JP2001080260A - Ball for ball point pen - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールペンのペン
先に使用されるボールペン用ボールに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ballpoint pen ball used for a pen point of a ballpoint pen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、ゲルインク用ボールペンのペ
ン先は、図３に示すような構造のものが用いられてい
る。図において、１０は中空状に形成されたペン先本体
であり、先端側が先細り状に形成され、その先端部にボ
ールペン用ボール（以下「ボール」という）１１が回転
自在に取り付けられている。そして、上記ペン先本体１
０の後端側がインク筒（図示せず）に連結され、このイ
ンク筒から中空部に供給されたインクがインク流路１２
を通じてボール１１に供給されるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, the tip of a ballpoint pen for gel ink has a structure as shown in FIG. In the figure, reference numeral 10 denotes a pen tip body formed in a hollow shape, the tip side of which is tapered, and a ballpoint pen ball (hereinafter referred to as “ball”) 11 is rotatably attached to the tip. And the pen tip body 1
0 is connected to an ink cylinder (not shown), and ink supplied from the ink cylinder to the hollow portion is supplied to the ink flow path 12.
Through the ball 11.
【０００３】上記ペン先の先端部を詳しく説明すると、
図４に示すように、先端にインク流路１２に連通するボ
ール収容凹部１３が形成され、ボール１１収容状態で上
記ボール収容凹部１３の開口にかしめ部１４が形成され
ることにより、ボール１１が回転自在に保持されるよう
になっている。上記ボール収容凹部１３の奥面は、すり
鉢状のテーパ面１５に形成され、このテーパ面１５に、
図５に示すように、インクの流出量を確保するため、放
射状に５本のインク溝１６が形成されている。[0003] The tip of the pen tip will be described in detail.
As shown in FIG. 4, a ball accommodating recess 13 communicating with the ink flow path 12 is formed at the tip, and a caulking portion 14 is formed at an opening of the ball accommodating recess 13 in a state where the ball 11 is accommodated. It is designed to be rotatably held. The inner surface of the ball accommodating recess 13 is formed in a mortar-shaped tapered surface 15.
As shown in FIG. 5, five ink grooves 16 are radially formed in order to secure the outflow amount of ink.
【０００４】上記ペン先を用いて筆記する際には、図６
に示すように、傾けられたペン先のボール１１が紙面２
２に押し当てられる。このとき、上記ボール１１は、ボ
ール収容凹部１３内で斜め上方向にずれる（図示の矢印
Ｂ）。そして、インクは、ペン先本体１０の中空部から
インク流路１２およびインク溝１６を通ってボール収容
凹部１３内に導かれ、ボール収容凹部１３の壁面とボー
ル１１との隙間から重力によって流出する（図示の矢印
Ｃ）。ついで、ボール１１の回転に伴ってインクがボー
ル１１の表面を伝って紙面２２に転写され筆記が行われ
る。When writing with the above-mentioned pen tip, FIG.
As shown in the figure, the ball 11 at the tip of the pen
It is pressed against 2. At this time, the ball 11 is displaced obliquely upward in the ball housing recess 13 (arrow B in the drawing). The ink is guided from the hollow portion of the pen tip body 10 through the ink flow path 12 and the ink groove 16 into the ball accommodating recess 13, and flows out of the gap between the wall surface of the ball accommodating recess 13 and the ball 11 by gravity. (Arrow C shown). Then, the ink is transferred to the paper surface 22 along the surface of the ball 11 with the rotation of the ball 11 and writing is performed.
【０００５】上記ボール１１としては、一般に、超硬質
合金が使用され、この超硬質合金を球状に研磨仕上げさ
れたものが用いられている。このようなボール１１は、
図７に示すように、ＷＣ等の硬質金属間化合物粒子１７
がＣｏ等の結合金属１８を介して焼結された超硬質合金
が球状に形成されてなり、表面１９が鏡面に研磨仕上げ
されて形成されている。Generally, a super hard alloy is used as the ball 11, and a ball obtained by polishing the super hard alloy into a spherical shape is used. Such a ball 11
As shown in FIG. 7, hard intermetallic compound particles 17 such as WC
Is formed of a super-hard alloy sintered through a bonding metal 18 of Co or the like into a spherical shape, and the surface 19 is mirror-polished and polished.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボール１１では、硬質金属間化合物粒子１７同士の
隙間に、結合金属１８の層が形成されているため、表面
１９が鏡面に研磨仕上げされると、表面の結合金属１８
の部分に硬質金属間化合物の小片２０が露呈する。そし
て、使用しているうちに、表面の結合金属１８部分が摩
耗し、図８に示すように、上記小片２０が脱落する。こ
のように脱落した小片２０は、研磨剤として作用し、ペ
ン先本体１０を摩耗させる原因となる。However, in the above-mentioned conventional ball 11, since the layer of the bonding metal 18 is formed in the gap between the hard intermetallic compound particles 17, the surface 19 is polished to a mirror surface. And the bonding metal 18 on the surface
A small piece 20 of the hard intermetallic compound is exposed at the portion. Then, during use, the portion of the bonding metal 18 on the surface is worn, and the small piece 20 falls off as shown in FIG. The small pieces 20 that have fallen off in this way act as an abrasive and cause the pen tip body 10 to wear.
【０００７】また、硬質金属間化合物粒子１７間の柔ら
かい結合金属１８部分が摩耗すると、研磨仕上げされた
硬質金属間化合物粒子１７のエッジ２１が露出する。そ
して、表面にエッジ２１が露出したボール１１が、筆圧
を受けながら回転することにより、上記エッジ２１がペ
ン先本体１０に対して切刃として作用し、図９に示すよ
うに、ペン先本体１０のボール収容凹部１３のテーパ面
１５が摩耗し、ボール１１がペン先本体１０内に沈み込
む結果となる。When the portion of the soft bonding metal 18 between the hard intermetallic compound particles 17 is worn, the edge 21 of the hard intermetallic compound particle 17 that has been polished is exposed. When the ball 11 having the edge 21 exposed on the surface rotates while receiving the pen pressure, the edge 21 acts as a cutting blade with respect to the pen tip main body 10, and as shown in FIG. The tapered surface 15 of the ball receiving recess 13 of 10 is worn, resulting in the ball 11 sinking into the pen tip body 10.
【０００８】このように、ペン先本体１０のテーパ面１
５が摩耗すると、インク溝１６が塞がれてインクが流出
しにくくなる。また、ボール１１とペン先本体１０との
接触面積が大きくなって摩擦抵抗が増え、ボール１１が
回転しにくくなる。さらに、ペン先本体１０内にボール
１１が沈み込むため、ペンを立てないとペン先本体１０
のかしめ部１４が紙面に当たってかすれてしまう。すな
わち、かすれずに書ける紙面２２とペンとの角度（筆記
可能角度）が大きくなるのである。このように、筆記可
能角度が大きくなると、筆記時のボール１１のズレ（図
６における矢印Ｂ方向へのボール１１の移動距離）が小
さくなって、インクが流出する隙間（ボール収容凹部１
３の壁面とボール１１との隙間）が狭くなり、さらにイ
ンクが出にくくなる。上記のように、従来のボール１１
では、使用されるうちにペン先本体１０を早期に摩耗さ
せて書きにくくなったりかすれたりし、早期に書き味が
悪くなるという問題があった。Thus, the tapered surface 1 of the pen tip body 10
When the surface 5 is worn, the ink groove 16 is closed, and it becomes difficult for the ink to flow out. In addition, the contact area between the ball 11 and the pen tip body 10 increases, so that the frictional resistance increases, and the ball 11 becomes difficult to rotate. Further, since the ball 11 sinks into the pen tip main body 10, the pen tip main body 10 must be set up.
The caulking part 14 hits the paper surface and is blurred. In other words, the angle (writable angle) between the pen and the paper surface 22 that can be written without blurring increases. As described above, when the writable angle increases, the displacement of the ball 11 during writing (the moving distance of the ball 11 in the direction of arrow B in FIG. 6) decreases, and the gap (the ball housing recess 1) through which ink flows out.
The gap between the wall surface of No. 3 and the ball 11) becomes narrower, and it becomes more difficult for ink to come out. As described above, the conventional ball 11
Thus, there has been a problem that the pen tip body 10 is worn out early during use, making it difficult to write or fade, and the writing taste is deteriorated early.
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ペン先本体の摩耗を和らげ、良好な書き味が長
期間維持できるボールペン用ボールの提供をその目的と
する。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a ballpoint pen ball which can reduce the wear of the pen tip body and maintain good writing quality for a long period of time.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のボールペン用ボールは、硬質粒子が焼結さ
れた焼結体からなるボールペン用ボールであって、粒子
境界の平均間隔が０．３μｍ以下であることを要旨とす
る。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a ballpoint pen ball of the present invention is a ballpoint pen ball formed of a sintered body in which hard particles are sintered. The gist should be 0.3 μm or less.
【００１１】すなわち、本発明のボールペン用ボール
は、粒子境界の平均間隔が０．２μｍ以下である。この
ように、従来のボールに比べ、粒子境界の平均間隔が狭
いため、硬質粒子同士の隙間が極めて薄くなり、表面の
結合金属の部分に露呈する硬質粒子の小片がそれだけ微
小なものとなり、その数も極めて少なくなる。したがっ
て、使用中に脱落して研磨剤として作用する小片の数が
非常に少なくなり、ペン先本体の摩耗が防止され、ボー
ルのペン先本体内への沈み込みが防止される。That is, in the ballpoint pen ball of the present invention, the average distance between the particle boundaries is 0.2 μm or less. As described above, since the average distance between the particle boundaries is smaller than that of the conventional ball, the gap between the hard particles is extremely thin, and the small particles of the hard particles exposed to the surface of the bonding metal become finer. The number is also very small. Therefore, the number of small pieces that fall off during use and act as an abrasive is very small, and wear of the pen tip body is prevented, and sinking of the ball into the pen tip body is prevented.
【００１２】また、結合金属を使用せずに硬質粒子を焼
結したものであっても、粒子境界の間隔が狭いことか
ら、境界部分のエッジがペン先本体に対する切刃として
作用することが少なくなり、ペン先本体の摩耗が防止さ
れ、ボールのペン先本体内への沈み込みが防止される。Further, even when hard particles are sintered without using a bonding metal, the edge of the boundary portion is less likely to act as a cutting edge for the pen tip body because the interval between the particle boundaries is narrow. As a result, wear of the pen tip body is prevented, and sinking of the ball into the pen tip body is prevented.
【００１３】したがって、従来のように、インク溝が塞
がれてインクが流出しにくくなったり、ボールとペン先
本体との接触面積が大きくなることによる摩擦抵抗の増
大が防止される。また、筆記可能角度の増大も抑えられ
る。このように、従来のボールのように、早期に書き味
が悪くなるようなことがほとんどなく、長期間にわたっ
て良好な書き味が維持される。しかも、ペン先本体の摩
耗が抑えられることから、ボール径を小さくしても摩耗
が少ないため、細字に対応することができる。Therefore, unlike the related art, it is possible to prevent the ink groove from being closed and the ink to be hard to flow out, and to prevent an increase in frictional resistance due to an increase in the contact area between the ball and the pen tip body. Also, an increase in the writable angle can be suppressed. As described above, unlike the conventional ball, the writing quality is hardly deteriorated at an early stage, and the good writing quality is maintained for a long period of time. In addition, since the abrasion of the pen tip main body is suppressed, even if the ball diameter is reduced, the abrasion is small.
【００１４】本発明のボールペン用ボールにおいて、硬
質粒子がセラミックス粒子である場合には、セラミック
ス粒子境界の間隔が狭いことから、境界部分のエッジが
ペン先本体に対する切刃として作用することが少なくな
り、ペン先本体の摩耗が防止され、ボールのペン先本体
内への沈み込みが防止される。In the ballpoint pen ball of the present invention, when the hard particles are ceramic particles, the edge of the boundary portion is less likely to act as a cutting edge for the pen tip body because the interval between the ceramic particle boundaries is narrow. The wear of the pen tip body is prevented, and the ball is prevented from sinking into the pen tip body.
【００１５】本発明のボールペン用ボールにおいて、高
粘度インク用ボールペンに用いられるものである場合
や、無機顔料入りインク用ボールペンに用いられるもの
である場合には、ペン先本体の摩耗が防止されることに
よって書き味を維持する作用がさらに顕著であり、効果
的である。すなわち、無機顔料は、例えばチタンホワイ
ト等のように硬質であり、このような硬質の顔料が入っ
たインクを用いると、従来のボールでは、結合金属部分
の摩耗が激しく、硬質粒子小片の脱落による研磨作用が
激しく、ペン先本体を大きく摩耗させる。また、高粘度
インクでは、比重が重い無機顔料を十分に分散させるこ
とができるため、最近では多く使われるようになってき
ている。本発明のボールでは、硬質粒子同士の隙間の結
合金属の層が極めて薄く、表面の結合金属の部分に露呈
する硬質粒子の小片が極めて小さくかつ少ないため、上
記のような硬質の無機顔料が入ったインクが使用されて
も、硬質粒子小片の研磨作用によるペン先本体の摩耗が
大幅に軽減されるのである。When the ball for a ballpoint pen of the present invention is used for a ballpoint pen for high-viscosity ink or when used for a ballpoint pen for an ink containing an inorganic pigment, wear of the pen tip body is prevented. Thus, the effect of maintaining the writing taste is more remarkable and effective. That is, the inorganic pigment is hard, for example, titanium white, etc., and when using an ink containing such a hard pigment, in the conventional ball, the abrasion of the binding metal portion is severe, and the hard particles are caused to fall off. The abrasive action is intense, causing the tip of the pen tip to wear significantly. In addition, high-viscosity inks have been increasingly used recently because inorganic pigments having a high specific gravity can be sufficiently dispersed. In the ball of the present invention, the layer of the binding metal in the gap between the hard particles is extremely thin, and the small particles of the hard particles exposed to the portion of the binding metal on the surface are extremely small and few. Even when such ink is used, the wear of the pen tip body due to the abrasive action of the hard particle pieces is greatly reduced.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
【００１７】図１は、本発明のボールペン用ボールの一
実施の形態を示す。このボール１は、基本的には、図７
に示すものと同様であり、同様の部分には同じ符号を付
している。すなわち、ＷＣ等の硬質粒子１７がＣｏ等の
結合金属１８を介して焼結された焼結体からなり、この
焼結体が球状に形成され、表面１９が鏡面に研磨仕上げ
されている。FIG. 1 shows an embodiment of a ballpoint pen ball of the present invention. This ball 1 basically has the configuration shown in FIG.
And the same parts are denoted by the same reference numerals. That is, a hard particle 17 of WC or the like is formed of a sintered body sintered via a bonding metal 18 of Co or the like, and this sintered body is formed in a spherical shape, and the surface 19 is polished to a mirror surface.
【００１８】上記硬質粒子１７の材質としては、ＷＣに
限定するものではなく、各種のものが用いられる。例え
ば、ＴｉＣ，ＶＣ，Ｃｒ３Ｃ２，ＴａＣ，ＮｂＣ，Ｍｏ
２Ｃ，Ｂ４Ｃ，ＺｒＣ，ＳｉＣ等の炭化物をはじめ、Ａ
ｌ２Ｏ３，ＣｒＯ３，ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＢｅＯ，Ｔｈ
Ｏ２，ＴｉＯ２，ＣａＯ，ＴｉＯ，ＺｒＯ２等の各種酸
化物、ＴｉＮ，ｃ−ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ等の各種
窒化物、ＺｒＢ２，ＣｒＢ，ＴｉＢ２等の各種ほう化
物、ＭｏＳｉ２，ＴｉＳｉ２，ＣｒＳｉ２等の各種珪化
物等があげられる。これらは単独でもしくは併せて用い
られる。The material of the hard particles 17 is not limited to WC, but various materials can be used. For example, TiC, VC, Cr 3 C 2 , TaC, NbC, Mo
Including carbides such as 2 C, B 4 C, ZrC, SiC,
l 2 O 3 , CrO 3 , MgO, SiO 2 , BeO, Th
O 2, TiO 2, CaO, TiO, various oxides such as ZrO 2, TiN, c-BN , Si 3 N 4, various nitrides such as AlN, ZrB 2, CrB, various borides such as TiB 2, MoSi 2 , various kinds of silicides such as TiSi 2 and CrSi 2 . These are used alone or in combination.
【００１９】上記硬質粒子１７の粒径としては、平均粒
径で０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。上記粒径
の上限値としては、７μｍ以下であればより好ましく、
５μｍ以下であれば一層好ましい。０．１μｍ未満で
は、粒径が細かすぎて本発明の効果を十分に得られない
ほかコストアップとなり、１０μｍを超えると、結晶粒
が粗くなり、強度が低下するからである。The average particle diameter of the hard particles 17 is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. The upper limit of the particle size is more preferably 7 μm or less,
It is more preferable that the thickness be 5 μm or less. If it is less than 0.1 μm, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained because the particle diameter is too small, and the cost increases. If it exceeds 10 μm, the crystal grains become coarse and the strength decreases.
【００２０】上記結合金属１８としては、Ｃｏだけに限
定されるものではなく、各種のものが用いられる。例え
ば、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｂｅ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｎ等各種のものが用いられ
る。これらは単独でもしくは併せて用いられる。The bonding metal 18 is not limited to Co, but may be any of various types. For example, Cu, Sn, P, Be, Fe, Ni, Cr, W, M
Various materials such as o, Al, Ti, Zr, and Mn are used. These are used alone or in combination.
【００２１】すなわち、本発明のボール１に用いられる
焼結体としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｏ−
ＣｒＣ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｔａ
Ｃ（ＮｂＣ）−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ（ＮｂＣ）−Ｃｏ
系等の各種超硬質合金や、炭化物系，酸化物系，窒化物
系，ほう化物系，珪化物系等の各種サーメット等があげ
られる。また、ＳｉＣ焼結体，ＺｒＯ２焼結体，Ａｌ２
Ｏ３焼結体等の結合金属１８を使用しないセラミックス
焼結体も本発明のボール１に用いられる。That is, as the sintered body used for the ball 1 of the present invention, for example, WC-Co type, WC-Co-
CrC system, WC-TiC-Co system, WC-TiC-Ta
C (NbC) -Co system, WC-TaC (NbC) -Co
And various cermets such as carbides, oxides, nitrides, borides and silicides. In addition, SiC sintered body, ZrO 2 sintered body, Al 2
A ceramic sintered body that does not use the bonding metal 18 such as an O 3 sintered body is also used for the ball 1 of the present invention.
【００２２】上記焼結体のうち、超硬質合金やサーメッ
トの場合、焼結体中の結合金属１８の含有量は、原子量
がナトリウム以上の元素に対する重量比で１０％以下が
好ましく、９％以下であればより好ましい。最も好まし
くは、５％以下である。１０％を超えると、硬質粒子１
７同士の隙間の結合金属１８の層が厚くなり、表面１９
に露呈する硬質粒子の小片が大きくかつ多くなり、ペン
先本体の摩耗が多くなるからである。なお、超硬質合金
やサーメットの場合、焼結体中の結合金属１８含有量
は、硬質粒子１７同士の結合力を確保するため、少なく
とも１％以上とすることが好ましい。In the case of a super-hard alloy or a cermet among the above-mentioned sintered bodies, the content of the bonding metal 18 in the sintered body is preferably 10% or less, and more preferably 9% or less in terms of the weight ratio to the element having an atomic weight of sodium or more. Is more preferable. Most preferably, it is 5% or less. If it exceeds 10%, hard particles 1
The thickness of the bonding metal 18 in the gaps between
This is because small and large pieces of hard particles exposed to the pen tip become large and abrasion of the pen tip body increases. In the case of a super-hard alloy or a cermet, the content of the bonding metal 18 in the sintered body is preferably at least 1% or more in order to secure the bonding force between the hard particles 17.
【００２３】そして、本発明のボール１は、硬質粒子１
７同士の粒子境界の平均間隔が０．２μｍ以下のもので
あることが好ましい。The ball 1 of the present invention has the hard particles 1
It is preferable that the average distance between the particle boundaries between the particles 7 is 0.2 μm or less.
【００２４】すなわち、硬質粒子１７同士の粒子境界の
平均間隔が０．２μｍを超えると、表面１９の結合金属
１８の部分に露呈する硬質粒子の小片が大きくなり、ボ
ール１の使用中に上記小片が脱落して研磨剤として作用
し、ペン先本体１０の摩耗が大きくなり、ボール１のペ
ン先本体１０内への沈み込みも大きくなるからである。
また、粒子境界の間隔が大きくなると、境界部分のエッ
ジがペン先本体１０に対する切刃として作用し、ペン先
本体１０の摩耗が大きくなり、ボール１のペン先本体１
０内への沈み込みも大きくなるからである。That is, if the average distance between the particle boundaries of the hard particles 17 exceeds 0.2 μm, the small particles of the hard particles exposed to the bonding metal 18 on the surface 19 become large, and the small particles during the use of the ball 1 become large. Is dropped and acts as an abrasive, the wear of the pen tip body 10 increases, and the sinking of the ball 1 into the pen tip body 10 also increases.
When the distance between the particle boundaries increases, the edge of the boundary acts as a cutting blade for the pen tip body 10, the wear of the pen tip body 10 increases, and the pen tip body 1 of the ball 1 increases.
This is because the sinking into 0 becomes large.
【００２５】上記粒子境界の平均間隔は、例えば、つぎ
のようにして測定することができる。すなわち、走査型
電子顕微鏡により、５００〜５０００倍程度の倍率でボ
ール１の表面写真を撮影し、上記硬質粒子１７間の幅を
広いところから１０〜３０箇所程度測定し、その平均値
を算出する。この平均値を粒子境界の平均間隔とする。
なお、上記ボール１を、所定のペン先本体に取り付け、
例えば、下記のような条件で筆記試験を行い、図２に示
すように、表面１９の結合金属１８の部分を除去して凹
部２を形成したのち、走査型電子顕微鏡によって上記凹
部２の幅を測定して平均間隔を算出してもよい。 〔筆記試験条件〕 筆記角度 ：６５° 荷 重 ：１００ｇ 筆記速度 ：７ｃｍ／ｓｅｃ 筆記距離 ：５００ｍThe average distance between the particle boundaries can be measured, for example, as follows. That is, a surface photograph of the ball 1 is photographed with a scanning electron microscope at a magnification of about 500 to 5,000 times, the width between the hard particles 17 is measured from about 10 to 30 places from a wide place, and the average value is calculated. . This average value is defined as the average interval between the particle boundaries.
In addition, the ball 1 is attached to a predetermined pen point body,
For example, a writing test is performed under the following conditions, and as shown in FIG. 2, after removing the portion of the bonding metal 18 on the surface 19 to form the recess 2, the width of the recess 2 is reduced by a scanning electron microscope. The average interval may be calculated by measurement. [Writing test conditions] Writing angle: 65 ° Load: 100 g Writing speed: 7 cm / sec Writing distance: 500 m
【００２６】本発明のボールは、例えば、つぎのように
してつくることができる。すなわち、まず、所定の硬質
粒子１７を所定の焼結条件で焼結し、略球形に形成す
る。ついで、この球体を、一定間隔に保持した２枚の砥
石の間でダイヤモンドパウダーとともにころがし、ダイ
ヤモンドパウダーを徐々に細かなものにして磨き上げる
ことにより、表面１９を鏡面に仕上げる（図１参照）。The ball of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, predetermined hard particles 17 are sintered under predetermined sintering conditions to form a substantially spherical shape. Then, the sphere is rolled together with diamond powder between two whetstones held at regular intervals, and the diamond powder is gradually made finer and polished to finish the surface 19 to a mirror surface (see FIG. 1).
【００２７】上記ボール１は、所定のペン先本体に取り
付けられ、ボールペンのペン先の一部として使用される
（図３，図４および図６参照）。The ball 1 is attached to a predetermined pen tip main body, and is used as a part of a pen tip of a ballpoint pen (see FIGS. 3, 4 and 6).
【００２８】上記ボールペンに用いられるインクとして
は、特に限定するものではなく、油性インクや水性イン
ク，ゲルインク等各種のものが用いられるが、特に、粘
度が１００ｍＰａ・ｓ以上２００００ｍＰａ・ｓ以下の
高粘度インクが好適に使用される｛ＥＬＰ型粘度計３°
（Ｒ１４）コーン、０．５ｒｐｍ（２０℃）で測定｝。
インク粘度の下限値としては、５００ｍＰａ・ｓ以上で
あれば一層好適である。すなわち、上記粘度範囲にある
高粘度インクでは、比重が重い硬質の無機顔料であって
も十分に分散させることができる。このような硬質の無
機顔料を分散させたインクを使用すると、従来のボール
では、結合金属１８部分の摩耗が激しく、硬質粒子小片
の脱落による研磨作用も増大し、ペン先本体を激しく摩
耗させる。上記本発明のボールでは、表面の結合金属１
８の部分に露呈する硬質粒子小片が極めて小さくかつ少
ないため、上記のような硬質の無機顔料を分散させたイ
ンクを使用しても、硬質粒子小片の研磨作用によるペン
先本体の摩耗が大幅に軽減されるのである。The ink used for the ballpoint pen is not particularly limited, and various inks such as oil-based inks, water-based inks, and gel inks are used. In particular, high-viscosity inks having a viscosity of 100 mPa.s to 20,000 mPa.s are used. Ink is preferably used. ELP viscometer 3 °
(R14) cone, measured at 0.5 rpm (20 ° C.).
The lower limit of the ink viscosity is more preferably 500 mPa · s or more. That is, in the high-viscosity ink having the above viscosity range, even a hard inorganic pigment having a large specific gravity can be sufficiently dispersed. When an ink in which such a hard inorganic pigment is dispersed is used, in a conventional ball, the portion of the bonding metal 18 is severely abraded, the abrasive action due to falling off of the hard particles is also increased, and the pen tip body is severely worn. In the above ball of the present invention, the bonding metal 1 on the surface
Since the small hard particle pieces exposed in the portion 8 are extremely small and small, even when the ink in which the hard inorganic pigment is dispersed as described above is used, the abrasion of the pen tip main body due to the polishing action of the hard particle pieces is large. It is alleviated.
【００２９】上記無機顔料としては、特に限定するもの
ではなく、各種のものが用いられる。例えば、亜鉛華，
酸化チタン，弁柄，酸化クロム，鉄黒，チタンエロー
（ＴｉＯ２・ＢａＯ・ＮｉＯ，ＴｉＯ２・ＮｉＯ・Ｓｂ
２Ｏ３，ＴｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３・ＮｉＯ，ＺｎＯ・Ｆｅ
２Ｏ３，ＺｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３・Ｃｒ２Ｏ３，ＴｉＯ２・
ＣｏＯ・ＮｉＯ・ＺｎＯ，ＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｃｒ２
Ｏ３等各種のものを含む），コバルトブルー，セルリア
ンブルー，コバルトグリーン等の各種酸化物、アルミナ
ホワイト，黄色酸化鉄，ビリジアン等の各種水酸化物、
カドミウムエロー，カドミウムレッド，朱，リトポン等
の各種硫化物、黄鉛，モリブデートオレンジ，ジンクク
ロメート等の各種クロム酸、石膏，硫酸バリウム等の各
種硫酸塩、炭酸カルシウム，鉛白等の各種炭酸塩、群青
等の珪酸塩、マンガンバイオレット，コバルトバイオレ
ット等の各種燐酸塩、エメラルドグリーン等の砒酸塩、
紺青等のフェロシアン化物、カーボンブラック、黄土、
バリウム黄、アルミニウム粉，ブロンズ粉，亜鉛末等の
各種金属粉、天然パールエッセンス，塩基性炭酸鉛，酸
塩化ビスマス，雲母チタン等の各種真珠顔料等があげら
れる。The inorganic pigment is not particularly limited, and various pigments can be used. For example, zinc flower,
Titanium oxide, red iron oxide, chromium oxide, iron black, titanium yellow (TiO 2 · BaO · NiO, TiO 2 · NiO · Sb
2 O 3 , TiO 2 .Sb 2 O 3 .NiO, ZnO.Fe
2 O 3 , ZnO.Fe 2 O 3 .Cr 2 O 3 , TiO 2.
CoO.NiO.ZnO, CoO.Al 2 O 3 .Cr 2
Including those of O 3 and various), cobalt blue, cerulean blue, various oxides such as cobalt green, alumina white, yellow iron oxide, various hydroxides such as viridian,
Various sulfides such as cadmium yellow, cadmium red, vermilion, lithopone, various chromic acids such as graphite, molybdate orange, zinc chromate, various sulfates such as gypsum and barium sulfate, and various carbonates such as calcium carbonate and lead white , Silicates such as ultramarine, various phosphates such as manganese violet and cobalt violet, arsenates such as emerald green,
Ferrocyanide such as navy blue, carbon black, ocher,
Examples include various metal powders such as barium yellow, aluminum powder, bronze powder, and zinc powder, and various pearl pigments such as natural pearl essence, basic lead carbonate, bismuth oxychloride, and mica titanium.
【００３０】上記無機顔料の中でも、特に、酸化チタン
および亜鉛華は、乳白色の色目を出すため最近よく使わ
れるが、従来のボールを用いたボールペンにおいて結合
金属１８部分を摩耗させる度合いが高く、本発明のボー
ル１を使用すると摩耗防止の効果が大きい。Among the above-mentioned inorganic pigments, titanium oxide and zinc oxide are particularly frequently used recently for producing a milky white color. However, in a conventional ballpoint pen using a ball, the degree of wear of the binding metal 18 is high. When the ball 1 of the invention is used, the effect of preventing wear is great.
【００３１】上記ペン先を使用して筆記を行う場合に
は、傾けられたペン先のボール１が紙面２２に押し当て
られたとき（図６参照）、上記ボール１は、ボール収容
凹部１３内で斜め上方向にずれる。そして、インクは、
ペン先本体１０の中空部からインク流路１２およびイン
ク溝１６を通ってボール収容凹部１３内に導かれ、ボー
ル収容凹部１３の壁面とボール１との隙間から重力によ
って流出する。ついで、ボール１の回転に伴ってインク
がボール１の表面を伝って紙面２２に転写され筆記が行
われる。When writing is performed using the pen tip, when the ball 1 having the tilted tip is pressed against the paper surface 22 (see FIG. 6), the ball 1 is placed in the ball receiving recess 13. Shifts obliquely upward. And the ink is
The ink is guided from the hollow portion of the pen tip body 10 through the ink flow path 12 and the ink groove 16 into the ball accommodating recess 13, and flows out of the gap between the wall surface of the ball accommodating recess 13 and the ball 1 by gravity. Then, as the ball 1 rotates, ink is transferred to the paper surface 22 along the surface of the ball 1 and writing is performed.
【００３２】このとき、上記ボール１では、表面の硬質
粒子１７同士の隙間の硬質粒子の小片２０が微小でかつ
少ないため、使用中に脱落して研磨剤として作用するこ
とが少ない。このため、筆圧を受けながらボール１がボ
ール収容凹部１３内で回転しても、ペン先本体１０の摩
耗が抑制され、ボール１のペン先本体１０内への沈み込
みが防止される。したがって、インク溝１６が塞がれて
インクが流出しにくくなったり、ボール１とペン先本体
１０との摩擦抵抗の増大や筆記可能角度の増大も防止さ
れ、良好な書き味が維持される。At this time, in the ball 1, since the small particles 20 of the hard particles in the gaps between the hard particles 17 on the surface are minute and small, they hardly fall off during use and act as an abrasive. For this reason, even if the ball 1 rotates within the ball accommodating recess 13 while receiving the pen pressure, the wear of the pen tip body 10 is suppressed, and the sinking of the ball 1 into the pen tip body 10 is prevented. Therefore, the ink groove 16 is closed and the ink hardly flows out, the frictional resistance between the ball 1 and the pen tip body 10 and the writable angle are prevented from being increased, and the good writing quality is maintained.
【００３３】なお、上記実施の形態では、ボール１の鏡
面研磨を砥石研削で行ったが、これに限定するものでは
なく、磁性流体による研磨や、電解研磨，電解研削，化
学研磨等各種の手法が用いられる。また、ボール１とし
て球体のものを例示したが、これに限定するものではな
く、円柱状のもの等に適用することもできる趣旨であ
る。In the above embodiment, the mirror polishing of the ball 1 is performed by a grindstone. However, the present invention is not limited to this. Various methods such as polishing with a magnetic fluid, electrolytic polishing, electrolytic grinding, and chemical polishing can be used. Is used. Further, the ball 1 is illustrated as a sphere, but is not limited to this, and is applicable to a column-shaped ball and the like.
【００３４】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。Next, examples will be described together with comparative examples.
【００３５】[0035]
【実施例および比較例】硬質粒子としてＷＣ，ＳｉＣ，
ＺｒＯ２を使用し、結合金属としてＣｒ，Ｃｏ等を使用
した焼結体を、球状に鏡面研磨して直径０．５ｍｍの球
体とし、ボールペン用のボールを得た。実施例および比
較例のボールの組成を下記の表１に示す。EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES WC, SiC,
A sintered body using ZrO 2 and using Cr, Co or the like as a binding metal was mirror-polished into a spherical shape to obtain a spherical body having a diameter of 0.5 mm to obtain a ball for a ballpoint pen. The compositions of the balls of the examples and comparative examples are shown in Table 1 below.
【００３６】[0036]
【表１】 [Table 1]
【００３７】つぎに、上記各実施例および比較例のボー
ルについて、図３に示すペン先にセットし、精機工業社
製ライティングテスター（ＭＯＤＥＬ ＴＳ−４Ｃ−１
０）を使用して下記の条件で連続筆記試験を行った。 ［試験条件］ 筆記角度 ：６５° 荷 重 ：１００ｇ 筆記速度 ：７ｃｍ／ｓｅｃ 筆記距離 ：５００ｍ ペン先本体：ステンレス ［使用インク］ Ｐｉｇ．Ｒｅｄ２５８ ：５重量％ スチレンアクリル樹脂 ：１重量％ 架橋型ポリアクリル酸 ：０．２４重量％ キサンタンガム ：０．２４重量％ グリセリン ：７重量％ エチレングリコール ：１５重量％ ジエチレングリコール ：６重量％ 安息香酸ナトリウム ：０．２４重量％ １，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン ：０．４重量％ ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル：１．５重量％ イオン交換水 ：６３．３８重量％Next, the balls of the above Examples and Comparative Examples were set on the pen tip shown in FIG. 3 and a writing tester (Model TS-4C-1 manufactured by Seiki Kogyo Co., Ltd.) was used.
Using 0), a continuous writing test was performed under the following conditions. [Test conditions] Writing angle: 65 ° Load: 100 g Writing speed: 7 cm / sec Writing distance: 500 m Pen tip body: Stainless steel [Ink used] Pig. Red258: 5% by weight Styrene acrylic resin: 1% by weight Cross-linked polyacrylic acid: 0.24% by weight Xanthan gum: 0.24% by weight Glycerin: 7% by weight Ethylene glycol: 15% by weight Diethylene glycol: 6% by weight Sodium benzoate: 0.24% by weight 1,2-benzisothiazolin-3-one: 0.4% by weight Polyoxyethylene alkyl ether phosphate: 1.5% by weight Ion-exchanged water: 63.38% by weight
【００３８】上記各実施例１〜４の筆記試験前の表面状
態写真をそれぞれ図１０〜図１３に示す。また、比較例
１の筆記試験前後の表面状態写真をそれぞれ図１４およ
び図１５に、比較例２の筆記試験前の表面状態写真を図
１６に示す。上記各表面状態写真は、走査型電子顕微鏡
による撮影像であり、写真中央下部の白線が５μｍのス
ケールになっている。また、図１０，１１，１４，１
５，１６において、矢印で示しているのは、粒子境界の
測定位置であり（各１０箇所）、この位置の粒子間隔を
測定して粒子境界の平均間隔を求めている。FIGS. 10 to 13 show photographs of the surface state of each of Examples 1 to 4 before the writing test. 14 and 15 show surface state photographs before and after the writing test of Comparative Example 1, respectively, and FIG. 16 shows surface state photographs of the comparative example 2 before the writing test. Each surface state photograph is a photographed image taken by a scanning electron microscope, and the white line at the lower center of the photograph has a scale of 5 μm. In addition, FIGS.
In FIGS. 5 and 16, the arrows indicate the measurement positions of the particle boundaries (10 positions each), and the particle intervals at these positions are measured to determine the average distance between the particle boundaries.
【００３９】また、上記各実施例および比較例の粒子境
界の平均間隔、ならびに筆記試験後のボールの沈み込み
量（ペン先本体の摩耗量）の測定結果を下記の表２に示
す。Table 2 below shows the measurement results of the average distance between the particle boundaries and the sinking amount of the ball (the amount of wear of the pen tip body) after the writing test in each of the above Examples and Comparative Examples.
【００４０】[0040]
【表２】 [Table 2]
【００４１】上記図１０〜図１６および表２から明らか
なように、各実施例は、比較例に比べ粒子境界の平均間
隔が小さく、ボールの沈みも良好な結果が得られること
がわかる。As is clear from FIGS. 10 to 16 and Table 2, it can be seen that the average spacing between the particle boundaries is smaller in each of the examples than in the comparative example, and that the ball sinks well.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明のボールペン用ボ
ールによれば、硬質粒子同士の隙間が極めて薄くなり、
表面の結合金属の部分に露呈する硬質粒子の小片がそれ
だけ微小なものとなり、その数も極めて少なくなる。し
たがって、使用中に脱落して研磨剤として作用する小片
の数が非常に少なくなり、ペン先本体の摩耗が防止さ
れ、ボールのペン先本体内への沈み込みが防止される。As described above, according to the ball for a ballpoint pen of the present invention, the gap between the hard particles becomes extremely thin,
The small particles of the hard particles exposed on the surface of the bonding metal become smaller and the number thereof becomes extremely small. Therefore, the number of small pieces that fall off during use and act as an abrasive is very small, and wear of the pen tip body is prevented, and sinking of the ball into the pen tip body is prevented.
【００４３】また、結合金属を使用せずに硬質粒子を焼
結したものであっても、粒子境界の間隔が狭いことか
ら、境界部分のエッジがペン先本体に対する切刃として
作用することが少なくなり、ペン先本体の摩耗が防止さ
れ、ボールのペン先本体内への沈み込みが防止される。Even when hard particles are sintered without using a bonding metal, the edge of the boundary part is less likely to act as a cutting edge for the pen tip body because the interval between the particle boundaries is narrow. As a result, wear of the pen tip body is prevented, and sinking of the ball into the pen tip body is prevented.
【００４４】したがって、従来のように、インク溝が塞
がれてインクが流出しにくくなったり、ボールとペン先
本体との接触面積が大きくなることによる摩擦抵抗の増
大が防止される。また、筆記可能角度の増大も抑えられ
る。このように、従来のボールのように、早期に書き味
が悪くなるようなことがほとんどなく、長期間にわたっ
て良好な書き味が維持される。しかも、ペン先本体の摩
耗が抑えられることから、ボール径を小さくしても摩耗
が少ないため、細字に対応することができる。Therefore, unlike the related art, it is possible to prevent the ink groove from being closed and make it difficult for ink to flow out, and to prevent an increase in frictional resistance due to an increase in the contact area between the ball and the pen tip body. Also, an increase in the writable angle can be suppressed. As described above, unlike the conventional ball, the writing quality is hardly deteriorated at an early stage, and the good writing quality is maintained for a long period of time. In addition, since the abrasion of the pen tip main body is suppressed, even if the ball diameter is reduced, the abrasion is small.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施の形態のボールペン用ボールを
示す要部拡大断面図である。FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of a ballpoint pen ball according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記ボールペン用ボールの筆記試験後の状態を
示す要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing a state after a writing test of the ball for a ballpoint pen.
【図３】ボールペンのペン先を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a pen tip of a ballpoint pen.
【図４】上記ペン先の要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the pen tip.
【図５】ペン先本体のＡ−Ａ断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the pen tip main body taken along line AA.
【図６】上記ペン先の使用状態を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a use state of the pen tip.
【図７】従来のボールペン用ボールを示す要部拡大断面
図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a main part of a conventional ballpoint pen.
【図８】上記ボールペン用ボールの摩耗状態を示す要部
拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main portion showing a worn state of the ballpoint pen ball.
【図９】ペン先本体が摩耗した状態を示す要部拡大断面
図である。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part showing a state where the pen tip main body is worn.
【図１０】実施例１の表面状態写真である。FIG. 10 is a photograph of the surface state of Example 1.
【図１１】実施例２の表面状態写真である。FIG. 11 is a photograph of the surface state of Example 2.
【図１２】実施例３の表面状態写真である。FIG. 12 is a photograph of the surface state of Example 3.
【図１３】実施例４の表面状態写真である。FIG. 13 is a photograph of the surface state of Example 4.
【図１４】比較例１の表面状態写真である。14 is a photograph of the surface state of Comparative Example 1. FIG.
【図１５】比較例１の筆記試験後の表面状態写真であ
る。FIG. 15 is a photograph of a surface state after a writing test of Comparative Example 1.
【図１６】比較例２の表面状態写真である。FIG. 16 is a photograph of a surface state of Comparative Example 2.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 博義 大阪市中央区森ノ宮中央１丁目６番20号 株式会社サクラクレパス内 Ｆターム(参考） 2C350 GA03 HA09 HA10 NA01 NA02 NA19 NC02 NC14 NC29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hiroyoshi Yamamoto 1-6-20 Morinomiya Chuo, Chuo-ku, Osaka-shi F-term in Sakura Crepas Co., Ltd. (reference) 2C350 GA03 HA09 HA10 NA01 NA02 NA19 NC02 NC14 NC29
Claims (4)
ールペン用ボールであって、粒子境界の平均間隔が０．
２μｍ以下であることを特徴とするボールペン用ボー
ル。1. A ballpoint pen ball comprising a sintered body obtained by sintering hard particles, wherein an average distance between particle boundaries is 0.1 mm.
A ball for a ballpoint pen, having a diameter of 2 μm or less.
項１記載のボールペン用ボール。2. The ball for a ballpoint pen according to claim 1, wherein the hard particles are ceramic particles.
ものである請求項１または２記載のボールペン用ボー
ル。3. The ball for a ballpoint pen according to claim 1, which is used for a ballpoint pen for high viscosity ink.
られるものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の
ボールペン用ボール。4. The ball-point pen ball according to claim 1, which is used for a ball-point pen for ink containing an inorganic pigment.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP26152399A JP4355060B2 (en) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Ball for ballpoint pen |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9533528B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-01-03 | Mitsubishi Pencil Company, Limited | Ballpoint pen |
| JP2020006589A (en) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 三菱鉛筆株式会社 | Aqueous ballpoint pen |
-
1999
- 1999-09-16 JP JP26152399A patent/JP4355060B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9533528B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-01-03 | Mitsubishi Pencil Company, Limited | Ballpoint pen |
| JP2020006589A (en) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 三菱鉛筆株式会社 | Aqueous ballpoint pen |
| JP7175112B2 (en) | 2018-07-09 | 2022-11-18 | 三菱鉛筆株式会社 | Water-based ballpoint pen |
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| JP4355060B2 (en) | 2009-10-28 |
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