JP2004174940A

JP2004174940A - Gas pressurized type writing implement

Info

Publication number: JP2004174940A
Application number: JP2002344458A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Furukawa; 和彦古川; Kiyoshi Fujisawa; 清志藤沢; Setsu Oyama; 節大山
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas pressurized type ball pen capable of consuming ink to the last under a stabilized state by preventing a back flow in a tube body without using a float. <P>SOLUTION: The gas pressurized type writing implement in which a writing tip (10) is provided at the tip, and a tube body (12) containing ink (11) to be fed to the writing tip (10) is provided inside. A pressurized gas (13) is confined in a space on the anti-tip side of the tube body (12), is characterized in that an arithmetic mean surface roughness (Ra) of the inner surface of the tube body (12) is within the range of 0μm<Ra≤1.0 μm, and a maximum height (Ry) is within the range of 0 μm<Ry≤5.0 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、内部に加圧ガスを封入したガス加圧式筆記具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部に加圧ガスを封入したガス加圧式筆記具には様々なものが提案されている。
ところで、ガス加圧式筆記具は、インクを収容するチューブ体内においてインクが常にガスで加圧されており、ペン先を上向きにした状態においても筆記が可能となっている。このように、筆記している時には加圧ガスにより常に筆記チップ側にチューブ体のインクを押し出そうとする働きが生じるために、チューブ体内の圧力は常に変動し、チューブ体内のインクが加圧ガス側に流れ出してしまう現象（以後、インクの逆流と呼ぶ）は発生しにくい。
しかし、非筆記時においてはもちろんインクは消費されなく、よってチューブ体内の圧力はチューブ体外の圧力よりも高いものの、筆記チップ先端はインクにてシールされている状態であるのでチューブ体内の圧力はほぼ平衡状態にあり、筆記チップを上向きにして保管された状態においては、チューブ体内のインクの逆流が発生するおそれがあるのである。このインクの逆流が微小である場合は、筆記において大きな不具合は発生しないが、チューブ体が透明な樹脂で形成されている場合は、美観が損なわれるとともに、インク消費量が確認できるという利点までもが損なわれてしまう。さらに、大幅なインクの逆流が発生した場合は、筆記において不具合が発生してしまい、筆記不能またはそれに近い状態になり、筆記具としての致命的な欠陥となってしまう。
【０００３】
【特許文献１】実公昭６１−４４８６１号公報
【０００４】
例えば、実公昭６１−４４８６１号公報においては、インク筒にインクと加圧ガスを封入し、尾栓で密閉した構造のガス加圧式ボールペンが開示されている。
（従来例１）
特許文献１に開示された従来例１において、ガス加圧式ボールペンの構成には、インクと加圧ガスの境界にフロートが設けられており、このフロートにより、チューブ体内における逆流を防止している。
【０００５】
しかし、フロートを設ける場合、部品点数が増えてしまいコストアップになってしまう。さらに、単にフロートを設ければ、チューブ体内のインクの逆流を完全に防止できる訳ではない。
チューブ体の内径に対してフロートの外径が小さすぎると、チューブ体とフロートとの間の間隙からインクが逆流してしまうおそれがある。また、チューブ体の内径に対してフロートの外径が大きすぎると、インクの減少に伴うフロートの移動が円滑に行われなくなってしまうおそれがある。よって、チューブ体とフロートの間の間隙については微妙な寸法関係が重要であり、設計的には困難が伴う。
さらに、従来例１の第１図にあるように、インク筒自体に段差が設けられており、内径がそれに伴い変化してしまう構造においては、フロートの追従可能な範囲が限られてしまい、インクを全て消費するまで、フロートによるインクの逆流防止の効果は持続できない。
【０００６】
【特許文献２】実開昭５８−１２００８４号公報
【０００７】
また、実開昭５８−１２００８４号公報の第２図においては、インク収容管の外側に圧力チェック筒を配した２重管の構成のガス加圧式ボールペンが開示されている。（従来例２）。
特許文献２に開示された従来例２の第２図においては、従来例１のようにフロートはその構成には入っていない。この場合、インク収容管の内径により逆流発生の有無は変化してくるが、従来例１と同等レベルであれば、インクは逆流してしまう。加圧室の構成を２重管にすることで、インク収容管外にも加圧ガス室を設けることができ、十分な加圧ガス室の体積を確保可能であるため、インク収容管の内径は、従来例１のような単層構造のガス加圧式ボールペンに比較して小さくすることが可能である。インク収容管内径が小さくなることにより毛細管力が発生し、その毛細管力の作用によりインクの逆流が防止され、フロートが必要なくなるだろうということは、確かに容易に推察できる。
【０００８】
しかし、ガス加圧式筆記具に用いられるインクは、筆記チップ先端からのインクの吹き出しを防ぐために、構造粘性付与剤等の特殊な成分のものが用いられ、さらに特殊な製造方法で作成されるため、非常に高粘度であり、インク中の成分間の結びつきが強いという特徴を有する。
このため、毛細管力によりインクの逆流を防止することは、同時に筆記チップ側へのインク流出の妨げにもなるため、早書き追従性が悪化するなど、筆記においても不具合が発生してしまい、筆記具性能のトータル的なバランスがくずれてしまう。
よって、単純にチューブ体内径を小さくすることにより、インクの逆流を防止することは、筆記においても不具合が発生しやすくなるため、困難を伴う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ガス加圧式ボールペンのチューブ体内におけるインクの逆流は、インクとガスの境界に設けられるフロートを使用したとしても、完全に防止することは困難である。また、チューブ体の内径を小さくし、毛細管力の作用により防止しようとしても、同時に筆記チップ側へのインクの流出の妨げにもなってしまうため、筆記具品質にバラツキが多く、満足できるものではなかった。
そこで、本発明においては、前記フロートを使用せずに、ガス加圧式ボールペンのチューブ体内における逆流を防止し、安定した状態で、最後までインクが消費可能なガス加圧式ボールペンを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、発明者は鋭意研究を重ねた結果、下記の現象を見出した。
当然ではあるが、筆記することによりインクは消費され、チューブ体内でその高さを減少させていく。それにより、チューブ体内において筆記によりインクが減少して空隙になったチューブ体内壁面には微小にインクが残留する。これは、チューブ体の内壁面粗さが粗いほど顕著に見られる。
ガス加圧式筆記具におけるチューブ体内のインクの逆流現象は、インクの最後部に位置する界面部分が、前述したようなチューブ体内壁面に残留した微小なインクを伝わり拡散することに起因して発生するのである。
この現象に基づき、チューブ体内のインクの逆流を防止するためには、チューブ体の内壁面粗さのコントロールが必要になってくる。チューブ体内壁面を平滑に保つことはもちろん必要であるが、前記逆流現象を完全に防止するためには、突発的な粗さ変化（例えば一部の凹部や凸部）にも注意を払うことが必要である。よって、チューブ体内壁面の粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）と最大高さ（Ｒｙ）をあるレベル以下に抑えることが必要であることを見出した。
より具体的には、ガス加圧式筆記具におけるチューブ体内のインクの逆流現象を防止するために、以下の発明を提供する。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、先端に筆記チップが設けられて内部に該筆記チップに供給するインクが収容されたチューブ体とを備え、前記チューブ体の反チップ側の空間内に加圧ガスを封入してなるガス加圧式筆記具であって、前記チューブ体内面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が、０μｍ＜Ｒａ≦１．０μｍの範囲にあり、かつ、最大高さ（Ｒｙ）が０μｍ＜Ｒｙ≦５．０μｍの範囲にあることを特徴とする。
このように、チューブ体の内壁面粗さをコントロールすることにより、残留インクを伝わり拡散することによって生じる、チューブ体内における加圧ガス側へのインクの逆流を防止する。（Ｒａ）が１．０μｍ超の範囲にある場合には、インク消費後に、チューブ体内壁面にインクが残留しやすくなり、インク界面がこれに触れて拡散することで、加圧ガス側への逆流が発生しやすくなる。Ｒａが１．０μｍ以内に保たれていても、突発的な凸凹がある場合は、同様にしてチューブ体内壁面にインクが残留しやすいため、さらに（Ｒｙ）を５．０μｍ以内に抑えることが必要となるのである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、先端に筆記チップが設けられて内部に該筆記チップに供給するインクが収容され、かつ、後方の解放されたチューブ体と、前記チューブ体の後方解放部と連通する空間を設け、該チューブ体の少なくとも一部を内包する収容筒体とを有し、前記収容筒体と前記チューブ体の間に設けた空間内に加圧ガスしてなるガス加圧式筆記具であって、前記チューブ体内面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が、０μｍ＜Ｒａ≦１．０μｍの範囲にあり、かつ、最大高さ（Ｒｙ）が０μｍ＜Ｒｙ≦５．０μｍの範囲にあることを特徴とする。
請求項１と請求項２とは、加圧ガス空間の構成が違うだけである。よって、チューブ体内面粗さ範囲については、同様のことが言える。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のガス加圧式筆記具を限定したものであり、チューブ体のインクを収容する部分の内径最大値（Ｄ）が、１．０ｍｍ≦Ｄ≦３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする。
チューブ体形状には、図１に示すように段付形状はもちろんのこと、ストレート形状、もしくは、一定の角度で縮径していくテーパ形状と様々な形状が知られているが、ここで定義するチューブ体の内径最大値（Ｄ）とは、チューブ体の形状がいずれの場合であっても、チューブ体にインクが収容された部分の内径が最大となるところとしている。なお、チューブ体のインクを収容する部分の内径最小値（ｄ）も１．０ｍｍ以上であることが望ましい。その理由としては、前記（ｄ）の最小値が１．０ｍｍよりも小さいとその部分において毛細管力が支配的になり、加圧ガス側へのインクの逆流は防止できるものの、同時にチップ側への流出の阻害にもなるため、早書き時にインクが追従しにくくなるおそれがあるからである。
前記チューブ体の内径最大値（Ｄ）は、１．０ｍｍ≦Ｄ≦３．０ｍｍの範囲が望ましく、前記範囲に設定することで、より一層のインク逆流防止となる。
チューブ体のインクを収容する部分の内径最大値が上記範囲内であれば、適度な毛細管力およびチューブ体内壁面粗さのコントロールにより、チューブ体内において、加圧ガス側へインクが逆流することを防止できる。チューブ体内径が一部においても１．０ｍｍ未満の部分がある場合には、その部分において毛細管力が支配的になるため、加圧ガス側へのインクの逆流は防止できるものの、同時にチップ側への流出の阻害にもなるため、早書き時にインクが追従しにくくなるおそれがある。チューブ体内径が３．０ｍｍ超である場合は、毛細管力の効力が非常に弱くなるために、加圧ガス側へのインクの逆流が発生しやすくなる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載のいずれかの項のガス加圧式筆記具を限定したものであり、２５℃における粘度が、１０，０００ｍＰａ・ｓ以上４０，０００ｍＰａ・ｓ以下となるように調製されていることを特徴とする。
このように、本発明においては、２５℃におけるインクの粘度を１０，０００ｍＰａ・ｓ以上４０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調製することにより、加圧ガス側へインクがより一層流れ出しにくくなるようしているのである。
なお、２５℃におけるインクの粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓ未満では、インクが柔らかすぎてチューブ体内でインクが逆流してしまうおそれがある。
一方、２５℃におけるインクの粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓ超では、「書き味」が重くなってしまうおそれがある。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４記載のいずれかの項のガス加圧式筆記具を限定したものであり、構造粘性付与剤を含有することを特徴とする。
ここで、「構造粘性付与剤」は、インクの粘度を上昇させるとともに、インクに構造粘性を付与するためのものである。
そして、本発明においては、インクに構造粘性付与剤を添加することにより、インクの粘度を上昇させるとともに、インクに構造粘性を付与して、加圧ガス側へインクがより一層流れ出しにくくなるようにしているのである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃５記載のいずれかの項のガス加圧式筆記具を限定したものであり、筆記チップと加圧ガス空間を構成する部材を一体化して、筆記具の軸筒内に着脱可能に装着できるリフィールとしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づき本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図１から図３までは、本発明の実施の形態を模式的に描いたものであって、必ずしも正確な縮尺に基づくものではない。
【００１８】
（実施形態１）
実施形態１は、図１に示すように、先端（１０ａ）に筆記ボールを抱持する金属あるいは、望ましくはガス不透過性又は低透過性の樹脂製の筆記チップ（１０）と、この筆記チップ（１０）に固定したチューブ体（１２）と、このチューブ体（１２）の反チップ側に設けた尾栓（１４）とを備えている。
そして、前記チューブ体（１２）は、ほぼ円筒状に形成され、その筆記チップ（１０）側には、油性インク、水性インク又はせん断減粘性を有するインク等、各種いずれかのインク（１１）が収容され（インク（１１）後部にフォロアを設けることもできる）、その反チップ側には加圧ガス（１３）が充填されている。前記尾栓（１４）は、チューブ体（１２）の反チップ側の端部近辺に圧入され、チューブ体（１２）の反チップ側に加圧ガス（１３）（乾燥エアーあるいは窒素ガス）が封入され外部に漏れないようにしている。なお、加圧ガス（１３）は乾燥エアあるいは窒素ガスに限定されるものではなく、また、尾栓（１４）は必ずしも必要ではない。
【００１９】
前記チューブ体（１２）の材質は、内部に充填した加圧ガス（１３）の機密性を保つことができれば、特に限定されるものでなく、金属材料を用いても良いし、ガス低透過性あるいは不透過性の樹脂材料を用いても良い。ここでいうガス低透過性あるいは不透過性の樹脂材料としては、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、透明ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることでき、特にエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が好ましい。
前記チューブ体が樹脂のときの成形方法としては、押出成型法または射出成型法のどちらでも成型することができるが、成型圧力が高いと組織が密になり、表面粗度が滑らかになりやすいため、射出成型で成型される方が望ましい。
また、チューブ体（１２）は、一体的に形成される場合に限られるものではない。具体的には、例えば、インク（１１）を収容するためのチューブ体（１２）と、このチューブ体（１２）と筆記チップ（１０）とを連結するための継手部とを別々に形成し、これらを繋ぎ合わせることによってチューブ体（１２）を形成してもよい。
【００２０】
前記インク（１１）は、着色剤、溶剤、構造粘性付与剤、樹脂、添加剤などを適宜配合することによって調製されている。
【００２１】
前記構造粘性付与剤は、インク（１１）の粘度を上昇させるとともに、インク（１１）に構造粘性を付与するためのものである。この構造粘性付与剤をインク（１１）に添加することにより、インク（１１）の粘度を上昇させるとともに、インク（１１）に構造粘性を付与して、チューブ体（１２）内で加圧ガス（１３）側へインク（１１）がより一層流れ出しにくくなるようにしているのである。
また、インク（１１）に構造粘性付与剤を添加すると、低剪断速度下では比較的高い粘度を示すものの、高剪断速度下では比較的低い粘度を示す。ここで、非筆記時における筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）近辺では、インク（１１）は、低剪断速度下におかれることとなる。このため、この構造粘性付与剤を添加されたインク（１１）は、非筆記時における筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）近辺では、比較的高い粘度を示し、これにより、筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）からのインク（１１）の漏れ出しを防止している。一方、筆記時における筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）近辺では、インク（１１）は、高剪断速度下におかれることとなる。このため、この構造粘性付与剤を添加されたインク（１１）は、筆記時におけるチップの先端（１０ａ）近辺では、比較的低い粘度を示し、これにより、なめらかに筆記できるのである。
【００２２】
具体的には、例えば、カーボンブラック（具体的には、例えば、三菱化学株式会社製のカーボンブラックＭＡ−１００（商品名））や微粒子シリカ（具体的には、例えば、日本アエロジル株式会社製のアエロジル３８０（商品名））などの無機微粒子を構造粘性付与剤として用いることができる。なお、これらの無機微粒子は、それぞれ単独で用いてもよく、また、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
また、構造粘性付与剤の含有量は、インク（１１）の全量に対して０．１重量％以上１０重量％以下が好ましく、特にインク（１１）の全量に対して１重量％以上５重量％以下が好ましい。
そして、構造粘性付与剤の含有量を上記範囲内に設定することにより、チューブ体（１２）内におけるインク（１１）の逆流を防止しつつ、しかも、なめらかに筆記できるようにすることができるのである。
【００２３】
なお、構造粘性付与剤の含有量がインク（１１）の全量に対して０．１重量％未満では、インク（１１）の構造粘性を十分に高めることができず、これにより、チューブ体（１２）内でインク（１１）の逆流が発生するおそれがあるのである。一方、構造粘性付与剤の含有量がインク（１１）の全量に対して１０重量％超では、インク（１１）の構造粘性が高くなりすぎてしまい、これにより、書き味が重くなったり、もしくは、筆記チップ（１０）内でインク（１１）が目詰まりしてしまうおそれがある。
【００２４】
さらに、前記インク（１１）は、２５℃における粘度が、１０，０００ｍＰａ・ｓ以上４０，０００ｍＰａ・ｓ以下となるように調製されている。そして、２５℃におけるインク（１１）の粘度を１０，０００ｍＰａ・ｓ以上４０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調製することにより、チューブ体（１２）でのインク（１１）の逆流を防止するとともに、筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）からインク（１１）が漏れ出さないようにしつつも、書き味がなめらかになるようにしているのである。
なお、２５℃におけるインク（１１）の粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓ未満では、インクが柔らかすぎて、チューブ体（１２）内においてインク（１１）が逆流しやすくなり、さらに、筆記チップ（１０）の先端（１０ａ）からインク（１１）が漏れ出すおそれがある。一方、２５℃におけるインク（１１）の粘度が４０，０００ｍＰａ・ｓ超では、インク（１１）の逆流は抑制できるものの、書き味が重くなってしまうのである。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態２は、図２に示すように、先端（１０ａ）に筆記ボールを抱持する金属あるいは、望ましくはガス不透過性又は低透過性の樹脂製の筆記チップ（１０）がチューブ体先端（１２ｂ）に設けられて内部に該筆記チップ（１０）に供給する油性インク、水性インク又はせん断減粘性を有するインク等、各種いずれかのインク（１１）が収容され（インク（１１）後部にフォロアも設けることができる）かつ後方（後端）の開放された円筒状のチューブ体（１２）と、前記チューブ体後方開放部（１２ａ）と連通する空間を設け、該チューブ体（１２）を内包する後方の閉鎖された収容筒体（２１）とを有し、前記収容筒体（２１）は、ガス低透過性あるいはガス不透過性を示す材質からなり、前記チューブ体（１２）と前記収容筒体（２１）との間に設けた空間内に加圧ガス（１３）（乾燥エアーあるいは窒素ガス）を封入しているガス加圧式筆記具である。なお、加圧ガス（１３）は乾燥エアーあるいは窒素ガスに限定されるものではない。
【００２６】
このガス加圧式筆記具では、前記チューブ体（１２）と前記収容筒体（２１）との間の空間の気密を保持する接合部材（２０）を設け（本実施形態は、接合部材（２０）が筆記チップ（１０）及び収容筒体（２１）と接合されている）、接合部材（２０）をガス低透過性あるいはガス不透過性を示す材質から形成したものである。尚、「接合」とは嵌合、接着、溶着等を含む概念である。
接合部材（２０）がフランジ状に拡がった前端部を有した概略中空筒状形状を呈し（内部に貫通する貫通孔（２０ａ）を有し）、それ以外の大部分が収容筒体（２１）前端部から潜り込んでいるが、前記フランジ状の前端部でそれ以上にチューブ体（１２）に潜り込まないようになっている。
【００２７】
チューブ体（１２）と前記収容筒体（２１）との間の空間の気密を保持し、ガス低透過性あるいはガス不透過性を示す材質から形成された接合部材（２０）を収容筒体（２１）と筆記チップ（１０）との間に設け、筆記チップ（１０）を接合部材（２０）に設けた貫通孔（２０ａ）に挿入し、筆記チップ（１０）の後端に接続されたチューブ体（１２）を収容筒体（２１）内に内包し、チューブ体（１２）が外気に接触しないようにしたものである。このようにすることでチューブ体（１２）の材質選択の幅が広がり、チューブ体（１２）には、ガス低透過性あるいは不透過性以外の材料を用いることができる。その結果、例えば、耐油性、耐液性、透明性、成形性が高い樹脂材料を使用することができる。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ）等を用いることができる。さらには、透明性にこだわらないのであれば、チューブ体（１２）に金属材料を用いても何ら問題はない。なお、本実施形態ではチューブ体（１２）全体が収容筒体（２１）により覆われているが、チューブ体（１２）の一部だけを収容筒体（２１）により覆うこともできる。前記収容筒体（２１）の材質は、内部に充填した加圧ガス（１３）の機密性を保つことができれば、特に限定されるものでなく、金属材料を用いても良いし、ガス低透過性あるいは不透過性の樹脂材料を用いても良い。ここでいうガス低透過性あるいは不透過性の樹脂材料としては、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、透明ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることでき、特にエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が好ましい。
インク（１１）に関する事項は、実施形態１と同様である。
図３に示すように、図２に示したガス加圧式筆記具をリフィールとする場合には、チップ保持体（３０）および外装部材（３１）を図２に示すガス加圧式リフィールを覆うように設け、該チップ保持体（３０）と外装部材（３１）を着脱可能に接合すれば良い。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳しく説明する。
下記の表１には実施形態１に関する実施例１および比較例１の、表２には実施形態２に関する実施例２および比較例２の各ボールペンリフィールの構成と、これらのボールペンリフィールのチューブ体（１２）内における加圧ガス（１３）側へのインク（１１）の逆流についての評価をそれぞれ示す。
【００２９】
ここで、実施例１、実施例２、比較例１、及び比較例２に示す各ボールペンリフィールは、チューブ体内壁面（１２ｃ）粗さがそれぞれ異なるように形成したものである。
また、実施例１、実施例２、比較例１、及び比較例２に示す各ボールペンリフィールに用いた筆記チップ（１０）については、ボールの材質を超硬合金とし、ホルダーの材質をステンレスとし、ボールの直径を１．０ｍｍとしている。
前記ボールペンリフィールに用いたインク（１１）については、２５℃におけるインク（１１）の粘度を３０，０００ｍＰａ・ｓとし、さらに、構造粘性付与剤として、日本アエロジル株式会社製のアエロジル３８０を３．０％添加している。
また、ボールペンリフィール組立て時における加圧ガス（１３）の圧力を絶対気圧で０．３ＭＰａとした。
【００３０】
また、「インク（１１）の逆流」の試験は、ＩＳＯ規格１４１４５−１に準拠した自動筆記試験機を用い、
筆記速度：４．５ｍ／ｍｉｎ
筆記角度：６０°
筆記負荷：１．９６Ｎ
の条件で２００ｍ筆記した後、
チップを上向きにした状態で、２５℃の環境下に３日間保管し、その後、
インク（１１）が加圧ガス（１３）側へ流れ出しているか否かを観察した。
【００３１】
また、「インク（１１）の逆流」の評価は、１０本のボールペンリフィールについて上記試験を行い、
（イ）インク（１１）が加圧ガス（１３）側へ流れ出しているものが１本もなかった
→ 評価「○」
（ロ）インク（１１）が加圧ガス（１３）側へ流れ出しているものが１本以上あった
→ 評価「×」
とした。
【００３２】
以下の表１には実施形態１に関する、表２には実施形態２に関する実施例および比較例に用いた、チューブ体（１２）の材質、チューブ体内壁面（１２ｃ）の算術平均粗さ（Ｒａ）および最大高さ（Ｒｙ）、インク（１１）が充填されている部分のチューブ体（１２）の内径最大値（Ｄ）を示す。さらに各表の右側には、それらの条件で評価した時のインク逆流の本数および評価結果を示す。各表中の網掛け部分は、本発明における請求の範囲外である条件である。
なお、チューブ体内壁面（１２ｃ）粗さ（Ｒａ）および（Ｒｙ）は、非接触３次元測定器（三鷹光器、ＮＨ−３）を用いて、測定ピッチ５μｍ、測定距離２ｍｍおよびカットオフ値０．８ｍｍの測定条件下で測定した。
【００３３】
【表１】実施形態１による実施例および比較例

【００３４】
【表２】実施形態２による実施例および比較例

【００３５】
表１および表２の結果から、本発明の実施例１および実施例２のボールペンリフィールにおいては、チューブ体（１２）内での加圧ガス（１３）側へのインク（１１）の逆流が見られなかった。すなわち、実施例１および実施例２に示すように、チューブ体内壁面（１２ｃ）の粗さを本発明の請求の範囲内に入れたボールペンリフィールまたは筆記具を形成することにより、前記インク（１１）の逆流を防ぐことができるのである。
【００３６】
一方、同様にして比較例１および比較例２を見てみると、チューブ体（１２）内におけるインク（１１）の逆流が発生してしまうという欠点を有している。
表１の比較例１からは、チューブ体内壁面（１２ｃ）粗さ（Ｒａ）が本発明の範囲内であっても、（Ｒｙ）が本発明の範囲外であると、チューブ体（１２）内においてインク（１１）の逆流が発生してしまうことが分かる。また、表２の比較例２からは、（Ｒａ）・（Ｒｙ）ともに本発明の範囲外である場合は、さらに多くの本数のものがインク（１１）の逆流を発生してしまっている。
すなわち、比較例１および比較例２に示すようにボールペンリフィールおよび筆記具を形成してしまうと、チューブ体内壁面（１２ｃ）に残留したインク（１１）の影響により、前記インク（１１）の逆流が発生しやすいボールペンリフィールまたは筆記具となってしまうのである。
【００３７】
さらに、チューブ体内壁面（１２ｃ）粗さの限界数値についての実験を行ったところ、少なくとも、チューブ体内壁面（１２ｃ）粗さに関するパラメータをそれぞれ、算術平均粗さ（Ｒａ）は０μｍ＜Ｒａ≦１．０μｍの範囲に、最大高さ（Ｒｙ）は０＜Ｒｙ≦５．０μｍの範囲になるように形成することにより、チューブ体（１２）内でのインク（１１）の逆流が発生しにくくなることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、フロートを使用せずに、チューブ体（１２）内で加圧ガス（１３）側へのインク（１１）の流れ出しを防止し、安定した状態で、最後までインク（１１）が消費可能なガス加圧式筆記具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に適用するガス加圧式リフィールの縦断面説明図である。
【図２】本発明の実施形態２に適用するガス加圧式リフィールの縦断面説明図である。
【図３】本発明の実施形態２のガス加圧式リフィールを装備したガス加圧式筆記具の縦断面図である。
【符号の説明】
１０：筆記チップ
１０ａ：先端
１１：インク
１２：チューブ体
１２ａ：後方開放部
１２ｂ：先端
１２ｃ：内壁面
１３：加圧ガス
１４：尾栓
２０：接合部材
２０ａ：貫通孔
２１：収容筒体
２２：機密保持接合箇所
３０：チップ保持体
３１：外装部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas pressurized writing instrument in which pressurized gas is sealed.
[0002]
[Prior art]
Various types of gas pressurized writing instruments in which a pressurized gas is sealed have been proposed.
By the way, in the gas pressurized writing instrument, the ink is always pressurized by the gas in the tube body storing the ink, and writing is possible even when the pen tip is directed upward. As described above, when writing, the pressurized gas always pushes the ink in the tube body toward the writing chip, so that the pressure in the tube body constantly fluctuates, and the ink in the tube body is pressurized. The phenomenon of flowing out to the gas side (hereinafter referred to as ink backflow) is unlikely to occur.
However, the ink is not consumed during the non-writing, so the pressure inside the tube is higher than the pressure outside the tube, but since the tip of the writing tip is sealed with ink, the pressure inside the tube is almost zero. In a state of equilibrium and stored with the writing tip facing upward, there is a possibility that a backflow of ink in the tube body may occur. When the backflow of the ink is very small, no major trouble occurs in writing, but when the tube body is formed of a transparent resin, the aesthetic appearance is impaired and the advantage that the ink consumption can be confirmed. Is impaired. Furthermore, when a large backflow of ink occurs, a problem occurs in writing, and writing becomes impossible or close to it, resulting in a fatal defect as a writing instrument.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Utility Model Publication No. 61-44861
[0004]
For example, Japanese Utility Model Publication No. 61-44861 discloses a gas pressurized ball-point pen having a structure in which ink and pressurized gas are sealed in an ink cylinder and sealed with a tail plug.
(Conventional example 1)
In Conventional Example 1 disclosed in Patent Literature 1, in the configuration of the gas pressurized ballpoint pen, a float is provided at the boundary between the ink and the pressurized gas, and the float prevents backflow in the tube.
[0005]
However, when a float is provided, the number of parts increases and the cost increases. Furthermore, simply providing a float cannot completely prevent backflow of ink in the tube.
If the outer diameter of the float is too small with respect to the inner diameter of the tube, the ink may flow backward from the gap between the tube and the float. If the outer diameter of the float is too large relative to the inner diameter of the tube, the float may not move smoothly due to the decrease in the ink. Therefore, a delicate dimensional relationship is important for the gap between the tube body and the float, and the design is difficult.
Further, as shown in FIG. 1 of Conventional Example 1, a step is provided in the ink cylinder itself, and in a structure in which the inner diameter changes accordingly, the range that the float can follow is limited, and Until all of the ink is consumed, the effect of the backflow prevention of the ink by the float cannot be maintained.
[0006]
[Patent Document 2] Japanese Utility Model Publication No. Sho 58-120084
[0007]
FIG. 2 of Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-20084 discloses a gas-pressurized ball-point pen having a double-pipe configuration in which a pressure check cylinder is disposed outside an ink storage pipe. (Conventional example 2).
In FIG. 2 of Conventional Example 2 disclosed in Patent Literature 2, the float is not included in the configuration as in Conventional Example 1. In this case, the presence / absence of the backflow varies depending on the inner diameter of the ink storage tube. However, if the level is the same as that of the conventional example 1, the ink flows backward. By forming the pressurizing chamber as a double pipe, a pressurized gas chamber can be provided outside the ink containing pipe, and a sufficient volume of the pressurized gas chamber can be secured. Can be reduced as compared with a single-layer gas-pressurized ballpoint pen as in Conventional Example 1. It can easily be inferred that the capillary force is generated by the decrease in the inner diameter of the ink storage tube, and the backflow of the ink is prevented by the action of the capillary force, so that the float will not be required.
[0008]
However, the ink used in the gas pressurized writing instrument is used in order to prevent the ink from blowing out from the tip of the writing tip. It has a very high viscosity and a strong connection between components in the ink.
For this reason, preventing the backflow of the ink by the capillary force also impedes the outflow of the ink to the writing chip side, so that a defect occurs in writing, such as deterioration in the ability to follow fast writing. The overall balance of performance will be lost.
Therefore, it is difficult to prevent the backflow of the ink by simply reducing the inner diameter of the tube body, since a problem easily occurs even in writing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, it is difficult to completely prevent the backflow of the ink in the tube body of the gas pressurized ballpoint pen even if a float provided at the boundary between the ink and the gas is used. Further, even if the inner diameter of the tube body is reduced to prevent it by the action of the capillary force, it also prevents the outflow of ink to the writing chip side, so that there is a lot of variation in the quality of the writing implement, which is not satisfactory. Was.
Therefore, in the present invention, it is an object of the present invention to provide a gas-pressurized ball-point pen which can prevent backflow in a tube body of the gas-pressurized ball-point pen without using the float and can consume ink to the end in a stable state. And
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have conducted intensive studies and found the following phenomena.
Of course, writing consumes ink and reduces its height within the tube. As a result, the ink is reduced by writing in the tube, and the ink is minutely left on the inner wall surface of the tube, which is a gap. This is more noticeable as the inner wall surface roughness of the tube body increases.
The backflow phenomenon of the ink inside the tube in the gas pressurized writing instrument occurs because the interface located at the rear end of the ink transmits and diffuses the minute ink remaining on the inner wall of the tube as described above. is there.
Based on this phenomenon, it is necessary to control the roughness of the inner wall surface of the tube in order to prevent the backflow of the ink in the tube. Of course, it is necessary to keep the inner wall of the tube smooth, but in order to completely prevent the backflow phenomenon, it is necessary to pay attention to sudden changes in roughness (for example, some concave portions and convex portions). is necessary. Therefore, it has been found that the roughness of the inner wall surface of the tube needs to keep the arithmetic average roughness (Ra) and the maximum height (Ry) below a certain level.
More specifically, the present invention provides the following invention in order to prevent a backflow phenomenon of ink in a tube body in a gas pressurized writing instrument.
[0011]
The invention according to claim 1 includes a tube body provided with a writing tip at a tip and containing ink to be supplied to the writing chip therein, and a pressurized gas is provided in a space on a side opposite to the tip of the tube body. Wherein the arithmetic mean surface roughness (Ra) of the inner surface of the tube is in the range of 0 μm <Ra ≦ 1.0 μm, and the maximum height (Ry) is 0 μm. <Ry ≦ 5.0 μm.
As described above, by controlling the roughness of the inner wall surface of the tube body, the backflow of the ink to the pressurized gas side in the tube body caused by transmitting and diffusing the residual ink is prevented. When (Ra) is in the range of more than 1.0 μm, the ink tends to remain on the inner wall surface of the tube after the ink is consumed, and the ink interface touches and diffuses, thereby causing the backflow to the pressurized gas side. Is more likely to occur. Even if Ra is kept within 1.0 μm, if there are sudden irregularities, the ink tends to remain on the inner wall surface of the tube in the same manner. Therefore, it is necessary to further suppress (Ry) to within 5.0 μm. It becomes.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, a writing tip is provided at the tip and ink to be supplied to the writing tip is stored inside the writing tip, and the tube is opened rearward and communicates with a rear release portion of the tube. A gas pressurized writing implement having a space to be provided, having a housing cylinder body enclosing at least a part of the tube body, and pressurizing gas in a space provided between the housing cylinder body and the tube body. The arithmetic mean surface roughness (Ra) of the inner surface of the tube is in the range of 0 μm <Ra ≦ 1.0 μm, and the maximum height (Ry) is in the range of 0 μm <Ry ≦ 5.0 μm. It is characterized by the following.
Claims 1 and 2 differ only in the configuration of the pressurized gas space. Therefore, the same can be said for the inner surface roughness range of the tube.
[0013]
A third aspect of the present invention is directed to the gas-pressurized writing implement according to the first or second aspect, wherein a maximum inner diameter (D) of a portion of the tube body that stores the ink is 1.0 mm ≦ D ≦. It is characterized by a range of 3.0 mm.
As the shape of the tube body, not only a stepped shape as shown in FIG. 1 but also various shapes such as a straight shape or a tapered shape in which the diameter is reduced at a certain angle are known. The inner diameter maximum value (D) of the tube body is defined as a point where the inner diameter of the portion where the ink is stored in the tube body becomes maximum regardless of the shape of the tube body. It is desirable that the minimum inner diameter (d) of the portion of the tube body containing ink is also 1.0 mm or more. The reason is that if the minimum value of the above (d) is smaller than 1.0 mm, the capillary force becomes dominant in that portion and the backflow of the ink to the pressurized gas side can be prevented, but at the same time, This is because it also hinders the outflow and may make it difficult for the ink to follow the ink at the time of rapid writing.
The maximum value (D) of the inner diameter of the tube is desirably in the range of 1.0 mm ≦ D ≦ 3.0 mm. By setting the value in the above range, it is possible to further prevent the ink backflow.
If the maximum inner diameter of the tube containing ink is within the above range, proper control of capillary force and roughness of the inner wall of the tube prevents ink from flowing back to the pressurized gas side in the tube. it can. When the inner diameter of the tube is partially less than 1.0 mm, the capillary force becomes dominant at that part, so that the backflow of the ink to the pressurized gas side can be prevented, but at the same time, the tip side This may hinder the outflow of ink, and may make it difficult for the ink to follow the ink at the time of rapid writing. When the inner diameter of the tube is more than 3.0 mm, the effect of the capillary force is very weak, so that the backflow of the ink to the pressurized gas side is likely to occur.
[0014]
The invention according to claim 4 is a gas pressurized writing instrument according to any one of claims 1 to 3, which has a viscosity at 25 ° C of 10,000 mPa · s to 40,000 mPa · s. It is characterized by being prepared so that it becomes.
As described above, in the present invention, by adjusting the viscosity of the ink at 25 ° C. to be 10,000 mPa · s or more and 40,000 mPa · s or less, the ink is more difficult to flow to the pressurized gas side. It is.
If the viscosity of the ink at 25 ° C. is less than 10,000 mPa · s, the ink is too soft and the ink may flow backward in the tube.
On the other hand, if the viscosity of the ink at 25 ° C. exceeds 40,000 mPa · s, the “writing taste” may be heavy.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a gas-pressurized writing instrument according to any one of the first to fourth aspects, wherein the writing instrument contains a structural viscosity imparting agent.
Here, the “structural viscosity imparting agent” is for increasing the viscosity of the ink and for imparting the ink with the structural viscosity.
In the present invention, the viscosity of the ink is increased by adding a structural viscosity imparting agent to the ink, and the structural viscosity is imparted to the ink so that the ink is less likely to flow to the pressurized gas side. -ing
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a gas pressurized writing instrument according to any one of the first to fifth aspects, wherein a writing tip and a member constituting a pressurized gas space are integrated to form a barrel of the writing instrument. It is characterized by being a refill that can be detachably mounted inside.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 3 schematically illustrate an embodiment of the present invention, and are not necessarily based on an accurate scale.
[0018]
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a writing tip (10) made of a metal holding a writing ball at a tip (10a) or desirably a gas-impermeable or low-permeable resin, as shown in FIG. A tube (12) fixed to (10) and a tail plug (14) provided on the side opposite to the tip of the tube (12) are provided.
The tube body (12) is formed in a substantially cylindrical shape, and on the writing tip (10) side, any one of various inks (11) such as oil-based ink, water-based ink, and ink having shear thinning property is provided. It is contained (a follower may be provided at the rear of the ink (11)), and the other side of the chip is filled with a pressurized gas (13). The tail plug (14) is pressed into the vicinity of the end of the tube body (12) on the side opposite to the chip, and a pressurized gas (13) (dry air or nitrogen gas) is sealed on the side of the tube body (12) opposite to the chip. So that it does not leak outside. The pressurized gas (13) is not limited to dry air or nitrogen gas, and the tail plug (14) is not necessarily required.
[0019]
The material of the tube body (12) is not particularly limited as long as it can maintain the confidentiality of the pressurized gas (13) filled therein, and a metal material may be used, and gas permeability is low. Alternatively, an impermeable resin material may be used. As the resin material having low gas permeability or non-permeability here, ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), nylon, transparent nylon, polyethylene terephthalate (PET) can be used, and in particular, ethylene vinyl alcohol copolymer ( EVOH) is preferred.
As a molding method when the tube body is a resin, it can be molded by either an extrusion molding method or an injection molding method, but if the molding pressure is high, the structure becomes dense, and the surface roughness tends to be smooth. It is desirable to be formed by injection molding.
Further, the tube body (12) is not limited to the case where it is integrally formed. Specifically, for example, a tube body (12) for containing the ink (11) and a joint for connecting the tube body (12) and the writing tip (10) are separately formed, The tube body (12) may be formed by connecting these.
[0020]
The ink (11) is prepared by appropriately mixing a coloring agent, a solvent, a structural viscosity imparting agent, a resin, an additive, and the like.
[0021]
The structural viscosity imparting agent increases the viscosity of the ink (11) and imparts structural viscosity to the ink (11). By adding the structural viscosity imparting agent to the ink (11), the viscosity of the ink (11) is increased, and at the same time, the structural viscosity is imparted to the ink (11), and the pressurized gas ( This is to make it more difficult for the ink (11) to flow to the 13) side.
Further, when a structural viscosity imparting agent is added to the ink (11), the ink exhibits a relatively high viscosity at a low shear rate, but exhibits a relatively low viscosity at a high shear rate. Here, in the vicinity of the tip (10a) of the writing tip (10) during non-writing, the ink (11) is placed under a low shear rate. For this reason, the ink (11) to which the structural viscosity imparting agent is added exhibits a relatively high viscosity near the tip (10a) of the writing tip (10) during non-writing, whereby the writing tip (10) To prevent the ink (11) from leaking from the tip (10a). On the other hand, in the vicinity of the tip (10a) of the writing tip (10) during writing, the ink (11) is placed under a high shear rate. Therefore, the ink (11) to which the structural viscosity imparting agent is added exhibits a relatively low viscosity in the vicinity of the tip (10a) of the tip at the time of writing, whereby the writing can be performed smoothly.
[0022]
Specifically, for example, carbon black (specifically, for example, carbon black MA-100 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and fine particle silica (specifically, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., for example) Inorganic fine particles such as Aerosil 380 (trade name) can be used as a structural viscosity imparting agent. These inorganic fine particles may be used alone or in combination of two or more.
The content of the structural viscosity imparting agent is preferably from 0.1% by weight to 10% by weight based on the total amount of the ink (11), and particularly preferably from 1% by weight to 5% by weight based on the total amount of the ink (11). The following is preferred.
By setting the content of the structural viscosity imparting agent within the above range, the ink (11) in the tube body (12) can be prevented from flowing backward and can be written smoothly. is there.
[0023]
If the content of the structural viscosity imparting agent is less than 0.1% by weight with respect to the total amount of the ink (11), the structural viscosity of the ink (11) cannot be sufficiently increased. ) May cause a backflow of the ink (11). On the other hand, when the content of the structural viscosity imparting agent is more than 10% by weight based on the total amount of the ink (11), the structural viscosity of the ink (11) becomes too high, and thereby the writing taste becomes heavy, or The ink (11) may be clogged in the writing tip (10).
[0024]
Further, the ink (11) is prepared so that the viscosity at 25 ° C. is not less than 10,000 mPa · s and not more than 40,000 mPa · s. By adjusting the viscosity of the ink (11) at 25 ° C. to 10,000 mPa · s or more and 40,000 mPa · s or less, the backflow of the ink (11) in the tube body (12) is prevented, and the writing tip The ink (11) does not leak out from the tip (10a) of (10), but the writing taste is smooth.
If the viscosity of the ink (11) at 25 ° C. is less than 10,000 mPa · s, the ink is too soft, the ink (11) easily flows backward in the tube (12), and the writing tip (10) The ink (11) may leak from the tip (10a) of the ink. On the other hand, when the viscosity of the ink (11) at 25 ° C. exceeds 40,000 mPa · s, the backflow of the ink (11) can be suppressed, but the writing quality becomes heavy.
[0025]
(Embodiment 2)
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, a metal tip holding a writing ball at the tip (10a), or a writing tip (10) made of a resin that is desirably gas-impermeable or low-permeable, is provided at the tip (10a). An ink (11), such as an oil-based ink, a water-based ink, or an ink having shear-thinning viscosity, provided inside 12b) and supplied to the writing chip (10) is accommodated therein (follower is provided at the rear of the ink (11)). And a space communicating with the tube body rear opening part (12a) is provided, and the tube body (12) is included therein. The housing cylinder (21) is made of a material exhibiting low gas permeability or gas impermeability, and is provided with the tube body (12) and the housing. Tube (2 ) Is a gas-pressurized writing instrument enclosing the pressurized gas (13) (dry air or nitrogen gas) to provided in a space between. The pressurized gas (13) is not limited to dry air or nitrogen gas.
[0026]
In this gas pressurized writing instrument, a joining member (20) for maintaining the airtightness of the space between the tube (12) and the housing cylinder (21) is provided (in the present embodiment, the joining member (20) is The writing tip (10) and the housing cylinder (21) are joined), and the joining member (20) is formed from a material exhibiting low gas permeability or gas impermeability. The term “joining” is a concept including fitting, adhesion, welding, and the like.
The joining member (20) has a substantially hollow cylindrical shape having a front end portion expanded in a flange shape (having a through hole (20a) penetrating therein), and most of the other portions are the accommodation cylinder (21). Although it sinks from the front end, the flange-shaped front end prevents the tube body (12) from getting into the tube body (12) further.
[0027]
A joining member (20) formed of a material exhibiting low gas permeability or gas impermeability while maintaining the airtightness of the space between the tube body (12) and the housing cylinder body (21) is provided. 21) A tube provided between the writing tip (10) and the writing tip (10) inserted into the through hole (20a) provided in the joining member (20), and connected to the rear end of the writing tip (10). The body (12) is contained in the housing cylinder (21) so that the tube body (12) does not contact the outside air. By doing so, the range of choices for the material of the tube body (12) is expanded, and a material other than low gas permeability or impermeability can be used for the tube body (12). As a result, for example, a resin material having high oil resistance, liquid resistance, transparency, and moldability can be used. For example, polypropylene (PP), polyethylene (PE), or the like can be used. Furthermore, if the transparency is not important, there is no problem even if a metal material is used for the tube body (12). In addition, in this embodiment, although the whole tube body (12) is covered with the housing cylinder (21), it is also possible to cover only a part of the tube body (12) with the housing cylinder (21). The material of the housing cylinder (21) is not particularly limited as long as it can maintain the confidentiality of the pressurized gas (13) filled therein. A transparent or impermeable resin material may be used. As the resin material having low gas permeability or impermeability as used herein, ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), nylon, transparent nylon, polyethylene terephthalate (PET) can be used, and particularly, ethylene vinyl alcohol copolymer ( EVOH) is preferred.
Matters relating to the ink (11) are the same as in the first embodiment.
As shown in FIG. 3, when the gas pressurized writing instrument shown in FIG. 2 is used as a refill, the tip holder (30) and the exterior member (31) are provided so as to cover the gas pressurized refill shown in FIG. The chip holder (30) and the exterior member (31) may be detachably joined.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
Table 1 below shows the configurations of Example 1 and Comparative Example 1 relating to Embodiment 1 and Table 2 shows the configurations of the ballpoint pen refills of Example 2 and Comparative Example 2 relating to Embodiment 2, and the tube bodies of these ballpoint pen refills ( The evaluation of the backflow of the ink (11) toward the pressurized gas (13) in 12) is shown below.
[0029]
Here, the ball-point pen refills shown in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 are formed so that the inner wall surface (12c) of the tube has a different roughness.
For the writing tip (10) used for each ballpoint pen refill shown in Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the material of the ball was a cemented carbide, the material of the holder was stainless steel, The diameter of the ball is 1.0 mm.
With respect to the ink (11) used for the ballpoint pen refill, the viscosity of the ink (11) at 25 ° C. was 30,000 mPa · s, and as a structural viscosity imparting agent, Aerosil 380 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was 3.0. % Added.
The pressure of the pressurized gas (13) at the time of assembling the ballpoint pen refill was set to 0.3 MPa in absolute pressure.
[0030]
In addition, the test of “backflow of ink (11)” was performed using an automatic writing tester based on ISO standard 14145-1.
Writing speed: 4.5 m / min
Writing angle: 60 °
Writing load: 1.96N
After writing 200m under the conditions of
With the chip facing upward, store it in an environment of 25 ° C. for 3 days, and then
It was observed whether or not the ink (11) was flowing toward the pressurized gas (13).
[0031]
The evaluation of the “backflow of the ink (11)” was made by performing the above test on ten ballpoint pens.
(A) There was no ink (11) flowing out to the pressurized gas (13) side.
→ Evaluation "○"
(B) At least one ink (11) was flowing toward the pressurized gas (13).
→ Evaluation "×"
And
[0032]
Table 1 below shows the material of the tube body (12) and the arithmetic average roughness (Ra) of the wall surface (12c) of the tube body used in Example 1 and Table 2 for the example and the comparative example. And the maximum height (Ry) and the maximum inner diameter (D) of the tube body (12) at the portion filled with the ink (11). Further, the right side of each table shows the number of ink backflows and the evaluation results when evaluated under these conditions. Shaded portions in each table are conditions outside the scope of the claims of the present invention.
The inner wall surface (12c) of the tube was measured for roughness (Ra) and (Ry) using a non-contact three-dimensional measuring device (Mitaka Optical, NH-3) at a measuring pitch of 5 μm, a measuring distance of 2 mm and a cut-off value of 0. It was measured under a measurement condition of 0.8 mm.
[0033]
Table 1 Examples and Comparative Examples according to Embodiment 1

[0034]
Table 2 Examples and Comparative Examples of Embodiment 2

[0035]
From the results in Tables 1 and 2, in the ballpoint pen refills of Examples 1 and 2 of the present invention, a backflow of the ink (11) toward the pressurized gas (13) in the tube body (12) was observed. I couldn't. That is, as shown in Example 1 and Example 2, by forming a ballpoint pen refill or a writing instrument in which the roughness of the inner wall surface (12c) of the tube falls within the scope of the present invention, the ink (11) can be used. It can prevent backflow.
[0036]
On the other hand, looking at Comparative Examples 1 and 2 in the same manner, there is a disadvantage that the backflow of the ink (11) occurs in the tube (12).
From Comparative Example 1 in Table 1, it can be seen that even if the inner wall surface (12c) of the tube has a roughness (Ra) within the range of the present invention, if (Ry) is out of the range of the present invention, the inside of the tube body (12) will not. It can be seen that the reverse flow of the ink (11) occurs at the time of (1). Further, from Comparative Example 2 in Table 2, when both (Ra) and (Ry) are out of the range of the present invention, a larger number of inks (11) have caused a backflow of the ink (11).
That is, when the ballpoint pen refill and the writing implement are formed as shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a backflow of the ink (11) occurs due to the effect of the ink (11) remaining on the inner wall surface (12c) of the tube. It becomes an easy-to-use ballpoint pen refill or writing instrument.
[0037]
Further, when an experiment was performed on the limit value of the roughness of the inner wall surface of the tube (12c), at least the parameters relating to the roughness of the inner wall surface of the tube (12c) were respectively arithmetic average roughness (Ra) of 0 μm <Ra ≦ 1. By forming the maximum height (Ry) in the range of 0 μm so that 0 <Ry ≦ 5.0 μm, the backflow of the ink (11) in the tube body (12) is less likely to occur. Was confirmed.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the ink (11) from flowing toward the pressurized gas (13) in the tube body (12) without using a float, and to maintain a stable state at the end. It is possible to provide a gas pressurized writing instrument that can consume the ink (11).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory longitudinal sectional view of a gas pressurized refill applied to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view of a gas pressurized refill applied to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a gas pressurized writing instrument equipped with a gas pressurized refill according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Writing tip
10a: Tip
11: Ink
12: Tube body
12a: rear opening part
12b: Tip
12c: inner wall surface
13: Pressurized gas
14: Tail plug
20: Joining member
20a: Through hole
21: accommodation cylinder
22: Confidentiality joint
30: Tip holder
31: Exterior material

Claims

A writing chip is provided at the tip, and a tube body in which ink to be supplied to the writing chip is stored.
A gas pressurized writing implement comprising a pressurized gas sealed in a space on the anti-tip side of the tube body,
The arithmetic average surface roughness (Ra) of the inner surface of the tube is in a range of 0 μm <Ra ≦ 1.0 μm,
A gas pressurized writing implement characterized in that the maximum height (Ry) is in the range of 0 μm <Ry ≦ 5.0 μm.

A writing tip is provided at the tip and the ink to be supplied to the writing tip is stored therein, and a tube body opened at the rear,
A space that communicates with the rear release portion of the tube body is provided, and a housing cylinder that includes at least a part of the tube body,
A gas-pressurized writing instrument, which is obtained by sealing a pressurized gas in a space provided between the housing cylinder and the tube.
The arithmetic average surface roughness (Ra) of the inner surface of the tube is in a range of 0 μm <Ra ≦ 1.0 μm,
A gas pressurized writing implement characterized in that the maximum height (Ry) is in the range of 0 μm <Ry ≦ 5.0 μm.

3. The gas-pressurized writing implement according to claim 1, wherein a maximum inner diameter (D) of a portion of the tube body that stores the ink is in a range of 1.0 mm ≦ D ≦ 3.0 mm. 4.

The gas-pressurized type ink according to claim 1, wherein the ink has a viscosity at 25 ° C. of 10,000 mPa · s or more and 40,000 mPa · s or less. Writing implement.

The writing instrument according to any one of claims 1 to 4, wherein the ink contains a structural viscosity imparting agent.

A gas filler, wherein the writing tip according to any one of claims 1 to 5 and a member constituting a pressurized gas space are integrated to form a refill that can be detachably mounted in a barrel of a writing instrument. Pressure refill.