JP5521748B2 - ボールペン用ボール - Google Patents
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Description
特許文献2に記載の発明では、ボール表面に多孔質の粒子を付着させ、ボールに付着した粒子が作り出す滑らかな凹凸面により当接部の摩耗を緩和させる方法が記載されているが、粒子とボール間の密着性が弱く筆記時の衝撃で滑落し、摩耗防止機能を消失するためボール沈みが発生しインキの書き切りが得られなかった。
特許文献3に記載の発明では、Pt、Auのような被覆材を被覆させるが、Pt、Auのような被覆材は展性・延性が高く、筆記時の衝撃、即ちボール回転に伴うボールと当接部の衝撃により引張力が働き変形をおこし、さらに筆記を続けることで破断し表面から脱落してしまうことで摩耗防止効果を得ることができないものであった。また、Pt、Auなどの材料は極めて高価であることから、工業用として使用するには適さないのが現状である。
本発明はボールとボール当接部の摩擦を緩和することによりボール沈みを回避し、インキタンク中のインキを使い切りが得られるボールペン用ボールを供することを目的とするものである。
また、超臨界二酸化炭素を使用するので、酸やアンモニウム塩溶液を使用してボール素球の表面を荒らすことがない。
更に、前記金属元素の塩を超臨界二酸化炭素に溶解させた溶液に水などに代表される極性分子を混合することによって、所謂エントレーナ効果が発揮されて、上記金属塩の溶解度を飛躍的に高めることができ、ボール素球の表面に効率的に前記金属元素の塩を付着させることができる。また、ボール素球が表面に有する凹部に対する前記金属元素の塩の浸透性を高めることができる。
特に、超臨界二酸化炭素処理は、高溶解性と高拡散性を併せ持つ特性から、ボール素球の表面に存在する微細で且つ曲率を持つ凹部に対して効率よく浸透させることができる。これらの方法によって被覆された25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度が1g以下の第1族金属元素の塩及び/又は第2族金属元素の塩は、ボール表面に70%以上存在することが好ましく、90%以上存在するとさらに好ましい。
このような無機粒子としては、アルミナ、酸化珪素、炭化珪素、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、粒子ダイヤモンド、およびIVA族、VA族およびVIA族元素の炭化物、窒化物、酸化物の高硬度材料からなる微粒子を適宜組み合わせて用いることができる。粒子形状は特に制限させるのもではなく、具体的には球状粒子、楕円状粒子、針状粒子、薄片状粒子、鱗片状粒子、キューブ状粒子、紡錘状粒子、多孔質粒子、中空粒子などが挙げられる。
溶剤としては、水の他に、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ベンジルアルコール等の水溶性有機溶剤が使用できる。
着色剤としては、酸性染料、直接染料塩基性染料等の染料及び/又は各種のアゾ系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料、建て染め染料系顔料、媒染染料系顔料、及び天然染料系顔料等の有機系顔料、黄土、バリウム黄、紺青、カドミウムレッド、硫酸バリウム、酸化チタン、弁柄、鉄黒、カーボンブラック等の無機顔料からなる着色剤が使用できる。その他に、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸等の樹脂やヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ガーガム、キサンタンガム、ヒアルロン酸等の多糖類からなる粘度調整剤、界面活性剤、防錆剤、防黴・防腐剤、場合によっては、アスコルビン酸、コウジ酸やハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、タンニン酸、没食子酸等のポリフェノール類などの還元性を有する物質などが使用できる。
着色剤として顔料を用いた場合に、顔料を安定に分散させるために分散剤を使用することは差し支えない。分散剤として従来一般に用いられているスチレンアクリル酸塩やスチレンマレイン酸塩等の水溶性樹脂もしくは水可溶性樹脂や、アニオン系もしくはノニオン系の界面活性剤など、顔料の分散剤として用いられるものが使用できる。
炭酸マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0101g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水47gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0101g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2.5gと、直径0.5mmの素球(PB−11、算術平均粗さ7〜10nm、(株)ツバキナカシマ製)約1000個を、水47gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
酸化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0086g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水48.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
硫酸カルシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.24g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水47gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で7.5MPa、32℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
珪フッ化ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.75g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水48.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で7.5MPa、32℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
ホウフッ化カリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.57g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径2μmのシリカ(MW HS−T、林化成(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水48.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に大気に解放し、水洗いした後、110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0101g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、算術平均粗さ3〜5nm、テイカ(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、エチレングリコール48.7gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、250℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
酸化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0086g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、エチレングリコール49.2gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、250℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
硫酸カルシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.24g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径2μmのシリカ(MW HS−T、林化成(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、エチレングリコール49.2gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で7.5MPa、32℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、250℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
珪フッ化ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.75g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、ヘキサン48.7gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で7.5MPa、32℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、250℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
ホウフッ化カリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.57g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に大気に解放し、水洗いした後、250℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0101g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水48.7gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
酸化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0086g、関東化学(株)製)0.3gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水49.2gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
硫酸カルシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.24g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径2μmのシリカ(MW HS−T、林化成(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水98.5gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
珪フッ化ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.75g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水97.5gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
ホウフッ化カリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.57g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水98.5gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0101g、関東化学(株)製)0.3gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水49.7gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
酸化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.0086g、関東化学(株)製)0.3gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水49.7gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
硫酸カルシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.24g、関東化学(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水99.5gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
珪フッ化ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.75g、関東化学(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、塩酸を用いてpHを4.0に調整した水99.5gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
ホウフッ化カリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度0.57g、関東化学(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、マグネトロン非平衡スパッタ装置内に装着し、排気後にArガスを導入し、物理的蒸着を行うことでボールペン用ボールを得た。
機械的に研磨した直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))。
機械的に研磨した直径0.5mmの素球(PB−11、算術平均粗さ7〜10nm、(株)ツバキナカシマ製)。
平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水47.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に大気に解放し、水洗いした後110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水95gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)2gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水98gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
平均粒径2μmのシリカ(MW HS−T、林化成(株)製)2gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水98gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度22.7g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)2.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水47gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に混入し、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
塩化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度35.5g、関東化学(株)製)0.5gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水48.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度22.7g、関東化学(株)製)0.5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水49.5gに浸漬し、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置(TSC−WC−0096型、耐圧硝子工業(株)製)に投入して、二酸化炭素雰囲気中で20MPa、40℃の状態に15分保持し、二酸化炭素超臨界状態とした後に、大気に解放し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度22.7g、関東化学(株)製)1gと、平均粒径6nmの酸化チタン(TKS203、テイカ(株)製)5gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水94gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
塩化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度35.5g、関東化学(株)製)1gと、平均粒径0.7μmの酸化アルミ(微粒子アルミナ(A33F、日本軽金属(株)製)2gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水97gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
炭酸ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度22.7g、関東化学(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水99gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
塩化ナトリウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度26.4g、関東化学(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水99gに浸漬し、ボールミル(pulverisette5型、FRITSCH社製、独国)で回転数250rpmで10分間処理し、水洗いした後110℃で約30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
塩化マグネシウム(25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度35.5g、関東化学(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、マグネトロン非平衡スパッタ装置内に装着し、排気後にArガスを導入し、物理的蒸着を行うことでボールペン用ボールを得た。
平均粒径40nmの金(Auクエン酸コロイド溶液、TANAKAホールディングス(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、マグネトロン非平衡スパッタ装置内に装着し、排気後にArガスを導入し、物理的蒸着を行うことでボールペン用ボールを得た。
平均粒径40nmの金(Auクエン酸コロイド溶液、TANAKAホールディングス(株)製)1gと、直径0.5mmの素球(PA−G5、算術平均粗さ3〜5nm、プライムアロイ社製(中国))約1000個を、水99gに浸漬し、超音波で30分間処理し、水洗いした後、110℃、30分の加熱乾燥によりボールペン用ボールを得た。
評価結果は表1に示す。
評価結果は表2に示す。
MA100(カーボンブラック、三菱化成工業(株)製) 8.0重量%
カルボキシメチルヒヂロキシプロピル化ガーガム(水溶性増粘多糖類) 1.5重量%
カラギーナン(水溶性増粘多糖類) 0.2重量%
NP−20(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、日光ケミカルズ(株)製)
1.0重量%
安息香酸(防錆剤) 0.4重量%
プロピレングリコール 9.0重量%
水 80.9重量%
上記成分中カルボキシメチルヒヂロキシプロピル化ガーガム、カラギーナン以外の成分をボールミルで3時間混合攪拌した後、カルボキシメチルヒヂロキシプロピル化ガーガム、カラギーナンを加えて再度2時間分散処理を行い、粘度2018cpの黒色インキ組成物を得た。
インキの粘度は(株)トキメック製ELD型粘度計STローター2.5rpmにて測定した。
MA100(カーボンブラック、三菱化成工業(株)製) 20.0重量部
ソルスパース20000(高分子顔料分散剤、アビシア(株)製) 12.0重量部
エチレングリコールモノフェニルエーテル 38.6重量部
ヘキシレングリコール 12.0重量部
レジンSK(ケトン樹脂、ヒュルス社製、独国) 15.0重量部
PVP K−90(ポリビニルピロリドン、ISP(株)製) 0.4重量部
プライサーフA208(活性剤、第一工業製薬(株)製) 2.0重量部
上記成分中カーボンブラックとソルスパース20000、PVP−K90を除いた成分を加熱撹拌し、ソルスパース20000を添加して1時間撹拌後、カーボンブラックを添加し、ビーズミルで1時間分散した後、PVP−K90を添加し60℃で2時間撹拌して、粘度2200cpの黒インキを得た。インキの粘度は(株)トキメック製ELD型粘度計STローター2.5rpm(25℃)にて測定した。
実施例1〜31および比較例3〜15で示した処理手段により素球表面に形成した高硬度粒子または溶解成分の存在比率は、素球基材成分の影響が無視でき、表面から約10Åの深さのみを分析する手段としてオージェ電子分光法分析を用いて調べた。具体的にはSAM−650(パーキンエルマ社製(米国))を用いて、ボールの任意位置50×50μmの領域に存在する全ての凹凸に対し深さ10Åの分析領域に存在する元素を同定した。同時に、処理を施してない比較例1、2の素球についても測定を行い素球としての組成を求めた。また、前記素球の処理後に形成された化合物または素球の成分を示すタングステンカーバイド等の化合物の存在比率は、前記測定領域に於ける元素の存在を示す各元素のオージェピーク長を基に、相対感度係数法を用いて算出した。
各実施例、比較例のボールを使用したボールペンサンプルについて、自動筆記装置(TS−4C−10型、(株)精機工業研究所製)を使用して、筆記加重100g、筆記角度70度、毎秒10cmの速度でインテック(株)製NS−<55>カエテの用紙を移動させて螺旋状の連続した800mまで連続筆記を行い、その途中200m毎に、ボールを後方に押した状態でボールホルダーの先端から突出したボールの頂点までの距離(所謂ボール出高さ)を測定し、未筆記時のボール出高さとの差を、内方突出部の摩耗量とした。また、あわせて、200m筆記ごとのインキ吐出量も測定した。
各実施例、比較例のボールを使用したボールペンサンプルについて、自動筆記装置(TS−4C−10型、(株)精機工業研究所製)を使用して、筆記加重100g、筆記角度70度、毎秒10cmの速度でインテック(株)製NS−<55>カエテの用紙を移動させて螺旋状の連続した800mの筆記を行い、筆跡が形成されていない領域が連続して2mm以上ある箇所を線飛び部とし、その数を数えた。
各実施例、比較例のボールを使用したボールペンサンプルについて、自動筆記装置(TS−4C−10型、(株)精機工業研究所製)を使用して、筆記加重100g、筆記角度70度、毎秒10cmの速度でインテック(株)製NS−<55>カエテの用紙を移動させて螺旋状に連続筆記を行い、筆記可能距離を測定した。筆記可能な状態でインキがなくなる場合は継ぎ足して筆記を継続させた。
Claims (4)
- 25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度が1g以下の第1族金属元素の塩及び/又は第2族金属元素の塩と共に、平均粒子径2nm以上3000nm以下の無機粉体を付着させたボールペン用ボール。
- 前記金属元素の塩を超臨界二酸化炭素に溶解した溶液にボールの素球を浸漬し、前記金属元素の塩の被覆層を形成した請求項1に記載のボールペン用ボール。
- 前記超臨界二酸化炭素に25℃、100kPaの条件下での水100gへの溶解度が1g以下の第1族金属元素の塩及び/又は第2族金属元素の塩を溶解した溶液に、この溶液に対する不溶解物質としての平均粒子径2nm以上3000nm以下の無機粉体を混合し、この液中にボール素球を浸漬し、ボール素球の表面に前記金属元素の被覆層を形成すると共に無機粉体を付着させた請求項2に記載のボールペン用ボール。
- 前記第1族金属元素の塩及び/又は第2族金属元素の塩を超臨界二酸化炭素に溶解した溶液に水を混合使用した請求項2又は請求項3に記載のボールペン用ボール。
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