(57)【要約】  【課題】  含金ボールを有するボールペンチップを有し、先端開口部より突出した部分のボールの表面をホットメルト接着剤剤で閉塞しても、未使用時に於けるボールの腐蝕を防止する。  【解決手段】  アルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩が添加されたホットメルト接着剤を使用する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記部材としてのボールを、その一部が一部突出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーのインキ吐出口の少なくとも開口部分を、融解させた熱可塑性接着材料を周縁部材に付着させ固化させて閉塞してなるボールペンにおいて、前記熱可塑性接着材料にアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩を添加したボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記部材としてのボールを、その一部が一部突出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーのインキ吐出口の少なくとも開口部分を、融解させた熱可塑性接着材料を周縁部材に付着させ固化させて閉塞してなるボールペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールペンのボールには、炭化タングステンや炭化クロムを主成分にしてコバルトやニッケルやクロムなどのバインダーを加えて焼成した超硬合金ボールや、炭化珪素やジルコニアや窒化珪素を焼成したセラミックボールなどがある。これらの中で、表面を滑らかに加工できるため、筆記時の抵抗が少なく書き味が良い、超硬合金ボールが一般的に使用されている。
ボールペンには、キャップをとる手間が要らないように、僅かな操作によってボールペンチップが外装体の先端より出没する、ペン先出没式の形態がある。また、外装を繰り返し使うために、ボールペン用リフィルが外装体を伴わない状態で売られる場合がある。これらのボールペンやリフィルは、製造してから実際に使用するまでの期間、ペン先のインキの乾燥やインキ洩れを防止するために、ボールペンチップ先端部をホットメルト接着剤で密封することが知られている（特許文献１、２参照）。
また、ホットメルト接着剤に酸素吸収剤を加えてボール腐食を防止することも知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平０７−２２２９５０号公報
【特許文献２】特開平０９−０９９６９１号公報
【特許文献３】特開２００６−１２３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的にホットメルト接着剤には、接着性を付与するエチレン−酢酸ビニル共重合体やポリオレフィン化合物やポリアミド化合物に加えて、融解時の粘度や硬化時間を調整するためにロジンやワックスが添加されている。酢酸ビニルやロジンやワックスには未中和のカルボン酸が含まれているため、含金属ボールを付けたペン先をホットメルト接着剤で覆うと、ペン先のインキの乾燥やインキ洩れを防ぐ効果はあるが、ホットメルト接着剤中のカルボン酸がボール表面の金属を溶かしてしまい、ボール表面が荒れて滑らかな書き味が損なわれるという不具合があった。
また、酸素吸収剤を添加したホットメルト接着剤は、長期間経時した場合には酸素吸収能力が低下してしまうため、ボール腐食を防止することができなかった。
尚、インキに中和剤を入れてｐＨを調整することは一般的に行われており、インキが付着したボールに対してホットメルト接着剤で密封する場合には、ホットメルト接着剤中の一部のカルボン酸が中和されることがあり得る。しかし、インキの供給がないため、長期間経時した場合には中和能力がなくなり、ボール腐食を防止することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
即ち、本発明は、筆記部材としてのボールを、その一部が一部突出した状態で回転自在に抱持するボールホルダーのインキ吐出口の少なくとも開口部分を、融解させた熱可塑性接着材料を周縁部材に付着させ固化させて閉塞してなるボールペンにおいて、前記熱可塑性接着材料にアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩を添加したボールペンを要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
アルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩のアルキル基は、熱可塑性接着材料として使用されるホットメルト接着剤の主成分である炭化水素と同種であるため、容易にホットメルト接着剤と相溶する。そして、ホットメルト接着剤中のカルボン酸とアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩の塩基が反応してカルボン酸が中和される。その結果、アルキルリン酸塩が添加されたホットメルト接着剤には金属を溶かす未中和のカルボン酸が無いため、含金属ボールの腐食は起こらない。尚、上記の中和反応の結果、未中和のアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩の酸が出来るが、これらリン酸系の酸と反応した金属はインキ溶液に不溶、つまり、ボール表面にリン酸化合物が付着するだけで、ボール表面が腐食することによって荒れて滑らかな書き味を損なうことはない。また、ホットメルト接着剤中のカルボン酸を中和した場合に、生じた陰イオン性物質とボールの金属が反応してできた物質が、万一、インキ中の溶液に溶けやすい物質であったときには、ボール表面の金属が溶け出してしまうこととなり、ボール表面の凸凹の差が大きくなり、滑らかな書き味が消えてしまうが、上述のとおり、リン酸系の酸と反応した金属はインキ溶液に不溶であるため、ボールの表面の凹凸差は大きくならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
アルキルリン酸塩及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩としては、各種の塩が区別なく使用できるが、例えば、ＮＩＫＫＯＬ  ＳＬＰ−Ｎ（ラウリルリン酸ナトリウム）、同ホステン  ＨＬＰ−Ｎ（ラウリルリン酸２ナトリウム）、同ＤＬＰ−１０（ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム）、同ＤＯＰ−８ＮＶ（ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム）（以上、日光ケミカルズ（株）製）、エレクトロストリッパーＦ（ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸カリウム、花王（株）製）などがある。また、各種のアルキルリン酸及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸をナトリウム、カリウム、リチウム、アミンなどで中和して使用しても良い。
【０００７】
熱可塑性接着材料としては、ホットメルト接着剤と呼ばれている市販の製品を限定なく使用できる。例えば、エチレン−酢酸ビニル系としては、ＨＭ２００、ＨＭ２０７、ＨＭ２１５（以上、セメダイン（株）製）、ハイボン９８００、ハイボン９８２２、ハイボン９８７７、ハイボン９８８０Ｐ、ハイボン９８８０Ｌ（以上、日立化成ポリマー（株）製）、ＥＣ３７３８、ＥＣ３７６２（以上、住友スリーエム（株）製）、ポリオレフィン系としては、ＰＰＥＴ１２０４、ＰＰＥＴ２００１、ＰＰＥＴ２１１１（以上、東亜合成（株）製）、ＥＣ３７９７（住友スリーエム（株）製）、ポリアミド系では、ハイボンＸＨ００５−８、ＴＣＬ１６０（以上、日立化成ポリマー（株）製、ＥＣ３７７９、ＪＡ７３７５（以上、住友スリーエム（株）製）などがあるが、これらに限定されるものではない。これらは一種もしくは二種以上を混合して使用しても良い。更に、ポリエチレン樹脂、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン・イソブチルアクリレート共重合樹脂、ブチラール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂や、タルク、クレー、シリカ、炭酸カルシウム、ゼオライト、シリカゲル等の充填剤や、顔料、染料等の着色剤等を必要に応じて添加することもできる。
【０００８】
上述のようなホットメルト接着剤とアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩の混合物は、加熱融解したホットメルト接着剤にアルキルリン酸塩及び／またはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩を加えて攪拌混合することで容易に得ることが出来る。また、ホットメルト接着剤を製造する際に添加することも可能である。混合後、冷えて固化しても、再加熱すれば繰り返し使用できるものが好適である。
【０００９】
ボールの材質としては、炭化タングステンや炭化クロムを主成分としてこれに、コバルト、クロム、ニッケルなどのバインダーを混合して焼結し、研磨して所定の球形にしたものや、ステンレスボールや、炭化珪素やジルコニアや窒化珪素などのセラミクスと超硬合金を混合して焼結したボールが使用できる。市販品としては、ＰＢ−１１、Ｇ２、ルビーロイ（以上、ツバキ・ナカシマ（株）製）、ＣＥ２０、ＣＲ−５、ＣＲ−２４、ＴＣ６５７（以上、ＩＴＩ社製、米国）、ＴＧＳ、４４Ａ（以上、Ｈｏｏｖｅｒ社製、米国）などの超硬合金ボールや、炭化珪素やジルコニアや窒化珪素などのセラミクスと超硬合金を混合して焼結したボールであるＫＤＮ−１５（ＩＴＩ社製、米国）があるが、使用できる含金属ボールはこれらに限定されるものではない。
【００１０】
ボールホルダーはボールを回転自在に先端開口部より突出した状態で抱持するもので、ステンレス、洋白を使用した金属ホルダーや、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフェニレンエーテル、ポリアクリレート等の合成樹脂を使用した樹脂ホルダーが使用できる。
【００１１】
ボールペンに使用されるインキは、従来公知の水性タイプと油性タイプの両方使用できる。着色剤には染料、顔料、あるいはそれらの混合品が使用できる。インキに粘度調整剤を加えても良い。定着剤、防錆剤、防黴剤、消泡剤、脱気泡剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、紫外線吸収剤、キレート剤など、従来公知の添加剤を加えても良い。筆跡を消去もしくは隠蔽する修正液を使用しても良い。
【００１２】
インキを収容するインキタンクは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、シリコン樹脂等の高分子化合物や金属の中空体を使用する。これらの中空体がペン外装を兼ねても良い。また、インキがインキタンクの内壁に付着することを抑制するためなど、必要に応じてインキタンク内面にシリコン樹脂やフッ素樹脂などを塗布して撥水処理をすることもできる。後端開口するインキタンクの場合には、インキの洩れや乾燥を抑制するために、インキフォロアーを配置してもよい。逆流防止体は不揮発性液体をゲル化したものやスポンジ状のものやプラスチック製のフロートなど各種公知のものを単独あるいは複数組み合わせて使用することができる。
【００１３】
ボールペンチップは直接インキタンクに付けてもよいが、チップホルダーを介しても良い。
【００１４】
ボールペンチップのボールとボールホルダーとの隙間の密閉性を高めるために、ボールホルダー内にコイルスプリング等の弾性体を配置して、ボールを外側に付勢し、ボールホルダーの内壁にボールを押し付けても良いし、逆流防止の弁構造をボールホルダーやチップホルダーに設置しても良い。
【００１５】
ボールペンの製造は従来公知の方法で行うことができる。製造工程中に遠心処理などの脱泡工程を入れても良い。加圧、減圧、加熱、冷却、自然放置、不活性雰囲気などを組み入れても構わない。
【００１６】
ボールホルダーのインキ吐出口の少なくとも開口部分を、融解させた熱可塑性接着材料を周縁部材に付着させ固化させて閉塞する具体的方法は、例えば次のようにする。
温調器付きのホットプレート等の加熱機器上に置いた耐熱性の容器にホットメルト接着剤を適量入れ、ホットメルト接着剤指定の温度で融解する。ボールペンチップを下向きにしてボールペンチップの先端開口部より突出した部分のボールの表面とボールと接触するボールホルダーの一部を融解したホットメルト接着剤に浸し、約１秒後に引き上げ、室温で５秒以上放置してホットメルト接着剤を冷却固化する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明する。「部」は重量パーセントを表す。
【００１８】
実施例１
ＨＭ２００（エチレン酢酸ビニル系ホットメルト接着剤、セメダイン（株）製）
１００部
ＳＬＰ−Ｎ（ラウリルリン酸ナトリウム  日光ケミカルズ（株）製）            ２部
ＨＭ２００を１５０℃から１８０℃で加熱融解したところにＳＬＰ−Ｎを加え、プロペラ攪拌機で十分に混合した。この中に試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００１９】
実施例２
ＨＬＰ（ラウリルリン酸、日光ケミカルズ（株）製）                          ２部
トリエタノールアミン                                                  ０．２部
水                                                                      ２０部
水にＨＬＰとトリエタノールアミンを入れ、攪拌溶解後に減圧乾燥して、ラウリルリン酸トリエタノールアミン塩を得た。これに、ＨＭ２００（上述）１００部を混ぜ、１５０℃から１８０℃で加熱融解して、プロペラ攪拌機で十分に混合した。この中に試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２０】
実施例３
ＪＡ７３９９（ポリオレフィン系ホットメルト接着剤、住友スリーエム（株）製）
１００部
ＤＯＰ−８ＮＶ（ジポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、日光ケミカルズ（株）製）                                                        １０部
ＪＡ７３９９とＤＯＰ−８ＮＶを混合して１７０℃から２００℃で加熱融解し、プロペラ攪拌機で十分に混合した。この中に試験ペンのペン先を１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２１】
実施例４
Ｈｉ−ＢＯＮ  ＴＣＬ１６０（ポリアミド系ホットメルト接着剤、日立化成ポリマー（株）製）                                                              １００部
エレクトロストリッパーＦ（ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸カリウム、花王（株）製）                                                                ５部
Ｈｉ−ＢＯＮ  ＴＣＬ１６０とエレクトロストリッパーＦとを混合して１８０℃から２００℃で加熱融解し、プロペラ攪拌機で十分に攪拌した。この中に試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２２】
比較例１
ＨＭ２００  （前述）を１５０℃から１８０℃で加熱融解したところに、試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２３】
比較例２
ＪＡ７３９９（前述）を１７０℃から２００℃で加熱融解したところに、試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２４】
比較例３
Ｈｉ−ＢＯＮ  ＴＣＬ１６０（前述）を１８０℃から２００℃で加熱融解したところに、試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２５】
比較例４
ＨＭ２００（前述）                                                    １００部
ＨＬＰ（前述）                                                            ２部
ＨＭ２００を１５０℃から１８０℃で加熱融解したところにＨＬＰを加え、プロペラ攪拌機で十分に混合した。この中に試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２６】
比較例５
ＨＭ２００（前述）                                                    １００部
Ｌ−アスコルビン酸ナトリウム（試薬、関東化学（株）製）                    １部
ＨＭ２００とＬ−アスコルビン酸ナトリウムを混合して１５０℃から１８０℃で加熱融解し、プロペラ攪拌機で十分に攪拌した。この中に、試験サンプルボールペンのボールペンチップの先端から１ｍｍ程度浸し、約１秒後に引き上げ、１分以上室温に置いた。
【００２７】
実施例１〜４、比較例１〜５のボールペンは、ホットメルト接着剤を付ける前に評価１と評価２を行った。その後ホットメルトを付けて６０℃湿度８０％の恒温高湿庫に置いた。２ヶ月間後に取り出し、室温に戻してから、ペン先のホットメルト接着剤を剥がし、再び評価１と評価２を行った。
【００２８】
試験に使用したインキ
＜成分＞
ダイワブルーＮｏ．１ＷＢ（青色染料、ダイワ化成（株）製）            ３．５０部
ダイワレッド１０６ＷＢ（赤色染料、ダイワ化成（株）製）              ０．８０部
エチレングリコール                                                  ９．００部
チオジグリコール                                                    ９．００部
オレオイルサルコシンナトリウム                                      ５．００部
プロクセルＧＸＬ（Ｓ）（防腐剤、アビシア（株）製）                  ０．２０部
ケルザンＴ（キサンタンガム、三晶（株）製）                          ０．４０部
イオン交換水                                                        ７２．１部
上記成分を混合して、攪拌機で２時間攪拌した後、１マイクロメートルフィルターで濾過して得た、青色ボールペン用水性染料インキ。
【００２９】
試験サンプルボールペン
ぺんてる（株）製ＫＮ１２３用リフィル（直径０．３５ｍｍの超硬合金製のボール、ステンレス製ボールホルダー、合成樹脂製チップホルダー、透明合成樹脂製中空パイプで構成されたノック式ボールペン用リフィル）の部材を使用して、インキを０．８ｇ、シリコンオイルインキフォロワーを０．１ｇ充填した。脱泡処理をして試験サンプルボールペンとした。
【００３０】
評価１  筆記抵抗値（書き味の滑らかさ）
自動筆記抵抗測定機（ＳＥＩＫＩ  ＫＯＧＹＯ  ＬＡＢ製）にて、筆記荷重が１００ｇｆ、筆記角度が７０°、筆記速度が７ｃｍ／ｓにて筆記した際の抵抗値を測定した。ボール表面が腐食して荒れているほど、筆記抵抗値が大きくなる。
【００３１】
評価２  ボール表面粗さの測定
ボール表面の算術平均高さ（Ｒａ）を、セイコーインスツル（株）製走査型プローブ顕微鏡ＳＰＡ４００を使用して測定した。腐蝕をしているほど値が大きくなる。Ｒａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを測定面（一辺５０μｍの正方形）に対して三次元に拡張し、基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した値を使用した。
各評価の結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2008188782.tif 000002