CN114174074A - 涂布工具用液体收纳构件 - Google Patents

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Abstract

提供：以往通过将使用聚丙烯等塑料成型而成的墨等的液体收纳管替换为包含纸基材的材料，从而减少塑料的用量、减少了对环境的影响的涂布工具用液体收纳构件。一种涂布工具用液体收纳构件，其特征在于，具有包含纸基材层叠体和外层的至少三层，所述纸基材层叠体具备：纸基材的内层、和形成于前述内层的外周面、且为金属层或二氧化硅蒸镀层的中间层，所述外层形成于前述中间层的外周面、且包含纸基材，前述内层的纸基材的密度为0.8g/cm3以上。

Description

涂布工具用液体收纳构件
技术领域
本发明涉及：使用纸基材代替塑料的、减少了对环境的影响的涂布工具用液体收纳构件。
背景技术
例如，圆珠笔等的笔用具用墨收纳管(以下，也称为“笔芯”)通过将其一端部(前端部)压入嵌合至作为笔构件的圆珠笔笔芯或支撑圆珠笔笔芯的中继构件而收纳于笔具的轴筒中。
而且，为了确保成型的容易性和墨量的视觉识别性，一直以来，使用例如聚丙烯等透明或半透明的塑料作为墨收纳管。
然而，近年来，微塑料向海洋流出的问题备受关注，解决地球环境问题的势头越来越高，例如避免使用一次性的塑料等。
也提出了着眼于对于构成笔具的各部件进行脱塑的提案，专利文献1中公开了一种笔具，其具备使用复合材料并将该复合材料螺旋成型而成的轴筒，所述复合材料是将纸作为基材、在其上层叠具有阻隔性的合成树脂、铝等金属而成的。
为了改善耐水性、阻气性，该笔具所使用的轴筒具有如下结构：从轴筒的外表面侧重叠了背面由牛皮纸形成的铝箔标签纸和衬纸这2层，然后在内表面层叠了聚乙烯层、接着层叠外侧具有铝蒸镀膜的聚酯膜。
根据该轴筒，通过使用包含纸基材的复合材料，从而可以提供能边维持耐内容物性和耐久性边实现低公害化的笔具。
另一方面，专利文献2中提出了一种多层结构的使用了墨收纳管的水性墨收纳构件，其是在由生物降解性树脂成型而成的收纳管基体的内侧形成一层或二层以上的其他树脂层而成的。
由此，由生物降解性树脂成型而成的收纳管基体不会因水性墨中发生溶胀而引起尺寸变化，另外，随着时间的推移而被生物降解，因此，可以有利于废弃处理量的少量化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-70097号公报
专利文献2：日本特开2001-146091号公报
发明内容
发明要解决的问题
如前述，使用了生物降解性树脂、纸基材的制品适于低公害化，尤其如果使用包含纸浆或纸的原材料作为基材，则认为可以提供能替代塑料的环境问题友好的制品。
本发明是鉴于前述观点而作出的，其通过将使用聚丙烯等塑料成型而成的墨等的液体收纳管替换为包含纸基材的材料，可以实现脱塑。
用于解决问题的方案
本发明的涂布工具用液体收纳构件的特征在于，具有包含纸基材层叠体和外层的至少三层，所述纸基材层叠体具备纸基材的内层、和形成于前述内层的外周面、且为金属层或二氧化硅蒸镀层的中间层，所述外层包含纸基材，前述内层的纸基材的密度为0.8g/cm3以上。
前述内层的纸基材优选为玻璃纸、羊皮纸或钢纸。
优选具有如下结构：将前述纸基材层叠体以螺旋状缠绕而成的结构、和将前述包含纸基材的外层以螺旋状缠绕在前述中间层的外周面的结构。
优选具有如下结构：沿涂布工具用液体收纳构件的长度方向、将前述纸基材层叠体以使其相邻面彼此不重叠的方式接触并以螺旋状缠绕的结构、和使该相邻面彼此接触而将前述包含纸基材的外层以螺旋状缠绕的结构。
进而，优选具有二组以上的前述纸基材层叠体。
优选前述纸基材层叠体彼此的接触部位、与前述包含纸基材的外层彼此的接触部位沿涂布工具用液体收纳构件的长度方向、错开1mm以上且错开前述纸基材层叠体或前述包含纸基材的外层的宽的二分之一以下。
优选前述涂布工具用液体收纳构件为笔用具用纸制笔芯。
发明的效果
根据本发明，涂布工具用液体收纳构件中使用纸基材代替塑料，从而可以提供减少了塑料的用量的、减少了对环境的影响的涂布工具用液体收纳构件。
附图说明
图1为本发明的涂布工具用液体收纳构件的俯视图(a)和A-A箭头视图剖视图(b)。
图2为示出构成本发明的涂布工具用液体收纳构件的内层、中间层和外层的三层结构的图。
图3为示出构成本发明的涂布工具用液体收纳构件的内层、中间层、内层、中间层和外层的五层结构的图。
具体实施方式
对本发明的涂布工具用液体收纳构件，边参照附图边在以下详细地进行说明。
本发明的一实施方式的涂布工具用液体收纳构件(以下也简称为“液体收纳构件”)10具有包含纸基材层叠体和外层3的至少三层，所述纸基材层叠体具备：纸基材的内层1、和形成于前述内层1的外周面、且为金属层或二氧化硅蒸镀层的中间层2，所述外层3形成于前述中间层2的外周面、且包含纸基材，前述内层的纸基材的密度为0.8g/cm3以上。
前述液体收纳构件10包含与液体接触的内层1、中间层2、和外层3的至少三层。这种三层结构中的、内层1和中间层2是在纸基材的表面层叠有金属层或二氧化硅蒸镀层的复合材料即纸基材层叠体。需要说明的是，在制造液体收纳构件10时纸基材层叠体以螺旋状缠绕于加工用芯棒的情况下，其形状为前述复合材料裁切成规定幅度的带状。
构成内层1的材料是密度0.8g/cm3以上的纸基材。作为构成内层1的纸基材，可以使用优质纸、中质纸、单面光泽纸、牛皮纸、单面光泽牛皮纸、漂白牛皮纸、板纸、白板纸、衬里、微涂覆纸、涂布纸、铜版纸、铸涂纸、玻璃纸、羊皮纸、钢纸等各种公知者。
这些纸基材中、作为构成内层1的材料，使用密度0.8g/cm3以上的纸基材，从而可以赋予耐水性、耐油性。
构成内层1的纸基材具体地优选为玻璃纸、羊皮纸或钢纸。
玻璃纸是高密度且透明性高的纸，是通过将原纸浆高度地打浆，从而增大比表面积，或对抄纸后的纸用超级压光机进行处理，进行致密化的同时增强纤维素纤维彼此的结合而成者。本发明中，使用单位面积质量为20～50g/m2的玻璃纸。通过使用玻璃纸作为构成内层1的纸基材，从而容易赋予耐水性、耐油性。另外，也可以使用：将单位面积质量为20～50g/m2的玻璃纸作为基纸在其单面或两面涂覆聚乙烯醇水溶液等涂覆液而成者。玻璃纸的厚度通常为20～50μm、优选20～30μm。
羊皮纸和钢纸是通过制造过程中的基于浓硫酸、氯化锌溶液的处理而增强纤维素纤维彼此的直接结合而成者，即，增加纤维素纤维之间的纤维素的氢键的密度而成者。由此，如果使用羊皮纸和钢纸作为构成内层1的纸基材，则可以有效地抑制纸屑的发生。
羊皮纸例如使用单位面积质量为20～100g/m2者，优选使用的是，以依据纸和板纸的吸水度试验方法(Cobb法)使用矿物油代替水时的吸油度成为13g/m2以下的方式提高了耐油性而成者。羊皮纸的厚度通常为20～100μm、优选20～60μm。
钢纸由于制造过程中的反应性的差异而容易制成比羊皮纸还厚。因此，适于作为纸基材需要厚纸的情况。如果考虑形成液体收纳构件10后的纸管部分的压缩强度、制造时的操作容易性，则钢纸的厚度通常为0.08～1mm、优选0.1～0.5mm。另外，钢纸的密度高于一般的纸管原纸，通常为0.8～1.4g/cm3，本发明中，如果考虑纸管部分的强度、获得容易性，则优选0.8～1.3g/cm3。
另外，可以对羊皮纸和钢纸实施树脂浸渗处理或玻璃涂覆处理。通过实施前述处理，从而纤维素纤维彼此的结合进一步得到增强，使用这些纸作为构成内层1的纸基材的情况下，也可以抑制纸屑的发生。
前述液体收纳构件10的内层1和中间层2可以全部包含同等厚度的纸基材和包含使用了金属层或二氧化硅蒸镀层的纸基材层叠体，或也可以适宜组合不同厚度的纸基材和使用了金属层或二氧化硅蒸镀层的纸基材层叠体而形成。
前述液体收纳构件10的内层1和中间层2如下形成：将纸基材层叠体用原纸分切机等裁切成4～70mm左右的幅度，在液体收纳构件10加工用的芯棒(纸管制造机)的外周面缠绕多层具有各种厚度的纸基材层叠体，涂布乙酸乙烯酯系粘接剂、丙烯酸类粘接剂等并粘接，从而形成。卷绕方式有：将纸基材层叠体以螺旋状缠绕于芯棒的螺旋卷绕、将纸基材层叠体相对于芯棒以直角缠绕的扁平卷绕等。这些卷绕方式中、在生产率良好的方面，优选螺旋卷绕。需要说明的是，在芯棒上形成内层1、中间层2和外层3后，为了使芯棒的拔出容易，优选预先用适当的润滑剂处理表面，或在内层1(纸基材)的缠绕于芯棒的侧的表面涂布适量的润滑剂。
纸基材层叠体如前述，是在纸基材上形成金属层或二氧化硅蒸镀层而成的带状的片。金属层可以在纸基材的单面用丙烯酸类树脂等粘接铝箔等金属箔而设置，或将铝、或铝和锌的合金等在真空下进行电子束蒸镀而设置。
纸基材层叠体中，纸基材的厚度与金属层或二氧化硅蒸镀层的厚度的比例为2/1～1200/1左右。
本发明的液体收纳构件10中，内层1和中间层2优选具有如下结构：沿该液体收纳构件10的长度方向、使纸基材层叠体以使其相邻面彼此不重叠的方式接触并以螺旋状缠绕的结构。假定在前述纸基材层叠体彼此的接触部位、即、在接缝4相邻面彼此重叠，重叠幅度最大也设为1mm。以不使接缝4重叠的方式接触、或使重叠幅度最大为1mm，从而可以抑制液体自接缝4的漏出。在接缝4中重叠幅度如果超过1mm，则在该重叠部分产生高度差，有时导致液体的漏出。
将纸基材以螺旋状缠绕在中间层2的外周面而形成外层3。
作为构成外层3的纸基材，可以适宜使用构成上述内层1的纸基材。
前述外层3也与纸基材层叠体同样地，优选使该相邻面彼此接触并缠绕。优选外层3彼此的接缝4’与纸基材层叠体彼此的接缝4沿涂布工具用液体收纳构件的长度方向、错开1mm以上且错开前述纸基材层叠体或前述外层3的宽的二分之一以下的间隔，更优选错开3mm以上且错开前述纸基材层叠体或前述外层3的宽的二分之一以下的间隔。需要说明的是，外层3彼此的接缝4’即使稍微重叠，也没有液体的漏出的问题。
如前述，本发明的液体收纳构件10包含：作为在纸基材的表面层叠金属层或二氧化硅蒸镀层而成的复合材料即纸基材层叠体的内层1和中间层2、和包含纸基材的外层3，且不具有塑料层。由此，本发明的涂布工具用液体收纳构件为考虑环境的制品。
本发明的一实施方式的液体收纳构件10如图1和图2所示，包含：纸基材的内层1、金属层或二氧化硅蒸镀层的中间层2、和包含纸基材的外层3，内层1、中间层2和外层3各自的厚度(μm)的比例通常为20～60：0.025～12：50～200、优选20～30：0.025～12：50～200。
本发明的另一实施方式的液体收纳构件10如图3所示，具有：内层1、中间层2、内层1、中间层2和外层3的五层结构。即，本发明的液体收纳构件10在内层1、中间层2和外层3的三层结构中，在中间层2和外层3之间，依次还具有另一组的内层1和中间层2。五层结构中，内层1、中间层2和外层3的各自的厚度(mm)的比例可以与三层结构的情况同样，分别每2个的内层1和中间层2的厚度可以不同。前述另一实施方式的液体收纳构件10在防止液体的漏出、挥发的方面是更优选的方式。
如前述制作的液体收纳构件10如下完成：形成内层1、中间层2和外层3后，拔出芯棒，将三层或五层结构的筒状的成型体切成涂布工具用的液体收纳构件10所需的规定的长度，在适度的温度和湿度下，干燥几小时，从而完成。
本发明的液体收纳构件10与通常的纸管等相比为细径，其外径通常为20mm以下、优选15mm以下、进一步优选10mm以下，前述外径的下限通常为1mm以上、优选2mm以上。这种细径的液体收纳构件要求严格的尺寸精度。由此，液体收纳构件10的外径越小，将纸基材层叠体和包含纸基材的外层越以螺旋状缠绕时，优选使纸基材层叠体以不使其相邻面彼此重叠方式接触，且使包含纸基材的外层与该相邻面彼此接触。
液体收纳构件10的管厚通常为0.07～0.6mm、具体地为0.2～0.4mm。通过使液体收纳构件10的管厚为前述范围，从而可以收纳充分的量的液体，且阻隔性改善，容易抑制液体的泄漏、劣化。
液体收纳构件10收纳于涂布工具内，因此，对其大小有一定限制，但作为横截面最大长度，为1～20mm、具体地为3～10mm。
本发明的涂布工具只要具备前述液体收纳构件10就无限制，可以为内棉式和直液式的笔用具，也可以为眼线、睫毛膏和遮瑕膏等化妆道具。
笔用具的情况下，笔尖可以为纤羽、软笔和硬笔等均可。更具体可以举出钢笔、圆珠笔、记号笔、毡头笔和毛笔等。此时，收纳于液体收纳构件10的墨的种类可以为水性(凝胶)墨和油性墨，均可，如果考虑笔的用途，则可以举出圆珠笔用、加压圆珠笔用、或记号笔用等的墨。
本发明中，涂布工具为笔用具、前述液体收纳构件10为笔用具用纸制笔芯时，显著发挥本发明的效果，故优选。
实施例
[实施例1]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
将用丙烯酸类粘接剂贴合有厚度25μm的玻璃纸(单位面积质量25g/m2、密度1.0g/cm3)与厚度6.5μm的铝箔的粘接层厚度6.5μm且总计厚度为38μm的贴合纸用原纸分切机裁切成11mm宽。
用辊型涂抹器，在作为条形的贴合纸的外侧层的铝箔侧涂布丙烯酸类粘接剂35g/m2，以玻璃纸成为内侧的方式单层螺旋卷绕在纸管制造机(Langston)的芯棒的外周面。
接着，将厚度66μm的涂布纸(单位面积质量85g/m2)单层螺旋卷绕在作为贴合纸外侧层的铝箔上。
此时，贴合纸和涂布纸分别以不使相邻面彼此重叠而固定的方式缠绕。另外，以贴合纸彼此的接触部位与涂布纸彼此的接触部位沿长度方向错开3mm的方式缠绕。
将得到的螺旋管裁切成长度89.3mm，得到内径3.8mm的涂布工具用液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管1。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
(1)挥发减量的测定
在得到的纸管1中填充以下述配方制备的涂布液1 0.7g，进一步填充聚丁烯至约10mm的长度，密封涂布液的后端。
＜涂布液1＞(总量100质量％)
SPIRON violet C-RH[保土谷化学工业株式会社制]8％
SPIRON yellowC-GNH[保土谷化学工业株式会社制]5％
Printex#35[Degussa Japan Co.,Ltd.制]8％
聚乙烯醇缩丁醛BL-1[积水化学株式会社制]4％
聚乙烯醇缩丁醛BH-3[积水化学株式会社制]0.7％
ハイラック110H[日立化成株式会社制]10％
SOLSPERSE 28000[Lubrizol Japan Ltd.制]1％
(酸值：29、重均分子量：约3400)
苯并三唑0.5％
3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇62.8％
接着，在与前述密封部相反侧的液体收纳构件端部压入不锈钢制的盖。使塞住了两端的纸管1横放，静置在50℃10％RH的环境下10天，由涂布液的减少量求出挥发减量(％)。
纸管1的挥发减量为0.63％。
(2)弯曲试验
将支点间距离设为75mm，将纸管1的中央利用弯曲楔形治具以30mm/分钟的速度挤压，将弯曲时的测定值作为弯曲强度。
纸管1的弯曲强度为1.4N。
将挥发减量和弯曲试验的测定结果示于表1。
[实施例2～4]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例1中，在纸管制造机(Langston)的芯棒的外周面将条形的贴合纸以双层螺旋卷绕而不是以单层螺旋卷绕，除此之外，与实施例1同样地得到液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管2～4。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
实施例1中，代替涂布液1，在纸管3中填充涂布液2，在纸管4中填充涂布液3，除此之外，与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。涂布液2和3以下述配方制备。在纸管2中填充涂布液1。
＜涂布液2＞(总量100质量％)
FUJI RED 2510[富士色素株式会社制]8％
JONCRYL 61J[BASF Japan株式会社制]6％
黄原胶KELSAN S[三晶株式会社制]0.32％
磷酸异丙酯0.5％
Bioden 421[日本曹达株式会社制]0.2％
苯并三唑0.3％
三乙醇胺1.4％
丙二醇15％
离子交换水68.28％
＜涂布液3＞(总量100质量％)
Vinyblan GV5651[日新化学工业株式会社制]80％
(聚乙酸乙烯酯乳液；固体成分40％)
酸性染料红227号 0.22％
黄4号0.34％
蓝1号0.08％
纯化水19.36％
纸管2的挥发减量为0.51％、弯曲强度为2.1N、纸管3的挥发减量为5.5％、弯曲强度为2.1N、纸管4的挥发减量为5.3％、弯曲强度为2.1N。
将结果示于表1。
[实施例5]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，作为贴合纸，使用用丙烯酸类粘接剂贴合厚度25μm的羊皮纸(单位面积质量25g/m2、密度1.0g/cm3)与厚度6.5μm的铝箔而成者代替玻璃纸，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管5。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管5的挥发减量为0.53％、弯曲强度为1.9N。
将结果示于表1。
[实施例6]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，作为贴合纸，使用在厚度25μm的玻璃纸(单位面积质量25g/m2、密度1.0g/cm3)上形成厚度0.4μm的二氧化硅蒸镀层而不是铝箔者，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管6。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管6的挥发减量为0.51％、弯曲强度为2N。
将结果示于表1。
[实施例7]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，不将涂布纸的相邻面彼此固定，而是进行重叠1mm并缠绕，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管7。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管7的挥发减量为0.53％、弯曲强度为2N。
将结果示于表1。
[实施例8]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，使贴合纸彼此的接触部位与涂布纸彼此的接触部位的间隔空开5mm而不是3mm，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管8。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管8的挥发减量为0.52％、弯曲强度为2.1N。
将结果示于表1。
[比较例1]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，代替贴合纸，在涂布有润滑剂的厚度6.5μm的铝箔上涂布丙烯酸类粘接剂35g/m2、并螺旋卷绕在纸管制造机(Langston)的芯棒的外周面，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。亦即，比较例1中，制作不具有内层的液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管9。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管9中，涂布液渗出，对挥发减量的测定无意义。另一方面，弯曲强度为1.9N。
将结果示于表1。
[比较例2]
[涂布工具用液体收纳构件的制造]
实施例2中，代替贴合纸，在厚度25μm的玻璃纸(单位面积质量25g/m2、密度1.0g/cm3)上涂布丙烯酸类粘接剂35g/m2，螺旋卷绕在纸管制造机(Langston)的芯棒的外周面并粘接，除此之外，与实施例2同样地得到液体收纳构件。亦即，比较例2中，制作不具有中间层的液体收纳构件。将前述液体收纳构件作为纸管10。
[涂布工具用液体收纳构件的评价]
与实施例1同样地测定挥发减量和弯曲试验。
纸管10中，涂布液渗出，对挥发减量的测定无意义。另一方面，弯曲强度为1.9N。
将结果示于表1。
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 比较例1 比较例2
纸管 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
涂布液 1 1 2 3 1 1 1 1 1 1
挥发减量(％) 0.63 0.51 55 5.3 0.53 0.51 0.53 0.52 - -
弯曲强度(N) 1.4 2.1 2.1 2.1 1.9 2 2 2.1 1.9 1.9
附图标记说明
10 涂布工具用液体收纳构件
1 内层
2 中间层
3 外层
4、4’ 接缝。

Claims (7)

1.一种涂布工具用液体收纳构件，其特征在于，具有包含纸基材层叠体和外层的至少三层，
所述纸基材层叠体具备：纸基材的内层、和形成于所述内层的外周面、且为金属层或二氧化硅蒸镀层的中间层，
所述外层形成于所述中间层的外周面、且包含纸基材，
所述内层的纸基材的密度为0.8g/cm3以上。
2.根据权利要求1所述的涂布工具用液体收纳构件，其特征在于，所述内层的纸基材为玻璃纸、羊皮纸或钢纸。
3.根据权利要求1或2所述的涂布工具用液体收纳构件，其具有如下结构：将所述纸基材层叠体以螺旋状缠绕的结构、和
将所述包含纸基材的外层以螺旋状缠绕在所述中间层的外周面的结构。
4.根据权利要求3所述的涂布工具用液体收纳构件，其具有如下结构：
沿涂布工具用液体收纳构件的长度方向、
将所述纸基材层叠体以使其相邻面彼此不重叠的方式接触并以螺旋状缠绕的结构、和
使该相邻面彼此接触而将所述包含纸基材的外层以螺旋状缠绕的结构。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的涂布工具用液体收纳构件，其具有二组以上的所述纸基材层叠体。
6.根据权利要求3或4所述的涂布工具用液体收纳构件，其中，
所述纸基材层叠体彼此的接触部位、与
所述包含纸基材的外层彼此的接触部位沿涂布工具用液体收纳构件的长度方向、错开1mm以上且错开所述纸基材层叠体或所述包含纸基材的外层的宽的二分之一以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的涂布工具用液体收纳构件，其为笔用具用纸制笔芯。
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