JPH08134392A - 低粘度油性ボールペンインキおよび低粘度油性ボールペン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 低粘度油性ボールペンインキとそれに適した
ボールペンを提供する。 【構成】 インキ収容管に（１）蒸気圧０．１mmHg（２
０℃）以下の有機溶媒を６０重量％以上含有する溶剤、
着色剤、添加剤とからなり、インキの粘度が剪断速度４
００Ｓ^-1において２００mPa・S以下でかつ、剪断速度５
ｓ^-1において３００mPa・S以上である低粘度油性ボール
ペンインキおよび（２）該インキの後端面に難揮発性有
機溶剤および不揮発性有機溶剤からなる群から選ばれた
少なくとも一種の溶剤、微粒子シリカからなるゲル化
剤、およびシラン系の表面改質剤を含むフォロアを充填
して構成されたリフィールを具備する低粘度油性ボール
ペン。 【効果】 ボテ現象、直流現象、逆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る。また筆記中の書
き味もきわめて良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油性ボールペンインキ
および低粘度油性ボールペンインキの直流や逆流を防止
する機能を有する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、ボールペンは先端ボールの回転によ
りインキが流出するが、従来知られている油性ボールペ
ンは、それに使用するインキが粘度が数千mPa・S以上の
高粘度のために、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。また、筆記の際に先端から流出されるインキ量
は少なく、ボテ、筆記描線のムラ、濃度が薄い、高い筆
記圧が必要であることなどの問題がある。この油性ボー
ルペンの改良として、先端ボールの回転によって粘度が
低下してインキがスムーズに流出する特性、いわゆる剪
断減粘性を有する相対的に低粘性の水性のインキを用い
たボールペンが知られている。しかしながら、このもの
はインキが乾燥しやすい欠点があるために筆記先端部を
シールするキャップが必要である。

【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。そこで、耐乾燥性に優れた低粘
度の油性インキを用いたボールペンが考えられるが、や
はりインキの流出量が多くなり、筆記寿命を延ばすため
にインキ収容管の径を太くしてインキの充填量を多くす
る必要がある。また、インキの粘度が低いために、チッ
プ側を下向きにした場合に先端ボールとチップ抱持部の
隙間が生じると、インキが滲みでる（直流）が生じた
り、筆記時にインキの流出量が多くなる欠点がある。更
に上向き筆記後やノックや落下等の衝撃後で先端ボール
直下のインキが逆流傾向となるために筆記掠れが起こ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低粘度油性
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
ールペンインキを提供することである。また、インキの
直流や落下衝撃、上向き筆記によるインキの逆流が防止
された低粘度油性ボールペンインキに適したボールペン
を提供することにある。

【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、上記の目的とする低粘度性ボールペンインキを
得ることを見出した。また、本出願人は実公平４−５２
０６７号においてボールを遊嵌した弁室によるインキの
逆流防止機能を有するボールペンを開示しているが、更
に検討重ねることにより低粘度油性ボールペンインキに
適した優れたボールペンを見いだ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、着色
剤、溶剤および添加剤とからなる油性ボールペンインキ
において、溶剤中に蒸気圧０．１mmHg（２０℃）以下の
有機溶媒を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２００mPa・S以下でかつ剪断速
度５ｓ^-1において３００mPa・S以上であることを特徴と
する。本発明の低粘度油性ボールペンは、前記本発明の
低粘度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。

【０００９】本発明の低粘度油性ボールペンは、先端ボ
ールを抱持するチップに継ぎ手を介してインキ収容管が
連通しているボールペンリフィールを具備し、前記イン
キ収容管は、（１） 蒸気圧０．１mmHg（２０℃）以下
の有機溶媒を６０重量％以上含有する溶剤、着色剤およ
び添加剤からなり、インキ粘度が剪断速度４００Ｓ^-1に
おいて２００mPa・S以下で、かつ剪断速度５ｓ^-1におい
て３００mPa・S以上である低粘度油性ボールペンイン
キ、および（２）該インキの後端面に難揮発性有機溶剤
および不揮発性有機溶剤からなる群から選ばれた少なく
とも一種の溶剤、微粒子シリカからなるゲル化剤および
シラン系の表面改質剤を含むフォロアを有し、前記継ぎ
手の内孔はボール弁が遊嵌された弁室を有し、該弁室後
部にボール弁が密接してインキの逆流を防ぐボール受け
座および該ボール受け座からインキ収容管に通ずる導孔
を有し、該弁室前部はボール弁が接する部分を有してチ
ップの後端に連通することからなる。好ましい態様とし
ては、前記弁室は、一側でボールペン軸方向にインキが
流通する溝部と、前記継ぎ手の内孔の軸心から偏心して
設けられた導孔を有することにより、ボール弁がチップ
後端に偏って接してインキ流路を形成することからな
る。また、前記弁室は、前部周壁に所要数設けられた突
条、該突条の弾性変形により嵌入されたボール弁を有
し、該突条にボール弁が当接し突条と突条との間がイン
キ流通溝を形成することからなる。

【００１０】また、本発明の低粘度油性ボールペンの態
様として、次の要件が付加できる。すなわち、前記ボー
ルペンリフィールが軸筒に挿着され、前記継ぎ手の外周
部に鍔状に設けられた段部と前記軸筒の内周面段部との
間に設けられたコイルスプリングとにより、該ボールペ
ンリフィールが常時後方に付勢され、該軸筒に対して軸
推移して該軸筒先端口から前記チップ先端部が出没可能
とした低粘度油性ボールペンが示される。

【００１１】本発明の低粘度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℃）
以下の有機溶媒を全溶媒中６０重量％以上、好ましくは
７０％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０．１mmHg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。

【００１２】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。

【００１３】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℃）、

【００１４】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。

【００１５】本発明に係る低粘度油性ールペンインキは
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、２００mPa・S以下の粘度の場合はボテ現象が発生
せず、２００mPa・Sをこえるとボテ現象が増加する。さ
らに、本発明に係る低粘度油性ボールペンインキは剪断
速度５ｓ^-1における粘度が３００mPa・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、３００mPa・S以上では直流現象は少なく、３００m
Pa・S未満では直流現象が許容範囲以上になる。

【００１６】本発明の低粘度油性ボールペンインキに用
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＃１８０
５、同＃３８２０、バリファストバイオレット＃１７０
１、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ＣＭＨｓ
ｐｅｃｉａｌ、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低
粘度油性ボールペン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。

【００１７】本発明に係る低粘度油性ボールペンインキ
の添加剤として、樹脂、防腐剤、増粘剤、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。

【００１８】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。

【００１９】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
ＥＬ ＥＺ”、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
３８０”，“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。

【００２０】本発明の低粘度油性ボールペンインキは、
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】本発明の低粘度油性ボールペンに係わるイ
ンキフォロアは、難揮発性有機溶剤および不揮発性有機
溶剤からなる群から選ばれた少なくとも一種の溶剤、微
粒子シリカからなるゲル化剤、およびシラン系表面改質
剤を含有するものである。

【００２２】このフォロアに使用するシラン系表面改質
剤としては一般式、

【００２３】

【化１】

【００２４】で表されるシリコン化合物が示され、具体
的なものとしては、信越化学工業（株）製（製品名）
“ＫＢＭ３１０３Ｃ”、“ＫＢＭ７１０３”、“ＫＢＭ
７８０３”、“ＫＢＭ６０００”、“ＫＢＭ６４１”な
どがあげられる。シラン系表面改質剤の含有量は、フォ
ロアに対して０．１〜２０重量％、好ましくは０．５〜
５重量％である。この量が０．１重量％以下では効果が
得られず、また２０％を越える添加は、性能上の効果に
差はない。

【００２５】難揮発性有機溶剤および不揮発性有機溶剤
からなる群から選ばれた少なくとも一種の溶剤は、９８
℃、５時間の条件下で蒸発ロスが０．４重量％以下の溶
剤であり、例えば鉱物油、動植物油、エステル類、高沸
点炭化水素、高級脂肪酸類、高級アルコール類、低分子
ポリオレフィンなどである。具体的なものとしては、ワ
セリン、スピンドル油、ヒマシ油、オリーブ油、流動パ
ラフィン、平均分子量３００〜３０００のポリブテンな
どがあげられる。該有機溶剤の含有量はフォロア中７０
〜９９重量％である。

【００２６】フォロアに用いるゲル化剤である微粒子シ
リカは、高純度で非常に細かな微粒子のものであれば、
一般品でも表面を疎水化処理したもののどちらでもかま
わない。また、必要に応じて粘土増粘剤や金属石ケンを
上記シリカと併用してもよい。具体的なものとしては、
日本アエロジル（株）製のＡＥＲＯＳＩＬ１３０、２０
０、３００、３８０や疎水性シリカＡＥＲＯＳＩＬＲ９
７２（ＢＥＴ表面積１１０ｍ²／ｇ）、Ｒ９７４Ｄ（Ｂ
ＥＴ表面積２００ｍ²／ｇ）、Ｒ９７６Ｄ（ＢＥＴ表面
積３００ｍ²／ｇ）などがあげられる。その中でも、特
に効果的なのは、疎水処理がされていないグレードのＡ
ＥＲＯＳＩＬ１３０、２００、３００、３８０を使用し
た場合である。含有量はフォロア中１〜２０重量％であ
る。

【００２７】フォロアには、前記の必須成分に加え、種
々の界面活性剤を添加できる。界面活性剤には、水と難
溶なポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンおよび
これらの誘導体、水に難溶なポリグリセリンおよびその
誘導体、水に難溶なソルビタンおよびその誘導体、水に
難溶なパーフルオロアルキル基を有する化合物、および
水に難溶なメチルポリシロキサンを有する化合物からな
る群より選ばれた少なくとも一種を含む界面活性剤であ
り、一般的に非イオン性の界面活性剤を形成し得るもの
が好ましい。具体的にはポリオキシエチレンモノイソス
テアレート、ポリオキシエチレンひまし油などのポリオ
キシエチレン誘導体、ソルビタンモノステアレートなど
のソルビタンの誘導体、ヘキサグリセリンテトラステア
レートなどのポリグリセリン誘導体、ポリオキシエチレ
ンのパーフルオロアルキルエステルなどのフッ素系界面
活性剤、メチルポリシロキサンのプロピレンオキサイド
やエチレンオキサイドの側鎖付加物などのシリコン系界
面活性剤などをあげることができる。

【００２８】フォロアをボールペンに適用する場合、こ
れに対応するインキに最も適した溶剤は、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、着色
剤を溶解または分散し、かつ比較的高沸点であるもの、
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、セロソルブ類などを使用したものであ
る。フォロアは、例えば、微粒シリカ、基油、シラン系
表面改質剤などすべての成分を室温で予備混練した後、
三本ロールミル、ニーダーなどの分散機で混練しゲル状
のものを得ることができる。

【００２９】本発明の低粘度油性ボールペンは、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低粘度油性ボー
ルペンインキを充填したものである。また、該インキに
追従するフォロアは前記のものを使用する。

【００３０】

【実施例】実施例によって本発明を更に詳細に説明す
る。

【００３１】実施例１〜３ 表１の配合で、低粘度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”（ＳＵ
Ｄ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”
（ＢＡＳＦ(株)製）を用いた。

【００３２】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、で得られたインキを充填し、
下記の試験を行った。 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。 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。

【００３３】

【表１】

【００３４】本発明の実施例に用いたフォロアは下記の
配合物を三本ロールミルで混練して得た。 基油： ［“ニッサンポリブテン０１５Ｎ” 日本油脂（株）製、商品名］ ９０ 重量部 微粒子シリカ：［“ＡＥＬＯＳＩＬ３００” 日本アエロジル（株）製、商品名］ ５ 〃 表面改質剤： ［“ＫＢＭ３１０３Ｃ” 信越化学工業（株）製、商品名 ］ ５ 〃 フォロアの充填には、国産遠心機（株）製Ｈ−１０３Ｎ
型遠心分離機を用い、ペンの尾端方向からペン先方向に
遠心力がかかるように、毎分２８００回転で１０分間遠
心をかけた。

【００３５】実施例４ 図１〜図３が本発明第２の低粘度油性ボールペンのリフ
ィール部分（導孔が偏心して、ボール弁、スプリングを
有するもの）を示す。図１は、低粘度油性インキ１８と
その後端にフォロアー１９とを充填したインキ収容管１
７が継ぎ手２を介してチップ１２を取り付けられたボー
ルペンリフィールを示し、図２はボールペンリフィール
１の前方部分を示す。継ぎ手２は鍔状の段部４とその前
方の前軸部３と後方の後軸部５とからなる。この前軸部
３の先端の内孔部１１には先端ボール１２ａを抱持した
チップ１２の軸部１３が固着している。上記内孔部１１
は前方よりチップ嵌着面１１ａと１１ｂからなる。チッ
プ１２の軸部１３の外周部は必要によって凸状の係止部
１４が設けられてチップ嵌着面１１ｂに食いつき状に係
止している。

【００３６】チップ１２はインキ流入可能なチャンネル
１２ｂを有した座に先端ボール１２ａが略当接した状態
で、先端ボール１２ａが回転自在に抱持されるようカシ
メられている。また、チップ１２の内孔部にスプリング
１６が内挿され、チップの軸部１３の後端が適宜カシメ
られてスプリング１６の後端が抜出不能に設けられてい
る。また、スプリング１６の先方には直立状の棒軸部１
６ａが形成され、当該棒軸部１６ａの先端が先端ボール
１２ａの後端に押圧状に当接する。なお、先端ボール１
２ａはその押圧でチップ１２のボール抱持部（カシメな
どで形成）の内縁に密接状態と成される。内孔部１１の
後方は軸心と適宜偏心して弁室６と導孔９が設けられ、
弁室６は導孔９に連通してテーパー状または球面状のボ
ール受け座７が形成され、弁室６の内壁の一側にはイン
キが流入可能な溝部８が形成されている。この弁室６内
にボール弁１０が遊嵌されることによって、チップ１２
を下向きにした状態ではボール弁１０がチップの軸部１
３の後端に偏騎した状態に当接して、上記溝部８などを
通じて導孔９から流入したインキがチップ内孔部に流入
するが、逆に上向きの状態ではボール弁１０がボール受
け座７に当接してインキの逆流を防止する機能が得られ
る。

【００３７】継ぎ手の内孔部１１の後方にはボール弁１
０が遊嵌している弁室６があり、弁室６の後方はテーパ
ー状または球面状のボール受け座７と軸心に適宜偏心し
て設けられた導孔９とを経てインキ収容管に通じてい
る。弁室６の内壁の一側には軸方向にインキが流れるよ
うに溝部８設けている。この弁室６内の遊嵌しているボ
ール弁１０は、チップ１２を下向きにした状態では、チ
ップの軸部１３の後端に偏った状態にで接してインキ流
路を形成し、インキ収容管のインキは導孔９をとおり上
記溝部８、前記インキ流路をなどを通じてチップ内孔部
に流入する。逆に上向きの状態ではボール弁１０がボー
ル受け座７に当接してインキの逆流を防止する機能が得
られる。

【００３８】また、継ぎ手２の段部４の後方に延設され
ている後軸部５の外周には、筒状のインキ収容管１７が
その先端を段部４の後端に当接して圧入固着されインキ
収容管１７の内径部が継ぎ手２の導孔９に導通してい
る。また、インキ収容管１７内には前記低粘度油性ボー
ルペンインキ１８が充填され、更にこのインキ１８の後
端にインキの消耗と共にインキ面に接触して追随して移
動可能な前記のフォロア１９が充填されている。なお、
上記インキ収容管１７は一例として透明ＰＰ樹脂成形品
等が使用される。また、その内面にはシリコン等を塗布
してクリアドレン性が配慮される。また、インキ収容管
をクリアドレン性に優れた材質で選定する。インキ収容
管１７は継ぎ手２に一体に形成されてもよい。

【００３９】図４は本発明のボールペンの一例としてノ
ック式のボールペンを示している。基本的には実公平４
−５３９８７号公報のノック式筆記具と同じなので、以
下要点と相違点についてのみ説明する。

【００４０】軸筒２０にはクリップ２１と対向する側面
にスリット３０と、該スリット３０の両側に接続してス
リット３０に連通する溝２３を備えた取付け脚部２２を
有したクリップ２１が一体に設けられ、クリップ２１の
先端部には玉部２４を設ける。玉部２４は鉤状に係止段
部２５として側壁２６を設けている。クリップ２１は後
述するノック体３１の係止突起３３と係止段部２５との
係合を解除し得る距離だけ横方向に弾性変位可能になさ
れている。また、軸筒２０の側面には上記スリット３０
とは別に窓孔２７を設けている。軸筒２０は以上が一体
となったポリエステルを含む透明な樹脂で成形してい
る。

【００４１】ノック体３１には、その側面に係止突起３
３と、同軸線上にストッパー片３２を、係止突起３３と
は別の軸線上に弾性変位可能な係止突起３４を設けてい
る。

【００４２】軸筒２０の内孔に前記段部４にコイルスプ
リング３５の後端を当接させた状態でボールペンのリフ
ィール１を挿入し、コイルスプリング３５の先端を軸筒
の内面段部２８に当接して、軸筒２０の後端からボール
ペンのリフィール１の後方部を収容する状態でノック体
３１が装着している。ノック体３１の係止突起３３とス
トッパー片３２の溝２３を通過して係止突起３３がスリ
ット３０に貫出し、ストッパー片３２は取付け脚部２２
内の溝２３に位置する。また、その時、係止突起３４が
軸筒の窓孔２７の後端部に貫出してノック体３１が後方
に附勢された状態に抜け止めされる。

【００４３】実施例５ 図５〜図７を示す。図に示すように継ぎ手６３は、前半
に直線状又は曲線状のリブ６８が所要箇所に設けられた
圧入箇部６７が設けられ、リブ６８の後端にはリング状
の鍔部７６が形成されて、リブ６８の後端は鍔部７６の
外径と略同一に接続されている。また、後半に嵌合筒部
７１を有し、嵌合筒部７１にはインキ収容管６４が固着
されている。また、圧入筒部６７先端のチップ嵌着孔７
０には先端ボール６５ａを抱待したチップ６５が後端側
から圧入されている。

【００４４】また、継ぎ手６３は弾性変形可能な合成樹
脂により一体成形で構成されており、前記チップ嵌着孔
７０に連通して後方に弁室７２が設けられている。ま
た、弁室７２の後部には、円錘状のポール受け座７３が
設けられている。また、弁室７２は、上記チップ嵌着孔
７０の内周に収まる状態で、弁室７２の孔の軸心をチッ
プ嵌着孔７０の軸心に対し適宜偏心させると共に弁室孔
の一側に溝部７５が設けられ弁室７２内にはボール弁７
４が遊嵌される。また、弁室７２の後方にはボール受け
座７３と連通する導孔７７が形成されている。ところ
で、上記弁室７２はチップ後端孔をチップ嵌着孔７０に
対し偏心状態に設ければ、偏心状に設ける必要はない。

【００４５】また、嵌合筒部７１の外周には筒状のイン
キ収容管６４がその先端を鍔部５６の後端に当接して圧
入固着され、インキ収容管６４の内径部が継ぎ手６３の
導孔７７に連通している。インキ収容管６４内には本発
明の低粘度油性ボールペンインキ７９が充填され、更
に、インキの後端にインキの蒸発を防止すると共に、イ
ンキの消耗と共にインキ面に接触して追随して移動可能
な透明または半透明のグリース状の本発明に係るフォロ
ア８０が充填されている。また、上記フォロア８０内に
はフォロアと略同等の比重を有した樹脂部材が浸漬され
る。実施例では樹脂部材をＰＰ樹脂等のパイプ材８１と
してその内外径にフォロア８０が満たされた状態でフォ
ロア内に埋没状又パイプ材８１の後端がフォロア８０の
後端から適宜突出状に位置される。また、樹脂部材はパ
イプ材に限らず、棒材、ボール材でもよくインキ収容管
６４の内径より適宜小さめな外径を有してフォロア内に
浸漬される。なお、上記インキ収容管６４はインキの蒸
発を抑制する例えば透明のＰＰ樹脂成形品等が使用され
る。以上のチップ６５、継ぎ手６３、インキ収容管６４
の構成がボールペンのリフィールとなる。また、軸筒６
１の後端には尾栓８２が止着される。

【００４６】次に、軸筒４１の先端から継ぎ手６３にチ
ップ６５とインキと前記フォロアを充填したインキ収容
管６４を固着したリフィールを挿入して、軸部６６の前
面に継ぎ手６３の鍔部７６の後端縁を衝合させて、前記
圧入筒部６７の所要箇所に設けた直線状又は曲線状のリ
ブ６８の外周を口金６２の内段部６９に食い付き状に衝
合せしめた状態で口金６２を軸筒６１の軸部６６に螺着
させている。なお、軸部６６の前端には所要箇所で切欠
６６ａが設けられて、継ぎ手６３の鍔部７６の後端が当
接している。また、軸筒６１はインキの消費量が判るよ
うに透明な樹脂成形品が使用される。以上の構成で、チ
ップ６５を突出した先端孔の隙間と口金６２の内周と圧
入筒部６７のリブ６８とリブ６８との間に形成される隙
間と軸部６６の切欠６６ａを通じて軸筒６１の内孔６１
ａに連通した通気路が形成される。また、必要により内
孔６１ａと外気を連通して軸筒６１側面には通気孔また
は、尾栓８２または尾栓と軸筒との間に通気孔が設けら
れる。

【００４７】ところで、軸先に被嵌されるキャップ８３
は、その外周側面にクリップ８４を位置させて、後端の
筒部９０を後端孔に圧着している。また、筒部９０の後
端には通気孔８９が貫通している。また、キャップ８３
の内孔後方に小室８７を有した筒状のインナーキャップ
８５が設けられ、インナーキャップ８５は内孔部との間
に所要数設けたリブ８６で一体に形成されている。以上
により、リブとリブとの間を通じてキャップ挿入口から
通気孔８９に連通した通気路が形成される。なお、通気
孔形成の手段は様々あり、特に構造が限定されるもので
はない。また、キャップ８３は挿入口に係合部９２が設
けられ、軸筒６１に設けた係合部９１に着脱自在に止着
される。なお、係合部は通常よく用いられる凸部又は凹
部の係合により構成される。また、インナーキャップ８
５の小室８７の先端には非吸液性で非連続気泡の弾性体
よりなるシール栓体８８が固定され、チップ６５と口金
６２の先方が小室８７で密嵌されると共に、先端ボール
６５ａがシール栓体６８に適宜圧接される。

【００４８】チップ６５を上向きにした状態で、図６に
示すようにボール弁７４は弁室７２のボール受け座７３
に周接した状態となり導孔７７を密閉するので、上向き
筆記でインキが逆流するのを防止できる。また、図６は
軸先にキャップ８３を止着した状態を示しており、チッ
プ６５の先端がシール栓体８８に圧接しているので、落
下衝撃で先端ボール６５ａが飛び出す問題がない。ま
た、チップ後端孔７８と適宜偏心した関係で弁室７２に
ボール弁５４を遊嵌しているので、リフィールの製造時
においてインキ充填後の遠心分離でボール弁が食い付く
問題もなく、ボール弁７４がチップ後端部７８に当接し
てもボール弁が偏りしてチップ６５へのインキ流入部が
確保される。また、フォロア８０内に着色樹脂部材が浸
漬されたことでインキの終焉状態が明確となるだけでな
く、フォロアの流動抵抗が低下しても内部摩擦の補強と
なり逆流に対する保証と、衝撃による先端ボール６５ａ
に対する衝撃的な加圧が緩和され、キャップ８３を装着
しない状態でも先端ボール６５ａの飛び出しが防止され
る。また、インナーキャップ８５で密嵌されるので先端
ボール６５ａの乾燥やインキの蒸発が防止される。ま
た、口金６２の先端孔から軸筒６１の内孔６１ａに連通
しているのでキャップの抜き差しで加圧、減圧状態が緩
和されるのでインキ内に気泡が流入する問題も防止され
る。また、通気孔８９により幼児が誤ってキャップを飲
み込んだ場合にも空気流通が可能である。また、継ぎ手
６３の圧入筒部６７に設けたリブ６８の外周が口金６２
の内段部６９に食い付き状に衝合するので、チップ６５
が口金６６に対してガタ止めされる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の低粘度油性ボールペンインキ
は、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
描くことができる。また筆記中の書き味もきわめて良好
である。本発明の低粘度油性ボールペンは、ボテのな
い、描線の濃い、ムラのないい、かつキャップを不要と
する筆記先端部を出没自在とした、例えばノック式のボ
ールペンの提供が可能となる。また、低粘度インキであ
るが故に生じるインキの直流現象や、上向き筆記、ノッ
クおよび衝撃に対するインキの逆流が防止されるので軸
筒内や手や衣服などを汚すことがない。また、筆記時は
掠れがなく、また、筆記時以外は先端ボールがチップ抱
持部の内縁に密接するので、長期間放置しておいても先
端の乾燥などによる筆記掠れが発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のボールペンのチップを上向きにした
状態のリフィールの全体を示す縦断面図である。

【図２】実施例１のボールペンのチップを下向きにした
状態のリフィールの要部拡大の断面図である。

【図３】実施例１のボールペンの弁室部位の拡大した横
断面図である。

【図４】実施例の一例を示した一部非断面の縦断面図
で、筆記先端部を没入した状態を示している。

【図５】本発明のボールペンの一例の縦断面図である。

【図６】図５の前半部の拡大図である。

【図７】図５の後半部の拡大図である。

【符号の説明】

１ ボールペンのリフィール ２ 継ぎ手 ３ 前軸部 ４ 段部 ５ 後軸部 ６ 弁室 ７ ボール受け座 ８ 溝部 ９ 導孔 １０ ボール弁 １１ 内孔部 １１ａ チップ嵌着孔 １１ｂ チップ嵌着孔 １２ チップ １２ａ 先端ボール １２ｂ チャンネル １３ 軸部 １４ 係止部 １５ カシメ部 １６ スプリング １６ａ 棒軸部 １７ インキ収容管 １８ インキ １９ フォロア ２０ 軸筒 ２１ クリップ ２２ 取付け脚部 ２３ 溝 ２４ 玉部 ２５ 係止段部 ２６ 側壁 ２７ 窓孔 ２８ 内面段部 ２９ 軸先端口 ３０ スリット ３１ ノック体 ３２ ストッパー片 ３３ 係止突起 ３４ 係止突起 ３５ コイルスプリング ６１ 軸筒 ６１ａ 内孔 ６２ 口金 ６３ 継ぎ手 ６４ インク収容管 ６５ チップ ６５ａ 先端ボール ６６ 軸部 ６６ａ 切欠 ６７ 圧入筒部 ６８ リブ ６９ 内段部 ７０ チップ嵌着孔 ７１ 嵌合筒部 ７２ 弁室 ７３ ボール受け座 ７４ ボール弁 ７５ 溝部 ７６ 鍔部 ７７ 導孔 ７８ チップ後端孔 ７９ インク ８０ フォロア ８１ パイプ材 ８２ 尾栓 ８３ キャップ ８４ クリップ ８５ インナーキャップ ８６ リブ ８７ 小室 ８８ シール栓体 ８９ 通気孔 ９０ 筒部 ９１ 係合部 ９２ 係合部

フロントページの続き (72)発明者 古川 和彦 神奈川県横浜市神奈川区入江二丁目５番12 号 三菱鉛筆株式会社研究開発センター内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤、溶剤および添加剤とからなる油
   性ボールペンインキにおいて、溶剤中に蒸気圧０．１mm
   Hg（２０℃）以下の有機溶媒を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２００mPa・
   S以下でかつ、剪断速度５ｓ^-1において３００mPa・S以上
   であることからなる低粘度油性ボールペンインキ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の低粘度油性ボールペンイ
   ンキを充填していることからなる低粘度油性ボールペ
   ン。
3. 【請求項３】先端ボールを抱持するチップに継ぎ手を介
   してインキ収容管が連通しているボールペンリフィール
   を具備し、前記インキ収容管は、（１） 蒸気圧０．１
   mmHg（２０℃）以下の有機溶媒を６０重量％以上含有す
   る溶剤、着色剤および添加剤からなり、インキ粘度が剪
   断速度４００Ｓ^-1において２００mPa・S以下で、かつ剪
   断速度５ｓ^-1において３００mPa・S以上である低粘度油
   性ボールペンインキ、および（２）該インキの後端面に
   難揮発性有機溶剤および不揮発性有機溶剤からなる群か
   ら選ばれた少なくとも一種の溶剤、微粒子シリカからな
   るゲル化剤およびシラン系の表面改質剤を含むフォロア
   を有し、前記継ぎ手の内孔はボール弁が遊嵌された弁室
   を有し、該弁室後部にボール弁が密接してインキの逆流
   を防ぐボール受け座および該ボール受け座からインキ収
   容管に通ずる導孔を有し、該弁室前部はボール弁が接す
   る部分を有してチップの後端に連通することからなる低
   粘度油性ボールペン。
4. 【請求項４】前記弁室は、一側でボールペン軸方向にイ
   ンキが流通する溝部と、前記継ぎ手の内孔の軸心から偏
   心して設けられた導孔を有することにより、ボール弁が
   チップ後端に偏って接してインキ流路を形成することか
   らなる請求項３記載の低粘度油性ボールペン。
5. 【請求項５】前記弁室は、前部周壁に所要数設けられた
   突条、該突条の弾性変形により嵌入されたボール弁を有
   し、該突条にボール弁が当接し突条と突条との間がイン
   キ流通溝を形成することからなる請求項３記載の低粘度
   油性ボールペン。