(57)【要約】【課題】紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線が得られる液体塗布具の提供。【構成】直径１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の弾性体ボールを先端にもつ液体塗布具であって、液体粘度が２０℃でせん断速度５００ｓ−１の時１００ｍＰａｓ以上１００００ｍＰａｓ以下である液体を使用した液体塗布具である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の弾性体ボールを先端にもつ液体塗布具であって、液体粘度が２０℃でせん断速度５００ｓ−１の時１００ｍＰａｓ以上１００００ｍＰａｓ以下である液体を使用した液体塗布具。
【請求項２】
前記弾性体ボールがゴム硬度４０〜９０度である請求項１記載の液体塗布具。
【請求項３】
請求項１または２記載の液体塗布具において、塗布液が少なくとも１５〜５０ｗｔ％の着色剤と溶剤と粘度調整剤を含むインキであることを特徴とする液体塗布具
【請求項４】
前記インキがレオロジー調整剤としてウレタンブロックコポリマーをインキ全量に対して０．０１〜１０ｗｔ％含むことを特徴とする請求項３記載の液体塗布具。
【請求項５】
前記インキが水性インキである請求項３または４記載の液体塗布具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は先端に弾性体ボールを保持した液体塗布具に関し、特に着色剤等を含有したインキ、修正液若しくは液状接着剤を塗布する液体塗布具に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より液体塗布具として、ボールペンやマーカー等の筆記具を始めとして、修正液塗布具、接着剤塗布具等が存在するが、幅広の筆記線を得るためには先端に繊維芯を保持したマーカーなどが広く使用されてきた。しかし、繊維芯を保持したマーカーなどを使用して硬い金属面やガラス面等の非吸収面に筆記した場合、十分な筆記感や一定の筆記線を得ることが難く、また、長期にわたり使用した場合、ペン先の磨耗やつぶれなどが起きやすい。又、ペン先に炭素鋼やタングステン等の特殊鋼や、ルビー、サファイア等のセラミックからなるボールを用いた筆記具は、ボールペンとして広く使用されている。しかし、この種のボールペンは金属、ガラス、陶磁器等の硬質で平滑な面に筆記するときはペン先が滑って望ましい筆記ができない場合がある。
これらの欠点を解決するために弾性体ボールを使用したボールペンが提案されている。例えば、実開昭６０−１５００７９号公報には少なくとも外層が天然ゴム、合成ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエラストマーよりなるボールがペン先に回転自在に装着されたボールペンについて記載されている。しかし、このボールペンを用いて特に水性インキを使用する場合、インキ粘度が低すぎると金属面、ガラス面など平滑面では円滑に筆記することが難しかった。又、実開平６−２１７７５公報には可撓性に富んだ球状弾性体を保持したチップに粘度の高い造膜性塗布液を充填した塗布具について開示されており、球状塗布体の直径を１〜３ｍｍ程度、塗布液を粘度の高い３０〜４０ｍＰａｓの造膜性の高い液体としている。しかし３０〜４０ｍＰａｓの塗布液では心地よい塗布感や一定の筆記線を得ることが出来ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、金属面、ガラス面など平滑面で円滑に塗布若しくは筆記することが出来ると共に、心地よい塗布感や一定の筆記線が得られるような液体塗布具を得るべく種々検討した結果、本発明を完成したもので、本発明の目的は、先端に弾性体ボールを保持した液体塗布具において、紙面にしっとりと吸いつくような独特な心地よい塗布感若しくは筆記感と、紙や金属、ガラス面など非吸収面に筆記した場合でも一定の塗布線もしくは筆記線が得られる液体塗布具を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、直径１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の弾性体ボールを先端にもつ液体塗布具であって、液体粘度が２０℃でせん断速度５００ｓ−１の時１００ｍＰａｓ以上１００００ｍＰａｓ以下である液体を使用した液体塗布具である。そして、弾性体ボールとしては、ゴム硬度４０〜９０度の弾性体ボールであることが好ましく、また、塗布液が少なくとも１５〜５０ｗｔ％の着色剤と溶剤と粘度調整剤を含むインキであることが好ましい。そして、前記インキがレオロジー調整剤としてウレタンブロックコポリマーをインキ全量に対して０．０１〜１０ｗｔ％含むことことが好ましい。
【０００５】
【発明の実施形態】
以下、本発明について詳細に述べる。
本発明にかかる液体塗布具において、塗布すべき液体は任意であるが、通常ボールペン用インキ、修正液、或いは液状接着剤等である。そして、液状塗布具は、先端に弾性体ボールをもつ。弾性体ボールの直径は１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。１ｍｍ未満では液体を塗布した時、従来の金属性ボールを保持した液体塗布具と比べ独特の塗布感を得ることが難しく、３０ｍｍより大きなのものは実用性に乏しい。
弾性体ボールはホルダーによって保持されている。ホルダーの材質は金属、樹脂どちらでも良く、金属としては真鍮、洋白やステンレスなどがあげられ、樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルメタクリレート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げられる。
【０００６】
弾性体ボールは、ゴム硬度４０〜９０度、好ましくはゴム硬度５０〜８０度のものが良い。ゴム硬度４０度未満ではボールが軟らかすぎるため先端からボールが外れてしまう危険性があり、９０度を超えると紙面にしっとりと吸いつくような独特な心地よい塗布感（筆記感）を得ることが難しい。ゴム硬度はＪＩＳ　Ｋ６２５３Ａで規定された測定方法による値である。
弾性体ボールに使われるボールは樹脂、ゴムのどちらでも良く、樹脂、ゴムボールの中に、金属、樹脂、空気などの芯物質などを入れたボールであっても良い。ボール表面は平滑であっても適度に荒れていて凹凸があっても良い。また、発泡していたり多孔質ボールでも良い。
弾性体ボール材質のうちゴムとしては例えば天然ゴム、合成ゴムなどがある。
合成ゴムとしてはイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム等が挙げられ、その他エラストマーでも良い。
【０００７】
上述の液体塗布具において、塗布液塗料の液体粘度は２０℃でせん断速度５００ｓ−１の時１００ｍＰａｓ以上１００００ｍＰａｓ以下である。１００ｍＰａｓ未満の場合筆記具として使用した場合筆記線の滲みが多くなる。また筆記時にボールとボールの座の間に液体の皮膜ができないため良好な筆記感が得られずボールの座の磨耗も激しい。粘度が１００００ｍＰａｓを超える場合は特に高速筆記時に追従性に問題を生じやすくなる。
液体塗料に使用される溶剤としては水および各種有機溶媒を用いる事ができる。有機溶剤としては具体的には、エタノール、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１，３−プロパンジオール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−ベンジルオキシエタノール、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、２−（２−メトキシメトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−フェノキシエタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類などが挙げられる。これら水および有機溶剤は単独で用いても２種以上組合わせて用いても良い。
【０００８】
液体塗料には着色剤、粘度調整剤、防腐剤、防錆剤、界面活性剤、消泡剤等通常ボールペン用インキに添加する添加剤を添加しても良い。
着色剤としては様々な顔料や染料が使用可能である。例えば顔料では、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、コバルトブルー、群青、クロムグリーン、酸化クロム等の無機顔料や有機顔料、金属粉顔料、無機蛍光顔料、有機蛍光顔料、着色樹脂粉、着色樹脂球、加工顔料、トナーなどが使用可能である。他に顔料を水や有機媒体に分散した分散顔料ベースを用いる事も出来る。染料では、従来公知の酸性染料、塩基性染料、直接染料など水溶性染料、油溶性染料などが使用可能である。これらも、１種または複数を混合して使用することが出来る。これらの着色剤はインキ中に１５〜５０ｗｔ％必要とする。１５ｗｔ％未満では筆記線の濃度が薄くなり、５０ｗｔ％を超えると粘度が高くなり追従性に支障を来たす。
【０００９】
粘度調整剤としては使用溶剤に可溶のものであれば特に限定されずに何れも使用可能であるが例えばケトン樹脂、フェノール樹脂、マレイン樹脂、キシレン樹脂、ブチラール樹脂ロジン、ウレタンブロックコポリマーのほかにアクリル樹脂、スチレンマレイン酸共重合物、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、デキストリンやキサンタンガムなどの多糖類、スメクタイト、アエロジルなどの無機微粉体などを添加することが出来る。これらは１種又は２種以上を併用して用いる事ができる。
ウレタンブロックコポリマーなどレオロジー調整剤を入れるとインキの流動、特に高せん断領域の粘度を高めることが容易になり、筆記時にボールとチップ座の間にインキ膜ができスムーズにボールを回転させることができる。これらのウレタンブロックコポリマーはインキ中０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％が好ましい。０．０１ｗｔ％未満ではその効果が明確にあらわれず、１０ｗｔ％を超えるとインキ粘度の上昇が抑えられずインキ追従性に支障を来たす。
その他必要に応じて、ベンゾチアゾリン系、オマジン系など防腐剤、ベンゾトリアゾールや各種キレート剤などの防錆剤、アニオン系または非イオン系の界面活性剤から成る消泡剤、炭酸ナトリウム、酢酸ソーダなどの無機塩類、水溶性のアミン化合物の有機塩基性化合物などの塩基性物質や硫酸、塩酸、酢酸などの酸性物質或いは尿素、ノニオン系界面活性剤、ソルビットなどの湿潤剤、または、表面張力を調整するフッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等である。
【００１０】
本発明で使用するインキ組成物の製造方法は以下の通りである。着色材を顔料とする場合または顔料と染料の併用とする場合は、インキ成分を公知の分散機、たとえばロールミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、などで分散処理を行なう。着色材を染料とする場合、インキ成分を撹拌混合して溶解させる。このようにしてインキ、またはインキ中間体を得ることが出来る。必要に応じて混合時に加熱をしたり、混合物を得た後、ろ過や遠心処理することにより粗大粒子を除去し、最終的にインキを得ることが出来る。
【００１１】
本発明にかかる液体塗布具を図をもって説明する。図１は本発明にかかる液体塗布具がボールペンである場合の先端部（チップ）を示す。図１において、先端部（チップ）は弾性体ボール１とホルダー２を備え、弾性体ボール１は抱持室３内に回転可能に抱持されている。抱持室３の先端はかしめ部４が形成されており、弾性ボール１の一部が抱持室３の外部へ突出されている。ホルダー２の後端側は液体筒（図示せず）に連結され、液体筒とボール抱持室３は液体流通路５で繋がっており、塗布液は液体筒よりボール抱持室３へ供給されるようになっている。ボール抱持室３に供給された液体は弾性体ボール１の回転に伴い、弾性ボール表面を伝って被塗布面にて転写される。
【００１２】
【実施例】
次に実施例をもって、更に本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
下記表１の実施例１として示したインキ組成物を分散処理して得た液体塗布液を、材質がシリコンゴムでゴム硬度が８０度である直径３ｍｍシリコンボールを保持するチップに搭載した液体塗布具で筆記をしたところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることが出来た。
実施例２
下記表１の実施例２として示したインキ組成物を分散処理して得た液体塗布液を、材質がフッ素ゴムでゴム硬度が５０度である直径６ｍｍフッ素ゴムボールを保持するチップに搭載した液体塗布具で筆記をしたところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることが出来た。
実施例３
下記表１の実施例３として示したインキ組成物を分散処理して得た塗布液を、材質がブチルゴムでゴム硬度が４０度である直径２０ｍｍブチルゴムボールを保持するチップに搭載した液体筆記具で筆記したところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることが出来た。
【００１３】
比較例１
下記表１の比較例１のインキ組成物を分散処理して得た塗布液を実施例１で使用した液体塗布具で筆記したところ塗布液の粘度が低いため本ボールペン独特の紙面に吸い付くような独特の筆記感が失われ、筆記線も滲みの多いものとなった。
比較例２
下記表１の比較例２のインキ組成物を分散処理して得た塗布液を実施例２で使用した液体塗布具で筆記したところ着色剤量が少なく、充分な筆記線の濃さを得ることが出来なかった。
比較例３
下記表１の比較例３のインキ組成物を分散処理して得た塗布液を実施例３で使用した液体塗布具で筆記したところ塗布液の粘度が高いためインキ追従性が悪く、本ボールペン独特の紙面に吸い付くような筆記感が失われ、重い筆記感となった。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
実施例４及び比較例４
表２に示されているインキ組成物を６０℃で混合溶解した後、ろ過することにより赤色の油性染料インキを得た。
【００１６】
【表２】
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（註）２−フェノキシエタノール及びベンジルアルコールは溶剤であり、ルビスコールＫ９０　はＢＡＳＦ社製及びレジンＳＫはヒュルス社製のそれぞれ増粘剤である。
ＳＰＴ　　Ｒｅｄ５３３は保土ヶ谷化学工業（株）製の赤色染料であり、オレイン酸は添加剤である。
【００１７】
実施例４の赤色の油性染料インキを材質がブチルゴムで、ゴム硬度８０度の直径１０ｍｍのブチルゴムボールを保持したチップに搭載した液体塗布具で筆記したところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることができた。
比較例４の赤色の油性染料インキを実施例４で使用した液体塗布具で筆記したところ上述の赤色油性インキの粘度が高いため、本ボールペン独独の心地よい筆記感が失われ重い筆記感となりカスレも多い筆記線となった。
【００１８】
実施例５と比較例５
表３に示されているインキ組成物を混合溶解した後、ろ過することにより黒色の水性染料インキを得た。
【００１９】
【表３】
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（註）　ＷＡＴＥＲ　ＢＬＡＣＫ　１００−Ｌ　はオリエント化学工業（株）の染料であり、プライマルＲＭ−８ＷはＢＡＳＦ社製増粘剤である。
【００２０】
実施例５の黒色水性染料インキを材質がＥＰＤＭでゴム硬度が６０度の直径４ｍｍのＥＰＤＭゴムボールを保持したチップに搭載した液体塗布具で筆記したところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることができた。
比較例５の水性染料インキを実施例５で使用した液体塗布具で筆記したところインキ粘度が低いため、本ボールペン独独の心地よい筆記感を得ることができず、また、滲みの多い筆記線となった。
【００２１】
実施例６と比較例６
表４に示されているインキ組成物を分散処理した後、ろ過することにより黄色の油性顔料インキを得た。
【００２２】
【表４】
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（註）ルビスコールＫ９０及びルビスコールＫ３０は何れもＢＡＳＦ社製増粘剤である。
【００２３】
実施例６の黄色油性顔料インキを材質がＮＢＲゴムで、ゴム硬度７０度の直径８ｍｍのＮＢＲボールを保持したチップに搭載した液体塗布具で筆記したところ、本ボールペン独特の紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることができた。
比較例６のインキを実施例６で使用した液体塗布具で筆記したところ、本ボールペン独独の心地よい筆記感は得られたものの満足な濃さの筆記線は得ることができなかった。
【００２４】
実施例７と比較例７
先に示した表１の実施例１として示したインキ組成物を分散処理して得た液体塗布液を、材質がシリコンゴムで、ゴム硬度が８０度である直径３ｍｍボールを保持するチップに搭載した液体塗布具で金属面への筆記を行ったところ本液体塗布具独特の吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることが出来た。
実施例７の液体塗布液を材質がステンレスで超硬である直径３ｍｍのボールを保持するチップに搭載した液体塗布具で、金属面への筆記を行ったところボールがすべり、良好にボールの回転が行われず、良好な筆記線を得ることができなかった。
【００２５】
実施例８と比較例８
下記の成分を７０℃で混合溶解し、液体接着剤を得た。
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註）ペノンＪＥ−６６は日澱化学（株）製澱粉である。
実施例８の液体接着剤を、材質がシリコンゴムでゴム硬度が４０度である直径１０ｍｍのボールを保持するチップに搭載した液体塗布具で筆記したところ、本液体塗布具独特の紙面にしっとりと吸い付くような心地よいと塗布感と均一で良好な塗布線を得ることができた。
比較例７の液体接着剤を、実施例８と同様の液体塗布具で筆記したところ、本液体塗布具独特の紙面にしっとりと吸い付くような心地よいと塗布感が失われ、塗布線も均一なものが得られなかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、直径１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の弾性体ボールを先端にもつ液体塗布具に、液体粘度が２０℃でせん断速度５００ｓ−１の時１００ｍＰａｓ以上１００００ｍＰａｓ以下であるインキを使用することによって、紙面にしっとり吸い付くような心地よい筆記感と良好な筆記線を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる液体塗布具の１例であるボールペンの先端部分の拡大図
【符号の説明】
１　弾性体ボール　　　２　ホルダー　　　３　ボール抱持室
４　かしめ部　　　５　液体流通路
【図１】
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