特開 2024-163516 ボールペン、及びボールペンレフィル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163516

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】ボールペン、及びボールペンレフィル

(51)【国際特許分類】

   B43K 7/02 20060101AFI20241115BHJP

   B43K 24/12 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B43K7/02

B43K24/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079208

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】390039734

【氏名又は名称】株式会社サクラクレパス

(74)【代理人】

【識別番号】100100480

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 隆

(72)【発明者】

【氏名】富田 尚利

【テーマコード（参考）】

2C350

2C353

【Ｆターム（参考）】

2C350GA03

2C350KC05

2C350NA07

2C350NC04

2C350NC20

2C353HA02

2C353HA09

2C353HE01

2C353HE14

(57)【要約】

【課題】インキ内の気泡発生が抑制されるとともに、操作性にも優れる出没式ボールペン及びボールペンレフィルを提供する。
【解決手段】ボールペンレフィル１（レフィル１）は、円筒状のインキ収容筒２とチップ３とインキ５を備えている。インキ収容筒２はポリオレフィン製である。インキ収容筒２の外周面には円筒状の被覆層６が設けられている。被覆層６は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜である。圧縮ばねによって付勢及び保持されたレフィル１と、レフィル１を軸方向に動かす操作部とを備え、前記操作部を操作することによりレフィル１を出没させるボールペンにおいて、被覆層６の厚みをＡマイクロメートル、ボールペンレフィル１を突出させた状態における前記圧縮ばねの圧縮時荷重をＢニュートンとしたとき、Ａ／Ｂの値が１．０以上である構成とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮ばねによって付勢及び保持されたボールペンレフィルと、前記ボールペンレフィルを軸方向に動かす操作部とを備え、前記操作部を操作することにより前記ボールペンレフィルを出没させるボールペンであって、
前記ボールペンレフィルは、円筒状のインキ収容筒と、前記インキ収容筒の先端部に装着されたチップと、前記インキ収容筒内に収容されたインキとを備え、
前記インキ収容筒はポリオレフィン製であり、
前記インキ収容筒の外周面には円筒状の被覆層が設けられており、
前記被覆層は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜であり、
前記被覆層の厚みをＡマイクロメートル、前記ボールペンレフィルを突出させた状態における前記圧縮ばねの圧縮時荷重をＢニュートンとしたとき、Ａ／Ｂの値が１．０以上であることを特徴とするボールペン。

【請求項2】

前記ヒドロキシ基含有樹脂がポリビニルアルコール又はエチレン－ビニルアルコール共重合体であり、前記無機層状化合物が粘土鉱物であることを特徴とする請求項１に記載のボールペン。

【請求項3】

前記圧縮時荷重が０．２９ニュートン以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。

【請求項4】

前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。

【請求項5】

前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキであることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。

【請求項6】

前記ボールペンレフィルを複数備え、前記ボールペンレフィルを選択的に出没させる複式筆記具であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。

【請求項7】

前記圧縮時荷重が０．２９ニュートン以上であり、
前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下であり、
前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキであり、
前記ボールペンレフィルを複数備え、前記ボールペンレフィルを選択的に出没させる複式筆記具であることを特徴とする請求項２に記載のボールペン。

【請求項8】

ボールペンに装着して用いられるボールペンレフィルであって、
前記ボールペンは、圧縮ばねによって付勢及び保持された前記ボールペンレフィルと、前記ボールペンレフィルを軸方向に動かす操作部とを備え、前記操作部を操作することにより前記ボールペンレフィルを出没させるものであり、
円筒状のインキ収容筒と、前記インキ収容筒の先端部に装着されたチップと、前記インキ収容筒内に収容されたインキとを備え、
前記インキ収容筒はポリオレフィン製であり、
前記インキ収容筒の外周面には円筒状の被覆層が設けられており、
前記被覆層は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜であり、
前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下であることを特徴とするボールペンレフィル。

【請求項9】

前記ヒドロキシ基含有樹脂がポリビニルアルコール又はエチレン－ビニルアルコール共重合体であり、前記無機層状化合物が粘土鉱物であることを特徴とする請求項８に記載のボールペンレフィル。

【請求項10】

前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキであることを特徴とする請求項８又は９に記載のボールペンレフィル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールペン及びボールペンレフィルに関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮ばねで付勢したレフィルをボールペンの軸筒内に配し、軸筒から外部に突出する操作部を操作してレフィルの出退動作を行う出没式ボールペンが知られている（例えば特許文献１、２）。レフィルを出没させる機構としては、軸筒から外部に突出する操作部材（ノック棒等）を押下（ノック）することでレフィルの出退動作を行うノック式や、前後方向に摺動可能な部材を軸筒の側面に設け、当該部材をスライド操作することでレフィルの出退動作を行うスライド式などがある。

【0003】

ボールペンに装着されるレフィル（ボールペンレフィル）として、例えば、ポリオレフィン製のインキ収容筒の内部にインキが収容され、先端部にチップが装着されたものが知られている。ポリオレフィン製のインキ収容筒は、金属製とは異なって、収容されたインキの色を外部から容易に判別できる利点がある。

【0004】

ボールペンレフィルにおいては、収容されているインキの溶媒の蒸発防止や、インキの劣化防止等を目的として、インキ収容筒のガスバリア性を高める方策が検討されている。特許文献３には、筆記具用インク（インキ）を収容するためのインク収容管において、インク収容管の全面に、ガス透過性の低い樹脂からなるバリア樹脂層を設ける構成が記載されている。特許文献４には、ポリプロピレン製の軸本体を使用した塗布具において、軸本体の表面に、ガスバリア性を備えたラベル、シール、又は収縮フィルムを設けた構成が記載され、当該塗布具としてボールペンが例示されている。特許文献５には、ボールペンのチップホルダー部分にガス透過性の低い樹脂層を設ける構成が記載されている。特許文献３～５のいずれの方策においても、インキが収容等される部材のガスバリア性を高めることにより、インキ（溶媒）の蒸発防止、インキの劣化防止といった効果が得られている。ガスバリア性を付与する材料としては、ポリ塩化ビニリデンが挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１１７２７４号公報

【特許文献2】特開２０２０－１０４３３９号公報

【特許文献3】特開２０１９－３１０７７号公報

【特許文献4】特開平９－１４１１８０号公報

【特許文献5】特開２０１３－１３６１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ボールペンにおいては、ボールペンレフィル内のインキに気泡が生じると、筆記時にカスレが生じる原因となる。そのため、インキ内の気泡をできるだけ抑える方策が求められる。ここで、インキ内に気泡が生じる原因の一つとして、レフィル外部から空気が侵入することが考えられる。例えば、インキ収容筒がポリオレフィン等のガス透過性材料からなる場合には、インキ収容筒の表面から空気が侵入することが考えられる。また、ノック式等の出没式ボールペンの場合には、操作時（ノック時）の衝撃によってインキに微小な気泡が発生し、これが経時的に成長して気泡を形成することがある。この点において、ノック式ボールペンに装着されたボールペンレフィルは、より気泡が発生しやすい条件下にある。

【0007】

ガス透過性材料からなるインキ収容筒の表面からの空気の侵入を抑制する方策としては、インキ収容筒の厚みを大きくすることが挙げられる。しかし、この方策ではインキ収容筒の透明性が損なわれ、インキの色を外部から判別しにくくなるおそれがある。インキ収容筒の表面にポリ塩化ビニリデンからなるガス不透過層を設ける方策では、空気の侵入を高効率で抑えることができるが、インキ収容筒表面の滑り性が悪く、レフィル自体の取扱い性が低下するおそれがある。ノック式ボールペンの場合には、レフィルを付勢する圧縮ばねの圧縮時荷重を弱めて操作時の衝撃を緩和することも考えられるが、この方策ではノック時の戻りが悪くなり、ノック式ボールペンの操作性を損ねるおそれがある。

【0008】

そこで本発明は、インキ内の気泡発生が抑制されるとともに、操作性にも優れる出没式ボールペン及びボールペンレフィルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、ボールペンレフィル表面にガス不透過性の被覆層を設ける方策について検討した。その結果、特定の成分を含む被覆層を用いることにより、その厚みを非常に小さくできることを見出した。さらに、ボールペンレフィルを付勢する圧縮ばねの圧縮時荷重に対する被覆層の厚みを特定範囲とすることにより、出没式ボールペンにおける上記課題を解決できることを見出した。

【0010】

本発明の一つの態様は、圧縮ばねによって付勢及び保持されたボールペンレフィルと、前記ボールペンレフィルを軸方向に動かす操作部とを備え、前記操作部を操作することにより前記ボールペンレフィルを出没させるボールペンであって、前記ボールペンレフィルは、円筒状のインキ収容筒と、前記インキ収容筒の先端部に装着されたチップと、前記インキ収容筒内に収容されたインキとを備え、前記インキ収容筒はポリオレフィン製であり、前記インキ収容筒の外周面には円筒状の被覆層が設けられており、前記被覆層は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜であり、前記被覆層の厚みをＡマイクロメートル、前記ボールペンレフィルを突出させた状態における前記圧縮ばねの圧縮時荷重をＢニュートンとしたとき、Ａ／Ｂの値が１．０以上であることを特徴とするボールペンである。

【0011】

本態様はボールペンレフィルを突出及び没入させる出没式ボールペンに係るものである。本態様では、インキ収容筒の外周面に設けられた被覆層が、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜からなる。そのため、ポリ塩化ビニリデンからなる塗膜に比べて、レフィル表面の滑り性がよく、かつ塗膜の厚みを非常に小さくできる。また、塗工時に速乾しないので被覆層を容易に設けることができる。さらに本態様では、被覆層の厚みをＡマイクロメートル、前記ボールペンレフィルを突出させた状態（筆記可能な状態）における圧縮コイルばねの圧縮時荷重をＢニュートンとしたときのＡ／Ｂの値が、特定値以上である。本態様によれば、インキの気泡抑制、レフィルの取扱い性、レフィルの透明性、及びレフィル出没時の操作性に優れた、ノック式等の出没式ボールペンを提供することができる。

【0012】

好ましくは、前記ヒドロキシ基含有樹脂がポリビニルアルコール又はエチレン－ビニルアルコール共重合体であり、前記無機層状化合物が粘土鉱物である。

【0013】

好ましくは、前記圧縮時荷重が０．２９ニュートン以上である。

【0014】

好ましくは、前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下である。

【0015】

好ましくは、前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキである。

【0016】

好ましくは、前記ボールペンレフィルを複数備え、前記ボールペンレフィルを選択的に出没させる複式筆記具である。

【0017】

好ましくは、前記圧縮時荷重が０．２９ニュートン以上であり、前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下であり、前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキであり、前記ボールペンレフィルを複数備え、前記ボールペンレフィルを選択的に出没させる複式筆記具である。

【0018】

本発明の一つの態様は、ボールペンに装着して用いられるボールペンレフィルであって、前記ボールペンは、圧縮ばねによって付勢及び保持された前記ボールペンレフィルと、前記ボールペンレフィルを軸方向に動かす操作部とを備え、前記操作部を操作することにより前記ボールペンレフィルを出没させるものであり、円筒状のインキ収容筒と、前記インキ収容筒の先端部に装着されたチップと、前記インキ収容筒内に収容されたインキとを備え、前記インキ収容筒はポリオレフィン製であり、前記インキ収容筒の外周面には円筒状の被覆層が設けられており、前記被覆層は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜であり、前記被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下であることを特徴とするボールペンレフィルである。

【0019】

本態様は出没式ボールペンに装着して用いられるボールペンレフィルに係るものである。本態様では、インキ収容筒の外周面に設けられた被覆層が、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜からなる。そして、被覆層の厚みが０．５マイクロメートル以上７．５マイクロメートル以下である。本態様によれば、インキの気泡抑制、取扱い性、及び透明性に優れる、出没式ボールペンに好適なボールペンレフィルを提供することができる。

【0020】

好ましくは、前記ヒドロキシ基含有樹脂がポリビニルアルコール又はエチレン－ビニルアルコール共重合体であり、前記無機層状化合物が粘土鉱物である。

【0021】

好ましくは、前記インキは、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキである。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、インキの気泡抑制と取扱い性の両方に優れた出没式ボールペンと、それに適したボールペンレフィルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係るボールペンレフィルを表す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ－Ａ断面の拡大図である。

【図2】図１のボールペンレフィルを備えた出没式ボールペンの外観を表す斜視図であり、（ａ）はノック式ボールペン、（ｂ）はスライド式ボールペンの例である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の理解を容易にするために、各図面において、各部材の大きさや厚みについては一部誇張して描かれており、実際の大きさや比率等とは必ずしも一致しないことがある。また、以下の説明における上下方向と左右方向は、図１（ａ）、図１（ｂ）の姿勢を基準とする。図１（ａ）、図１（ｂ）の下側がボールペンレフィルの先端側、上側がボールペンレフィルの後端側に相当し、上下方向が軸方向に相当する。また、図１（ｂ）ではハッチングを一部省略している。

【0025】

図１（ａ）～図１（ｃ）に示す本発明の一実施形態に係るボールペンレフィル（以下、レフィルと略記する）１は、例えば、複数のレフィル１を選択的に出没させる複式筆記具（多色ボールペン）に用いられるものである。レフィル１は、インキ収容筒２と、インキ収容筒２の先端部に装着されたチップ３と、インキ収容筒２内に収容されたインキ５とを備えている。

【0026】

インキ収容筒２は、インキ５を収容するための部材であり、レフィル１の大部分を占めている。インキ収容筒２は細長い円筒状である。またインキ収容筒２は細長の管であり、その内部は空洞である。インキ収容筒２の外径は２．６ｍｍ～３．５ｍｍ程度、好ましくは２．６ｍｍ程度、内径は１．２ｍｍ～２．７ｍｍ程度、好ましくは１．６ｍｍ程度、厚みは０．４ｍｍ～０．７ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍ程度、である。インキ収容筒２はポリオレフィン製であり、ガス透過性を有する。ポリオレフィンの具体例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、等が挙げられる。

【0027】

チップ３はインキ収容筒２の先端部に装着されている。具体的には、インキ収容筒２の一方の端部にチップ３の一部が挿入され、接合されている。チップ３の中には筆記用ボール（図示せず）が回転可能に保持されており、インキ収容筒２内のインキ５を筆記用ボールに導き、筆記用ボールの回転に応じてインキ５を紙等に付着させる。チップ３は、例えばステンレススチール等の金属からなる一般的なものである。図１（ｂ）ではチップ３の断面は描いていない。

【0028】

インキ５はインキ収容筒２に収容されている。インキ５はインキ収容筒２の全長の６０～８０％程度を占めるように充填されている。インキ５の先端はチップ３の後端と接触している。インキ５は、油性インキ、水性インキのいずれでもよい。１つの実施形態では、インキ５は、２０℃で、せん断速度１ｓ^－１として測定した粘度が０．０５Ｐａ・ｓ～８Ｐａ・ｓの水性インキである。好ましくは、前記粘度は３．５Ｐａ・ｓ～４．５Ｐａ・ｓの範囲である。
インキ５の後端には、インキ５の蒸発防止用の逆流防止剤８が収容されている。

【0029】

図１（ａ）～図１（ｃ）に示すように、インキ収容筒２の外周面には、円筒状の被覆層６が設けられている。被覆層６は、インキ５が充填された部分の外周面を全て覆うことが好ましく、本実施形態ではインキ収容筒２の外周面の略全体に設けられている。

【0030】

被覆層６は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガス不透過性の塗膜で構成されている。

【0031】

ヒドロキシ基含有樹脂の例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアミン－ビニルアルコール共重合体、（メタ）アクリル酸－ビニルアルコール共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、多糖類、及びこれらの誘導体が挙げられる。好ましくは、ポリビニルアルコール又はエチレン－ビニルアルコール共重合体である。ヒドロキシ基含有樹脂は、金属アルコキシド加水分解物を含んでいてもよい。金属アルコキシド加水分解物は、好ましくはテトラエトキシシラン加水分解物の縮合物及び／又はトリイソプロポキシアルミニウム加水分解物の縮合物であり、より好ましくはテトラエトキシシラン加水分解物の縮合物である。これらのヒドロキシ基含有樹脂は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。

【0032】

無機層状化合物の例としては、粘土鉱物が挙げられる。粘土鉱物の例としては、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ソーコナイト、スチーブンサイト、ヘクトライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石、ハイドロタルサイト、等が挙げられる。好ましくは、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ソーコナイト、スチーブンサイト、ヘクトライト等のスメクタイト族粘土鉱物であり、より好ましくはモンモリロナイトである。これらの無機層状化合物は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。

【0033】

被覆層６を構成する塗膜は、ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含む塗工液を用いて形成させることができる。塗工液の例としては、ＳＴＲＡＤＥＲ ＮＯＨ３０００（住友化学株式会社）が挙げられる。

【0034】

被覆層６の厚みは特に限定されないが、例えば、０．５μｍ（マイクロメートル）以上であり、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ程度である。本実施形態では、被覆層６をヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含む塗膜で構成しているので、０．５μｍのような極薄でも空気の侵入を十分阻止できる。被覆層６の厚みの上限は特にないが、例えば１００μｍ以下とすることができ、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは７．５μｍ以下である。なお、図１（ｂ）、図１（ｃ）では被覆層６の厚みを誇張して描いている。
被覆層６の厚みが大きすぎると、透明性が低下してインキ色を外部から判別しにくくなるおそれがある。被覆層６の厚みが小さすぎると、十分なガスバリア性を発揮できないおそれがある。

【0035】

本実施形態では、レフィル１が出没式ボールペンに内蔵されている。具体的には、レフィル１は、ノック式やスライド式の出没式ボールペンの軸筒内に圧縮ばね（図示せず）によって付勢及び保持されている。そして、ボールペンが備える操作部を操作することにより、レフィル１を軸方向に動かすことができ、これによりレフィル１のチップ３を突出及び没入させることができる。

【0036】

図２（ａ）、図２（ｂ）にレフィル１を備えた出没式ボールペンの例を示す。図２（ａ）に示すボールペン１０はノック式ボールペンであり、ボールペン本体（軸筒）１１の内部にレフィル１を備えており、レフィル１が圧縮ばね（図示せず）によって付勢及び保持されている。そしてボールペン本体１１の後端部から突出した操作部材１２を押圧（ノック）することで、レフィル１の出没操作を行うことができる。

【0037】

図２（ｂ）に示すボールペン２０は、複数のレフィルを選択的に出没させる複式筆記具であり、ボールペン本体２１の内部に複数のレフィル１を備えており、各レフィル１が圧縮ばね（図示せず）によって付勢及び保持されている。ボールペン本体２１の側面には、各レフィル１に対応した複数のスライド部材２２が設けられている。そして、スライド部材２２をスライドさせることにより、対応するレフィル１を出没させることができる。

【0038】

本実施形態では、レフィル１を突出させた状態（筆記可能な状態）における圧縮ばねの圧縮時荷重が３０ｇｆ（０．２９Ｎ）以上であり、好ましくは３５ｇｆ（０．３４Ｎ）以上、より好ましくは４０ｇｆ（０．３９Ｎ）以上、さらに好ましくは７０ｇｆ（０．６９Ｎ）程度である。前記圧縮時荷重が３０ｇｆ未満であると、レフィル１を没入させるときの戻りが悪くなり、操作性が低下するおそれがある。圧縮時荷重の上限としては、通常は１００ｇｆ（０．９８Ｎ）程度であるが、２５０ｇｆ（２．４５Ｎ）程度であっても実用上差し支えない。
前記圧縮時荷重が大きすぎると、操作部を操作する際に強い力が必要となり、レフィルの出没操作をしにくくなるおそれがある。前記圧縮時荷重が小さすぎると、突出したレフィルを没入させる際に戻りが悪くなるおそれがある。その他、ボールペン本体からレフィルが外れやすくなるおそれがある。

【0039】

本実施形態では、被覆層６の厚みをＡマイクロメートル（μｍ）、レフィル１を突出させた状態における圧縮ばねの圧縮時荷重をＢニュートン（Ｎ）としたときのＡ／Ｂの値（ＡをＢで除した値）が、１．０以上である。Ａ／Ｂ値は、好ましくは１．２以上である。Ａ／Ｂ値の上限については特にないが、例えば１４以下、好ましくは１１以下に設定することができる。Ａ／Ｂ値が大きすぎると、圧縮ばねの圧縮時荷重が不足し、突出したレフィルを没入させる際に戻りが悪くなるおそれがある。また、ボールペン本体からレフィルが外れやすくなるおそれがある。また、被覆層の厚みが過大となり、透明性が低下してインキ色を外部から判別しにくくなるおそれがある。Ａ／Ｂ値が小さすぎると、被覆層の厚みが不足し、十分なガスバリア性を発揮できないおそれがある。また、圧縮ばねの圧縮時荷重が過大となり、操作部を操作する際に強い力が必要となり、レフィルの出没操作をやりにくくなるおそれがある。

【0040】

本実施形態のレフィル１は、レフィルが物理的衝撃を受けやすい出没式ボールペンに特に好適に用いられるが、キャップ式ボールペンにも好適に用いられる。

【0041】

前述したように、レフィル１は、複数のレフィルを選択的に出没させる複式筆記具（多色ボールペン）にも好適に用いられる。多色ボールペンの場合には、ボールペン本体内のスペースが限られていることから、内蔵する各レフィルの外径はできるだけ小さい方が好ましい。ここで本実施形態では被覆層６の厚みを非常に薄くできるので、レフィルの外径を小さくできる利点がある。また多色ボールペンは、通常、複数の貫通孔を有するガイド部材を含む。そして、各貫通孔に各ボールペンレフィルを貫通させることにより、ガイド部材を、ボールペンレフィルを前後に移動させるためのガイドとして機能させる。ここで本実施形態では、被覆層６にポリ塩化ビニリデンを用いないので、レフィル表面の滑りがよい。その結果、ボールペンレフィルが前後移動する際に、ガイド部材に対する引っ掛かりが小さく、さらにレフィル同士の干渉も小さく、よりスムーズな前後移動を実現できる。

【実施例0042】

１．インキの調製
下記の組成（単位：重量部）からなるボールペン用インキを調製した。
＜組成＞
防腐・防カビ剤：０．４４
水溶性有機溶剤：６．００
イオン交換水：６８．２６
増粘剤：０．２６
安息香酸ソ－ダ：０．２６
苛性ソーダ：０．３４
リン酸系界面活性剤：０．７５
湿潤剤：１４．０
カ－ボンブラック：８．０１
分散剤：１．６０
防錆剤：０．０８

【0043】

２．ボールペンレフィルの作製
インキ収容筒として、円筒状のポリプロピレン製パイプ（全長８５ｍｍ、内径１．６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ）を準備した。ヒドロキシ基含有樹脂と無機層状化合物を含むガスバリアコーティング剤（以下、新規コーティング剤と称する）として、ＳＴＲＡＤＥＲ ＮＯＨ３０００（住友化学株式会社）を準備した。対照のガスバリアコーティング剤として、ポリ塩化ビニリデンをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させ、ポリ塩化ビニリデンの２０％溶液を調製した。

【0044】

ポリプロピレン製パイプに先栓とチップを装着した。パイプに上記インキを充填し、さらに、インキの後端に逆流防止剤を充填した。遠心処理により、インキと逆流防止剤をチップ側に寄せた。コーティング剤を密着させるために、予めパイプに表面処理（プラズマ照射処理、フレーム処理、アンカー剤の塗布、接着層の塗布など）を行った。パイプ部分にガスバリアコーティング剤（新規コーティング剤又はポリ塩化ビニリデン溶液）を塗布し、乾燥させてボールペンレフィルを作製した。これにより、新規コーティング剤又はポリ塩化ビニリデンからなる塗膜からなり、所定の厚みを有する被覆層が設けられた各種のボールペンレフィルが作製された。実験例１～６、１０～１１は新規コーティング剤からなる被覆層を設けたもの、実験例７～９は被覆層を設けないもの、実験例１２～１３はポリ塩化ビニリデンからなる被覆層を設けたものとした。

【0045】

３．ボールペンの作製
ボールペンレフィルを圧縮ばねと共にノック式ボールペンの軸筒に装着し、各種のノック式ボールペンを作製した。ボールペンレフィルを突出させた状態における圧縮ばねの圧縮時荷重は、２０ｇｆ（０．２０Ｎ）、４０ｇｆ（０．３９Ｎ）、７０ｇｆ（０．６９Ｎ）、又は１００ｇｆ（０．９８Ｎ）とした。

【0046】

４．レフィルの戻り良さの評価方法
ノック式ボールペン本体にレフィルを装着し、ノックを実施した。この時、引っ掛かりなく戻れば「Ａ」（優良）、引っ掛かったり完全に戻らないものは「Ｃ」（不良）とした。

【0047】

５．気泡発生抑制効果の評価方法
レフィルを１０℃の環境下に一夜以上静置した。ノック式ボールペン本体にレフィルを装着し、ノックを１０回繰り返した。レフィルを取り外し、５０℃の環境下で７日間静置した。静置後、Ｘ線照射撮影装置（ＳＯＦＴＥＸ Ｍ－６０、ソフテックス株式会社）で気泡の有無を確認した。各１０本を試験に供し、下記式にて気泡発生率（％）を算出した。
気泡発生率（％）＝気泡発生した本数／試験に使用した本数×１００
評価は３段階で行い、気泡発生率２０％未満を「Ａ」（優良）、２０％以上４０％未満を「Ｂ」（良）、４０％以上を「Ｃ」（不良）とした。

【0048】

６．インキ減量抑制効果の評価方法
充填したインキ重量及びインキ充填後のレフィルの重量を予め測定しておき、レフィルを５０℃で３日間保存した。保存後、レフィルの重量を測定した。減量したインキの重量を算出し、被覆層を設けなかったレフィルの場合と比較した。インキ減量率（％）を下記式にて算出した。
インキ減量率（％）＝被覆層ありのインキ減量重量／被覆層なしのインキ減量重量×１００
評価は２段階で行い、インキ減量率８０％未満を「Ａ］（優良）、８０％以上を「Ｃ」（不良）とした。

【0049】

７．コーティング剤の乾きムラの評価方法
レフィルをコーティング剤でコートした後、温風（ドライヤー）で乾燥させた。乾燥後の表面が透明であり、レフィルがそのまま見えるものを「Ａ］（優良）、白い筋や塊が認められ透明性が失われる箇所があるものを「Ｃ」（不良）とした。

【0050】

８．総合評価
上記４項目が全て「Ａ」である場合を総合評価「Ａ」（優良）、１つでも「Ｃ」がある場合を総合評価「Ｃ」（不良）、その他の場合を総合評価「Ｂ」（良）とした。

【0051】

９．結果
結果を表１に示す。表１中、「ばね強度」は、ボールペンレフィルを突出させた状態における圧縮ばねの圧縮時荷重を示す。

【0052】

新規コーティング剤からなる被覆層を設けた実験例１～６は、全ての項目で性能が優れていた（総合評価Ａ）。特に、被覆層の厚みが０．５μｍの極薄である実験例４でも優れたガスバリア性を発揮し、ばね強度を適切に設定することにより、気泡発生率とインキ減量率について高い評価が得られた。実験例１～６のばね強度は４０～１００ｇｆ（０．３９～０．９８Ｎ）、Ａ／Ｂ値（μｍ／Ｎ）は１．３～７．３の範囲であった。

【0053】

新規コーティング剤からなる被覆層の厚みを０．５μｍ、ばね強度を７０ｇｆに設定した実験例１０では、インキに気泡が発生した（評価Ｃ）。実験例４と実験例１０との比較から、被覆層の厚みとばね強度とのバランスが重要であることが分かった。

【0054】

新規コーティング剤からなる被覆層の厚みを１０μｍとした実験例１１では、気泡発生率とインキ減量率について高い評価が得られた（評価Ａ）。しかし、コーティングのムラが発生した（評価：Ｃ）。

【0055】

被覆層を設けなかった実験例７～９は、いずれもインキに気泡が発生した（評価Ｂ、Ｃ）。またインキ減量率の評価も低かった（評価Ｃ）。ばね強度を２０ｇｆ（０．２０Ｎ）まで低くした実験例７でも、気泡の発生を完全に抑えることができなかった（評価Ｂ）。むしろ実験例７では、ばね強度が不足し、レフィルの戻り良さの評価が低く、操作性が悪かった（評価Ｃ）。

【0056】

ポリ塩化ビニリデンからなる被覆層を設けた実験例１２～１３では、コーティング剤の乾きムラが発生した（評価Ｃ）。具体的には、被覆層が白色を呈し、透明性が失われる部分があった。また被覆層の厚みが１０μｍである実験例１２では、ガスバリア性が不十分で、インキに気泡が発生した（評価Ｃ）。

【0057】

実験例４のＡ／Ｂ値が１．３で、実験例１０のＡ／Ｂ値が０．７３であったことから、Ａ／Ｂ値の好ましい下限の一例は１．０程度と考えられた。また実験例３のＡ／Ｂ値が７．３で、実験例１１のＡ／Ｂ値が１５であったことから、Ａ／Ｂ値の好ましい上限の一例は１１程度と考えられた。

【0058】

以上より、レフィル表面に新規コーティング剤からなる被覆層を設け、被覆層の厚みとばね強度を適切に選択することで、インキの気泡発生抑制、インキの減量抑制、レフィルの透明性、及び操作性に優れたノック式等の出没式ボールペンを提供できることが示された。特に、Ａ／Ｂ値を１．０以上とすることで優れた性能を有する出没式ボールペンを提供できることが示された。

【0059】

【表1】

【0060】

１０．塗膜の摩擦抵抗
新規コーティング剤又はポリ塩化ビニリデンで形成した塗膜について、摩擦抵抗を調べた。試験は、同一材料の上を滑らせて、ＪＩＳ Ｋ７１２５に準拠した方法で行った。その結果、静止摩擦係数は、新規コーティング剤の塗膜では０．３３５、ポリ塩化ビニリデンの塗膜では０．７２２であった。これにより、新規コーティング剤の塗膜は、ポリ塩化ビニリデンの塗膜よりも滑り性が良いことが確認された。なお、動摩擦係数は、新規コーティング剤の塗膜では０．１４７、ポリ塩化ビニリデンの塗膜では０．１３９であり、大きな差はなかった。

【符号の説明】

【0061】

１ ボールペンレフィル
２ インキ収容筒
３ チップ
５ インキ
６ 被覆層
１０，２０ ボールペン
１２，２２ 操作部

【図1】

【図2】