JP2002293085A - インキタンク及びこれを備えるボールペン - Google Patents

インキタンク及びこれを備えるボールペン

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JP2002293085A
JP2002293085A JP2001101686A JP2001101686A JP2002293085A JP 2002293085 A JP2002293085 A JP 2002293085A JP 2001101686 A JP2001101686 A JP 2001101686A JP 2001101686 A JP2001101686 A JP 2001101686A JP 2002293085 A JP2002293085 A JP 2002293085A
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ink tank
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Atsushi Kanazawa
淳 金澤
Akiko Itabashi
明子 板橋
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Pentel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明又は半透明のインキタンク内壁にインキ
が付着しにくく、インキ残量の確認が確実にでき、イン
キを確実に使い切ることが出来る筆記具用インキタンク
を提供する。 【解決手段】 インキタンクの少なくとも内面をパーフ
ルオロ非晶質フッ素樹脂により形成し、その撥インキ性
によりインキタンクへのインキの付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筆記具やインキジ
ェットプリンタなど、文字や画像を形成するためのイン
キを貯蔵するインキタンクに関し、インキを繊維集束体
などのインキ吸蔵体に寄らずに自由状態で収納するイン
キタンクに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、インキタンクをポリエチレン、ポ
リプロピレン、ABS、AS、PET、PBT、ポリカ
ーボネート、ポリアミド等の透明又は半透明の合成樹脂
により形成し、筆記によるインキの消費状態(即ち、イ
ンキの残量)を外部から確認し得るようにした筆記具や
インキジェットプリンタ用のインキカートリッジが知ら
れている。また、インキタンクにおいて、インキがイン
キタンクの内面に付着するとインキの残量確認が困難に
なったり、収容するインキを使い切ることができなく不
経済であるなどから、多くの提案がなされている。例え
ば、特公昭38−20913号公報には、シリコンワニ
ス溶液のようなインク反発性処理液を、インキタンクの
内壁に塗布し、これを乾燥してインキタンクの内壁にイ
ンク反発性皮膜を形成するボールペン用インキタンクの
改良が開示されている。また、実開昭52−5633号
公報にはインキタンクの少なくとも内面を四フッ化エチ
レン重合体(PTFE)のような含フッ素樹脂にて構成
してなるボールペンの改良が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】インキタンクとして、
透明又は半透明の合成樹脂にて形成したものでは、イン
キタンク内面にインキが付着し、インキ残量を把握し難
いという問題及びインキを使い切ることが出来ないとい
う問題があった。特に、インキ粘度が中粘性(20℃で
粘度が600〜8000mPa・s程度)若しくは高粘
性(20℃で8000〜30000mPa・s程度)
の、油性インキを用いる油性ボールペンインキは、低粘
性(20℃で500mPa・s以下)インキ若しくは水
性インキ、インキジェット用インキに比べ、一般的に上
述のような合成樹脂との接触角が小さいので、インキの
付着が顕著であり、殆どインキ残量を確認することは不
可能に近いものとなっていた。また、シリコンワニス溶
液のような撥インキ性処理液をインキタンク内面に塗布
したものは、インキタンク内面とインキとの接触角を大
きくすることでインキタンク内面にインキが付着しない
ようになした点で一応の効果は見られるが、効果に継続
性がないという問題があった。また、インキタンクを結
晶性含フッ素樹脂にて構成したものは初期的にはインキ
タンクへのインキの付着はほとんどなくなるが、完全に
透明なものはなく、インキタンクの透明性が損なわれ、
実質的にインキ残量の確認が困難なものであった。ま
た、部分フッ素構造のものは長期的(1〜5年)にはイ
ンキが付着してしまうことがあった。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、内部に
収容するインキ量を視認可能な透明乃至半透明のインキ
タンクにおいて、少なくともその内面が非晶質のパーフ
ルオロフッ素樹脂よりなるインキタンクを要旨とする。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。前記非晶
質のパーフルオロフッ素樹脂は透明な熱可塑性樹脂であ
る。インキタンクの少なくともその内面を非晶質のパー
フルオロフッ素樹脂で形成する方法は、種々の方法が採
用できる。例えばインキタンクの全体を非晶質のフッ素
樹脂で成形することもできるし、また、透明又は半透明
の合成樹脂製のパイプ内側に非晶質のパーフルオロフッ
素樹脂製の薄肉パイプを挿入することも可能であるし、
二色成形でインキタンク内面に非晶質のパーフルオロフ
ッ素樹脂層を形成することもできる。尚、ここで、非晶
質とは散乱X線がブロードなハローの回折図形を示し、
また明確な融点を持たない物質のことをいう。また、パ
ーフルオロ構造のフッ素樹脂は、耐溶剤性において優れ
ている。
【0006】また、この非晶質のフッ素樹脂は、特定の
パーフルオロ溶媒に溶解するため、溶液状にしたものを
前記合成樹脂の内面に塗布するなどして、サブミクロン
程度の薄膜コーティング層とすることが可能である。こ
の工程は従来シリコンワニスなどの撥インキ処理剤を塗
布していた工程に代替可能であり、作業が繁雑になった
り設備投資をする必要もない。製造コストや製造容易性
などの観点などから、インキタンク内面を0.1〜10
0μm程度、好ましくは1〜10μm程度の肉厚を有す
る非晶質フッ素樹脂薄膜にてコーティングしたものを好
ましく採用することができる。なお、膜厚は、非晶質フ
ッ素樹脂濃度を変えたり、塗布回数を変えることにより
制御可能であるが、10μmを越える膜厚を得るには複
数回の塗布が必要となり、作業が繁雑になるため、1〜
10μm程度の膜厚にコーティングするのが好ましい。
パーフルオロ溶媒としては、CT−solv.100
(旭硝子(株)製)フロリナート(住友3M(株)製)、
イナートリキッド(三菱マテリアル(株)製)が挙げられ
る。
【0007】また、末端にカルボキシル基を持つ非晶質
のパーフルオロフッ素樹脂薄膜は、親水基を持つ樹脂表
面や活性化した樹脂表面、ポリシロキサン構造を有する
材料と安定な化学結合をつくり、密着する。例えば、プ
ライマーと称される、ポリシロキサン構造とメタクリル
酸メチル基とを有する材料を、インキタンクを構成する
基材に塗布して第1層を形成しておけば、このプライマ
ー層のメタクリル酸メチル基が非晶質のパーフルオロフ
ッ素樹脂の末端カルボキシル基と反応して密着性の高い
被膜を形成することができる。ここで、非晶質のパーフ
ルオロフッ素樹脂としては、サイトップCTL110A
(旭硝子(株)製、末端カルボキシル基)、サイトップ
CTL110S(旭硝子(株)製、末端(−CF3
基)、テフロンAF1600(三井・デュポンフロロケ
ミカル(株)製)等が挙げられる。また、プライマーと
してはCT−P10(旭硝子(株)製、メタクリル酸メ
チル基を有するポリシロキサン)が挙げられる。
【0008】インキタンクの基材となる合成樹脂の材質
としては、収容する液体の残量を目で確認するために、
透明性或いは半透明性を有する必要があることから、透
明又は半透明の樹脂であればポリエチレン(PE)、ポ
リプロピレン(PP)、ABS、AS、PET、PB
T、ポリカーボネート、ポリアミド等の透明又は半透明
の合成樹脂が使用可能であるが、なかでも耐溶剤性、成
形性に優れている点よりPPが特に好ましいといえる。
そして、樹脂の構造中に親水基を持つものは非晶質のパ
ーフルオロフッ素樹脂薄膜が密着性が良いため好ましい
が、親水基を持たないものでも基材の内側表面に、コロ
ナ放電処理、ガスプラズマ処理などを施して、親水基が
導入された活性面とすることで同様の効果を得られる。
また、前記プライマー層の形成についても、樹脂表面の
親水基とポリシロキサン構造とが反応し、高い密着性が
得られるので、結果的に非晶質のパーフルオロフッ素樹
脂薄膜を耐久性の高いものとすることができる。
【0009】
【作用】非晶質のパーフルオロフッ素樹脂は、非晶質特
性から透明性が極めて高く(可視光透過率が95%以
上)、接触角が大きい(25℃での水との接触角110
度)ため、撥インキ性に優れており、インキのインキタ
ンク内壁への付着による残存、汚染防止に機能し、イン
キの残量を容易に確認することが出来る。特に、樹脂表
面に非晶質のパ−フルオロフッ素樹脂薄膜を形成する場
合、樹脂表面に親水基を導入して活性化する、若しくは
親水基を有する樹脂表面に末端基にメタクリル酸メチル
基を持つポリシロキサンの薄膜を形成し、その上に非晶
質のパ−フルオロフッ素樹脂薄膜を形成すれば、非晶質
のパ−フルオロフッ素樹脂の末端カルボキシル基とメタ
クリル酸メチル基が、また、樹脂表面の親水基(ヒドロ
キシル基)とポリシロキサンが化学結合するため、経時
的にこの薄膜が剥がれ落ちることもなく、撥インキ性も
低下しない。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 実施例1 非晶質のパーフルオロフッ素樹脂(テフロンAF160
0(三井・デュポンフロロケミカル(株)製))を押し
出し成形し、内径2mm、外径3mm、長さ13.5c
mのパイプ状のボールペン用インキタンクを得た。
【0011】実施例2 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプを得た。このパイ
プをサイトップCTL-110S(非晶質のパーフルオ
ロフッ素樹脂(末端基−CF3)分10%溶液、旭硝子
(株)製)10重量部を90重量部のCT−solv.
100(旭硝子(株)製、パーフルオロ溶媒)に希釈さ
せた処理液中に浸漬した後、取り出し、90℃で1時間
乾燥して、少なくとも内壁に非晶質フッ素樹脂の薄膜
(膜厚1μm)を形成したパイプ状のボールペン用イン
キタンクを得た。
【0012】実施例3 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプを得た。このパイ
プ全面にプラズマ処理(200W、5分)を行い、その
後このパイプをサイトップCTL-110A(非晶質の
パーフルオロフッ素樹脂(末端基−COOH)分10%
溶液、旭硝子(株)製)10重量部を90重量部のCT
−solv.100(旭硝子(株)製、パーフルオロ溶
媒)に希釈させた処理液中に浸漬した後、取り出し、9
0℃で1時間乾燥して、少なくとも内壁に非晶質フッ素
樹脂の薄膜(膜厚1μm)を形成したパイプ状のボール
ペン用インキタンクを得た。
【0013】実施例4 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプを得た。このパイ
プ全面にプラズマ処理(200W、5分)を行い、その
後サイトップ用プライマーCT−P10(シリコーンア
クリル系、有効成分15%、旭硝子(株)製)1重量部
を15重量部の希釈液(イソプロピルアルコール:酢酸
イソブチル=9:5)に希釈させた処理液中に浸漬した
後取り出し、60℃10分間乾燥して、プライマーの付
着層(膜厚15nm)を形成したパイプを得た。その後
このパイプをサイトップCTL-110A(非晶質のパ
ーフルオロフッ素樹脂(末端基−COOH)分10%溶
液、旭硝子(株)製)0.1重量部を99.9重量部の
CT−solv.100(旭硝子(株)製、パーフルオ
ロ溶媒)に希釈させた処理液中に浸漬した後、取り出
し、90℃で1時間乾燥して、少なくとも内壁に非晶質
フッ素樹脂の薄膜(膜厚0.01μm)を形成したパイ
プ状のボールペン用インキタンクを得た。
【0014】実施例5 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプを得た。このパイ
プ全面にプラズマ処理(200W、5分)を行い、その
後サイトップ用プライマーCT−P10(シリコーンア
クリル系、有効成分15%、旭硝子(株)製)1重量部
を15重量部の希釈液(イソプロピルアルコール:酢酸
イソブチル=9:5)に希釈させた処理液中に浸漬した
後取り出し、60℃10分間乾燥して、プライマーの付
着層(膜厚15nm)を形成したパイプを得た。その後
このパイプをサイトップCTL−110A(非晶質のパ
ーフルオロフッ素樹脂(末端基−COOH)10%溶
液、旭硝子(株)製)中に浸漬した後、取り出し、70
℃10分乾燥して再びサイトップ中に浸漬するという操
作を10回繰り返した後、90℃で1時間乾燥して、少
なくとも内壁に非晶質フッ素樹脂の薄膜(膜厚100μ
m)を形成したパイプ状のボールペン用インキタンクを
得た。
【0015】実施例6 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプを得た。このパイ
プ全面にプラズマ処理(200W、5分)を行い、その
後サイトップ用プライマーCT−P10(シリコーンア
クリル系、有効成分15%、旭硝子(株)製)1重量部
を15重量部の希釈液(イソプロピルアルコール:酢酸
イソブチル=9:5)に希釈させた処理液中に浸漬した
後取り出し、60℃10分間乾燥して、プライマーの付
着層(膜厚15nm)を形成したパイプを得た。その後
このパイプをサイトップCTL-110A(非晶質のパ
ーフルオロフッ素樹脂(末端基−COOH)分10%溶
液、旭硝子(株)製)10重量部を90重量部のCT−
solv.100(旭硝子(株)製、パーフルオロ溶
媒)に希釈させた処理液中に浸漬した後、取り出し、9
0℃で1時間乾燥して、少なくとも内壁に非晶質フッ素
樹脂の薄膜(膜厚1μm)を形成したパイプ状のボール
ペン用インキタンクを得た。
【0016】比較例1 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプ状のボールペン用
インキタンクを得た。
【0017】比較例2 ポリプロピレン樹脂を押し出し成形し、内径2mm、外
径3mm、長さ13.5cmのパイプをシリコーン樹脂
溶液中に浸漬した後、常温で乾燥し(膜厚100μ
m)、パイプ状のボールペン用インキタンクを得た。
【0018】比較例3 テトラフルオロエチレン重合体(PTFE、パーフルオ
ロ構造)を押し出し成形して内径2mm、外径3mm、
長さ13.5cmのパイプ状のボールペン用インキタン
クを得た。
【0019】比較例4 テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETF
E、部分フッ素構造)を押し出し成形して内径2mm、
外径3mm、長さ13.5cmのパイプ状のボールペン
用インキタンクを得た。
【0020】上記実施例1乃至6及び比較例1乃至4で
得たインキタンクに、先端にぺんてる(株)製BK10
1用ボールペンチップ部を装着し、ぺんてる(株)製B
K101用インキ(20℃での粘度8000〜9000
mPa・s)を充填して油性ボールペンレフィールと
し、試験を行った。
【0021】各油性ボールペンリフィールについて、製
造直後及び50℃にて1ヶ月経時したものを使用して、
筆記角度70度、荷重油性200g、速度7cm/se
cでインキが出なくなるまで筆記試験機による螺旋書き
筆記試験(1丸10cm)を行い、インキタンク内壁へ
のインキ付着状態を目視観察し、製造直後及び50℃1
ヶ月後のレフィールについてインキ残量が確認できるか
どうか調べた。また、インキタンク透明性についても目
視観察した。なお、50℃1ヶ月という条件は、インキ
減量などの観点から、常温で1年程度経過したものに相
当するものとして評価した。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】以上の通り、本発明のインキタンクは、
透明であり、長期にわたって維持継続される、撥インキ
性により内壁へのインキの付着や残存が極力抑制され、
インキ残量を確実に読みとることが出来るものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に収容するインキ量を視認可能な透
    明乃至半透明のインキタンクにおいて、少なくともその
    内面が非晶質のパーフルオロフッ素樹脂よりなるインキ
    タンク。
  2. 【請求項2】 前記非晶質のパーフルオロフッ素樹脂
    が、膜厚0.1〜100μmにて配置されていることを
    特徴とした請求項1に記載のインキタンク。
  3. 【請求項3】 前記非晶質のパーフルオロフッ素樹脂
    が、末端にカルボキシル基を持つことを特徴とした請求
    項1又は請求項2に記載のインキタンク。
  4. 【請求項4】 筒状体に成形された透明又は半透明樹脂
    表面の親水基に前記非晶質パーフルオロフッ素樹脂層を
    配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
    れかに記載のインキタンク。
  5. 【請求項5】 筒状体に成形された透明又は半透明樹脂
    表面の親水基にポリシロキサン構造とメタクリル酸メチ
    ル基とを有する材料の第1層を配置し、その上に第2層
    として、前記請求項第1項記載の非晶質フッ素樹脂層を
    配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
    れかに記載のインキタンク。
  6. 【請求項6】 直接若しくは連結部材を介してボールペ
    ンチップペン先を接続し、内部に、インキ粘度が600
    〜30000mPa・sである油性インキを収容したこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
    のインキタンクを備えるボールペン。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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