JP4402895B2

JP4402895B2 - 水性ボールペン用インキとこれを用いた水性ボールペン

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Publication number: JP4402895B2
Application number: JP2003084878A
Authority: JP
Inventors: 貴史大野
Original assignee: Pilot Corp
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: KR20040084673A; DE602004009235D1; US20040192808A1; CN100513494C; CN1532237A; JP2004292552A; KR101091259B1; EP1462495B1; TW200506011A; EP1462495A1; DE602004009235T2; TWI259843B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新機能を有する水性ボールペン用インキとこれを用いた水性ボールペンに関する。より詳細には金属、ガラス、プラスチック材料等の非浸透性面への筆記を行うことができる水性ボールペン用インキとこれを用いた水性ボールペンを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
紙面などの浸透面に筆記可能な筆記具として、インキ筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備してなるボールペンについてはよく知られている。
一方、金属、ガラス、プラスチック材などの非浸透面に筆記可能な筆記具として、一般的に筆端部が繊維束で形成されたマーキングペンが知られている。マーキングペンは、水性溶剤を採用した水性タイプと油性溶剤を採用した油性タイプと２つに大別され、太字筆記や前記非浸透面への筆記に際して広範に愛用されているが、これらマーキングペンは、宿命的な２つの課題を抱えている。
第１の課題は、筆端部が繊維束で形成されているため、非常に破損、変形しやすいことである。筆端部を繊維束で形成すると、筆記面との接触が面接触となるので太字筆記が可能となる。また、非浸透面に対する筆記に際しても、一般的なボールペンのようにボールの回転に依るところがないので、筆端部の動きに応じて十分にインキが塗布できる。しかしながら、繊維束は筆記によって先端部が破損や変形を生じやすく、一定の筆記幅を長期間の使用に対して保証することができない。特に、紙面と比べて硬度が高い金属、ガラス、プラスチック材等の非浸透面への筆記の場合には、繊維束で形成される筆端部が変形しやすい。
第２の課題は、一般的に揮発性インキを採用するために、キャップを短時間外して放置しただけで筆記不能となってしまうこともある。マーキングペンは、前述のように筆端部を繊維束としており、太字筆記や非浸透面への良好筆記を具現化するため、筆端部からのインキ吐出をボールペンと比べて極めて大きく設計している。揮発性インキを採用することで、筆跡乾燥性や筆跡滲み、裏抜けについて好適に対処しているのがマーキングペンの特徴である。反面、筆端部の繊維束内に吸蔵されたインキは露出状態となり、ドライアップにより急激な増粘や固化が生じ、筆記不良となる。最近では、繊維束を表面処理することにより延命策を講じている発明もあるが、インキ吸蔵体から筆端部の繊維束までのインキ流路全体において、毛細管作用によってインキが流通しているため、インキの粘度には細心の注意を払わねばならないことにかわりはない。
このようにマーキングペンは、広く愛用されているが、好適な作用を奏す用件そのものに宿命的な課題を抱えており、使用に際して制限が生じている。
通常の水性ボールペンも金属、ガラス、プラスチック材料等の非浸透面では筆記ができない。
このようにマーキングペン、通常のボールペンはいずれも非浸透面での筆記には欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなマーキングペンの宿命的な課題を解消するため、筆端部を繊維束とせずにボールペンのような金属もしくは樹脂材からなるボールペンチップによって形成しようとする試みも種々検討されている。しかしながら、筆端部がマーキングペン構造からボールペン構造に変えて筆端部を金属あるいは樹脂材とするだけでは、前記課題を完全に払拭できず、新しい課題も抱えることになる。つまり、金属やガラス、プラスチックに代表される非浸透面上では、筆記面上での抵抗よりも筆端部内のボール受け座表面での抵抗の方が大きく、ボールが回転しないのである。ボールに関してこのような関係が成立すると、ボール回転を生じる駆動力が欠如しボールが回転しない。ボールが回転しない限り、筆端部からインキが吐出する事ことはなく、良好な筆記はできない。
また、筆端部に繊維束を採用したマーキングペンは、筆記面に対して筆端部が面接触するために均一で薄いインキ膜として筆記面上に移行する。しかし、回転可能なボールを具備した金属もしくは樹脂材の筆端部からは、ボールと筆記面が点接触の連続となるため均一で薄いインキ膜として筆記面上に移行せず、厚い膜として移行することになる。非浸透面上で厚いインキ膜が形成されると、乾燥後に剥離されやすく筆跡の定着性が良好とならない。また、紙面への筆記に際しても、マーキングペンと比較して厚いインキが吐出されるため、筆跡の裏抜けや筆跡滲みを悪化させることになる。
以上のようにマーキングペンの宿命的欠点である筆端部の損傷やインキドライアップを改善すべく種々検討がなされてはいるものの、完全に満足のいく性能を実現していない。
本発明は、筆記面の性状に制限されることなく、良好筆記可能で、定着性、隠蔽性、堅牢性が良好で、紙面上では筆跡の裏抜けや滲みのない、更には筆端部のインキドライアップを防止したボールペン用インキとこれを用いたボールペンを提供するものである。発明者は、本発明により従来マーキングペンの宿命的課題を解消したばかりか、従来成し得なかったボールペンでの非浸透面への筆記を可能なものとし、一般的ボールペンの適用範囲を大きく拡げたボールペン用インキとこれを用いたボールペンを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
「１．水と２０℃の蒸気圧が０．５ｋＰａ以上であるアルコール系溶剤のみからなる溶剤と、色材である顔料と、筆跡定着剤である水溶性樹脂とからなり、２０℃でのインキ粘度が５〜３０ｍＰａ・ｓである水性ボールペン用インキ。
２．水溶性樹脂がインキ組成物の全量に対して５〜２０質量％である、１項に記載された水性ボールペン用インキ。
３．水溶性樹脂がアクリル系樹脂である、１項または２項に記載された水性ボールペン用インキ。
４．アクリル系樹脂が分子量５０００〜２００００、ガラス転移点４０〜１５０℃、酸価５０〜２５０のアクリル系樹脂である、３項に記載された水性ボールペン用インキ。
５．水とアルコール系溶剤とからなる溶剤が、インキ組成物の全量に対して６０〜９０質量％であって、アルコール系溶剤がインキ組成物の全量に対して５〜１５質量％である、１項ないし４項のいずれか１項に記載された水性ボールペン用インキ。
６．顔料がインキ組成物の全量に対して１〜１０質量％である、１項ないし５項のいずれか１項に記載された水性ボールペン用インキ。
７．インキ筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して具備してなるボールペンにおいて、１項ないし６項のいずれか１項に記載されたインキをインキ筒に直詰めしたことを特徴とする水性ボールペン。
８．ボールペンチップが、非使用時にはチップ先端に回転自在に抱持したボールを、コイルスプリングにより直接または押圧体を介して、ボールの後端に当接させ、チップ先端縁の内壁面に押圧して、筆記時の押圧力によりチップ先端縁の内壁とボールに間隙を与えインキを流出させる弁機構を具備した、７項に記載された水性ボールペン。
９．インキ筒が筆記先端の装着部と反対側の尾端部のインキ面に密接してインキ追従体を配設したインキ筒である、７項または８項に記載された水性ボールペン。
１０．ボールペンチップがステンレス鋼材からなり、ボールの表面粗さが算術平均で５ｎｍ以下である、７項ないし９項のいずれか１項に記載された水性ボールペン。
１１．非浸透性筆記面に使用する、７項ないし１０項のいずれか１項に記載された水性ボールペン。」
に関する。
本発明におけるインキ粘度は、トキメック製Ｂ８Ｍ型粘度計を用い、ＢＬローターの回転速度１２ｒｐｍにおける粘度を２０℃の環境下で測定した。
また、本発明におけるインキ筒とは、軸筒内に収納可能なボールペンレフィルのカートリッジや軸筒に直接インキを直詰めする場合には、該軸筒が本発明でいうインキ筒のことであり、先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを具備していれば材質や構造に制限されるものでない。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、２０℃の測定環境下におけるインキ粘度を５〜３０ｍＰａ・ｓとした点である。そもそも前述のように、非浸透面上への筆記は筆記面が極端に平滑であることが多く、筆端部のボール回転に向けた駆動力が生じ難い。発明者は鋭意検討の結果として、筆記においてボールの表面にインキ膜を速やかに形成することで、平滑な筆記面上でもボールが回転可能な状況となることを見出した。学問的解明は必ずしも十分ではないが、ボール受け座周辺に潤滑性良好なインキが充たされ回転抵抗を低減すること、更には、平滑な筆記面上に粘度を有したインキが移行することで湿式の回転環境が形成できること、これら２つの相乗効果によると発明者は考えている。
２０℃の測定環境下におけるインキ粘度が５ｍＰａ・ｓ未満では、平滑な非浸透面上での筆記は良好となるが、紙面上での筆記に際して筆跡の滲みや裏抜けが顕著となり防止できない。また、同じく３０ｍＰａ・ｓを越えると、筆記に際してボール表面に速やかにインキ膜が形成されず、平滑な非浸透面上に良好な筆記ができない。
【０００６】
本発明では、色材として顔料を用いる。顔料は非浸透面で隠蔽性の高い筆跡が得られるため、非常に好適である。また、染料と比較すると日光露出などに対する耐性が強く、外部環境での使用に際しても好適である。
更に、筆端部材とボールで形成された微小隙間に極めて速やかに乾燥皮膜を形成するため、インキドライアップが筆端部内部に侵攻しないという効果も奏す。顔料の有する乾燥皮膜形成能は、繊維束で形成された筆端部において、毛管作用を阻害してインキ流通に関して大きな問題を生じる。他方、金属あるいは樹脂材で形成されたボールペンチップを具備するボールペンにおいても、ドライアップが筆端部内部まで侵攻すると筆記不良を生じる。以上のことから、本発明では、金属あるいは樹脂材で形成されたボールペンチップを採用することと、乾燥皮膜形成能の高い顔料を用いたインキを採用することの組み合わせにおいて、最も効果的にインキドライアップに係る筆記不良を防止するものである。該インキの粘度は、前述の通りの制限を設けることで良好な筆跡が具現化できる。筆端部隙間の乾燥皮膜形成は、ポリマー成分などをインキ組成物として配合することによっても得られるが、インキ粘度の制限を鑑みると、必須成分として処方する色材を顔料とすることで最も効率的に良好な筆跡とドライアップの課題が解決した。尚、顔料としては、有機、無機、加工顔料、例えばカーボンブラック、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等が例示される。
【０００７】
本発明では、溶剤として水と２０℃の蒸気圧が０．５ｋＰａ以上であるアルコール系溶剤を採用する。本発明で期待される溶剤機能は、顔料の分散維持と揮発性能の調整である。発明者は、双方の機能を満足させるには、水と２０℃の蒸気圧が０．５ｋＰａ以上であるアルコール系溶剤が最も効果的であることを実験的に見出した。水とアルコール系溶剤の含有量は、求めるインキ粘度やその他成分によって影響されるが、インキ組成物全質量に対して６０〜９０質量％が好ましい。６０質量％未満では、溶剤が少ないために、筆端部のドライアップを制御しにくく、９０質量％を越えると、溶剤が多いために筆跡乾燥性が遅く、また、定着性の悪化や筆跡の滲みが発生しやすくなる。２０℃の蒸気圧が０．５ｋＰａ以上であるアルコール系溶剤の含有量は、選定した顔料の種類によっても影響されるが、インキ組成物全質量に対して５〜１５質量％が好ましい。５質量％未満では、筆跡乾燥性が遅く紙面によっては筆跡の裏抜けや滲みが生じることがある。また、筆端部隙間でも有効な被膜形成が遅れるため、放置環境によってはインキドライアップが筆端部内部に侵攻し書き出し不良となることがある。１５質量％を越えると、溶剤極性の関係で顔料の分散安定性が損なわれることがあるため、使用できる顔料に制限が生じ好ましくない。また、インキタンク表面からのインキ蒸発も顕著となるためインキタンクの材質、設計に制限が生じる欠点がある。本発明で使用可能なアルコール系溶剤は顔料との相性を鑑み決定されるが、好適なアルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール等が例示できる。また、これらアルコール系溶剤を２種以上選択して、組み合わせて用いることができる。
【０００８】
本発明では、非浸透面上での筆跡定着性を向上させる目的で水溶性樹脂を採用する。色材として用いる顔料も被膜形成能はあるが、筆跡の擦過耐性を付与するには筆記面との密着性も鑑みた被膜形成剤の処方が必要となる。但し、この際においてもインキ粘度に制限があることを念頭に置くと、インキ中に溶解した際に高粘度となるような樹脂成分の選定は回避する必要がある。また、必須成分である顔料の分散を安定的に維持するためには、分散剤の採用も必要不可欠となる。この際に分散機能と定着性能を兼備していれば、粘度制限のあるインキ組成物を構築する上で最も効率的な処方となる。適用対象となる水溶性樹脂は、アクリル系樹脂が代表的な物質であって顔料分散能と乾燥後の定着性を兼備した好適な水溶性樹脂である。水溶性樹脂は、分散能、定着性の他にインキ粘度にも着目して選定する必要があることは前述の通りである。水溶性樹脂の配合量は多ければ多いほど定着性良好となるが、インキ粘度を鑑みるとインキ組成物全質量に対して５〜２０質量％とすることが最も好適な範囲である。５質量％未満では非浸透面上での良好な筆跡定着性を実現することが困難であって、２０質量％を越えるとインキ粘度が上昇しやすくなるばかりでなく、筆端部において強力な乾燥皮膜が形成されるため良好な書き出し性能を実現することが困難となる。このように多量の水溶性樹脂を使用することも本発明の特徴の一つである。
アクリル系樹脂の他に適用可能な水溶性樹脂は、アルキッド樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール等が例示される。
【０００９】
また、前記アクリル系樹脂を採用する場合には、分子量を５０００〜２００００とし、ガラス転移点が４０〜１５０℃、酸価が５０〜２５０の範囲のグレードを選定することが望ましい。これまで詳説してきたように、筆端部に金属あるいは樹脂材からなるボールペンチップを採用することと、揮発性インキを採用すること、インキは乾燥後に好適な乾燥皮膜を形成することによって筆端部の乾燥を防止することが本発明のひとつの骨子である。また、同時にその乾燥皮膜によって非浸透面上での定着性を向上させることも具現化される効果となる。アクリル系樹脂の場合には、分子量が５０００未満では、良好な乾燥皮膜が形成されず、非浸透面上での定着性も大きく期待できない。また、２００００を越えると筆端部での乾燥皮膜が強固となり過ぎて書き出し不良を生じやすい。ガラス転移点については、４０℃未満では乾燥後の性状として柔らかい膜を形成する傾向となるため、非浸透面上で良好な筆跡乾燥性を得ることが困難である。また、１５０℃を越えると乾燥後に固い膜を形成する傾向があり、却って筆跡の定着性を損なうことがあり好ましくない。酸価については、５０未満では水溶性が低下するため安定なインキを得ることが困難であった。また、２５０を越えると、逆に水に相溶しやすくなりすぎて筆跡の耐水性を損なうことがある。発明者は、前述の課題を解消し、目標を達成するため実験によって好適範囲を定めた。
採用する水溶性樹脂の特性は前述の通りであるが、筆端部に繊維束を採用せずに金属あるいは樹脂材からなるボールペンチップを採用することで、広範囲に水溶性樹脂の検討が可能となった。水溶性樹脂の添加量は多ければ多いほどに良好な筆跡定着性が得られることは前記の通りである。また、水溶性樹脂は皮膜形成能が強いものを選定することも前記の通りである。このような方向性において水溶性樹脂を展開することは、繊維束を筆端部とした筆記具では実施困難であって、金属あるいは樹脂材からなるボールペンチップを筆端部に採用することで実施可能となる。この作用効果としては、従来のマーキングペンになかった非浸透面上の筆跡定着性を実現可能とした。
その他添加剤として、インキ組成物中に、非浸透面上で安定したインキ濡れや書き味を更に良好とし金属からなるボールペンチップを筆端部に採用した場合の防錆効果を付与する目的で燐酸エステル系界面活性剤等の界面活性剤や防錆剤を、水性インキの腐敗を防止する目的で１，２ベンゾイソチアゾリン−３−オン等の防腐防黴剤を、非浸透面上で安定したインキ濡れを実現するために水溶性変性シリコーンオイル等の濡れ性調整剤を、非浸透面上の筆跡定着性を更に向上させる目的でアクリルエマルジョン等の定着剤を所望により配合可能である。
【００１０】
【実施例】
本発明を実施例をあげて具体的に説明する。

色材として顔料であるピグメントブラック７、溶剤として水と、顔料分散機能と筆跡定着性能を兼備した水溶性樹脂として分子量１６，５００、ガラス転移点１０２℃、酸価２４０のアクリル系樹脂である商品名ＨＰＤ−９６（ジョンソンポリマー株式会社製）を採用し、各成分を所定量正確に秤量し、ボールミルで顔料を均一に分散させた顔料分散体を得た。次いで、ｐＨ調整剤であるトリエタノールアミン、防錆潤滑剤として燐酸エステル界面活性剤である商品名プライサーフＡ−２０８Ｓ（第一工業製薬株式会社製）、筆跡の定着性向上剤としてアルリルエマルジョンである商品名ジョンクリル７００１（ジョンソンポリマー株式会社製）、非浸透面上への濡れ性向上剤として水溶性変性シリコーンオイルである商品名ＫＦ−６１８（信越化学工業株式会社）、防菌剤として１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オンを所定量正確に秤量し、ディスパー撹拌機にて５０℃の攪拌温度で１時間加温撹拌した後、液温が３０℃になるまで徐々に冷却した。さらに、その均一混合液体をディスパーで撹拌しながら、２０℃の蒸気圧が４．３ＫＰａであるイソプロピルアルコールを所定量徐々に添加して３０℃の温度で２０分間撹拌することにより筆跡、外観共に黒色の水性ボールペン用インキを得た。尚、商品名ＨＰＤ−９６、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。また、２０℃でのインキ粘度を５ｍＰａ・ｓとした。
【００１１】
実施例２
色材として緑色顔料であるピグメントグリーン７を採用し、顔料分散機能と筆跡定着性能を兼備した水溶性樹脂を分子量８，５００、ガラス転移点８５℃、酸価２１５のアクリル系樹脂である商品名ジョンクリル６０（ジョンソンポリマー株式会社製）を採用し表１の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に緑色の水性ボールぺン用インキを得た。尚、商品名ジョンクリル６０、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。
【００１２】
実施例３
色材として赤色顔料であるピグメントレッド１７０を採用し、表１の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に赤色の水性ボールぺン用インキを得た。尚、商品名ＨＰＤ−９６、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。
【００１３】
実施例４
水溶性樹脂としてスチレンマレイン酸樹脂である商品名アラスター７０３Ｓ（荒川化学工業株式会社製）を採用し、分散剤として商品名ＮＩＫＫＯＬＴＬ−１０（日光ケミカルズ株式会社製）を採用し表１の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に黒色の水性ボールぺン用インキを得た。。尚、商品名アラスター７０３Ｓ、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。
【００１４】
実施例５
溶剤として２０℃の蒸気圧が５．９ＫＰａであるエタノールを採用し表１の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に黒色の水性ボールペン用インキを得た。尚、商品名ジョンクリル６０、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。
【００１５】
実施例６
水溶性樹脂である商品名ＨＰＤ−９６の添加量を増大し、表２の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に黒色の水性ボールペン用インキを得た。尚、商品名ＨＰＤ−９６、ジョンクリル７００１については、それぞれの有効固形分量を勘案してインキ設計した。
【００１６】
実施例７〜９
実施例１のインキ配合から、実施例７については防錆潤滑剤を、実施例８については筆跡定着性向上剤を、実施例９については非浸透面上での濡れ性向上剤を、それぞれ削除し表２の通りとした以外は、実施例１と同様にして筆跡、外観共に黒色の水性ボールペン用インキを得た。
【００１７】
実施例１０
ボールペン１は、軸筒からなるインキ筒２に、実施例１のインキ組成物７を直に収容してなる直詰めボールペンであり、インキ筒２の先端にチップホルダー３を介して、ボール５を回転自在に設けたステンレス鋼材からなるボールペンチップ４を装着してある。
インキ筒２のボールペンチップの装着部と反対側（尾栓６側）の尾端部のインキ面に密接してインキの消費と共に追従するグリース状のインキ追従体８を直詰めしてある。
【００１８】
比較例１〜７
インキ組成を表３、表４に示す通りとした以外は、実施例１と同様にして水性ボールペン用インキとした。
インキ粘度は、トキメック製Ｂ８Ｍ型粘度計を用い、ＢＬローターの回転速度１２ｒｐｍにおける粘度を２０℃の環境下で測定した。
次に実施例と比較例を表に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【表２】

【００２１】
【表３】

【００２２】
【表４】

【００２３】
また、ボールペンチップの形状や構造は前記実施例に限定されるものではなく、図示はしていないが、非使用時にはチップ先端に回転自在に抱持したボールを、コイルスプリングにより直接または押圧体を介して、ボールの後端に当接させ、チップ先端縁の内壁面に押圧して、筆記時の押圧力によりチップ先端縁の内壁とボールに間隙を与えインキを流出させる弁機構を具備すると、インキ漏れ防止が向上するので好ましい。
また、本発明に用いるボール８の材質としては、タングステンカーバイド系等の超硬材からなる超硬ボール、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化けい素等のセラミック製ボール等をあげることができるが、金属、ガラス、プラスチック材などの非浸透面に対してもボールが回転することを考慮すると、前述したようにボールとボール座表面との回転抵抗が小さいほうが好ましい。従って、ボールとボール座表面との回転抵抗が小さい、ボールの表面粗さが、算術平均粗さ（Ｒａ）で５ｎｍ以下のいわゆる鏡面ボールやセラミック製ボールを用いることが好ましい。算術平均粗さ（Ｒａ）とは、式１で示すように、触針式表面粗さ測定器（ＴａｙｌｏｒＨｏｂｓｏｎ社製の機種名：Ｆｏｒｍ−Ｔａｌｙｓｕｒｆ−Ｓ１Ｆ−５０）により測定された粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。
【００２４】
【式１】

【００２５】
試験方法及び評価
実施例１〜９及び比較例１〜７の水性ボールペン用インキを評価及び実施例１０のインキ筒２に直詰めしてボールペン１を作製し、下記の試験を行い、評価した。
（１）非浸透面上での筆記性能
表面未処理のガラス面に筆記するとして
インキ出、筆跡共に極めて良好に筆記できた仕様を…◎
良好に筆記できた仕様を…○
やや線切れを生じるものの筆記可能であった仕様を…△
筆記不能な仕様を…×とした。
（２）非浸透面上での筆跡乾燥性
ガラス板に１ｇのインキを滴下し、インキ膜厚が１０μｍとなるようにスキージングした後に２３±２℃、湿度５０±５％ＲＨの試験環境下でのインキ膜の状態を観察した。
２０秒以内でインキ膜が完全に乾燥する仕様を…◎
２０〜３０秒でインキ膜が完全に乾燥する仕様を…○
４０〜５０秒でインキ膜が完全に乾燥する仕様を…△
インキ膜乾燥に６０秒以上を要する仕様を…×とした。
（３）非浸透面上での筆跡定着性
ガラス板に１ｇのインキを滴下し、インキ膜厚が１０μｍとなるようにスキージングした後に２３±２℃、湿度５０±５％ＲＨの試験環境下で１０分間放置し、綿布を用いて１００ｇｆ／ｃｍ²の荷重で１０回擦過した後のインキ乾燥膜の状態を観察した。
インキ乾燥膜が全く剥がれていない仕様を…◎
インキ膜が極僅かに損傷した仕様を…○
インキ膜に損傷がみられた仕様を…△
半分以上のインキ膜に損傷がみられた仕様を…×とした。
（４）非浸透面上での筆跡隠蔽性
ガラス板に１ｇのインキを滴下し、インキ膜厚が１０μｍとなるようにスキージングした後、そのガラス板を印刷文字の上面に置き、印刷文字が判読可能かどうか観察する。
ガラス面が隠蔽され、下の印刷文字が全く判読できなかったインキ仕様を…◎
下の印刷文字が僅かに形跡として検出されるインキ仕様を…○
下の印刷文字が明らかに判読可能であったインキ仕様を…×とした。
（５）紙面上での筆跡滲み
２３±２℃、湿度５０±５％ＲＨの試験環境で筆記用紙Ａ（ＪＩＳＰ３２０１）に筆記荷重１００ｇｆ、筆記速度４ｍ／ｍｉｎの条件で直線を筆記し、筆跡に生じる滲みを観察した。
全く発生せず極めて良好なものを …◎
実用上において気にならないものを…○
やや気になるものを …△
非常に気になるものを …× とした。
（６）筆端部でのインキドライアップ性能
キャップオフ状態で、２３℃、５０％ＲＨの環境下に２４時間放置した後、筆記用紙Ａ（ＪＩＳＰ３２０１）に筆記荷重１００ｇｆで直線書きし、書き出しの状態を観察した。
書き出しから２ｃｍ以内で良好な筆跡が得られる仕様を…◎
書き出しから２〜４ｃｍで良好な筆跡が得られる仕様を…○
書き出しから５〜７ｃｍで良好な筆跡が得られる仕様を…△
書き出しから７ｃｍ以上、筆跡が良好とならない仕様を…×とした。
（評価）
比較例１は、インキ粘度が３ｍＰａ・ｓと低過ぎる例である。非浸透面上へは良好に筆記できるものの、インキ粘度が低すぎるために紙面上での筆記滲みが顕著であった。また、インキ粘度が低すぎるために筆端部でのインキ出制御が十分に機能せず、インキ出過多となったために筆跡乾燥性、筆跡定着性が低下した。
比較例２は、インキ粘度が３５ｍＰａ・ｓと高すぎる例である。インキ粘度が高すぎるために非浸透面上に良好に筆記できなかったため評価対象外とした。
比較例３は、溶剤として水と２０℃の蒸気圧が７．０×１０^-4ＫＰａであるエチレングリコールを採用した例である。インキの乾燥性が著しく低下したため、筆跡乾燥性、筆跡定着性、紙面上での筆跡滲みが劣る結果となった。
比較例４は、水溶性樹脂を採用せずに界面活性剤による顔料分散を行った仕様である。非浸透面への筆記は可能であったものの、筆跡乾燥性、筆跡定着性、筆跡滲みが著しく劣る結果となった。
比較例５は、顔料の替わりに染料を採用した仕様である。筆端部でのインキ乾燥が筆端部内部まで速やかに進行してしまうため非浸透面で十分な筆記性能が得らず、評価対象外とした。また、紙面には良好な筆記が実現できるものの筆跡の浸透性が強いため、筆跡滲みが顕著となった。
比較例６は、アクリル系樹脂の替わりにスチレンマレイン酸樹脂を採用したが、比較例１と同様にしてインキ粘度が低すぎたため比較例１と全く同様と性能となった。
比較例７は、溶剤として水と２０℃の蒸気圧が７．０×１０^-4ＫＰａであるエチレングリコールと２０℃の蒸気圧が４．３ＫＰａであるイソプロピルアルコールを組み合わせて採用した例である。エチレングリコールの特性が顕在化したため筆跡乾燥性、筆跡定着性、紙面上での筆跡滲みが劣る結果となった。となった。
表に記載及び図示していないが、実施例１〜９の水性ボールペン用インキを筆端部が繊維束で形成されたマーキングペン用のインキとして使用したところ、実施例３〜９は、インキ粘度が高すぎるために、筆記できなかった。また、実施例１、２は、インキドライアップ性能において、筆記部においてインキが完全にドライアップしてしまい、筆記ができなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は特別なインキ組成物により非浸透面にも明瞭に筆記することができる優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水性ボールペンの説明図である。
【符号の説明】
１ボールペン
２インキ筒
３チップホルダー
４ボールペンチップ
５ボール
６尾栓
７インキ
８インキ追従体

Claims

水と２０℃の蒸気圧が０．５ｋＰａ以上であるアルコール系溶剤のみからなる溶剤と、色材である顔料と、筆跡定着剤である水溶性樹脂とからなり、２０℃でのインキ粘度が５〜３０ｍＰａ・ｓである水性ボールペン用インキ。
水溶性樹脂がインキ組成物の全量に対して５〜２０質量％である、請求項１に記載された水性ボールペン用インキ。
水溶性樹脂がアクリル系樹脂である、請求項１または２に記載された水性ボールペン用インキ。
アクリル系樹脂が分子量５０００〜２００００、ガラス転移点４０〜１５０℃、酸価５０〜２５０のアクリル系樹脂である、請求項３に記載された水性ボールペン用インキ。
水とアルコール系溶剤とからなる溶剤が、インキ組成分の全量に対して６０〜９０質量％であって、アルコール系溶剤がインキ組成物の全量に対して５〜１５質量％である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された水性ボールペン用インキ。
顔料がインキ組成物の全量に対して１〜１０質量％である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載された水性ボールペン用インキ。
インキ筒の先端部に、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップを直接又はチップホルダーを介して具備してなるボールペンにおいて、請求項１ないし６のいずれか１項に記載されたインキをインキ筒に直詰めしたことを特徴とする水性ボールペン。
ボールペンチップが、非使用時にはチップ先端に回転自在に抱持したボールを、コイルスプリングにより直接または押圧体を介して、ボールの後端に当接させ、チップ先端縁の内壁面に押圧して、筆記時の押圧力によりチップ先端縁の内壁とボールに間隙を与えインキを流出させる弁機構を具備した、請求項７に記載された水性ボールペン。
インキ筒が筆記先端の装着部と反対側の尾端部のインキ面に密接してインキ追従体を配設したインキ筒である、請求項７または８に記載された水性ボールペン。
ボールペンチップがステンレス鋼材からなり、ボールの表面粗さが算術平均で５ｎｍ以下である、請求項７ないし９のいずれか１項に記載された水性ボールペン。
非浸透性筆記面に使用する、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載された水性ボールペン。