JPH06210990A

JPH06210990A - 油性ボールペン

Info

Publication number: JPH06210990A
Application number: JP5008072A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Takayanagi; 利明高▲柳▼
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【構成】セラミック製のボールと切削加工性に優れた
ステンレス鋼からなるホルダーで構成されるチップを具
備したことを特徴とするボールペン。【効果】耐食性、耐摩耗性にすぐれたチップであるた
め、有機酸を含むインキ、蛍光インキを用いてもインキ
の保存性がよく、高い筆記性を最後まで維持できる。

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に関す
る。更に詳しくは、耐食性、耐摩耗性をもった新規なチ
ップを有するボールペンに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のボールペンチップには、使用した
際の摩耗に起因する品質劣化を最小限に抑えるためにホ
ルダーにステンレス鋼を採用する傾向が見られる。しか
しながら、ＳＵＳ３０４に代表されるような耐食性の高
いステンレス鋼は非常に粘りがあり切削加工性に劣るた
め、ボールペンチップのような形状に加工することは非
常に困難であり、低コストでの量産化を考えた場合には
ほぼ使用不可能である。従って、切削加工性に優れたス
テンレス鋼（快削ステンレス鋼）を使用せざるをえな
い。また、ボールには耐食性や耐摩耗性を考慮して超硬
合金ボールが使用されている。

【０００３】これらのホルダーおよびボールのそれぞれ
の材質は、単体では油性ボールペン用インキに対して良
好な耐食性を示すが、チップのように組み合わせて使用
する場合にはインキ中の水分の影響でボールとホルダー
との間に電池が形成されるためボールあるいはホルダー
がガルバニック腐食を起こし、筆記性に著しい劣化が認
められる。酷い場合には溶出した金属の影響によって不
溶解物が生成して筆記ができなくなる。この現象は、一
般的な油性ボールペンにおいて、インキ中の含有水分量
が多い場合とか、腐食性の強いインキを使用した場合に
みられる。腐食性が強いインキとは、例えば、安定領域
がｐＨ４〜７の弱酸性域にある蛍光染料を使用したイン
キや、書き出し時にインキがスムースにでるようにして
滑らかな運筆感を得るためにオレイン酸などの有機酸類
を添加したインキなどのことである。

【０００４】従来は、これらの問題点を解決するために
種々の防錆剤や腐食性のない機能向上剤をインキに添加
することが提案されているが、防錆効果が不十分であっ
たり、逆にインキ自体の安定性を破壊してしまう場合が
ある。多くの場合はインキ中の水分がガルバニック腐食
をおこす電池の形成の原因となっているので、インキ中
の含水量を２％以下に抑えておければよいが、実際は自
然放置下で吸湿するのでインキ調製時の含水量の調整で
解決できない問題がある。

【０００５】また、ホルダーに快削ステンレス鋼以外の
材料、例えば樹脂、銅、銅合金などを使用したり、ボー
ルにホルダーと同様のステンレス鋼を使用する方法など
が考えられるが、前述したようにこれらの材質は耐摩耗
性に劣るため使用の際の劣化が著しく、初期の性能を維
持できない。さらに、銅合金系のホルダーで蛍光インキ
を使用した場合には、銅イオンなどの溶出の影響により
インキが変色し、蛍光性が短期間で失われるといった欠
点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決することであり、特別な防食効果を持たせ
ていないインキを使用した際にも優れた保存安定性を示
し、かつ使い込んで行った際にも当初の高い筆記品質を
最後まで維持し続ける、すなわち、使用インキの性能に
悪影響を与えることのない良質のボールペン用チップお
よびボールペン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、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、ボールに超硬合
金並の硬度を持ち不導体であるセラミックを使用する
と、ホルダーとボールとの間の電池形成によるガルバニ
ック腐食がないことが判明し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。すなわち、

【０００８】本発明の構成はつぎの（１）〜（４）から
なる（１）セラミック製のボールと切削加工性に優れたス
テンレス鋼からなるホルダーとで構成されるボールペン
用チップ。（２）セラミック製のボールと切削加工性に優れたス
テンレス鋼からなるホルダーとで構成されるチップを具
備したことを特徴とするボールペン。（３）油性ボールペン用インキを用いた（２）項記載
のボールペン。（４）油性ボールペン用インキが有機酸を含有するイ
ンキまたは蛍光インキである（３）項記載のボールペ
ン。

【０００９】本発明に係るセラミック製のボールは、具
体的なボール材質としては、シリカ、アルミナ、ジルコ
ニア、炭化ケイ素などをあげることができる。

【００１０】本発明に係る切削加工性に優れたステンレ
ス鋼としては、クロムの含有量が８〜３０％、硫黄の含
有量が０．０１〜０．５％、ニッケルの含有量が１％以
下、モリブデンの含有量が０．０１〜１０％の快削ステ
ンレス鋼を挙げることができる。しかし、切削加工性、
コスト、耐摩耗性の面からクロムの含有量は１０〜２５
％、硫黄の含有量は０．１５〜０．３％、ニッケルの含
有量は０．５％以下、モリブデンの含有量は０．２〜３
％が最も望ましい。ここでの規定は使用する快削ステン
レス鋼の組成中に表記されていない元素が含有されるこ
とを妨げるものではなく、例えば快削元素としてのセシ
ウム、リン、鉛、アルミニウムなどを必要に応じて含有
することができる。

【００１１】本発明のボールペンに用いるインキとして
は、一般的な油性ボールペン用インキ、つまり着色剤、
有機溶剤、樹脂などを含有したインキであれば、使用可
能である。

【００１２】着色剤としては、従来のボールペンインキ
に使用されている公知の染料、顔料のすべてが使用可能
である。たとえば、油溶性染料としては、使用する溶剤
に可溶な染料、例えばバリファーストカラー（オリエン
ト化学工業(株)製、登録商標名）、アイゼンスピロン染
料、アイゼンＳＯＴ染料（保土谷化学工業(株)製、登録
商標名）などが挙げられる。また、顔料としては、酸化
チタン、カーボンブラック、金属粉などの無機系顔料、
あるいはアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、キレートアゾ顔
料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリレン顔料、
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が挙げられ
る。

【００１３】有機溶剤は、通常の油性ボールペンインキ
に用いられている溶剤、すなわち、前記の着色剤を溶解
又は分散し、かつ比較的高沸点であるものが使用され
る。このようなものとしては、例えばベンジルアルコー
ル、フェノキシエタノール、カービトール類、セロソル
ブ類などが挙げられる。これら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
キ全量に基づき２０〜７０重量％の範囲であることが好
ましい。

【００１４】樹脂は、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、ロジン樹脂、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、インキ全量に対して、５〜３０重量％範囲で
ある。これらの樹脂はインキを高粘度に保つ作用をす
る。

【００１５】また、通常の油性ボールペン用インキに用
いられている他の添加剤、例えば界面活性剤、防菌剤、
防錆剤、潤滑油などが添加されていても使用可能であ
る。

【００１６】しかしながら、本発明のボールペンに最も
効果的に使用できるインキは、むしろ従来のボールペン
やチップで腐食や摩耗の問題が発生したインキであるこ
とが特徴である。例えば、超硬ボールとステンレス鋼ホ
ルダーで構成されたチップではガルバニック腐食により
金属イオンが溶出し、その影響で不溶解物が生成してイ
ンキの流動が妨げられて銅合金系チップでは変色が大き
く蛍光性の消失してしまう蛍光インキ、書き出し時のイ
ンキの出をスムーズにし、かつ良好な運筆感を得るため
にオレイン酸、リシノール酸などの有機酸を添加したイ
ンキなどがあげられる。蛍光インキは、蛍光塗料、蛍光
顔料を用いて調製されたインキである。

【００１７】

【実施例】次に実施例によって本発明を更に詳細に説明
する。なお、試験に用いたボールペン、強制劣化試験、
筆記試験、インキ物性値の測定法は、以下のとおりであ
る。ボールペン内径１．２ｍｍのポリプロピレンチューブ製のインキ収
容管を有するボールペンで実施例、比較例に示す所定の
チップ、ホルダー装着し、所定のインキを充填した。強制劣化試験５０℃、８０％ＲＨの恒温恒湿槽内に所定時間放置後、
室温まで放冷し、手書きで螺旋筆記して筆記性を調べ
た。また、蛍光インキについてはスタート時に螺旋筆記
した描線と上述の描線とを目視で比較し変色及び蛍光性
の劣化を確認した。筆記試験４００字詰めの原稿用紙に「三菱鉛筆」の文字を連続的
に終筆まで筆記する試験を４０名のモニターにて実施し
た。インキ物性値ｐＨ：インキに等量の精製水を加えて５分間煮沸した
後、精製水を回収し室温まで放冷し、ｐＨメーターで測
定。粘度：コーンプレートタイプの粘度計で測定。水分量：カールフィッシャー水分計による。

【００１８】（実施例１）チップ：ホルダー快削ステンレス鋼（Ｍｏ、Ｐｂ含有
するＳＵＳ４１６類似組成のステンレス鋼）ボールジルコニア直径１．０mm *1 インキ：蛍光桃ｐＨ５．０粘度１０．０Pa.sec
水分量１％未満重量部染料 “ＭＰＩ−５０７Ｃ”（桃色）*2 ４５樹脂 “ハイラック１１１”*3 ５樹脂 “ＰＶＰＫ−９０”*4 ０．５潤滑剤オレイン酸３．０溶剤ベンジルアルコール５．０溶剤２−フェノキシエタノール４１．５

【００１９】（実施例２）チップ：ホルダー快削ステンレス鋼（Ｍｏ、Ｐｂ含有
するＳＵＳ４１６類似組成のステンレス鋼）ボール炭化ケイ素（ブラックサファリン）直径
０．７mm *5 インキ：黒ｐＨ５．５粘度１２．０Pa.sec 水分量
１％未満重量部染料 “スピロンブラックＧＣＨ”*6 ２０染料 “バリファーストイエロー１１０５”*7 ５染料 “スピロンバイオレットＣ−ＲＨ”*6 １５樹脂 “ハイラック１１１”*3 １５樹脂 “ＰＶＰＫ−９０”*4 ０．５潤滑剤オレイン酸５．０溶剤ベンジルアルコール５．０溶剤２−フェノキシエタノール３４．５

【００２０】（実施例３）チップ：ホルダー快削ステンレス鋼（Ｓ、Ｍｏ、Ｎｉ
を含有するＳＵＳ４３０類似組成のステンレス鋼）ボールジルコニア直径０．７mm *1 インキ：青ｐＨ６．０粘度１３．０Pa.sec 水分量
１％未満重量部染料 “バリファーストブルー１６０３”*7 １０染料 “ネプチューンブルーベース６３４”*8 １０樹脂 “ルビスコールＫ−３０”*8 １０樹脂 “ルビスコールＫ−９０”*8 ０．５潤滑剤オレイン酸５．０溶剤ベンジルアルコール５．０溶剤２−フェノキシエタノール５９．５

【００２１】（実施例４）チップ：ホルダー快削ステンレス（１８〜２２％Ｃ
ｒ、１〜３％Ｍｏ、１％以上のＳを含有することを特徴
としたステンレス鋼）ボール炭化ケイ素（ブラックサファリン）直径
０．７mm *6 インキ：黒ｐＨ５．５粘度８．０Pa.sec 水分量５
％重量部染料 “スピロンブラックＧＣＨ”*6 ２０染料 “バリファーストイエロー１１０５”*7 ５染料 “スピロンバイオレットＣ−ＲＨ”*6 １５樹脂 “ルビスコールＫ−３０”*8 ８樹脂 “ＰＶＰＫ−９０”*4 ０．３潤滑剤オレイン酸５．０溶剤ベンジルアルコール５．０溶剤２−フェノキシエタノール４１．７＊１（コーニング・グラス・ワークス社製）＊２（日本蛍光化学(株)製、登録商標名）＊３（日立化成工業(株)製、登録商標名）＊４（ＧＡＦ社製）＊５（京セラ(株)製、登録商標名）＊６（保土谷化学工業(株)製、登録商標名）＊７（オリエント化学工業(株)製、登録商標名）＊８（ＢＡＳＦ社製）実施例で得られたボールペンは強制劣化試験で１２０日
後でも問題なく筆記可能であり、実施例１の蛍光インキ
の変色及び蛍光性の劣化も認められなかった。また、筆
記試験でも４０名のモニターすべてが終筆まで初期と大
差なく筆記することができ、すぐれた筆記性を示した。

【００２２】（比較例１）ボールをジルコニアボール直
径１．０ｍｍから超硬合金ボール直径１．０ｍｍに代え
る以外は実施例１と同様の組合せ。

【００２３】（比較例２）ボールを炭化ケイ素ボール直
径０．７ｍｍから超硬合金ボール直径０．７ｍｍに代え
る以外は実施例２と同様の組合せ。

【００２４】（比較例３）ボールをジルコニアボール直
径０．７ｍｍから超硬合金ボール直径０．７ｍｍに代え
る以外は実施例３と同様の組合せ。

【００２５】（比較例４）ボールを炭化ケイ素ボール直
径０．７ｍｍから超硬合金ボール直径０．７ｍｍに代え
る以外は実施例４と同様の組合せ。比較例１〜４で得ら
れたボールペンは筆記試験では実施例と同様に問題ない
結果が得られたが、強制劣化試験において６０日後以内
に筆記不能となり、実施例に比べてはるかに経時劣化が
大きかった。特に比較例４においては常温保存下でも３
０日後以内に筆記不能となった。

【００２６】（比較例５）ホルダーを快削ステンレス鋼
より洋白に代える以外は実施例２と同様の組合せ。

【００２７】（比較例６）ホルダーを快削ステンレス鋼
からブラスに代える以外は実施例３と同様の組合せ。比
較例５および比較例６で得られたボールペンは筆記試験
においてチップ摩耗により初期の筆記性が持続できず筆
記性の劣化が認められた。具体的にはインキを半分ほど
使用したところでボテの急激な増加が認められた。

【００２８】（比較例７）ホルダーを快削ステンレス鋼
から快削燐青銅へ、ボールをジルコニアボール直径１．
０ｍｍから超硬合金ボール直径１．０ｍｍへ代え、イン
キは実施例１と同様のインキを充填したもの。比較例７
で得られた油性ボールペンは筆記試験や強制劣化試験の
筆記性では実施例と大差ない結果を示したが、強制劣化
試験の螺旋筆記で得られた描線の色相を初期のものと比
較した場合大きく変色しており蛍光性も殆ど認められな
くなっていた。

【００２９】

【発明の効果】チップ摩耗によって初期の筆記性能が持
続できないこといわゆる筆記性の劣化を最小限に抑える
ために、油性ボールペンにおいては耐摩耗性に優れたス
テンレス鋼を使用することが望ましいが、今までの超硬
合金ボールと快削ステンレス鋼ホルダーで構成されたチ
ップではボール、ホルダー共に導体であるために水分の
存在下でガルバニック腐食が起こり易く、なんらかの腐
食防止対策を施したインキ以外は使用できない。また、
種々の防錆剤などが提案されているが、これらは効果が
十分でなく、添加することによりインキの品質に悪影響
を与える場合が多い。しかしながら、本発明の油性ボー
ルペンでは、ボールが不導体のセラミックボールのため
ガルバニック腐食が起きず、ホルダーがステンレス鋼の
ため耐摩耗性に優れ、単体では耐腐食性があるため、使
用するインキに特別な腐食防止効果を施す必要がなく、
またインキの長期保存安定が保たれる。それ故チップ摩
耗による筆記性が悪くなることを最小限に抑えることが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック製のボールと切削加工性に優
れたステンレス鋼からなるホルダーとで構成されるボー
ルペン用チップ。
【請求項２】セラミック製のボールと切削加工性に優
れたステンレス鋼からなるホルダーとで構成されるチッ
プを具備したことを特徴とするボールペン。
【請求項３】油性ボールペン用インキを用いた請求項
２記載のボールペン。
【請求項４】油性ボールペン用インキが有機酸を含有
するインキまたは蛍光インキである請求項３記載のボー
ルペン。