JP2000190684A - 筆記具の通気性インキ漏止栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 ペン軸内に収容した水性インクの過度の流
出を防止するための、通気性と撥インク性の優れた簡単
な構造の栓体を得ること。 【解決手段】空隙率６０〜８５％の繊維集合体をフッ素
樹脂系撥水剤により処理して、構成繊維の表面に、撥水
性皮膜層を形成して筆記具用の通気性インク漏止栓とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はペン軸内に水性イン
キを保持したマーキングペン等の筆記具において、該ペ
ン軸内に収容した水性インキが過度に流出すること防止
する通気性インク漏止栓に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水性インクを用いるマーキングペ
ン等の筆記具においては、ペン軸内をインクタンクとす
る生インクの直詰め型と、インクを吸蔵保持するチュー
ブ状インクタンクをペン軸内に挿着するカートリッジ型
の二つの型式が一般に普及している。この筆記具におい
て特に問題となるのは、ペンの落下等による衝撃力によ
り、或いはペン軸内の雰囲気の圧力が外気圧より高くな
ることによる内蔵したインクの過剰流出、ボタ落ち現象
であり、この問題を解決するために、インク収容部内雰
囲気と外気とを連通せしめるとともに、該連通路を通し
て内臓インクの流出を阻止する手段が下記のように種々
提案されている。

【０００３】例えば筆記具のインクタンク室の壁面に外
気に開放する通気孔を設け、その内部開口を非透水性通
気性の多孔質のミクロフィルター、防水透湿布等で被覆
する手段（実開 昭６１−１２０５８１号）、束状繊維
集合体を有するインクタンクの開放端面に通気性でかつ
不通液性の微孔を有する合成樹脂皮膜を設ける手段（実
公 昭３−２９１８２号）さらには、ペン軸内に生イン
ク収容タンク又は生インク収容カートリッジの収容室と
し、ペン芯を設ける先端側にインク親和性が乏しい通気
性のある撥水性多孔質体と、インク親和性が良好な繊維
束成形体とを軸方向に積層してインク保持部とし、他の
インク流動制御手段と併用して生インクの過剰流動ボタ
落ちの防止する手段（特開 平１０−１７５３９１号）
が、既に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の手段にお
いて、インクタンク室の通気孔をミクロフィルターを装
着する手段は、ミクロフィルター自体の強度が低い多孔
質薄膜で、装着固定などの取扱いが困難であり、防水透
湿布も使用可能であるとしているが、その１枚だけで充
分な通気性インク遮断性が得られるかどうか不明であ
る。

【０００５】又、束状繊維集合体をインク吸蔵体とした
インクタンクの開放端面を被覆して、通気性でかつ不通
液性の微孔を多数形成するように合成樹脂薄膜を設ける
手段は、常に均一な微孔を有する皮膜を設けることが必
ずしも容易でなく、コスト高になる欠点がある。

【０００６】さらに、インク親和性が乏しくかつ通気性
のある撥水性多孔質体とインク親和性が良好な繊維束成
形体を密接配置したインク保持部を用いる手段は、繊維
束成形体によってインクを保持してインク供給路の流量
調節手段の併用により、撥水性多孔賃体へのインクの侵
入を防止して、その通気性を維持したものであるが構造
が複雑となる問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の課題
を解決することができる通気性インク漏止栓を提供する
ものである。すなわち、本発明は空隙率が６０〜８５％
の繊維集合体をフッ素樹脂系撥水剤により処理して、構
成繊維表面に撥水性皮膜層を形成したことを特徴とする
筆記具の通気性インク漏止栓である。

【０００８】前記の繊維集合体とは、各種繊維のスライ
バー、トウ等の束状物、フエルト、不織布などの面状物
であって、望ましくは構成繊維の相互がそれぞれの接触
点で部分的に溶着、融着、接着等により結合されて全体
として通度の保形性と弾性変形性を有した空隙率が６０
〜８５％（前容積に対する繊維不存在部分の容積比）で
ある通気性物である。繊維集合体の空隙率を全体として
平均したものとし且つ弾性復元性を良好とするため構成
繊維として合成繊維の捲縮嵩高加工フイラメントを用い
ることが望ましい。

【０００９】繊維集合体に対するフッ素樹脂系撥水剤に
よる処理は、通常の繊維製品処理条件であるエマルジョ
ン型処理液中への浸漬、脱液、予備乾燥、高温キュアリ
ングの一連の工程により、構成繊維の表面にフッ素樹脂
系撥水剤の薄層が形成でき、このさいに繊維集合体の空
隙率は極く僅かに低下する。なお、繊維集合体は撥水剤
処理前に予め使用条件に適合した形状寸法に成形加工し
ておくことが好ましいが、場合によっては撥水剤処理後
に成形してもよい。

【００１０】繊維集合体の構成繊維表面に被着したフッ
素樹脂系撥水剤層の臨界表面張力は通常１０（dyne/c
m）であるのに対し水の表面張力は７２、染料、顔料を
水に溶解、分散した水性インクの表面張力は、通常浸透
性インクで２０、一般インクで３５以上であり表面張力
の差が１０（dyne/cm）以上であるので、充分な撥イン
ク性が得られ、該繊維集合体の空隙率６０〜８５％、繊
維集合体の長さ３〜３０mmの範囲でインク組織に対応し
た通気性インク漏止栓を得ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の通気性インク漏止栓(以
下単に通気漏止栓ということもある)は筆記具の構造及
び水性インクの組成等に対応するように設計され、通常
筆記具のペン芯が挿入されるペン軸内の先端側と尾端側
に嵌入使用され、その両漏止栓間が生インク収容室又は
チューブ状の生インクタンク、内部に束状繊維集合体を
インク吸蔵体としたインクタンクの装着部となるもので
ある。

【００１２】

【実施例】本発明の最も好ましい実施例として束状繊維
集合体を用いた通気漏止栓の場合を説明する。束状繊維
集合体としては、インクタンク用のインク吸蔵体に常用
されている合成繊維スライバーを溶剤蒸気処理して構成
繊維相互の接触点で溶着した束状繊維集合体を、繊維の
融点以上に加熱した整形導出口中を軽圧下に通過せしめ
て集合体の外周繊維を融解せしめて極く薄い融着外皮層
を形成した長尺物を特許第１２９３８８１号の方法によ
り製造し、その長さ方向で切断して図１の斜視図に示し
た栓基体Ｓを得た。

【００１３】栓基体Ｓは短円柱状の繊維集合体Ｓ_１の両
端面は、繊維束を切断した繊維端末が露出し開放端とな
り、外周面の融着外皮層は保形性平滑層であるが、該外
被層は通気性を有した水性インク不透過性のものであ
る。Lは両開放端間の長さである。

【００１４】上記の栓基体Ｓの繊維集合体Ｓ_１は、３ｄ
ｅのポリプロピレン繊維の捲縮率１３％、捲縮数１２／
２５mm、繊維長８５mmの捲縮フイラメントのスライバー
を用いて、その内部の空隙率６８％として全体として安
定した保形性と適度の弾性変形性を有したものである。

【００１５】前記の条件で製造した外径８．２mm、長さ
が５mmの栓基体（重量0.0785gr）に対するフッ素樹脂系
撥水剤の処理を下記の条件で行った。アサヒガードＬＳ
−３１７（旭硝子社製、フッ素樹脂エマルジョン型撥水
剤）の１％水溶液中に前記栓体２０個を浸漬含浸せしめ
て取り出して遠心脱水処理し、次いで１００℃３分間の
熱風乾燥、１３５℃２分間の熱風加熱キュアを行って、
フッ素樹脂付着量が０．００６％〜０．０２％の製品を
得た。さらに、前記の条件のフッ素樹脂撥水剤の濃度５
％、１０％、２０％の処理液を用いて、フッ素樹脂付着
量が０．２６％、０．５５％、３％の製品を得た。

【００１６】前記のそれぞれの製品の切断端面上に表面
張力が３５〜４０dyne/mmの水性インク液を滴加した
が、内部に吸収されることはなかったが、２０dyne/mm
以下の浸透性水性インクの場合は、フッ素樹脂３％付着
以外は全く吸収防止効果はなく３％付着のものでも、比
較的短時間で吸収された。

【００１７】図２，３，４はそれぞれ異なる型式の筆記
具に対する本発明の通気性インク漏止栓の使用状態を示
す側断面図である。図２において１は透明なポリプロピ
レン製の円筒状のペン軸であり、先端側は先細テーパー
端となって、その中心軸方向にペン芯２を先端を外部
に、後端を後述の通気漏止栓を貫通して固着し、３は後
開口端を封止する後蓋である。ペン軸１内には、軸内腔
内に密着嵌入された先端側の通気漏止栓７と、後端側の
通気漏止栓８との間にあって合成樹脂被膜１２が束状繊
維束よりなるインク吸蔵体１１を被覆したインクタンク
１０に、インクが飽充された状態でペン軸１内に挿入さ
れ、後蓋３の圧力により両漏止栓７，８間で挟持され
る。

【００１８】１５，１６はインクタンク１０の外周に嵌
着した歯車状のスペーサーであり、これによりペン軸１
内面とインクタンク１０外面との間に通気路２０が形成
され、先端側テーパー面に設け通気口５は先端側の通気
漏止栓７を介してインクタンク１０先端に又先端側の通
気漏出栓７，通気路２０，後端通気漏止栓８を介してイ
ンクタンク１０の後端側に連通されて、インクタンク１
０内と外気と気圧差の発生が防止される。

【００１９】この場合、インクタンク内のインク吸蔵体
１１である束状繊維集合体としては前述のポリプロピレ
ン捲縮フイラメントのスライバーと同様のものを用いて
空隙率９３％として、外径６．５mmのポリプロピレンチ
ューブ内に保持してなるインクタンク中に、束状繊維集
合体の空隙率９０％すなわち全容積の約８３％の水性イ
ンクを吸蔵せしめて筆記具中に内蔵せしめた。

【００２０】従来の筆記具用のインクタンクのインク吸
蔵体として使用される束状繊維集合体の空隙率の限界は
略８６％であり、これ以上の空隙率では、インクのボタ
落ちを生じやすく、且つ空隙率８６％でもこれに対する
インク吸蔵量は、内部空隙容積の８０％程度すなわち全
容積の６９％程度としてインクのボタ落ちを防止してい
た。

【００２１】これに対し、本発明の通気漏止栓を用いた
場合には、前述のように束状繊維集合体の空隙率９３％
まで高めてそのインク吸蔵涼を９０％まで増量して全容
積の約８３％の水性インクを吸蔵したインクタンクを用
いた筆記具においては、ボタ落ちを全く生ずることな
く、又筆記限界の残存インク量も従来より５％以上減少
でき筆記距離を著しく延長することができた。

【００２２】前記の筆記具における通気漏止栓７，８の
フッ素樹脂付着量を、０．２６％とした筆記具について
キャップを被嵌したペン芯側先端をしたにして１ｍ落下
テストを１０回連続繰返したがインクの漏れは全く生じ
なかった。

【００２３】前記の例では束状繊維集合体をインク吸蔵
体としたインクタンクを用いる場合について説明した
が、インク吸蔵体を用いない生インク収容型のインクタ
ンクを用いても同様の筆記具が得られる。ただし、この
場合は通気漏止栓７，８としては空隙率を低め、栓の長
さを大とし、さらにはフッ素樹脂撥水剤の付着量を高め
るなどにより、衝撃を受けたさいの生インクの浸透圧力
に耐えるようにすることが必要である。

【００２４】図３は両頭タイプの筆記具の側断面図であ
り、ペン軸１の両端はそれぞれ先細のテーパー状端とな
り、一方には合成繊維を複数束ねて樹脂で結合したイン
ク流動細隙を有する細字用の硬質ペン芯２Ａ、他方には
太字用のフェルトペン芯２Ｂがそれぞれの先端が外部
に、突出するように固着される。ペン軸１内には一方の
通気漏止栓７、インクタンク１０Ａ、中央の通気漏止栓
９、インクタンク１０Ｂ他方の通気漏止栓８がそれぞれ
の端面が圧接するよう連設される。

【００２５】両インクタンク１０Ａ、１０Ｂは、内部に
束状繊維束のインク吸蔵体を有し中央の通気漏止栓８に
より両者インクは確実に分離されて、漏出混合すること
なく、又硬賃ペン芯２Ａの基部先端を通気漏止栓７を貫
通せしめてインクタンク１０Ａ内に、又フェルトペン芯
２Ｂの基部先端を通気漏止栓８を貫通せしめてインクタ
ンク１０Ｂないに突出せしめて、インクはペン先への供
給される。ペン軸１の両端テーパー部にはそれぞれ通気
口５Ａ、５Ｂが解説され、通気漏止栓７、及び８により
インクタンク１０Ａ、１０Ｂの端部端面が外気に連通
し、中央の通気漏止栓９を挟んで対向したインクタンク
１０Ａ、１０Ｂの他の端面は通気漏止栓９を通って通気
路２０を通って、両端側の通気漏止栓７、８の何らかを
介して通気口５Ａ、５Ｂの何らかに連通されて、内外気
圧差の発生が防止される。

【００２６】

【発明の効果】本発明の通気性インク漏止栓は、前述の
ように６０〜８５％の空隙率を有する繊維集合体を基体
として、その構成繊維の表面にフッ素樹脂系撥水剤の薄
層を形成して、水性インクの流入を阻止し、良好な通気
性を保持したものであり、これらの性能は水性インクの
組成及び性質、インクタンク内のインク吸蔵体の有無な
どに応じて、前記の空隙率範囲の調節、インク漏止栓の
長さの変更、及びフッ素樹脂系撥水剤の付着量の変更等
により対処でき、該インク漏止栓は簡単な単一構造で製
造、使用が容易であり、このインク漏止栓は前記の空隙
率の範囲においてペン芯差込が容易で且つ安定したペン
芯支援ができ、インクボタ落ちを生じない構造簡単な筆
記具を得ることができ、特にインク吸蔵体を有するイン
クタンクを使用した筆記具の場合のインク収容量、筆記
距離の増大、及び使用不能の残存インク量の減少を企る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における栓基体の斜視図であ
る。

【図２】本発明の通気性インク漏出栓を使用したインク
タンク挿入型の筆記具の側断面図である。

【図３】本発明の通気性のインク漏止栓を使用した両頭
型のインクタンク挿入型の筆記具の側断面図である。

【符号の説明】

1 ペン軸筒 2 ペン芯 3 後蓋 5 通気口 ７，８，９ 通気漏止栓 １０ インクタンク ２０ 通気路 Ｓ 栓基体 Ｓ_１ 束状繊維集合体 Ｓ_２ 融着外皮層 L 長さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空隙率６０〜８５％の繊維集合体をフッ
   素樹脂系撥水剤により処理して、構成繊維表面に撥水性
   皮膜層を形成したことを特徴とする筆記具の通気性イン
   ク漏止栓。
2. 【請求項２】 繊維集合体が合成繊維のトウ又はスライ
   バーの構成繊維の相互の接触点で溶着又は接着してなる
   棒状をなした束状繊維集合体を、その長さ方向の寸法が
   ３〜３０mmになるように切断したものである請求項１記
   載の筆記具の通気性インク漏止栓。
3. 【請求項３】 繊維集合体の構成繊維が捲縮加工された
   合成繊維である請求項１又は請求項２記載の筆記具の通
   気性インク漏止栓。