JP2014083699A - 中綿内蔵穂先体および塗布具並びにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】穂先体は、超高分子量ポリエチレン粉体又は超高分子量ポリエチレン粉体および高分子量ポリエチレン粉体を焼結した、空隙率75〜85%の多孔体からなる、後端に開放された穴部1cを有する穂先本体1と、前記穴部に内蔵した、空隙率80〜90を有する中綿2とからなる。
【選択図】図2
Description
穂先体としては、プラスチック繊維等を円錐状に束ねたもの、プラスチック短繊維に熱硬化樹脂を含浸させて加熱硬化させて繊維集合体としたもの、プラスチック押出し成形したもの、粒状プラスチックを焼結等の手段で結合して多孔体としたものなどが知られている。これらの穂先体は、従来より、文字、ライン、マーキング等を書くためのもの、アイシャドー、マスカラなどの化粧用に用いるもの等があり、用途に応じて穂先体の先端を、尖鋭に、半円球状に、扁平で、直線状の端縁または傾斜した端縁等に形成したものがある。
中継芯(誘導芯)は、一般的には、繊維を樹脂で固めた棒状で、内部に、繊維間に形成された長手方向の多数の毛細間隙(70%弱の空隙率を有する)を有する構造のものが利用されている。
インキタンクに接続される中継芯にあっては、棒状のプラスチックに長手方向の多数の細溝を形成したものが採用される。
更に、白髪染めまたはマニキュアにおける化粧料の塗布においても幅広く多量に塗布することが求められている。
また更には、液体糊の塗布においても、迅速性または塗布面積の点から、太く多量に糊を塗ることが求められている。
なお、軸部内の塗液吸蔵体と穂先体の中綿とは、略同一の材料と同程度の空隙率90%前後のものが望ましい。
また、高分子量ポリエチレンとしては、平均分子量が45万から75万、好ましくは平均分子量約61万前後であって、平均粒径が100μmから140μm、好ましくは平均粒径約120μm程度のものが挙げられる。より具体的には、例えば、ティコナ社(Ticona)の商品名GUR(登録商標)の超高分子量ポリエチレン並びに商品名GHR(登録商標)の高分子量ポリエチレンを例示できる。
ポリエチレンの粉末形状としては、球状のほか、例えば、ティコナ社のGUR2126の金平糖状、GUR2122の葡萄房状、GUR4120のじゃが芋状の形状のものを用いることができる。これらは単一で、又は混合して用いることができる。
超高分子量ポリエチレンと高分子量ポリエチレンとの配合割合は、重量比、1対0.5〜1が望ましい。
穂先体の形状としては、塗布に適した先端形状を有する筒状体、すなわち、先端部を略半円球状に形成した筒状体、先端部を円錐状に形成した筒状体、先端部を扁平楔状に形成した筒状体などが採用される。
穂先本体1は、超高分子量ポリエチレン粉粒体を焼結してなる連続気泡の、筒状の多孔体であり、その先端部1aは、塗布に適した先端形状、例えば、半球状に形成されており、その後端部は縮径した円柱状を呈し、その後端面1bから先端部1aに向かって概略筒状の穴部1cが形成されている。穴部1cは、穂先本体のほぼ全長の内部に形成されるような深さを有している。
図2に示す穂先体3は、中綿2と穂先本体1とを一体に成形したものなので、両者の境は入り組んだものとなっている。
先ず、図5Aにおいて、金型の下板10に、取付台11の上面に植立させたピン12を上向きに取り付け、これに棒状の中綿2を直立状態で刺して取付台11に固定する。取付台11の直径は、中綿2の直径より大きく設定してあるが、取付台11の上面は、切頭円錐状の凹部11Aが形成されており、中綿2の直径は該凹部の平面部より、同じかまたは僅かに小さくしてあるので、中綿2は凹部11Aの中に収まる状態で固定される。
なお、図中、14は、金型の上板13と下板10を整合するためのガイドピンである。
混合粉体16の焼結が終了して後にした状態で、金型を開いて、中綿2と一体に成形され焼結体となった穂先体3を取出す(図5F参照)。
この試験で使用するテイコナ社製の超高分子量ポリエチレン粉体または高分子量ポリエチレン粉体は次のものであった。
(1)GUR2126は、平均分子量450万、平均粒径35μm、平均嵩比重0.23
g/cm3、金平糖状形状である。
(2)GUR2122は、平均分子量450万、平均粒径115μ、平均嵩比重0.22
g/ cm3、葡萄房状形状である。
(3)GUR4120は、平均分子量500万、平均粒径120μ、平均嵩比重0.47
g/ cm3、じゃが芋状形状である。
(4)GHRJ8110は、平均分子量61万、平均粒径120μ、平均嵩比重0.45
g/ cm3、じゃが芋状形状である。
(1)〜(4)のポリエチレン粉体を可溶性無機物(重曹)70Wt%と適宜混合して、75〜85%の空隙率の焼結多孔体を得た。
穂先本体を構成するポリエチレンの種類と組み合わされる穂先体内蔵物との相違から生ずるインキ消費量並びに曲げ強度の比較を行った。
1)中継芯・・・外形8mm、ポリエステル繊維をバインダーで固めた繊維芯、空隙率約70%
2)中綿・・・外形8mm、ポリエステル繊維集合体、空隙率約90%
3)筆記条件・・・筆記スピード:7m/分、荷重:150g、角度:65度
4)インキ・・・ボード用黒インキ
5)マーカーのインキタンク・・・中綿式
以上から(6)と(7)において、良好なインキの追従性(インキの流れの良さ)が認められた。
(1)穂先本体の材料
穂先本体の材料として、超高分子量ポリエチレンとして、GUR2122(ティコナジャパン製)の平均粒径115μm,平均嵩比重0.23(g/ cm3)の粉体と、高分子量ポリエチレンとして、GHRJ8110(ティコナジャパン製)の粒径120μm,平均嵩比重0.45(g/ cm3)の粉体との2種類と、焼結穂先本体の空隙率を上げるために粉砕した平均粒径25μの水溶性無機物(重曹)を用意する。
配合割合は、GUR2122 とGHRJ8110とを重量比、1対1で混合し、これに対し70Wt%の水溶性無機物(重曹)を添加する。そして、これを常温攪拌混合する。
(2)中綿の材料
穂先本体に内蔵される中綿は、80〜90%の空隙率を有するポリエステル繊維の集合体を用意した。
中綿は、アクリル、ナイロン等の繊維、捲縮繊維等の集合体であっても良い。
(3)可溶性無機物
水溶性無機物は、重曹が望ましく、70Wt%の量を混入する。
水溶性無機物を充填物として使用しないで、超高分子量ポリエチレンまたは高分子量ポリエチレンの単独またはそれらの組合せだけでは、焼結穂先本体の空隙率は50%程度が限界である。
(4)製造方法
直径8×長さ30(mm)の中綿(空隙率85%)を金型(キャビティ内)に固定し、40メッシュパスに篩別された混合粉体を金型内に充填する。金型の上板を装着後、電気炉内で、200℃、20分間、加熱し、焼結させる。
水溶性充填物(重曹)をブレンドした混合粉体の焼成温度は、通常のポリエチレン粉体100%材料の焼成条件より温度を上げて粒子間の結合強度を確保する必要がある。
(5)洗浄
焼成終了後、焼結穂先本体に内臓されている水溶性充填物(重曹)を溶出させるため煮沸洗浄する。
焼結穂先本体の空隙率は約80%であった。
穂先本体の材料として、超高分子量ポリエチレンとして、GUR2122(ティコナジャパン製)の平均粒径115μm,平均嵩比重0.23(g/ cm3)の粉体と、高分子量ポリエチレンとして、GHRJ8110(ティコナジャパン製)の平均粒径120μm,平均嵩比重0.45(g/ cm3)の粉体との2種類と、焼結穂先本体の空隙率を上げるために粉砕した平均粒径25μの水溶性無機物(重曹)を用意する。
配合割合は、GUR2122 とGHRJ8110とを重量比、1対0.5で混合し、これに対し70Wt%の水溶性無機物(重曹)を添加する。そして、これを常温攪拌混合する。
以下、実施例1と同様の製造方法によって空隙率約80%の焼結穂先体を得た。
穂先本体の材料として、超高分子量ポリエチレンとして、GUR2122(ティコナジャパン製)の平均粒径115μm,平均嵩比重0.23(g/ cm3)の粉体と、焼結穂先本体の空隙率を上げるために粉砕した平均粒径25μの水溶性無機物(重曹)を用意する。
配合割合は、GUR2122 に対し70Wt%の水溶性無機物(重曹)を添加する。そして、これを常温攪拌混合する。
以下、実施例1と同様の製造方法によって空隙率約80%の焼結穂先体を得た。
Claims (4)
- 塗布に適した先端形状を有する筒状体に形成し、空隙率約75〜85%、特に80%前後とした、超高分子量ポリエチレン粉体を焼結してなる、後方に開放された穴部を有する穂先本体と、該穂先本体の穴部に内蔵した中綿とからなることを特徴とする穂先体。
- 長高分子量ポリエチレン粉末と高分子量ポリエチレン粉末との混合粉末を焼結してなり、超高分子量ポリエチレン粉末が分子量390万から500万、平均粒径が85μmから150μmの粉末で、高分子量ポリエチレン粉末が分子量45万から75万、平均粒径が100μm〜140μmの粉末であって、超分子量ポリエチレン粉末と高分子ポリエチレン粉末との割合が重量比で1対0.5〜1で、空隙率が75〜85%であることを特徴とする請求項1記載の穂先体。
- 請求項1または請求項2に記載の穂先体の後端部を、塗布具の軸部内に収納した塗液吸蔵体に埋入するように接続してなることを特徴とする塗布具。
- 金型底部に配置したピンに棒状中綿を刺して、棒状中綿の周囲と上方に間隙を形成して、金型内に棒状中綿を起立状態に保持する工程と、
超高分子量ポリエチレン粉体または超高分子量ポリエチレン粉体及び高分子量ポリエチレン粉体と、75〜85Wt%の水溶性無機物とを混合した混合粉体を前記金型内に充填する工程と、
金型上部から金型底部に向かって押しピンにより混合粉体を押圧する工程と、
金型を加熱し、該ポリエチレン粉体を焼結し、穂先体を成形する工程と、
形成された穂先体を洗浄し、水溶性無機物を穂先本体から除去する工程と、
からなることを特徴とする穂先体の製造方法。
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