JP3142235B2 - ボールペン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールの回転作動
により、当該ボール周面に付着したインキを紙面などへ
転写して筆記する油性インキを用いたボールペンに関す
る。詳しくは、従来の油性ボールペンより軽く滑らかな
書き味を得るために粘度を低下させた中粘度油性ボール
ペン用インキ或いは、剪断減粘性を付与した油性ボール
ペン用インキを使用した油性ボールペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、書き味が良く美麗な筆跡を得
るためのボールペンに係わる発明，改良は多種多様に行
われてきたが、それはボールペンチップの構造面のみな
らずインキやレフィル構造或いは、これ等が複雑に関係
して進展してきたものである。

【０００３】まずは、万年筆の染料を水で溶解させた水
性インキに対し、染料又は顔料に樹脂等を加えて有機溶
剤を用いて溶解させて調製した油性インキと呼ばれる高
粘度（２０，０００ｍＰａ．ｓ前後）インキを用いたボ
ールペンは、耐水性をはじめ筆跡の堅牢性とキャップオ
フ状態にあってもインキ乾燥が遅いのですぐに書き出せ
更に、少ないインキで長距離筆記ができ且つ、高筆圧で
筆記できる等の筆記性能面の利点に加え、廉価に製造で
きることから事務用筆記具としての地位を構築したもの
である。なるほど、書面に水を垂らしても筆跡が消える
ことなく、いちいちキャップを嵌めなくてもインキが乾
かずすぐに筆記できるから忙しく仕事をする場にも適応
でき、少ないインキで長く使えるので軽くコンパクトな
外装が得られ、高筆圧で筆記できるから複写伝票に適
し、安いから何処にでも置いておけるし気軽に使用でき
るといった具合に相応の評価があって然るべきものであ
る。

【０００４】しかしながら、高粘度インキの油性ボール
ペンにも欠点がありそれは、ボールの回転によりインキ
を紙面に転写する筆記のメカニズムであることから、一
つは紙面に転写されなかったインキがチップの先端縁で
しごかれ泣き，ボテが発生することであり、もう一つは
運筆が重くどうしても高い筆圧で筆記することになって
手指，腕，肩が疲労し、長時間ボールペンを使用する事
務作業者にあっては頸肩腕症にかかる者も少なくない。
かかる状況に対応して、軽い筆圧で滑らかな筆記ができ
しかも鮮明な筆跡が得られる低粘度水性インキによるボ
ールペンが出現して当初は、インキ収容筒内に収納した
プラスチック繊維の中綿にインキを含浸させ、中綿より
毛細管作用が強く作用するようにプラスチック繊維を結
束したインキ中継芯を介して、インキをボールに伝える
中綿式水性ボールペンであったが、インキ収容筒の大き
さに比べインキ保有量が少なく逆に、インキ消費量が油
性ボールペンの４〜５倍も多いことから、高価な割に筆
記寿命が短い割高感に対する不満が次の、直液式水性ボ
ールペンを誕生させた。すなわち、軸筒内に直かにイン
キを収蔵してインキ出調整機構をもつペン芯をボールペ
ンチップとの間に介在させたもので、軸筒を透明材で成
形してインキの残量が透視できる等の改良が進む中更
に、コストのかかるペン芯を用いないでボールペンチッ
プによる筆記ができるように、静的には高い粘度を示す
がボールの回転で粘度が低下して滑らかに書き出せる剪
断減粘性をもたせた水性インキまで出現してきた。

【０００５】ところが、同じボールペン先をもつ筆記具
ではあるが、高筆圧に耐えられるタフな油性ボールペン
と、低筆圧で使用する繊細な筆記感触を追求する水性ボ
ールペンは両様相容れないところがあるので、どちらも
ボールペンという感覚で使用すると油性ボールペンは筆
記感触が悪いイメージとなり、水性ボールペンは高い筆
圧による使用がボールペン先の損傷を早め、インキ残量
がかなりあるのに筆記不能になる不満が生じることにな
る。

【０００６】そこで、従来の油性ボールペン用インキが
その粘度を２０，０００ｍＰａ．ｓ前後にインキ調製し
ていたものを、軽いタッチで滑らかな筆記感触がえられ
るようにインキ粘度を下げる点に着目し、良好な筆記感
触とボールペン先に耐久性をもたせる試みがなされてい
るが、実際の筆記面ではボールの回転により紙面にイン
キを転写する筆記メカニズムが同じであるから、紙面に
転写されなかったインキがチップの先端縁でしごかれ、
泣き，ボテが相変わらず発生している。本出願人は泣
き，ボテの発生防止及びインキ追従性の改良について特
公平５−６４１２０号において、かしめ部の最先端部と
ボール周面との間に外方へ開角する第１空隙部と、この
第１空隙部からやや下方に位置するかしめ部とボール周
面との間に第２空隙部を同時塑性形成する、最適化され
た２つの空隙部を有するボールペンチップの製造方法を
開示した。当該製法の第１空隙部は泣き，ボテを防止
し、第２空隙部はインキ追従性を良好にする効果を発揮
させるものであるが、第１空隙部が大きすぎると同時に
塑性形成される第２空隙部は逆に小さくなりすぎてしま
って、泣き，ボテの発生は防止できるがインキの追従性
が悪くなる結果を招来する関係も待ち合わせていた。従
って、従来の高粘度油性ボールペン用チップについては
第１空隙部と第２空隙部のバランスをとり最適化された
２つの空隙部にすることが重要であった。しかしなが
ら、粘度を低下させたインキとでは相性が悪く泣き，ボ
テが発生することが現実であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題と解決するための手段】
本発明者はかかる従来技術の状態にあってもあきらめる
ことなく、軽いタッチで滑らかな書き味と高筆圧筆記に
も耐久性があり泣き，ボテのない美麗な筆跡の油性ボー
ルペンを実現させようと研究を重ねた結果、先記した特
公平５−６４１２０号の製法で作製されたチップで泣
き，ボテが発生する原因として、インキの粘度低下によ
ってインキの凝集力も低下し、紙面に転写されない残余
分インキが第１空隙部に一様に拡散できず、局部的にオ
ーバーフローを起こして泣き，ボテとなる現象として突
き止めたものである。すなわち、粘度の高いインキでは
残余分インキが第１空隙部内のインキに引張られるよう
に空隙部内に一様に拡散していたもので、インキの凝集
力が作用していたことを改めて確認したものである。

【０００８】本発明は、この局部的にオーバーフローを
起こす状態について、ボールペンチップのボールを抱持
する先端縁のかしめ加工方法を見直し、チップ最先端部
のかしめ角を小さくして第１空隙部の開角を大きくする
ことを試み新たな実験による試行錯誤を経て、２０℃に
おけるＢ形粘度計２０ｒｐｍの粘度が２，０００〜１
０，０００ｍＰａ．ｓである中粘度油性インキを用いた
場合、かしめ部の最先端部かしめ角を４０゜〜５０゜に
することによって、泣き，ボテが解消し且つ、インキ追
従性も良好であることを突き止めた。幸いしたのは、イ
ンキの粘度低下によってインキの流動性が向上していた
ため第２空隙部の減少が本発明の範囲においてインキ追
従性を失うことにならなかったことである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、インキ収容筒にインキ
を収蔵し、金属製ボールペンチップをインキ収容筒の先
端孔に嵌着して成るボールペンにおいて、そのインキが
２０℃におけるＢ８Ｈ−ＨＨ形粘度計ＨＨ−２ローター
２０ｒｐｍの粘度が２，０００〜１０，０００ｍＰａ．
ｓの油性インキがあって、これに用いる金属製ボールペ
ンチップがボールを抱持するため先端縁を内向きにかし
め加工するかしめ部の最先端部かしめ角を４０°以上５
０°未満とし、かしめ部の最先端部とボール周面との間
に所要の空隙部を形成するものである。かくして、中粘
度化させた油性インキを用い更に、ボールペンチップの
かしめ加工の工夫が相まいて、本発明が意図した、軽い
タッチで滑らかな書き味と高筆圧筆記にも耐久性が得ら
れ且つ、泣き，ボテのない美麗な筆跡に加え良好なイン
キ追従性が得られたものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例を示す図
面と表を基に説明する。

【００１１】本発明の実施例及び比較例に用いるインキ
は下記の如くに調製する。 Ａ 配 合 Ｂ 配 合 ニグロシンＥＸ（オリエント化学製） ３０．０重量％ ３０．０重量％ ハイラック１１１（日立化成製ケトン樹脂） ４．０重量％ １０．０重量％ オレイン酸 ５．０重量％ ５．０重量％ フェニルグリコール ４８．５重量％ ４３．９重量％ ベンジルアルコール １２．０重量％ １１．０重量％ ＰＶＰ Ｋ−１２０（ＧＡＦ社製） ０．５重量％ ０．１重量％ 上記成分の内、まずフェニルグリコール，ベンジルアル
コール，オレイン酸を秤取、６０℃に加温後ハイラック
１１１を加え撹拌し溶解させた後ＰＶＰ Ｋ−１２０を
撹拌しながら添加し完全に溶解させる。最後にニグロシ
ンＥＸをままこにならないよう撹拌を行いながら添加
し、添加終了後２時間加温撹拌を行いニグロシンを完全
に溶解させ黒色の油性ボールペンインキを調整した。こ
のインキの２０℃における粘度をＢ８Ｈ−ＨＨ形粘度計
ＨＨ−２ローターを用いて２０ｒｐｍの回転数で測定し
たところ、Ａ配合約６，０００ｍＰａ．ｓ，Ｂ配合約２
０，０００ｍＰａ．ｓであった。

【００１２】図１は、実施例と比較例の表１で示す実施
例１，２及び比較例４に用いるチップ先端部形状の拡大
縦断面図であって、当該金属製チップ１の先端部外周面
１ａは略３０゜角の傾斜面で形成され、ボール２を抱持
するためその先端縁に４４°〜４８°のかしめ角θ１で
内向きにかしめ加工が施され、当該かしめ部１ｂの最先
端部とボール周面との間に所要の空隙部１ｃが形成され
ている。図２は、実施例３および比較例１〜３のチップ
先端部形状の拡大縦断面図であって、ボールを抱持する
ための先端縁かしめ加工を、最先端部かしめ角θ１を５
０゜〜７０°で第１かしめを行い、次いで当該第１かし
めにより先端外周面の境界をなす頂部辺にかしめ角θ２
を４４゜で第２かしめを行いかしめ部の最先端部を開角
したもので、かしめ部１ｂは２段に形成されている。こ
れによりそれぞれのチップのかしめ部最先端部とボール
周面との間にそれぞれ異なる大きさの空隙部を形成した
ものである。これ等のチップは、インキ収容筒３に先記
の如く調製したインキ４（Ａ配合およびＢ配合）を注入
後、その先端孔３ａに嵌着しボールペンレフィルＲ（図
３参照）と成し、ボールペン完体に装填して手書きによ
る筆記性能テストを行い、その結果を表１に示したもの
である。

【００１３】

【表１】

【００１４】筆記性能テスト結果かしめ部１ｂの第１か
しめ角度θ１が５０゜以下の実施例１〜３はチップ先端
部にインキの泣き出しが無く、筆跡上にボテも見当たら
ず良好な筆跡が得られ、第１かしめ角度が５５゜以上の
比較例１〜３については、第１かしめ角度がおおきくな
るにつれ泣き，ボテの程度は多くなり筆跡が汚れる結果
が確認された。又、比較例４においては実施例１と同じ
チップを用いているが使用インキが高粘度のＢ配合イン
キのため低温下におけるインキ追従性が悪かった。

【００１５】以上の如く本発明は、２０℃におけるＢ８
Ｈ−ＨＨ形粘度計ＨＨ−２ローター２０ｒｐｍの粘度が
２，０００〜１０，０００ｍＰａ．ｓの中粘度油性イン
キ４を用いるものであって、ボールペンチップ１がボー
ル２を抱持する先端縁かしめ部１ｂの最先端部かしめ角
度θ１を４０゜以上５０゜未満に設定するもので、かし
め角が４０゜以下ではボール抱持力が不足する懸念が生
じ、５５゜以上になるとインキの泣き，ボテが発生し良
好な筆跡が得られなくなる結果を明らかにしたものであ
る。なお、本発明に用いる油性インキの粘度について特
定したが、チップ先端からのインキ漏れを防止するため
にインキに剪断減粘性を付与することも当然実行されて
良い。このような剪断減粘性油性ボールペン用インキ
は、インキ中に脂肪酸アマイド等のワックス系増稠剤，
金属石ケン系増稠剤，ベントナイト，スメクタイト，ア
エロジル等の無機及び有機系微粒子，多糖類系ガム，ア
クリル酸系及びアクリル酸エステル系等の高分子系増稠
剤等のいわゆる剪断減粘性付与物質を添加することによ
り調製することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、粘度を下げて中粘度化させた
油性インキを用い且つ、これに適合したボールペンチッ
プ仕様を確立したことにより、耐水性をはじめ筆跡の堅
牢性に豊みキャップオフの状態を長時間続けても抜群の
書き出し性能を持ち、少ないインキで長距離筆記がで
き、高筆圧で筆記しても性能劣化が起きない油性インキ
使用のボールペンの特長を有し且つ、低筆圧で筆記でき
滑らかな筆記感触と鮮明でボテによる汚れのない美麗な
筆跡が得られるもので、事務用途向きに最適なボールペ
ンを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】かしめ部が最先端部のみのボールペンチップ形
状を示す、部分拡大縦断面図である。

【図２】かしめ部が２段かしめのボールペンチップ形状
を示す、部分拡大縦断面図である。

【図３】手書き性能テストに用いたボールペンレフィル
の縦断面図である。

【符号の説明】１ ボールペンチップ １ａ 先端部外周面 １ｂ かしめ部 １ｃ 空隙部 ２ ボール ３ インキ収容筒 ４ インキ Ｒ ボールペンレフィル θ１ 最先端部かしめ角（第１かしめ部） θ２ 第２かしめ角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−309571（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−299880（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−11476（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−23021（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−68989（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−52978（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−64120（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A43K 1/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インキ収容筒にインキを収蔵し、金属製
   ボールペンチップをインキ収容筒の先端孔に嵌着して成
   るボールペンにおいて、前記インキが、２０℃における
   Ｂ形粘度計２０ｒｐｍの粘度が２，０００〜１０，００
   ０ｍＰａ．ｓの油性ボールペン用インキであって、前記
   ボールペンチップが、ボールを抱持するため先端縁を内
   向きにかしめ加工したかしめ部の最先端部かしめ角を４
   ０°以上５０°未満としたことを特徴とするボールペ
   ン。