JP2006123354A

JP2006123354A - 塗布具

Info

Publication number: JP2006123354A
Application number: JP2004314814A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tamai; 淳玉井
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【目的】隔壁部材の移動抵抗を抑制して、圧縮気体の圧力を、圧力が不足せず過剰にもならない必要十分になるよう設定し、塗布液の吐出阻害または過剰吐出を抑制する塗布具を提供する。
【構成】塗布液を収容する容器内に圧縮気体を密閉して収容すると共に、この容器内に圧縮気体と塗布液とを区画する、隔壁部材と、この隔壁部材と容器内壁との間に、任意の平滑面上に前記撥塗布液流体を塗布したものに対する塗布液の接触角（２５℃）が９０゜より大きい撥塗布液流体とを配置した塗布具とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、隔壁部材の塗布先側に塗布液を収容すると共に、隔壁部材の後方に圧縮気体を密閉して収容し、圧縮気体の押圧力にて隔壁を塗布先側に移動させて、塗布液の塗布先よりの吐出支援をなす塗布具に関する。

従来、筆記具用のインキや修正液、糊、液状の化粧料など塗布液を収容する容器内に圧縮気体を密閉して収容し、この圧縮気体の押圧力にて塗布液の塗布先よりの吐出支援をなす塗布具が知られている。

例えば、塗布液の界面上に球状の部材を浮設させたもの（特許文献１参照）や、容器の内壁に周状に摺接する部分を有する合成樹脂製のフォロア部材を配置したもの（特許文献２参照）などが知られている。また、塗布液と相溶性のない液状物を塗布液の界面部分に層状に充填して容器の内壁に周状に接触させたもの（特許文献３参照）も知られている。
特開昭５５−１５２０９８号公報特開昭５９−２０７２９５号公報特開平１０−２３６０６５号公報

圧縮した気体によって塗布液の吐出支援をなすものでは、塗布液の塗布先とは反対側の位置に圧縮気体が配置され塗布液が押圧されるようになさなければならない。また、圧縮気体が塗布液より先んじて塗布先から流出して、塗布液を押圧する力を失うことも抑制しなければならないので、圧縮気体の位置が塗布液と入れ替わってしまうことを抑制する必要がある。

特許文献１に開示されているような、球状部材を塗布液の界面上に浮設させたものでは、浮設させるために、容器の内径よりも径の小さいものとしている。即ち、このようなものは「隔壁部材」とは呼べないものであり、塗布液と圧縮気体は容器の内壁付近で実質的には接触しているため、落下などの衝撃が生じると、この接触部分を塗布液が通過し、通過した塗布液と同量の圧縮気体が隔壁部材の塗布先側へ置換してしまい、結果としてカスレや吐出不良となってしまうという問題が生じていた。また、隔壁部材を容器内に配置する際においても、塗布液の界面に隔壁部材が接触する時に僅かでも圧力が付与すると、その圧力によって、接触部分を塗布液が通過して隔壁部材の後方へ流出し、隔壁が塗布液中に埋没した形態となってしまい、塗布液と圧縮気体を隔離する隔壁部材としての機能を失ってしまうという問題があった。

また、特許文献２に開示されているような、容器の内壁に周状に摺接する部分を有する合成樹脂製のフォロア部材を配置したものでは、当然ながら、吐出による塗布液の収容体積の減少から圧縮気体が充填されている空間体積が増大し、圧縮気体の量（モル数）は一定なので温度が一定であれば、空間体積が大きくなるとそれだけ圧力は減少することと、特に、射出成形の場合では、容器の内壁は塗布先側に近づくにつれて少なからず小径となっているので、隔壁部材と容器の内壁との接触体積が増え次第に移動抵抗が強くなることになり、移動しにくくなった隔壁部材によって塗布液も移動しにくく制限され塗布液の吐出不良となってしまうことがあった。このような現象を事前に考慮して、初期に充填する圧縮気体の圧力を過剰に強くすると、初期段階での吐出において、塗布面に対して塗布液が吹き出したり、塗布先から洩れたりしてしまうという問題点が生じてしまうものであった。さらに、合成樹脂製のフォロア部材は、容器の内壁に周状に摺接させるために、フォロア部材の最大外径は、容器の内径よりも大径となっている。これは、組立時に、容器の内壁にフォロア部材を圧入することになる。圧入によって、容器内壁とフォロア部材が擦り合い、一方又は双方の軸方向にキズが生じてしまうことがある。このキズの発生により、フォロア部材が、容器の内壁に周状に摺接しない場合が生じることになり、塗布液と圧縮気体が容器の内壁付近で接触することになる。落下などの衝撃が生じると、この接触部分を塗布液が通過し、通過した塗布液と同量の圧縮気体が隔壁部材の塗布先側へ置換してしまい、結果としてカスレや吐出不良となってしまうという問題が生じていた。
この他、成形上、容器内壁にひけが発生した場合も、塗布液と圧縮気体が容器の内壁付近で接触することになり、キズと同様、圧縮気体が隔壁部材の塗布先側へ置換しカスレの問題を生じるものであった。

特許文献３に開示されているような、塗布液と相溶性のない液状物を塗布液の界面部分に層状に充填して容器の内壁に周状に接触させたものは、塗布液と相溶性のない液状物の層が移動する際に容器の内壁面に付着している塗布液を掻き取っていく必要があるが、速記などで、連続して塗布を繰り返し、容器内の塗布液を多量に使用すると、塗布液の界面位置は大幅に変化し、容器の内壁に接触している液状物が取り残され、移動した液状物が塗布液内に陥没した状態が生じる。これが進行すると液状物の層が壊れて圧縮空気と塗布液とが直接接触することとなり、塗布液と圧縮気体の置換が生じて位置関係が損なわれ、圧縮気体が塗布先へ移動し、塗布先から外部へ流出してしまうことになってしまうという欠点があった。特に容器が、交換式リフィールタンクである場合など、容器の内径が比較的小径となるものの場合は、吐出によって変化する軸心位置の界面変位及びその移動速度は更に大きくなり、早い段階で、圧縮気体が塗布先から外部へ流出し、カスレ、吐出不良点となってしまうという問題があった。また、容器が透明性のある、中身が視認可能な材質で形成されている場合は、内壁に付着した塗布液によって塗布液の消費状況を確認することができないという問題点もあった。

本発明は、塗布液を収容する容器内に圧縮気体を密閉して収容すると共に、この容器内に圧縮気体と塗布液とを区画する、隔壁部材と、この隔壁部材と容器内壁との間に介在する撥塗布液流体とを配置し、撥塗布液流体は、任意の平滑面上に撥塗布液流体を塗布したものに対する塗布液の接触角（２５℃）が９０゜より大きいものである塗布具を要旨とする。

圧縮気体の押圧力にて塗布先方向に移動して塗布液の塗布先よりの吐出支援をなす隔壁部材の容器内壁との間に撥塗布液流体が配置されているので、隔壁部材の摺接する部分は実質的に直接容器の内壁と接触せずに移動することになり、容器の内壁と隔壁部材の摺接する部分の固体同士の摩擦が避けられ移動抵抗を抑制することができるので、容器の内壁にキズやひけによる凹みがあった場合でも、撥塗布液流体が、凹みに入り込んで埋めるので、摺接する部分が凹んだ部分を通過する際の移動抵抗を極小とすることができ、初期状態での圧縮気体による押圧力を塗布液の量に応じて、不足せず過剰にもならない必要十分な設定とすることができる。よって、圧縮気体の圧力が移動抵抗により不足して、塗布液の吐出を阻害したり、移動抵抗を予測して圧力を多くすることにより、塗布液の吐出が過剰になってしまうことを抑制し得、管理し難い容器の内壁の表面状態に極力影響されないものとすることができ、大量生産の不良率の低減に寄与しえる。
撥塗布液流体は、この撥塗布液流体を任意の平面上に塗布した面に対する塗布液の接触角（２５℃）を９０゜より大きくして、塗布液と撥塗布液流体が混ざり合わないようになしているので、塗布液と撥塗布液流体の位置関係を入れ替えてしまうことがない。これにより、隔壁部材の後方への塗布液の流出が防止され、隔壁部材が塗布液中に埋没した形態となることによって塗布液と圧縮気体を隔離する隔壁部材としての機能を失ってしまうということを抑制し得る。この塗布液と圧縮気体を隔離する機能の維持は、透明性のある容器などにおいては、塗布液の残量の確認をなすことができる。

本発明の塗布具に使用される塗布液は、特に４００ｍＰａ・ｓ以上（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）といった比較的高粘度の流体を使用する場合に良好である。即ち、高粘度の流体は、微細な吐出口から吐出するには、流動性や毛細管力によって塗布液が移動し難く不利であるが、流動性や毛細管力に逆らうだけの圧力をかけることによって塗布液を押し出せば円滑な吐出が保証されることとなる。特に、酸化チタンなどの比重の重い顔料を使用した修正液では、酸化チタンの沈降凝集が吐出された塗布跡形成に大きく影響することになるが、液自体を高粘度にすることによって酸化チタンの沈降凝集を抑制することが可能となる。本発明は、このような高粘度の修正液を収容した容器に圧縮気体を封入して使用するに際して、極めて効率的かつ確実に、圧縮された気体と修正液との置換を防止し、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。

以下、図面に基づき一例について説明する。
図１に示したものは、内部にメチルシクロヘキサンを主溶剤とし、酸化チタン等の白色顔料を分散した、６９０ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）の高粘度に設定してある修正液１を収容した修正塗布具の一例である。修正液１は、塗布後の塗布面の速乾性が必要とされ、蒸気圧、蒸発速度などから有機溶剤を適宜選択することができるが、大気中に放出しても光化学スモッグの原因にならず、また、有機溶剤中毒予防規制を受けず比較的毒性の低い炭化水素系有機溶剤であるメチルシクロヘキサンが好ましく使用できる。また、白色顔料としては、酸化チタンの他に酸化亜鉛などが挙げられるが、白色度、隠蔽力、屈折率が比較的大きいことから白色顔料として、酸化チタンを用いるのが望ましい。軸２は、透明性を有するポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートコポリマーの押出成形品であり、この軸２の内部には、修正液１が直接収容されている。軸２は、修正液１の主溶剤であるメチルシクロヘキサンにより、膨潤、融解、溶解、分解などによる形状変化をほとんど生じないもので、且つ、２００ｃｃ／ｍ^２ｄａｙ／２５μｍ・２３℃／Ｏ_２以下のガス透過性の低い材質である。また、外部から修正液１の残量が視認できるような透明若しくは半透明のものであれば、ポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートコポリマーに限られるものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートコポリマーの他にポリエチレンテレフタレート、ナイロン１２、ナイロン６、非晶性ナイロン、微結晶性ナイロン、半芳香族性ナイロン、脂肪酸ナイロン、ポリアクリロニトリル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレンナフタレートポリエチレンテレフタレートコポリマー、ポリエチレンナフタレートとポリエチレンテレフタレートのポリマーアロイ、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートのポリマーアロイ、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられる。

軸２の先端には、ポリブチレンテレフタレート製の射出成形品である前軸３が接続されている。また、前軸３の先端には、ボール４が回転自在に抱持されたボールホルダー５が接続されている。前軸３は、軸２と同様に修正液１と直接接触するので、修正液１の主溶剤であるメチルシクロヘキサンにより、膨潤、融解、溶解、分解などによってほとんど形状変化しない材質としている。ボール４はコイルスプリング６にて前方付勢されており、ボールホルダー５の内縁に液密に当接して修正液１の吐出を制御する弁として機能している。また、前軸３は、軸２の先端に、前軸３の軸２からの抜け強度が３８．１ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入接続され、ボールホルダー５は、前軸３の先端に、ボールホルダー５の前軸３からの抜け強度が４２．７ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入接続されている。これは、後述する、軸２内に充填されている圧縮空気７の圧力によって、前軸３及びボールホルダー５が外れ、修正液１が外部に飛散してしまうことを防止するためである。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、熱、超音波、振動による溶着などが挙げられ、生産性、密閉性、軸２や前軸３、ボールホルダー５の材質による耐久性を考慮して適宜行うことができる。

軸２内の修正液１の界面後方に修正液１の消費に伴う修正液１の界面の移動に追従して移動する移動隔壁８が撥修正液流体９の層を介して配置されている。移動隔壁８は、有底筒体の形状を有し、黒色の、硬度６４゜（デュロー硬度タイプＡ）の、ニトリルゴムの射出成形品である。この移動隔壁８は、修正液１との間に、撥修正液流体９を層状に配置してあるので、修正液１と移動隔壁８は、直接触していない。このため、移動隔壁８は、軸２や前軸３のように、修正液１の主溶剤であるメチルシクロヘキサンにより、膨潤、融解、溶解、分解などによる形状変化をほとんど生じない材質に限定する必要がなく、例えば、ニトリルゴムの他、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルイソプレンゴムなどの加硫ゴム、ポリエステル系、ニトリル系、ポリアミド系、フッ素系、オレフィン系、ポリスチレン系、ポリウレタン系、エチレン酢酸ビニル系、ポリ塩化ビニル系などの熱可塑性エラストマーなどが、経時的な劣化や、硬度、成形性、価格、着色等によるデザインなどに対応した材質が適宜選定できる。また、本発明は、撥修正液流体９を、軸２の内壁と移動隔壁８の間に配置し得るものであればよく、移動隔壁９と修正液１が直接接触する場合もある。この場合には、軸２や前軸３と同様、修正液１の主溶剤であるメチルシクロヘキサンにより、膨潤、融解、溶解、分解などによる形状変化をほとんど生じない材質である、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴムなどの加硫ゴム、ポリエステル系、ニトリル系、ポリアミド系、フッ素系などの熱可塑性エラストマーを使用すればよい。

軸２の後端開口部は尾栓１０で密閉され、尾栓１０と移動隔壁８の間の空間には、初期状態でゲージ圧（ゲージ名：ハンディマノメーターＰＧ−１００、日本電産コパル電子（株）製、標準大気圧１０１．３ｋＰａとの差圧を表示するゲージ）が２８０ｋＰａ、修正液１を吐出し使い終わった時に１２５ｋＰａとなるように圧縮空気７が充填されている。圧縮空気７による圧力は、移動隔壁８を介して修正液１を後ろから押して吐出の支援をなしている。尚、尾栓１０は軸２の内方側に開口部を有する有底筒体の形状を有するポリブチレンテレフタレートの射出成形品であり、圧縮空気７と直接接触しているので、軸２と同様に、ガス透過性の低い材質としている。また、合成樹脂製のものの他に、金属製の切削加工品などにより得られる部材であってもよい。また、圧縮空気７によって、尾栓１０が押し上げられ、外れてしまうことを防止するために、軸２の後端開口部へ、強度が４５．２ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入により接続されている。尾栓１０の接続方法は、前述した前軸３及びボールホルダー５の場合と同じように、圧入接続にのみ限られず、生産性、密閉性、軸２や尾栓１０の材質による耐久性を考慮して、接着剤、熱、超音波、振動による溶着などを適宜行うことができる。

図１のＩ部拡大図である図２に示すように、移動隔壁８の外方突部８ａより前方の部分の周囲には任意の平面上に塗布した撥修正液流体９に対する修正液１の接触角（２５℃）を１２６゜とし、修正液１と撥修正液流体９が混ざり合わないようになした、撥修正液流体９が層状に配置されている。この撥修正液流体１０は、修正液１と相溶しないグリセリンを主媒体として、増粘剤によって７１０ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）に増粘させたものである。粘度調整は、撥修正液流体９を移動隔壁８に常に付着するようになし、落下等の衝撃が加わっても、移動隔壁８から分離して修正液１内に浮遊しないように調整してある。即ち、移動隔壁８の外方突部８ａより前方の部分の周囲には、常に、この撥修正液流体９が配置されるようになしてある。

修正液１が吐出することに伴って、移動隔壁８と撥修正液流体９が追従することとなるが、移動隔壁８の外方突部８ａより前方の部分の周囲に、常に、撥修正液流体９が配置されているので、軸２の内壁を撥修正液流体９によって覆った部分に、移動隔壁８の外方突部８ａが移動してくることになる。したがって、移動隔壁８の外方突部８ａは、実質、直接軸２の内壁と接触せずに移動することになる。このため、軸２の内壁と移動隔壁８の外方突部８ａとの固体同士によって生ずる摩擦を避けることができ、修正液１の吐出に伴う、移動隔壁８の移動抵抗が抑制される。また、軸２の内壁にキズやひけによる凹みがあったとしても、撥修正液流体９が、凹みに入り込んで、凹み埋めるので、移動隔壁８の外方突部８ａが凹んだ部分を通過する際の移動抵抗を極小とすることができる。これらの修正液１の吐出に伴う、移動隔壁８の移動抵抗の抑制によって、初期状態での圧縮空気７による押圧力を修正液１の量に応じて、不足せず過剰にもならない必要十分にするように設定している。この不足せず過剰にもならない必要十分に設定した、圧縮空気７の圧力により、圧縮空気７の圧力が移動抵抗により不足して、修正液１の吐出を阻害したり、移動抵抗を予測して圧力を多くすることにより、修正液１の吐出が過剰になってしまうことを抑制することができ、特に、本例の軸２のようなポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートコポリマーやポリエチレンナフタレートなどの、他の樹脂に比べて融点が高く、溶融粘度が低く、室温環境下になると直ぐに固化するという特性のある材質での、押出成形品による軸２の内面の表面状態の管理は難しいものでも、移動隔壁８の移動抵抗を極力影響されないものとすることもできるので、大量生産の不良率の低減に寄与することができる。

また、撥修正液流体９は、修正液１と混ざり合わないようになしているので、修正液１と撥修正液流体９の位置関係を入れ替えてしまうことを防止している。そのため、移動隔壁８の後方への修正液１の流出が防止され、移動隔壁８が修正液１中に埋没した形態となることによって修正液１と圧縮空気７を隔離する移動隔壁８としての機能を失ってしまうということを抑制している。特に、この修正液１と圧縮空気７を隔離する機能の維持は、本例のような透明性のある軸２においては、修正液１の残量を、移動隔壁８の位置で正確に視認することができる。

尚、本例の撥修正液流体９は、グリセリンを主媒体としたものであるが、修正液１と相溶しない、任意の平面上に塗布した撥修正液流体９に対する修正液１の接触角（２５℃）を９０゜より大きくする、例えば、水、エチレングリコールなどを主媒体としたものなどであっても良いし、これらの、水、グリセリン、エチレングリコールなどの修正液１と相溶しない媒体を２種以上混合したものであっても良い。また、塗布液は、修正液１に限られたものではなく、着色剤として染料を使用し、水を主媒体とした水性の染料インキ、顔料インキ、または、メチルシクロヘキサン以外の有機溶剤を使用した油性インキとすることもできる。例えば、水を主媒体とした水性インキでの撥塗布液流体としては、任意の平面上に塗布した撥塗布液流体に対する水性インキの接触角（２５℃）を９０゜より大きくする、撥水性を有する油性系の流体を使用すればよく、それらの主媒体として、ポリブテン、αオレフィン、ポリαオレフィンなどの炭化水素系合成油、シリコーン、流動パラフィンなどが挙げられる。勿論、軸２の内壁や移動隔壁８への付着具合等に合わせて、これらの主媒体を増粘剤やゲル化剤によってゲル化したり、媒体を２種以上混合したり使用して調整してもよい。

図３に他の一例を示す。
図２相当図である図３に示したものは、軸２の内壁に、予め、撥修正液流体９を塗布して、移動隔壁８を配置したものの例である。落下等の衝撃が加わっても、軸２の内壁及び移動隔壁８から分離して修正液１内に浮遊せず、軸２の内壁を撥修正液流体９が常に付着して覆う厚みとしている。本例の場合、必要以上の撥修正液流体９を配置することになるが、修正液１を充填した後、移動隔壁８を配置させ、圧縮空気７を充填するだけで、軸２の内壁と移動隔壁８の外方突部８ａとの間には、撥修正液流体９を配置することができ組立を容易になすことができる。また、この軸２の内壁への撥修正液流体９の塗布は、単なる塗布の他に、軸２を押出成形する際に同時に塗布されるようになすこともできる。

一例を示す縦断面図。図１のＩ部拡大縦断面図。他の一例を示す図２相当図。

符号の説明

１修正液
２軸
３前軸
４ボール
５ボールホルダー
６コイルスプリング
７圧縮空気
８移動隔壁
８ａ外方突部
９撥修正液流体
１０尾栓

Claims

塗布液を収容する容器内に圧縮気体を密閉して収容すると共に、この容器内に圧縮気体と塗布液とを区画する、隔壁部材と、この隔壁部材と容器内壁との間に介在する撥塗布液流体とを配置し、撥塗布液流体は、任意の平滑面上に撥塗布液流体を塗布したものに対する塗布液の接触角（２５℃）が９０゜より大きいものである塗布具。
前記隔壁部材が、弾性変形可能な材料にて形成されていると共に、有底筒状であり、側壁の外周面に突起を形成し、この側壁の肉厚が後端から底部までの距離未満の長さである請求項１記載の塗布具。
前記塗布液が少なくとも白色顔料と主媒体としてのメチルシクロヘキサンとからなる修正液であり、前記撥塗布液流体が、水、エチレングリコール、グリセリンの一種若しくは二種以上の混合物を主媒体としたものである請求項１又は請求項２に記載の塗布具。
前記容器が収容する塗布液を外部から視認可能とする透明若しくは半透明の合成樹脂成形品である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗布具。
前記撥塗布液流体が、前記容器の内面に塗布されると共に、収容する塗布液を外部から視認可能とする透明若しくは半透明である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塗布具。