(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されている、直径が０．９ｍｍ以上のボールが用いられる太字水性ゲルインキボールペンであって、
表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲となるように調整され、かつ、増粘剤の添加により擬塑性を付与した水性ゲルインキが充填されていることを特徴とする太字水性ゲルインキボールペン。
【請求項２】
前記水性ゲルインキは、フッ素系界面活性剤を０．０１〜１．５重量％含有することを特徴とする請求項１記載の太字水性ゲルインキボールペン。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、中粘度インキ、中性インキ、ゲルインキ、あるいは水性ゲルインキなどと呼ばれるインキを用いたボールペンに関し、特に、インキの消費量が大きいボールペン、即ち、太くて濃い字を書くためのボールペンに関するものである。
背景技術
従来から、種々のボールペンが提供されている。
例えば、溶剤として水又は水溶性溶媒を用いると共に、着色剤として染料又は顔料を用いたインキ（以下、「水性インキ」という。）を充填したボールペン（以下、「水性ボールペン」という。）が提供されている。
この水性ボールペンは、インキの粘性が低いため、低い筆記圧で筆記することができ、書き味が滑らかであるという利点を有している。しかし、その反面、振動や衝撃に弱く、チップの先端からインキが漏れ出してしまう現象（以下、「直流現象」という。）があり、又、チップの先端からチップの内部に空気を巻き込み、筆記流量の安定性が低下する現象（以下、「脈流現象」という。）を起こし易いという欠点を有している。更に、この水性ボールペンは、描線がにじみ易いという欠点をも有している。
一方、溶剤として有機溶媒を用いると共に、着色剤として染料又は顔料を用いたインキ（以下、「油性インキ」という。）を充填したボールペン（以下、「油性ボールペン」という。）も提供されている。
この油性ボールペンは、インキの粘性が高いため、水性ボールペンに見られるような欠点は有していない。しかし、筆記のために高い筆記圧を必要とし、書き味が重いという欠点を有している。更に、この油性ボールペンは、チップの先端や紙面上をインキの塊で汚してしまう現象（以下、「ボテ現象」という。）を起こし易いという欠点をも有している。
また、最近では、溶剤として水又は水溶性溶媒を用いると共に、着色剤として染料又は顔料を用い、更に、擬塑性化剤を添加することにより、擬塑性を有するようにしたインキ（以下、「水性ゲルインキ」という。）を充填したボールペン（以下、「水性ゲルインキボールペン」という。）が提供されている。
なお、擬塑性とは、静止状態においては非流動性を示すものの、剪断力が加えられると流動性を示す性質をいう。
この水性ゲルインキは、インキタンク内では油性インキのような非流動性を示し、一方、チップの先端近辺では、ボールの回転により剪断力が加えられるため、水性インキのような流動性を示すのである。
従って、この水性ゲルインキボールペンは、水性ボールペンが有する利点と、油性ボールペンが有する利点とを併せ持つこととなる。即ち、この水性ゲルインキボールペンは、低い筆記圧で筆記することができ、書き味が滑らかであると共に、描線がにじみにくく、ボテ現象も起こしにくいのである。
ところで、この水性ゲルインキボールペンの製造は、実際には容易ではない。
例えば、ボールの直径が０．５ｍｍのチップと、ボールの直径が０．７ｍｍのチップとでは、ボールとホルダーとの間のクリアランスが異なると共に、ボールの回転によりインキに加えられる剪断力が異なる。
このため、一方のチップに適した水性ゲルインキを他方のチップに使用すると、直流現象や脈流現象を起こしたり、あるいはボテ現象を起こしたりしてしまう。
従って、使用するチップに合わせて、水性ゲルインキの粘度などの調整が行われている。
更に、最近では、比較的太くて濃い字を書くことができる水性ゲルインキボールペン（以下、「太字水性ゲルインキボールペン」という。）が求められている。
この太字水性ゲルインキボールペンでは、太い字に対応するため、直径が０．９ｍｍ以上のボールが用いられる。
また、ボールの直径を大きくしただけでは、描線の幅は広くできても、描線の色が薄く見えてしまうこととなるので、この太字水性ゲルインキボールペンでは、ボールとホルダーとの間のクリアランスも比較的大きく形成される。
更に、この太字水性ゲルインキボールペンでは、ボールの直径を大きくして描線を太くした分と、ボールとホルダーとの間のクリアランスを大きくして流量を多くした分とに見合うだけの多量のインキをチップに供給する必要がある。
具体的には、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2程度となるように、チップにインキを供給する必要がある。
そして、このようなインキの消費量は、従来の水性ゲルインキボールペンにおけるインキ消費量の１．５倍から３倍にも相当するものである。
なお、単位面積当たりのインキ消費量値とは、単位長さ当たりのインキ消費量値を、描線幅で除することによって求められる値をいう。
例えば、太字水性ゲルインキボールペンの単位長さ当たりのインキ消費量値は、３００〜７５０ｍｇ／１００ｍ程度が好ましい。単位長さ当たりのインキ消費量値が３００ｍｇ／１００ｍ以下では、描線の色が薄く見えてしまう。他方、単位長さ当たりのインキ消費量値が７５０ｍｇ／１００ｍ以上では、紙面に転写されたインキが乾きにくくなってしまうからである。
また、直径が１．０ｍｍのボールの描線幅は、紙質によって異なるが、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した筆記試験用紙に描いた場合には、０．４７ｍｍ程度である。
従って、太字水性ゲルインキボールペンの単位面積当たりのインキ消費量値は、０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2程度となる。
ところが、このような太字水性ゲルインキボールペン用のインキの調整が極めて困難である。
例えば、ボールの直径が０．５ｍｍのチップに適した水性ゲルインキを、ボールの直径が１．０ｍｍのチップに使用すると、ボールとホルダーとの間のクリアランスが大きくなることや、ボールの回転によりインキに加えられる剪断力が小さくなることなどにより、ボテ現象や、描線が複数本に分かれてしまう現象（以下、「線割れ現象」という。）などを起こしてしまうことになる。
また、このような太字水性ゲルインキボールペンでは、チップの先端からのインキの流出量が増大することにより、紙面に転写されたインキが乾きにくくなってしまうことも生じる。
更に、このような太字水性ゲルインキボールペンでは、保存環境や筆記状態によって、チップの先端からのインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じてしまうことになる。
発明の開示
そこで、本発明のうち請求項１又は請求項２に記載した発明は、上述したような太字水性ゲルインキボールペンであって、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際の速乾性に優れ、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくいボールペンを提供することを目的とする。
本発明者等は、上記の目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されているボールペンにおいては、水性ゲルインキの表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整しておけば、ボテ現象や線割れ現象などが起こりにくく、また、紙面に転写された際の速乾性に優れ、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキが生じにくくなることを見出し、以下に示す発明を完成させるに至った。
即ち、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されている、直径が０．９ｍｍ以上のボールが用いられる太字水性ゲルインキボールペンであって、表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲となるように調整され、かつ、増粘剤の添加により擬塑性を付与した水性ゲルインキが充填されていることを特徴とする。
ここで、「単位面積当たりのインキ消費量値」とは、「単位長さ当たりのインキ消費量値」を、「描線幅」で除することによって求められる値をいう。
また、「単位長さ当たりのインキ消費量値」とは、ＩＳＯ規格による単位長さ当たりのインキ消費量値をいう。
この単位長さ当たりのインキ消費量値は、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した筆記試験機を用い、所定の条件（例えば、筆記速度４．５ｍ／分、筆記角度６０°、筆記負荷１００ｇの条件）で測定することができる。
また、「描線幅」とは、紙面上などに描かれる描線の幅をいう。
この描線幅は、紙質によって異なるが、例えば、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した筆記試験用紙に描いた場合には、ボールの直径が１．０ｍｍであれば０．４７ｍｍ程度となる。
そして、上述したように、太字水性ゲルインキボールペンにおける単位長さ当たりのインキ消費量値は、３００〜７５０ｍｇ／１００ｍ程度が好ましいので、例えば、直径が１．０ｍｍのボールを備えた太字水性ゲルインキボールペンにおける単位面積当たりのインキ消費量値は０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2程度となるのである。
また、「表面張力」とは、ＩＳＯ規格による表面張力をいう。
この表面張力は、例えば、共和界面科学株式会社製の表面張力計を用い、垂直平板法によって測定することができる。
そして、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるようなボールペン、即ち、太くて濃い字を書くためのボールペンに用いるボールペン用インキの表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整することにより、このボールペンで筆記したとき、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくすることができるのである。
なお、ボールペン用インキの表面張力が１６ｍＮ／ｍ以下では、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまう。他方、ボールペン用インキの表面張力が３２ｍＮ／ｍ以上では、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくく、更に、保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。
また、請求項２に記載した太字水性ゲルインキボールペンは、請求項１に記載した太字水性ゲルインキボールペンの構成に加えて、前記水性ゲルインキは、フッ素系界面活性剤を０．０１〜１．５重量％含有することを特徴とする。
ここで、「フッ素系界面活性剤」としては、例えば、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物（例えば、旭硝子株式会社製のサーフロンＳ−１４５（商品名）、ダイキン工業株式会社製のユニダインＤＳ−４０１（商品名））、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩（例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックＦ−１５０（商品名））、パーフルオロアルキルカルボン酸塩（例えば、旭硝子株式会社製のサーフロンＳ−１１１（商品名））、アクリル酸ポリオキシアルキレングリコールモノエステル・アクリル酸Ｎ‐パーフルオロオクチルスルホニル‐Ｎ‐プロピルアミノエチル共重合物（例えば、株式会社トーケムプロダクツ製のＥＦ−３５２（商品名））、フッ素化アルキルエステル（例えば、住友スリーエム株式会社製のフロラードＦＣ−４３０（商品名））、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基親水性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基親水性基含有ウレタン、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアルコキシレート、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールなどを用いることができる。
そして、フッ素系界面活性剤を０．０１〜１．５重量％加えることにより、ボールペン用インキの表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整し易くすることができ、更には、このように調整したボールペン用インキをボールペンに用いることにより、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくすることができるのである。
なお、フッ素系界面活性剤の含有量が０．０１重量％以下では、表面張力が３２ｍＮ／ｍ以上となり、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくくなる。更に、保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまう。他方、フッ素系界面活性剤の含有量が１．５重量％以上では、表面張力が１６ｍＮ／ｍ以下となり、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまうのである。
このように、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるようなボールペン、即ち、太くて濃い字を書くためのボールペンに、表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整したボールペン用インキを充填することにより、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくすることができるのである。
なお、ボールペン用インキの表面張力が１６ｍＮ／ｍ以下では、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまう。他方、ボールペン用インキの表面張力が３２ｍＮ／ｍ以上では、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくく、更に、保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係るボールペン用インキ、及びそのボールペン用インキを用いたボールペンの実施の形態を説明する。
（ボールペン用インキ）
本実施の形態に係るボールペン用インキは、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されているボールペンに用いられるものであって、表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整されている。
また、本実施の形態に係るボールペン用のインキは、着色剤、水溶性溶媒、フッ素系界面活性剤、保湿剤、潤滑剤、防腐剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、水などを含有する。
（着色剤）
着色剤としては、従来からボールペン用インキに用いられてきた染料又は顔料であって、水に溶解又は分散するものすべてを用いることができる。
具体的には、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同２４、同２６、同３１、同５２、同１０７、同１０９、同１１０、同１１９、同１５４、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー７、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３８、同４２、同４９、同６１、同７２、同７８、同１１０、同１４１、同１２７、同１３５、同１４２、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８、同９、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同５１、同５２、同５７、同８２、同８７、同９２、同９４、同１１１、同１２９、同１３１、同１３８、同１８６、同２４９、同２５４、同２６５、同２７６、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット１５、同１７、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同４０、同４１、同４３、同６２、同７８、同８３、同９０、同９３、同１０３、同１１２、同１１３、同１５８、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３、同９、同１６、同２５、同２７などの酸性染料を着色剤として用いることができる。
また、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１、同２、同２１、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ２、同１４、同３２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、同２、同９、同１４、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、同３、同７、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラウン１２、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、同８などの塩基性染料を着色剤として用いることもできる。
また、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー４、同２６、同４４、同５０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同４、同２３、同３１、同３７、同３９、同７５、同８０、同８１、同８３、同２２５、同２２６、同２２７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同１５、同７１、同８６、同１０６、同１１９などの直接染料を着色剤として用いることもできる。
また、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、ベンガラ、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー、アルミナホワイト、酸化鉄黄、ビリジアン、硫化亜鉛、リトポン、カドミウムイエロー、朱、カドミウムレッド、黄鉛、モリブデードオレンジ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、ホワイトカーボン、クレー、タルク、群青、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、炭酸カルシウム、鉛白、紺青、マンガンバイオレット、アルミニウム粉、ステンレス粉、ニッケル粉、銅粉、亜鉛粉、真鍮粉などの無機系顔料を着色剤として用いることもできる。
また、例えば、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、ペリレン及びペリノン顔料、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、より具体的には、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．７４１６０）、フタロシアニングリーン（Ｃ．Ｉ．７４２６０）、ハンザイエロー３Ｇ（Ｃ．Ｉ．１１６７０）、ジスアゾイエローＧＲ（Ｃ．Ｉ．２１１００）、パーマネントレッド４Ｒ（Ｃ．Ｉ．１２３３５）、ブリリアントカーミン６Ｂ（Ｃ．Ｉ．１５８５０）、キナクリドンレッド（Ｃ．Ｉ．４６５００）などの有機系顔料を着色剤として用いることもできる。
なお、これらの染料又は顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、着色剤の含有量は、ボールペン用インキの全量に対して０．１〜４０重量％程度とすることが好ましい。着色剤の含有量が０．１重量％以下では、描線の色が薄く見えてしまう。他方、着色剤の含有量が４０重量％以上では、インキが経時的に不安定となってしまうからである。
（水溶性溶媒）
また、水溶性溶媒としては、極性溶媒であって、水に溶解するものすべてを用いることができる。
具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、２，５‐ヘキサンジオール、３‐メチル１，３ブタンジオール、２‐メチルペンタン‐２，４‐ジオール、３‐メチルペンタン‐１，５‐ジオール、１，２，３‐ブタントリオール、１，２，４‐ブタントリオール、３‐メチルペンタン‐１，３，５‐トリオール、１，２，３‐ヘキサントリオールなどのアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、グリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールなどのグリセロール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ‐ｎ‐ブチルエーテルなどのグリコールの低級アルキルエーテル、チオジエタノール、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、１，３‐ジメチル‐２‐イミダリジノン、スルホランなどの極性溶媒を水溶性溶媒として用いることができる。
なお、これらの極性溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、水溶性溶媒の含有量は、ボールペン用インキの全量に対して１〜４０重量％程度とすることが好ましい。水溶性溶媒の含有量が１重量％以下では、書き味が悪くなってしまう。他方、水溶性溶媒の含有量が４０重量％以上では、紙面に転写された際に乾きにくくなってしまうからである。
（フッ素系界面活性剤）
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素を含む界面活性剤であって、水に溶解又は分散するものすべてを用いることができる。
具体的には、例えば、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物（例えば、旭硝子株式会社製のサーフロンＳ−１４５（商品名）、ダイキン工業株式会社製のユニダインＤＳ−４０１（商品名））、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩（例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックＦ−１５０（商品名））、パーフルオロアルキルカルボン酸塩（例えば、旭硝子株式会社製のサーフロンＳ−１１１（商品名））、アクリル酸ポリオキシアルキレングリコールモノエステル・アクリル酸Ｎ‐パーフルオロオクチルスルホニル‐Ｎ‐プロピルアミノエチル共重合物（例えば、株式会社トーケムプロダクツ製のＥＦ−３５２（商品名））、フッ素化アルキルエステル（例えば、住友スリーエム株式会社製のフロラードＦＣ−４３０（商品名））、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基親水性基含有オリゴマー、パーフルオロアルキル基親水性基含有ウレタン、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアルコキシレート、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールなどを用いることができる。
そして、フッ素系界面活性剤の含有量を、ボールペン用インキの全量に対して０．０１〜１．５重量％程度とすることにより、ボールペン用インキの表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整し易くすることができるのである。
なお、これらのフッ素系界面活性剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、フッ素系界面活性剤の含有量が０．０１重量％以下では、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくく、更に、保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまう。他方、フッ素系界面活性剤の含有量が１．５重量％以上では、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまうのである。
（保湿剤）
また、保湿剤としては、マルチトールを主成分とする還元糖、ソルビトールを主成分とする還元糖、還元オリゴ糖、還元マルトオリゴ糖、デキストリン、マルトデキストリン、還元デキストリン、還元マルトデキストリン、α‐サイクロデキストリン、β‐サイクロデキストリン、マルトシルサイクロデキストリン、難消化性デキストリン、還元澱粉分解物、キシリトール、サッカロース、マルチトール、還元澱粉糖化物、還元麦芽糖などの糖類を用いることができる。
具体的には、例えば、ＴＫ−１６、ＴＫ−７５（いずれも商品名、松谷化学工業株式会社製）、ダイヤトールＮ、ダイヤトールＫ（いずれも商品名、サンエイ糖化株式会社製）、エスイー２０、エスイー５８（いずれも商品名、日研化学株式会社製）、ＰＯ−３００、ＰＯ−２０（いずれも商品名、東和化成工業株式会社製）などを保湿剤として用いることができる。
なお、これらの糖類は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、保湿剤の含有量は、ボールペン用インキの全量に対して０．１〜１０重量％程度とすることが好ましい。保湿剤の含有量が０．１重量％以下では、保湿剤としての効果が発揮されなくなってしまう。他方、保湿剤の含有量が１０重量％以上では、紙面に転写された際に乾きにくくなってしまうからである。
（潤滑剤）
また、潤滑剤としては、脂肪酸塩や、ノニオン系界面活性剤などを用いることができる。
具体的には、例えば、リノール酸カリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸ナトリウムなどの脂肪酸塩や、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンゾルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキレルエーテル、ポリオキシエチレンフィトステロール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンラノリンアルコール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルホルムアルデヒド縮合物などのノニオン系界面活性剤を潤滑剤として用いることができる。
なお、これらの脂肪酸塩又はノニオン系界面活性剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
（防腐剤）
また、防腐剤としては、例えば、ナトリウムオマジン、１‐２ベンゾイソチアゾリンなどを用いることができる。
なお、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
（防錆剤）
また、防錆剤としては、例えば、トリルトリアゾール、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、リン酸オクチル、チオリン酸ジオクチルなどの脂肪酸リン誘導体、イミダゾール、ベンゾイミダゾール及びその誘導体、ベンゾイミダゾール、２‐メルカプトベンゾチアゾール、オクチルオキシメタンホスホン酸、ジシクロヘキシルアンモニウム・ナイトライト、ジイソプロピルアンモニウム・ナイトライト、プロパルギルアルコール、ジアルキルチオ尿素、サポニンなどを用いることができる。
なお、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
（ｐＨ調整剤）
また、ｐＨ調整剤としては、無機アルカリや、有機アミンなどを用いることができる。
具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの無機アルカリや、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピル、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン、２‐ブタンアミン、Ｎ‐（１‐メチルプロピル）‐１‐プロパンアミン、Ｎ，Ｎ‐ジメチルブチルアミン、１，２‐ジメチルプロピルアミン、Ｎ‐エチル１，２‐ジメチルプロピルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアリルアミン、Ｎ‐メチルジアリルアミン、３‐ペンチルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルエチルアミン、２‐（ヒドロキシメチルアミノ）エタノール、２‐アミノプロパノール、３‐アミノプロパノール、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、２‐アミノ２‐メチル‐１プロパノール、Ｎ‐イソブチルジエタノールアミン、３‐メトキシプロピルアミン、３‐プロピルオキシプロピルアミン、３‐イソプロピルオキシプロピルアミン、３‐ブトキシプロピルアミンなどの有機アミンをｐＨ調整剤として用いることができる。
なお、これらの無機アルカリ又は有機アミンは、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
（増粘剤）
また、増粘剤としては、例えば、アラビアガム、トラガカントガム、ローカストビーンガム、グアーガム及びその誘導体、アルギン酸、アルギン酸塩、ペクチン、カラギーナン、ゼラチン、ガゼイン、ガゼインナトリウム、キサンタンガム、ラムザンガム、ウェランガム、ジェランガム、デキストラン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、ラノリン誘導体、キトサン誘導体、ラクトアルブミン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン及びその誘導体、ポリアクリル酸樹脂、架橋型ポリアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂のアルカリ金属塩などを用いることができる。
具体的には、例えば、日本純薬株式会社製のジュンロンＰＷ‐１１１（商品名）、和光純薬株式会社製のハイビスワコー１０３（商品名）、三晶株式会社製のＫＥＬＺＡＮ、ＫＥＬＺＡＮ  ＡＲ、Ｋ１Ａ９６、Ｋ１Ａ１１２、レオザン、Ｋ７Ｃ２３３（いずれも商品名）、ローヌ・プーランジャパン株式会社製のＪＡＧＵＡＲ  ＨＰ‐８、ＪＡＧＵＡＲＨＰ‐６０、ＲＨＯＤＯＰＯＬ２３、ＲＨＯＤＯＰＯＬ  ５０ＭＣ（いずれも商品名）、大日本製薬株式会社製のエコーガムＧＭ（商品名）などを用いることができる。
なお、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
（水）
また、水は、ボールベン用インキの成分のうち、上記した着色剤から増粘剤までの成分以外の大部分を占めるものである。本実施の形態では、蒸留水、又はイオン交換水を用いている。
なお、水の含有量は、ボールペン用インキの全量に対して３０〜８０重量％程度とすることが好ましい。水の含有量が３０重量％以下では、チップの先端からのインキの流出量が低下してしまう。他方、水の含有量が８０重量％以上では、他の成分が相対的に増加することにより、インキが経時的に不安定となってしまうからである。
（その他）
また、上記した成分以外に、例えば、顔料の分散剤として、スチレンマレイン酸のアンモニウム塩や、スチレンアクリル酸のアンモニウム塩などの樹脂を添加することもある。
（ボールペン用インキの製造方法）
また、本実施の形態に係るボールペン用インキの製造方法は、他のボールペン用インキの製造方法と比べて特に異なるところはない。
即ち、本実施の形態に係るボールペン用インキは、上述した各成分を混合撹拌等することによって製造することができる。
（ボールペン）
次に、本発明に係るボールペンについて説明する。
本実施の形態に係るボールペンは、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されているものであって、表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲となるように調整されたボールペン用インキが充填されている。
更に詳しくは、本実施の形態に係るボールペンは、チップ、及びインキタンクを備えている。
（チップ）
前記チップは、ボールとホルダーとを備え、ホルダーの先端側にボールを回転自在に保持させている。
前記ボールは、超硬合金によって形成されている。また、このボールの直径は、１．０ｍｍとされている。
また、前記ホルダーは、ステンレス製の線材を切削して形成されている。また、このホルダーには、ボールハウス及びインキ誘導孔などが設けられている。
そして、このチップは、ボールハウスにボールを収納した後に、ホルダーの先端近辺にカシメ部を形成することにより、ホルダーの先端側にボールを回転自在に保持させているのである。
また、ボールとホルダーとの間のクリアランスは、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2程度となるように、即ち、太くて濃い字を書くことができるように調整されている。
なお、ボールは、例えば、焼入鋼によって形成してもよく、また、セラミックによって形成してもよい。
また、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2程度となるように調整されれば、ボールの直径は、１．０ｍｍに限られず、例えば、０．９ｍｍとしてもよく、また、１．１ｍｍとしてもよい。
また、ホルダーは、例えば、洋白又は真鍮などの金属製の線材を切削して形成してもよく、また、例えば、パイプ鋼材を切削するなどして形成してもよい。
（インキタンク）
また、前記インキタンクは、樹脂製のチューブによって形成されている。また、このインキタンクは、上述したチップの後端側に連設されている。そして、このインキタンクに、上述したボールペン用インキが充填されている。
（ボールペンの製造方法）
また、本実施の形態に係るボールペンの製造方法は、他のボールペンの製造方法と比べて特に異なるところはない。
即ち、上述したようにチップを形成し、また、このチップの後端側にインキタンクを連設し、更に、このインキタンクにボールペン用インキを充填し、その後、遠心処理を行い、ボールペン用インキ内の空気を抜くことによってボールペンを製造することができる。
（効果）
そして、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されているボールペンに用いるボールペン用インキの表面張力を、１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整することにより、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくいボールペンとすることができるのである。
言い換えれば、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2となるように形成されているボールペンに、表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲となるように調整されたボールペン用インキを充填することにより、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくすることができるのである。
なお、ボールペン用インキの表面張力が１６ｍＮ／ｍ以下では、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまう。他方、ボールペン用インキの表面張力が３２ｍＮ／ｍ以上では、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくく、更に、保存環境や筆記状態によってインキの流出量が不安定になり、描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうのである。
また、フッ素系界面活性剤を０．０１〜１．５重量％加えることにより、ボールペン用インキの表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整し易くすることができるのである。
以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳しく説明する。
（実施例１）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：カーボンブラック：７．０重量％
樹脂：スチレンアクリル酸樹脂アンモニウム塩：２．０重量％
水溶性溶媒：プロピレングリコール：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：パーフルオロアルキルスルホン酸塩：１．０重量％
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：リン酸エステル：０．６重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．４重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．２重量％
水：イオン交換水：６８．５重量％
（実施例２）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：カーボンブラック：７．０重量％
樹脂：スチレンアクリル酸樹脂アンモニウム塩：２．０重量％
水溶性溶媒：プロピレングリコール：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：パーフルオロアルキルスルホン酸塩：０．０５重量％
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：リン酸エステル：０．６重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．４重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．４重量％
水：イオン交換水：６９．２重量％
（実施例３）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：フタロシアニンブルー：７．５重量％
樹脂：スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．２重量％
水溶性溶媒：グリセリン：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：フッ素化アルキルエステル：０．５重量％
保湿剤：マルチトール：３．０重量％
潤滑剤：カリセッケン：０．５重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．３重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．３重量％
水：イオン交換水：７０．４重量％
（実施例４）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：フタロシアニンブルー：１．５重量％
着色剤：酸化チタン：２０．０重量％
樹脂：スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．５重量％
水溶性溶媒：ジグリセリンプロピレンオキサイド４モル付加物：５．０重量％
フッ素系界面活性剤：パーフルオロアルキルリン酸エステル：１．０重量％
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：カリセッケン：０．５重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．３重量％
増粘剤：アラビアガム：０．４重量％
水：イオン交換水：６３．５重量％
（実施例５）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：フタロシアニンブルー：７．５重量％
樹脂：スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．２重量％
水溶性溶媒：グリセリン：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：フッ素化アルキルエステル：０．５重量％
保湿剤：マルチトール：３．０重量％
潤滑剤：カリセッケン：１．０重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤；サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．３重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．３重量％
水：イオン交換水：６９．９重量％
（比較例１）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：カーボンブラック：７．０重量％
樹脂：スチレンアクリル酸樹脂アンモニウム塩：２．０重量％
水溶性溶媒：プロピレングリコール：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：パーフルオロアルキルスルホン酸塩：１．８重量％
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：リン酸エステル：０．６重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．４重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．２重量％
水：イオン交換水：６７．７重量％
（比較例２）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：カーボンブラック：７．０重量％
樹脂：スチレンアクリル酸樹脂アンモニウム塩：２．０重量％
水溶性溶媒：プロピレングリコール：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：なし
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：リン酸エステル：０．６重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．４重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．４重量％
水：イオン交換水：６９．３重量％
（比較例３）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：フタロシアニンブルー：７．５重量％
樹脂：スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．２重量％
水溶性溶媒：グリセリン：１５．０重量％
フッ素系界面活性剤：なし
保湿剤：マルチトール：３．０重量％
潤滑剤：カリセッケン：０．５重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．３重量％
増粘剤：ポリアクリル酸樹脂：０．３重量％
水：イオン交換水：７０．９重量％
（比較例４）
以下の成分を配合してボールペン用インキを製造した。
着色剤：フタロシアニンブルー：１．５重量％
着色剤：酸化チタン：２０．０重量％
樹脂：スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．５重量％
水溶性溶媒：ジグリセリンプロピレンオキサイド４モル付加物：５．０重量％
フッ素系界面活性剤：パーフルオロアルキルリン酸エステル：０．００５重量％
保湿剤：マルチトール：５．０重量％
潤滑剤：カリセッケン：０．５重量％
防腐剤：ナトリウムオマジン：０．２重量％
防錆剤：サポニン：０．１重量％
ｐＨ調整剤：アミノメチルプロパノール：０．３重量％
増粘剤：アラビアガム：０．４重量％
水：イオン交換水：６４．５重量％
（表面張力の測定、及び筆記試験の結果）
上述した実施例１から５まで、及び比較例１から４までのボールペン用インキの表面張力を測定した。
また、上述した実施例１から５まで、及び比較例１から４までのボールペン用インキを充填したボールペンについての筆記試験を行った。
その結果を、下記の表１に示す。
なお、表面張力の測定は、ＩＳＯ規格に従い、共和界面科学株式会社製の表面張力計を用いて、垂直平板法により行った。
また、ボールペンは、ボールの直径が１．０ｍｍであり、かつ、単位面積当たりのインキ消費量値が０．６４〜１．６ｍｇ／ｃｍ2の範囲に形成されているものを用いた。
また、単位面積当たりのインキ消費量値は、単位長さ当たりのインキ消費量値を、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した筆記試験機を用いて、筆記速度４．５ｍ／分、筆記角度６０°、筆記負荷１００ｇの条件で測定すると共に、この値を描線幅で除することによって求めた。
また、筆記試験は、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した筆記試験機を用い、筆記速度４．５ｍ／分、筆記角度６０°、筆記負荷１００ｇの条件で「らせん筆記」し、ボールペン用インキを使い切るまで行った。このとき、筆記試験用紙としては、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠したものを用いた。
そして、この筆記試験により、インキの流出量の安定性、ボテ現象の発生の有無、線割れ現象の発生の有無、描線の速乾性、及びインキの経時的安定性についての評価を行った。
ここで、インキの流出量の安定性は、下記の基準で判断し、「○」「△」「×」の３段階で評価した。
（イ）１００ｍ毎のインキの流出量が安定していた。また、ボールペン用インキを使い切るまで、カスレや濃度ムラの発生がほとんど認められなかった。→評価「○」
（ロ）１００ｍ毎のインキの流出量に多少のバラツキが認められた。また、ボールペン用インキを使い切るまでの間に、カスレや濃度ムラの発生がわずかに認められた。→評価「△」
（ハ）１００ｍ毎のインキの流出量に大きなバラツキが認められた。また、ボールペン用インキを使い切るまでの間に、カスレや濃度ムラの発生が明らかに認められた。→評価「×」
また、ボテ現象の発生の有無は、下記の基準で判断し、「○」「△」「×」の３段階で評価した。
（イ）ボテ現象の発生がほとんど認められなかった。→評価「○」
（ロ）ボテ現象の発生がわずかに認められた。→評価「△」
（ハ）ボテ現象の発生が明らかに認められた。→評価「×」
また、線割れ現象の発生の有無は、下記の基準で判断し、「○」「△」「×」の３段階で評価した。
（イ）線割れ現象の発生がほとんど認められなかった。→評価「○」
（ロ）線割れ現象の発生がわずかに認められた。→評価「△」
（ハ）線割れ現象の発生が明らかに認められた。→評価「×」
また、描線の速乾性は、下記の基準で判断し、「○」「△」「×」の３段階で評価した。
（イ）筆記後３０秒以内に描線が乾燥した。→評価「○」
（ロ）筆記後３０秒〜１分以内に描線が乾燥した。→評価「△」
（ハ）筆記後１分以内に描線が乾燥しなかった。→評価「×」
また、インキの経時的安定性は、製造直後のものと、ガラス瓶に封入して５０℃の環境下で１ヶ月間保管したものとについて粘度測定を行い、その結果を下記の基準で判断し、「○」「×」の２段階で評価した。
（イ）粘度変化がほとんど認められなかった。→評価「○」
（ロ）著しい粘度変化が認められた。→評価「×」
また、表１中、「Ａ」は「インキの流出量の安定性」を、「Ｂ」は「ボテ現象の発生の有無」を、「Ｃ」は「線割れ現象の発生の有無」を、「Ｄ」は「描線の速乾性」を、「Ｅ」は「インキの経時的安定性」を示す。
【表１】
0003789818.tif 000002
このように、実施例１から５までのボールペン用インキを充填したボールペンについては、インキの流出量の安定性、ボテ現象の発生の有無、線割れ現象の発生の有無、描線の速乾性、及びインキの経時的安定性のいずれの項目の評価も「○」又は「△」であった。即ち、これらのボールペンは、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写されたインキが乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくかった。
他方、比較例１から４までのボールペン用インキを充填したボールペンについては、インキの流出量の安定性、ボテ現象の発生の有無、線割れ現象の発生の有無、描線の速乾性、又はインキの経時的安定性のいずれかの項目の評価が「×」であった。即ち、これらのボールペンは、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易かったり、紙面に転写されたインキが乾きにくかったり、あるいは保存環境や筆記状態によって描線の濃度や幅にバラツキを生じ易かったりした。
更に、表面張力の限界数値についての実験を行ったところ、少なくとも１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲においては、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくなることが確認された。
また、フッ素系界面活性剤を加えなくても、あるいは他の物質を加えても、表面張力が１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整されていれば、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写された際には乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくくなることが確認された。
このように、表面張力が１６ｍＮ／ｍ以下では、直流現象を起こし易く、また、顔料の凝集や沈降を起こし易くなってしまい、他方、表面張力が３２ｍＮ／ｍ以上では、ボテ現象や線割れ現象などを起こし易く、また、紙面に転写された際には乾きにくく、更に、保存環境や筆記状態によって描線の濃度や幅にバラツキを生じ易くなってしまうことが確認された。
また、フッ素系界面活性剤を０．０１〜１．５重量％加えることによって、表面張力を１６〜３２ｍＮ／ｍの範囲に調整し易くなることが確認された。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。
産業上の利用可能性
以上説明したように、請求項１又は請求項２に記載した発明によれば、太くて濃い字を書くためのボールペンであって、ボテ現象や線割れ現象などを起こしにくく、また、紙面に転写されたインキが乾き易く、更に、保存環境や筆記状態によっても描線の濃度や幅にバラツキを生じにくいボールペンを提供することができた。