ボールペンレフィル
【課題】本発明の課題は、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保ち、ボール座などのチップ本体が摩耗し難く、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量が安定しているボールペンレフィルを提供することである。
【解決手段】本発明は、インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持した、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持した、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールペンレフィルに関し、さらに詳細としては、インキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなる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てなるボールペンレフィルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなる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てなるボールペンレフィルはよく知られて、特開２００１−３０１３７８号公報「ボールペンチップ」等に開示されている。尚、ステンレス鋼材は、耐摩耗性が良好であるため、ボールペンチップとして好適に用いられている材料である。
【０００３】
しかし、ステンレス鋼材からなるボールペンチップを用いたボールペンレフィルであっても、筆記によるボールの回転によって、ボール座等のチップ本体が摩耗する問題があった。ボール座が摩耗すると、チップ内でのボールの軸方向での移動量、いわゆるクリアランスが大きくなる。
【０００４】
前述のように、筆記によるボールの回転によってチップ本体の摩耗が進行して、クリアランスが大きくなると、インキ垂れ下がり、チップ内が乾燥し易くなることにより書き出し性の悪化等の様々な問題が生じる。
【０００５】
こうした摩耗を抑制するには、特開平６−２４８２１７号公報「ボールペン用インキ組成物」、特開平９−１５１３５４号公報「油性ボールペン用インキ組成物」等に開示されているように、インキ収容筒に充填するボールペン用インキに、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等、様々な界面活性剤を用いることで、潤滑性を高め、ボールとチップ本体との回転抵抗を低減することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】「特開２００１−３０１３７８号公報」
【特許文献２】「特開平６−２４８２１７号公報」
【特許文献３】「特開平９−１５１３５４号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２、３のような各種の界面活性剤を用いた場合、ある程度書き味を向上することが可能であるが、ボール座及びチップの摩耗を抑制する効果としては、十分満足できなかった。
【０００８】
また、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓのインキを用いた場合には、摩耗によって、前述した垂れ下がりのみならず、インキ消費量も大きく増加してしまう問題がある。インキ消費量が増大すると、筆跡の耐擦過性等が劣化して紙面を汚すなどの、あらたな課題が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保ち、ボール座などのチップ本体が摩耗し難く、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量が安定しているボールペンレフィルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、
「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、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィル。
２．前記ボールの軸方向の移動量が、３〜１５μｍであることを特徴とする第１項に記載のボールペンレフィル。
３．前記芳香環を有する酸性化合物の分子量が、２００以上であることを特徴とする第１項または第２項に記載のボールペンレフィル。
４．前記芳香環を有する酸性化合物の含有量が、０．１〜２０．０質量％であることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
５．前記芳香環を有する酸性化合物が、アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする第１項ないし第４項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
６．前記油性ボールペン用インキのｐＨが４〜１０であることを特徴とする第１項ないし第５項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。」である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保ち、ボール座などのチップ本体が摩耗し難く、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量が安定しているボールペンレフィルを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明におけるボールペンレフィルの縦断面図である。
【図２】図１における、一部省略した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、インキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなるボールペンチップを具備してなるボールペンレフィルにおいて、油性ボールペン用インキに、芳香環を有する酸性化合物を含有することである。
【００１４】
ステンレス鋼材は、真鍮等の銅合金に比べ耐摩耗性が良好であるが、ボールペン用インキの潤滑性を高め、さらにボール座などのチップ本体摩耗を低減することが重要となる。そのため、本発明では、油性ボールペン用インキに芳香環を有する酸性化合物を含有することが重要である。
【００１５】
本発明に用いる芳香環を有する酸性化合物とは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などを有する酸性化合物である。本発明者は、潤滑性について鋭意研究した結果、油性ボールペン用インキ組成物中に芳香環を有する酸性化合物を含有することで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制することが可能となることが解った。これは、芳香環を有する酸性化合物が、金属に吸着し易い潤滑膜を形成することで、ボールとチップ本体間の金属接触を抑制する効果があり、潤滑性を向上して、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制するものと推測する。さらに、前記芳香環を有する酸性化合物によって形成された潤滑膜は、ステンレス鋼材の表面の酸化皮膜を覆うことで保護し、酸化皮膜の劣化を抑制することで、ボールペンチップの耐食性等、経時安定性をも向上させる効果が得られると推測する。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とすることである。
【００１７】
これは、筆記開始からインキ終了時まで安定した筆記性能を得ることも、ボールペンレフィルの重要な課題であるためである。本発明に用いる油性ボールペン用インキのインキ粘度は、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が１０〜５０００ｍＰａ・ｓと従来の油性ボールペン用インキ、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が約１００００〜２００００ｍＰａ・ｓよりも低い粘度とし、芳香環を有する酸性化合物を含有することで、さらなる潤滑性を高め、書き味を向上するものである。しかし、低粘度であるが故に、Ｙ１／Ｙ２＞１．２０では、耐擦過性の劣化及び総筆記距離が短縮し、Ｙ１／Ｙ２＜０．８０では、筆跡濃度および書き味などの筆記性能が低下するため、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とし、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量を前記した範囲に維持することが重要であり、より筆記性能の影響を考慮すれば、１．１５≧Ｙ１／Ｙ２≧０．９０とすることが好ましい。
【００１８】
ところで、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とするには、チップ本体の摩耗を抑制することが最も重要な要因である。但し、単にチップ本体の摩耗を抑制しただけでは、筆記開始からインキ終了時まで安定した筆記性能を得ることはできない。本願発明は、前述のように、芳香環を有する酸性化合物を含有することで、ボールとチップ本体間の潤滑性を向上してチップ本体の摩耗を抑制し、且つ酸化皮膜の劣化を抑制することで、ボールペンチップの耐食性等、チップ本体内の経時安定性を向上するため、筆記開始からインキ終了時まで、インキの流れをスムーズに維持することで、インキ消費量及び筆記性能を安定することができるものである。
【００１９】
尚、本発明の油性ボールペン用インキのインキ粘度は、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合には、筆跡に滲みやインキ垂れ下がりの影響が出やすく、また、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、筆記時のボール回転抵抗が大きくなり、書き味が重くなる傾向がある。そのため、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度を、１０〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましい。より好ましくは、５０〜３、０００ｍＰａ・ｓであり、最も好ましくは、１００〜１５００ｍＰａ・ｓである。
【００２０】
また、本発明に用いるボールペンチップのボールの軸方向の移動量が、３μｍ〜１５μｍである方が好ましい。３μｍ未満であると、インキ消費量が少なくなり易いため、筆跡カスレなど筆跡不良の原因となり、１５μｍを越えると、インキ消費量が安定して供給しづらくなり、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足できなくなる。
【００２１】
本発明に用いる芳香環を有する酸性化合物とは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などの芳香環を有する酸性化合物であるが、前記芳香環を有する酸性化合物は、ベンゼン環などの芳香環を多数有する方が、潤滑性をより向上し易いため、分子量が２００以上のものが好ましい。
【００２２】
芳香環を有する酸性化合物の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸-ホルムアルデヒド縮合物、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸などが挙げられる。また、書き味を考慮すれば、金属面への吸着性の高い硫黄系化合物を含む方が好ましく、アルキルベンゼンスルホン酸（R-C６ H４- SO３−、R；アルキル基）が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルジフェニルオキシドスルホン酸などが挙げられる。
【００２３】
芳香環を有する酸性化合物の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られないおそれがあり、２０．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜２０．０質量％が好ましい。より好ましくは、インキ組成物全量に対し、０．５〜１０．０質量％であり、最も好ましくは、２．０〜８．０質量％である。
【００２４】
また、こうした芳香環を有する酸性化合物には、陰イオン又は陽イオン界面活性剤などがあるが、界面活性剤は、水溶性の性質を有するものもあり、油性インキ中に溶解しづらい傾向があり、インキ経時安定性に不安が残る。そのため、芳香環を有する酸性化合物を塩基性化合物と中和反応させた造塩体とすることが好ましい。こうして得た造塩体は、イオン結合力が強く、長期間のインキ経時安定性が著しく向上するため好ましい。さらに、潤滑性を考慮すれば、酸性化合物と塩基性化合物それぞれに、芳香環を有する方が好ましく、より好ましくは、芳香環を有する化合物が、硫黄原子を有する官能基（S、 SO、 SO２、SO３など）を含むと、ボールとボール座間に強固な潤滑層を形成するため、潤滑性が向上すると考えられるため、好ましい。
【００２５】
また、前記造塩体にエチレンオキサイド (CH2CH2O)を有する有機アミンと併用すると、より潤滑効果が得られ易い。そのため、有機アミンとして、エチレンオキサイド(CH2CH2O)を有するオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンを用いる方が好ましい。これ等は、単独または２種以上混合して使用してもよい。
【００２６】
ところで、油性ボールペン用インキに、芳香環を有する酸性化合物を含有し、インキ経時安定性やチップ本体の耐食性を保つには、ｐＨ４．０〜１０．０が好ましく、ｐＨ５．０〜９．０とすることが最も好ましい。ｐＨ値が３．９以下だと、チップ本体内の金属イオンが溶出し易いため、金属塩析出物が発生し易くなり、ｐＨ値が１０．１以上だと、着色剤の良好な色調や分散安定性が得られなくなってしまうため、ｐＨ値が４．０〜１０．０の中間領域とすることで、インキ経時安定性が良好となるとともに、チップ本体の耐食性への影響を低減できる。
【００２７】
さらに、前記造塩体の安定性を考慮すれば、ｐＨ値が３．９以下の強酸性領域、ｐＨ値が１０．１以上の強アルカリ領域だと、造塩体のイオン結合が離れやすくなるため、ｐＨ４．０〜１０．０の中間領域（弱酸性、中性、弱アルカリ性）の方が、経時安定性が良いため最も好ましい。
【００２８】
また、本発明におけるｐＨ値は、油性ボールペン用インキの測定方法においては、油性インキを容器に採取し、イオン交換水を加えて、攪拌しながら加温し、加温後放冷し、蒸発した水分量を補充後、濾紙を用いて濾過する。その濾過したろ液の上層を用いて、ｐＨメーターを用いて、２０℃にて測定した値を示すものである。
【００２９】
本発明に用いる着色剤については、染料、顔料があるが、染料については、油溶性染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、直接染料などや、それらの各種造塩タイプの染料等が採用可能である。顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられる。これらの染料および顔料は、２種以上組み合わせて使用することが可能である。特に、顔料は、ボールとチップ本体の間で回転阻害による書き味の劣化の可能性があるため、染料を用いる方が好ましい。
【００３０】
油性染料については、具体的には、バリファーストブラック１８０２、同ブラック１８０５、同１７０１、同ブルー１６０１、同ブルー１６２１、同レッド１３２０、同レッド１３６０、同イエロー１１０１、同イエロー１１５１、ニグロシンベースＥＸＢＰ、ニグロシンベースＥＸ、ＢＡＳＥ ＯＦ ＢＡＳＩＣ ＤＹＥＳ ＲＯＢ−Ｂ、同ＲＯ６Ｇ−Ｂ、同ＶＰＢ−Ｂ、同ＶＢ−Ｂ、同ＭＶＢ−３、アイゼンスピロンブラック ＧＭＨ−スペシャル、同バイオレット Ｃ−ＲＨ、同ブルー ＧＮＨ、同ブルー Ｃ−ＲＨ、同レッド Ｃ−ＧＨ、同レッド Ｃ−ＢＨ、同イエロー Ｃ−ＧＮＨ、同イエロー Ｃ−２ＧＨ、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１１１、同ブルーＧＬＳＨ−スペシヤル、同レッド５３３、同オレンジ６、Ｓ．Ｂ．Ｎ．バイオレット５１０、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５１０、同イエロー５３０、Ｓ．Ｒ．Ｃ−ＢＨ等が挙げられる。
水性染料については、具体的には、ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同１５４、同１９５、アシッドブラック１、同２、同２４、ダイレクトエロー４、同２６、ダイレクトレッド１、同２３、同３１、ダイレクトブルー１、同４１、同７１、同１１９、ダイレクトオレンジ６等、アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、アシッドオレンジ５６、アシッドエロー３、同１７、同４２、同６１、アシッドレッド８、同９、同５１、同７３、アシッドブルー１、同７、同６２、同９０、アシッドグリーン３、同９、同１６、アシッドバイオレット１５、同１７、Ｃ．Ｉ．ベ−シックエロ−１、同２、同２１、Ｃ．Ｉ．ベ−シックオレンジ２、同１４、Ｃ．Ｉ．ベ−シックレッド１、同２、同９、Ｃ．Ｉ．ベ−シックバイオレット１、同３、同１０、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブル−３、同７、同２６、ベ−シックグリ−ン４、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブラウン１２、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブラック２、メチルバイオレット、ビクトリアブルーＦＢ、マラカイトグリーン、ローダミンのシリーズ等が挙げられる。
【００３１】
また、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、メタリック顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。これらの染料および顔料は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、１．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００３２】
本発明に用いる溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、３―メトキシブタノール、３―メトキシー３―メチルブタノール等のグリコールエーテル類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール類、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類等、ボールペン用インキとして一般的に用いられる溶剤が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができる。有機溶剤の含有量は、着色剤の溶解性、筆跡乾燥性、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、５．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００３３】
また、その他として、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、有機アミンや界面活性剤として、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤、脂肪酸等を、顔料分散剤として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂等を、粘度調整剤として、ケトン樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン等の樹脂や脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、セルロース誘導体などの擬塑性付与剤を、また、着色剤安定剤、可塑剤、キレート剤、水、防錆剤、防菌剤などを適宜用いても良い。これらは、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。
【００３４】
次に図面を参照しながら、本発明のボールペンの実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
図１、図２に示す実施例１のボールペンレフィル１は、インキ収容筒２の先端に、ボール径がφ０．７ｍｍのボール３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、インキ配合１の油性ボールペン用インキ１１（０．４g）を及びインキ追従体１２を直に収容してボールペンレフィル１を得ている。また、ボールペンチップ４内には、ボールの後端に、ボール３をチップ先端縁５ａの内壁に常に押圧するコイルスプリング１０を配設してある。
【００３６】
ボールペンチップ４はボール抱持室６にインキ流通孔７と、放射状に延びたインキ流通溝８を有し、ボール抱持室６の底壁に設けた筆記用ボールと略同形のボール座９に、ボール３を載置し、チップ先端部５のチップ先端縁５ａを内側にかしめることにより、ボール３の一部がチップ先端縁５ａより突出するように回転自在に抱持している。
【００３７】
油性ボールペン用インキは、着色剤として、染料、有機溶剤として、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、芳香環を有する酸性化合物（アルキルベンゼンスルホン酸）と塩基性化合物（ベンゾキソニウム化合物）との造塩体（造塩配合１、分子量６００〜７００）、有機酸としてオレイン酸、樹脂としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ−９０：アイエスピー・ジャパン株式会社製）、ケトン樹脂（ハイラック１１０Ｈ：日立化成株式会社製）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、油性ボールペン用インキを得た。具体的な配合量は下記の通りである。尚、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製AR-G2（ステンレス製４０ mm2°ローター）を用いて、２０℃の環境下で、剪断速度５００ｓｅｃ−１にてインキ粘度を測定したところ、１８０ｍＰａ・ｓであった。
【００３８】
インキ配合１
染料（スピロンブラック−ＧＭＨ−Ｓ） １５．０質量％
染料（バリーファ−スト バイオレット１７０１） １５．０質量％
溶剤（ベンジルアルコール） ６０．７質量％
芳香環を有する酸性化合物と塩基性化合物との造塩体（配合例１で作製したもの） ５．０質量％
安定剤（オレイン酸） １．０質量％
安定剤（ポリオキシエチレンアルキルアミン） １．０質量％
樹脂（ポリビニルピロリドン） ０．３質量％
樹脂（ケトン樹脂） ２．０質量％
【００３９】
造塩配合例１
まず、ビーカーに水を１００ｇ、アルキルベンゼンスルホン酸 Naを３０ｇ秤量し、加温した後、ディスパー攪拌機を用いて溶解させた後、ベンゾオキソニウム化合物１９．５ｇを秤量し、攪拌後、濾紙を用い濾過を行って、造塩体を得た。
【００４０】
配合例２〜５
表１に示すように、各成分を変更した以外は、配合例１と同様な方法で配合例２〜５の造塩体を作成した。
【表１】
【００４１】
実施例２〜５
表２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２〜５の油性ボールペン用インキを得た。表２に測定、評価結果を示す。
【表２】
【００４２】
比較例１〜４
表３に示すように、各成分を変更した以外は、実施例１と同様の手順で、配合し、比較例１〜４の油性ボールペン用インキを得た。表３に測定、評価結果を示す。
【表３】
【００４３】
試験及び評価
実施例１〜５及び比較例１〜４で作製した油性ボールペン用インキを、実施例１のボールペンレフィルに充填し、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。
【００４４】
書き味：手書きによる官能試験を行い評価した。
滑らかで良好なもの ・・・◎
やや劣るもの ・・・○
重く劣るもの ・・・×
【００４５】
耐摩耗試験：荷重２００ gf、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験後のボール座の摩耗を測定した。
ボール座の摩耗が２μｍ未満であり、筆記可能なもの ・・・◎
ボール座の摩耗が２μｍ以上、５μｍ未満であり、筆記可能なもの ・・・○
ボール座の摩耗が５μｍ以上、１０μｍ未満であり、筆記不良になってしまうもの ・・・△
ボール座の摩耗が１０μｍ以上であり、筆記不能になってしまうもの ・・・×
【００４６】
インキ消費量試験：温度２０℃、湿度６５％ＲＴの環境下、荷重２００ｇｆ、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験を行い、０〜１００ｍ（Ｙ１）及び筆記終了前１００ｍのインキ消費量（Ｙ２）を測定した。
１．１５≧Ｙ１／Ｙ２≧０．９０のもの ・・・◎
１．２０≧Ｙ１／Ｙ２＞１．１５、または、０．９０＞Ｙ１／Ｙ２０≧０．８０のもの ・・・○
Ｙ１／Ｙ２＞１．２０、またはＹ１／Ｙ２＜０．８０のもの ・・・×
【００４７】
実施例１〜５では、書き味、耐摩耗試験、インキ消費量試験ともに良好であり、筆記性能が良好であった。
【００４８】
比較例１では、芳香環を持たない化合物を用いているため、書き味が重く、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどかった。また、インキ消費量試験において、インキ消費量の減少が見られ、筆跡が薄くなりカスレが発生した。
【００４９】
比較例２では、芳香環を持たない化合物を用いているため、書き味が劣り、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどかった。また、インキ消費量試験において、インキ消費量の増加が見られ、耐擦過性などの筆記性能が悪かった。
【００５０】
比較例３では、インキ粘度が高すぎて、書き味が重く、耐摩耗試験において、ボール座の摩耗が劣ってしまった。
【００５１】
比較例４では、芳香環を持たない化合物であるシリコン系界面活性剤を用いため、書き味が重く、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどく、筆記不良または筆記不能になった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持した、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィルを用いることで、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保つ良好な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ ボールペンレフィル
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
５ａ チップ先端縁
６ ボール抱持室
７ インキ流通孔
８ 放射状溝
９ ボール座
１０ コイルスプリング
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールペンレフィルに関し、さらに詳細としては、インキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなる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てなるボールペンレフィルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からインキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなる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てなるボールペンレフィルはよく知られて、特開２００１−３０１３７８号公報「ボールペンチップ」等に開示されている。尚、ステンレス鋼材は、耐摩耗性が良好であるため、ボールペンチップとして好適に用いられている材料である。
【０００３】
しかし、ステンレス鋼材からなるボールペンチップを用いたボールペンレフィルであっても、筆記によるボールの回転によって、ボール座等のチップ本体が摩耗する問題があった。ボール座が摩耗すると、チップ内でのボールの軸方向での移動量、いわゆるクリアランスが大きくなる。
【０００４】
前述のように、筆記によるボールの回転によってチップ本体の摩耗が進行して、クリアランスが大きくなると、インキ垂れ下がり、チップ内が乾燥し易くなることにより書き出し性の悪化等の様々な問題が生じる。
【０００５】
こうした摩耗を抑制するには、特開平６−２４８２１７号公報「ボールペン用インキ組成物」、特開平９−１５１３５４号公報「油性ボールペン用インキ組成物」等に開示されているように、インキ収容筒に充填するボールペン用インキに、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等、様々な界面活性剤を用いることで、潤滑性を高め、ボールとチップ本体との回転抵抗を低減することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】「特開２００１−３０１３７８号公報」
【特許文献２】「特開平６−２４８２１７号公報」
【特許文献３】「特開平９−１５１３５４号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２、３のような各種の界面活性剤を用いた場合、ある程度書き味を向上することが可能であるが、ボール座及びチップの摩耗を抑制する効果としては、十分満足できなかった。
【０００８】
また、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓのインキを用いた場合には、摩耗によって、前述した垂れ下がりのみならず、インキ消費量も大きく増加してしまう問題がある。インキ消費量が増大すると、筆跡の耐擦過性等が劣化して紙面を汚すなどの、あらたな課題が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保ち、ボール座などのチップ本体が摩耗し難く、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量が安定しているボールペンレフィルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、
「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、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィル。
２．前記ボールの軸方向の移動量が、３〜１５μｍであることを特徴とする第１項に記載のボールペンレフィル。
３．前記芳香環を有する酸性化合物の分子量が、２００以上であることを特徴とする第１項または第２項に記載のボールペンレフィル。
４．前記芳香環を有する酸性化合物の含有量が、０．１〜２０．０質量％であることを特徴とする第１項ないし第３項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
５．前記芳香環を有する酸性化合物が、アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする第１項ないし第４項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
６．前記油性ボールペン用インキのｐＨが４〜１０であることを特徴とする第１項ないし第５項のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。」である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保ち、ボール座などのチップ本体が摩耗し難く、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量が安定しているボールペンレフィルを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明におけるボールペンレフィルの縦断面図である。
【図２】図１における、一部省略した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の特徴は、インキ収容筒の先端部に、ステンレス鋼材からなるボールペンチップを具備してなるボールペンレフィルにおいて、油性ボールペン用インキに、芳香環を有する酸性化合物を含有することである。
【００１４】
ステンレス鋼材は、真鍮等の銅合金に比べ耐摩耗性が良好であるが、ボールペン用インキの潤滑性を高め、さらにボール座などのチップ本体摩耗を低減することが重要となる。そのため、本発明では、油性ボールペン用インキに芳香環を有する酸性化合物を含有することが重要である。
【００１５】
本発明に用いる芳香環を有する酸性化合物とは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などを有する酸性化合物である。本発明者は、潤滑性について鋭意研究した結果、油性ボールペン用インキ組成物中に芳香環を有する酸性化合物を含有することで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制することが可能となることが解った。これは、芳香環を有する酸性化合物が、金属に吸着し易い潤滑膜を形成することで、ボールとチップ本体間の金属接触を抑制する効果があり、潤滑性を向上して、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制するものと推測する。さらに、前記芳香環を有する酸性化合物によって形成された潤滑膜は、ステンレス鋼材の表面の酸化皮膜を覆うことで保護し、酸化皮膜の劣化を抑制することで、ボールペンチップの耐食性等、経時安定性をも向上させる効果が得られると推測する。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とすることである。
【００１７】
これは、筆記開始からインキ終了時まで安定した筆記性能を得ることも、ボールペンレフィルの重要な課題であるためである。本発明に用いる油性ボールペン用インキのインキ粘度は、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が１０〜５０００ｍＰａ・ｓと従来の油性ボールペン用インキ、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が約１００００〜２００００ｍＰａ・ｓよりも低い粘度とし、芳香環を有する酸性化合物を含有することで、さらなる潤滑性を高め、書き味を向上するものである。しかし、低粘度であるが故に、Ｙ１／Ｙ２＞１．２０では、耐擦過性の劣化及び総筆記距離が短縮し、Ｙ１／Ｙ２＜０．８０では、筆跡濃度および書き味などの筆記性能が低下するため、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とし、筆記開始からインキ終了時まで、インキ消費量を前記した範囲に維持することが重要であり、より筆記性能の影響を考慮すれば、１．１５≧Ｙ１／Ｙ２≧０．９０とすることが好ましい。
【００１８】
ところで、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０とするには、チップ本体の摩耗を抑制することが最も重要な要因である。但し、単にチップ本体の摩耗を抑制しただけでは、筆記開始からインキ終了時まで安定した筆記性能を得ることはできない。本願発明は、前述のように、芳香環を有する酸性化合物を含有することで、ボールとチップ本体間の潤滑性を向上してチップ本体の摩耗を抑制し、且つ酸化皮膜の劣化を抑制することで、ボールペンチップの耐食性等、チップ本体内の経時安定性を向上するため、筆記開始からインキ終了時まで、インキの流れをスムーズに維持することで、インキ消費量及び筆記性能を安定することができるものである。
【００１９】
尚、本発明の油性ボールペン用インキのインキ粘度は、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合には、筆跡に滲みやインキ垂れ下がりの影響が出やすく、また、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、筆記時のボール回転抵抗が大きくなり、書き味が重くなる傾向がある。そのため、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度を、１０〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましい。より好ましくは、５０〜３、０００ｍＰａ・ｓであり、最も好ましくは、１００〜１５００ｍＰａ・ｓである。
【００２０】
また、本発明に用いるボールペンチップのボールの軸方向の移動量が、３μｍ〜１５μｍである方が好ましい。３μｍ未満であると、インキ消費量が少なくなり易いため、筆跡カスレなど筆跡不良の原因となり、１５μｍを越えると、インキ消費量が安定して供給しづらくなり、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足できなくなる。
【００２１】
本発明に用いる芳香環を有する酸性化合物とは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などの芳香環を有する酸性化合物であるが、前記芳香環を有する酸性化合物は、ベンゼン環などの芳香環を多数有する方が、潤滑性をより向上し易いため、分子量が２００以上のものが好ましい。
【００２２】
芳香環を有する酸性化合物の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸-ホルムアルデヒド縮合物、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸などが挙げられる。また、書き味を考慮すれば、金属面への吸着性の高い硫黄系化合物を含む方が好ましく、アルキルベンゼンスルホン酸（R-C６ H４- SO３−、R；アルキル基）が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルジフェニルオキシドスルホン酸などが挙げられる。
【００２３】
芳香環を有する酸性化合物の含有量は、インキ組成物全量に対し、０．１質量％より少ないと、所望の潤滑性が得られないおそれがあり、２０．０質量％を越えると、インキ経時が不安定性になるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、０．１〜２０．０質量％が好ましい。より好ましくは、インキ組成物全量に対し、０．５〜１０．０質量％であり、最も好ましくは、２．０〜８．０質量％である。
【００２４】
また、こうした芳香環を有する酸性化合物には、陰イオン又は陽イオン界面活性剤などがあるが、界面活性剤は、水溶性の性質を有するものもあり、油性インキ中に溶解しづらい傾向があり、インキ経時安定性に不安が残る。そのため、芳香環を有する酸性化合物を塩基性化合物と中和反応させた造塩体とすることが好ましい。こうして得た造塩体は、イオン結合力が強く、長期間のインキ経時安定性が著しく向上するため好ましい。さらに、潤滑性を考慮すれば、酸性化合物と塩基性化合物それぞれに、芳香環を有する方が好ましく、より好ましくは、芳香環を有する化合物が、硫黄原子を有する官能基（S、 SO、 SO２、SO３など）を含むと、ボールとボール座間に強固な潤滑層を形成するため、潤滑性が向上すると考えられるため、好ましい。
【００２５】
また、前記造塩体にエチレンオキサイド (CH2CH2O)を有する有機アミンと併用すると、より潤滑効果が得られ易い。そのため、有機アミンとして、エチレンオキサイド(CH2CH2O)を有するオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンを用いる方が好ましい。これ等は、単独または２種以上混合して使用してもよい。
【００２６】
ところで、油性ボールペン用インキに、芳香環を有する酸性化合物を含有し、インキ経時安定性やチップ本体の耐食性を保つには、ｐＨ４．０〜１０．０が好ましく、ｐＨ５．０〜９．０とすることが最も好ましい。ｐＨ値が３．９以下だと、チップ本体内の金属イオンが溶出し易いため、金属塩析出物が発生し易くなり、ｐＨ値が１０．１以上だと、着色剤の良好な色調や分散安定性が得られなくなってしまうため、ｐＨ値が４．０〜１０．０の中間領域とすることで、インキ経時安定性が良好となるとともに、チップ本体の耐食性への影響を低減できる。
【００２７】
さらに、前記造塩体の安定性を考慮すれば、ｐＨ値が３．９以下の強酸性領域、ｐＨ値が１０．１以上の強アルカリ領域だと、造塩体のイオン結合が離れやすくなるため、ｐＨ４．０〜１０．０の中間領域（弱酸性、中性、弱アルカリ性）の方が、経時安定性が良いため最も好ましい。
【００２８】
また、本発明におけるｐＨ値は、油性ボールペン用インキの測定方法においては、油性インキを容器に採取し、イオン交換水を加えて、攪拌しながら加温し、加温後放冷し、蒸発した水分量を補充後、濾紙を用いて濾過する。その濾過したろ液の上層を用いて、ｐＨメーターを用いて、２０℃にて測定した値を示すものである。
【００２９】
本発明に用いる着色剤については、染料、顔料があるが、染料については、油溶性染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、直接染料などや、それらの各種造塩タイプの染料等が採用可能である。顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられる。これらの染料および顔料は、２種以上組み合わせて使用することが可能である。特に、顔料は、ボールとチップ本体の間で回転阻害による書き味の劣化の可能性があるため、染料を用いる方が好ましい。
【００３０】
油性染料については、具体的には、バリファーストブラック１８０２、同ブラック１８０５、同１７０１、同ブルー１６０１、同ブルー１６２１、同レッド１３２０、同レッド１３６０、同イエロー１１０１、同イエロー１１５１、ニグロシンベースＥＸＢＰ、ニグロシンベースＥＸ、ＢＡＳＥ ＯＦ ＢＡＳＩＣ ＤＹＥＳ ＲＯＢ−Ｂ、同ＲＯ６Ｇ−Ｂ、同ＶＰＢ−Ｂ、同ＶＢ−Ｂ、同ＭＶＢ−３、アイゼンスピロンブラック ＧＭＨ−スペシャル、同バイオレット Ｃ−ＲＨ、同ブルー ＧＮＨ、同ブルー Ｃ−ＲＨ、同レッド Ｃ−ＧＨ、同レッド Ｃ−ＢＨ、同イエロー Ｃ−ＧＮＨ、同イエロー Ｃ−２ＧＨ、Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１１１、同ブルーＧＬＳＨ−スペシヤル、同レッド５３３、同オレンジ６、Ｓ．Ｂ．Ｎ．バイオレット５１０、Ｓ．Ｂ．Ｎ．イエロー５１０、同イエロー５３０、Ｓ．Ｒ．Ｃ−ＢＨ等が挙げられる。
水性染料については、具体的には、ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同１５４、同１９５、アシッドブラック１、同２、同２４、ダイレクトエロー４、同２６、ダイレクトレッド１、同２３、同３１、ダイレクトブルー１、同４１、同７１、同１１９、ダイレクトオレンジ６等、アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、アシッドオレンジ５６、アシッドエロー３、同１７、同４２、同６１、アシッドレッド８、同９、同５１、同７３、アシッドブルー１、同７、同６２、同９０、アシッドグリーン３、同９、同１６、アシッドバイオレット１５、同１７、Ｃ．Ｉ．ベ−シックエロ−１、同２、同２１、Ｃ．Ｉ．ベ−シックオレンジ２、同１４、Ｃ．Ｉ．ベ−シックレッド１、同２、同９、Ｃ．Ｉ．ベ−シックバイオレット１、同３、同１０、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブル−３、同７、同２６、ベ−シックグリ−ン４、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブラウン１２、Ｃ．Ｉ．ベ−シックブラック２、メチルバイオレット、ビクトリアブルーＦＢ、マラカイトグリーン、ローダミンのシリーズ等が挙げられる。
【００３１】
また、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、メタリック顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。これらの染料および顔料は、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、１．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００３２】
本発明に用いる溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、３―メトキシブタノール、３―メトキシー３―メチルブタノール等のグリコールエーテル類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール類、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類等、ボールペン用インキとして一般的に用いられる溶剤が例示でき、これらを１種又は２種以上用いることができる。有機溶剤の含有量は、着色剤の溶解性、筆跡乾燥性、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、５．０〜５０．０質量％が好ましい。
【００３３】
また、その他として、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、有機アミンや界面活性剤として、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤、脂肪酸等を、顔料分散剤として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂等を、粘度調整剤として、ケトン樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン等の樹脂や脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、セルロース誘導体などの擬塑性付与剤を、また、着色剤安定剤、可塑剤、キレート剤、水、防錆剤、防菌剤などを適宜用いても良い。これらは、単独又は２種以上組み合わせて使用してもかまわない。
【００３４】
次に図面を参照しながら、本発明のボールペンの実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
図１、図２に示す実施例１のボールペンレフィル１は、インキ収容筒２の先端に、ボール径がφ０．７ｍｍのボール３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、インキ配合１の油性ボールペン用インキ１１（０．４g）を及びインキ追従体１２を直に収容してボールペンレフィル１を得ている。また、ボールペンチップ４内には、ボールの後端に、ボール３をチップ先端縁５ａの内壁に常に押圧するコイルスプリング１０を配設してある。
【００３６】
ボールペンチップ４はボール抱持室６にインキ流通孔７と、放射状に延びたインキ流通溝８を有し、ボール抱持室６の底壁に設けた筆記用ボールと略同形のボール座９に、ボール３を載置し、チップ先端部５のチップ先端縁５ａを内側にかしめることにより、ボール３の一部がチップ先端縁５ａより突出するように回転自在に抱持している。
【００３７】
油性ボールペン用インキは、着色剤として、染料、有機溶剤として、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、芳香環を有する酸性化合物（アルキルベンゼンスルホン酸）と塩基性化合物（ベンゾキソニウム化合物）との造塩体（造塩配合１、分子量６００〜７００）、有機酸としてオレイン酸、樹脂としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ−９０：アイエスピー・ジャパン株式会社製）、ケトン樹脂（ハイラック１１０Ｈ：日立化成株式会社製）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、油性ボールペン用インキを得た。具体的な配合量は下記の通りである。尚、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製AR-G2（ステンレス製４０ mm2°ローター）を用いて、２０℃の環境下で、剪断速度５００ｓｅｃ−１にてインキ粘度を測定したところ、１８０ｍＰａ・ｓであった。
【００３８】
インキ配合１
染料（スピロンブラック−ＧＭＨ−Ｓ） １５．０質量％
染料（バリーファ−スト バイオレット１７０１） １５．０質量％
溶剤（ベンジルアルコール） ６０．７質量％
芳香環を有する酸性化合物と塩基性化合物との造塩体（配合例１で作製したもの） ５．０質量％
安定剤（オレイン酸） １．０質量％
安定剤（ポリオキシエチレンアルキルアミン） １．０質量％
樹脂（ポリビニルピロリドン） ０．３質量％
樹脂（ケトン樹脂） ２．０質量％
【００３９】
造塩配合例１
まず、ビーカーに水を１００ｇ、アルキルベンゼンスルホン酸 Naを３０ｇ秤量し、加温した後、ディスパー攪拌機を用いて溶解させた後、ベンゾオキソニウム化合物１９．５ｇを秤量し、攪拌後、濾紙を用い濾過を行って、造塩体を得た。
【００４０】
配合例２〜５
表１に示すように、各成分を変更した以外は、配合例１と同様な方法で配合例２〜５の造塩体を作成した。
【表１】
【００４１】
実施例２〜５
表２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２〜５の油性ボールペン用インキを得た。表２に測定、評価結果を示す。
【表２】
【００４２】
比較例１〜４
表３に示すように、各成分を変更した以外は、実施例１と同様の手順で、配合し、比較例１〜４の油性ボールペン用インキを得た。表３に測定、評価結果を示す。
【表３】
【００４３】
試験及び評価
実施例１〜５及び比較例１〜４で作製した油性ボールペン用インキを、実施例１のボールペンレフィルに充填し、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。
【００４４】
書き味：手書きによる官能試験を行い評価した。
滑らかで良好なもの ・・・◎
やや劣るもの ・・・○
重く劣るもの ・・・×
【００４５】
耐摩耗試験：荷重２００ gf、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験後のボール座の摩耗を測定した。
ボール座の摩耗が２μｍ未満であり、筆記可能なもの ・・・◎
ボール座の摩耗が２μｍ以上、５μｍ未満であり、筆記可能なもの ・・・○
ボール座の摩耗が５μｍ以上、１０μｍ未満であり、筆記不良になってしまうもの ・・・△
ボール座の摩耗が１０μｍ以上であり、筆記不能になってしまうもの ・・・×
【００４６】
インキ消費量試験：温度２０℃、湿度６５％ＲＴの環境下、荷重２００ｇｆ、筆記角度７０°、４ｍ／ｍｉｎの走行試験機にて筆記試験を行い、０〜１００ｍ（Ｙ１）及び筆記終了前１００ｍのインキ消費量（Ｙ２）を測定した。
１．１５≧Ｙ１／Ｙ２≧０．９０のもの ・・・◎
１．２０≧Ｙ１／Ｙ２＞１．１５、または、０．９０＞Ｙ１／Ｙ２０≧０．８０のもの ・・・○
Ｙ１／Ｙ２＞１．２０、またはＹ１／Ｙ２＜０．８０のもの ・・・×
【００４７】
実施例１〜５では、書き味、耐摩耗試験、インキ消費量試験ともに良好であり、筆記性能が良好であった。
【００４８】
比較例１では、芳香環を持たない化合物を用いているため、書き味が重く、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどかった。また、インキ消費量試験において、インキ消費量の減少が見られ、筆跡が薄くなりカスレが発生した。
【００４９】
比較例２では、芳香環を持たない化合物を用いているため、書き味が劣り、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどかった。また、インキ消費量試験において、インキ消費量の増加が見られ、耐擦過性などの筆記性能が悪かった。
【００５０】
比較例３では、インキ粘度が高すぎて、書き味が重く、耐摩耗試験において、ボール座の摩耗が劣ってしまった。
【００５１】
比較例４では、芳香環を持たない化合物であるシリコン系界面活性剤を用いため、書き味が重く、耐摩耗試験において、すべてボール座の摩耗がひどく、筆記不良または筆記不能になった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、インキ収容筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持した、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィルを用いることで、書き味が良好で、かつ、潤滑性を保つ良好な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ ボールペンレフィル
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
５ａ チップ先端縁
６ ボール抱持室
７ インキ流通孔
８ 放射状溝
９ ボール座
１０ コイルスプリング
【特許請求の範囲】
【請求項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、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィル。
【請求項２】
前記ボールの軸方向の移動量が、３〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のボールペンレフィル。
【請求項３】
前記芳香環を有する酸性化合物の分子量が、２００以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のボールペンレフィル。
【請求項４】
前記芳香環を有する酸性化合物の含有量が、０．１〜２０．０質量％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項に記載のボールペンレフィル。
【請求項５】
前記芳香環を有する酸性化合物が、アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
【請求項６】
前記油性ボールペン用インキのｐＨが４〜１０であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
【請求項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、ステンレス鋼材からなる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、前記インキ収容筒の内部に少なくとも芳香環を有する酸性化合物を含有し、２０℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１におけるインキ粘度が、１０〜５０００ｍＰａ・ｓである油性ボールペン用インキを直接、収容してなるボールペンレフィルであって、０〜１００ｍ時点のインキ消費量Ｙ１ｍｇと、インキ終了前、１００ｍのインキ消費量Ｙ２ｍｇとしたとき、１．２０≧Ｙ１／Ｙ２≧０．８０を満足することを特徴とするボールペンレフィル。
【請求項２】
前記ボールの軸方向の移動量が、３〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のボールペンレフィル。
【請求項３】
前記芳香環を有する酸性化合物の分子量が、２００以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のボールペンレフィル。
【請求項４】
前記芳香環を有する酸性化合物の含有量が、０．１〜２０．０質量％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項に記載のボールペンレフィル。
【請求項５】
前記芳香環を有する酸性化合物が、アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
【請求項６】
前記油性ボールペン用インキのｐＨが４〜１０であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のボールペンレフィル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−８６３７４（Ｐ２０１２−８６３７４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２２７７（Ｐ２０１０−２３２２７７）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（３０３０２２８９１）株式会社パイロットコーポレーション (647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（３０３０２２８９１）株式会社パイロットコーポレーション (647)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]