JP3258129B2 - 油性ボールペン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油性ボールペン用イン
キおよびそれを用いたボールペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールペンは、ボール、チップホルダー
からなるペン先、インキ収容管、ペン軸などから構成さ
れる。このボールペンによる筆記は、ペン先のボールの
回転によりチップ内部より流出してくるインキが紙など
の記録体に転写もしくは浸透し、特に転写により、筆跡
・描線をつくりだす。その時、転写または浸透しきれな
かった余剰のインキがチップホルダーの外周に付着し、
書きはじめや時には、筆記途中でインキのかたまりが滴
下されるいわゆるボテ現象が発生し、きれいな描線を得
ることができないことがある。

【０００３】水性ボールペンは、粘度が数mPa・S以下の
低粘性であるため、軽い筆記圧で書けることが利点であ
り、書き味が良好である特徴がある。しかしながら、イ
ンキがペン先からだらだらと流れでる直流現象や、反対
にボールペンの先から空気が流入してインキが流出する
逆流現象などが起り易い欠点があり、中綿と称する繊維
の収束体などを用いてこれらの現象を防止する方法がと
られている。また、溶媒がれのため、蒸気圧が高く、キ
ャップオフの状態で放置すると、先端が乾燥し、インク
が流出しなくなり、書けなくなってしまうという問題も
ある。

【０００４】一方、油性ボールペンは使用するインキの
粘度が数千mPa・S以上の高粘度であるため、ペン先から
インキが流出する際にボールが回転するときの抵抗が大
きいため書き味が悪い欠点がある。

【０００５】最近、上記の水性と油性との中間粘度領域
（数mPa・S〜数千mPa・S）のインキを用いる中粘度インキ
用ボールペンが開発されている。しかし、上述の書き
味、直流現象、ボテ現象、キャップオフでの性能、ペン
構造などが相互に関係しあって、油性の中粘度用ボール
ペンは得られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、油性の中粘
度用ボールペンを開発することを目的とするものであ
る。すなわち、ボテ現象、直流現象が生じず、キャップ
オフ性能や書き味のすぐれたボールペンおよびそれに用
いるボールペン用インキを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するため研究を重ねた結果、蒸気圧が特定条件以
下の溶媒を用い、特定剪断速度下の粘度を調整すること
により、上記の目的とする油性ボールペンインキを得る
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】本発明の油性ボールペンインキは、少なく
とも着色剤、溶剤、樹脂及び増粘剤を含有する油性ボー
ルペンインキにおいて、溶剤中には蒸気圧０．１mmHg
（２０℃）以下の有機溶媒がインキ全量に対して６０重
量％以上含有し、インキの粘度が剪断速度４００ｓ^-1に
おいて１００mPa・s以下でかつ、剪断速度５ｓ^-1におい
て１０００mPa・s以上であることを特徴とする。

【０００９】また、本発明のボールペンは、前記本発明
の油性ボールペンインキを充填していることを特徴とす
る。

【００１０】本発明の油性ボールペンインキに用いる溶
剤は、主溶剤として蒸気圧０．１mmHg（２０℃）以下の
有機溶媒をインキ全量に対して６０重量％以上、好まし
くは７０重量％以上、より好ましくは８０％以上含有す
ることが必要である。主溶剤の蒸気圧が０．１mmHg（２
０℃）以上であると、溶媒の乾燥性が速く、ペン先でイ
ンキが固化し、キャップオフ性能などが著しく低下し、
好ましくない。

【００１１】蒸気圧０．１mmHg（２０℃）以下の有機溶
媒としては、具体的にはベンジルアルコール（１mmHg／
５８℃）、ジプロピレングリコール（０．０１mmHg以下
／２０℃，水溶）、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル（０．３mmHg／２５℃）、プロレングリコールモ
ノフェニルエーテル（０．０１mmHg以下／２０℃）、エ
チレングリコールモノブチルエーテル（０．８５２mmHg
／２５℃）、トリエチレングリコールモノブチルエーテ
ル（０．０１mmHg以下／２０℃）、トリプロピレングリ
コールモノメチルエーテル（０．０３mmHg／２０℃）な
どがあげられる。また、アジピン酸オクチル（０．００
１mmHg／８５℃）、セバシン酸ジブチル（０．００１mm
Hg／７１℃）、セバシン酸ジオクチル（５mmHg／２４０
℃）、グリセリン（０．００２５mmHg／５０℃）、ポリ
プロピレグリコール（分子量４００〜７００）、グリセ
リン誘導体（たとえばポリオキシプロピルトリオール、
日本油脂社製“ユニオールＴＧ−１０００”，“ユニオ
ールＴＧ−２０００”など）などがあげられる。

【００１２】さらに、エチレングリコールモノフェニル
エーテル（０．０３mmHg／２０℃）、エチレングリコー
ルモノベンジルエーテル（０．０２mmHg／２０℃）、エ
チレングリコールモノα‐メチルベンジルエーテル
（０．０２mmHg／２０℃）、エチレングリコールモノα
α´ジメチルベンジルエーテル（０．０２mmHg／２０
℃）、エチレングリコールモノメチルフェニルエーテル
異性体混合物（０．０２mmHg）、エチレングリコールモ
ノジメチルフェニルエーテル異性体混合物（０．０２mm
Hg／２０℃）、エチレングリコールモノエチルフェニル
エーテル異性体混合物（０．０２mmHg／２０℃）、エチ
レングリコールモノメチルベンジルエーテル異性体混合
物（０．０２mmHg／２０℃）、エチレングリコールモノ
エチルベンジルエーテル異性体混合物（０．０２mmHg／
２０℃）、エチレングリコールモノシクロヘキシルエー
テル（０．０１mmHg／２０℃）、エチレングリコールモ
ノメンチルエーテル（０．０２mmHg／２０℃）、エチレ
ングリコールモノジヒドロα‐テルビニルエーテル
（０．０２mmHg／２０℃）、プロピレングリコールモノ
フェニルエーテル（０．０３mmHg／２０℃）、プロピレ
ングリコールモノベンジルエーテル（０．０３mmHg／２
０℃）、プロピレングリコールモノシクロヘキシルエー
テル（０．０４mmHg／２０℃）、プロピレングリコール
モノテルビニルエーテル（０．０２mmHg／２０℃）、

【００１３】ジエチレングリコールモノフェニルエーテ
ル（０．０２mmHg／２０℃）、ジエチレングリコールモ
ノベンジルフェニルエーテル（０．０２mmHg／２０
℃）、ジエチレングリコールモノエチルフェニルエーテ
ル（０．０２mmHg以下／２０℃）、エチレングレールモ
ノエチルベンジルエーテル（０．０２mmHg以下／２０
℃）、ジエチレングリコールモノシクロヘキシルエーテ
ル（０．０２mmHg／２０℃）、ジエチレングリコールモ
ノメンチルエーテル（０．０２mmHg／２０℃）、ジエチ
レングリコールモノジヒドロα‐テルビニルエーテル
（０．０２mmHg／２０℃）、ジプロピレングリコールモ
ノフェニルエーテル（０．０２mmHg／２０℃）、ジプロ
ピレングリコールモノベンジルエーテル（０．０２mmHg
／２０℃）、ジプロピレングリコールモノシクロヘキシ
ルエーテル（０．０３mmHg／２０℃）、ジプロピレング
リコールモノテルビニルエーテル（０．０２mmHg／２０
℃）などがあげられる。これらの主溶剤は使用量はイン
キ中６０〜９５重量％である。６０重量％未満であると
キャップオフ性能が低下するので好ましくない。

【００１４】本発明に係るボールペン用インキは剪断速
度４００ｓ^-1において粘性が１００mPa・S以下であるこ
とが必要である。この理由は、筆記時にはボールの回転
によりインキに剪断力がかかり通常４００ｓ^-1以上の剪
断速度であることに着目し、そのときの粘度について本
発明者が検討を重ねた結果にもとづくものである。すな
わち、剪断速度４００ｓ^-1における粘度が、インキの紙
などの被筆記物への浸透、ボテ現象の発生に関係し、１
００mPa・S以下の粘度の場合はボテ現象が発生せず、１
００mPa・Sをこえるとボテ現象が増加する。さらに、本
発明に係るボールペン用インキは剪断速度５ｓ^-1におけ
る粘度が１０００mPa・S以上であることが必要である。
この理由は、直流現象は静止状態あるいは限りなく剪断
速度が０ｓ^-1に近いときの粘度に関するとの本発明者の
考えにもとづくものである。実際には測定可能な１０ｓ
^-1の粘度における現象の検討に基づくもので、１０００
mPa・S以上では直流現象はなく、１０００mPa・S未満では
直流現象が発生する。

【００１５】本発明の油性ボールペン用インキに用いる
着色剤は、通常、筆記具や塗料用インキに使用される染
料や顔料が使用することが可能である。染料としては、
塩基性染料、酸性染料、直接染料などはもちろん可溶化
やマイクロカプセル化したものなどでも構わない。例え
ば、バリファストブラック＃１８０２、同＃１８０５、
同＃３８２０、バリファストバイオレット＃１７０１、
バリファストイエローＡＵＭ、同＃３１０４、スピロン
バイオレットＣ−ＲＨ、スピロンブラックＣＭＨｓｐｅ
ｃｉａｌ、スピロンイエローＣ−ＧＮＨ、スピロンオレ
ンジＧＲＨ、スピロンレッドＢＥＨ、オーラミン、ロー
ダミン、メチルバイオレット、マラカイトグリーン、ク
リスタルバイオレット、ビクトリアブルーＢＯＨなどが
挙げられる。また、顔料としては、無機顔料や有機顔料
をそのまま用いても良いし、樹脂や界面活性剤などで表
面改質した加工顔料や分散トナーを使用しても構わな
い。例えば、酸化チタン、カーボンブラック、フタロシ
アニン系、アゾ系、アンスラキノン系、キナクリドン
系、マイクロリースカラー（チバガイギー(株)製）、フ
ジＡＳカラー（冨士色素(株)製）などがあげられる。添
加量については特に制限はなく着色剤の溶解度や分散力
に応じた量又は所望の色相や濃度に適した量であれば良
いが、この量は筆記文字や描線のかすれ現象や筆記性不
良と深く関係し添加量が多すぎると本発明のインキの組
成でも効果が減少し、少量の場合はかすれや筆記不能は
極度に減少するがボールペンとしての描線の発色が劣
り、通常１〜４０重量％の範囲で用いられる。

【００１６】本発明の油性ボールペンインキは、上記着
色剤、溶剤のほかに、樹脂、増粘剤、更に、添加剤とし
て防腐剤、防錆剤、潤滑剤などの油性インキに慣用され
ている助剤から選んで配合する。

【００１７】たとえば、樹脂としては、通常の油性ボー
ルペンインキに慣用されている樹脂、例えばケトン樹
脂、スルフォアミド樹脂、マレイン酸樹脂、エステルガ
ム、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、
ロジン、ポリビニルピロリドンなどが用いられる。これ
らの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上混合して用
いてもよく、その配合量は、インキ組成物全量に対し
て、０．１〜２０．０重量％範囲である。これらの樹脂
は描線の耐水性や固着性などの向上や粘度の調整などの
作用をする。

【００１８】増粘剤としては、ＮＬケミカルズ(株)製
“ベントンＳＤ−２”，“ベントン２７”、日産ガード
ラー触媒社製“ＴＩＸＯＧＥＬ ＶＺ”，“ＴＩＸＯＧ
ＥＬＥＺ”、ＳＵＤ化学製“ＥＸ−０１０１”などの有
機ベントナイト、日本アエロジル(株)製“アエロジル３
８０”，“アエロジルＣＯＫ８４”、水澤化学製“ミズ
カシルＰ−８０１”などのシリカ系、共栄社油脂化学工
業製“ターレンＶＡ−１００”，“ＶＡ−５００”，
“ＶＡ−８００”、伊藤製油製“ＡＳＡ Ｔ−１”，
“ＡＳＡ Ｔ−５１”，“ＡＳＡ Ｔ−３５０Ｆ”、その
他脂肪酸ポリアミドなどが添加される。

【００１９】本発明のボールペンは、ボール、チップホ
ルダーからなるペン先、インキ収容管、チップと該収容
管をつなぐ継ぎ手、ペン軸などから構成され、該インキ
収容管に前記した本発明のボールペン用インキを充填し
たものである。

【００２０】本発明の油性ボールペン用インキは、その
インキ粘度と溶剤の蒸発速度が相互に関係して直流現
象、ボテ現象を防止する効果が得られると考えられる。
一般に、粘度が高い方が流出速度が遅く、溶剤の蒸発速
度は速い方がボール近くの粘性が急激に上昇し直流が起
こりにくい。また、速くなりすぎるとペン先が直ぐに筆
記不良を起こす。本発明はこの点を溶剤の蒸気圧とイン
キの特定剪断速度下の粘度の調整することにより解決し
たものである。

【００２１】

【実施例】実施例によって本発明を更に詳細に説明す
る。インキの評価テストは下記のように行った。また、
試験に用いたボールペンは内径２．０mmのポリプロピレ
ンチューブ、ステンレスチップ（ボールは超硬合金で、
直径０．７mmである）を有するものである。このボール
ペンに実施例、比較例で得られたインキを充填し、下記
の試験を行った。

【００２２】粘度；レオメーターを用いて二重円筒法で
２５℃で測定した。 ボテ現象防止性；所定のインキをボールペンに充填した
後、機械筆記試験機にて、速度４．５ｍ／min、角度６
０°、荷重２００ｇの条件で筆記した後にチップホルダ
ーに付着したインキの量を観察し、ほとんどないものを
◎、わずかにあるものを○、少し多いものを△、非常に
多いものを×として評価した。 直流防止性；所定のインキを充填したボールペン３０本
をペン先を下にして、温度５０℃、湿度８０％の恒温槽
に３日間放置した後、直流現象の粘度を調べ、相対的に
ほとんどないものを◎、わずかにあるものを○、少し多
いものを△、非常に多いものを×として評価した。

【００２３】書き味；所定のインキを充填したボールペ
ンで、フリーハンド筆記したときの筆感を、感応的に相
対比較し、非常に軽い書味を◎、軽い書味を○、やや重
い書味を△、重い書味を×とした。 キャップオフ性；所定のインキを充填したボールペンで
筆記したときの初期の描線のカスレの長さを、ボールペ
ンにインキを充填した直後のものと、温度２５℃、湿度
６０％の恒温槽に９０日間放置したものとを比較して、
筆記した時の書初めのカスレ長さが０mmを◎、５mm以下
を○、５〜３０mmを△、３０mm以上を×として判定し
た。

【００２４】実施例１〜３、比較例１〜３ 表１の配合で、油性ボールペンインキを調製した。この
インキを充填した所定のボールペンによる試験結果を表
１に示す。配合組成中の黒色顔料は“バリファストブラ
ック＃３８２０”（オリエント化学工業製）、黄色顔料
は“バリファストイエローＡＵＮ”（オリエント化学工
業製）、カーボンブラックは“カーボンブラックＭＡ−
１００”（三菱化成(株)製）を用いた。また、シリカ
は、“アエロジル ＣＯＫ８４”（日本アエロジル
製）、有機ベントナイトは“ＥＸ−０１０１”（ＳＵＤ
化学製）、脂肪酸アミドは、ＡＳＡＴ−３５０Ｆ（伊藤
製油）を用いた。ポリビニルブチラールは、“エスレッ
クＢ ＢＬ−１”（積水化学工業(株)製）を用いた。ポ
リビニルピロリドンは、“ルビスコールＫ−３０”（Ｂ
ＡＳＦ(株)製）を用いた。

【００２５】

【表１】

【００２６】本発明によれば、ボテ現象、直流現象が生
じないため書きはじめにインキのかたまりが転写される
ことなく、きれいな描線を描くことができ、また、筆記
中の書き味もきわめて良好となる油性ボールペンインキ
及びそれを用いたボールペンが提供される。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 11/00 - 11/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも着色剤、溶剤、樹脂及び増粘
   剤を含有する油性ボールペンインキにおいて、溶剤中に
   は蒸気圧０．１mmHg（２０℃）以下の有機溶媒がインキ
   全量に対して６０重量％以上含有し、インキの粘度が剪
   断速度４００ｓ^-1において１００mPa・s以下でかつ、剪
   断速度５ｓ^-1において１０００mPa・s以上であることを
   特徴とする油性ボールペンインキ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の油性ボールペンインキを
   充填していることからなるボールペン。