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JP7679235B2 - Ink refill - Google Patents
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JP7679235B2 - Ink refill - Google Patents

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Description

本発明は、ボールペンに装着されるインクリフィルに関する。 The present invention relates to an ink refill that is attached to a ballpoint pen.

ボールペンの筆記先端として用いられるボールペンチップとしては、金属円柱材の切削加工により形成されるものがある。このようなボールペンチップにおいては、先端内部に形成されたボールハウス内に筆記ボールを挿入した後、これを保持すべく先端縁が内方へ押圧変形によりかしめられたカシメ部を有している。 Some ballpoint pen tips used as the writing tip of a ballpoint pen are formed by cutting a cylindrical metal material. In such ballpoint pen tips, after a writing ball is inserted into the ball house formed inside the tip, the tip edge has a crimped portion that is pressed inward to hold the ball in place.

一方、筆記先端を下向きにして保持すると重力によりインクが下がり筆記先端から漏出する、いわゆる「直流」という現象が起こることがある。特に、上記のようなカシメ部を備えたボールペンにおいては、筆記面に対する筆記角度が浅い場合、カシメ部の肩が紙面と接触して、カシメ部内周が変形することがある。この変形により、ボールとの間に隙間が生じると、筆記先端を下向きに保持している間に直流が起こりやすい。その他、描線の品質が悪化する等の問題点もある。 On the other hand, when the writing tip is held facing down, gravity causes the ink to drop and leak out from the writing tip, a phenomenon known as "direct current." In particular, in ballpoint pens equipped with a crimped part as described above, if the writing angle relative to the writing surface is shallow, the shoulder of the crimped part may come into contact with the paper surface, causing the inner circumference of the crimped part to deform. If this deformation causes a gap between the ball and the crimped part, direct current is likely to occur while the writing tip is held facing down. Other problems include a deterioration in the quality of the drawn line.

そこで特許文献1に示したような、筆記時にカシメ部の肩が紙面に接触しないようにすることで、カシメ部内周の変形に起因する直流を防止し得るボールペンチップ及びこれを用いたインクリフィルが開示されている。 As shown in Patent Document 1, a ballpoint pen tip and ink refill using the same are disclosed that can prevent direct current caused by deformation of the inner circumference of the crimped part by preventing the shoulder of the crimped part from contacting the paper surface when writing.

特開2008-55854号公報JP 2008-55854 A

しかし、特許文献1に記載された発明において、筆記面に対する筆記角度が小さい場合、第1肩部が筆記面に接触した状態となり筆感が悪くなることがあった。そこで本願の実施態様は、筆感の低下を抑制するとともに、カシメ部内周への影響の少ないボールペンチップ及びインクリフィルを提供することを課題とする。 However, in the invention described in Patent Document 1, when the writing angle with respect to the writing surface is small, the first shoulder portion comes into contact with the writing surface, resulting in a poor writing feel. Therefore, the object of the embodiment of the present application is to provide a ballpoint pen tip and ink refill that suppresses the deterioration of the writing feel and has little effect on the inner circumference of the crimped portion.

(1)第1実施態様
上記の課題に鑑み、本願の第1実施態様のインクリフィルは、
ホルダーと、
前記ホルダーの先端の外周が先細に形成されている第1テーパー面と、
前記第1テーパー面の先端側に形成されている面であって、前記ホルダーの軸心を含む仮想断面において前記第1テーパー面に対して外側で測定した角度が180°より大きい連結面と、
前記第1テーパー面と前記連結面との境界である第1肩部と、
前記連結面の先端側に形成されている先細のテーパー面であって前記仮想断面において前記連結面に対して外側で測定した角度が180°より小さい第2テーパー面と、
前記第1テーパー面、前記連結面及び前記第2テーパー面の内部空間として形成されたボールハウスと、
前記ホルダーの後端から前記ボールハウスの近傍まで達する内部空間として形成されたバック孔と、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を貫通する断面円形の孔であるインク孔と、
前記ボールハウスの底面と前記インク孔とを連絡するように前記インク孔の周囲に等配された複数の溝であるチャンネル溝と、
前記ボールハウス内に収容される筆記ボールと、
前記ボールハウスの底面において前記筆記ボールの曲面の一部が転写されて形成されたボール受座と、
前記第2テーパー面の先端部分が内側にかしめられているカシメ部と、
前記第2テーパー面と前記カシメ部との境界である第2肩部と、を備えるボールペンチップ、及び、
前記ボールペンチップの後端が先端に装着されるとともに内部にインクが充填されたインク収容管を備えたインクリフィルであって、
前記筆記ボールが前記ボール受座に接触している状態において、
前記ホルダーのうち前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも外側にある環状の部分の体積A(mm)、
先端視における前記筆記ボールと前記カシメ部との隙間の面積B(mm)、
前記インクの表面張力C(mN/m)、
前記ホルダーの縦弾性係数(ヤング率)D(GPa)、及び、
筆記ボールの直径E(mm)の間に、
(A×B×10)/(C×D×E)<8
の関係が成立することを特徴とする。
(1) First embodiment In view of the above problems, the ink refill of the first embodiment of the present application is as follows:
A holder and
a first tapered surface having an outer periphery at a tip end of the holder that is tapered;
a connecting surface formed on a tip side of the first tapered surface, the connecting surface having an angle of greater than 180° measured on the outside relative to the first tapered surface in a virtual cross section including an axis of the holder;
a first shoulder portion which is a boundary between the first tapered surface and the connecting surface;
a second tapered surface formed on the tip side of the connecting surface, the second tapered surface having an angle of less than 180° measured on the outside relative to the connecting surface in the imaginary cross section;
a ball house formed as an internal space between the first tapered surface, the connecting surface, and the second tapered surface;
a back hole formed as an internal space extending from a rear end of the holder to a vicinity of the ball house;
an ink hole having a circular cross section penetrating between the ball house and the back hole;
a plurality of channel grooves that are equally spaced around the ink hole so as to connect the bottom surface of the ball house and the ink hole;
A writing ball housed in the ball house;
a ball seat formed on a bottom surface of the ball house by transferring a part of the curved surface of the writing ball;
a crimped portion in which a tip portion of the second tapered surface is crimped inward;
A ballpoint pen tip including a second shoulder portion that is a boundary between the second tapered surface and the crimped portion; and
The rear end of the ballpoint pen tip is attached to a front end of the ink refill, which includes an ink reservoir tube filled with ink,
In a state where the writing ball is in contact with the ball seat,
a volume A (mm 3 ) of an annular portion of the holder that is located outside a virtual tangent line between the first shoulder portion and the writing ball in the virtual cross section;
The area B (mm 2 ) of the gap between the writing ball and the crimped portion as viewed from the tip,
The surface tension C of the ink (mN/m),
The Young's modulus D (GPa) of the holder, and
Between the diameter E (mm) of the writing ball,
(A x B x 108 ) / (C x D x E5 ) < 8
The present invention is characterized in that the following relationship holds:

(2)第2実施態様
上記の課題に鑑み、本願の第2実施態様のインクリフィルは、第1実施態様の構成に加え、前記筆記ボールが前記ボール受座に接触している状態において、前記第2肩部は、前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも外側に位置し、
前記筆記ボールが前記カシメ部の内面に接触している状態において、前記第2肩部は、前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも内側に位置することを特徴とする。
(2) Second embodiment In view of the above problems, the ink refill of the second embodiment of the present application has the same configuration as the first embodiment, and further has the following features: when the writing ball is in contact with the ball seat, the second shoulder is located outside a virtual tangent line between the first shoulder and the writing ball in the virtual cross section;
When the writing ball is in contact with the inner surface of the crimped portion, the second shoulder is located inside the imaginary tangent between the first shoulder and the writing ball in the imaginary cross section.

(3)第3実施態様
上記の課題に鑑み、本願の第3実施態様のインクリフィルは、第1実施態様又は第2実施態様の構成に加え、前記インクは、少なくとも着色剤と、水と、主骨格としての重合度2以上かつ6以下のポリグリセリンと、を含有するとともに、65モル以上120モル未満のアルキレンオキサイドが付加され、かつ、カルボン酸含有物とエステル結合しているアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルを全体の0.1質量%以上30質量%未満含有するとともに、
前記ボールペンチップは、前記バック孔の内部に収容されるとともに先端部分が前記筆記ボールを先端へ押圧する押圧棒として形成されているスプリングをさらに備えることを特徴とする。
(3) Third embodiment In view of the above problems, the ink refill of the third embodiment of the present application has, in addition to the configuration of the first or second embodiment, the ink contains at least a colorant, water, and polyglycerin having a degree of polymerization of 2 or more and 6 or less as a main skeleton, and contains 0.1% by mass or more and less than 30% by mass of alkylene oxide-added glycerin ester to which 65 moles or more and less than 120 moles of alkylene oxide are added and which is ester-bonded to a carboxylic acid-containing substance, and
The ballpoint pen tip further includes a spring that is housed inside the back hole and has a tip portion formed as a pressing rod that presses the writing ball toward the tip.

本発明に係るインクリフィルによれば、筆記時にカシメ部の肩が紙面に接触しても、カシメ部内周の変形に起因する直流を防止し得るとともに、筆記感の向上を果たすことができる。 The ink refill of the present invention can prevent direct current caused by deformation of the inner circumference of the crimped part, even if the shoulder of the crimped part comes into contact with the paper surface when writing, and can improve the writing feel.

本発明の実施形態に係るインクリフィルの一部断面正面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of an ink refill according to an embodiment of the present invention. 図1のインクリフィルに使用されるボールペンチップの一部断面正面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of a ballpoint pen tip used in the ink refill of FIG. 1 . 図2のボールペンチップの先端部分を拡大した正面断面図である。ただし、スプリングは省略してある。3 is an enlarged front cross-sectional view of the tip of the ballpoint pen tip of FIG. 2, with the spring omitted. 図3に示すボールペンチップについて、筆記ボールがスプリングで押圧されている状態を示した正面断面図である。ただし、スプリングは省略してある。4 is a front cross-sectional view of the ballpoint pen tip shown in Fig. 3, showing a state in which the writing ball is pressed by a spring, although the spring is omitted.

本発明の実施形態に係るインクリフィル10は、図1の一部断面正面図に示すように、ボールペンチップ20と、継手14と、インク収容管11とから構成される。インク収容管11は、ポリプロピレン製の管であり、その内部には25℃において剪断速度3.84sec-1における粘度が100~3,000mPa・secの水性のインク12が充填されている。 1, an ink refill 10 according to an embodiment of the present invention is composed of a ballpoint pen tip 20, a joint 14, and an ink reservoir 11. The ink reservoir 11 is a polypropylene tube, and is filled with a water-based ink 12 having a viscosity of 100 to 3,000 mPa·sec at a shear rate of 3.84 sec -1 at 25°C.

図2は、ボールペンチップ20の一部正面断面図である。また、図3は、図2のボールペンチップの先端部分を拡大した正面断面図であり、軸心40を含む仮想断面として表されている。ただし、図3においてはスプリング36が省略されている。ボールペンチップは、ステンレス鋼製の円柱材が切削されて形成されたホルダー21と、ホルダー21の先端に収容される筆記ボール35と、ホルダー21の内部に収容されるスプリング36とで構成される。ホルダー21の先端部分は先細に略円錐状に切削されて第1テーパー面22として形成され、さらにその先端側で内向きに径を減じた連結面23と、そこからさらに径を減じるように先端側に突出した第2テーパー面24とが形成されている。 Figure 2 is a partial front cross-sectional view of the ballpoint pen tip 20. Also, Figure 3 is an enlarged front cross-sectional view of the tip of the ballpoint pen tip of Figure 2, and is shown as a virtual cross section including the axis 40. However, in Figure 3, the spring 36 is omitted. The ballpoint pen tip is composed of a holder 21 formed by cutting a cylindrical material made of stainless steel, a writing ball 35 housed at the tip of the holder 21, and a spring 36 housed inside the holder 21. The tip of the holder 21 is cut into a tapered, approximately conical shape to form a first tapered surface 22, and further formed on the tip side is a connecting surface 23 whose diameter is reduced inward, and a second tapered surface 24 that protrudes toward the tip side so as to further reduce the diameter from there.

ホルダー21は、ボールペンチップ20から筆記ボール35を除いた本体部分であり、たとえば、本実施形態のようにステンレス鋼等の金属製の円柱材を切削することにより形成される。あるいは、用途によってはパイプ材の塑性変形加工及び切削加工により形成されることもある。このホルダー21の先端側を先細に切削した部分を第1テーパー面22という。ここでいう「先端」とは、ボールペンチップ20の筆記先端の側であり、またその反対側が「後端」である。ホルダー21の後端部分は外径を減じた被挿入部28として形成されていて、この部分が、図1に示すように継手14の先端側に挿入されている。 The holder 21 is the main body of the ballpoint pen tip 20 excluding the writing ball 35, and is formed, for example, by cutting a cylindrical metal material such as stainless steel as in this embodiment. Alternatively, depending on the application, it may be formed by plastic deformation processing and cutting processing of a pipe material. The part cut to a tapered shape at the tip side of the holder 21 is called the first tapered surface 22. The "tip" here refers to the side of the writing tip of the ballpoint pen tip 20, and the opposite side is the "rear end." The rear end portion of the holder 21 is formed as an inserted portion 28 with a reduced outer diameter, and this part is inserted into the tip side of the fitting 14 as shown in FIG. 1.

連結面23は、第1テーパー面22の先端側を縮径する面であって、第1テーパー面22と第2テーパー面24とを連結する面である。ここで、第1テーパー面22と連結面23とがなす角度は、ホルダー21の軸心40を含む仮想断面において外側で測定すると180°より大きい。すなわち、本実施形態に係るボールペンチップ20において、ホルダー21の軸心40を含むような断面が存在すると仮定する(これを「仮想断面」と称する。図3はこの仮想断面を示したものである。)。そして、当該仮想断面において、第1テーパー面22に由来する線分と連結面23に由来する線分とがなす角度を測定する場合、ホルダーの実体部分における角度が「内側」であるとすれば、もう一方の「外側」における角度(すなわち、ホルダーの実体部分でない方の角度であって、図3に示す角度α)が180°より大きい。ここで、第1テーパー面22と連結面23との境界、すなわち、上記の「角度α」の頂点をなす部分が第1肩部26である。 The connecting surface 23 is a surface that reduces the diameter of the tip side of the first tapered surface 22 and connects the first tapered surface 22 and the second tapered surface 24. Here, the angle between the first tapered surface 22 and the connecting surface 23 is greater than 180° when measured on the outside in a virtual cross section including the axis 40 of the holder 21. That is, in the ballpoint pen tip 20 according to this embodiment, it is assumed that there is a cross section that includes the axis 40 of the holder 21 (this is called a "virtual cross section". Figure 3 shows this virtual cross section). Then, when measuring the angle between the line segment derived from the first tapered surface 22 and the line segment derived from the connecting surface 23 in the virtual cross section, if the angle in the substantial part of the holder is the "inside", the angle in the other "outside" (i.e., the angle on the side that is not the substantial part of the holder, angle α shown in Figure 3) is greater than 180°. Here, the boundary between the first tapered surface 22 and the connecting surface 23, i.e., the portion that forms the apex of the above-mentioned "angle α", is the first shoulder portion 26.

第2テーパー面24は、連結面23の先端側がさらに先細になるように、連結面23から突出するように傾斜したテーパー形状の面である。ここで、連結面23と第2テーパー面24とがなす角度は、上記の仮想断面において同様に「外側」で測定すると(すなわち、図3に示す角度β)、180°より小さい。なお、この角度βは、180°より小さい角度であって、かつ、第2テーパー面24が先細になるような角度である。換言すると、この角度βは、180°より小さい角度で、かつ、第2テーパー面24がホルダー21の軸心40と平行となる角度よりも大きい角度である。 The second tapered surface 24 is a tapered surface that is inclined so as to protrude from the connecting surface 23 so that the tip side of the connecting surface 23 becomes further tapered. Here, the angle between the connecting surface 23 and the second tapered surface 24 is smaller than 180° when measured "outside" in the above virtual cross section (i.e., angle β shown in FIG. 3). Note that this angle β is an angle smaller than 180° and an angle at which the second tapered surface 24 becomes tapered. In other words, this angle β is an angle smaller than 180° and larger than the angle at which the second tapered surface 24 is parallel to the axis 40 of the holder 21.

さらに第1テーパー面22、連結面23及び第2テーパー面24の内側に抱持される筆記ボール35の先端部が第2テーパー面24の先端縁から露出するとともに、第2テーパー面24の小口が内方に押圧されて縮径変形されたカシメ部25として形成されている。ホルダー21の内部空間として形成されたバック孔32の内部には、コイルバネにより形成されたスプリング36が挿入されている。スプリング36の先端は先端に向け真っ直ぐに伸びた押圧棒37として形成されている。 The tip of the writing ball 35, which is held inside the first tapered surface 22, the connecting surface 23, and the second tapered surface 24, is exposed from the tip edge of the second tapered surface 24, and the end of the second tapered surface 24 is pressed inward to form a crimped portion 25 that has been reduced in diameter. A spring 36 formed from a coil spring is inserted inside the back hole 32, which is formed as the internal space of the holder 21. The tip of the spring 36 is formed as a push rod 37 that extends straight toward the tip.

ボールハウス29は、第1テーパー面22、連結面23及び第2テーパー面24が位置する部分の内周に当たる部分として先端側から形成された空間であり、この中に筆記ボール35が挿入される。なお、本実施形態のようにホルダー21が円柱材より形成される場合にはボールハウス29は先端からの切削加工で形成されるが、ホルダー21がパイプ材より形成される場合にはボールハウス29は外周からのポンチ加工による押圧変形された部分までの内部空間がそのまま利用されるか、あるいは若干内径を広げるべく切削加工することにより形成される。ボールハウス29の底面30は、漏斗様の形状を呈している。 The ball house 29 is a space formed from the tip side as a part that contacts the inner circumference of the part where the first tapered surface 22, the connecting surface 23, and the second tapered surface 24 are located, and the writing ball 35 is inserted into this space. When the holder 21 is made of a cylindrical material as in this embodiment, the ball house 29 is formed by cutting from the tip, but when the holder 21 is made of a pipe material, the ball house 29 is formed by using the internal space from the outer circumference up to the part that has been pressed and deformed by punching, or by cutting to slightly expand the inner diameter. The bottom surface 30 of the ball house 29 has a funnel-like shape.

バック孔32とは、図1に示すように、ホルダー21の後端からボールハウス29に達しない近傍(図3参照)までに達する中心孔である。なお、本実施形態のようにホルダー21が円柱材より形成される場合にはこのバック孔32は切削加工により形成されるが、ホルダー21がパイプ材より形成される場合には後端からボールハウス29までの内部空間がそのままバック孔32となる。この中をインク収容管11に収容されるインク12がボールハウス29まで誘導されることとなっている。 As shown in FIG. 1, the back hole 32 is a central hole that reaches from the rear end of the holder 21 to a position close to but not reaching the ball house 29 (see FIG. 3). When the holder 21 is made of a cylindrical material as in this embodiment, the back hole 32 is formed by cutting, but when the holder 21 is made of a pipe material, the internal space from the rear end to the ball house 29 becomes the back hole 32 as it is. The ink 12 contained in the ink containing tube 11 is guided through this hole to the ball house 29.

ボールハウス29とバック孔32との間は、バック孔32よりも小径な断面円形の孔であるインク孔33で連結されている。そして、このインク孔33の周囲には、軸方向の溝であるチャンネル溝34が複数本(本実施形態では4本)等配されている。本実施形態のように、ホルダー21が円柱材より形成される場合には、チャンネル溝34はボールハウス29の底面30からチャンネルツールによる切削加工で形成される。また、ホルダー21がパイプ材より形成される場合には、前記したボールハウス29の形成の際のポンチ加工で押圧変形した部位間の間隙がこのチャンネル溝34として利用される。 The ball house 29 and the back hole 32 are connected by an ink hole 33, which is a circular hole with a smaller diameter than the back hole 32. A plurality of channel grooves 34 (four in this embodiment), which are axial grooves, are evenly arranged around the ink hole 33. When the holder 21 is made of a cylindrical material as in this embodiment, the channel grooves 34 are formed by cutting the bottom surface 30 of the ball house 29 with a channel tool. When the holder 21 is made of a pipe material, the gap between the areas that are pressed and deformed by the punching process when forming the ball house 29 is used as the channel grooves 34.

バック孔32の先端まで誘導されたインク12は、インク孔33からこのチャンネル溝34を経由して、ボールハウス29へ至ることとなる。すなわち、チャンネル溝34は、筆記ボール35で底面30が閉塞されたボールハウス29と、インク孔33とを連絡する。なお、このチャンネル溝34は、使用するインク12が比較的高粘度で直流を起こしにくい場合には、インク12の流通の観点からバック孔32まで貫通させるのが望ましい。一方、使用するインク12が比較的低粘度で直流を起こしやすいものである場合には、バック孔32まで貫通させず、図3に示すようにインク孔33の途中で止めておくことが望ましい。 The ink 12 guided to the tip of the back hole 32 travels from the ink hole 33 through this channel groove 34 to the ball house 29. That is, the channel groove 34 connects the ball house 29, the bottom surface 30 of which is blocked by the writing ball 35, to the ink hole 33. If the ink 12 used is relatively highly viscous and unlikely to cause a direct current, it is desirable for the channel groove 34 to extend all the way to the back hole 32 from the viewpoint of the flow of the ink 12. On the other hand, if the ink 12 used is relatively low viscous and prone to cause a direct current, it is desirable for the channel groove 34 not to extend all the way to the back hole 32, but to stop midway at the ink hole 33, as shown in FIG. 3.

ここで、筆記ボール35は、超硬ステンレス鋼等の金属製球体であり、ボールハウス29に挿入される。ボールハウス29へ至ったインクは、筆記ボール35の表面に付着して筆記面に転写されることになる。 Here, the writing ball 35 is a metallic sphere made of ultra-hard stainless steel or the like, and is inserted into the ball house 29. The ink that reaches the ball house 29 adheres to the surface of the writing ball 35 and is transferred to the writing surface.

ボールハウス29に挿入された筆記ボール35が、いわゆる「タタキ加工」により後方に押圧されて、ボールハウス29の底面30に筆記ボール35の曲面の一部が転写されてできた凹曲面がボール受座31である。 The writing ball 35 inserted into the ball house 29 is pressed backwards by a process known as "pounding," and part of the curved surface of the writing ball 35 is transferred to the bottom surface 30 of the ball house 29, creating a concave curved surface that serves as the ball seat 31.

さらに、筆記ボール35がボールハウス29に挿入され、上記したタタキ加工を受けた後で、第2テーパー面24の小口が内方にカシメ加工されて内径を減じた部分がカシメ部25である。このカシメ部25は、筆記ボール35を抱持して落下を防止する構造である。このカシメ部25と第2テーパー面24との境界が第2肩部27である。 Furthermore, after the writing ball 35 is inserted into the ball house 29 and subjected to the above-mentioned hammering process, the end of the second tapered surface 24 is crimped inward to reduce the inside diameter, forming the crimped portion 25. This crimped portion 25 is structured to hold the writing ball 35 and prevent it from falling. The boundary between this crimped portion 25 and the second tapered surface 24 is the second shoulder portion 27.

図2に示すボールペンチップ20は、その被挿入部28を継手14に挿入した状態で、さらにその継手14を介して合成樹脂製のインク収容管11の先端に装着されて、インクリフィル10となる(図1参照)。インクリフィル10のインク収容管11には、インク12として水性ゲルインクが注入され、さらに後端からインク12が漏出するのを防止するため、グリース状のインク追従体13がインク12その後端に注入されている。 The ballpoint pen tip 20 shown in Figure 2 is attached to the tip of an ink reservoir tube 11 made of synthetic resin via the joint 14 with its inserted portion 28 inserted into the joint 14 to form an ink refill 10 (see Figure 1). Water-based gel ink is injected into the ink reservoir tube 11 of the ink refill 10 as the ink 12, and a grease-like ink follower 13 is injected into the rear end of the ink 12 to prevent the ink 12 from leaking out from the rear end.

上記の構造に加えて、前記仮想断面において、さらに、筆記ボールと第1肩部との接線が存在すると仮定すると(これを「仮想接線」と称する。)、
(A×B×10)/(C×D×E)<8
の関係が成立する。ここで、「A」は仮想断面における第1肩部と筆記ボールとの仮想接線よりも外側にある環状の部分の体積(単位:mm)であり、「B」は先端視における筆記ボールとカシメ部との隙間の面積(単位:mm)であり、「C」はインクの表面張力(単位:mN/m)であり、「D」はホルダーの縦弾性係数(ヤング率)(単位:GPa)であり、「E」は筆記ボールの直径(単位:mm)である。
In addition to the above structure, if it is further assumed that there is a tangent between the writing ball and the first shoulder portion in the imaginary cross section (this is referred to as a “virtual tangent”),
(A x B x 108 ) / (C x D x E5 ) < 8
Here, "A" is the volume (unit: mm 3 ) of the annular portion located outside the imaginary tangent between the first shoulder portion and the writing ball in the imaginary cross section, "B" is the area (unit: mm 2 ) of the gap between the writing ball and the crimped portion as viewed from the tip, "C" is the surface tension (unit: mN/m) of the ink, "D" is the longitudinal elastic modulus (Young's modulus) of the holder (unit: GPa), and "E" is the diameter (unit: mm) of the writing ball.

ここで、図3に示すように、筆記ボール35がボール受座31に接触している状態において、第2肩部27は、仮想断面における第1肩部26と筆記ボール35との仮想接線41よりも外側に位置している。そして、上記の体積Aとは、具体的には、この第2肩部27を含む部分であって、図3において「A」で示す三角形の領域が、軸心40の周囲を回転して得られる環状部分の体積である。この部分が仮想接線より外側にあることによって、紙面に対する筆記角度が小さい場合、第1肩部26よりも先にこの第2肩部27の近傍の部分が紙面に当たることになる。 As shown in FIG. 3, when the writing ball 35 is in contact with the ball seat 31, the second shoulder 27 is located outside the imaginary tangent 41 between the first shoulder 26 and the writing ball 35 in the imaginary cross section. The above volume A is specifically the portion including the second shoulder 27, and is the volume of the annular portion obtained by rotating the triangular area indicated by "A" in FIG. 3 around the axis 40. Since this portion is located outside the imaginary tangent, when the writing angle with respect to the paper surface is small, the portion near the second shoulder 27 will hit the paper surface before the first shoulder 26.

ここで、第1肩部26の前後である第1テーパー面22及び連結面23は切削加工により形成されるため表面粗さが比較的大きな値となっている。これに対し、第2肩部27より先端側のカシメ部25は塑性変形により形成されるため、第1肩部26の近傍よりもより鏡面に近く滑らかに加工されている。よって、第2肩部27が仮想接線より内側にある場合に比べると、筆記角度が小さい場合に、筆記面は粗面である第1肩部26に接触するよりも先に滑面である第2肩部27に接触するため、より滑らかな筆記感が得られることとなっている。 The first tapered surface 22 and the connecting surface 23 in front of and behind the first shoulder 26 are formed by cutting, and therefore have a relatively large surface roughness. In contrast, the crimped portion 25 on the tip side of the second shoulder 27 is formed by plastic deformation, and is machined to be smoother and closer to a mirror surface than the vicinity of the first shoulder 26. Therefore, compared to when the second shoulder 27 is located inside the imaginary tangent, when the writing angle is small, the writing surface comes into contact with the smooth second shoulder 27 before coming into contact with the rough first shoulder 26, resulting in a smoother writing feel.

筆記ボール35の体積に対する体積Aの割合については、1%未満の場合、筆記に伴う摩耗によって第2肩部27が第1肩部26よりも先に筆記面に接触することによる滑らかな筆記感が速やかに失われることになる。一方、15%以上の場合、第2肩部27による筆記時の引っかかり感がかえって大きくなる。よって、上記したような滑らかな筆記感という本発明の効果を得るためには、筆記ボールの体積に対する体積Aの割合は1%~15%が好ましい。 If the ratio of volume A to the volume of the writing ball 35 is less than 1%, the smooth writing feel caused by the second shoulder 27 contacting the writing surface before the first shoulder 26 due to wear caused by writing will be quickly lost. On the other hand, if it is 15% or more, the feeling of the second shoulder 27 catching when writing will actually become greater. Therefore, in order to obtain the effect of the present invention of a smooth writing feel as described above, it is preferable that the ratio of volume A to the volume of the writing ball is 1% to 15%.

上述の面積Bについては、筆記ボール35の断面積に対して5%未満の場合、筆記描線が薄くなり、一方15%以上の場合は直流の防止効果が十分に発揮できない。よって、筆記ボール35の断面積に対する面積Bの割合は、5%以上かつ15%未満が好ましい。 If the above-mentioned area B is less than 5% of the cross-sectional area of the writing ball 35, the written line will be thin, while if it is 15% or more, the effect of preventing direct current will not be sufficient. Therefore, it is preferable that the ratio of area B to the cross-sectional area of the writing ball 35 is 5% or more and less than 15%.

ホルダー21は、非鉛の金属材料で形成されることが好ましい。この材料で形成されるホルダー21の縦弾性係数(ヤング率)Dについては、金属材料の塑性域に該当する190GPa未満の場合は、筆記先端に落下等による衝撃が加わった際、塑性変形が起こるため弾性回復が起こりにくい。一方、縦弾性係数Dが210GPa以上の場合、金属材料をホルダー21に加工することが困難である。よって、ホルダー21の縦弾性係数Dは190GPa以上かつ210GPa未満とすることが好ましい。 The holder 21 is preferably made of a non-lead metal material. If the Young's modulus D of the holder 21 made of this material is less than 190 GPa, which is in the plastic region of the metal material, plastic deformation occurs when the writing tip is subjected to an impact due to being dropped, etc., and elastic recovery is unlikely to occur. On the other hand, if the Young's modulus D is 210 GPa or more, it is difficult to process the metal material into the holder 21. Therefore, it is preferable that the Young's modulus D of the holder 21 is 190 GPa or more and less than 210 GPa.

カシメ部25は、表面の算術平均高さSaを10nm以下とすることが好ましい。カシメ部25の端面から筆記ボール35の先端までの出寸法は、筆記ボール35の直径に対して30%以上とすることが好ましい。カシメ部25の内面には、ボールハウス内を気密するために、筆記ボール35に沿ったシール面25aが形成されている。シール面25aの軸線方向の長さCは5μm以上かつ30μm未満であることが好ましい。 The arithmetic mean surface height Sa of the crimped portion 25 is preferably 10 nm or less. The projection dimension from the end face of the crimped portion 25 to the tip of the writing ball 35 is preferably 30% or more of the diameter of the writing ball 35. A seal surface 25a is formed on the inner surface of the crimped portion 25 along the writing ball 35 to make the ball house airtight. The axial length C of the seal surface 25a is preferably 5 μm or more and less than 30 μm.

なお、図3においては筆記ボール35を先端方向に付勢しているスプリング36の押圧棒37は省略されているが、この図3は、筆記の際に筆記面によって筆記ボール35が後端方向に押圧されてボール受座31と接触している状態を示している。これに対し、非筆記時においては、図4に示すように、筆記ボール35は、やはり図示が省略されているスプリング36の押圧棒37により先端方向に押圧され、カシメ部25の内面、すなわちシール面25aと接触した状態となっている。これによって、ボールハウス29は外部と遮断され、直流が防止されている。この状態において、第2肩部27は、軸心40(図3参照)を含む仮想断面における第1肩部26と筆記ボール35との仮想接線42よりも内側に位置している。 In addition, the pressure rod 37 of the spring 36 that biases the writing ball 35 toward the tip is omitted in FIG. 3, but FIG. 3 shows the state in which the writing ball 35 is pressed toward the rear end by the writing surface during writing and is in contact with the ball seat 31. In contrast, when not writing, as shown in FIG. 4, the writing ball 35 is pressed toward the tip by the pressure rod 37 of the spring 36, which is also omitted from the illustration, and is in contact with the inner surface of the crimped portion 25, i.e., the seal surface 25a. This isolates the ball house 29 from the outside, preventing direct current. In this state, the second shoulder 27 is located inside the imaginary tangent 42 between the first shoulder 26 and the writing ball 35 in an imaginary cross section including the axis 40 (see FIG. 3).

本実施形態のインク12は、少なくとも着色剤と、水とを含有するインクにおいて、主骨格が重合度2以上かつ6以下のポリグリセリンであり、65モル以上120モル以下のアルキレンオキサイドが付加され、かつ、カルボン酸含有物とエステル結合しているアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルを全体の0.1質量%以上30質量%未満含有している。 In the ink 12 of this embodiment, the ink contains at least a colorant and water, and contains 0.1% by mass or more and less than 30% by mass of alkylene oxide-added glycerin ester, which has a main skeleton of polyglycerin with a degree of polymerization of 2 or more and 6 or less, has 65 moles or more and 120 moles or less of alkylene oxide added thereto, and is ester-bonded to a carboxylic acid-containing substance.

実施形態に用いるアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルは、長期保管においてもインク物性が経時的に変化することがなく、書き味、非滲み性及び描線乾燥性を向上させるために含有するものであり、主骨格が重合度2以上かつ6以下のポリグリセリンであり、65モル以上120モル以下のアルキレンオキサイドが付加され、カルボン酸含有物とエステル結合しているものである。このアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルは、重合度が2以上かつ6以下のポリグリセリンと65モル以上120モル以下のアルキレンオキサイド及びカルボン酸含有物とを反応して得られるものである。 The alkylene oxide-added glycerin ester used in the embodiment is contained in order to improve the writing feel, non-bleeding and line drying properties, without causing any change in the ink properties over time even during long-term storage, and is a polyglycerin having a main skeleton with a degree of polymerization of 2 to 6, with 65 to 120 moles of alkylene oxide added thereto and ester-bonded to a carboxylic acid-containing substance. This alkylene oxide-added glycerin ester is obtained by reacting a polyglycerin having a degree of polymerization of 2 to 6 with 65 to 120 moles of alkylene oxide and a carboxylic acid-containing substance.

実施形態において、グリセリン骨格となる、用いるポリグリセリンの重合度は、2以上かつ6以下が望ましい。この重合度が6を超えると、分子全体のかさ高さが大きくなり、書き味、描線の非滲み性が向上するが、乾かなくなり結果として手が汚れる等の問題が生じることとなる。 In an embodiment, the degree of polymerization of the polyglycerin used, which is the glycerin skeleton, is preferably 2 or more and 6 or less. If the degree of polymerization exceeds 6, the bulkiness of the entire molecule increases, improving the writing feel and the non-bleeding properties of the drawn lines, but it will not dry, resulting in problems such as dirtying the hands.

実施形態において、用いるアルキレンオキサイドは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどの少なくとも1種(各単独又は2種以上の組み合わせ、以下同様)が挙げられ、好ましくは、アルキレンオキサイドの親水度の点からエチレンオキサイドが望ましい。このアルキレンオキサイドの付加モル数は、65~120モルが望ましい。この付加モル数が65モル未満であると、非滲み性が低下すると共に、紙面の膨潤度が低いため、書き味の飛躍的な向上が見込めず、また、顔料インクに用いる場合、分散性が低下することとなる。一方、付加モル数が120モルを超えると、インク粘度が上昇するため、特に低粘度インクを設計する場合、含有量を少なくする必要があり、目的の書き味、非滲み性が発揮できないこととなる。また、顔料インクに使用する場合、顔料分散安定性を図るための含有量を確保するには、インク粘度上昇が避けられず、結果として含有量を減らすこととなり、分散安定性が確保できないものとなる。更に、インクにせん断減粘性を付与する場合は、低粘度インクより粘度に関しては余裕があるが、粘度付与剤含有前の粘度が高くなってしまうため、結果として粘度付与剤の含有量を減らすこととなり、特に顔料インクに含有する場合、経時にて顔料が沈降することとなる。 In the embodiment, the alkylene oxide used may be at least one of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. (each alone or in combination of two or more, the same applies below), and preferably ethylene oxide is preferable from the viewpoint of the hydrophilicity of the alkylene oxide. The number of moles added of this alkylene oxide is preferably 65 to 120 moles. If the number of moles added is less than 65 moles, the non-bleeding property decreases and the swelling degree of the paper surface is low, so that a dramatic improvement in the writing feel cannot be expected, and when used in a pigment ink, the dispersibility decreases. On the other hand, if the number of moles added exceeds 120 moles, the ink viscosity increases, and therefore, especially when designing a low-viscosity ink, the content must be reduced, and the desired writing feel and non-bleeding property cannot be achieved. Furthermore, when used in a pigment ink, in order to ensure the content required for pigment dispersion stability, an increase in the ink viscosity is unavoidable, and as a result, the content is reduced, and dispersion stability cannot be ensured. Furthermore, when imparting shear thinning properties to an ink, there is more leeway in terms of viscosity than with low-viscosity inks, but the viscosity before the viscosity imparting agent is added is higher, which results in a reduction in the amount of viscosity imparting agent contained, and particularly when the viscosity imparting agent is added to a pigment ink, this can cause the pigment to settle over time.

実施形態において、用いるカルボン酸含有物としては、たとえば、脂肪酸、芳香族カルボン酸などの少なくとも1種が挙げられる。用いる脂肪酸は、直鎖状又は分岐状、又は、飽和若しくは不飽和の何れの脂肪酸であってもよく、実施形態の効果の更なる向上の点から、炭素数4~25である脂肪酸が好ましく、更に好ましくは、炭素数8~20である脂肪酸が望ましく、たとえば、カプリン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸などが挙げられる。
芳香族カルボン酸としては、安息香酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、また、アルキル、ハロゲン、アルコキシなどの置換基を有するものであってもよいものである。
In the embodiment, the carboxylic acid-containing substance used may be, for example, at least one of fatty acids, aromatic carboxylic acids, etc. The fatty acid used may be either linear or branched, or saturated or unsaturated, and from the viewpoint of further improving the effects of the embodiment, fatty acids having 4 to 25 carbon atoms are preferred, and fatty acids having 8 to 20 carbon atoms are more preferred, such as capric acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, hydroxystearic acid, oleic acid, etc.
Examples of aromatic carboxylic acids include benzoic acid, α-naphthalenecarboxylic acid, β-naphthalenecarboxylic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acid, and 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, and these may have a substituent such as an alkyl group, a halogen group, or an alkoxy group.

なお、炭素数4未満の脂肪酸である場合、相対的に分子中に占める親水性度が高くなって、描線乾燥性が低下することがあり、また、顔料インクに含有する場合、顔料吸着能力が低下するため顔料分散性が低下することがある。一方、炭素数が25を超える脂肪酸であると、アルキレンオキサイドの付加モル数と同様に、インク粘度が上昇し、インク粘度設計上制約が生じることとなる。 Fatty acids with less than 4 carbon atoms tend to have a relatively high hydrophilicity in the molecule, which can lead to poor line drying, and when contained in a pigment ink, can lead to poor pigment dispersibility due to a reduced pigment adsorption capacity. On the other hand, fatty acids with more than 25 carbon atoms tend to increase the ink viscosity, similar to the number of moles of alkylene oxide added, which places restrictions on ink viscosity design.

実施形態のアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルにおいて、好ましくは、分子の親水性度、顔料インクの場合の顔料吸着性、インク粘度設計の点から、カルボン酸含有物のモル数をX、グリセリンの重合度をYとした場合、X/〔Y+2〕、すなわち、エステル化度(エステル数/水酸基数)は、0.30~0.60とすることが望ましい。 In the alkylene oxide-added glycerin ester of the embodiment, it is preferable that, from the viewpoints of the hydrophilicity of the molecule, the pigment adsorption in the case of a pigment ink, and the ink viscosity design, when the number of moles of the carboxylic acid-containing substance is X and the degree of polymerization of glycerin is Y, X/[Y+2], i.e., the degree of esterification (number of esters/number of hydroxyl groups), is 0.30 to 0.60.

実施形態のアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルは、上述の如く、重合度が2~6であるポリグリセリンと65~120モルのアルキレンオキサイド及びカルボン酸含有物とを反応することにより、主骨格がグリセリンからなり、65~20モルのアルキレンオキサイドが付加され、カルボン酸含有物とエステル結合している構成となるものであり、そのHLBは、16~20のものが望ましい。 As described above, the alkylene oxide-added glycerin ester of the embodiment is produced by reacting polyglycerin having a degree of polymerization of 2 to 6 with 65 to 120 moles of alkylene oxide and a carboxylic acid-containing substance, so that the main skeleton is made of glycerin, 65 to 20 moles of alkylene oxide are added, and the ester bond is formed with the carboxylic acid-containing substance. The HLB of the glycerin ester is preferably 16 to 20.

このHLBが16未満であると、アルキレンオキサイドの付加モル数が少なく、アルキル基、芳香族付加モル数が多くなる方向になり、書き味低下を引き起こすこととなり、また、顔料インクに用いる場合、分散安定性低下を引き起こすこととなる。一方、HLBが20を超えると、アルキレンオキサイドの付加モル数が多くなる方向になるため、インク粘度の上昇等でインク粘度設計上制約が生じることとなる。 If the HLB is less than 16, the number of moles of alkylene oxide added will be small and the number of moles of alkyl and aromatic groups added will tend to be large, resulting in a poor writing feel and, when used in pigment inks, a decrease in dispersion stability. On the other hand, if the HLB is more than 20, the number of moles of alkylene oxide added will tend to be large, resulting in an increase in ink viscosity, which will place restrictions on ink viscosity design.

実施形態のアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルの平均分子量は、3000~9000のものが望ましい。この平均分子量が3000未満になると、紙面への浸透成分にあたる疎水基不足による描線乾燥性の低下を招くこととなり、また、顔料インクでは顔料分散性に劣ることとなり、一方、平均分子量が9000を超えると、インク粘度の上昇等でインク粘度設計上制約が生じることとなる。 The average molecular weight of the alkylene oxide-added glycerin ester in the embodiment is preferably 3000 to 9000. If the average molecular weight is less than 3000, the line drying will be reduced due to a lack of hydrophobic groups, which are the components that penetrate the paper surface, and the pigment dispersibility will be poor in pigment inks. On the other hand, if the average molecular weight exceeds 9000, the ink viscosity will increase, resulting in restrictions on ink viscosity design.

実施形態のアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルの含有量は、インク組成物全量に対して、1~10質量%とすることが望ましい。この含有量が1質量%未満であると、書き味向上が図れず、一方、10質量%を越えると、ニュートン性インクの場合、粘度が高くなり目標粘度に設定できない。また、非ニュートンインクの場合、目標粘度に設定する際、非ニュートン性付与剤の含有量を制限する必要があり、結果としてネットワーク構造が強固なものにならず、顔料沈降等の問題が発生することとなる。 In the embodiment, the content of the alkylene oxide-added glycerin ester is desirably 1 to 10% by mass relative to the total amount of the ink composition. If the content is less than 1% by mass, the writing feel cannot be improved, while if it exceeds 10% by mass, in the case of Newtonian ink, the viscosity becomes too high and the target viscosity cannot be set. In addition, in the case of non-Newtonian ink, when setting the target viscosity, it is necessary to limit the content of the non-Newtonian agent, which results in a weak network structure and problems such as pigment sedimentation.

実施形態に用いる着色剤としては、無機系及び有機系顔料、水溶性染料又は低濃度で水に溶解する油溶性染料の中から任意のものを使用することができる。油溶性染料を用いる場合は、ビヒクル中に有機溶剤を溶解させることで染料の溶解性を向上させることが可能となる。無機系顔料としては、たとえば、酸化チタン、カーボンブラック、金属粉などが挙げられ、また、有機系顔料としては、たとえばアゾレーキ、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、二トロ顔料、ニトロソ顔料などが挙げられる。水溶性染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料のいずれも用いることができる。 As the colorant used in the embodiment, any one of inorganic and organic pigments, water-soluble dyes, and oil-soluble dyes that dissolve in water at low concentrations can be used. When an oil-soluble dye is used, the solubility of the dye can be improved by dissolving an organic solvent in the vehicle. Examples of inorganic pigments include titanium oxide, carbon black, and metal powder, and examples of organic pigments include azo lakes, insoluble azo pigments, chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dye lakes, nitro pigments, and nitroso pigments. As the water-soluble dyes, any of direct dyes, acid dyes, food dyes, and basic dyes can be used.

これらの着色剤の含有量は、インク12の組成の全量に対して、1~15質量%の範囲とすることが望ましい。この着色剤の含有量が15質量%を越えると、長期に保存した場合、顔料が凝集してしまったり、染料が析出したりしてペン先に詰まり、筆記不良を起こすこととなり、また、1質量%未満では、着色が弱くなり、紙に書いた時の色相が分からなくなってしまうので好ましくない。 It is desirable that the content of these colorants be in the range of 1 to 15% by mass of the total composition of the ink 12. If the content of these colorants exceeds 15% by mass, the pigments may aggregate or the dyes may precipitate, clogging the pen tip and causing poor writing results when stored for a long period of time. Also, if the content is less than 1% by mass, the coloring will be weak and the hue will be difficult to discern when written on paper, which is undesirable.

実施形態のインク12のpHに関しては、インク組成物のpHを7~10の範囲に調製することが好ましい(測定温度:25℃、測定器:ホリバ社製pHメーター)。インク12のpHを上記範囲に調製するのは、ボールペンチップが金属材料を用いた場合の防錆とともに、顔料の分散に仕様する分散剤の凝集や着色剤として使用する酸性染料の未溶解を防ぐためである。 Regarding the pH of ink 12 in this embodiment, it is preferable to adjust the pH of the ink composition to a range of 7 to 10 (measurement temperature: 25°C, measuring device: Horiba pH meter). The pH of ink 12 is adjusted to the above range to prevent rust when the ballpoint pen tip is made of a metal material, as well as to prevent aggregation of the dispersant used to disperse the pigment and the acid dye used as a colorant from remaining undissolved.

実施形態のインク12の粘度は、幅広い粘度領域で用いることができる。ニュートン粘性インク粘度が1~10mPa・Sのような低粘度インクの場合は、非滲み性、書き味に効果が見られる。粘度が10~100mPa・s程度のインクに関しても低粘度インクと同様な効果が期待できる。非ニュートン粘性インクで剪断速度3.84s-1におけるインク粘度が100~4000mPa・s程度の場合、非ニュートン性付与剤と強固なネットワーク構造を構築し、物性安定性を図ることができる。 The ink 12 of the embodiment can be used in a wide range of viscosities. In the case of low-viscosity inks, such as inks with a Newtonian viscosity of 1 to 10 mPa·s, effects are seen in terms of non-bleeding and writing feel. Effects similar to those of low-viscosity inks can be expected for inks with a viscosity of about 10 to 100 mPa·s. In the case of non-Newtonian viscosity inks, when the ink viscosity at a shear rate of 3.84 s-1 is about 100 to 4000 mPa·s, a strong network structure can be constructed with the non-Newtonian agent, and physical property stability can be achieved.

インク12の表面張力は、30~40mN/m(測定温度:25℃、測定機器:協和界面科学社製、表面張力測定器)の範囲で設定することが好ましい。インク12の表面張力が上記の範囲を下回ると(各範囲の最小値未満であると)、筆記描線が滲みやすくなったり、直流・吹き出し等を生じることがあり、上記の好ましい範囲を越えると、ペンの書き味や流量安定性が低下することがある。 The surface tension of the ink 12 is preferably set in the range of 30 to 40 mN/m (measurement temperature: 25°C, measurement equipment: surface tension meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). If the surface tension of the ink 12 falls below the above ranges (below the minimum value of each range), the written lines may be prone to bleeding, or direct currents or blowing may occur, while if the surface tension exceeds the above preferred ranges, the writing feel of the pen and the flow rate stability may deteriorate.

なお、実施形態のインク12においては、筆記先端の乾燥を防ぐための保湿剤として、必要に応じて水溶性有機溶剤を用いることができる。グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンなどの誘導体は、その保湿効果より有機溶剤と同様な効果を得る目的でインク中に含有することができる。これらの水溶性有機溶剤の含有量は、インク12の組成の全量に対して、5~40質量%の範囲とすることが望ましい。この水溶性有機溶剤の含有量が40質量%を越えると、描線が乾きづらくなり、好ましくない。 In the ink 12 of the embodiment, a water-soluble organic solvent can be used as a moisturizer to prevent the writing tip from drying out, if necessary. Derivatives of glycerin, diglycerin, polyglycerin, etc. can be contained in the ink in order to obtain an effect similar to that of organic solvents through their moisturizing effect. The content of these water-soluble organic solvents is preferably in the range of 5 to 40% by mass of the total composition of the ink 12. If the content of this water-soluble organic solvent exceeds 40% by mass, the drawn lines will be difficult to dry, which is not preferable.

また、実施形態のインク12においては、筆記先端の乾燥を防ぐための保湿剤として、必要に応じて糖類、尿素誘導体等を用いることができる。保湿剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また、2種類以上組み合わせて用いてもよい。 In addition, in the ink 12 of the embodiment, sugars, urea derivatives, etc. can be used as necessary as a humectant to prevent the writing tip from drying out. The humectants may be used alone or in combination of two or more types.

これらの糖類、尿素誘導体等の保湿剤の含有量は、インクの組成の全量に対して、0.25~10質量%とすることが望ましい。この保湿剤の含有量が0.25質量%未満であると、保湿剤としての効果が発揮されず、一方、10質量%を越えると、インク粘度増加、描線乾燥性の低下を招くこととなる。 The content of these humectants, such as sugars and urea derivatives, is preferably 0.25 to 10% by mass of the total ink composition. If the content of this humectant is less than 0.25% by mass, it will not be effective as a humectant, while if it exceeds 10% by mass, it will increase the ink viscosity and reduce the drying time of the drawn lines.

以上の他、実施形態のインク12には、必要に応じて、潤滑剤、防腐剤、pH調節剤、水溶性アルカリ溶解樹脂、樹脂エマルジョン、腐食抑制剤、酸化防止剤、増粘剤を含有させることができ、残部は水(イオン交換水、精製水、蒸留水、純水、超純水等)で調整される。 In addition to the above, the ink 12 of the embodiment may contain lubricants, preservatives, pH adjusters, water-soluble alkali-soluble resins, resin emulsions, corrosion inhibitors, antioxidants, and thickeners as necessary, with the remainder being adjusted to water (ion-exchanged water, purified water, distilled water, pure water, ultrapure water, etc.).

潤滑剤としては、たとえば、リノール酸カリウム、リシノール酸ナトリウム、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、その他、以下に示すノニオン系、アニオン系、両性界面活性剤を挙げることができる。これらの含有量は、特に低粘度インク(10mPa・s程度)の場合は、非滲み性の観点から、インク組成物全量に対して、0.01~2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.05~1.5質量%、特に望ましくは0.1~1.2質量%とすることが望ましく、非ニュートン粘性で100~4000mPa・s(剪断速度3.84s-1の場合)の際は、その粘度効果より含有量を制限しなくともよい。 Examples of lubricants include fatty acid salts such as potassium linoleate, sodium ricinoleate, potassium oleate, and sodium oleate, as well as the nonionic, anionic, and amphoteric surfactants shown below. In particular, in the case of low-viscosity inks (about 10 mPa·s), the content of these is preferably 0.01 to 2.0% by mass, more preferably 0.05 to 1.5% by mass, and particularly preferably 0.1 to 1.2% by mass, based on the total amount of the ink composition, from the viewpoint of non-bleeding. In the case of inks with non-Newtonian viscosity of 100 to 4000 mPa·s (at a shear rate of 3.84 s -1 ), the content does not need to be limited due to the viscosity effect.

防腐剤としては、たとえば、フェノール、イソプロピルメチルフェノール、ペンタクロロフェノールナトリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、2-ピリヂンチオール-1-オキサイドナトリウム塩、1,2-ベンズイソチアゾン-3-オン、5-クロル-2-メチル-4-イソチアゾン-3-オン、2,4-チアゾリンベンズイミダゾール、パラオキシ安息香酸エステルなどが挙げられる。 Examples of preservatives include phenol, isopropylmethylphenol, sodium pentachlorophenol, benzoic acid, sodium benzoate, dehydroacetic acid, sodium dehydroacetate, sorbic acid, potassium sorbate, 2-pyridinthiol-1-oxide sodium salt, 1,2-benzisothiazon-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazon-3-one, 2,4-thiazoline benzimidazole, and paraoxybenzoic acid esters.

pH調節剤としては、アミン又は塩基、たとえば、アミノ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等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物の無機アルカリ剤、アンモニアなどが挙げられる。 Examples of pH regulators include amines or bases, such as various organic amines such as aminotriethanolamine, monoethanolamine, and diethanolamine, inorganic alkali agents such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide, and potassium hydroxide, and ammonia.

水溶性アルカリ溶解樹脂又は樹脂エマルジョンは、主として粘度調整剤、耐水化剤としての働きを期待して含有するものであり、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリレート、ベンゾグアナミン樹脂、スチレン・アクリロトリル共重合体、変性アクリルメチルメタクリレート・スチレン共重合体、アクリル酸アルキルエステル共重合物、アクリロニトリル・アクリル酸アルキルエステル共重合物、スチレン・アクリル酸アルキルエステル共重合物、スチレン・メタクリル酸アルキルエステル・アクリル酸アルキルエステル共重合物、スチレン・アクリロニトリル・メタクリル酸アルキルエステル・アクリル酸アルキルエステル共重合物、メタクリル酸アルキルエステル・アクリル酸アルキルエステル共重合物、アクリル酸・メタクリル酸・アクリル酸アルキルエステル共重合物、塩化ビニリデン・アクリル酸アルキルエステル共重合物などが挙げられる。 Water-soluble alkali-soluble resins or resin emulsions are contained mainly in the hope of acting as viscosity adjusters and water-resistant agents, and examples thereof include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyethylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, benzoguanamine resin, styrene-acrylotryl copolymers, modified acrylic methyl methacrylate-styrene copolymers, acrylic acid alkyl ester copolymers, acrylonitrile-acrylic acid alkyl ester copolymers, styrene-acrylic acid alkyl ester copolymers, styrene-methacrylic acid alkyl ester-acrylic acid alkyl ester copolymers, styrene-acrylonitrile-methacrylic acid alkyl ester-acrylic acid alkyl ester copolymers, methacrylic acid alkyl ester-acrylic acid alkyl ester copolymers, acrylic acid-methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymers, methacrylic acid alkyl ester-acrylic acid alkyl ester copolymers, acrylic acid-methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymers, vinylidene chloride-acrylic acid alkyl ester copolymers, etc.

酸化防止剤は、主に実施形態のエステル化合物の加水分解性を抑制したり、ボールペン軸等の筆記具内の気体膨張による不具合を解消するために用いるものである。具体的には、L-アスコルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸ナトリウム、ビニルピロリドンオリゴマー、トコフェノールなどのポリフェノール類、カテキン、フラバンジェノール、BHT(ジブチルヒドロキシトルエン)、BHA(ブチルヒドロキシアニソール)、アセチルシステインなどの少なくとも1種が挙げられる。 The antioxidant is used mainly to suppress the hydrolysis of the ester compound of the embodiment and to eliminate problems caused by gas expansion inside a writing instrument such as a ballpoint pen barrel. Specific examples include at least one of sodium L-ascorbate, sodium erythorbate, vinylpyrrolidone oligomer, polyphenols such as tocophenol, catechin, flavangenol, BHT (dibutylhydroxytoluene), BHA (butylhydroxyanisole), and acetylcysteine.

増粘剤は、有機系増粘剤と無機系増粘剤に大別されるが、有機系増粘剤としては、たとえば、アクリル系合成高分子、天然ガム、セルロース、多糖類が使用できる。具体的には、アラビアガム、トラガカントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、カゼインクサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、アルカラン、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、デンプングリコール酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレンオキサイド、酢酸ビニルとポリビニルピロリドンの共重合体、架橋型アクリル酸重合体、アクリル膨潤会合性エマルション、スチレン・アクリル酸共重合体の塩などが挙げられる。無機系増粘剤としては、たとえば、スメクタイト、ベントナイト、ケイソウ土等の粘土類、二酸化珪素等の微少粒体等が挙げられる。これらの増粘剤の含有量は、インクの粘度値により適宜増減される。 Thickeners are broadly classified into organic and inorganic thickeners. Examples of organic thickeners include acrylic synthetic polymers, natural gums, cellulose, and polysaccharides. Specific examples include gum arabic, tragacanth gum, guar gum, locust bean gum, alginic acid, carrageenan, gelatin, casein gum, welan gum, succinoglycan, alcalan, dextran, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, sodium starch glycolate, propylene glycol alginate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl methyl ether, sodium polyacrylate, carboxyvinyl polymer, polyethylene oxide, copolymers of vinyl acetate and polyvinylpyrrolidone, crosslinked acrylic acid polymers, acrylic swelling associative emulsions, and salts of styrene-acrylic acid copolymers. Examples of inorganic thickeners include clays such as smectite, bentonite, and diatomaceous earth, and fine particles such as silicon dioxide. The amount of these thickeners added can be adjusted according to the viscosity of the ink.

腐食抑制剤としては、たとえば、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等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、2-メルカプトベンゾチアゾール、オクチルメタンスルホン酸、ジシクロへ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などが挙げられる。 Examples of corrosion inhibitors include tolyltriazole, benzotriazole and its derivatives, fatty acid phosphorus derivatives such as octyl phosphate and dioctyl thiophosphate, imidazole, benzimidazole and its derivatives, 2-mercaptobenzothiazole, octyl methanesulfonic acid, dicyclohexylammonium nitrite, diisopropylammonium nitrite, propargyl alcohol, and dialkylthiourea.

実施例として、2種類のインクを用いたインクリフィルについて直流試験及び引っかかり感の官能試験による評価を行った。 As an example, ink refills using two types of ink were evaluated using a direct current test and a sensory test for the feeling of adhesion.

(1)インク1
インク1は、以下の組成とした。
色材(ウォーターブラック):5質量%
溶剤(エチレングリコール):20質量%
ph調整剤(トリエタノールアミン):0.3質量%
ph調整剤(アミノメチルプロパノール):0.1質量%
防腐剤(2-ベンズイソチアゾリン-3-オン):0.1質量%
防錆剤(ベンゾトリアゾール):0.3質量%
増粘剤(キサンタンガム):0.4質量%
糖類(グルコース):2質量%
アセチレンオキサイド付加グリセリンエステル(分子量5043、HLB18):3質量%
精製水:残部
(1) Ink 1
Ink 1 had the following composition:
Color material (water black): 5% by mass
Solvent (ethylene glycol): 20% by mass
pH adjuster (triethanolamine): 0.3% by mass
pH adjuster (aminomethylpropanol): 0.1% by mass
Preservative (2-benzisothiazolin-3-one): 0.1% by mass
Rust inhibitor (benzotriazole): 0.3% by mass
Thickener (xanthan gum): 0.4% by mass
Sugars (glucose): 2% by mass
Acetylene oxide-added glycerin ester (molecular weight 5043, HLB 18): 3% by mass
Purified water: remainder

上記組成のインク1を、測定温度25℃において、測定器としてELD・EMD型粘度計(トキメック)を用いて測定した粘度は、回転数1rpmで1500mPa・s、及び、回転数50rpmで230mPa・sであった。また、pH測定器(ホリバ)を用いて25℃で測定したインク1のpHは8.5であった。さらに、インク1の表面張力(C)は32mN/mであった。 The viscosity of ink 1 having the above composition was measured at a measurement temperature of 25°C using an ELD-EMD viscometer (Tokimec) as a measuring instrument, and was 1500 mPa·s at a rotation speed of 1 rpm and 230 mPa·s at a rotation speed of 50 rpm. The pH of ink 1 was measured at 25°C using a pH measuring instrument (Horiba) and was 8.5. Furthermore, the surface tension (C) of ink 1 was 32 mN/m.

このインク1を、図1に示すようなインクリフィルのインク収容管に充填した。インク収容管の先端に装着されるボールペンチップは、ステンレスで形成されたホルダーにボール径(E)0.7mmの筆記ボールが収容されたものであった。このホルダーのヤング率(D)は200GPaであった。また、筆記ボールを押圧するスプリングの押し荷重は平均15g重(0.15N)であった。 This ink 1 was filled into the ink reservoir of an ink refill as shown in Figure 1. The ballpoint pen tip attached to the end of the ink reservoir was a holder made of stainless steel that contained a writing ball with a ball diameter (E) of 0.7 mm. The Young's modulus (D) of this holder was 200 GPa. The pressing load of the spring pressing the writing ball was an average of 15 g force (0.15 N).

このインク1を用いたインクリフィルとして、後述の表1に示す実施例1~4及び比較例1~3のインクリフィルを作成した。 Ink refills using this ink 1 were created in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 below.

(2)インク2
インク2は、以下の組成とした。
色材(カーボンブラック):7質量%
溶剤(エチレングリコール):10質量%
溶剤(プロピレングリコール):15質量%
ph調整剤(トリエタノールアミン):0.3質量%
ph調整剤(アミノメチルプロパノール):0.1質量%
防腐剤(2-ベンズイソチアゾリン-3-オン):0.1質量%
防錆剤(ベンゾトリアゾール):0.1質量%
尿素:1.5質量%
アセチレンオキサイド付加グリセリンエステル(分子量5095、HLB17.8):1質量%
精製水:残部
(2) Ink 2
Ink 2 had the following composition:
Color material (carbon black): 7% by mass
Solvent (ethylene glycol): 10% by mass
Solvent (propylene glycol): 15% by mass
pH adjuster (triethanolamine): 0.3% by mass
pH adjuster (aminomethylpropanol): 0.1% by mass
Preservative (2-benzisothiazolin-3-one): 0.1% by mass
Rust inhibitor (benzotriazole): 0.1% by mass
Urea: 1.5% by mass
Acetylene oxide-added glycerin ester (molecular weight 5095, HLB 17.8): 1% by mass
Purified water: remainder

上記組成のインク2を、測定温度25℃において、インク1と同様に測定した粘度は、回転数50rpmで3.8mPa・sであった。また、インク1と同様に測定したインク2のpHは8.5であった。さらに、インク2の表面張力(C)は38mN/mであった。 The viscosity of ink 2 having the above composition was measured at a measurement temperature of 25°C in the same manner as ink 1, and was 3.8 mPa·s at a rotation speed of 50 rpm. The pH of ink 2 was also measured in the same manner as ink 1, and was 8.5. Furthermore, the surface tension (C) of ink 2 was 38 mN/m.

このインク2を、図1に示すようなインクリフィルのインク収容管に充填した。インク収容管の先端に装着されるボールペンチップは、ステンレスで形成されたホルダーにボール径(E)0.5mmの筆記ボールが収容されたものであった。このホルダーのヤング率(D)は193GPaであった。また、筆記ボールを押圧するスプリングの押し荷重は平均15g重(0.15N)であった。 This ink 2 was filled into the ink reservoir of an ink refill as shown in Figure 1. The ballpoint pen tip attached to the end of the ink reservoir was a holder made of stainless steel that contained a writing ball with a ball diameter (E) of 0.5 mm. The Young's modulus (D) of this holder was 193 GPa. The pressing load of the spring pressing the writing ball was an average of 15 g force (0.15 N).

このインク2を用いたインクリフィルとして、後述の表2に示す実施例5~10並びに比較例5及び6のインクリフィルを作成した。 Ink refills using this ink 2 were created in Examples 5 to 10 and Comparative Examples 5 and 6 shown in Table 2 below.

(3)試験方法
(3-1)直流試験
温度23±2℃、相対湿度65±10%の環境下で、各実施例又は比較例のインクリフィルを装着したボールペン軸の先端から筆記先端を繰り出した状態で、水平面に対し50°の傾斜を有する受け板に1mの高さから筆記先端を下向きに落下させた。その後、フリーハンドで20~25cm程度の円を5周筆記し直ちに下向きに固定して60分放置した。その後、ボールペンチップ先端に溜まったインク滴の大きさを測定した。判定基準は下記に示すとおりである。
評価A:インク滴の発生なし
評価B:インク滴の大きさが0mm超、1mm以下
評価C:インク滴の大きさが1mm超、2mm以下
評価D:インク滴の大きさが2mm超
(3) Test Method (3-1) DC Test In an environment of 23±2°C temperature and 65±10% relative humidity, the writing tip was extended from the tip of the ballpoint pen shaft equipped with the ink refill of each Example or Comparative Example, and the writing tip was dropped downward from a height of 1 m onto a receiving plate inclined at 50° to the horizontal plane. After that, five circles of about 20 to 25 cm were written freehand, and the pen was immediately fixed facing downward and left for 60 minutes. After that, the size of the ink droplets accumulated at the tip of the ballpoint pen tip was measured. The evaluation criteria are as follows.
Evaluation A: No ink droplets were generated. Evaluation B: The size of the ink droplets was greater than 0 mm and less than 1 mm. Evaluation C: The size of the ink droplets was greater than 1 mm and less than 2 mm. Evaluation D: The size of the ink droplets was greater than 2 mm.

(3-2)引っかかり感試験
被験者に各実施例又は比較例のインクリフィルを装着したボールペンにて筆記角度を概ね45°に保つようにして自由筆記させた。その際の引っかかり感について、下記に示すとおり官能評価した。
評価A:引っかかり感が全くない
評価B:引っかかり感がわずかにある
評価C:引っかかり感がある
評価D:引っかかり感がかなりある
(3-2) Gripping Feeling Test Subjects were asked to write freely with a ballpoint pen equipped with an ink refill of each Example or Comparative Example, while keeping the writing angle at approximately 45°. The grabbing feeling at that time was sensorily evaluated as shown below.
Rating A: No sticking sensation at all Rating B: Slight sticking sensation Rating C: Some sticking sensation Rating D: Significant sticking sensation

(4)試験結果
インク1による評価結果を下記表1に、及び、インク2による評価結果を下記表2に、それぞれ示す。なお、各表中の「A」は、ホルダー21のうち、軸心40を含む仮想断面における第1肩部26と筆記ボール35との仮想接線41よりも外側にある環状の部分の体積A(図3参照)であり、単位はmmである。また、各表中の「B」は、先端視における筆記ボール35とカシメ部25との隙間の面積B(図3参照)であり、単位はmmである。また、各表中の「F」は、上記の各パラメータA~Eによって、下記式にて算出される値である。
F=(A×B×10)/(C×D×E
(4) Test Results The evaluation results for ink 1 are shown in Table 1 below, and the evaluation results for ink 2 are shown in Table 2 below. In each table, "A" is the volume A (see FIG. 3) of the annular portion of holder 21 that is outside the imaginary tangent 41 between first shoulder portion 26 and writing ball 35 in an imaginary cross section including axis 40, in mm3 . In each table, "B" is the area B (see FIG. 3) of the gap between writing ball 35 and crimped portion 25 as viewed from the tip, in mm2 . In each table, "F" is a value calculated by the following formula using the above parameters A to E.
F=(A×B×10 8 )/(C×D×E 5 )

上記表1及び表2より、いずれの実施例及び比較例も、引っかかり感に関しての評価結果は「A」と高評価であった。 As can be seen from Tables 1 and 2 above, the evaluation results for the feeling of grip for both the Examples and Comparative Examples were highly rated as "A."

ここで、インク1を用いた比較例1~比較例4並びにインク2を用いた比較例5及び比較例6のいずれにおいても、F値が8を上回っていた。これに伴い、直流試験の評価は最も良い比較例1、比較例4及び比較例6でも「C」で、その他の比較例では「D」と芳しくない結果であった。 The F value exceeded 8 in Comparative Examples 1 to 4, which used Ink 1, and Comparative Examples 5 and 6, which used Ink 2. As a result, the DC test was rated as "C" for Comparative Examples 1, 4, and 6, which were the best, and "D" for the other comparative examples, which were poor results.

一方、インク1を用いた実施例1~実施例4及びインク2を用いた実施例5~10はいずれもF値が8を下回っていた。これに伴い、直流試験の評価は悪くても「B」(実施例1、実施例5及び実施例9)で、その他の実施例では「A」と優れた結果であった。 On the other hand, the F values of Examples 1 to 4 using Ink 1 and Examples 5 to 10 using Ink 2 were all below 8. Accordingly, the DC test was rated at best "B" (Examples 1, 5 and 9), while the other Examples were rated "A", which was an excellent result.

前記したF値算出の式からは、A値及びB値が大きくなるほど、F値が大きくなり、それに伴い、上記表1及び表2に示すように、直流試験の評価が悪くなる傾向が見られる。これは、図3の「A」を含むカシメ部の厚さが大きいと、筆記先端が衝突した際の変形が復元しにくくなるため、その後に直流が起こりやすくなったと考えられる。これに対し、カシメ部の厚さが小さい場合には、第1肩部26(図3参照)の方が衝突しやすくなるため、カシメ部の変形が起こりにくく、直流に対する悪影響が少なかったと考えられる。 The above formula for calculating the F value shows that the larger the A and B values are, the larger the F value is, and therefore the DC test tends to be poorer, as shown in Tables 1 and 2 above. This is thought to be because when the thickness of the crimped portion including "A" in Figure 3 is large, it becomes difficult to restore the deformation when the writing tip hits, making it easier for DC to occur afterwards. In contrast, when the thickness of the crimped portion is small, the first shoulder portion 26 (see Figure 3) is more likely to hit, so deformation of the crimped portion is less likely to occur, and it is thought that there is less of an adverse effect on the DC.

本発明は、ボールペンのインクリフィルに使用可能である。 The present invention can be used for ink refills for ballpoint pens.

10 インクリフィル 11 インク収容管 12 インク
14 継手
20 ボールペンチップ 21 ホルダー 22 第1テーパー面
23 連結面 24 第2テーパー面 25 カシメ部
25a シール面 26 第1肩部 27 第2肩部
28 被挿入部 29 ボールハウス 30 底面
31 ボール受座 32 バック孔 33 インク孔
34 チャンネル溝 35 筆記ボール 36 スプリング
37 押圧棒
40 軸心 41 仮想接線 42 仮想接線
REFERENCE SIGNS LIST 10 ink refill 11 ink reservoir tube 12 ink 14 joint 20 ballpoint pen tip 21 holder 22 first tapered surface 23 connecting surface 24 second tapered surface 25 crimped portion 25a sealing surface 26 first shoulder portion 27 second shoulder portion 28 inserted portion 29 ball house 30 bottom surface 31 ball seat 32 back hole 33 ink hole 34 channel groove 35 writing ball 36 spring 37 pressure rod 40 shaft center 41 imaginary tangent 42 imaginary tangent

Claims (3)

ホルダーと、
前記ホルダーの先端の外周が先細に形成されている第1テーパー面と、
前記第1テーパー面の先端側に形成されている面であって、前記ホルダーの軸心を含む仮想断面において前記第1テーパー面に対して外側で測定した角度が180°より大きい連結面と、
前記第1テーパー面と前記連結面との境界である第1肩部と、
前記連結面の先端側に形成されている先細のテーパー面であって前記仮想断面において前記連結面に対して外側で測定した角度が180°より小さい第2テーパー面と、
前記第1テーパー面、前記連結面及び前記第2テーパー面の内部空間として形成されたボールハウスと、
前記ホルダーの後端から前記ボールハウスの近傍まで達する内部空間として形成されたバック孔と、
前記ボールハウスと前記バック孔との間を貫通する断面円形の孔であるインク孔と、
前記ボールハウスの底面と前記インク孔とを連絡するように前記インク孔の周囲に等配された複数の溝であるチャンネル溝と、
前記ボールハウス内に収容される筆記ボールと、
前記ボールハウスの底面において前記筆記ボールの曲面の一部が転写されて形成されたボール受座と、
前記第2テーパー面の先端部分が内側にかしめられているカシメ部と、
前記第2テーパー面と前記カシメ部との境界である第2肩部と、を備えるボールペンチップ、及び、
前記ボールペンチップの後端が先端に装着されるとともに内部にインクが充填されたインク収容管を備えたインクリフィルであって、
前記筆記ボールが前記ボール受座に接触している状態において、
前記ホルダーのうち前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも外側にある環状の部分の体積A(mm)、
先端視における前記筆記ボールと前記カシメ部との隙間の面積B(mm)、
前記インクの表面張力C(mN/m)、
前記ホルダーの縦弾性係数(ヤング率)D(GPa)、及び、
筆記ボールの直径E(mm)の間に、
(A×B×10)/(C×D×E)<8
の関係が成立することを特徴とするインクリフィル。
A holder and
a first tapered surface having an outer periphery at a tip end of the holder that is tapered;
a connecting surface formed on a tip side of the first tapered surface, the connecting surface having an angle of greater than 180° measured on the outside relative to the first tapered surface in a virtual cross section including an axis of the holder;
a first shoulder portion which is a boundary between the first tapered surface and the connecting surface;
a second tapered surface formed on the tip side of the connecting surface, the second tapered surface having an angle of less than 180° measured on the outside relative to the connecting surface in the imaginary cross section;
a ball house formed as an internal space between the first tapered surface, the connecting surface, and the second tapered surface;
a back hole formed as an internal space extending from a rear end of the holder to a vicinity of the ball house;
an ink hole having a circular cross section penetrating between the ball house and the back hole;
a plurality of channel grooves that are equally spaced around the ink hole so as to connect the bottom surface of the ball house and the ink hole;
A writing ball housed in the ball house;
a ball seat formed on a bottom surface of the ball house by transferring a part of the curved surface of the writing ball;
a crimped portion in which a tip portion of the second tapered surface is crimped inward;
A ballpoint pen tip including a second shoulder portion that is a boundary between the second tapered surface and the crimped portion; and
The rear end of the ballpoint pen tip is attached to a front end of the ink refill, which includes an ink reservoir tube filled with ink,
In a state where the writing ball is in contact with the ball seat,
a volume A (mm 3 ) of an annular portion of the holder that is located outside a virtual tangent line between the first shoulder portion and the writing ball in the virtual cross section;
The area B (mm 2 ) of the gap between the writing ball and the crimped portion as viewed from the tip,
The surface tension C of the ink (mN/m),
The Young's modulus D (GPa) of the holder, and
Between the diameter E (mm) of the writing ball,
(A x B x 108 ) / (C x D x E5 ) < 8
An ink refill characterized in that the following relationship holds:
前記筆記ボールが前記ボール受座に接触している状態において、前記第2肩部は、前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも外側に位置し、
前記筆記ボールが前記カシメ部の内面に接触している状態において、前記第2肩部は、前記仮想断面における前記第1肩部と前記筆記ボールとの仮想接線よりも内側に位置することを特徴とする、請求項1に記載のインクリフィル。
When the writing ball is in contact with the ball seat, the second shoulder is located outside a virtual tangent line between the first shoulder and the writing ball in the virtual cross section,
2. The ink refill according to claim 1, characterized in that, when the writing ball is in contact with the inner surface of the crimped portion, the second shoulder is located inside a virtual tangent between the first shoulder and the writing ball in the virtual cross section.
前記インクは、少なくとも着色剤と、水と、主骨格としての重合度2以上かつ6以下のポリグリセリンと、を含有するとともに、65モル以上120モル以下のアルキレンオキサイドが付加され、かつ、カルボン酸含有物とエステル結合しているアルキレンオキサイド付加グリセリンエステルを全体の0.1質量%以上30質量%未満含有するとともに、
前記ボールペンチップは、前記バック孔の内部に収容されるとともに先端部分が前記筆記ボールを先端へ押圧する押圧棒として形成されているスプリングをさらに備えることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のインクリフィル。
The ink contains at least a colorant, water, and polyglycerin having a degree of polymerization of 2 or more and 6 or less as a main skeleton, and contains 0.1% by mass or more and less than 30% by mass of alkylene oxide-added glycerin ester to which 65 moles or more and 120 moles or less of alkylene oxide are added and which is ester-bonded to a carboxylic acid-containing substance,
3. The ink refill according to claim 1, wherein the ballpoint pen tip further comprises a spring housed inside the back hole and having a tip portion formed as a pressing rod for pressing the writing ball toward the tip.
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