JP2011131394A - 筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌部材でインキを攪拌するときに、攪拌部材の移動範囲をフォロア固体によって制限することによって、撹拌部材と高粘度フォロア流体とを使いながら、インキの残量を、一目瞭然で確認できる筆記具を提供することを目的とするものである。
【解決手段】インキタンク内に収容されたインキの界面位置に、この界面を覆うフォロア固体７と、このフォロア固体７を覆う高粘度フォロア流体８を配置し、インキ中に撹拌部材６を浸漬した筆記具とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インキタンク内部に自由状態でインキ及びインキに浸漬した攪拌部材を収容し、インキタンクの前方にペン先を配置してなる筆記具に関するものである。

筆記具のインキタンク内に、繊維集束体などのインキ吸蔵体によらず、直接的に自由状態でインキを収容するものは、豊富なインキ量を確保することができるものである。特に、インキに顔料成分を含有するものでは、筆跡の濃淡を生じる原因となる顔料成分の沈降を、使用直前に速やかに解消するために、攪拌部材を、インキに浸漬して収容したもの（特許文献１）や、インキの残量を一目瞭然で視認可能とするために、インキタンクを、透明材料によって形成し、インキの消費に伴ってインキの界面と共に移動する液状のフォロアを配置したもの（特許文献２）などが知られている。

特開２００８−０２３８７７号公報 特開２００６−２４０２１９号公報

特許文献１に記載の発明では、攪拌部材でインキを攪拌すると、攪拌部材及びインキはインキタンク内を縦横無尽に移動し、インキタンク内全体にインキが飛散して、インキタンク内壁表面に付着し、タンクの材質を透明性の高い合成樹脂などで形成したとしても、残量が視認できなくなるという問題があった。特に、ペン先や筆記紙面への浸透性などを考慮して、活性剤が添加されたインキでは、主溶剤に比べてインキの表面張力が低くなっており、インキタンク内壁表面に付着したインキは、更に、拡張ぬれして、インキタンク内壁表面をインキで覆い尽くしてしまう。そのため、インキの残量が全く確認できないものや、確認可能とするまで、少なくとも、静置状態で数分以上放置しなければならないなどの問題点があった。
一方、特許文献２に記載の発明では、インキタンク内のインキの残量が、一目瞭然で視認できるものの、インキに攪拌部材を浸漬して収容してインキを攪拌すると、攪拌部材が攪拌時の衝撃によって、液状のフォロア中に埋没して攪拌ができなくなるものや、フォロアの変形や分離が生じて、インキタンク中でフォロアがインキと混在するものや、フォロアと共に、インキが後方から流出するものが発生してしまうという問題点があった。

本発明は、インキタンク内に収容されたインキの界面位置に、この界面を覆うフォロア固体と、このフォロア固体を覆う高粘度フォロア流体を配置し、インキ中に撹拌部材を浸漬した筆記具を要旨とするものである。

インキ界面にこの界面を覆うフォロア固体を配置することによって、攪拌部材でインキを攪拌するときに、攪拌部材の移動範囲がフォロア固体によって制限される。フォロア固体は大きな面にて撹拌部材の衝突を受け止めるので、その衝撃を緩和し、フォロア固体や高粘度フォロア流体を後退させにくいし、撹拌部材が高粘度フォロア流体中に埋没して動かなくなることを極力抑制し得る。よって撹拌部材と高粘度フォロア流体とを使いながら、インキの残量が確認できる。

一例を示す縦断面図。

本発明の筆記具は、インキタンクにインキを自由状態で収容し、ペン先からのインキ吐出による、インキタンクのインキ減少に伴い、インキ界面と共に移動する、インキ界面を覆うフォロア固体と、このフォロア固体を覆う高粘度フォロア流体が配置され、インキ中に撹拌部材を浸漬した筆記具にて好適に使用できるものである。

ペン先としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維を接着剤によって収束させた繊維収束体を適宜形状に研磨切削により加工したものや、射出成形後の熱処理によって硬化させる焼結体、ポリアセタール等を押出成形によって形成する所謂樹脂ペン先、ステンレスパイプを切断し、塗布面に研磨やコーティングを施した細管パイプ、合成樹脂の射出成形品やステンレスなどを切削加工したボールホルダーの先端に、ボールを抱持させたボールペンチップなどが例示できる。
また、ボールペンチップの場合、内部にコイルスプリングを配置して、ボールを前方付
勢して、ボールホルダーの内縁に当接させて、筆記時に開口する、インキの流出を抑制する弁となすこともできる。

インキタンクに収容されるインキとしては、ペン先の用途や性能などに合わせて主溶剤や、粘度などの物性が適宜設定される。特に、筆記面への筆跡濃度、隠蔽性、耐水性などの筆跡の耐久性を考慮して、インキ中に顔料成分を含有するものに対して、使用直前または使用中に、顔料成分が沈降したインキを攪拌して、顔料成分をインキ中に再分散させることができるので好適である。
例えば、修正液としては、塗布後の塗布面の速乾性が必要とされ、蒸気圧、蒸発速度などから液媒体として有機溶剤を適宜選択して使用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を好ましく使用できる。そして、修正液としたときの白色顔料としては、酸化チタンの他に酸化亜鉛、中空樹脂粒子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酸化チタンを用いるのが望ましい。また、ボールペンインキでは、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテルなどを主溶剤としたものや、マーキング用インキでは、キシレンや、比較的毒性の低く、極力臭気による嫌悪感が抑えられるイソプロピルアルコールなどの有機溶剤を主溶剤とし顔料成分を含有するホワイトボードマーカーやペイントマーカー用の油性インキや、水を主溶剤とした水性インキなどとすることができる。

インキ中に浸漬した撹拌部材としては、筆記具を手で振った際に、インキ中を移動可能であり、ペン先へのインキ誘導を阻害しないものであればよく、形状としては、球状、柱状、棒状、筒状、又はこれらのペン先側にインキ誘導溝や孔を設けたものなどが例示できる。また、インキ中に浸漬する攪拌部材は、１つに限るものではなく、インキの粘度や、顔料成分の再分散性に応じて複数設けてもよい。
攪拌部材の材質は、インキ中に浸漬するので、インキにより溶解、分解、腐食などによる攪拌能力の低下を生じないものであれば、金属、合成樹脂、金属粉末を混合した合成樹脂など、又は、これらの材質に、防腐剤などをコーティングしたものであってもよい。特に、攪拌部材が、インキ及び顔料成分よりも比重の重い材質であれば、インキ中における攪拌部材の移動抵抗が少なくなるので、より顔料成分の再分散性が向上する。

高粘度フォロア流体としては、インキ吐出に伴うインキ界面に対する追従性、インキの逆流防止性、インキとの親和性に合わせて適宜配合及び粘度や表面張力などの物性が設定されるが、水やイソプロピルアルコールなどを主溶剤としたインキの場合、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の基材や、この基材にゲル化剤を配合した高粘度ゲル状物が例示できる。また、炭化水素系合成油との親和性があるインキなどでは、水やグリセリンを基材として使用できる。
また、筆記具のデザインや使用用途などにより、インキ充填量多く、インキタンクの内径が比較的大きくなってしまう場合には、高粘度フォロア流体の粘度をより高くし、インキタンク内壁面に対する界面張力を低くするなどなしてもよいが、インキの追従性にて、物性の設定に制約が生じる場合には、高粘度フォロア流体に少なくとも一部浸漬した浮体を配置することで、インキの移動に対する追従性を維持しつつ、高粘度フォロア流体及びインキの後方への流動を抑制することができる。

フォロア固体としては、インキ界面を覆い、インキ界面と共に移動し得るものであればよく、形状としては、板状、柱状、棒状などが例示できる。また、高粘度フォロア流体に浮体を配置するものの場合、浮体と一体若しくは連結したものであってもよい。
フォロア固体は、インキと接触し、攪拌時に攪拌部材が衝突するので、材質としては、インキとの接触によって、溶解、分解などが生じたり、攪拌部材の衝突による付加によって、形状変化が生じたりしない、金属や合成樹脂などとすることが好ましい。
例えば、水やイソプロピルアルコールなどを主溶剤としたインキの場合、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系の合成樹脂が挙げられる。また、メチルシクロヘキサンなどを主溶剤とする修正液などの場合では、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系の合成樹脂、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、脂肪酸ナイロンなどのポリアミド系の合成樹脂のほか、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、ポリアセタール、これらの合成樹脂によるコポリマーやポリマーアロイなどが挙げられる。
また、フォロア固体が、高粘度フォロア流体の比重よりも重く、インキ及び顔料成分よりも比重を軽くできれば、筆記具を組み立てる際、遠心分離などによって、インキタンク中に、それぞれを容易に層状配置できるので、生産性の向上を図ることもできる。
そして、ペン先へのインキ供給機構としては、非筆記状態で、閉塞されたインキタンク内空間を形成する、弁機構を備えたものとすることが好ましい。非筆記状態で閉塞されたインキタンク内空間を形成することによって、フォロア固体及び高粘度フォロア流体が、後方に移動すると負圧になることから、フォロア固体及び高粘度フォロア流体が後方移動することを抑制し得、撹拌部材がフォロア固体に衝突する衝撃でも後方移動しないものとすることができる。

インキタンクとしては、インキと常に接触し、攪拌時に攪拌部材が衝突し得るので、フォロア固体と同様、材質としては、インキとの接触によって、膨潤、融解、溶解、分解などが生じたり、攪拌部材の衝突による付加によって、形状変化が生じたりしない、金属や合成樹脂などとすることが好ましく、インキ各種に対して、フォロア固体と同様のものが例示できる。特に、インキタンクの材質を、透明性若しくは半透明性を有するものや、グレードとすれば、インキタンク内のインキの残量を外部より確認でき好適である。

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、透明性を有するアクリロスチレンの射出成形品である後軸１と透明性を有するポリプロピレンの射出成形品である前軸２との凹凸嵌合によりなる本体の内部に、自由状態でインキ３を収容したインキタンク４を収容し、本体の開口部よりポリエチレンテレフタレート繊維よりなるペン先５先端を突出したマーカーと呼ばれる筆記具の一例である。
インキタンク４内に収容しているインキ３は、水を主溶剤とし、黒色の顔料を分散させた、粘度１１ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）の低粘度で比重０．９に設定してある水性顔料インキである。インキ３中にステンレス製の攪拌部材６を浸漬している。また、インキ３の界面位置には、インキ３のペン先５からの吐出に伴って、インキ３の界面と共に移動するポリプロピレンの射出成形品であるフォロア固体７を、インキ界面を覆うように配置している。更に、このフォロア固体７を覆って、αオレフィンを基材としてゲル化剤により、８００００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）の高粘度で比重０．８９の高粘度フォロア流体８を配置している。この高粘度フォロア流体８が後方に流出することを抑制するために、高粘度ゲル状物８には、ポリプロピレンの射出成形品であり、有底筒状の浮体９を、高粘度フォロア流体８に外周が浸漬するよう配置している。
フォロア固体７は、高粘度フォロア流体８よりも比重が重く、インキ３よりも比重が軽いので、ペン先５の方向に、遠心分離機にて遠心的作用を付与することによって、高粘度フォロア流体８とインキ３との界面位置に配置され、その位置関係を維持している。これによって、いつもインキ界面が外から視認可能となり、インキ残量が一目で確認できる。また、この遠心処理は、温度上昇によるインキ３の過剰吐出の原因となる、インキタンク４内の気泡を除去している。

ペン先５は、前軸２の内孔において摺動自在に取り付けられ、インキタンク４とペン先５との間には、エチレンプロピレンゴムよりなる弾性弁１０が配置されている。弾性弁１０の中央には一文字状の切り込みであるインキ通孔１０ａが形成され、使用時に、ペン先５からの押圧力によって開口し、非使用時には閉塞して、インキタンク４内のインキ３の水頭圧を抑えて、ペン先５からのインキ３洩れを抑制している。

攪拌部材６は、インキタンク４の内径未満の外径とし、この外径より長手方向の長さが長く、インキ３よりも比重が重いステンレス製の金属としているため、攪拌部材６のインキタンク４の内壁の衝突や接触及び、インキ３に対する移動抵抗が少なくなり、前後移動が容易になるようになしてある。また、攪拌部材６は、弾性弁１０の突起部１０ｂにより、インキ通孔１０ａに接触しないようになし、インキ通孔１０ａの開放を阻害しないようにしている。更に、攪拌部材６の中心に貫通孔６ａを設け、インキ３のインキ通孔１０ａへの供給を容易にすると共に、攪拌部材６のペン先５側先端には、溝部６ｂを設けて、インキタンク４内のインキ３が全て消費可能になされている。
攪拌部材６は、フォロア固体７の存在により移動規制され、高粘度フォロア流体８の中へ埋没しまうことはない。また、攪拌部材６がフォロア固体７に衝突した際（図示点線部分）は、フォロア固体７が衝撃を受け止めるため、高粘度フォロア流体８へ伝わる攪拌部材６の衝撃は緩和され、高粘度フォロア流体８は後方へ流出してしまうことはない。特に、本例では、フォロア７の、インキ３の界面側を、攪拌部材６の後端面６ｃと同径、且つ、同形状とし、攪拌部材６を攪拌した際、攪拌部材６の後端面６ｃからの衝突を、フォロア７の、インキ３の界面側が全面で受け止めることにより、衝撃をフォロア７によって極力緩和できるようになしてある。

本例では、インキ３の水頭圧を、自身が弾性変形する弾性弁１０の開閉によって吐出及び洩れを制御する機構を挙げたが、インキ３中に撹拌部材６を浸漬し、インキ３の界面位置に、このインキ３の界面を覆うフォロア７と、このフォロア７を覆う高粘度フォロア流体８を配置するものであれば、インキ３の水頭圧を制御する部材及び、吐出及び洩れを制御する機構は、これに限られるものではない。インキ３の水頭圧を制御する部材としては、コイルスプリングを用いて、弁座と弁を開閉させるような機械的な弁構造などであってもよい。また、吐出及び洩れを制御する機構としては、インキ３が水頭圧によって吐出しない、所謂、油性ボールペンや修正液などの高粘度インキである場合、高粘度フォロア流体８又は、浮体９の後方に、圧縮空気を封入したり、ポンピングなどの加圧手段を配置したりして、インキ３の吐出支援をなすものであってもよい。

１ 後軸
２ 前軸
３ インキ
４ インキタンク
５ ペン先
６ 攪拌部材
６ａ 貫通孔
６ｂ 溝部
６ｃ 後端面
７ フォロア固体
８ 高粘度フォロア流体
９ 浮体
１０ 弾性弁
１０ａ インキ通孔
１０ｂ 突起部

Claims (1)

1. インキタンク内に収容されたインキの界面位置に、この界面を覆うフォロア固体と、このフォロア固体を覆う高粘度フォロア流体を配置し、インキ中に撹拌部材を浸漬した筆記具。
   

Images