JP4831590B2 - Ballpoint pen and ballpoint pen tip - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペン又はボールペンチップに係り、詳しくは、顔料を含有するインキを用いたボールペン又はボールペンチップに係る。
【0002】
【従来の技術】
ボールペンは、周知の筆記具であり、ボールペンチップの中に筆記用ボールが回転可能に保持され、インキ収納部内のインキ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を紙等に付着させるものである。
ここでボールペンチップの形状に注目すると、ボールペンチップは図8(a)(b)のように、チップ本体100と筆記用ボール102によって構成され、チップ本体100の外形は先端101が円錐状をしており、ボール102はボール収納室103内に挿入され、さらにボール102はチップ本体100の先端101で挟持されている。
【0003】
ボールペンチップの内側の構造は、先端に凹状のボール収納室103があり、後端にインキ導通開口が設けられている。また中央の細孔110は、ボール収納室103とインキ導通開口を貫通している。またボール収納室103の座面105には矢溝と称される放射状の溝107が設けられることがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、特願平11−76868号において、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料等の光輝性顔料を含む水性インキ組成物を開示している。この水性インキ組成物において、顔料の平均粒子径は20〜50μm程度が推奨されている。このような粒子径の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物によれば、従来公知の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物と比較して、より強い光輝感を有するとともに、強い立体感を併せ持つ筆跡乃至塗膜を得ることができる。
【0005】
しかし、粒子径が大きい光輝性顔料を用いるのは、インキ詰まりの不安があり、実際には使用し難いと考えられていた。
即ち、粒子径が大きいと、筆記途中でインキが詰まり、筆記不能の事態に陥るおそれがあった。そのため、粒子径の最大値はボールペンチップの最小隙間より小さくすべきであると考えられていた。通常、粒子径の最大値は平均粒子径の2〜3倍程度になることが多く、ボールペンチップの最小隙間は大きくても60μm程度であるので、平均粒子径を30μm以上とするのは危険と考えられていた。
ボールペンチップの最小隙間をもっと大きくすればもっと粒子径の大きい顔料を用いることができるが、ボールが不安定になり、極端な場合は脱落するという問題があるので、最小隙間を大きくすることにも限界があった。
【0006】
そこで本発明は、ボールペンチップの最小隙間を大きくしすぎないで、粒子径の大きい光輝性顔料を含有するインキを、ボールペンチップの詰まりの心配なく使用し、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、扁平なフレーク状の顔料を使用する場合、顔料粒子の長径がボールペンチップの最小隙間より大きくてもインキの詰まりが生じないことがあることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
本発明の請求項1に記載された発明は、略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備えたボールペンチップ及びボールペンチップに連通しインキが充填されたインキタンクを有し、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、当該隙間がインキの流通路として機能するするボールペンにおいて、ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、インキは扁平形顔料粒子を含有し、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、且つ扁平形顔料粒子の長径の4.75倍以上であることを特徴とするボールペンである。
【0009】
ここで、「長径」とは、投影面に対する粒子の方向を種々変化させながら粒子を投影面に投影したときの最長の長さであり、「短径」とは、長径方向に平行な投影面に粒子を投影しながら粒子の方向を種々変化させたときの投影図における長径方向に直交する方向に計測した粒子の最大幅のうち最小値をいう。例えば、図3に示すように、球状の粒子であれば長径(L)も短径(D)も球の直径となり、円盤状の粒子であれば長径(L)は円盤の直径、短径(D)は円盤の厚みとなり、円柱状の粒子であれば長径(L)はほぼ円柱の長さ、短径(D)は円柱の直径となる。顔料粒子の長径、短径の大きさは個々の粒子により異なるので、その分布における最大値が問題となる。
【0010】
このボールペンにおいて、インキは扁平形顔料粒子を含有し、扁平形顔料粒子の長径(L)の最大値(Lmax)は、ボールペンチップの最小隙間(a)より大きく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ(b)より小さく、かつ、扁平形顔料粒子の短径(T)の最大値(Tmax)はボールペンチップの最小隙間(a)より小さくなるように、ボールペンチップの寸法と扁平形顔料粒子の寸法が選択されている。
【0011】
本発明の請求項2に記載された発明は、扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク顔料の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1に記載のボールペンである。
【0012】
本発明の請求項3に記載された発明は、扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項2に記載のボールペンである。
【0013】
本発明の請求項4に記載された発明は、扁平形顔料を含有するインキを用いるためのボールペンチップにおいて、略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備え、ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、扁平形顔料粒子の長径の4.75倍以上であることを特徴とするボールペンチップである。
【0014】
本発明の請求項5に記載された発明は、扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク顔料の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項4に記載のボールペンチップである。
【0015】
本発明の請求項6に記載された発明は、扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項5に記載のボールペンチップである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本実施形態のボールペンは、特殊なインキを使用することを前提としたものであるので、ボールペンの物理的構造の説明に先立って、使用するインキの性状等について説明する。
本実施形態のボールペンに用いられるインキは、チキソトロピー性を有する水性インキであり、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、又は樹脂系フレーク顔料を含有する。勿論、これらのもののうち2種以上を含有するものであってもよい。
【0017】
ここでガラスフレーク顔料とは、フレーク状ガラスが金属や半金属などで被覆された構造からなる顔料を指し、光輝感と立体感を有する。なお、半金属としては、例えば、ビスマス、アンチモン、灰色ヒ素などを用いることが可能である。
図4は、ガラスフレーク顔料の粒子を概念的に示した説明図である。
ガラスフレーク顔料の粒子は、扁平であり、その厚さは1μm程度である。しかしながら、インキ組成物として配合するガラスフレーク顔料の粒子を個々に見ると、その長径は、図4のようにある程度のばらつきがある。
光輝感と立体感を表出させるために、ボールペンのインキ中にガラスフレーク顔料を配合する場合には、平均長径が20μm以上のものを選択することが適切である。即ちガラスフレーク顔料の平均長径が20μm未満の場合は、フレーク粒子が小さすぎるために光輝性に劣りインキ中に配合する価値がない。
【0018】
前記した様に、配合されるガラスフレーク顔料の粒子径にばらつきがあるため、その平均長径を中心として、それよりも長径の大きな粒子の顔料や長径の小さな粒子の顔料がインキ中に含まれることとなる。平均長径が20μmのガラスフレーク顔料であれば、最大のものとして一般的に40μm程度の長径を有する粒子が含まれる。従って、光輝感と立体感を表出させるためには、長径の最大値で表せば40μm以上のものを選択することが適切である。
【0019】
現在市販されているガラスフレーク顔料としては、フレーク状ガラスが無電解メッキ法により金属で被覆されたものがある。具体例として、銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「メタシャインREFSX−2015PS」、「メタシャインREFSX−2025PS」及び「メタシャインREFSX−2040PS」が挙げられる。
【0020】
また、フレーク状ガラスがスパッタリング法により金属で被覆された顔料もガラスフレーク顔料の一例である。これには銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「クリスタルカラーGF2125」、「クリスタルカラーGF2125−M」、「クリスタルカラーGF2140」、「クリスタルカラーGF2140−M」がある。また、ニッケル・クロム・モリブデンで被覆された同社製の商品名「クリスタルカラーGF2525」、「クリスタルカラーGF2525−M」、「クリスタルカラーGF2540」、「クリスタルカラーGF2540−M」がある。また、真鍮で被覆された同社製の商品名「GF250」、銀合金で被覆された同社製の商品名「GF1345」、チタンで被覆された同社製の商品名「GF1445」がある。
これらガラスフレーク顔料は、1種又は2種以上で使用することができる。
【0021】
上記したガラスフレーク顔料は、インキ組成物全量中0.1〜20.0重量%含まれる。即ち上記ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中0.1重量%未満の場合は光輝性及び立体感が十分でない。ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中20.0%を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下する。ガラスフレーク顔料の最適配合量は1.0〜10.0重量%である。
【0022】
次に金属被覆無機顔料について説明する。金属被覆無機顔料とは、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれか一つの物質が被覆された無機顔料を総称するものである。
金属被覆無機顔料は、例えば金属蒸着等で金属及び/又は金属酸化物が被覆された無機顔料として構成されたものであり、光輝性顔料として用いることができるものである。市販されているものに酸化鉄(III)が被覆されたアルミニウムがあり、例えば、BASF株式会社製の商品名「Paliocrom Gold L2000/L2002」、「Paliocrom Gold L2020/L2022」、「Paliocrom Gold 2025」、「Paliocrom Orange L2800」が例として挙げられる。
【0023】
また、酸化鉄(III)が被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。例えば、BASF株式会社製の商品名「Paliocrom Red Gold L2500」、「Paliocrom Red L4000」がある。また他に、アルミ−マンガン被覆の雲母状酸化鉄(III)もあり、この例としてBASF株式会社製の商品名「Paliocrom Copper L3000」及び「Paliocrom Copper L3001」がある。また、還元二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。さらに二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つである。
これら金属被覆無機顔料も、1種又は2種以上で使用することができる。
【0024】
上記の金属被覆無機顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では20μm以上、長径の最大値では40μm以上のものが好適である。また配合量も、前記したガラスフレーク顔料と同等である。
【0025】
金属光沢顔料としては、アルミニウム粉、真鍮粉、銅粉、金粉、銀粉を使用することができる。アルミニウム粉顔料は、リーフィングタイプであってもよく、ノンリーフィングタイプであってもよい。具体的には、東洋アルミニウム株式会社製の商品名「アルペーストWXM1440」、「アルペーストWXM1415」、「アルペーストWXM7493」、「アルペーストWXM5422」、「アルペーストWJP−U75C」、「アルペーストWE1200」、「アルペーストWXM7675」、「アルペーストWXM0630」、昭和アルミニウム社製の商品名「1110W」、「2172SW」、旭化成社製の商品名「AW−808C」、「AW−7000R」を例示できる。また、昭和アルミニウム社製の商品名「F500−RG」、「F500BG−W」、「F701RE−G」等の着色アルミニウム系顔料を用いることもできる。
その他の金属粉顔料として、真鍮粉顔料の具体例を挙げると、東洋アルミニウム(株)製の商品名「BS−605」、「BS−607」、中島金属箔粉工業(株)製の「ブロンズパウダーP−555」、「ブロンズパウダーP−777」がある。
これら金属光沢顔料も、1種又は2種以上で使用することができる。
【0026】
上記の金属光沢顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では20μm以上、長径の最大値では40μm以上のものが好適である。また配合量も、前記したガラスフレーク顔料と同等である。
【0027】
次に、樹脂系フレーク顔料について説明する。樹脂系フレーク顔料とは、樹脂のみ又は樹脂と金属から構成される多層構造の顔料であり、樹脂層のみ又は樹脂層と金属層から構成される多層のフィルムを打ち抜きや裁断等により粉末状としたものである。この樹脂系フレーク顔料に用いられる樹脂は自由な着色が可能であり、色調を自由に選ぶことができる。樹脂系フレーク顔料は多重層の構造であるため、光の屈折により水晶のような発色が可能である。金属層を含むものでは、金属面での光の反射により、さらに複雑な発色となる。また、さらに複雑な光の反射をさせるため、樹脂層又は金属層に凹凸を付けたものも用いることができる。
具体的には、尾池工業社製の商品名「エルジーカラー#200」、「エルジーカラー#325」、ダイヤ工業社製、「クリスタルカラーX−5」、「レインボーフレークNo.55」、「ダイヤモンドピースNo.55」、「ダイヤモンドピースH25」、「ダイヤモンドピースH55」、「ダイヤホログラムHG−5EP」が挙げられる。特に、「エルジーカラー#200」や「エルジーカラー#325」では、樹脂層に色が付いており、インクの色との関係で光輝感や立体感の優れる顔料を選ぶことができる。また「ダイヤホログラムHG−5EP」は、顔料自体にホログラム性を有しているので、「ダイヤホログラムHG−5EP」を使用した場合には、筆跡及至塗膜が見る角度により発色が変化し、立体的な輝きを付与することができる。
これら樹脂系フレーク顔料も他の顔料と同様に1種又は2種以上で使用することができる。
【0028】
上記の樹脂系フレーク顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では20μm以上、長径の最大値では40μm以上のものが好適である。また配合量も、前記したガラスフレーク顔料と同等である。
【0029】
次に本発明の実施形態のボールペンの物理的構造について説明する。
本発明の実施形態のボールペンの物理的構造は、基本的には従来のものと大差はない。
図2は、本発明の実施形態に係るボールペン1を示す。図1(a)は、図2のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。
図2に示した本発明の実施形態のボールペン1は、筒状の本体軸2と、インキ芯3とを備えている。また、インキ芯3は、筆記用ボール10が回転可能に保持されたボールペンチップ5を有し、該チップ5が、継手部材6を介してインキ収納管(インキ収納部)7の先端に取付けられたものである。継手部材6内部には球状の弁体8が設けられている。
【0030】
上記ボールペンチップ5は、チップ本体11と筆記用ボール10によって構成され、チップ本体11の先端に筆記用ボール10が設けられたものである。チップ本体11は、快削鋼等の金属材料を切削加工して作られている。チップ本体11の材料は、他に例えば快削ステンレス鋼(Free Cutting Stainless Steel)や真鍮を用いることが可能である。
チップ本体11の外形形状は、先端部分17が円錐形をしており、後側18は円柱状をしている。また後端側の部位には段差19が設けられており、段差19よりも更に後端側はやや小径に作られている。
ボールペンチップの内部の概略形状は、図2の通りであり、先端部分に筆記用ボール10が収納されるボール収納室40を持ち、ボール収納室40から後端側に連通するインキ導通孔12が設けられている。
【0031】
インキ導通孔12の後端開口の近傍部分に弁受けが形成されている。
チップ本体11のボール収納室40には、筆記用ボール10が回転可能に収納されているが、ボール収納室40部分の詳細は図1の通りである。すなわちボール収納室40は、端部が開放された凹形状であり、円筒壁41を持つ。また開放端は、ややかしめられていて窄んでいる。
【0032】
ボール収納室40の開放側に対向する部位には、座部45が設けられている。座部45は、30°程度の傾斜を持つテーパ面であり、中央の孔46に収斂し、インキ導通孔12と連通している。ここでボール収納室40の中央の孔46は、直径が0.3mm〜0.5mm程度である。
また座部45の座面には十字の放射状に延びる溝47が設けられている。本実施形態のボールペン1では、インキ導通孔12の先端部分は、ボール収納室40の内径と略同一の内径を持ち、図1(b)の様に、前記した溝47はボール収納室40からインキ導通孔12まで貫通している。
そして本実施形態のボールペン1では、溝47の幅Wは通常のものよりも広く、0.15〜0.5mmであり、より望ましくは0.20〜0.35mmである。また溝47の幅Wは、筆記用ボール10の直径dの15%〜50%、より好ましくは25%〜35%程度が適当である。
【0033】
筆記用ボール10は、直径が0.3〜1.2mmの球であるが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、ボール10の直径は0.8〜1.1mmであることが望ましい。またより推奨される範囲は、0.9〜1.1mmである。
また筆記用ボール10の素材には特に限定がなく、ステンレススチールやアルミナ焼結体、ジルコニア、SiC、WCその他公知のものが使用できる。
【0034】
そして筆記用ボール10は、ボールペンチップのボール収納室40内に回転可能に保持され、その一部がボール収納室40の開口から露出している。
筆記用ボール10の露出量Hは、図1の様に筆記用ボールがボール収納室の座面と当接すると共に、ボール収納室の中心軸上に筆記用ボールの中心が位置するとき、ボールの直径dの20%〜35%であり、より望ましくは25%〜30%である。
【0035】
筆記用ボール10の直径dとボール収納室40の円筒壁41の内径Dとの関係は、円筒壁41の内径Dがボール10の直径dに比べて40μm〜120μm大きい。すなわち筆記用ボール10を図1の位置に置いたとき、筆記用ボール10の赤道(ボール収納室の中心軸に対して垂直であってボール10の中心を通る平面で切った位置:dの寸法線の位置の外周部)部分において、筆記用ボール10とボール収納室40の間に20〜60μmの隙間48ができる。
【0036】
また前記した様にボール収納室40の開口部分はかしめられており、筆記用ボール10の赤道から露出側の部位であってボール収納室40内にある部分は、どの部分においても20〜60μmの隙間48が確保されている。
筆記用ボール10とボール収納室40の間の隙間48は、インキ流通路として機能するが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、通常のボールペンよりも広い間隔が設けられている。筆記用ボール10とボール収納室40の間の隙間48の下限は、平均粒子径20〜50μmの顔料を使用する場合に適切な例であり、隙間48がこれよりも小さい場合は、顔料がボール収納室40内で詰まる。一方、筆記用ボール10とボール収納室40の間の隙間48が上限たる60μmを越えると、ボール10の動作は安定性を欠き、甚だしい場合は、筆記用ボール10がボール収納室40から飛び出してしまう。なお、ボール10の動作の安定性のためには隙間48は40μm以下であれば、より望ましい。
なお、以上説明したチップの形状・構造は、あくまで一例であり、他の実施形態も可能である。例えば、溝47の数は3本、5本等でもよい。
【0037】
接続部材6は、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を素材とする射出成形によって作られたものであり、外形形状は公知のものと大差無い。すなわち、接続部材6は先端部20が円錐形をしている。また後端側は二段の円筒形状になっており、大径部21と小径部22が順次設けられている。接続部材6の中心には、軸方向に貫通する連通孔23が設けられている。この連通孔23の中間部分には弁座25が設けられている。連通孔23の先端側には位置決め用の段差31が設けられている。
【0038】
弁体8は、ステンレススチールや超硬合金或いはセラミックス等の錆びにくく、且つ、ある程度の重量を有する素材で作られた球である。
【0039】
インキ収納管(インキ収納部)7は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等を素材として押出成形によって作られたものであり、その内部に上述したチキソトロピー性を有する水性インキ30が充填されている。
本実施形態で用いた光輝性水性インキ30の粘度は1000〜10000mPa・sである(株式会社トキメック製ELD型粘度計、3°R14コーン、回転数:0.5rpm、20℃)。水性インキ30の後端部分は、ポリブテン等のゲル状封止剤(図示せず)により封止されている。
【0040】
インキ芯3は、図2に示すように、ボールペンチップ5とインキ収納管7が接続部材6を介して繋がれたものであり、ボールペンチップ5は、接続部材6の連通孔23の先端側に内挿され、インキ収納管7は接続部材6の後端部の小径部22に外装されている。そして、接続部材6内であって、ボールペンチップ5の弁受け15と、弁座25の間に、弁体8が軸方向に移動可能に挿入されている。本実施形態のボールペン1は、上記したインキ芯3の接続部材6の大径部21に本体軸2が外装されたものである。
【0041】
本実施形態のボールペン1を用いて文字等を筆記するとき、水性インキ30は、インキ収納管7からボールペンチップ5のボール収納室40に入り、筆記用ボール10を介して紙等に塗布される。
本実施形態のボールペン1では、筆記用ボール10とボール収納室40の間の隙間48が、扁平形顔料粒子が通過するに十分な大きさとされているので、筆記用ボール10とボール収納室40の間をガラスフレーク顔料等が円滑に通過する。
【0042】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。
本発明の実施例として、図2の構造のボールペンを試作した。
扁平形(鱗片状)の粒子からなる顔料を含むインキを調製してボールペンに充填し、その筆記性の評価を判定した。鱗片状の色材としては、アルミニウムペーストを用いた。
インキの組成は下表のとおりである。
【0043】
【表1】
【0044】
鱗片状の粒子からなる顔料の詳細は下表のとおりである。ここで、L50とは、扁平形顔料粒子の長径の分布の中央値である。
【0045】
【表2】
【0046】
比較対照用に、球状の粒子からなる顔料を含むインキを調製した。その組成は下表のとおりである。
【0047】
【表3】
【0048】
球状の粒子からなる顔料の詳細は下表のとおりである。ここで、Lavとは、球状粒子の直径の平均値である。
【0049】
【表4】
【0050】
これらのインキをボールペンのインキタンクに充填し、筆記性を連続筆記試験及び手書きによる官能試験により評価した。
実験に用いたチップの詳細を下表に示す。ソケットは快削ステンレス鋼製、ボールはブラックサファリン製である。
なお、扁平形顔料粒子の短径は1μm程度であるので、どのチップにおいても最小隙間(a)は扁平形顔料粒子の短径の最大値(Tmax)より十分に大きい。
【0051】
【表5】
【0052】
ここで、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ(b)は、図1の関係から、次式によって算出したものである。
【0053】
【数1】
【0054】
チップとして、「29−4」チップを用い、インキの種類を変えて筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。○は筆記可能、×は筆記不能である。このとき、ボールペンチップの最小隙間(a)は51.2μm、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ(b)は450μmである。
【0055】
【表6】
【0056】
この結果から見られるように、扁平形顔料粒子の長径の最大値Lmaxが80μmと、ボールペンチップの最小隙間a(51.2μm)より大きくても筆記は可能である。一方、Lmaxが150μmとなると筆記不能となっている。ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さbは450μmなので、単純に考えると筆記可能なようであるが、実際には顔料粒子相互の絡み合いによって詰まりを生ずると考えられる。ここで、b/Lmax=3.0のときは詰まり、b/Lmax=5.63のときは詰まらない。
【0057】
上記の実験結果では、Lmaxが80μmと150μmの間にしきい値があったので、Lmaxを80μm及び150μmとしてボール直径を変えずにボールペンチップの寸法を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。なお、球状粒子を含むインキについても筆記性評価を行った。
【0058】
【表7】
【0059】
上表より明らかなように、扁平状粒子を含むインキについて、Lmax=80μmでもチップの開口が小さくなると詰まり、Lmax=150μmでもチップの開口が大きくなると詰まらなくなる。具体的には、Lmax=80μmについては、b=350μm(b/Lmax=4.38)のときに詰まり、b=380μm(b/Lmax=4.75)のときには詰まらない。Lmax=150μmについては、b=450μm(b/Lmax=3.00)のときに詰まり、b=470μm(b/Lmax=3.13)のときには詰まらない。
球状粒子を含むインキについては、Lmaxがボールペンチップの最小隙間aより大きければ詰まり、小さければ詰まらない。
【0060】
チップとして、ボール直径0.8mmの「0.8」チップを用い、扁平形粒子を含有するインキの種類を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。このとき、ボールペンチップの最小隙間(a)は34.7μm、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ(b)は330μmである。
【0061】
【表8】
【0062】
この結果においても、扁平形顔料粒子の長径の最大値Lmaxが80μmと、ボールペンチップの最小隙間a(34.7μm)より大きくても筆記は可能である。一方、Lmaxが150μmとなると筆記不能となっている。上記線分の長さbは330μmなので、単純に考えると筆記可能なようであるが、実際には顔料粒子相互の絡み合いによって詰まりを生ずると考えられる。ここで、b/Lmax=2.20のときは詰まり、b/Lmax=4.13のときは詰まらない。
【0063】
球状粒子を含有するインキについて、チップとして、同じく「0.8」チップを用い、インキの種類を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。
【0064】
【表9】
【0065】
この結果において、球状顔料粒子の直径の最大値Lmaxが40.3μmと、ボールペンチップの最小隙間a(34.7μm)より大きくなると筆記不能となっている。扁平形粒子においてLmaxが80μmでも筆記可能であるのと対照的である。
【0066】
顔料粒子の径の分布と筆記性との関連を調べるために実験を行った。インキ用顔料として、比較的小粒径の「WXM0650」顔料と比較的大粒径の「WXM7493」顔料を用いた。それぞれの顔料における粒子の長径の分布を図5,6に示す。「WXM0650」顔料を4%含有するインキ(A)、「WXM7493」顔料を4%含有するインキ(B)、「WXM0650」顔料と「WXM7493」顔料を2%ずつ含有するインキ(C)、「WXM7493」顔料を2%含有するインキ(D)を調製した。インキ(C)における粒子の長径の分布を図7に示す。これらのインキについて「29−4」チップを用いて筆記を行った。その結果を下表に示す。
【0067】
【表10】
【0068】
上表におけるインキ(B)とインキ(C)、インキ(B)とインキ(D)の比較からわかるように、Lmax及びb/Lmaxの値が同じであっても、大径粒子の存在割合が減少すれば流出可能となる。
【0069】
これは、大径粒子の顔料の間に小径粒子が入り込み、大径粒子間にすき間ができるためであると考えられる。
【0070】
上記のごとく、扁平形顔料粒子を含有するインキを用いたときは、顔料粒子の長径の最大値Lmaxがボールペンチップの最小隙間aより大きくてもボールペンチップは詰まらず、筆記は可能である。
ボールペンチップが筆記時に詰まるか否かは、ボールペンチップの各部寸法と顔料粒子の径の分布との関係によると考えられる。そのしきい値の定量的な算出法については未だ不明なところがあるが、b/Lmaxの値が重要なファクターとなるようである。
実験データから帰納すれば、詰まりのおそれを十分に低減するには、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ(b)は、扁平形顔料粒子の長径の最大値(Lmax)の3倍より大きいことが好ましく、詰まりのおそれを確実に除くには、扁平形顔料粒子の長径の最大値(Lmax)の5倍より大きいことが好ましいと考えられる。
【0071】
以下の樹脂系フレーク顔料を用い、アルミニウムフレーク顔料と同様に筆記性評価を行った。使用した樹脂系フレーク顔料と評価結果を下表に示す。なお、インクの配合は、表1の組成において、アルミニウムペーストを添加せず、樹脂系フレーク顔料を同量(3.99重量%)添加した。
【0072】
【表11】
【0073】
上表より明らかなように、樹脂系フレーク顔料を用いた場合でも、アルミフレーク顔料の場合と同様に、扁平形顔料粒子を含有するインキを用いたときは、顔料粒子の長径の最大値Lmaxがボールペンチップの最小隙間aより大きくてもボールペンチップは詰まらず、筆記は可能である。
【0074】
以上説明した実施例は、いずれもアルミニウムフレーク顔料又は樹脂系フレーク顔料を含有するインキを使用したものであるが、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料を使用する場合においても同様の効果が得られる。
【0075】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、扁平状の顔料粒子とボールペンチップとの組合せにより、ボールペンチップの最小隙間を大きくしすぎないで粒子径の大きい光輝性顔料を含有するインキを、ボールペンチップの詰まりの心配なく使用することができ、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることができる。
また、扁平状の顔料粒子を用いることにより、球状の顔料粒子を用いたときよりも、同粒径で詰まりにくく、大粒径の粒子を用いることができるので、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、本発明の一実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。
【図2】 図1のボールペンの要部縦断面図である。
【図3】 粒子の長径および短径を表す説明図である。
【図4】 扁平形顔料粒子を概念的に示した説明図である。
【図5】 アルミニウム粉顔料「アルペーストWXM0650」の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図6】 アルミニウム粉顔料「アルペーストWXM7493」の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図7】 アルミニウム粉顔料「アルペーストWXM0650」と「アルペーストWXM7493」を混合した顔料の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図8】 (a)は、本発明の一実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。
【符号の説明】
1 ボールペン
5 ボールペンチップ
7 インキ収納管(インキ収納部)
10 筆記用ボール
30 水性インキ
45 座部
47 溝
48 隙間(インキ流通路)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ballpoint pen or a ballpoint pen tip, and more particularly to a ballpoint pen or a ballpoint pen tip using an ink containing a pigment.
[0002]
[Prior art]
A ballpoint pen is a well-known writing instrument. A ball for writing is rotatably held in a ballpoint pen tip, the ink in the ink storage section is guided to the ball for writing, and the ink is attached to paper etc. according to the rotation of the ball for writing. It is something to be made.
Focusing on the shape of the ball-point pen tip, the ball-point pen tip is composed of a
[0003]
The inner structure of the ballpoint pen tip has a concave
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the present applicant has disclosed an aqueous ink composition containing glitter pigments such as glass flake pigments and metal-coated inorganic pigments in Japanese Patent Application No. 11-76868. In this water-based ink composition, the average particle diameter of the pigment is recommended to be about 20 to 50 μm. According to the water-based ink composition using the glitter pigment having such a particle size, the water-based ink composition using the glitter pigment having a conventionally known glitter pigment has a stronger glitter feeling and a strong stereoscopic effect. A handwriting or a coating film can be obtained.
[0005]
However, the use of a bright pigment having a large particle size has been considered to be difficult to use because of the fear of ink clogging.
That is, if the particle size is large, the ink may be clogged during writing, and there is a risk that writing may be impossible. For this reason, it has been considered that the maximum value of the particle diameter should be smaller than the minimum gap of the ballpoint pen tip. Usually, the maximum value of the particle size is often about 2 to 3 times the average particle size, and the minimum gap of the ballpoint pen tip is about 60 μm at most, so it is dangerous to make the
If the minimum clearance of the ballpoint pen tip is made larger, a pigment with a larger particle size can be used, but there is a problem that the ball becomes unstable and drops off in extreme cases, so it is also possible to increase the minimum clearance There was a limit.
[0006]
Therefore, the present invention uses an ink containing a bright pigment having a large particle diameter without excessively increasing the minimum gap between the ballpoint pen tips without worrying about the clogging of the ballpoint pen tip, and a handwriting or a three-dimensional impression with a strong glitter feeling. The purpose is to obtain a coating film.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that when a flat flaky pigment is used, ink clogging may not occur even when the major axis of the pigment particle is larger than the minimum gap of the ballpoint pen tip, and the present invention has been completed.
[0008]
The invention described in claim 1 of the present invention includes a substantially cylindrical ball housing and a ball housing. , Some exposed from the ball housing A ballpoint pen tip with a ball and an ink tank that is connected to the ballpoint pen tip and filled with ink. A gap is formed between the ball and the ball housing on the exposed side of the ball from a position cut by a plane perpendicular to the central axis of the ball housing and passing through the center of the ball. Act as a road In the ballpoint pen to do When the ball is in contact with the bearing surface of the ball housing and the center of the ball is located on the central axis of the ball housing, The ink contains flat pigment particles, The gap The minimum gap is larger than the maximum value of the minor axis of the flat pigment particle and smaller than the maximum value of the major axis of the flat pigment particle, and is the longest length drawn so as not to intersect the ball or the ball housing in the front view of the ballpoint pen tip. The length of the line segment is larger than the maximum value of the major axis of the flat pigment particles More than 4.75 times the major axis of the flat pigment particles This is a ballpoint pen.
[0009]
Here, “major axis” is the longest length when the particles are projected onto the projection plane while variously changing the direction of the particles with respect to the projection plane, and “minor axis” is the projection plane parallel to the major axis direction. The minimum value among the maximum widths of the particles measured in the direction orthogonal to the major axis direction in the projection view when the direction of the particles is variously changed while projecting the particles. For example, as shown in FIG. 3, in the case of a spherical particle, the major axis (L) and the minor axis (D) are the diameter of the sphere, and in the case of a discoidal particle, the major axis (L) is the disc diameter, minor axis ( D) is the thickness of the disk, and for cylindrical particles, the major axis (L) is approximately the length of the cylinder and the minor axis (D) is the diameter of the cylinder. Since the size of the major axis and minor axis of the pigment particles varies depending on the individual particles, the maximum value in the distribution becomes a problem.
[0010]
In this ballpoint pen, the ink contains flat pigment particles, and the maximum value (Lmax) of the major axis (L) of the flat pigment particles is larger than the minimum gap (a) of the ballpoint pen tip. The maximum length (Tmax) of the short diameter (T) of the flat pigment particles is smaller than the length (b) of the longest line segment drawn so as not to intersect the ball housing, and is smaller than the minimum clearance (a) of the ballpoint pen tip. The size of the ballpoint pen tip and the size of the flat pigment particles are selected so as to be small.
[0011]
The invention described in
[0012]
The invention described in
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a ballpoint pen tip for using an ink containing a flat pigment, a substantially cylindrical ball housing, and a ball housing that is held in the ball housing. , Some exposed from the ball housing With a ball When the ball abuts the seat surface of the ball housing and the center of the ball is located on the center axis of the ball housing, the ball is between the ball housing and the ball housing and is perpendicular to the center axis of the ball housing. A gap is formed on the exposed side of the ball from a position cut by a plane passing through the center, and the gap The minimum gap is the longest line drawn so as not to intersect the ball or ball housing in the front view of the ballpoint pen tip when it is larger than the maximum value of the minor axis of the flat pigment particle and smaller than the maximum value of the major axis of the flat pigment particle. The length of the minute is greater than the maximum length of the flat pigment particles More than 4.75 times the major axis of the flat pigment particles This is a ballpoint pen tip.
[0014]
The invention described in
[0015]
The invention described in
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Since the ball-point pen of this embodiment is based on the premise that a special ink is used, the properties of the ink to be used will be described prior to the description of the physical structure of the ball-point pen.
The ink used for the ballpoint pen of this embodiment is a water-based ink having thixotropic properties, and contains a glass flake pigment, a metal-coated inorganic pigment, a metallic luster pigment, or a resin-based flake pigment. Of course, you may contain 2 or more types among these.
[0017]
Here, the glass flake pigment refers to a pigment having a structure in which flaky glass is coated with a metal, a semimetal, or the like, and has a glittering feeling and a three-dimensional feeling. As the metalloid, for example, bismuth, antimony, gray arsenic, or the like can be used.
FIG. 4 is an explanatory diagram conceptually showing particles of glass flake pigment.
The glass flake pigment particles are flat and have a thickness of about 1 μm. However, when the glass flake pigment particles blended as the ink composition are individually viewed, the major axis has a certain degree of variation as shown in FIG.
In order to express glitter and stereoscopic effect, when a glass flake pigment is blended in the ink of the ballpoint pen, it is appropriate to select one having an average major axis of 20 μm or more. That is, when the average major axis of the glass flake pigment is less than 20 μm, since the flake particles are too small, the glitter is inferior and is not worth blending in the ink.
[0018]
As described above, since the particle diameters of the glass flake pigments to be mixed vary, the ink contains a pigment having a particle having a larger major axis or a pigment having a smaller major axis than the average major axis. It becomes. If the glass flake pigment has an average major axis of 20 μm, particles having a major axis of about 40 μm are generally included as the maximum. Therefore, in order to express the glitter and stereoscopic effect, it is appropriate to select a material having a maximum diameter of 40 μm or more.
[0019]
Currently available glass flake pigments include those in which flake glass is coated with a metal by an electroless plating method. Specific examples include trade names “Metashine REFSX-2015PS”, “Metashine REFSX-2025PS” and “Metashine REFSX-2040PS” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. coated with silver.
[0020]
A pigment obtained by coating a glass flake with a metal by a sputtering method is also an example of a glass flake pigment. These include trade names “Crystal Color GF2125”, “Crystal Color GF2125-M”, “Crystal Color GF2140”, and “Crystal Color GF2140-M” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. coated with silver. In addition, there are trade names “Crystal Color GF2525”, “Crystal Color GF2525-M”, “Crystal Color GF2540”, and “Crystal Color GF2540-M” manufactured by the same company that are coated with nickel, chrome, and molybdenum. In addition, there is a product name “GF250” manufactured by the company coated with brass, a product name “GF1345” manufactured by the company coated with a silver alloy, and a product name “GF1445” manufactured by the company coated with titanium.
These glass flake pigments can be used alone or in combination of two or more.
[0021]
The glass flake pigment described above is contained in an amount of 0.1 to 20.0% by weight based on the total amount of the ink composition. That is, when the glass flake pigment is less than 0.1% by weight in the total amount of the ink composition, the glitter and stereoscopic effect are not sufficient. When the glass flake pigment exceeds 20.0% in the total amount of the ink composition, the viscosity of the ink is excessively increased and the fluidity is lowered. The optimum amount of the glass flake pigment is 1.0 to 10.0% by weight.
[0022]
Next, the metal-coated inorganic pigment will be described. The metal-coated inorganic pigment is a generic term for inorganic pigments coated with at least one of a metal and a metal oxide.
The metal-coated inorganic pigment is configured as an inorganic pigment coated with a metal and / or metal oxide, for example, by metal vapor deposition, and can be used as a bright pigment. Examples of commercially available products include aluminum coated with iron (III) oxide. For example, trade names “Paliocrom Gold L2000 / L2002”, “Paliocrom Gold L2020 / L2022”, “Paliocrom Gold 2025” manufactured by BASF Corporation, An example is “Paliocrom Orange L2800”.
[0023]
Mica coated with iron (III) oxide is also known as one of metal-coated inorganic pigments. For example, there are trade names “Paliocrom Red Gold L2500” and “Paliocrom Red L4000” manufactured by BASF Corporation. In addition, there are also mica-like iron oxides (III) coated with aluminum-manganese, and examples thereof include trade names “Paliocrom Copper L3000” and “Paliocrom Copper L3001” manufactured by BASF Corporation. Mica coated with reduced titanium dioxide is also known as one of metal-coated inorganic pigments. Further, mica coated with titanium dioxide is one of the metal-coated inorganic pigments.
These metal-coated inorganic pigments can also be used alone or in combination of two or more.
[0024]
For the same reason as the glass flake pigment, the above metal-coated inorganic pigment is preferably 20 μm or more for the average major axis and 40 μm or more for the maximum major axis. The blending amount is also equivalent to the glass flake pigment described above.
[0025]
As the metallic luster pigment, aluminum powder, brass powder, copper powder, gold powder, or silver powder can be used. The aluminum powder pigment may be a leafing type or a non-leafing type. Specifically, trade names “Alpaste WXM1440”, “Alpaste WXM1415”, “Alpaste WXM5423”, “Alpaste WXM5422”, “Alpaste WJP-U75C”, “Alpaste WE1200” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. "Alpaste WXM7675", "Alpaste WXM0630", trade names "1110W" and "2172SW" manufactured by Showa Aluminum, and trade names "AW-808C" and "AW-7000R" manufactured by Asahi Kasei. Colored aluminum pigments such as trade names “F500-RG”, “F500BG-W”, and “F701RE-G” manufactured by Showa Aluminum Co., Ltd. can also be used.
As other metal powder pigments, specific examples of brass powder pigments include trade names “BS-605” and “BS-607” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. and “Bronze” manufactured by Nakajima Metal Foil Powder Co., Ltd. There are “Powder P-555” and “Bronze Powder P-777”.
These metallic luster pigments can also be used alone or in combination of two or more.
[0026]
For the same reason as the glass flake pigment, the above metallic luster pigment is preferably 20 μm or more for the average major axis and 40 μm or more for the maximum major axis. The blending amount is also equivalent to the glass flake pigment described above.
[0027]
Next, the resin flake pigment will be described. A resin-based flake pigment is a pigment having a multilayer structure composed of only a resin or a resin and a metal. A multilayer film composed of only a resin layer or a resin layer and a metal layer is formed into a powder by punching or cutting. Is. The resin used for the resin-based flake pigment can be freely colored, and the color tone can be freely selected. Since the resin-based flake pigment has a multilayer structure, it can be colored like a crystal by refraction of light. In the case of including a metal layer, more complex color is generated due to reflection of light on the metal surface. In addition, in order to reflect more complicated light, a resin layer or a metal layer with unevenness can be used.
Specifically, trade names “ELG Color # 200” and “ELG Color # 325” manufactured by Oike Kogyo Co., Ltd., “Crystal Color X-5”, “Rainbow Flake No. 55”, “Diamond” manufactured by Dia Kogyo Co., Ltd. “Piece No. 55”, “Diamond piece H25”, “Diamond piece H55”, and “Diamond hologram HG-5EP”. In particular, in “LG color # 200” and “LG color # 325”, the resin layer has a color, and a pigment having excellent glitter and three-dimensional effect can be selected in relation to the ink color. In addition, “Diamond Hologram HG-5EP” has a holographic property in the pigment itself. Therefore, when “Diamond Hologram HG-5EP” is used, the color changes depending on the angle at which the handwriting and the coating film are viewed. Can give a radiant shine.
These resin flake pigments can also be used alone or in combination of two or more as well as other pigments.
[0028]
For the same reason as the glass flake pigment, the resin flake pigment is preferably 20 μm or more for the average major axis and 40 μm or more for the maximum major axis. The blending amount is also equivalent to the glass flake pigment described above.
[0029]
Next, the physical structure of the ballpoint pen according to the embodiment of the present invention will be described.
The physical structure of the ballpoint pen of the embodiment of the present invention is basically not different from the conventional one.
FIG. 2 shows a ballpoint pen 1 according to an embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view of the tip portion of the ball-point pen tip of the ball-point pen of FIG. 2, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
A ballpoint pen 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 includes a cylindrical
[0030]
The
The outer shape of the
The schematic shape of the interior of the ballpoint pen tip is as shown in FIG. 2, and has a
[0031]
A valve receiver is formed in the vicinity of the rear end opening of the
In the
[0032]
A
A
And in the ball-point pen 1 of this embodiment, the width W of the groove |
[0033]
The writing ball 10 is a sphere having a diameter of 0.3 to 1.2 mm. However, since the ballpoint pen of the present embodiment uses a water-based ink containing a pigment having a relatively large particle size as described later, The diameter of 10 is desirably 0.8 to 1.1 mm. A more recommended range is 0.9 to 1.1 mm.
The material of the writing ball 10 is not particularly limited, and stainless steel, alumina sintered body, zirconia, SiC, WC, and other known materials can be used.
[0034]
The writing ball 10 is rotatably held in the
The exposure amount H of the writing ball 10 is such that when the writing ball comes into contact with the seat surface of the ball storage chamber and the center of the writing ball is located on the central axis of the ball storage chamber as shown in FIG. It is 20% to 35% of the diameter d, and more desirably 25% to 30%.
[0035]
Regarding the relationship between the diameter d of the writing ball 10 and the inner diameter D of the
[0036]
Further, as described above, the opening portion of the
The
Note that the shape and structure of the chip described above are merely examples, and other embodiments are possible. For example, the number of
[0037]
The connecting
[0038]
The
[0039]
The ink storage tube (ink storage portion) 7 is made by extrusion molding using polyethylene resin, polypropylene resin or the like as a raw material, and the inside thereof is filled with the above-described
The viscosity of the glittering water-based
[0040]
As shown in FIG. 2, the
[0041]
When writing characters or the like using the ballpoint pen 1 of the present embodiment, the water-based
In the ballpoint pen 1 of the present embodiment, the
[0042]
【Example】
Next, an experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described.
As an example of the present invention, a ballpoint pen having the structure shown in FIG.
An ink containing a pigment composed of flat (scale-like) particles was prepared and filled in a ballpoint pen, and the evaluation of the writing property was judged. An aluminum paste was used as the scale-like color material.
The composition of the ink is as shown in the table below.
[0043]
[Table 1]
[0044]
Details of the pigments composed of scale-like particles are as shown in the table below. Here, L50 is the median value of the long diameter distribution of the flat pigment particles.
[0045]
[Table 2]
[0046]
For comparison, an ink containing a pigment composed of spherical particles was prepared. The composition is as shown in the table below.
[0047]
[Table 3]
[0048]
Details of the pigments composed of spherical particles are as shown in the table below. Here, Lav is an average value of the diameters of the spherical particles.
[0049]
[Table 4]
[0050]
These inks were filled into an ink tank of a ballpoint pen, and the writing property was evaluated by a continuous writing test and a sensory test by handwriting.
Details of the chips used in the experiment are shown in the table below. The socket is made of free-cutting stainless steel and the ball is made of black safarin.
Since the short diameter of the flat pigment particles is about 1 μm, the minimum gap (a) is sufficiently larger than the maximum short diameter (Tmax) of the flat pigment particles in any chip.
[0051]
[Table 5]
[0052]
Here, the length (b) of the longest line segment drawn so as not to intersect the ball or the ball housing in the front view of the ballpoint pen tip is calculated from the relationship shown in FIG.
[0053]
[Expression 1]
[0054]
A “29-4” chip was used as the chip, and the writing property was evaluated by changing the type of ink. The results are shown in the table below. ○ is writable, × is not writable. At this time, the minimum gap (a) of the ballpoint pen tip is 51.2 μm, and the length (b) of the longest line segment drawn so as not to intersect the ball or the ball housing in the front view of the ballpoint pen tip is 450 μm.
[0055]
[Table 6]
[0056]
As can be seen from this result, writing is possible even when the maximum value Lmax of the long diameter of the flat pigment particles is 80 μm, which is larger than the minimum gap a (51.2 μm) of the ballpoint pen tip. On the other hand, when Lmax is 150 μm, writing is impossible. The length b of the longest line drawn so as not to cross the ball or ball housing in the front view of the ball-point pen tip is 450 μm, so it seems that writing is possible by simple thinking, but actually it is caused by the entanglement between the pigment particles. It is thought to cause clogging. Here, clogging occurs when b / Lmax = 3.0, and clogging does not occur when b / Lmax = 5.63.
[0057]
In the above experimental results, since there was a threshold value between Lmax of 80 μm and 150 μm, the same writing performance evaluation was performed by changing the dimensions of the ballpoint pen tip without changing the ball diameter with Lmax being 80 μm and 150 μm. The results are shown in the table below. In addition, writing property evaluation was performed also about the ink containing a spherical particle.
[0058]
[Table 7]
[0059]
As can be seen from the above table, the ink containing flat particles clogs when the tip opening is small even at Lmax = 80 μm, and does not clog when the tip opening is large even at Lmax = 150 μm. Specifically, when Lmax = 80 μm, clogging occurs when b = 350 μm (b / Lmax = 4.38), and clogging does not occur when b = 380 μm (b / Lmax = 4.75). Lmax = 150 μm is clogged when b = 450 μm (b / Lmax = 3.00) and is not clogged when b = 470 μm (b / Lmax = 3.13).
For ink containing spherical particles, the ink clogs if Lmax is larger than the minimum gap a of the ball-point pen tip, and does not clog if it is small.
[0060]
As a chip, a “0.8” chip having a ball diameter of 0.8 mm was used, and the same writing property evaluation was performed by changing the type of ink containing flat particles. The results are shown in the table below. At this time, the minimum gap (a) of the ballpoint pen tip is 34.7 μm, and the length (b) of the longest line segment drawn so as not to intersect the ball or the ball housing in the front view of the ballpoint pen tip is 330 μm.
[0061]
[Table 8]
[0062]
Also in this result, writing is possible even when the maximum value Lmax of the major axis of the flat pigment particles is 80 μm, which is larger than the minimum gap a (34.7 μm) of the ballpoint pen tip. On the other hand, when Lmax is 150 μm, writing is impossible. Since the length b of the line segment is 330 μm, it seems to be writable when considered simply, but it is thought that clogging actually occurs due to the entanglement of the pigment particles. Here, clogging occurs when b / Lmax = 2.20, and clogging does not occur when b / Lmax = 4.13.
[0063]
For ink containing spherical particles, the same “0.8” chip was used as a chip, and the same writing property evaluation was performed by changing the type of ink. The results are shown in the table below.
[0064]
[Table 9]
[0065]
In this result, when the maximum value Lmax of the diameter of the spherical pigment particles is 40.3 μm, which is larger than the minimum clearance a (34.7 μm) of the ballpoint pen tip, writing is impossible. In contrast to the flat particles, writing is possible even when Lmax is 80 μm.
[0066]
An experiment was conducted to investigate the relationship between the distribution of pigment particle diameter and the writing ability. As a pigment for ink, a “WXM0650” pigment having a relatively small particle size and a “WXM7493” pigment having a relatively large particle size were used. The distribution of the major axis of the particles in each pigment is shown in FIGS. Ink containing 4% of “WXM0650” pigment (A), Ink containing 4% of “WXM7493” pigment (B), Ink containing 2% of “WXM0650” pigment and “WXM7493” pigment (C), “WXM7493 An ink (D) containing 2% pigment was prepared. The distribution of the major axis of the particles in ink (C) is shown in FIG. These inks were written using a “29-4” chip. The results are shown in the table below.
[0067]
[Table 10]
[0068]
As can be seen from the comparison of ink (B) and ink (C), and ink (B) and ink (D) in the above table, even if the values of Lmax and b / Lmax are the same, the proportion of large particles present is If it decreases, it can flow out.
[0069]
This is thought to be because small-diameter particles enter between pigments of large-diameter particles, and a gap is formed between the large-diameter particles.
[0070]
As described above, when ink containing flat pigment particles is used, even if the maximum value Lmax of the major axis of the pigment particles is larger than the minimum gap a of the ballpoint pen tip, the ballpoint pen tip is not clogged and writing is possible.
Whether or not the ball-point pen tip is clogged at the time of writing is considered to depend on the relationship between the size of each part of the ball-point pen tip and the diameter distribution of the pigment particles. Although the quantitative calculation method of the threshold value is still unclear, the value of b / Lmax seems to be an important factor.
In order to reduce the possibility of clogging sufficiently from the experimental data, the length (b) of the longest line drawn so as not to cross the ball or ball housing in the front view of the ballpoint pen tip is a flat pigment. It is preferable that it is larger than 3 times the maximum value (Lmax) of the major axis of the particles, and it is considered that it is preferably larger than 5 times the maximum value (Lmax) of the major axis of the flat pigment particles in order to reliably eliminate clogging. It is done.
[0071]
The following resin flake pigments were used, and the writing performance was evaluated in the same manner as the aluminum flake pigments. The resin flake pigments used and the evaluation results are shown in the table below. In addition, in the composition of the ink, the same amount (3.99% by weight) of the resin-based flake pigment was added without adding the aluminum paste in the composition of Table 1.
[0072]
[Table 11]
[0073]
As is clear from the above table, even when a resin-based flake pigment is used, as in the case of an aluminum flake pigment, when an ink containing flat pigment particles is used, the maximum value Lmax of the major axis of the pigment particles is Even if it is larger than the minimum clearance a of the ball-point pen tip, the ball-point pen tip is not clogged and writing is possible.
[0074]
In the examples described above, inks containing aluminum flake pigments or resin flake pigments are used, but similar effects can be obtained when glass flake pigments or metal-coated inorganic pigments are used.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to the present invention, an ink containing a bright pigment having a large particle diameter without excessively increasing the minimum gap between the ballpoint pen tips by combining the flat pigment particles and the ballpoint pen tips, It can be used without worrying about the clogging of the ballpoint pen tip, and a handwriting or coating film having a strong radiance and stereoscopic effect can be obtained.
In addition, by using flat pigment particles, it is less likely to be clogged with the same particle size than when spherical pigment particles are used, and particles having a large particle size can be used. A handwriting or a coating film can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of a tip portion of a ball-point pen tip of a ballpoint pen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
2 is a longitudinal sectional view of a main part of the ballpoint pen of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the major axis and minor axis of a particle.
FIG. 4 is an explanatory view conceptually showing flat pigment particles.
FIG. 5 is a graph showing a distribution of major diameters of particles of an aluminum powder pigment “Alpaste WXM0650”.
FIG. 6 is a graph showing the distribution of the major axis of particles of aluminum powder pigment “Alpaste WXM7433”.
FIG. 7 is a graph showing a distribution of major diameters of pigment particles obtained by mixing aluminum powder pigments “Alpaste WXM0650” and “Alpaste WXM7493”.
8A is a cross-sectional view of a tip portion of a ball-point pen tip of a ballpoint pen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Ballpoint pen
5 Ballpoint pen tip
7 Ink storage tube (ink storage unit)
10 Writing balls
30 Water-based ink
45 Seat
47 Groove
48 Clearance (ink flow path)
Claims (6)
ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、インキは扁平形顔料粒子を含有し、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、
ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、且つ扁平形顔料粒子の長径の4.75倍以上であることを特徴とするボールペン。A substantially cylindrical ball housing, is held in the ball housing, partially possess an ink tank ballpoint pen tip and ballpoint pen tip communicating with the ink is filled and a ball which is exposed from the ball housing, and the ball A gap is formed between the ball housing and the exposed side of the ball from a position cut by a plane perpendicular to the central axis of the ball housing and passing through the center of the ball, and the gap functions as an ink flow path . In a ballpoint pen that
With ball abuts the seating surface of the ball housing, when the position is the center of the ball on the center axis of the ball housing, the ink contains a flat-shaped pigment particles, a minimum clearance of the gap is short of the flat-shaped pigment particles Larger than the maximum value of the diameter and smaller than the maximum value of the long diameter of the flat pigment particles,
The longest line drawn so as not to intersect with the ball or the ball housing in a front view of the ballpoint pen tip length of major axis diameter of greater than the maximum value rather, and flat-shaped pigment particles of flat-shaped pigment particle 4.75 Ballpoint pen characterized by being more than doubled .
ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、
前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、
ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、
扁平形顔料粒子の長径の4.75倍以上であることを特徴とするボールペンチップ。A ballpoint pen tip for using an ink containing a flat pigment, comprising a substantially cylindrical ball housing, and a ball held in the ball housing and partially exposed from the ball housing ,
When the ball abuts the seat surface of the ball housing and the center of the ball is located on the center axis of the ball housing, the ball is between the ball housing and the ball housing and is perpendicular to the center axis of the ball housing. A gap is formed on the exposed side of the ball from the position cut by a plane passing through the center,
The minimum gap of the gap is larger than the maximum value of the short diameter of the flat pigment particles and smaller than the maximum value of the long diameter of the flat pigment particles,
Longest length of a line drawn so as not to intersect with the ball or the ball housing in a front view of the ballpoint pen tip is much larger than the maximum value of the long diameter of the flat-shaped pigment particles,
A ballpoint pen tip that is 4.75 times or more the major axis of the flat pigment particles .
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