JP2011126188A - Ball-point pen chip and ball-point pen using the same - Google Patents

Ball-point pen chip and ball-point pen using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a smooth writing sensation by forming a wide range of a lubricating ink layer on the surface of a ball and on the inner wall surface of a ball holder. <P>SOLUTION: In the ball-point pen chip, a ball transfer part substantially transferred to the curvature of a ball by pushing the inside face of the ball holder to the surface of the ball is formed in a ball receiving seat part and the inner wall surface of a distal end caulking part. The total area of the ball transfer part satisfies 22% to 29% of the surface area of the ball, the average surface roughness (Ra) of the ball transfer part is 2.0 nm to 10.0 nm, and maximum minimum level difference (Ry) is 20 nm to 100 nm. The ball-point pen chip includes radial through grooves as ink flowing paths, and uses an oily ink containing a phosphoric acid ester base lubricant. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

筆記部材としてのボールと、このボールを先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップに関するものである。   The present invention relates to a ball-point pen tip including at least a ball as a writing member and a ball holder that partially holds and holds the ball from a tip opening.

従来、書き味が良好なボールペンとするために、実開平2−22883号公報(特許文献1)に記載の考案では、ボール受座部の径や中心孔の径を規定したボールペンが開示されている。
また、特開平8−252998号公報(特許文献2)に記載の発明では、滑らかで軽い書き味を得るために、ボール座の投影面積を規定したボールペンが開示されている。
Conventionally, in order to make a ballpoint pen with good writing quality, the device described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-22883 (Patent Document 1) discloses a ballpoint pen that defines the diameter of the ball seat and the diameter of the center hole. Yes.
Further, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-252998 (Patent Document 2), a ballpoint pen that defines the projected area of the ball seat is disclosed in order to obtain a smooth and light writing texture.

実開平2−22883号公報(実用新案登録請求の範囲)Japanese Utility Model Publication No. 2-22883 (Scope of Claim for Utility Model Registration) 特開平8−252998号公報(特許請求の範囲)JP-A-8-252998 (Claims)

上記の特許文献に開示されているボールペンチップでは、ボールペンチップを先端側(ボール側)から見たときの投影される寸法を規定したものであり、長手方向(深さ方向)の量を考慮していないので、実質的にボールとボールホルダーとの接触部分の量を規定するものと言えず、また、ボールの後退規制部となるボール受座の部分の寸法しか考慮していない。通常、紙面などの被筆記面との間になす角度が70度程度の斜めにボールペンを把持して筆記される際には、ボールが斜め方向から押されるので、偏った位置に移動することがあり、ボール受座以外の部分が接触することによって、滑らかな書き味を損なうことがあった。
また、使用するインキ、特に配合されている潤滑成分の種類によっては、ボールとの接地面積が大きいと金属同士の直接接触部分が多いためか、かえって滑らかな書き味を阻害することもあった。
In the ballpoint pen tip disclosed in the above-mentioned patent document, the projected dimension when the ballpoint tip is viewed from the tip side (ball side) is defined, and the amount in the longitudinal direction (depth direction) is taken into consideration. Therefore, it cannot be said that the amount of the contact portion between the ball and the ball holder is substantially defined, and only the size of the ball seat portion that serves as the ball retraction restricting portion is considered. Usually, when a ballpoint pen is held and written at an angle of about 70 degrees with a writing surface such as a paper surface, the ball is pushed from an oblique direction, so that it can move to a biased position. In addition, when the parts other than the ball seat are in contact with each other, the smooth writing quality may be impaired.
In addition, depending on the type of ink used, particularly the blended lubricating component, a large contact area with the ball may cause a large amount of direct contact between metals, which may hinder smooth writing.

本願の第1の発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップにおいて、前記ボールホルダーの内側面を前記ボールの表面に押し付けることによって略ボールの曲率に転写されて形成されるボール転写部の総面積が、前記ボールの表面積の22.0%以上31.0%以下であるボールペンチップを要旨とするものであり、第2の発明は、前記ボール転写部が、ボール受座部と先端カシメ部内面とより少なくともなるものとし、ボール受座ボール転写部の表面積に対する先端カシメ部内面ボール転写部の表面積の比が0.8〜1.3である請求項1に記載のボールペンチップを要旨とし、第3の発明は、前記ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との間部分が、ボールが最後部に位置するときのボールの赤道部分を跨いでいると共に、その間部分の長さがボールの直径の24.0%以上34.0%以下である請求項1又は請求項2に記載のボールペンチップを要旨とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a ballpoint pen tip including at least a ball as a writing member and a ball holder that partially protrudes and holds the ball from a tip opening, and the inner surface of the ball holder is a surface of the ball. A ball pen tip having a total area of a ball transfer portion formed by being transferred to the curvature of the ball by being pressed to 22.0% or more and 31.0% or less of the surface area of the ball, According to a second aspect of the present invention, the ball transfer portion includes at least a ball seat portion and an inner surface of the tip caulking portion, and a ratio of the surface area of the inner surface ball transfer portion of the tip caulking portion to the surface area of the ball seat ball transfer portion is 0. The ball-point pen tip according to claim 1, wherein the third aspect of the present invention is the ball receiving ball transfer portion and the tip caulking portion. The portion between the surface ball transfer portion straddles the equator portion of the ball when the ball is positioned at the rearmost portion, and the length of the portion in between is 24.0% to 34.0% of the ball diameter. A gist of the ballpoint pen tip according to claim 1 or claim 2.

ボールホルダーの内側面をボールの表面に押し付けることによって略ボールの曲率に転写されて形成されるボール転写部は、筆記状態、特に、紙面に対する成す角度が70度程度の斜めに把持されて筆記される際に、ボールと面状に接触する部分となり、また、ボール転写部が形成される際に、若干ではあるが、スプリングバック現象が発生して完全にボールの曲率半径とは同一とはならず、加工時の接触境界部分ほどスプリングバックが大きくなり、このボールの曲率半径に対して略同曲率半径であることによって、インキの介在するわずかな隙間を形成し得、このボール転写部の総面積がボールの表面積の22.0%以上31.0%以下であることによって、インキを潤滑剤とした層を形成できると共に、インキ流量を必要以上に制限することもなく、滑らかな筆記感触が得られるものとなる。
特に、インキ中の潤滑性付与成分として、金属表面に対する吸着性の強いリン酸エステル系化合物を使用したものであると、ボール転写部全体がリン酸エステル系化合物の吸着した潤滑性壁面となることによって、更に、潤滑性壁面がインキ成分との親和性によって薄いインキ層を形成できることにより円滑なボールの回転を保証し、より滑らかな筆記感が得られる。
The ball transfer part formed by pressing the inner surface of the ball holder against the surface of the ball to be transferred to the curvature of the ball is written in the writing state, in particular, held obliquely with an angle of about 70 degrees to the paper surface. When the ball transfer portion is formed, a spring back phenomenon occurs and the radius of curvature of the ball is not completely the same. In addition, the spring back becomes larger at the contact boundary portion during processing, and by having substantially the same radius of curvature with respect to the radius of curvature of this ball, a slight gap intervening with ink can be formed. When the area is 22.0% or more and 31.0% or less of the surface area of the ball, a layer using ink as a lubricant can be formed, and the ink flow rate is restricted more than necessary. It is also without, and that smooth writing feel is obtained.
In particular, if a phosphate ester compound that has a strong adsorptivity to the metal surface is used as a lubricity imparting component in the ink, the entire ball transfer portion becomes a lubricity wall surface on which the phosphate ester compound is adsorbed. Furthermore, since the lubricating wall surface can form a thin ink layer by affinity with the ink component, smooth rotation of the ball is guaranteed, and a smoother writing feeling can be obtained.

ボール転写部の総面積が22.0%未満では、ボールがボールホルダーに押し付けられる力を受ける部分に介在するインキが不十分となり、特に斜め書きで滑らかさが低下する。ボール転写部の総面積が31.0%を超えるとインキの流通量が不足し、筆跡にカスレやヌケなどのインキが転写されない部分が発生しやすくなる。   If the total area of the ball transfer portion is less than 22.0%, the ink intervening in the portion that receives the force with which the ball is pressed against the ball holder becomes insufficient, and the smoothness decreases particularly in oblique writing. When the total area of the ball transfer portion exceeds 31.0%, the ink circulation amount is insufficient, and a portion where ink is not transferred, such as scumming or missing, tends to occur in the handwriting.

また、前記ボール転写部が、ボール受座部と先端カシメ部内面であることによって、筆記時にボールを底側と開口側との両方で支えることとなる。ボール受け座部ボール転写部は、ボールの後方移動を規制する内方突出部に形成されるので、後方側への力を受けることになるが、インキの吐出のためにボールの前後への移動のための隙間は確保されればならないので、ボール受け座部ボール転写部のみを広くしても、ボールが横方向にずれた場合には、ボール転写部によるボール支えの効果が得られなくなるが、先端カシメ部内面ボール転写部は、ボールの横からの支え部分となり、ボールがボール受け座部ボール転写部よりずれた場合にもボール転写部の支えの効果を発揮でき、ボール受け座部ボール転写部が広いことは、ボールがボール転写部からずれた位置にて回転することを抑制するものとなる。ただし、先端カシメ部内面ボール転写部は、インキの吐出する開口部に近い部分であるので、あまり広すぎても潤沢なインキ吐出を制限することになることがあるので、先端カシメ部内面ボール転写部表面積をボール受け座部ボール転写部表面積で除した値を0.8以上1.3以下と、双方のボール転写面積比が同程度から若干、先端カシメ部内面ボール転写部表面積比率を大きくすることによって、インキの流量を必要以上に制限せずに横方向でのボールの受け止めによる安定したボールの回転を保証するものとすることができ、きれいな筆跡と滑らかな筆記感が得られるものとなる。特に、ボールに対する横方向への力が大きくなる、紙面と筆記具とのなす角度が小さい斜め筆記でも滑らかな筆記感が得られるものとなる。   Further, since the ball transfer portion is the ball receiving portion and the inner surface of the tip crimping portion, the ball is supported on both the bottom side and the opening side during writing. Ball bearing seat The ball transfer part is formed in the inward protruding part that restricts the back movement of the ball, so it receives a force to the back side, but the ball moves back and forth for ink ejection Therefore, even if only the ball receiving portion and the ball transfer portion are widened, if the ball is displaced laterally, the ball support effect by the ball transfer portion cannot be obtained. The tip caulking part inner surface ball transfer part serves as a support part from the side of the ball, and even when the ball is displaced from the ball receiving part ball transfer part, the effect of supporting the ball transfer part can be exhibited. The wide transfer portion suppresses the ball from rotating at a position shifted from the ball transfer portion. However, since the tip caulking portion inner surface ball transfer portion is a portion close to the ink discharge opening, even if it is too wide, there is a possibility of restricting abundant ink discharge. The value obtained by dividing the surface area of the ball by the ball seat portion and the ball transfer portion surface area is 0.8 or more and 1.3 or less, and the ball transfer area ratio of the both is about the same, and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion surface area ratio is increased. As a result, it is possible to guarantee stable rotation of the ball by receiving the ball in the lateral direction without restricting the ink flow rate more than necessary, and a clean handwriting and a smooth writing feeling can be obtained. . In particular, a smooth writing feeling can be obtained even with an oblique writing in which the angle between the paper surface and the writing instrument is small, and the force in the lateral direction against the ball is large.

更に、ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との間部分が、ボールが最後部に位置するときのボールの赤道部分を跨いでいると共に、その間部分の長さがボールの直径の24.0%以上34.0%以下であることによって、ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との間をボールが移動する際の衝撃が緩和され、ボールの回転が暴れなくなって、筆記時の引っかかり感や微振動による書き味の悪さを緩和することができる。   Furthermore, the portion between the ball receiving ball transfer portion and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion straddles the equator portion of the ball when the ball is positioned at the rearmost portion, and the length of the portion between the ball diameter is the diameter of the ball 24.0% or more and 34.0% or less, the impact when the ball moves between the ball receiving ball transfer portion and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion is alleviated, and the rotation of the ball is rampant. This eliminates the feeling of being caught during writing and the poor writing quality due to slight vibration.

本発明のボールペンの一例の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of an example of the ball-point pen of this invention. 本発明のボールペンチップの一例の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of an example of the ball-point pen tip of this invention. 図2のI部拡大図。The I section enlarged view of FIG. 図3のII−II’線断面矢視図。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ in FIG. 3. 実施例5の0.1秒毎の筆記抵抗値を示すグラフ。10 is a graph showing the writing resistance value every 0.1 second in Example 5.

筆記部材となるボールとしては、タングステンカーバイドなどの超硬合金や、シリコンカーバイドなどのセラミックス焼結体などで形成される。
このようなボールは、例えば、タングステンカーバイド75wt%〜95wt%、コバルトやニッケル、クロムなどのバインダー金属が5wt%〜25wt%。好ましくは、タングステンカーバイド87.5wt%〜95.5wt%、コバルトやニッケル、クロムなどのバインダー金属が4.5wt%〜12.5wt%。が主な配合物であり、表面の物理的及び/又は化学的研磨処理によって微細なバインダー金属が除去され、ボール表面に0.2μm〜2.0μm程度の微細な凹部が形成されたものである。
リン酸エステル系潤滑剤を使用したインキを使用したボールペンとした場合には、その吸着力から超硬金属が好ましく、更に、粘度が200〜800mPa・s、剪断減粘指数が0.9〜1.0のインキであることによって、前述の表面の凹部にインキが浸透しやすく、ボール表面がインキに濡れた状態を確保しやすいので、更にボールとボール転写部との間にインキが介在し易く、インキがボールの回転における潤滑剤として働きやすくなり好ましい。また、ボール表面に酸化チタンなどを被覆させたものとすることもできる。
The ball serving as the writing member is formed of a cemented carbide such as tungsten carbide or a ceramic sintered body such as silicon carbide.
Such balls include, for example, tungsten carbide of 75 wt% to 95 wt%, and a binder metal such as cobalt, nickel, and chromium of 5 wt% to 25 wt%. Preferably, tungsten carbide is 87.5 wt% to 95.5 wt%, and binder metal such as cobalt, nickel, and chromium is 4.5 wt% to 12.5 wt%. Is a main compound in which fine binder metal is removed by physical and / or chemical polishing of the surface, and fine concave portions of about 0.2 μm to 2.0 μm are formed on the ball surface. .
In the case of a ballpoint pen using an ink using a phosphate ester lubricant, a cemented carbide metal is preferable due to its adsorptive power, and the viscosity is 200 to 800 mPa · s, and the shear thinning index is 0.9 to 1. 0.0 ink makes it easy for the ink to penetrate into the recesses on the surface described above, and it is easy to ensure that the ball surface is wet with the ink, so that the ink is more likely to intervene between the ball and the ball transfer portion. Ink is preferred because it tends to work as a lubricant in the rotation of the ball. The ball surface may be coated with titanium oxide or the like.

ボールを抱持するボールホルダーは、貫通孔としてのインキ通路の途中に、ボールの後退規制部となる内方突出部を備え、先端開口部にはボールの直径よりも小径に加工したカシメ部を形成しボールの抜け止めとしている。
内方突出部は、中心孔と、放射状の貫通溝とによって略均等に分割され、周状に配置されている。放射状溝は、ボールの外側部分にインキを流入させる路となるものであり、インキの流量のみを考慮すれば、多数で幅広の方が好ましいが、ボール受座部の面積が少なくなることとなるので適宜本数、適宜幅となるように調整される。放射状溝が3本以上であると、ボールの周囲に均等にインキを供給しやすくなるので好ましいものと言える。この放射状溝は、ボールホルダーを金属製のパイプ材を使用して形成される場合には、外側からポンチによる押圧加工にてパイプ側壁を内側に凹ませることによって内方突出を周状に複数形成することによって得ることもできる。このような加工により得る場合には、0.3mmなどの小径なボールを使用した小径のパイプとなるほど細かい加工となるため、放射状溝の数を増やすことは一つ一つの放射状溝の幅や開口面積を小さいものとすることになるので、3本か4本の放射状溝数とすることが好ましい。
The ball holder for holding the ball has an inward protruding portion as a ball retraction restricting portion in the middle of the ink passage as a through hole, and a caulking portion processed to have a diameter smaller than the diameter of the ball at the tip opening portion. It is formed to prevent the ball from coming off.
The inward projecting portions are divided approximately evenly by the center hole and the radial through groove, and are arranged in a circumferential shape. The radial grooves serve as a path for allowing ink to flow into the outer portion of the ball. If only the ink flow rate is taken into consideration, a larger number and a wider width are preferable, but the area of the ball seat portion is reduced. Therefore, the number and the width are adjusted as appropriate. If there are three or more radial grooves, it can be said that it is preferable because it is easy to supply ink evenly around the ball. When the radial groove is formed using a metal pipe material, a plurality of inward projections are formed in a circumferential shape by denting the pipe side wall inward by pressing with a punch from the outside. Can also be obtained. When obtained by such processing, the smaller the diameter of the pipe using a small diameter ball such as 0.3 mm, the finer the processing, so increasing the number of radial grooves is the width and opening of each radial groove. Since the area will be small, it is preferable to have three or four radial grooves.

ボールホルダーの先端の、ボールの直径よりも小径に加工したカシメ部は、ボール挿入後に、回転するロール部材などを押し当てて、内側に倒れこませて形成する部分であり、この際にボールホルダーの内面をボールに押し当てることによってボール転写部とすることができる。ボールの抜け止めのためのカシメ部の形成とは別に外側から加える押圧力によってボールホルダーの内面をボールに押し当ててボール転写部とすることもできる。これらの押圧範囲を広いものとすることによって、ボール転写部の面積を広いものとすることができるが、具体的には、カシメ加工も含めて、押圧する際に、ボールの位置が先端に対して低い位置としておくことや、カシメ加工具の押圧角度(ペンの軸線に対する押圧加工具の押圧面のなす角)を鋭角としたり、押圧する際の荷重を大きくすることによって広いボール転写部を形成することができる。   The crimped portion of the tip of the ball holder that has been machined to a diameter smaller than the diameter of the ball is a part that is formed by pressing the rotating roll member, etc., and then falling inside after the ball is inserted. A ball transfer portion can be obtained by pressing the inner surface of the ball against the ball. In addition to the formation of the caulking portion for preventing the ball from coming off, the ball transfer portion can be formed by pressing the inner surface of the ball holder against the ball by a pressing force applied from the outside. By making these pressing ranges wide, the area of the ball transfer portion can be widened. Specifically, when pressing, including caulking, the position of the ball is relative to the tip. Wide ball transfer part by setting the pressure position of the crimping tool to a low position, making the pressing angle of the crimping tool (the angle formed by the pressing surface of the pressing tool with respect to the pen axis), or increasing the load during pressing. can do.

ボールを設置して、カシメ加工にてボールの抜け止めをなした後に、ボールを内方突出部に押し付けることによって内方突出部を変形させボール転写部であるボール受座部を形成する。ボールを強く押圧することによって内方突出部の変形量を多く(深く)でき、結果的にボール転写部を広いものとすることができる。この加工によって、ボールの前後移動可能距離が増大することとなり、設定によって、ボールホルダーの先端に形成されるインキの吐出口の最大開口量を設定することができる。   After the ball is installed and the ball is prevented from being removed by caulking, the inward projecting portion is deformed by pressing the ball against the inward projecting portion to form a ball seat portion which is a ball transfer portion. By strongly pressing the ball, the amount of deformation of the inward protruding portion can be increased (deeply), and as a result, the ball transfer portion can be widened. This process increases the distance that the ball can move back and forth, and the maximum opening amount of the ink ejection port formed at the tip of the ball holder can be set by setting.

これらのボール転写部は、ボールとボールホルダーの内面とを強く押しつけたり、ボールと同様の曲率半径を有する治具をボールホルダーの内面に押しつけたりして、圧延加工にて形成されるが、この際にボールや治具に回転を付与し、ボールホルダーの内面に形成されるボール転写部としての凹部を滑らかにすることもできる。また、一般的に金属材料の押圧による変形加工には、スプリングバックと呼ばれる押し戻し現象が発生するが、押圧部材の接触境界部分と中程とでは変形量が異なる場合が多い。このようなスプリングバック量も考慮して押圧量を設計するが、部分によるスプリングバック量の違いは、凹部の曲率半径の違いとして現れる。ボール転写部である凹部の曲率半径が完全にボールの曲率半径と同一でないことは、インキの介在する隙間を形成することとなり、インキの潤滑効果を得る上で有利であるが、あまりに大きく異なる曲率半径であるとかえってボールの回転を阻害する要因ともなるので、ボールの曲率半径に対するボール転写部の曲率半径が、101%以上104%以下であることが好ましい。   These ball transfer portions are formed by rolling by strongly pressing the ball and the inner surface of the ball holder, or pressing a jig having the same radius of curvature as the ball against the inner surface of the ball holder. At this time, rotation may be applied to the ball or jig to smooth the recess as a ball transfer portion formed on the inner surface of the ball holder. In general, deformation processing by pressing a metal material causes a push-back phenomenon called springback, but the deformation amount is often different between the contact boundary portion and the middle of the pressing member. Although the pressing amount is designed in consideration of such a springback amount, the difference in the springback amount depending on the portion appears as a difference in the radius of curvature of the recess. The fact that the radius of curvature of the recess, which is the ball transfer section, is not exactly the same as the radius of curvature of the ball forms an interstitial space between the inks, which is advantageous for obtaining the ink lubrication effect, but has a very different curvature. Since the radius is also a factor that hinders the rotation of the ball, the radius of curvature of the ball transfer portion with respect to the radius of curvature of the ball is preferably 101% to 104%.

ボールホルダーのインキ通路に、コイルスプリングを挿入し、その先端で直接又は部材を介してボールを前方付勢することもできる。コイルスプリングの後方移動規制は、ボールホルダーの後端をカシメたり、インキタンクや、インキタンクとの接続部材に形成した段部とすることもできる。また、コイルスプリングは、ボールと当接させる先端部分を直線状に伸ばした形状とすることで、内方突出部の存在などによって細い穴となっている部分でも確実にボールに押圧力を付与することができる。コイルスプリングによってボールを前方付勢することによって、非使用時に、ボールがボールホルダーと周状当接し、不要なインキの漏れ出しなどを抑制することができる。   It is also possible to insert a coil spring into the ink path of the ball holder and urge the ball forward at its tip directly or via a member. The rearward movement restriction of the coil spring can be a caulking of the rear end of the ball holder, or a step formed on an ink tank or a connection member with the ink tank. In addition, the coil spring has a shape in which the tip portion that comes into contact with the ball is linearly extended, so that a pressing force is reliably applied to the ball even in a portion that is a narrow hole due to the presence of an inward protruding portion or the like. be able to. By biasing the ball forward by the coil spring, the ball can come into circumferential contact with the ball holder when not in use, and leakage of unnecessary ink can be suppressed.

ボールホルダーの材質としては、ステンレス、洋白などの合金や、ポリオキシメチレンなどの耐摩耗性樹脂材料とすることができるが、耐久性やリン酸エステル系潤滑剤を使用したインキとの吸着性などから、鉄合金であるステンレス製が好ましい。   The material of the ball holder can be an alloy such as stainless steel, white or white, or a wear-resistant resin material such as polyoxymethylene, but it is durable and adsorbable with ink using a phosphate ester lubricant. From the above, stainless steel, which is an iron alloy, is preferable.

このようなボールホルダーはインキタンクとなる部材と直接又接続部材を介して接続される。
ボールペンとして使用するインキとしては、着色剤として顔料を使用した顔料インキ、染料を使用した染料インキ、主溶剤として水を使用した水性インキ、有機溶剤を使用した油性インキなど、いずれも使用することができるが、潤滑剤となる界面活性剤や特にリン酸エステル系潤滑剤を配合したインキであることが好ましい。また、インキ粘度は、書き味の軽さに影響するので、数mPa・s〜1300mPa・s程度の比較的低粘度のインキであることが好ましく、剪断減粘性のインキの場合には、想定される筆記時のボールの回転によって生じる剪断速度3000[1/sec]付近での粘度が数mPa・s〜500mPa・s程度となるインキであることが好ましいといえる。ただし、インキを剪断減粘指数が、1.0もしくはそれに近い、剪断減粘性のほとんど無いインキとした場合には、静止時の粘度と筆記時の粘度がほぼ同等となるので数mPa・s〜500mPa・s程度となる。
リン酸エステル系潤滑剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸モノエステル又はジエステル、トリエステルが挙げられ、エチレンオキサイドの付加モル数が0〜20、末端のアルキルエーテルのアルキル基の炭素数が9〜18のものなどが例示できる。
また、リン酸エステル系の潤滑材以外の併用する潤滑剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、N−アシルアミノ酸などが挙げられる。
これらは1種もしくは複数種を混合して使用することもでき、その使用量は、0.1〜5重量%程度が好ましい。
Such a ball holder is connected to a member to be an ink tank directly or via a connecting member.
Ink used as a ballpoint pen can be any of pigment inks using pigments as colorants, dye inks using dyes, water-based inks using water as the main solvent, and oil-based inks using organic solvents. However, it is preferably an ink containing a surfactant as a lubricant or a phosphate ester lubricant. Moreover, since the ink viscosity affects the lightness of writing, it is preferably a relatively low-viscosity ink of about several mPa · s to 1300 mPa · s, and is assumed in the case of ink with shear thinning viscosity. It can be said that the ink preferably has a viscosity of about several mPa · s to 500 mPa · s in the vicinity of a shear rate of 3000 [1 / sec] generated by the rotation of the ball during writing. However, when the ink is an ink having a shear thinning index of 1.0 or close to it and having almost no shear thinning viscosity, the viscosity at the time of stationary and the viscosity at the time of writing are almost the same, so that several mPa · s˜ It is about 500 mPa · s.
Examples of the phosphoric acid ester lubricant include polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid monoester or diester and triester. The number of added moles of ethylene oxide is 0 to 20, and the carbon number of the alkyl group of the terminal alkyl ether. 9 to 18 can be exemplified.
Examples of the lubricant to be used in combination other than the phosphate ester-based lubricant include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil , Polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylamine, N-acylamino acid and the like.
These may be used alone or in combination, and the amount used is preferably about 0.1 to 5% by weight.

図1に示したものは、筆記部材としてのボール1を、先端開口部2aより一部突出した状態で回転自在に抱持してなるボールホルダー2とインキ収容部3が接合されてなるボールペンの一例である。外装体に収容されて使用される、所謂リフィルと称されるものとして示してあるが、外装についての図示及び説明は省略する。
ボール1とボールホルダー2と、後述するコイルスプリングとからなるボールペンチップは、その後端の小径部を、ポリプロピレン樹脂などの押し出し成形パイプであるインキ収容部3の先端に圧入して固定されている。
インキ収容部3内には、油性インキ4が収容されており、油性インキ4の後端界面に接して、インキと相溶しない高粘度流体である逆流防止体組成物5が配置されている。特に、低粘度のインキを使用した場合には、インキが後方に移動することを抑制するために逆流防止体組成物を配置することは有効である。
FIG. 1 shows a ballpoint pen formed by joining a ball holder 2 which is a ball 1 as a writing member and is rotatably held in a state in which the ball 1 partially protrudes from a tip opening 2 a and an ink containing portion 3. It is an example. Although it is shown as what is called a refill that is housed and used in an exterior body, illustration and description of the exterior are omitted.
A ballpoint pen tip composed of a ball 1, a ball holder 2, and a coil spring, which will be described later, is fixed by press-fitting the small-diameter portion at the rear end thereof to the tip of an ink containing portion 3 that is an extruded pipe made of polypropylene resin or the like.
An oil-based ink 4 is stored in the ink storage portion 3, and a backflow preventing body composition 5 that is a high-viscosity fluid that is incompatible with the ink is disposed in contact with the rear end interface of the oil-based ink 4. In particular, when a low-viscosity ink is used, it is effective to dispose a backflow prevention body composition in order to suppress the ink from moving backward.

ボールペンチップのみの拡大図である図2にも示すように、ボールホルダー2の内部には、インキ漏れ防止のためのコイルスプリング6が配設されている。このコイルスプリング6は、ボールホルダー2に挿入された後に、押し込まれて全長を圧縮された状態で、ボールホルダー2の後端開口部2bを縮径するカシメ加工を施すことによって、ボール1の後端を付勢した状態で固定されている。コイルスプリング6は、伸縮する巻き部6aと先端直状部6bを備えており、先端直状部6bが、ボールホルダー2のインキ通路である貫通孔を通ってボールの後端を直接押し、ボール1をボールホルダー2の先端開口部2aの内縁に周接させている。   As shown in FIG. 2 which is an enlarged view of only the ballpoint pen tip, a coil spring 6 for preventing ink leakage is disposed inside the ball holder 2. The coil spring 6 is inserted into the ball holder 2, and then pushed into the rear end opening 2 b of the ball holder 2 in a state where the coil spring 6 is pushed in and compressed in its entire length, thereby performing the rear end of the ball 1. It is fixed with the end biased. The coil spring 6 includes a winding portion 6a that expands and contracts and a straight tip portion 6b. The tip straight portion 6b directly pushes the rear end of the ball through a through-hole that is an ink passage of the ball holder 2, and 1 is placed around the inner edge of the tip opening 2 a of the ball holder 2.

図3に図2のI部拡大図を示すが、説明の都合上コイルスプリング6の図示は省略し、ボール1は破線で示してある。
ボールホルダー2は、貫通したインキの通路として、先端側よりボール抱持室7、中心孔8、放射状溝9、後穴10を有している。
ボール抱持室7と後孔10との間には、内方突出部11が、周状に等間隔で複数(本例では6個)形成されており、この隣り合った各内方突出部11の間が放射状溝9となっている。放射状溝9は、ボール抱持室7のボールの外側部分に開口しており、ボール1が後端に移動した場合にもボール1で塞がれていない部分にインキを供給し得る。
ボールホルダー2の先端部分は、ボール1を設置後に、内側に倒れこませる塑性変形を施してボール1の直径よりも小径の開口部となるように縮径する、所謂カシメ加工を施した部分であり、具体的には、回転するロール部材などを、ボールホルダー2の先端部分外側に斜め方向に押し当て、周状に縮径するものである。
そして、このカシメ加工の際に、ボールホルダー2の内側、即ち、ボール抱持室7の先端側内面をボール1に押し付けるようになし、該部にボール1の表面が転写された先端部ボール転写部12を帯状に形成する。
FIG. 3 shows an enlarged view of a portion I in FIG. 2, for convenience of explanation, illustration of the coil spring 6 is omitted, and the ball 1 is shown by a broken line.
The ball holder 2 has a ball holding chamber 7, a center hole 8, a radial groove 9, and a rear hole 10 from the front end side as a penetrating ink passage.
Between the ball holding chamber 7 and the rear hole 10, a plurality (6 in this example) of inward protruding portions 11 are formed circumferentially at equal intervals, and each of the adjacent inward protruding portions is formed. Between 11 is a radial groove 9. The radial grooves 9 are opened in the outer portion of the ball in the ball holding chamber 7, and ink can be supplied to a portion not blocked by the ball 1 even when the ball 1 moves to the rear end.
The tip of the ball holder 2 is a portion subjected to a so-called caulking process in which, after the ball 1 is installed, it is subjected to plastic deformation that causes the ball 1 to fall inward, and the diameter of the ball holder 2 is reduced to an opening having a diameter smaller than the diameter of the ball 1. Specifically, a rotating roll member or the like is pressed against the outer side of the tip portion of the ball holder 2 in an oblique direction to reduce the diameter in a circumferential shape.
During the caulking process, the inner side of the ball holder 2, that is, the inner surface of the tip side of the ball holding chamber 7 is pressed against the ball 1, and the tip end ball transfer onto which the surface of the ball 1 is transferred. The part 12 is formed in a strip shape.

前記カシメ加工にてボール1の抜け止め加工をした後に、ハンマー工具にてボール1に衝撃力を付与し、ボール1の後方移動を規制する部分である内方突出部11にボール1を押し付ける。この加工によって内方突出部11のボール1との当接部分をボール1の形状に変形させ、ボール1の表面が転写されたボール転写部である曲面状のボール受座ボール転写部13を形成する。   After the ball 1 is retained by the caulking process, an impact force is applied to the ball 1 with a hammer tool, and the ball 1 is pressed against the inward projecting portion 11 that is a part that restricts the backward movement of the ball 1. By this processing, the contact portion of the inward projecting portion 11 with the ball 1 is deformed into the shape of the ball 1 to form a curved ball receiving ball transfer portion 13 which is a ball transfer portion to which the surface of the ball 1 is transferred. To do.

本例のボールペンチップにおいては、前述の先端部ボール転写部12とボール受座ボール転写部13とが、ボール転写部であり、その各曲面の総合計面積がボール1の表面積の22%以上31%以下としてある。
即ち、0.7mmのボールを使用した場合、ボール転写部の総面積は、0.34mm〜0.48mmの範囲にすることとなる。
ボール転写部の一部である先端部ボール転写部12は、ボールホルダー2の開口部先端から帯状部分として形成することもできるが、前述のカシメ加工の位置や角度を調節するなどして、先端よりも少し後方の部分、例えば、ボール径の3%程度後方から形成することもできる。この場合、コイルスプリング6で前方付勢された状態のボール1とボールホルダー2の先端開口部2aとの間には若干の隙間が形成される。この隙間は、ボールの乗っているインキの内、紙面に塗布されなかったインキが再度ボールホルダー2内に回収されることに役立ち、ボールホルダー2の外側にインキが乗り上げてしまう現象を極力抑制するものである。また、ボールホルダー2の外面にフッ素化合物などのインキと反発する成分の塗膜を形成するなどすると、外部がインキに濡れることを抑制し、インキの乗り上げを防止できることもある。また、このようなインキに反発する成分をボールホルダー2の内面にも施すと、インキの拡張濡れが制限され、静止状態における先端開口部からのインキ洩れを抑制し得る。
In the ballpoint pen tip of this example, the tip end ball transfer portion 12 and the ball seat ball transfer portion 13 are ball transfer portions, and the total area of each curved surface is 22% or more of the surface area of the ball 1 31. % Or less.
That is, when a 0.7 mm ball is used, the total area of the ball transfer portion is in the range of 0.34 mm 2 to 0.48 mm 2 .
The tip end ball transfer portion 12 which is a part of the ball transfer portion can be formed as a band-like portion from the tip end of the opening of the ball holder 2, but the tip end can be adjusted by adjusting the position and angle of the caulking process described above. It can also be formed from a slightly rear part, for example, from behind about 3% of the ball diameter. In this case, a slight gap is formed between the ball 1 urged forward by the coil spring 6 and the tip opening 2 a of the ball holder 2. This gap helps the ink that has not been applied to the paper surface in the ink on the ball to be collected again in the ball holder 2 and suppresses the phenomenon that the ink runs on the outside of the ball holder 2 as much as possible. Is. Further, when a coating film of a component repelling ink such as a fluorine compound is formed on the outer surface of the ball holder 2, the outside can be prevented from getting wet with the ink, and the ink can be prevented from running up. Moreover, when such a component that repels ink is also applied to the inner surface of the ball holder 2, extended wetting of the ink is limited, and ink leakage from the tip opening in a stationary state can be suppressed.

先端部ボール転写部12の後方の終点は、できるだけ後方に位置するようなした方がボール転写部としての面積を稼ぐことになり好ましいが、ボール転写部はボール1と最も近接する部分となるので、インキ通路としては狭い部分となり得る。よって、ボール転写部の総面積の最大はボール表面積の31%までとしているが、更に潤沢なインキ流通を確保するため、ボール抱持室7のボール転写部以外の部分を広く確保し、該部に放射状溝9が開口するようなすことが肝要である。   It is preferable that the rear end point of the tip end ball transfer unit 12 be positioned as far back as possible to increase the area as the ball transfer unit, but the ball transfer unit is the closest part to the ball 1. The ink passage can be a narrow portion. Therefore, the maximum total area of the ball transfer portion is limited to 31% of the ball surface area, but in order to secure a more abundant ink flow, a portion other than the ball transfer portion of the ball holding chamber 7 is secured widely. It is important that the radial grooves 9 are opened.

また、もう一方のボール転写部であるボール受座ボール転写部13は、ボール1を押し付ける際に、より深く凹みを形成する方がボール転写部としての面積を稼ぐこととなる。図3のII−II’線断面矢視図である図4に示すように、このボール受座ボール転写部13の面積は、この矢視図方向からみた投影面積では深さ方向の大きさを考慮できないが、ボール受座ボール転写部13を深く形成することは、中心孔8をある程度大きく開口するものとしつつもボールと接触する部分の面積を大きく確保することができるものである。   Further, when the ball receiving ball transfer unit 13, which is the other ball transfer unit, presses the ball 1, forming a deeper recess increases the area as the ball transfer unit. As shown in FIG. 4 which is a sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 3, the area of the ball seating ball transfer portion 13 is the size in the depth direction in the projected area viewed from the direction of the arrow. Although not considered, forming the ball receiving ball transfer portion 13 deeply makes it possible to secure a large area of the portion in contact with the ball while opening the center hole 8 to a certain extent.

また、これら先端部ボール転写部12とボール受座ボール転写部13は、ボール設置、先端部ボール転写部形成、ボール受座部形成の順に加工される部分であるので、先端部ボール転写部12を後方にまで形成し、ボール受座ボール転写部13を前方位置に形成することによって、両者がより近接した位置に形成されることとなるが、両者が近接位置に形成されるほどボールの長手方向の移動可能量に対して横方向の移動可能量が少なくなり、筆記時におけるボール1の変位量が少なく、筆記に不快な振動が発生しなかったり、筆記方向を変えた際などに一瞬大きな筆記抵抗が係るなどの最大筆記抵抗値が低く抑えられるなどの効果がある。しかしながら、前述の通り、ボール転写部の総面積が大きくなりすぎることはインキ通路となる空間が少なくなることともなり得るので、ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との間部分Lが、ボールが最後部に位置するときのボールの赤道部分を跨いでいると共に、その間部分の長さがボールの直径の24.0%以上34.0%以下が好ましい。   Further, since the tip end ball transfer unit 12 and the ball receiving ball transfer unit 13 are processed in the order of ball installation, tip end ball transfer unit formation, and ball seat receiving unit formation, the tip end ball transfer unit 12 Is formed at the front position, and the ball receiving ball transfer portion 13 is formed at the front position, so that the two are formed closer to each other. The amount of movement in the horizontal direction is smaller than the amount of movement in the direction, the amount of displacement of the ball 1 is small at the time of writing, and there is no unpleasant vibration in writing, or it is large for a moment when the writing direction is changed. There is an effect that the maximum writing resistance value such as writing resistance is reduced. However, as described above, if the total area of the ball transfer portion becomes too large, the space for the ink passage may be reduced, so the portion between the ball seating ball transfer portion and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion It is preferable that L straddles the equator part of the ball when the ball is positioned at the rearmost part, and the length of the part between them is 24.0% or more and 34.0% or less of the ball diameter.

更に、これらのボール転写部の表面は、平均表面粗さ(Ra)が2nm以上15nm以下であると共に、最大最小高低差(Ry)が20nm以上200nm以下であることが好ましい。該部はボールに押し付けられることによってボール表面を転写する形で形成される部分であるので、その表面粗さの調整は、形成に使用するボールの表面粗さにてなすことができる。ただし、必ずしも筆記用のボールと同じとする必要はなく、例えば、ボール転写部を形成した後に、ボールを抜き取り、筆記用のボールを設置するようなこともできる。この際、筆記用のボールの抜け止めのために、ボールホルダーの先端に縮径加工であるカシメ加工を施すことになるが、必ずしもこのカシメ加工の際にボールホルダーの内面面をボールに押し付ける必要はないし、また、異なる表面粗さのボールとして、カシメ加工の際に押し付けて先端部ボール転写部12の表面粗さを調節したりすることなどもできる。   Further, the surface of these ball transfer portions preferably has an average surface roughness (Ra) of 2 nm or more and 15 nm or less and a maximum / minimum height difference (Ry) of 20 nm or more and 200 nm or less. Since the portion is formed by transferring the surface of the ball by being pressed against the ball, the surface roughness can be adjusted by the surface roughness of the ball used for formation. However, it is not necessarily the same as the writing ball. For example, after the ball transfer portion is formed, the ball can be extracted and the writing ball can be installed. At this time, in order to prevent the writing ball from coming off, the tip of the ball holder is subjected to a caulking process which is a diameter reducing process, but it is necessary to press the inner surface of the ball holder against the ball during the caulking process. In addition, it is possible to adjust the surface roughness of the tip end ball transfer portion 12 by pressing the balls with different surface roughness during the caulking process.

上述の一例について、種々の筆記試験サンプルを作成した。
(1)先端部ボール転写部及びボール受座部の面積を調整し、ボール転写部の総面積が異なるボールペンチップ。
(2)先端部ボール転写部及びボール受座部の面積を調整し、ボール受座ボール転写部の表面積に対する先端カシメ部内面ボール転写部の表面積の比が異なるボールペンチップ。
(3)ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との距離が異なるボールペンチップ。
(4)ボール1の直径として、1.0mm、0.7mm、0.5mm、0.3mmのものを使用したボールペンチップ。
For the above example, various writing test samples were prepared.
(1) A ballpoint pen tip in which the total area of the ball transfer portion is different by adjusting the areas of the tip ball transfer portion and ball receiving portion.
(2) A ballpoint pen tip in which the area of the tip ball transfer portion and the ball seat portion is adjusted, and the ratio of the surface area of the tip caulking portion inner surface ball transfer portion to the surface area of the ball seat ball transfer portion is different.
(3) Ballpoint pen tips having different distances between the ball receiving ball transfer portion and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion.
(4) A ballpoint pen tip using balls 1 having a diameter of 1.0 mm, 0.7 mm, 0.5 mm, and 0.3 mm.

ボール転写部の総面積の計算は次の方法に基づいた。
(1)先端部ボール転写部面積
ボールを球体とみなすと、その表面積は、その球体に外接する円柱の側壁面積に等しいので、球の直径をDとすると、直径Dの円の周長さDπと円柱の高さDとの積で示すことができ、即ち、πDとなる。
先端部ボール転写部の表面積は、球体のある高さ範囲の帯部分の面積であり、これは前記球体に外接する円柱の側壁のうち、先端部ボール転写部の帯状部分を投影した幅の側壁面積に該当するので、その先端部ボール転写部の投影高さをTとすると、πTDとなる。
(2)ボール受座部面積(合計)
ボール受座部の表面積(合計)は、球体の表面のうち、ボール受座部となる幅分の帯状部分の面積から放射状溝に該当する幅部分の開口面積を差し引いた分の面積となる。
ボール受座部となる幅分の帯状部分の面積は、同様に球体に外接する円柱の側壁のうち、ボール受座部の帯状部分を投影した幅の側壁面積に該当するので、ボール受座部の投影高さをHとすると、πHDとなる。
次に、放射状溝1本の開口面積は、球体の赤道を中心とした放射状溝の幅長さの帯状部分のうち、ボール受座部部分に該当する部分である。放射状溝の幅長さをFとすると、球体の赤道を中心とした放射状溝の幅長さの帯状部分は、πFDとなる。
球体の赤道を中心とした放射状溝の幅長さの帯状部分のうち、ボール受座部部分に該当する部分の割合は、球体の中心におけるなす角度の全周に対する占有割合なので、ボール受座部部分のなす角度をθとすると、(θ/360°)であり、放射状溝1本の開口面積は、πFD(θ/360°)となる。
放射状溝の本数をnとすると、放射状溝の合計の開口面積は、
n・πFD(θ/360°)である。
(3)ボール転写部の総面積
以上より、ボール転写部の総面積は、次の式にて導かれる。
πTD+πHD−n・πFD(θ/360°)
π:円周率
D:ボールの直径
T:先端部ボール転写部の投影高さ
H:ボール受座部の投影高さ
n:放射状溝の本数
F:放射状溝の幅
θ:ボール受座部部分のボール中心からのなす角度
尚、実際の測定においては、ボールペンチップを縦半分に切断した面の写真を撮影することによって、T:先端部ボール転写部の投影高さ、H:ボール受座部の投影高さ、F:放射状溝の幅を得ることができ、θ:ボール受座部部分のボール中心からのなす角度は、ボール受座部の直径、中心孔の直径、ボールの直径から、三平方の定理にて導き出すことができる。
The calculation of the total area of the ball transfer portion was based on the following method.
(1) Front end ball transfer area When the ball is regarded as a sphere, its surface area is equal to the side wall area of the cylinder circumscribing the sphere, so if the diameter of the sphere is D, the circumference Dπ of the circle of diameter D And the height D of the cylinder, that is, πD 2 .
The surface area of the tip ball transfer portion is the area of the belt portion in a certain height range of the sphere, and this is the side wall of the width projected from the belt-like portion of the tip ball transfer portion among the side walls of the cylinder circumscribing the sphere. Since it corresponds to the area, if the projected height of the tip end ball transfer portion is T, πTD is obtained.
(2) Ball seat area (total)
The surface area (total) of the ball seat portion is an area obtained by subtracting the opening area of the width portion corresponding to the radial groove from the area of the strip portion corresponding to the width of the ball seat portion in the surface of the sphere.
Similarly, the area of the belt-shaped portion corresponding to the width serving as the ball seat portion corresponds to the side wall area of the width projected from the belt-shaped portion of the ball seat portion among the side walls of the cylinder circumscribing the sphere. If the projected height of H is H, then πHD.
Next, the opening area of one radial groove is a portion corresponding to the ball seat portion in the band-shaped portion having the width of the radial groove centered on the equator of the sphere. Assuming that the width of the radial groove is F, the band-like portion of the width of the radial groove around the equator of the sphere is πFD.
The ratio of the portion corresponding to the ball seat portion of the strip-shaped portion of the width of the radial groove centered on the equator of the sphere is the occupancy ratio to the entire circumference of the angle formed at the center of the sphere, so the ball seat portion When the angle formed by the portion is θ, it is (θ / 360 °), and the opening area of one radial groove is πFD (θ / 360 °).
When the number of radial grooves is n, the total opening area of the radial grooves is
n · πFD (θ / 360 °).
(3) Total Area of Ball Transfer Part From the above, the total area of the ball transfer part is derived by the following formula.
πTD + πHD-n · πFD (θ / 360 °)
π: Circumference ratio D: Diameter of the ball T: Projection height of the tip ball transfer portion H: Projection height of the ball seat portion n: Number of radial grooves F: Width of the radial groove θ: Ball seat portion In the actual measurement, T: the projected height of the tip ball transfer portion, and H: the ball seating portion, by taking a picture of the surface of the ball-point pen chip cut in half. F: The width of the radial groove can be obtained, and θ: The angle formed by the ball seat portion from the ball center is determined from the diameter of the ball seat portion, the diameter of the center hole, and the diameter of the ball. It can be derived from the three-square theorem.

また、筆記サンプルとして作成したボールペンチップには、ボール付勢力20gとなるコイルスプリングを設置し、ぺんてる(株)製の0.7mmボールペン「Rolly」(製品符号:BP127)のインキ収容パイプに固定し、後述の油性インキを充填して、ペン先の方向に遠心力が働くようにして、遠心分離機(国産遠心器(株)製:卓上遠心機H−103N)で遠心処理を施し、筆記具内に存在する気体を除去して試験用ボールペンサンプルとした。
実施例、比較例のボールペンサンプルにおける各部の寸法を表1に示す。
Moreover, the ball-point pen tip created as a writing sample is provided with a coil spring having a ball biasing force of 20 g, and is fixed to an ink containing pipe of a 0.7 mm ball-point pen “Rolly” (product code: BP127) manufactured by Pentel Co., Ltd. Filled with oil-based ink, which will be described later, so that the centrifugal force works in the direction of the nib, and centrifuge with a centrifuge (manufactured by Japan Centrifuge Co., Ltd .: tabletop centrifuge H-103N). The test ballpoint pen sample was obtained by removing the gas present in the sample.
Table 1 shows the dimensions of each part in the ballpoint pen samples of Examples and Comparative Examples.

Figure 2011126188
Figure 2011126188

試験に使用したインキの配合は次の通り。
インキを製造するには、分散した顔料と他の成分、例えば粘度調整用樹脂や溶剤、潤滑剤等を混合し、ホモミキサー等の撹拌機にて均一になるまで溶解・混合することで得られるが、場合によって混合したインキをさらに分散機にて分散したり、得られたインキを濾過や遠心分離機に掛けて粗大粒子や不溶解成分を除いたりすることは何ら差し支えない。
プリンテックス35(カーボンブラック、デグサヒュルスジャパン(株)製)
6.0部
SPILON VIOLET C−RH(油性染料、保土谷化学工業(株)製)
16.3部
VALIFAST YELLOW C−GNH(油性染料、オリエント化学工業
(株) 3.1部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50.1部
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル 16.0部
エスレックBL−1(ポリビニルブチラール、積水化学工業(株)製) 1.6部
エスレックBH−3(ポリビニルブチラール、積水化学工業(株)製) 0.4部
フォスファノールLB400(ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、活性剤、東邦化学工業(株)製) 1.5部
ナイミーンL201(ポリエチレングリコール−1ラウリルアミン、日油(株)製) 1.0部
ヒタノール1501(アルキルフェノール樹脂、日立化成工業(株)製)0.5部
FZ−7002(ポリエーテル変性シリコーンオイル、東レダウコーニング(株)製) 0.25部
ニッコールHCO−10(POE硬化ひまし油、日光ケミカルズ(株)製)
2.0部
上記成分のうち、ジエチレングリコールモノメチルエーテルの全量と、エスレックBL−1の全量を70゜Cで攪拌、混合溶解した後、これを室温まで放冷してからプリンテックス35の全量を加えダイノーミル(ビーズミル、(株)シンマルエンタープライズ製)で直径0.3mmのジルコニアビーズを用い10回通しを行い黒色のペーストを得た。
次いで、このペーストに残りの材料の全量を加え、70℃で3時間攪拌して黒色のボールペン用油性インキを得た。
尚、上記組成の単に「部」とあるのは「重量部」を表す。
The composition of the ink used in the test is as follows.
In order to produce ink, it is obtained by mixing dispersed pigment and other components such as viscosity adjusting resin, solvent, lubricant, etc., and dissolving and mixing until uniform with a stirrer such as a homomixer. However, in some cases, the mixed ink may be further dispersed by a disperser, or the obtained ink may be filtered or centrifuged to remove coarse particles and insoluble components.
Printex 35 (carbon black, manufactured by Degussa Huls Japan)
6.0 parts SPILON VIOLET C-RH (oil-based dye, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
16.3 parts VALIFAST YELLOW C-GNH (oil-based dye, Orient Chemical Industry Co., Ltd. 3.1 parts diethylene glycol monomethyl ether 50.1 parts ethylene glycol monoisopropyl ether 16.0 parts ESREC BL-1 (polyvinyl butyral, Sekisui Chemical Co., Ltd.) 1.6 parts ESREC BH-3 (polyvinyl butyral, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) 0.4 parts phosphanol LB400 (polyoxyethylene alkyl ether phosphate, activator, Toho Chemical Co., Ltd.) )) 1.5 parts Nimene L201 (polyethylene glycol-1 laurylamine, manufactured by NOF Corporation) 1.0 parts HITanol 1501 (alkylphenol resin, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 0.5 part FZ-7002 ( Polyether-modified silicone oil, Toray Dow Ningu Ltd.) 0.25 parts Nikkol HCO-10 manufactured by (POE hydrogenated castor oil, Nikko Chemicals Co.)
2.0 parts Among the above components, the total amount of diethylene glycol monomethyl ether and the total amount of S-Rec BL-1 were stirred at 70 ° C, mixed and dissolved, then allowed to cool to room temperature, and then the total amount of Printex 35 was added. A dyno mill (bead mill, manufactured by Shinmaru Enterprise Co., Ltd.) was used 10 times using zirconia beads having a diameter of 0.3 mm to obtain a black paste.
Next, the entire amount of the remaining material was added to this paste, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours to obtain a black oil-based ink for ballpoint pens.
In the above composition, “parts” simply means “parts by weight”.

下記に示す筆記試験を実施した。結果は表2に示す。
(書き味試験1)
ほぼ70゜の筆記角度で手書き官能試験により筆記感の軽さを判定。
○:軽い書き味
△:重い書き味を時々感じる
×:重い書き味
The following writing test was conducted. The results are shown in Table 2.
(Writing test 1)
Lightness of writing is judged by handwriting sensory test at a writing angle of about 70 °.
○: Light writing taste △: Feel heavy writing taste occasionally ×: Heavy writing taste

(インキ吐出試験1)
自動筆記機である精機工業社製PEN WRITING TESTER MODEL TS−4C−10にて上記試験用サンプルを用い筆記試験を実施し、100m筆記後のインキ吐出量を測定した。
自動筆記機による筆記条件は、JIS S 6039に準じ、70゜の筆記角度、筆記荷重150g、筆記速度7cm/sec、で筆記を行った。
各サンプル3本づつ筆記し、その平均インキ吐出量がボール転写部の総面積最小ボールペンサンプル(比較例1)の平均インキ吐出量を100%とした時、下記の基準で判定した。
○:90%以上
△:86〜89%
×:85%以下
(Ink ejection test 1)
A writing test was carried out using the above test sample with a PEN WRITTING TESTER MODEL TS-4C-10 manufactured by Seiki Kogyo Co., Ltd., which is an automatic writing machine, and the ink ejection amount after 100 m writing was measured.
Writing conditions with an automatic writing machine were written in accordance with JIS S 6039 at a writing angle of 70 °, a writing load of 150 g, and a writing speed of 7 cm / sec.
Three samples were written, and the average ink discharge amount was determined according to the following criteria when the average ink discharge amount of the ball area pen sample (Comparative Example 1) with the minimum total area of the ball transfer portion was 100%.
○: 90% or more Δ: 86-89%
X: 85% or less

(筆記抵抗試験1)
上記試験用サンプルを、ぺんてる(株)製の0.7mmボールペン「Rolly」(製品符号:BP127)の外装に設置し、外装の中程を保持しつつ、ボールペンチップのボールを紙面に当て、紙を移動させることによって筆記し、その際に紙の移動によってボールペン本体が紙の移動方向に引っ張られる力の大きさを外装の保持部分に設けたロードセルにて筆記方向の荷重を感知し、筆記の抵抗値とした。
ボールを紙面に押しつける力を150g、紙面と外装とのなす角度を70°、紙の移動速度を7cm/secの条件で、15cm筆記し、0.005secから2.0sec間の0.005secごとに検出した400個の抵抗値を平均したものを平均筆記抵抗値とした。
(Writing resistance test 1)
The above test sample is placed on the exterior of a 0.7 mm ballpoint pen “Rolly” (product code: BP127) manufactured by Pentel Co., Ltd. In this case, the load in the writing direction is sensed by the load cell provided in the holding part of the exterior, and the magnitude of the force with which the ballpoint pen body is pulled in the paper movement direction by the movement of the paper is detected. Resistance value was used.
Write 15cm under the conditions of 150g for pressing the ball against the paper, 70 ° for the angle between the paper and the exterior, and 7cm / sec for the paper movement speed. Every 0.005sec between 0.005sec and 2.0sec An average of the detected 400 resistance values was defined as an average writing resistance value.

下記に示す筆記試験を実施した。結果は表3に示す。
(書き味試験2)
ほぼ50゜の筆記角度で手書き官能試験により筆記感の滑らかさを判定。
○:滑らかな書き味
△:ゴリゴリ感・微振動を時々感じる
×:ゴリゴリ感・微振動を感じる書き味
The following writing test was conducted. The results are shown in Table 3.
(Writing test 2)
Smoothness of writing feeling is judged by handwriting sensory test at a writing angle of almost 50 °.
○: Smooth writing taste △: Feeling tingling / slight vibration occasionally ×: Writing feeling feeling tingling / slight vibration

(インキ吐出試験2)
インキ吐出試験1同様の方法及び評価基準で筆記角度50゜で実施した。
(Ink ejection test 2)
The ink ejection test 1 was carried out at the writing angle of 50 ° according to the same method and evaluation criteria.

(筆記抵抗試験2)
筆記抵抗試験1と同様の方法及び評価基準で筆記角度50゜で実施した。
また、人間の感知する振動として0.1secより小さい間隔で起こる抵抗値の違いは筆記感触を大きくは阻害しないので、得られた測定値を0.1secごとの平均値として比較した。これの一例(実施例5)をグラフにすると、図5のようになる。特に、平均筆記抵抗値より高い隣り合った抵抗値の差の平均値が1.5g以上では筆記の際にゴリゴリとした微振動が感知され易く筆記感触の悪いものとして認識されやすいものと言える。そこで平均筆記抵抗値より高い0.1secごとの隣り合った抵抗値の差の平均値を算出した。
(Writing resistance test 2)
The same method and evaluation criteria as in the writing resistance test 1 were performed at a writing angle of 50 °.
Moreover, since the difference in resistance value that occurs at intervals of less than 0.1 sec as vibration perceived by humans does not significantly disturb the writing feel, the measured values obtained were compared as average values every 0.1 sec. FIG. 5 shows an example of this (Example 5) as a graph. In particular, when the average value of the difference between the adjacent resistance values higher than the average writing resistance value is 1.5 g or more, it can be said that fine vibrations that are rigorous are easily detected during writing and are easily recognized as poor writing feeling. Therefore, an average value of the difference between adjacent resistance values every 0.1 sec higher than the average writing resistance value was calculated.

Figure 2011126188
Figure 2011126188

Figure 2011126188
Figure 2011126188

1 ボール
2 ボールホルダー
2a 先端開口部
2b 後端開口部
3 インキ収容部
4 油性インキ
5 逆流防止体組成物
6 コイルスプリング
6a 巻き部
6b 先端直状部
7 ボール抱持室
8 中心孔
9 放射状溝
10 後穴
11 内方突出部
12 先端部ボール転写部
13 ボール受座ボール転写部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball | bowl 2 Ball holder 2a Front-end opening part 2b Rear-end opening part 3 Ink accommodating part 4 Oil-based ink 5 Backflow prevention body composition 6 Coil spring 6a Winding part 6b Straight end part 7 Ball holding chamber 8 Center hole 9 Radial groove 10 Rear hole 11 Inward projecting portion 12 Tip portion ball transfer portion 13 Ball seat ball transfer portion

Claims (4)

筆記部材としてのボールと、このボールを先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップにおいて、前記ボールホルダーの内側面を前記ボールの表面に押し付けることによって略ボールの曲率に転写されて形成されるボール転写部の総面積が、前記ボールの表面積の22.0%以上31.0%以下であるボールペンチップ。 In a ball-point pen tip comprising at least a ball as a writing member and a ball holder that partially holds and holds the ball from the tip opening, the curvature of the ball is substantially reduced by pressing the inner surface of the ball holder against the surface of the ball. A ball-point pen tip having a total area of a ball transfer portion formed by being transferred to 22.0% or more and 31.0% or less of the surface area of the ball. 前記ボール転写部が、ボール受座部と先端カシメ部内面とより少なくともなるものとし、先端カシメ部内面ボール転写部の表面積に対するボール受座ボール転写部の表面積の比が0.8以上1.3以下である請求項1に記載のボールペンチップ。 The ball transfer portion is composed of at least a ball receiving portion and an inner surface of the tip caulking portion, and a ratio of the surface area of the ball receiving ball transfer portion to the surface area of the inner surface of the tip caulking portion is 0.8 to 1.3. The ballpoint pen tip according to claim 1, wherein: 前記ボール受座ボール転写部と先端カシメ部内面ボール転写部との間部分が、ボールが最後部に位置するときのボールの赤道部分を跨いでいると共に、その間部分の長さがボールの直径の24.0%以上34.0%以下である請求項1又は請求項2に記載のボールペンチップ。 The portion between the ball receiving ball transfer portion and the tip caulking portion inner surface ball transfer portion straddles the equator portion of the ball when the ball is positioned at the rearmost portion, and the length of the portion between the ball diameter is the diameter of the ball The ballpoint pen tip according to claim 1 or 2 which is 24.0% or more and 34.0% or less. 前記請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のボールペンチップを、直接又は接続部材を介して先端に接続したインキタンク中に、リン酸エステル系潤滑剤を含有する油性インキを収容したボールペン。 A ballpoint pen containing oil-based ink containing a phosphoric ester lubricant in an ink tank in which the ballpoint pen tip according to any one of claims 1 to 3 is connected directly or through a connecting member to a tip.
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