(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質の金属間化合物粒子が結合金属を介して焼結された焼結体を球形に研磨してなるボールペン用ボールであって、
上記焼結体は、金属間化合物粒子の含有量が重量比で９０％を超え、結合金属の含有量が重量比で１０％未満であり、
表面に露出した金属間化合物粒子間の結合金属部が除去されることにより、上記研磨の際に当該除去部の表面に露呈した金属間化合物の小片が使用中に脱落して研磨剤として作用しないようあらかじめそれが除去されるとともに、表面の上記除去部が使用中にインクを保持するための凹部に形成されていることを特徴とするボールペン用ボール。
【請求項２】
高粘度インク用ボールペンに用いられるものである請求項１記載のボールペン用ボール。
【請求項３】
無機顔料入りインク用ボールペンに用いられるものである請求項１または２記載のボールペン用ボール。
【請求項４】
表面に露出した金属間化合物粒子の、上記凹部周辺のエッジ部がペン先本体を磨耗させることがないよう除去されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のボールペン用ボール。
【請求項５】
硬質の金属間化合物粒子が結合金属を介して焼結された焼結体からなるボールペン用ボールの製法であって、
上記焼結体を、金属間化合物粒子の含有量が重量比で９０％を超え、結合金属の含有量が重量比で１０％未満のものとし、
上記焼結体を球形に研磨した後、表面に露出した金属間化合物粒子間の結合金属部を除去することにより、上記研磨の際に当該除去部の表面に露呈した金属間化合物の小片を使用中に脱落して研磨剤として作用しないようあらかじめそれを除去するとともに、表面の上記除去部に使用中にインクを保持するための凹部を形成することを特徴とするボールペン用ボールの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペンのペン先に使用されるボールペン用ボールおよびその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ゲルインク用ボールペンのペン先は、図７に示すような構造のものが用いられている。図において、１０は中空状に形成されたペン先本体であり、先端側が先細り状に形成され、その先端部にボールペン用ボール（以下「ボール」という）１１が回転自在に取り付けられている。そして、上記ペン先本体１０の後端側がインク筒（図示せず）に連結され、このインク筒から中空部に供給されたインクがインク流路１２を通じてボール１１に供給されるようになっている。
【０００３】
上記ペン先の先端部を詳しく説明すると、図８に示すように、先端にインク流路１２に連通するボール収容凹部１３が形成され、ボール１１収容状態で上記ボール収容凹部１３の開口にかしめ部１４が形成されることにより、ボール１１が回転自在に保持されるようになっている。上記ボール収容凹部１３の奥面は、すり鉢状のテーパ面１５に形成され、このテーパ面１５に、図９に示すように、インクの流出量を確保するため、放射状に５本のインク溝１６が形成されている。
【０００４】
上記ペン先を用いて筆記する際には、図１０に示すように、傾けられたペン先のボール１１が紙面２２に押し当てられる。このとき、上記ボール１１は、ボール収容凹部１３内で斜め上方向にずれる（図示の矢印Ｂ）。そして、インクは、ペン先本体１０の中空部からインク流路１２およびインク溝１６を通ってボール収容凹部１３内に導かれ、ボール収容凹部１３の壁面とボール１１との隙間から重力によって流出する（図示の矢印Ｃ）。ついで、ボール１１の回転に伴ってインクがボール１１の表面を伝って紙面２２に転写され筆記が行われる。
【０００５】
上記ボール１１としては、一般に、超硬質合金が使用され、この超硬質合金を球状に研磨仕上げされたものが用いられている。このようなボール１１は、図１１に示すように、ＷＣ等の硬質金属間化合物粒子１７がＣｏ等の結合金属１８を介して焼結された超硬質合金が球状に形成されてなり、表面１９が鏡面に研磨仕上げされて形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のボール１１では、硬質金属間化合物粒子１７同士の隙間に、結合金属１８の層が形成されているため、表面１９が鏡面に研磨仕上げされると、表面の結合金属１８の部分に硬質金属間化合物の小片２０が露呈する。そして、使用しているうちに、表面の結合金属１８部分が摩耗し、図１２に示すように、上記小片２０が脱落する。このように脱落した小片２０は、研磨剤として作用し、ペン先本体１０を摩耗させる原因となる。また、硬質金属間化合物粒子１７間の柔らかい結合金属１８部分が摩耗すると、研磨仕上げされた硬質金属間化合物粒子１７のエッジ２１が露出する。そして、表面にエッジ２１が露出したボール１１が、筆圧を受けながら回転することにより、図１３に示すように、ペン先本体１０のボール収容凹部１３のテーパ面１５が摩耗し、ボール１１がペン先本体１０内に沈み込む結果となる。
【０００７】
このように、ペン先本体１０のテーパ面１５が摩耗すると、インク溝１６が塞がれてインクが流出しにくくなる。また、ボール１１とペン先本体１０との接触面積が大きくなって摩擦抵抗が増え、ボール１１が回転しにくくなる。さらに、ペン先本体１０内にボール１１が沈み込むため、ペンを立てないとペン先本体１０のかしめ部１４が紙面に当たってかすれてしまう。すなわち、かすれずに書ける紙面２２とペンとの角度（筆記可能角度）が大きくなるのである。このように、筆記可能角度が大きくなると、筆記時のボール１１のズレ（図１０における矢印Ｂ方向へのボール１１の移動距離）が小さくなって、インクが流出する隙間（ボール収容凹部１３の壁面とボール１１との隙間）が狭くなり、さらにインクが出にくくなる。上記のように、従来のボール１１では、使用されるうちにペン先本体１０を早期に摩耗させて書きにくくなったりかすれたりし、早期に書き味が悪くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ペン先本体の摩耗を和らげ、良好な書き味が長期間維持できるボールペン用ボールおよびその製法の提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のボールペン用ボールは、硬質の金属間化合物粒子が結合金属を介して焼結された焼結体を球形に研磨してなるボールペン用ボールであって、
上記焼結体は、金属間化合物粒子の含有量が重量比で９０％を超え、結合金属の含有量が重量比で１０％未満であり、
表面に露出した金属間化合物粒子間の結合金属部が除去されることにより、上記研磨の際に当該除去部の表面に露呈した金属間化合物の小片が使用中に脱落して研磨剤として作用しないようあらかじめそれが除去されるとともに、表面の上記除去部が使用中にインクを保持するための凹部に形成されていることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明のボールペン用ボールの製法は、硬質の金属間化合物粒子が結合金属を介して焼結された焼結体からなるボールペン用ボールの製法であって、
上記焼結体を、金属間化合物粒子の含有量が重量比で９０％を超え、結合金属の含有量が重量比で１０％未満のものとし、
上記焼結体を球形に研磨した後、表面に露出した金属間化合物粒子間の結合金属部を除去することにより、上記研磨の際に当該除去部の表面に露呈した金属間化合物の小片を使用中に脱落して研磨剤として作用しないようあらかじめそれを除去するとともに、表面の上記除去部に使用中にインクを保持するための凹部を形成することを要旨とする。
【００１１】
すなわち、本発明は、上記焼結体は、金属間化合物粒子の含有量が重量比で９０％を超え、結合金属の含有量が重量比で１０％未満であり、表面に露出した金属間化合物粒子間の結合金属部が除去されることにより、上記研磨の際に当該除去部の表面に露呈した金属間化合物の小片が使用中に脱落して研磨剤として作用しないようあらかじめそれが除去され、表面の上記除去部が使用中にインクを保持するための凹部に形成されている。このように、従来のボールに比べ、結合金属含有量が少なく、焼結体の硬度が高い。このため、金属間化合物粒子同士の隙間の結合金属の層が極めて薄くなり、表面の結合金属の部分に露呈する金属間化合物の小片がそれだけ微小なものとなり、その数も極めて少なくなる。また、表面の硬質金属間化合物粒子同士の隙間にわずかに存在する微小な金属間化合物の小片があらかじめ除去されていることから、使用中に脱落して研磨剤として作用する小片がなく、金属間化合物の小片による研磨作用を生じず、ペン先本体の摩耗が防止され、ボールのペン先本体内への沈み込みが防止される。そして、従来のように、インク溝が塞がれてインクが流出しにくくなったり、ボールとペン先本体との接触面積が大きくなることによる摩擦抵抗の増大が防止される。また、筆記可能角度の増大も抑えられる。このように、従来のボールのように、早期に書き味が悪くなるようなことがほとんどなく、長期間にわたって良好な書き味が維持される。しかも、ペン先本体の摩耗が抑えられることから、ボール径を小さくしても摩耗が少ないため、細字に対応することができる。そのうえ、ボール表面に形成された凹部にインクが保持された状態でボールが回転するため、インクの流出が促進され、さらに書き味が良好になる。
【００１２】
本発明のボールペン用ボールにおいて、高粘度インク用ボールペンに用いられるものである場合や、無機顔料入りインク用ボールペンに用いられるものである場合には、ペン先本体の摩耗が防止されることによって書き味を維持する作用がさらに顕著であり、効果的である。すなわち、無機顔料は、例えばアルミ粉末やチタンホワイト等のように硬質であり、このような硬質の顔料が入ったインクを用いると、従来のボールでは、結合金属部分の摩耗が激しく、金属間化合物小片の脱落による研磨作用が激しく、ペン先本体を大きく摩耗させる。また、高粘度インクでは、比重が重い無機顔料を十分に分散させることができるため、最近では多く使われるようになってきている。本発明のボールでは、硬度がＨｖ１８００以上、あるいは、焼結体中の結合金属含有量が、原子量がナトリウム以上の元素に対する重量比で１０％以下であることから、金属間化合物粒子同士の隙間の結合金属の層が極めて薄く、表面の結合金属の部分に露呈する金属間化合物の小片が極めて小さくかつ少ないため、上記のような硬質の無機顔料が入ったインクが使用されても、金属間化合物粒子小片の研磨作用によるペン先本体の摩耗が大幅に軽減されるのである。
【００１４】
本発明のボールペン用ボールにおいて、表面に露出した金属間化合物粒子の、上記凹部周辺のエッジ部がペン先本体を磨耗させることがないよう除去されている場合には、従来のように、ボール表面に露出したエッジがペン先本体を摩耗させることがなく、一層長期間にわたって良好な書き味が維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１６】
図１は、本発明のボールペン用ボールの一実施の形態を示す。このボール１は、基本的には、図１１に示すものと同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。すなわち、ＷＣ等の硬質金属間化合物粒子１７がＣｏ等の結合金属１８を介して焼結された焼結体からなり、この焼結体が球状に形成され、表面１９が鏡面に研磨仕上げされている。
【００１７】
上記硬質金属間化合物粒子１７の材質としては、ＷＣに限定するものではなく、各種のものが用いられる。例えば、ＴｉＣ，ＶＣ，Ｃｒ３Ｃ２，ＴａＣ，ＮｂＣ，Ｍｏ２Ｃ，Ｂ４Ｃ，ＺｒＣ，ＳｉＣ等の炭化物をはじめ、Ａｌ２Ｏ３，ＣｒＯ３，ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＢｅＯ，ＴｈＯ２，ＴｉＯ２，ＣａＯ，ＴｉＯ，ＺｒＯ２等の各種酸化物、ＴｉＮ，ｃ−ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ等の各種窒化物、ＺｒＢ２，ＣｒＢ，ＴｉＢ２等の各種ほう化物、ＭｏＳｉ２，ＴｉＳｉ２，ＣｒＳｉ２等の各種珪化物等があげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられる。
【００１８】
上記金属間化合物粒子１７の粒径としては、平均粒径で０．１μm以上１０μｍ以下が好ましい。上限値としては、７μｍ以下であればより好ましく、５μｍ以下であれば一層好ましい。０．１μm未満では、粒径が細かすぎて本発明の効果を十分に得られないほかコストアップとなり、１０μｍを超えると、結晶粒が粗くなり、強度が低下するからである。
【００１９】
上記結合金属１８としては、Ｃｏだけに限定されるものではなく、各種のものが用いられる。例えば、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｂｅ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｍｎ等各種のものが用いられる。これらは単独でもしくは併せて用いられる。
【００２０】
すなわち、本発明のボール１に用いられる焼結体としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−Ｃｏ−ＣｒＣ系，ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ（ＮｂＣ）−Ｃｏ系，ＷＣ−ＴａＣ（ＮｂＣ）−Ｃｏ系等の各種超硬質合金や、炭化物系，酸化物系，窒化物系，ほう化物系，珪化物系等の各種サーメット等があげられる。
【００２１】
上記焼結体中の結合金属１８の含有量は、原子量がナトリウム以上の元素に対する重量比で１０％以下が好ましく、９％以下であればより好ましい。最も好ましくは、５％以下である。１０％を超えると、金属間化合物粒子１７同士の隙間の結合金属１８の層が厚くなり、表面１９に露呈する金属間化合物の小片が大きくかつ多くなり、ペン先本体の摩耗が多くなるからである。なお、焼結体中の結合金属１８含有量は、金属間化合物粒子１７同士の結合力を確保するため、少なくとも１％以上とすることが好ましい。
【００２２】
そして、本発明のボール１の硬度としては、Ｈｖ（ビッカース硬度）１８００以上が好ましく、Ｈｖ１９００以上であればなお好ましい。最も好ましくは、Ｈｖ２０００以上である。Ｈｖ１８００未満では、結合金属１８の量が多く、金属間化合物粒子１７同士の隙間の結合金属１８の層が厚くなり、表面１９に露呈する金属間化合物の小片が大きくかつ多くなり、ペン先本体の摩耗が多くなるからである。なお、ボール１の硬度は、金属間化合物粒子１７の硬度を超えることがないため、使用する金属間化合物粒子１７の種類にもよるが、Ｈｖ２３００〜２５００までが上限値である。
【００２３】
本発明のボールは、例えば、つぎのようにしてつくることができる。すなわち、まず、所定の金属間化合物粒子１７を所定の焼結条件で焼結し、略球形に形成する。ついで、この球体を、一定間隔に保持した２枚の砥石の間でダイヤモンドパウダーとともにころがし、ダイヤモンドパウダーを徐々に細かなものにして磨き上げることにより、表面１９を鏡面に仕上げる（図１参照）。
【００２４】
上記ボール１は、所定のペン先本体に取り付けられ、ボールペンのペン先の一部として使用される（図７，図８および図１０参照）。
【００２５】
上記ボールペンに用いられるインクとしては、特に限定するものではなく、油性インクや水性インク，ゲルインク等各種のものが用いられるが、特に、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上２００００ｍＰａ・ｓ以下の高粘度インクが好適に使用される｛ＥＬＰ型粘度計３°（Ｒ１４）コーン、０．５ｒｐｍ（２０℃）で測定｝。インク粘度の下限値としては、５００ｍＰａ・ｓ以上であれば一層好適である。すなわち、上記粘度範囲にある高粘度インクでは、比重が重い硬質の無機顔料であっても十分に分散させることができる。このような硬質の無機顔料を分散させたインクを使用すると、従来のボールでは、結合金属１８部分の摩耗が激しく、金属間化合物小片の脱落による研磨作用も増大し、ペン先本体を激しく摩耗させる。上記本発明のボールでは、表面の結合金属１８の部分に露呈する金属間化合物小片が極めて小さくかつ少ないため、上記のような硬質の無機顔料を分散させたインクを使用しても、金属間化合物小片の研磨作用によるペン先本体の摩耗が大幅に軽減されるのである。
【００２６】
上記無機顔料としては、特に限定するものではなく、各種のものが用いられる。例えば、亜鉛華，酸化チタン，弁柄，酸化クロム，鉄黒，チタンエロー（ＴｉＯ２・ＢａＯ・ＮｉＯ，ＴｉＯ２・ＮｉＯ・Ｓｂ２Ｏ３，ＴｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３・ＮｉＯ，ＺｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３，ＺｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３・Ｃｒ２Ｏ３，ＴｉＯ２・ＣｏＯ・ＮｉＯ・ＺｎＯ，ＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｃｒ２Ｏ３等各種のものを含む），コバルトブルー，セルリアンブルー，コバルトグリーン等の各種酸化物、アルミナホワイト，黄色酸化鉄，ビリジアン等の各種水酸化物、カドミウムエロー，カドミウムレッド，朱，リトポン等の各種硫化物、黄鉛，モリブデートオレンジ，ジンククロメート等の各種クロム酸、石膏，硫酸バリウム等の各種硫酸塩、炭酸カルシウム，鉛白等の各種炭酸塩、群青等の珪酸塩、マンガンバイオレット，コバルトバイオレット等の各種燐酸塩、エメラルドグリーン等の砒酸塩、紺青等のフェロシアン化物、カーボンブラック、黄土、バリウム黄、アルミニウム粉，ブロンズ粉，亜鉛末等の各種金属粉、天然パールエッセンス，塩基性炭酸鉛，酸塩化ビスマス，雲母チタン等の各種真珠顔料等があげられる。
【００２７】
上記無機顔料の中でも、特に、酸化チタンおよび亜鉛華は、乳白色の色目を出すため最近よく使われるが、従来のボールを用いたボールペンにおいて結合金属１８部分を摩耗させる度合いが高く、本発明のボール１を使用すると摩耗防止の効果が大きい。
【００２８】
上記ペン先を使用して筆記を行う場合には、傾けられたペン先のボール１が紙面２２に押し当てられたとき（図１０参照）、上記ボール１は、ボール収容凹部１３内で斜め上方向にずれる。そして、インクは、ペン先本体１０の中空部からインク流路１２およびインク溝１６を通ってボール収容凹部１３内に導かれ、ボール収容凹部１３の壁面とボール１との隙間から重力によって流出する。ついで、ボール１の回転に伴ってインクがボール１の表面を伝って紙面２２に転写され筆記が行われる。
【００２９】
このとき、上記ボール１では、表面の金属間化合物粒子１７同士の隙間の金属間化合物の小片２０が微小でかつ少ないため、使用中に脱落して研磨剤として作用することが少ない。このため、筆圧を受けながらボール１がボール収容凹部１３内で回転しても、ペン先本体１０の摩耗が抑制され、ボール１のペン先本体１０内への沈み込みが防止される。したがって、インク溝１６が塞がれてインクが流出しにくくなったり、ボール１とペン先本体１０との摩擦抵抗の増大や筆記可能角度の増大も防止され、良好な書き味が維持される。
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施の形態のボールペン用ボールを示す図である。このボール５は、表面１９の金属間化合物粒子１７同士の隙間の結合金属１８部分が除去されて不規則模様の凹部２が形成されている。また、金属間化合物粒子１７の、上記凹部２周辺のエッジ部が除去されて丸みを帯びた角３が形成されている。それ以外は、図１に示すものと同様であり、同様の部分には同じ記号を付している。
【００３１】
上記ボール５は、例えば、つぎのようにしてつくることができる。すなわち、まず、所定の金属間化合物粒子１７を焼結条件で焼結し、略球形に形成して表面１９を鏡面に仕上げる（図１参照）。つぎに、例えば、バレルによって球体同士を共ずりさせることにより、図３に示すように、柔らかい結合金属１８部分を摩耗させるとともに、表面の金属間化合物粒子１７間に存在する微小な金属間化合物の小片２０を除去し、この除去部分に不規則模様の凹部２を形成する。そして、さらに共ずりを続けることにより、表面に露出した金属間化合物粒子１７の、上記凹部２周辺のエッジ部２１を、球体同士のぶつかり合いによって除去し、丸みを帯びた角３を形成させる（図２参照）。
【００３２】
上記ボール５では、表面１９の金属間化合物粒子１７同士の隙間の結合金属１８部分が除去され、この部分の金属間化合物の微小な小片２０もあらかじめ除去されているため、上記小片２０による研磨作用がなく、ペン先の摩耗が一層少なくなる。さらに、ボール５表面に形成された凹部２にインクが保持された状態でボール５が回転するため、不規則模様の凹部２によるインク汲み出し作用が働き、インクの流出が促進され、書き味が良好になる。しかも、ボール５表面に露出したエッジ２１がペン先本体を摩耗させることがなく、一層長期間にわたって良好な書き味が維持される。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、ボール１，５の鏡面研磨を砥石研削で行い、共ずりをバレルによって行ったが、これに限定するものではなく、磁性流体による研磨や、電解研磨，電解研削，化学研磨等各種の手法が用いられる。また、ボール１，５として球体のものを例示したが、これに限定するものではなく、円柱状のもの等に適用することもできる。
【００３４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３５】
【実施例および比較例】
硬質の金属間化合物粒子として平均粒径５μｍ以下のＷＣを使用し、結合金属としてＣｏ等を使用した超硬質合金を、球状に鏡面研磨して直径０．８ｍｍの球体とし、ボールペン用のボールを得た。実施例および比較例のボールの組成を下記の表１に示す。
【００３６】
【表１】
0004473972.tif 000002
【００３７】
つぎに、上記各実施例および比較例のボールについて、図７に示すペン先にセットし、精機工業社製ライティングテスター（ＭＯＤＥＬ  ＴＳ−４Ｃ−１０）を使用して下記の条件で連続筆記試験を行った。
［試験条件］
筆記角度  ：６５°
荷  重    ：１００ｇ
筆記速度  ：５ｃｍ／ｍｉｎ
筆記距離  ：３００ｍ
ペン先本体：ステンレス
［使用インク］
酸化チタンカラーベース              ３３．００重量％
ミューティクル２４０Ｄ（三井東圧）  ２９．００重量％
グリセリン                            ８．００重量％
ホスファノールＰＥ−５１０            １．５０重量％
ケルザン                              ０．２８重量％
プロクセルＸＬ２                      ０．４０重量％
イオン交換水                        ２７．８２重量％
【００３８】
なお、上記酸化チタンカラーベースは、下記の組成のものを用いた。
【００３９】
［組成］
酸化チタン（ＫＲ２７０：チタン工業）                      ６５重量％
スチレンマレイン酸樹脂（ハイロスＸ  Ｘ２２０：星光化学）
の水酸化ナトリウム１．４当量中和水溶液（樹脂分３０重量％）２０重量％
プロピレングリコール                                        ７重量％
イオン交換水                                                ８重量％
【００４０】
上記筆記試験後のボールの沈み込み量（ペン先本体の摩耗量）の測定結果ならびに、３０Ｋｇｆで測定した硬度を下記の表２に示す。
【００４１】
【表２】
0004473972.tif 000003
【００４２】
つぎに、ボールの硬度と結合金属含有量との関係を図４に、ボールの硬度とペン先本体の摩耗量との関係を図５に、結合金属含有量とペン先本体の摩耗量との関係を図６に、それぞれ示す。
【００４３】
上記図４からわかるように、結合金属含有量が少ないほど硬度が高くなっている。また、上記表２および図５ならびに図６から明らかなように、硬度が高く、結合金属含有量の少ない実施例のボールを使用することにより、ペン先本体の摩耗を大幅に抑制することができた。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、金属間化合物粒子同士の隙間の結合金属の層が極めて薄くなり、表面の結合金属の部分に露呈する金属間化合物の小片がそれだけ微小なものとなり、その数も極めて少なくなる。また、表面の硬質金属間化合物粒子同士の隙間にわずかに存在する微小な金属間化合物の小片があらかじめ除去されていることから、使用中に脱落して研磨剤として作用する小片がなく、金属間化合物の小片による研磨作用を生じず、ペン先本体の摩耗が防止され、ボールのペン先本体内への沈み込みが防止される。そして、従来のように、インク溝が塞がれてインクが流出しにくくなったり、ボールとペン先本体との接触面積が大きくなることによる摩擦抵抗の増大が防止される。また、筆記可能角度の増大も抑えられる。このように、従来のボールのように、早期に書き味が悪くなるようなことがほとんどなく、長期間にわたって良好な書き味が維持される。しかも、ペン先本体の摩耗が抑えられることから、ボール径を小さくしても摩耗が少ないため、細字に対応することができる。そのうえ、ボール表面に形成された凹部にインクが保持された状態でボールが回転するため、インクの流出が促進され、さらに書き味が良好になる。
【００４５】
本発明のボールペン用ボールにおいて、高粘度インク用ボールペンに用いられるものである場合や、無機顔料入りインク用ボールペンに用いられるものである場合には、ペン先本体の摩耗が防止されることによって書き味を維持する作用がさらに顕著であり、効果的である。すなわち、無機顔料は、例えばアルミ粉末やチタンホワイト等のように硬質であり、このような硬質の顔料が入ったインクを用いると、従来のボールでは、結合金属部分の摩耗が激しく、金属間化合物小片の脱落による研磨作用が激しく、ペン先本体を大きく摩耗させる。また、高粘度インクでは、比重が重い無機顔料を十分に分散させることができるため、最近では多く使われるようになってきている。本発明のボールでは、硬度がＨｖ１８００以上、あるいは、焼結体中の結合金属含有量が、原子量がナトリウム以上の元素に対する重量比で１０％以下であることから、金属間化合物粒子同士の隙間の結合金属の層が極めて薄く、表面の結合金属の部分に露呈する金属間化合物の小片が極めて小さくかつ少ないため、上記のような硬質の無機顔料が入ったインクが使用されても、金属間化合物粒子小片の研磨作用によるペン先本体の摩耗が大幅に軽減されるのである。
【００４７】
本発明のボールペン用ボールにおいて、表面に露出した金属間化合物粒子の、上記凹部周辺のエッジ部がペン先本体を磨耗させることがないよう除去されている場合には、従来のように、ボール表面に露出したエッジがペン先本体を摩耗させることがなく、一層長期間にわたって良好な書き味が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のボールペン用ボールを示す要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のボールペン用ボールを示す要部拡大断面図である。
【図３】共ずりされる状態のボールペン用ボールを示す要部拡大断面図である。
【図４】ボールの硬度と結合金属含有量との関係を示す線図である。
【図５】ボールの硬度とペン先本体の摩耗量との関係を示す線図である。
【図６】結合金属含有量とペン先本体の摩耗量との関係を示す線図である。
【図７】ボールペンのペン先を示す断面図である。
【図８】上記ペン先の要部拡大断面図である。
【図９】ペン先本体のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】上記ペン先の使用状態を示す断面図である。
【図１１】従来のボールペン用ボールを示す要部拡大断面図である。
【図１２】上記ボールペン用ボールの摩耗状態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】ペン先本体が摩耗した状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ボール
１７  金属間化合物粒子
１８  結合金属
【図１】
0004473972.tif 000004
【図２】
0004473972.tif 000005
【図３】
0004473972.tif 000006
【図４】
0004473972.tif 000007
【図５】
0004473972.tif 000008
【図６】
0004473972.tif 000009
【図７】
0004473972.tif 000010
【図８】
0004473972.tif 000011
【図９】
0004473972.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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