JP2005288863A

JP2005288863A - 液収容部材

Info

Publication number: JP2005288863A
Application number: JP2004106939A
Authority: JP
Inventors: Masaki Shigemori; 正樹重盛; Atsushi Tamai; 淳玉井; Takashi Yamatani; 高志山谷
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【目的】インキ収容部材は、圧入接続での応力によるクラックや割れや、高温環境下での変形がなく、インキ収容部材及びその接合部分からの収容液及び圧縮気体の流出を抑制できる。
【構成】ポリブチレンナフタレートにより、修正液の液収容管やボールペンのインキ収容管、その他塗布液用の液収容部材を、射出成形や押出成形によって得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボールペン、サインペン、マーカー、万年筆、小管ペンなどの筆記具や、修正具、液状化粧料の吐出容器のような塗布具の内部に、インキや修正液、化粧料などを直接又は繊維集束体などに含浸させて収容する液収容部材に関する。

ポリプロピレン樹脂によって、インキを収容する軸筒を形成し、透明性を有しインキの視認性に優れたもの（特許文献１参照）、さらに気密性に優れ、インキ減量を抑制させるようにポリエチレンテレフタレートのコポリマー製樹脂によって、キャップ、軸筒、インキ収容筒などの部材を形成させたもの（特許文献２参照）、さらに耐熱性や耐衝撃性に優れ、インキの蒸発等を防止させるようにポリエチレンナフタレート樹脂によって、筆記又は塗布具用部材を形成させたもの（特許文献３参照）などが知られている。
特開２００１−３１０５９３公報特開平０７−１４９０９３号公報特開平０９−０８５１６０号公報

特許文献１に開示されているような、ポリプロピレン樹脂によって、インキ収容部材を形成させたものでは、外部からインキの残量や色などの状態を視認することができるという利点がある。しかし、ポリプロピレン樹脂は、連通する分子間の孔が大きく、酸素や窒素及び二酸化炭素、水素等の気体の分子を容易に通してしまう。このため、収容したインキが蒸発して減量しやすく、また、圧縮した気体を封入して、直接又は間接的にインキを押して吐出支援をなす筆記具や塗布具などの場合では、このような押圧力による吐出支援をなさないとインキが吐出しないような、例えば高粘度のインキを使用するものがあり、長期放置を行うと、軸筒の内部から外部へ次第に圧力が放出され、圧縮された気体の圧力が大気圧に近づいてしまい、圧力でインキ吐出の支援をなせなくなり、インキのカスレや吐出不良を引き起こしてしまうという問題点があった。

特許文献２に開示されているような、ポリエチレンテレフタレートのコポリマー製樹脂によって、インキ収容部材を形成させたものでは、常温ではポリプロピレン樹脂より、気密性が優れているものの、熱変形温度が低いため、夏期の自動車内などの高温環境下に長期間置かれた場合に、部材が変形することがあった。即ち、圧入などの部品間の接続構造がある場合には、熱変形により接続関係が緩み、インキ洩れや、前述のものと同様、内部に圧縮した気体を封入したものなどでは、気体が外部へ流出して、同様にカスレやインキの吐出不良を引き起こしてしまうという問題点があった。

特許文献３に開示されているような、ポリエチレンナフタレート樹脂は、ナフタレン環を基本構造内に有しているため分子が平面状に配向する傾向があり、その結晶部分が層状に剥離する現象が起こり易く、そうすると部品間での圧入などの外的な応力が加わったり疲労が蓄積するとクラックや割れなどが発生してしまう。このため、部材間の接合部分での気密・液密性が阻害されて収容したインキが蒸発して減量し易く、また、圧縮した気体を封入して、直接又は間接的にインキを押して吐出支援をなす筆記具や塗布具などの場合では、前述のものと同様、内部に圧縮した気体を封入したものなどでは、気体が外部へ流出して、同様にカスレやインキの吐出不良を引き起こしてしまうという問題点があった。

主に基本骨格中に下記（化１）にて示される構造部分を有する高分子物質からなる液収容部材を要旨とするものである。

主に基本骨格中に上記（化１）にて示される構造部分を有することから、連通する分子間の孔が小さく、酸素や窒素及び二酸化炭素、水素等の気体の分子の通過を抑制する。すなわち収容した内容液の蒸発による減量が極力抑制される。また内部に気体を圧縮して密閉収容し、この圧縮した気体によって内容液の吐出支援をなす筆記具や塗布具では、長期放置しても内部から外部への圧力の放出が抑制され、内容液のカスレや吐出不良が極力抑制される。さらにポリエチレンテレフタレートのコポリマー製樹脂より熱変形温度が高いため、高温環境下に長時間放置されても液収容部材が変形することがなく、液収容部材と圧入接合部材の圧入又は嵌合の緩みも極力抑制される。また、前記高分子物質はナフタレート環を有するため層剥離しやすい分子構造であるものの、アルキレングリコール部分が１，４−ブタンジオールであるため、アルキレングリコール部分がエチレングリコールであるポリエチレンナフタレート樹脂と比較して、分子鎖が長くなるために分子の骨格が柔軟性に富み変形し易く、圧入又は嵌合部等の応力によって割れを抑制しする。また基本骨格中に下記（化２）を有することにより、結晶化速度が遅くなり透明性を有するものである。すなわち収容したインキや塗布液などの内容液の残量や色などを視認することができる。

本発明は、インキや修正液、化粧料などを、直接的に自由状態で収容したり、繊維集束体などに含浸させて間接的に収容する液収容部材に使用でき、インキなどを内蔵する筆記具や塗布具、保存容器に好適に使用できるものであるが、特に、インキなどの内溶液の蒸発や、外部からの水蒸気の侵入などを抑制したい場合に有効に作用するものである。更に、内部に気体を圧縮して密閉収容し、この圧縮した気体によって、内容液の吐出支援をなすものに関しては、圧力の放出を抑制し、筆記具や、塗布具の使用中における、カスレなどの吐出不良を抑制できるものである。

少なくとも主鎖に上記（化１）にて示される構造部分を有する高分子体としては、押出成形用のＴＱＢ−ＯＴ、射出成形用のＴＱＢ−ＫＴ（ポリブチレンナフタレート、帝人化成株式会社製）が好適に使用できる。
また、ポリブチレンナフタレート樹脂とポリエチレンナフタレート樹脂とを押出成型機内で反応押出法により重合反応させ、基本骨格中に上記（化１）と上記（化２）にて示される構造部分が有する高分子樹脂の押出成形品を使用することもできる。具体的には、帝人化成株式会社製のＴＱＢ−ＯＴと帝人化成株式会社製のテオネックスＴＮ８０６５とを押出成型機内で重合したものが挙げられる。このものは、更に基本骨格中に上記（化２）にて示される構造部分を有することにより、結晶化速度が遅くなり透明性を有し、内溶液の色や残量を視認できるものである。

以下、図面に基づき説明する。
図１は、インキ１を液収容管２に直接収容したボールペンである。液収容管２は、ポリブチレンナフタレート樹脂（帝人化成株式会社製、ＴＱＢ−ＯＴ、（主鎖に上記（化１）にて示される構造部分を有する高分子体）の押出成形品である。液収容管２の先端開口部には、筆記部材としてのボールを回転自在に抱持したボールペンチップ３が圧入接続されている。接続方法は、圧入接続にのみ限られるものではなく、接着剤などを介在させてもよいし、熱溶着、超音波溶着、高周波誘導加熱による加熱により融着などとすることもでき、生産性、密閉性、耐久性を考慮して適宜行うことができる。

液収容管２内のインキ１の界面に接触して、インキが消費されることに伴うインキの界面の移動に追従して移動するフォロワー流体４が配置されている。フォロワー流体４は、シリコーンオイルである。尚、フォロワー流体４は、インキ界面との接触を維持しながらこの界面に追従するものであればよく、その成分は特に限定されるものではない。例えば、低分子量の炭化水素系合成油であるポリブテン、αオレフィン、ポリαオレフィンや、ワセリンや、これらを微粒子シリカやデキストリン脂肪酸エステル等でゲル化した高粘度ゲル状体などでもよい。

本例に用いた帝人化成株式会社製のＴＱＢ−ＯＴという材料は、連通する分子間の孔は小さく、約７ｃｃ／ｍ^２ｄａｙ／２５μｍ・２３℃／Ｏ_２の高いガスバリア性であるため、長期放置を行っても、収容したインキ１の蒸発による減量を極力抑制することができる。また、熱変形温度（ＪＩＳＫ７２０７）が約８０℃／１８．６ｋｇ／ｃｍ^２であるため、高温環境下に長時間放置されても変形することがなく、液収容管２とボールホルダー３の接続部分に緩みもなく、接合部分からのインキ１の流出を抑制できる。
また、アルキレングリコール部分が１，４−ブタンジオールであることにより、分子の骨格が柔軟性に富み変形し易いため、ボールペンチップ３の圧入接続での応力によるクラックや割れなどが抑制できる。

図２に示した一例は、内溶液として、粘度が７００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）である修正液５を収容する修正液用の塗布具であり、液収容管２は、上述の一例と同じポリブチレンナフタレート樹脂の押出成形品である。液収容管２の先端には、ポリブチレンテレフタレート樹脂の射出成形品である前軸６が、圧入状に挿入されて接続され、後端開口部はポリブチレンテレフタレート樹脂の射出成形品である尾栓７が、同じく圧入状に挿入されて接続されている。図示はしないが前軸６と尾栓７のいずれの部材も液収容管２に内挿される部分に周状の外方突部を有しており、該部における液密・気密性を高めている。前軸６の先端開口部には、ボールが回転自在に抱持されたボールペンチップ３が圧入固着されている。

液収容管２の内部には、修正液５の界面に接触して、フォロワー８が配置されている。フォロワー８は、有底筒体の形状を有し、硬度６５゜（デュロー硬度タイプＡ）の、ポリエステル系の熱可塑性エラストマーの射出成形品であり、液収容管２の内壁に周状当接して液収容管２の修正液５の収容されている部分と修正液５の収容されていない空間部分９とを液密・気密に区画している。本例のものでは、この修正液５の収容されていない空間部分９が尾栓７によって密閉されており、該空間に圧縮空気を収容することによって、その圧力にてフォロワー８をボールペンチップ方向に付勢し、修正液５を押すことによって液の吐出支援をなすものとしてある。本例のもののように、高粘度の液体を吐出させようとする場合には、このように強制的に液を押し出す手段を備えることが好ましいといえ、液を押し出す手段としては、圧縮空気を密閉するものとして、ポンプ機構を備えるものとして必要に応じて空気を追加できるものとしてもよいし、コイルスプリングなどの弾撥部材を利用することなどもできる。内溶液が圧力を受けるものとしていることから、前述の前軸６に接続されているボールペンチップ３は、抜け強度が４２．５ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入接続されているものであり、気体の圧力によって、ボールペンチップ３が外れ、修正液５が外部に飛散してしまうことを防止するものである。尚、フォロワー８は、修正液５の白色と誤認しないために黄色に着色されている。もっと明度や色調の異なる色、例えば黒色などとしてもよく、透明性を有する液収容管２の外部から液の残量を視認することができる。

本例に用いた帝人化成株式会社製のＴＱＢ−ＯＴという材料は、アルキレングリコール部分が１，４−ブタンジオールであることにより、分子の骨格が柔軟性に富み変形し易いため、液収容管６の先端開口部へのボールペンチップ３の圧入接続での応力によるクラックや割れなど抑制できることは前述の一例と同様であり、また、高温環境下に長時間放置されても部材が変形することがなく、液収容管６へボールペンチップ３が圧縮された気体によって外れない比較的強い強度での圧入による応力であっても、接続部分の緩みもなく、接合部分からの圧縮された気体の流出を抑制できる。また、ポリブチレンナフタレートの連通する分子間の孔は小さく、高いガスバリア性であるため、長期放置を行っても、圧縮された気体の透過を抑え、塗布液の吐出の支援をなす圧力を維持することができる。また、分子間の孔が小さいことによって、収容した修正液５の蒸発による減量を極力抑制することができる。

一例を示す縦断面図。他の一例を示す縦断面図。

符号の説明

１インキ
２液収容管
３ボールペンチップ
４フォロアー流体
５修正液
６前軸
７尾栓
８フォロアー
９空間部分

Claims

主に基本骨格中に下記（化１）にて示される構造部分を有する高分子物質からなる液収容部材。
前記高分子物質の基本骨格中に、更に下記（化２）にて示される構造部分を有すると共に、透明性である請求項１記載の液収容部材。
圧縮気体の押圧力にて内容液の吐出支援をなす請求項１又は請求項２記載の筆記具または塗布具用液収容部材。