactured by Rhone Poulin Japan Co., Ltd. J AGUAR HP-60, RHODOPOL 23, RHODOPOL 50 MC (all trade names), and Echo Gum GM (trade name) manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd. can be used.
  • a resin such as an ammonium salt of styrenemaleic acid or an ammonium salt of styreneacrylic acid may be added as a dispersant for the pigment.
  • the tip includes a ball and a holder, and the tip of the holder rotatably holds the ball.
  • the ball is formed of a cemented carbide.
  • the diameter of this ball is 1. It is 0 mm.
  • the holder is formed by cutting a stainless steel wire.
  • the holder is provided with a ball house and an ink guiding hole.
  • the method of manufacturing a ballpoint pen according to the present embodiment is not particularly different from the other ballpoint pen manufacturing methods.
  • the ball-point pen of the ink consumption per unit area is formed so that Do and 0. 6 4 ⁇ 1. 6 mg / cm 2, and the range surface tension of 1 6 ⁇ 3 2 mN / m
  • the ink for ballpoint pens adjusted so that it is less likely to cause bottling or line breakage, it is easy to dry when transferred to paper, and also depends on the storage environment and writing conditions. It is possible to make the density and width of the drawn line less likely to vary.
  • the fluorine-based surfactant is used in an amount of 0.01 to 1.5 weight. By adding / 0, the surface tension of the ballpoint pen can be easily adjusted to the range of 16 to 32 mNZm.
  • Water-soluble solvent propylene glycol: 15.0% by weight
  • Fluorinated surfactant perfluoroalkyl sulfonate: 1.0 weight. / 0 Moisturizer: Maltitol: 5.0% by weight
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.4% by weight
  • Glue Polyacrylic acid resin: 0.2% by weight
  • Colorant carbon black: 7.0% by weight
  • Lubricant phosphate ester: 0.6% by weight
  • Preservatives Sodium O Genie: 0. 2 weight 0/0
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.4% by weight
  • Fluorinated surfactant fluorinated alkyl ester: 0.5% by weight
  • pH adjuster Aminomethylpropanol: 0.3% by weight
  • a water-soluble solvent diglycerin Propylene oxa Lee de 4 mol adduct: 5.0 wt 0/0 fluorosurfactant: Pa - Full O b alkyl phosphate: 1.0% by weight humectant: Multi Bok Ichiru : 5.0% by weight
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.3% by weight
  • Fluorinated surfactant fluorinated alkyl ester: 0.5% by weight
  • Lubricant force soap: 1.0% by weight
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.3% by weight
  • a water-soluble solvent propylene glycol: 1 5.0 wt 0/0
  • Fluorosurfactants Pas one full O b alkylsulfonates: 1.8 wt% humectant: Maltitol: 5.0 wt 0/0
  • Lubricant -phosphate ester: 0.6 weight 0/0
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.4% by weight
  • Colorant carbon black: 7.0% by weight
  • Water-soluble solvent propylene glycol: 15.0% by weight
  • pH adjuster aminomethylpropanol: 0.4% by weight
  • Resin Styrene maleic ⁇ Anmoniumu salt: 2.2 weight 0/0 aqueous solvent: glycerin: 1 5.0 wt%
  • Titanium oxide 20.0% by weight
  • Water-soluble solvent Diglycerin propylene oxide 4 mol adduct: 5.0% by weight
  • Fluorinated surfactant Perfluoroalkyl phosphate: 0.005% by weight
  • Humectant Maltitol: 5. 0 weight 0/0
  • the writing test was performed using a writing tester that conforms to the ISO 1414-5-1 standard, with a writing speed of 4.5 m / min and a writing angle of 60.
  • the spiral writing was performed under the condition of a writing load of 100 g, and the operation was performed until the ballpoint pen ink was used up.
  • a writing test sheet a sheet conforming to the ISO standard 14145-1 was used.
  • the stability of the outflow amount of the ink was determined based on the following criteria, and evaluated on a three-point scale of “ ⁇ ”, “mu”, and “X”.
  • the presence or absence of the pote phenomenon is determined based on the following criteria, and evaluated on a three-point scale of “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, and “X”.
  • the presence or absence of the occurrence of the line cracking phenomenon is judged based on the following criteria, and is evaluated in three stages of “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, and “X” evaluated.
  • it is a ballpoint pen ink used for a ballpoint pen for writing thick and thick characters, and has a boding phenomenon and a line breaking phenomenon. It is possible to provide an ink for a ball-point pen that is hard to cause troubles, easily dries when transferred to paper, and hardly causes unevenness in the density and width of the drawn line depending on the storage environment or writing condition. Was.
  • a ballpoint pen for writing thick and thick characters is less likely to cause a boring phenomenon and a line breaking phenomenon, and the ink transferred to the paper surface is easy to dry. Further, it was possible to provide a ball-point pen in which the density and width of drawing lines hardly vary depending on the storage environment and writing conditions.

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Description

明 細 書 ボーノレペン用ィンキ及びボ一ノレペン 技術分野
本発明は、 中粘度インキ、 中性インキ、 ゲルインキ、 あるいは水性ゲルインキなどと 呼ばれるポールペン用ィンキ、及びそのボールペン用ィンキを用いたボ一ルペンに関し、 特に、 インキの消費量が大きいボ一ルペン、 即ち、 太くて濃い字を書くためのボールべ ンに用いるボールペン用ィンキ、 及びそのボールペン用ィンキを用いたボールペンに関 するものである。 背景技術
従来から、 種々のボールペンが提供されている。
例えば、 溶剤として水又は水溶性溶媒を用いると共に、 着色剤として染料又は顔料を 用いたインキ （以下、 「水性インキ」 という。） を充填したボ一ルペン （以下、 「水性ボー ルペン」 という。） が提供されている。
この水性ボールペンは、ィンキの粘性が低いため、低い筆記圧で筆記することができ、 書き味が滑らかであるという利点を有している。 しかし、その反面、振動や衝撃に弱く、 チップの先端からィンキが漏れ出してしまう現象（以下、 「直流現象」 という。）があり、 又、 チップの先端からチップの内部に空気を巻き込み、 筆記流量の安定性が低下する現 象 （以下、 「脈流現象」 という。） を起こし易いという欠点を有している。 更に、 この水 性ボールペンは、 描線がにじみ易いという欠点をも有している。
一方、 溶剤として有機溶媒を用いると共に、 着色剤として染料又は顔料を用いたイン キ （以下、 「油性イ ンキ」 という。） を充填したボールペン （以下、 「油性ボールペン」 と いう。） も提供されている。
この油性ボールペンは、 インキの粘性が高いため、 水性ボールペンに見られるような 欠点は有していない。 しかし、 筆記のために高い筆記圧を必要とし、 書き味が重いとい う欠点を有している。 更に、 この油性ボ一ルペンは、 チップの先端や紙面上をインキの 塊で汚してしまう現象 （以下、 「ボテ現象」 という。） を起こし易いという欠点をも有し ている。
また、 最近では、 溶剤として水又は水溶性溶媒を用いると共に、 着色剤として染料又 は顔料を用い、 更に、 擬塑性化剤を添加することにより、 擬塑性を有するようにしたィ ンキ （以下、 「水性ゲルインキ」 という。） を充填したボールペン （以下、 「水性ゲルイン キボールペン」 という。） が提供されている。
なお、 擬塑性とは、 静止状態においては非流動性を示すものの、 剪断力が加えられる と流動性を示す性質をいう。
この水性ゲルインキは、 インキタンク内では油性インキのような非流動性を示し、 一 方、 チップの先端近辺では、 ボールの回転により剪断力が加えられるため、 水性インキ のような流動性を示すのである。
従って、 この水性ゲルインキボールペンは、 水性ボ一ルペンが有する利点と、 油性ボ 一ルペンが有する利点とを併せ持つこととなる。 即ち、 この水性ゲルインキボールペン は、 低い筆記圧で筆記することができ、 書き味が滑らかであると共に、 描線がにじみに く く、 ボテ現象も起こしにくいのである。
ところで、 この水性ゲルインキボ一ルペンの製造は、 実際には容易ではない。
例えば、 ボールの直径が 0 . 5 m mのチップと、 ボールの直径が 0 . 7 m mのチップ とでは、 ボールとホルダーとの間のク リアランスが異なると共に、 ポールの回転により ィンキに加えられる剪断力が異なる。
このため、 一方のチップに適した水性ゲルインキを他方のチップに使用すると、 直流 現象や脈流現象を起こしたり、 あるいはボテ現象を起こしたり してしまう。
従って、 使用するチップに合わせて、 水性ゲルインキの粘度などの調整が行われてい る。
更に、 最近では、 比較的太くて濃い字を書くことができる水性ゲルインキボールペン (以下、 「太字水性ゲルインキボールペン」 という。） が求められている。
この太字水性ゲルインキボールペンでは、 太い字に対応するため、 直径が 0 . 9 m m 以上のボールが用いられる。
また、 ボールの直径を大きく しただけでは、 描線の幅は広くできても、 描線の色が薄 く見えてしまうこととなるので、 この太字水性ゲルインキボ一ルペンでは、 ボールとホ ルダ一との間のクリァランスも比較的大きく形成される。 更に、 この太字水性ゲルインキボ一ルペンでは、 ボールの直径を大きく して描線を太 く した分と、 ボールとホルダーとの間のクリアランスを大きく して流量を多く した分と に見合うだけの多量のィンキをチップに供給する必要がある。
具体的には、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m gZ c m2程度と なるように、 チップにインキを供給する必要がある。
そして、 このようなインキの消費量は、 従来の水性ゲルインキボールペンにおけるィ ンキ消費量の 1. 5倍から 3倍にも相当するものである。
なお、 単位面積当たりのインキ消費量値とは、 単位長さ当たりのインキ消費量値を、 描線幅で除することによって求められる値をいう。
例えば、 太字水性ゲルインキボ一ルペンの単位長さ当たりのインキ消費量値は、 3 0 0〜 7 5 0 m gZ l O O m程度が好ましい。 単位長さ当たりのインキ消費量値が 3 0 0 m g/ 1 0 0 m以下では、 描線の色が薄く見えてしまう。 他方、 単位長さ当たりのイン キ消費量値が 7 5 O m g/ 1 0 O m以上では、 紙面に転写されたインキが乾きにく くな つてしまうからである。
また、 直径が 1. Ommのボールの描線幅は、 紙質によって異なるが、 I S O規格 1 4 1 4 5— 1に準拠した筆記試験用紙に描いた場合には、 0. 4 7 mm程度である。 従って、 太字水性ゲルインキボールペンの単位面積当たりのインキ消費量値は、 0. 6 4〜 1. 6 m gZ c m2程度となる。
ところが、 このような太字水性ゲルィンキボールペン用のィンキの調整が極めて困難 である。
例えば、 ボールの直径が 0. 5 mmのチップに適した水性ゲルインキを、 ボールの直 径が 1. O mmのチップに使用すると、 ボールとホルダ一との間のクリアランスが大き くなることや、 ボールの回転によりインキに加えられる剪断力が小さくなることなどに より、 ボテ現象や、 描線が複数本に分かれてしまう現象 （以下、 「線割れ現象」 という。） などを起こしてしまうことになる。
また、 このような太字水性ゲルインキボールペンでは、 チップの先端からのインキの 流出量が増大することにより、 紙面に転写されたィンキが乾きにく くなつてしまうこと も生じる。
更に、このような太字水性ゲルィンキボ一ルペンでは、保存環境や筆記状態によって、 チップの先端からのィンキの流出量が不安定になり、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ てしまうことになる。 発明の開示
そこで、 本発明のうち請求項 1又は請求項 2に記載した発明は、 上述したような太字 水性ゲルィンキボ一ルペンに用いるボールペン用ィンキであって、 ボテ現象や線割れ現 象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写された際の速乾性に優れ、 更に、 保存環境や 筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくいボールペン用ィンキを提供 することを目的とする。
更に、 本発明のうち請求項 3に記載した発明は、 上述したような太字水性ゲルインキ ボールペンであって、 ボテ現象や線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写さ れた際の速乾性に優れ、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラッ キを生じにくぃボ一ルペンを提供することを目的とする。
本発明者等は、 上記の目的を達成するために、 鋭意研究を重ねた結果、 単位面積当た りのインキ消費量値が 0 . 6 4〜 1 . 6 m g Z c m 2となるように形成されているボール ペンにおいては、 水性ゲルインキの表面張力を 1 6〜3 2 m N Zmの範囲に調整してお けば、 ボテ現象や線割れ現象などが起こりにくく、 また、 紙面に転写された際の速乾性 に優れ、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にパラツキが生じにく く なることを見出し、 以下に示す発明を完成させるに至った。
即ち、 本発明のうち、 請求項 1に記載した発明は、 単位面積当たりのインキ消費量値 が 0 . 6 4〜 1 . 6 m g Z c m 2となるように形成されているボールペンに用いられるボ —ルペン用ィンキであって、 表面張力が 1 6〜 3 2 m N Z mの範囲に調整されているこ とを特徴とする。
ここで、 「単位面積当たりのインキ消費量値」 とは、 「単位長さ当たりのインキ消費量 値」 を、 「描線幅」 で除することによって求められる値をいう。
また、 「単位長さ当たりのインキ消費量値」 とは、 I S O規格による単位長さ当たりの ィンキ消費量値をいう。
この単位長さ当たりのインキ消費量値は、 I S O規格 1 4 1 4 5— 1に準拠した筆記 試験機を用い、 所定の条件 （例えば、 筆記速度 4 . 5 mZ分、 筆記角度 6 0 ° 、 筆記負 荷 1 0 0 gの条件） で測定することができる。
また、 「描線幅」 とは、 紙面上などに描かれる描線の幅をいう。
この描線幅は、 紙質によって異なるが、 例えば、 I S O規格 1 4 1 4 5— 1に準拠し た筆記試験用紙に描いた場合には、 ボールの直径が 1. 0 mmであれば 0. 4 7 mm程 度となる。
そして、 上述したように、 太字水性ゲルインキボ一ルペンにおける単位長さ当たりの インキ消費量値は、 3 0 0〜7 5 Om gノ 1 0 O m程度が好ましいので、 例えば、 直径 が 1. 0 mmのボールを備えた太字水性ゲルィンキボールペンにおける単位面積当たり のインキ消費量値は 0. 6 4〜 1. 6 m g/ c m2程度となるのである。
また、 「表面張力」 とは、 I S O規格による表面張力をいう。
この表面張力は、 例えば、 共和界面科学株式会社製の表面張力計を用い、 垂直平板法 によって測定することができる。
そして、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m g/c m2となるよう なボ一ルペン、 即ち、 太くて濃い字を書くためのボールペンに用いるボールペン用イン キの表面張力を 1 6〜 3 2 mN/mの範囲に調整することにより、 このボ一ルペンで筆 記したとき、 ボテ現象や線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写された際に は乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じに く くすることができるのである。
なお、 ボールペン用インキの表面張力が 16 mNZtn以下では、 直流現象を起こし易 く、 また、 顔料の凝集や沈降を起こし易くなつてしまう。 他方、 ボ一ルペン用インキの 表面張力が 3 2 mN/m以上では、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、 また、 紙 面に転写された際には乾きにく く、 更に、 保存環境や筆記状態によってインキの流出量 が不安定になり、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。
また、 請求項 2に記載したボールペン用インキは、 請求項 1に記載したボ一ルペン用 インキの構成に加えて、 フッ素系界面活性剤を 0. 0 1〜 1. 5重量％含有することを 特徴とする。
ここで、 「フッ素系界面活性剤」 としては、 例えば、 パ一フルォロアルキルエチレンォ キサイ ド付加物 （例えば、 旭硝子株式会社製のサ一フロン S— 1 4 5 (商品名）、 ダイキ ン工業株式会社製のュニダイン D S— 4 0 1 (商品名））、 パーフルォロアルキル卜リメ チルアンモニゥム塩 （例えば、 大日本インキ化学工業株式会社製のメガファック F— 1 50 (商品名））、 パーフルォロアルキルカルボン酸塩 （例えば、 旭硝子株式会社製のサ —フロン S— 1 1 1 (商品名））、 ァク リル酸ポリオキシアルキレングリ コールモノエス テ,レ · ァク リノレ酸 N - 一フゾレオ口ォクチノレスノレホニノレ - N - プロピノレアミ ノエチル共 重合物 （例えば、 株式会社トーケムプロダクツ製の E F— 3 5 2 (商品名））、 フッ素化 アルキルエステル （例えば、 住友スリ一ェム株式会社製のフロラ一ド F C— 43 0 (商 品名））、 パーフルォロアルキルスルホン酸塩、 パ一フルォロアルキル基親水性基含有ォ リ ゴマ一、 パーフルォロアルキル基親水性基含有ウレタン、 パーフルォロアルキルリ ン 酸エステル、パ一フルォロアルキルべタイン、パ一フルォロアルキノレアミンォキサイ ド、 フルォロアルキルアンモニゥム塩、 パ一フルォロアルキノレアノレコキシレート、 フルォロアルキルポリォキシエチレンエタノ一ルなどを用いることができる。
そして、 フッ素系界面活性剤を 0. 0 1〜 1. 5重量％加えることにより、 ボールべ ン用ィンキの表面張力を 1 6〜 3 2 mNZmの範囲に調整し易くすることができ、 更に は、 このように調整したボールペン用インキをボールペンに用いることにより、 ポテ現 象や線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにく くすることができ るのである。
なお、 フッ素系界面活性剤の含有量が 0. 0 1重量％以下では、 表面張力が 3 2 mN 以上となり、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、 また、 紙面に転写された際 には乾きにく くなる。 更に、 保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定にな り、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなつてしまう。 他方、 フッ素系界面活性剤の 含有量が 1. 5重量％以上では、 表面張力が 1 6 mNZm以下となり、 直流現象を起こ し易く、 また、 顔料の凝集や沈降を起こし易くなつてしまうのである。
更に、 本発明のうち請求項 3に記載した発明は、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 64〜 1. 6 m g c m2となるように形成されているボールペンであって、 表面張 力が 1 6〜 3 2 mN/mの範囲となるように調整されたボールペン用ィンキが充填され ていることを特徴とする。
このように、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 64〜 1. 6 m g/c m2となる ようなボールペン、 即ち、 太くて濃い字を書くためのボールペンに、 表面張力を 1 6〜 3 2 mNZmの範囲に調整したボ一ルペン用インキを充填することにより、 ボテ現象や 線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存 環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくすることができるの である。
なお、 ボールペン用インキの表面張力が 1 6 mNZm以下では、 直流現象を起こし易 く、 また、 顔料の凝集や沈降を起こし易くなつてしまう。 他方、 ボールペン用インキの 表面張力が 3 2 mNZm以上では、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、 また、 紙 面に転写された際には乾きにくく、 更に、 保存環境や筆記状態によってインキの流出量 が不安定になり、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係るボールペン用インキ、 及びそのボ一ルペン用インキを用いたボー ルペンの実施の形態を説明する。
(ボールペン用ィンキ）
本実施の形態に係るボールペン用インキは、 単位面積当たりのィンキ消費量値が 0. 64〜 1. 6 m gZ c m2となるように形成されているボールペンに用いられるものであ つて、 表面張力が 1 6〜 3 2 mN/mの範囲に調整されている。
また、 本実施の形態に係るボールペン用のインキは、 着色剤、 水溶性溶媒、 フッ素系 界面活性剤、 保湿剤、 潤滑剤、 防腐剤、 防鲭剤、 p H調整剤、 增粘剤、 水などを含有す る。
(着色剤）
着色剤としては、 従来からボールペン用インキに用いられてきた染料又は顔料であつ て、 水に溶解又は分散するものすベてを用いることができる。
具体的には、 例えば、 C. I . ァシッ ドブラック 1、 同 2、 同 24、 同 2 6、 同 3 1、 同 52、 同 1 0 7、 同 1 0 9、 同 1 1 0、 同 1 1 9、 同 1 54、 C. I . アシッ ドイエ 口一 7、 同 1 7、 同 1 9、 同 23、 同 25、 同 2 9、 同 38、 同 4 2、 同 4 9、 同 6 1、 同 72、 同 78、 同 1 1 0、 同 1 4 1、 同 1 2 7、 同 1 3 5、 同 1 4 2、 C . I . ァシ ッ ドレッ ド 8、 同 9、 同 1 4、 同 1 8、 同 26、 同 2 7、 同 3 5、 同 3 7、 同 5 1、 同 52、 同 5 7、 同 8 2、 同 8 7、 同 9 2、 同 94、 同 1 1 1、 同 1 2 9、 同 1 3 1、 同 1 3 8、 同 1 8 6、 同 24 9、 同 2 54、 同 26 5、 同 2 7 6、 C. I . アシッ ドバイ ォレッ ト 1 5、 同 1 7、 C. I . ァシッ ドブルー 1、 同 7、 同 9、 同 1 5、 同 2 2、 同 2 3、 同 2 5、 同 4 0、 同 4 1、 同 4 3、 同 6 2、 同 78、 同 8 3、 同 90、 同 9 3、 同 1 0 3、 同 1 1 2、 同 1 1 3、 同 1 58、 C. I . アシッ ドグリーン 3、 同 9、 同 1 6、 同 2 5、 同 2 7などの酸性染料を着色剤として用いることができる。
また、 例えば、 C. I . ベ一シックイェロー 1、 同 2、 同 2 1、 C. I . ベーシック オレンジ 2、 同 1 4、 同 3 2、 C . I . ベ一シックレッ ド 1、 同 2、 同 9、 同 1 4、 C. I . ベーシックバイオレッ ト 1、 同 3、 同 7、 C. I . ベ一シックブラウン 1 2、 C. I .ベーシックブラック 2、同 8などの塩基性染料を着色剤として用いることもできる。 また、 例えば、 C. I . ダイレク トブラック 1 7、 同 1 9、 同 2 2、 同 3 2、 同 38、 同 5 1、 同 7 1、 C . I . ダイレク 卜イエロ一 4、 同 2 6、 同 44、 同 5 0、 C . I . ダイレク トレッ ド 1、 同 4、 同 2 3、 同 3 1、 同 3 7、 同 3 9、 同 7 5、 同 8 0、 同 8 1、 同 8 3、 同 22 5、 同 226、 同 2 2 7、 C. I . ダイレク 卜ブル一 1、 同 1 5、 同 7 1、 同 8 6、 同 1 0 6、 同 1 1 9などの直接染料を着色剤として用いることもでき る 0
また、 例えば、 酸化チタン、 力一ボンブラック、 ベンガラ、 酸化クロム、 鉄黒、 コバ ルトブル一、 アルミナホワイ 卜、 酸化鉄黄、 ビリジアン、 硫化亜鉛、 リ 卜ボン、 カ ドミ ゥムイェロー、 朱、 カ ドミウムレッ ド、 黄鉛、 モリブデードオレンジ、 ジンクタロメ一 ト、 ス トロンチウムクロメート、 ホワイ トカーボン、 クレー、 タルク、 群青、 沈降性硫 酸バリウム、 バライ ト粉、 炭酸カルシウム、 鉛白、 紺青、 マンガンバイオレツ 卜、 アル ミニゥム粉、 ステンレス粉、 ニッケル粉、 銅粉、 亜鉛粉、 真鍮粉などの無機系顔料を着 色剤として用いることもできる。
また、 例えば、 ァゾレーキ、 不溶性ァゾ顔料、 キレートァゾ顔料、 フタロシアニン顔 料、ペリ レン及びペリ ノン顔料、アントラキノン顔料、 キナクリ ドン顔料、染料レーキ、 ニトロ顔料、 ニ トロソ顔料などの有機系顔料、 より具体的には、 フタロシアニンブル一 (C. I . 74 1 6 0)、 フタロシアニングリーン （C. I . 74 2 6 0)、 ハンザィェ 口一 3 G (C. I . 1 1 6 7 0)、 ジスァゾイェロー GR (C. I . 2 1 1 00)、 パー マネントレッ ド 4 R (C. I . 1 2 3 35)、 ブリ リアント力一ミン 6 B (C. I . 1 5 8 50)、 キナク リ ドンレッ ド （C. I . 46 500) などの有機系顔料を着色剤として 用いることもできる。
なお、 これらの染料又は顔料は、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を 組み合わせて用いてもよい。
また、 着色剤の含有量は、 ボ一ルペン用インキの全量に対して 0. 1〜4 0重量％程 度とすることが好ましい。 着色剤の含有量が 0. 1重量％以下では、 描線の色が薄く見 えてしまう。 他方、 着色剤の含有量が 40重量％以上では、 インキが経時的に不安定と なってしまうからである。
(水溶性溶媒）
また、 水溶性溶媒としては、 極性溶媒であって、 水に溶解するものすベてを用いるこ とができる。
具体的には、 例えば、 エチレングリコール、 ジエチレングリ コール、 トリエチレング リ コ一ル、 テ トラエチレングリ コール、 プロピレングリ コ一ル、 ジプロピレングリ コ一 ル、 1 , 2 -プロパンジオール、 1 , 3 -プロパンジオール、 1 , 2 -ブタンジオール、 2, 3 -ブタンジォ一ル、 1 , 3 -ブタンジオール、 1 , 4 -ブタンジォ一ル、 1， 2 -ペンタンジォ一ル、 1 , 5 -ペンタンジオール、 2， 5 -へキサンジォ一ル、 3 - メ チノレ 1 , 3ブタンジォーノレ、 2 -メチノレペンタン - 2 , 4 -ジォ一ノレ、 3 - メチノレペン タン - 1 , 5 - ジオール、 1 , 2， 3 -ブタント リオール、 1， 2， 4 -ブタン ト リオ ール、 3 - メチルペンタン - 1 , 3， 5 - トリオール、 1， 2, 3 -へキサント リォ一 ルなどのアルキレングリ コール類、 ポリエチレングリ コール、 ポリプロピレングリ コ一 ルなどのポリアルキレングリ コール類、 グリセロール、 ジグリセロール、 ト リグリセ口 —ノレなどのグリセ口一ノレ類、 エチレングリ コールモノメチノレエーテノレ、 エチレングリ コ 一ノレモノエチノレエーテノレ、 ジエチレングリ コ一ノレモノメチノレエーテノレ、 ジエチレングリ コ一ノレモノエチノレエーテノレ、 ジエチレングリコーノレモノ - n - ブチノレエーテノレなどのグ リ コールの低級アルキルエーテル、 チオジェタノ一ル、 N - メチル - 2 - ピロ リ ドン、 1 , 3 - ジメチル - 2 -イミダリジノン、 スルホランなどの極性溶媒を水溶性溶媒とし て用いることができる。
なお、 これらの極性溶媒は、 それぞれ単独で用いても.よく、 また、 2種類以上を組み 合わせて用いてもよい。
また、 水溶性溶媒の含有量は、 ボールペン用インキの全量に対して 1〜4 0重量％程 度とすることが好ましい。 水溶性溶媒の含有量が 1重量％以下では、 書き味が悪くなつ てしまう。 他方、 水溶性溶媒の含有量が 4 0重量％以上では、 紙面に転写された際に乾 きにく くなつてしまうからである。
(フッ素系界面活性剤）
また、 フッ素系界面活性剤としては、 フッ素を含む界面活性剤であって、 水に溶解又 は分散するものすベてを用いることができる。
具体的には、 例えば、 パ一フルォロアルキルエチレンオキサイ ド付加物 （例えば、 旭 硝子株式会社製のサーフロン S— 1 4 5 (商品名）、 ダイキン工業株式会社製のュニダイ ン D S— 4 0 1 (商品名））、パ一フルォロアルキルトリメチルアンモニゥム塩（例えば、 大日本インキ化学工業株式会社製のメガファック F— 1 5 0 (商品名））、 パ一フルォロ アルキルカルボン酸塩（例えば、旭硝子株式会社製のサ一フロン S— 1 1 1 (商品名））、 アタ リル酸ポリォキシアルキレングリ コールモノエステル . アタ リノレ酸 N -パーフルォ ロォクチルスルホニル - N -プロピルアミノエチル共重合物 （例えば、 株式会社ト一ケ ムプロダクツ製の E F— 3 5 2 (商品名））、 フッ素化アルキルエステル （例えば、 住友 スリ一ェム株式会社製のフロラ一ド F C— 4 3 0 (商品名））、 パーフルォロアルキルス ルホン酸塩、 パーフルォロアルキル基親水性基含有オリ ゴマー、 パ一フルォロアルキル 基親水性基含有ウレタン、 パ一フルォロアルキルリン酸エステル、 パ一フルォロアルキ ルべタイン、 パーフルォロアルキルアミンオキサイ ド、 パ一フルォロアルキルアンモニ ゥム塩、 パーフルォロアルキルアルコキシレート、 パーフルォロアルキルポリオキシェ チレンエタノールなどを用いることができる。
そして、 フッ素系界面活性剤の含有量を、 ボールペン用インキの全量に対して 0 . 0 1〜 1 . 5重量％程度とすることにより、 ボ一ルペン用インキの表面張力を 1 6〜 3 2 m N Zmの範囲に調整し易くすることができるのである。
なお、 これらのフッ素系界面活性剤は、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類 以上を組み合わせて用いてもよい。
また、 フッ素系界面活性剤の含有量が 0 . 0 1重量％以下では、 ボテ現象や線割れ現 象などを起こし易く、 また、 紙面に転写された際には乾きにく く、 更に、 保存環境や筆 記状態によってインキの流出量が不安定になり、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ易く なってしまう。 他方、 フッ素系界面活性剤の含有量が 1 . 5重量％以上では、 直流現象 を起こし易く、 また、 顔料の凝集や沈降を起こし易くなつてしまうのである。
(保湿剤）
また、 保湿剤としては、 マルチトールを主成分とする還元糖、 ソルビトールを主成分 とする還元糖、 還元オリゴ糖、 還元マル卜オリゴ糖、 デキス トリン、 マルトデキス トリ ン、 還元デキス トリン、 還元マル卜デキス トリン、 α -サイクロデキス トリン、 3 -サ ィクロデキス ト リン、 マルトシルサイクロデキス ト リ ン、 難消化性デキス ト リ ン、 還元 澱粉分解物、 キシリ トール、 サッカロ一ス、 マルチトール、 還元澱粉糖化物、 還元麦芽 糖などの糖類を用いることができる。
具体的には、 例えば、 T K一 1 6、 T K - 7 5 (いずれも商品名、 松谷化学工業株式 会社製）、ダイヤ トール N、ダイヤトール K (いずれも商品名、サンエイ糖化株式会社製）、 エスィ一 2 0、 エスィ一 5 8 (いずれも商品名、 日研化学株式会社製）、 P O _ 3 0 0、 P 0 - 2 0 (いずれも商品名、 東和化成工業株式会社製） などを保湿剤として用いるこ とができる。
なお、 これらの糖類は、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を組み合わ せて用いてもよい。
また、 保湿剤の含有量は、 ボールペン用インキの全量に対して 0 . 1〜 1 0重量％程 度とすることが好ましい。 保湿剤の含有量が 0 . 1重量％以下では、 保湿剤としての効 果が発揮されなくなってしまう。 他方、 保湿剤の含有量が 1 0重量％以上では、 紙面に 転写された際に乾きにく くなってしまうからである。
(潤滑剤）
また、 潤滑剤としては、 脂肪酸塩や、 ノニオン系界面活性剤などを用いることができ る。
具体的には、 例えば、 リノール酸カリウム、 ォレイン酸カリ ウム、 ォレイン酸ナトリ ゥムなどの脂肪酸塩や、 グリセリン脂肪酸エステル、 ポリグリセリン脂肪酸エステル、 プロピレングリ コ一ル脂肪酸エステル、 ペンタエリスリ ト一ル脂肪酸エステル、 ポリオ キシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、 ペンタエリスリ トール脂肪酸エステル、 ポリ ォキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、 ポリオキシエチレンゾルビッ 卜脂肪酸エス テル、 ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、 ポリエチレングリ コール脂肪酸 エステ Λ^、 ポリオキシエチレンァノレキレノレエ一テ Λ^、 ポリオキシエチレンフィ トステロ —ル、 ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、 ポリオキシェチレ ンァノレキノレフェニノレエ一テル、 ポリオキシエチレンヒマシ油、 ポリオキシエチレンラノ リン、 ポリオキシエチレンラノ リ ンアルコール、 ポリオキシエチレンアルキルァミン、 ポリオキシエチレン脂肪酸アミ ド、 ポリオキシエチレンアルキルフヱニルホルムアルデ ヒ ド縮合物などのノニオン系界面活性剤を潤滑剤として用いることができる。
なお、これらの脂肪酸塩又はノニオン系界面活性剤は、それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(防腐剤）
また、 防腐剤としては、 例えば、 ナ ト リ ゥムォマジン、 1 - 2ベンゾィソチアゾリ ン などを用いることができる。
なお、 これらは、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を組み合わせて用 いてもよレヽ。
(防鲭剤）
また、 防鲭剤としては、 例えば、 ト リル ト リァゾール、 ベンゾトリ アゾ一ル及びその 誘導体、 リ ン酸オタチル、 チォリン酸ジォクチルなどの脂肪酸リン誘導体、 イミダゾー ル、 ベンゾイミダゾ一ル及びその誘導体、 ベンゾイ ミダゾ一ル、 2 - メルカプトべンゾ チアゾ一ル、 ォクチルォキシメタンホスホン酸、 ジシクロへキシルアンモニゥム ' ナイ トライ ト、 ジイソプロピルアンモニゥム 'ナイ トライ ト、 プロパルギルアルコール、 ジ アルキルチオ尿素、 サポニンなどを用いることができる。
なお、 これらは、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を組み合わせて用 いてもよい。
( P H調整剤）
また、 p H調整剤としては、無機アル力リゃ、有機ァミンなどを用いることができる。 具体的には、 例えば、 水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 リン酸カリ ウム、 水酸化 カルシウム、炭酸ナ卜リゥム、炭酸水素ナトリゥムなどの無機アル力リゃ、アンモニア、 メチルァミン、 ジメチルァミン、 トリメチルァミン、 ェチルァミン、 ジェチルァミン、 卜リェチルァミン、 プロピルァミン、 ジプロピル、 卜リプロピルァミン、 ブチルァミン、 ジブチルァミン、 トリブチルァミン、 イソブチルァミン、 ジイソブチルァミン、 2 -ブ タンァミン、 N - ( 1 - メチルプロピル） - 1 - プロパンアミン、 N , N - ジメチルブ チノレアミン、 1， 2 - ジメチルプロピノレアミン、 N -ェチノレ 1 , 2 - ジメチノレプロピノレ ァミン、 ァリ ノレアミン、 ジァリルァミン、 トリァリルァミン、 Ν, Ν - ジメチルァリル ァミン、 Ν - メチルジァリルァミン、 3 -ペンチルァミン、 Ν, Ν - ジィソプロピルェ チルァミン、 2 - (ヒ ドロキシメチルァミノ） エタノール、 2 -ァミノプロパノール、 3 -ァミノプロパノール、 卜リエタノ一ルァミン、 モノエタノールァミン、 ジェタノ-— ルァミン、 2 - ァミノ 2 - メチル - 1プロパノ一ル、 Ν -ィソブチルジェタノールァミ ン、 3 - メ トキシプロピルァミン、 3 -プロピルォキシプロピルァミン、 3 -イソプロ ピルォキシプロピルァミン、 3 -ブトキシプロピルァミンなどの有機ァミンを ρ Η調整 剤として用いることができる。
なお、 これらの無機アル力リ又は有機アミンは、それぞれ単独で用いてもよく、また、 2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(增粘剤）
また、 增粘剤としては、 例えば、 アラビアガム、 トラガカントガム、 口一カス トビ一 ンガム、 グァ一ガム及びその誘導体、 アルギン酸、 アルギン酸塩、 ぺクチン、 カラギー ナン、 ゼラチン、 ガゼイン、 ガゼインナトリウム、 キサンタンガム、 ラムザンガム、 ゥ エランガム、 ジエランガム、 デキス トラン、 メチルセルロース、 ェチノレセルロース、 ヒ ドロキシェチノレセノレロース、 カスレボキシメチルセルロース、 ヒ ドロキシプロピゾレセノレ口 ース、 デンプングリコール酸ナトリウム、 ラノリン誘導体、 キ卜サン誘導体、 ラク 卜ァ ルブミン、ポリエチレンォキサイ ド、ポリエチレングリコール、ポリビュルアルコール、 ポリビュルメチルエーテル、 ポリ ビュルピロリ ドン及びその誘導体、 ポリアクリル酸樹 脂、 架橋型ポリアクリル樹脂、 ポリ ウレタン樹脂、 アクリル樹脂のアルカ リ金属塩など を用いることができる。
具体的には、 例えば、 日本純薬株式会社製のジュンロン PW - 1 1 1 (商品名）、 和光 純薬株式会社製のハイビスヮコ一 1 0 3 (商品名）、 三晶株式会社製の KE L Ζ ΑΝ、 Κ E LZAN AR、 K 1 A 9 6、 K 1 A 1 1 2、 レオザン、 K 7 C 2 3 3 (いずれも商 品名）、 ローヌ ·プーランジャパン株式会社製の J AGUAR HP - 8、 J AGUAR HP - 60、 RHODOPOL 2 3、 RHODOPOL 5 0 MC (いずれも商品名）、 大日本製薬株式会社製のエコーガム GM (商品名） などを用いることができる。
なお、 これらは、 それぞれ単独で用いてもよく、 また、 2種類以上を組み合わせて用 いてもよレヽ。
(水）
また、 水は、 ボ一ルペン用インキの成分のうち、 上記した着色剤から増粘剤までの成 分以外の大部分を占めるものである。 本実施の形態では、 蒸留水、 又はイオン交換水を 用いている。
なお、 水の含有量は、 ボ一ルペン用インキの全量に対して 3 0〜 8 0重量0 /0程度とす ることが好ましい。 水の含有量が 3 0重量％以下では、 チップの先端からのインキの流 出量が低下してしまう。 他方、 水の含有量が 8 0重量。 /0以上では、 他の成分が相対的に 増加することにより、 ィンキが経時的に不安定となってしまうからである。
(その他）
また、 上記した成分以外に、 例えば、 顔料の分散剤として、 スチレンマレイン酸のァ ンモニゥム塩や、 スチレンァクリル酸のアンモニゥム塩などの樹脂を添加することもあ る。
(ボールペン用ィンキの製造方法）
また、 本実施の形態に係るボールペン用インキの製造方法は、 他のボールペン用イン キの製造方法と比べて特に異なるところはない。
即ち、 本実施の形態に係るボ一ルペン用インキは、 上述した各成分を混合撹拌等する ことによって製造することができる。
(ボ一ノレペン)
次に、 本発明に係るボ一ルペンについて説明する。
本実施の形態に係るボールペンは、単位面積当たりのィンキ消費量値が 0 . 6 4〜 1 . 6 m g / c m2となるように形成されているものであって、表面張力が 1 6〜 3 2 m N / mの範囲となるように調整されたボールペン用ィンキが充填されている。
更に詳しくは、 本実施の形態に係るボ一ルペンは、 チップ、 及びインキタンクを備え ている o
(チップ）
前記チップは、 ボールとホルダ一とを備え、 ホルダ一の先端側にボールを回転自在に 保持させている。
前記ボールは、 超硬合金によって形成されている。 また、 このボールの直径は、 1 . 0 mmとされている。
また、 前記ホルダーは、 ステンレス製の線材を切削して形成されている。 また、 この ホルダーには、 ボールハウス及びィンキ誘導孔などが設けられている。
そして、 このチップは、 ボールハウスにボールを収納した後に、 ホルダ一の先端近辺 に力シメ部を形成することにより、 ホルダ一の先端側にボールを回転自在に保持させて いるのである。
また、 ボールとホルダ一との間のク リアランスは、 単位面積当たりのインキ消費量値 が 0. 6 4〜 1. 6 m g/ c m2程度となるように、 即ち、 太くて濃い字を書く ことがで きるように調整されている。
なお、 ボールは、 例えば、 焼入鋼によって形成してもよく、 また、 セラミックによつ て形成してもよい。
また、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m g / c m2程度となるよ うに調整されれば、 ボールの直径は、 1. Ommに限られず、 例えば、 0. 9 mmとし てもよく、 また、 1. 1 mmとしてもよレヽ。
また、 ホルダ一は、 例えば、 洋白又は真鍮などの金属製の線材を切削して形成しても よく、 また、 例えば、 パイプ鋼材を切削するなどして形成してもよい。 また、 前記インキタンクは、 樹脂製のチューブによって形成されている。 また、 この インキタンクは、 上述したチップの後端側に連設されている。 そして、 このインキタン クに、 上述したボールペン用ィンキが充填されている。
(ボールペンの製造方法）
また、 本実施の形態に係るボールペンの製造方法は、 他のボールペンの製造方法と比 ベて特に異なるところはない。
即ち、 上述したようにチップを形成し、 また、 このチップの後端側にインキタンクを 連設し、 更に、 このインキタンクにボ一ルペン用インキを充填し、 その後、 遠心処理を 行い、 ボールペン用インキ内の空気を抜くことによってボ一ルペンを製造することがで さる。
(効果）
そして、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m g/c m2となるよう に形成されているボールペンに用いるボ—ルペン用ィンキの表面張力を、 1 6〜 3 2 m NZmの範囲に調整することにより、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにく く、また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や 幅にバラツキを生じにくいボールペンとすることができるのである。
言い換えれば、 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m g/ c m2とな るように形成されているボールペンに、 表面張力が 1 6〜 3 2 mN/mの範囲となるよ うに調整されたボールペン用インキを充填することにより、 ボテ現象や線割れ現象など を起こしにく く、 また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態 によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにく くすることができるのである。
なお、 ボールペン用インキの表面張力が 1 6 mNZm以下では、 直流現象を起こし易 く、 また、 顔料の凝集や沈降を起こし易くなつてしまう。 他方、 ボールペン用インキの 表面張力が 3 2 mNZm以上では、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、 また、 紙 面に転写された際には乾きにくく、 更に、 保存環境や筆記状態によってインキの流出量 が不安定になり、 描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。
また、 フッ素系界面活性剤を 0. 0 1〜 1. 5重量。 /0加えることにより、 ボールペン 用ィンキの表面張力を 1 6〜 3 2 mNZmの範囲に調整し易くすることができるのであ る。
以下、 実施例及び比較例により、 本発明を更に詳しく説明する。
(実施例 1 )
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤 ： カーボンブラック ： 7. 0重量％
樹脂 ： スチレンァク リル酸樹脂アンモニゥム塩 ： 2. 0重量％
水溶性溶媒： プロピレングリ コ一ル ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： パ—フルォロアルキルスルホン酸塩： 1. 0重量。 /0 保湿剤 ：マルチトール ： 5. 0重量％
潤滑剤 ： リ ン酸エステル ： 0. 6重量％
防腐剤 ： ナトリウムォマジン ： 0 · 2重量0 /0
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 4重量％ 增粘剤 ： ポリアクリル酸樹脂 ： 0. 2重量％
水 ： イオン交換水 ： 6 8. 5重量％
(実施例 2)
以下の成分を配合してボールペン用ィンキを製造した。
着色剤 ： カーボンブラック ： 7. 0重量％
樹脂 ： スチレンァク リル酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 0重量0 /0
水溶性溶媒： プロピレングリ コール ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： パーフルォロアルキルスルホン酸塩 ： 0. 0 5重量0 /0 保湿剤 ： マルチトール ： 5. 0重量％
潤滑剤 ： リン酸エステル ： 0. 6重量％
防腐剤 ：ナトリウムォマジン ： 0. 2重量0 /0
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 4重量％
增粘剤 ： ポリアクリル酸樹脂 ： 0. 4重量％
水 ： イオン交換水 ： 6 9. 2重量％
(実施例 3)
以下の成分を配合してボ—ルペン用ィンキを製造した。
着色剤 ： フタロシアニンブル— ： 7. 5重量。 /0
樹脂 ： スチレンマレイン酸榭脂アンモニゥム塩： 2. 2重量％
水溶性溶媒： グリセリン ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： フッ素化アルキルエステル ： 0. 5重量％
保湿剤 ： マルチ トール ： 3. 0重量％
潤滑剤 ： 力リセッケン ： 0. 5重量％
防腐剤 ： ナトリウムォマジン ： 0. 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミ ノメチルプロパノール ： 0. 3重量％
增粘剤 ： ポリアクリル酸樹脂 ： 0. 3重量％
水 ： イオン交換水 ： 70. 4重量％
(実施例 4) 以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤 ： フタロシアニンブル— ： 1. 5重量％
着色剤 ：酸化チタン ： 2 0. 0重量％
樹脂 ： スチレンマレイン酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 5重量％
水溶性溶媒： ジグリセリンプロピレンオキサイ ド 4モル付加物 ： 5. 0重量0 /0 フッ素系界面活性剤 ：パ—フルォロアルキルリン酸エステル ： 1. 0重量％ 保湿剤 ： マルチ卜一ル ： 5. 0重量％
潤滑剤 ： カリセッケン ： 0. 5重量％
防腐剤 ： ナトリ ウムォマジン ： 0. 2重量％
防鳍剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 3重量％
增粘剤 ： アラビアガム ： 0. 4重量％
水 ： イオン交換水 ： 6 3. 5重量 °/0
(実施例 5 )
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤 ： フタロシアニンブル— ： 7 · 5重量％
樹脂 ： スチレンマレイン酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 2重量％
水溶性溶媒： グリセリン ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： フッ素化アルキルエステル： 0. 5重量％
保湿剤 ：マルチトール ： 3. 0重量％
潤滑剤 ： 力リセッケン ： 1. 0重量％
防腐剤 ： ナトリ ウムォマジン ： 0 · 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 3重量％
増粘剤 ： ポリアク リル酸樹脂 ： 0. 3重量％
水 ： イオン交換水 ： 6 9. 9重量％
(比較例 1 )
以下の成分を配合してボ一ルペン用ィンキを製造した。
着色剤 ： カーボンブラック ： 7. 0重量。 /0 樹脂 ： スチレンアタ リル酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 0重量％
水溶性溶媒： プロピレングリコール ： 1 5. 0重量0 /0
フッ素系界面活性剤 ： パ一フルォロアルキルスルホン酸塩 ： 1. 8重量％ 保湿剤 ： マルチトール ： 5. 0重量0 /0
潤滑剤 ： リ ン酸エステル ： 0. 6重量0 /0
防腐剤 ： ナトリ ウムォマジン ： 0. 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノ一ル： 0. 4重量％
增粘剤 ： ポリアクリル酸榭脂 ： 0. 2重量％
水 ： イオン交換水 ： 6 7. 7重量％
(比較例 2 )
以下の成分を配合してボールペン用ィンキを製造した。
着色剤 ： カーボンブラック ： 7. 0重量％
樹脂 ： スチレンァクリル酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 0重量％
水溶性溶媒： プロピレングリ コール ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： なし
保湿剤 ： マルチトール： 5. 0重量％
潤滑剤： リン酸エステル ： 0. 6重量％
防腐剤 ：ナトリ ウムォマジン ： 0. 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 4重量％
増粘剤 ： ポリアク リル酸榭脂 ： 0. 4重量％
水 ：イオン交換水 ： 6 9. 3重量％
(比較例 3 )
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤 ： フタロシアニンブル— ： 7. 5重量％
樹脂 ： スチレンマレイン酸榭脂アンモニゥム塩： 2. 2重量0 /0 水溶性溶媒： グリセリン ： 1 5. 0重量％
フッ素系界面活性剤 ： なし 保湿剤 ： マルチトール： 3. 0重量％
潤滑剤 ： 力 リセッケン ： 0. 5重量％
防腐剤 ： ナトリウムォマジン ： 0. 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミ ノメチルプロパノール ： 0. 3重量0 /0
增粘剤 ： ポリアクリル酸樹脂 ： 0. 3重量％
水 ： イオン交換水 ： 70. 9重量％
(比較例 4)
以下の成分を配合してボールペン用ィンキを製造した。
着色剤 ： フタロシアニンブル一 ： 1. 5重量％
着色剤 ： 酸化チタン ： 20. 0重量％
樹脂 ： スチレンマレイン酸樹脂アンモニゥム塩： 2. 5重量％
水溶性溶媒： ジグリセリンプロピレンオキサイ ド 4モル付加物 ： 5. 0重量％ フッ素系界面活性剤 ： パ一フルォロアルキルリン酸エステル ： 0. 00 5重量％ 保湿剤 ： マルチ トール ： 5. 0重量0 /0
潤滑剤 ： 力リセッケン ： 0. 5重量％
防腐剤 ： ナトリウムォマジン ： 0. 2重量％
防鲭剤 ： サポニン ： 0. 1重量％
p H調整剤 ： アミノメチルプロパノール ： 0. 3重量0 /0
増粘剤 ： アラビアガム ： 0. 4重量0 /0
水 ： イオン交換水 ： 6 4. 5重量％
(表面張力の測定、 及び筆記試験の結果）
上述した実施例 1から 5まで、 及び比較例 1から 4までのボールペン用ィンキの表面 張力を測定した。
また、 上述した実施例 1から 5まで、 及び比較例 1から 4までのボールペン用インキ を充填したボールペンについての筆記試験を行った。
その結果を、 下記の表 1に示す。
なお、 表面張力の測定は、 I SO規格に従い、 共和界面科学株式会社製の表面張力計 を用いて、 垂直平板法により行った。 また、 ボ一ルペンは、 ボールの直径が 1. Ommであり、 かつ、 単位面積当たりのィ ンキ消費量値が 0. 64~ 1. 6 m gZ c m2の範囲に形成されているものを用いた。 また、 単位面積当たりのインキ消費量値は、 単位長さ当たりのインキ消費量値を、 I SO規格 1 4 1 45— 1に準拠した筆記試験機を用いて、 筆記速度 4. SmZ分、 筆記 角度 6 0° 、 筆記負荷 1 00 gの条件で測定すると共に、 この値を描線幅で除すること によって求めた。
また、 筆記試験は、 I S O規格 1 4 1 4 5— 1に準拠した筆記試験機を用い、 筆記速 度 4. 5 m/分、 筆記角度 6 0。 、 筆記負荷 1 00 gの条件で 「らせん筆記」 し、 ボ一 ルペン用インキを使い切るまで行った。 このとき、 筆記試験用紙としては、 I S O規格 1 4 1 4 5— 1に準拠したものを用いた。
そして、 この筆記試験により、 インキの流出量の安定性、 ボテ現象の発生の有無、 線 割れ現象の発生の有無、 描線の速乾性、 及びインキの経時的安定性についての評価を行 つた。
ここで、 インキの流出量の安定性は、 下記の基準で判断し、 「〇」 「厶」 「X」 の 3段階 で評価した。
(ィ） 1 00 m毎のインキの流出量が安定していた。 また、 ボ一ルペン用インキを使 い切るまで、 カスレや濃度ムラの発生がほとんど認められなかった。 —評価 「〇」
(口） 1 0 0 m毎のインキの流出量に多少のパラツキが認められた。 また、 ボ一ルぺ ン用インキを使い切るまでの間に、 カスレや濃度ムラの発生がわずかに認められた。 → 評価 「厶」
(ハ） 1 00m毎のインキの流出量に大きなバラツキが認められた。 また、 ボールべ ン用インキを使い切るまでの間に、 カスレや濃度ムラの発生が明らかに認められた。 → 評価 「XJ
また、 ポテ現象の発生の有無は、 下記の基準で判断し、 「〇」 「△」 「X」 の 3段階で評 価し 7こ。
(ィ） ボテ現象の発生がほとんど認められなかった。 評価 「〇」
(口） ボテ現象の発生がわずかに認められた。 →評価.「△」
(ハ） ボテ現象の発生が明らかに認められた。 →評価 「X」
また、 線割れ現象の発生の有無は、 下記の基準で判断し、 「〇」 「△」 「X」 の 3段階で 評価した。
(ィ） 線割れ現象の発生がほとんど認められなかった。 →評価 「〇」
(口） 線割れ現象の発生がわずかに認められた。 —評価 「△」
(ハ） 線割れ現象の発生が明らかに認められた。 —評価 「X」
また、 描線の速乾性は、 下記の基準で判断し、 「〇」 「△」 「X」 の 3段階で評価した。 (ィ） 筆記後 3 0秒以内に描線が乾燥した。 —評価 「◦」
(口） 筆記後 3 0秒〜 1分以内に描線が乾燥した。 →評価 「△」
(ハ） 筆記後 1分以内に描線が乾燥しなかった。 →評価 「X」
また、 インキの経時的安定性は、 製造直後のものと、 ガラス瓶に封入して 5 0。Cの環 境下で 1 ヶ月間保管したものとについて粘度測定を行い、 その結果を下記の基準で判断 し、 「〇j 「X」 の 2段階で評価した。
(ィ） 粘度変化がほとんど認められなかった。 →評価 「〇」
(口） 著しい粘度変化が認められた。 —評価 「X」
また、 表 1中、 「Α」 は 「インキの流出量の安定性」 を、 「Β」 は 「ボテ現象の発生の 有無」 を、 「C」 は 「線割れ現象の発生の有無」 を、 「D」 は 「描線の速乾性」 を、 「E J は 「インキの経時的安定性」 を示す。
Figure imgf000023_0001
このように、 実施例 1から 5までのボールペン用インキを充填したボールペンについ ては、 インキの流出量の安定性、 ボテ現象の発生の有無、 線割れ現象の発生の有無、 描 線の速乾性、 及びインキの経時的安定性のいずれの項目の評価も 「〇」 又は 「△」 であ つた。 即ち、 これらのボールペンは、 ボテ現象や線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転写されたインキが乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度 や幅にバラツキを生じにくかった。
他方、 比較例 1から 4までのボールペン用インキを充填したポ一ルペンについては、 インキの流出量の安定性、 ボテ現象の発生の有無、 線割れ現象の発生の有無、 描線の速 乾性、 又はインキの経時的安定性のいずれかの項目の評価が 「X」 であった。 即ち、 こ れらのボールペンは、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし易かったり、 紙面に転写され たィンキが乾きにくかったり、 あるいは保存環境や筆記状態によって描線の濃度や幅に バラツキを生じ易かったり した。
更に、 表面張力の限界数値についての実験を行ったところ、 少なく とも 1 6〜3 2 m N / mの範囲においては、 ボテ現象や線割れ現象などを起こしにく く、 また、 紙面に転 写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラ ツキを生じにく くなることが確認された。
また、 フッ素系界面活性剤を加えなくても、 あるいは他の物質を加えても、 表面張力 が 1 6〜 3 2 m N mの範囲に調整されていれば、 ボテ現象や線割れ現象などを起こし にく く、 また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によって も描線の濃度や幅にバラツキを生じにく くなることが確認された。
このように、 表面張力が 1 6 m N Zm以下では、 直流現象を起こし易く、 また、 顔料 の凝集や沈降を起こし易くなつてしまい、 他方、 表面張力が 3 2 m N Zm以上では、 ボ テ現象や線割れ現象などを起こし易く、 また、 紙面に転写された際には乾きにく く、 更 に、 保存環境や筆記状態によって描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうこ とが確認された。
また、 フッ素系界面活性剤を 0 . 0 1〜 1 . 5重量％加えることによって、 表面張力 を 1 6〜 3 2 m N Z mの範囲に調整し易くなることが確認された。
なお、 本発明は、 上記実施例に限定されるものではない。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 請求項 1又は請求項 2に記載した発明によれば、 太くて濃い字 を書くためのボールペンに用いるボールペン用ィンキであって、 ボテ現象や線割れ現象 などを起こしにく く、 また、 紙面に転写された際には乾き易く、 更に、 保存環境や筆記 状態によつても描線の濃度や幅にバラッキを生じにくいボールペン用ィンキを提供する ことができた。
更に、 請求項 3に記載した発明によれば、 太くて濃い字を書くためのボールペンであ つて、 ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、 また、 紙面に転写されたインキが乾 き易く、 更に、 保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくい ボ一ルペンを提供することができた。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m c m2となるように 形成されているボ—ルペンに用いられるボールペン用ィンキであって、
表面張力が 1 6〜 3 2 mNZmの範囲に調整されていることを特徴とするボールペン 用ィンキ。
2. フッ素系界面活性剤を 0. 0 1〜 1. 5重量％含有することを特徴とする請求 項 1記載のボ一ルペン用インキ。
3. 単位面積当たりのインキ消費量値が 0. 6 4〜 1. 6 m gZ c m2となるように 形成されているボールペンであって、
表面張力が 1 6〜32mNZmの範囲となるように調整されたボールペン用ィンキが 充填されていることを特徴とするボールペン。
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