JP2015003453A - 熱変色性筆記具用レフィル - Google Patents

Abstract

【課題】熱変色性インキの光劣化を防止できるとともに、組立性の低下及びインキ漏れを抑制した熱変色性筆記具用レフィル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、インキ収容筒内に熱変色性インキを収容し、前記インキ収容筒の前端部に前記熱変色性インキが吐出可能なペン先を、直接、またはペン先ホルダーを介して装着してなる熱変色性筆記具用レフィルであって、前記インキ収容筒を金属製の材料から構成し、前記インキ収容筒の後端部、且つ前記熱変色性インキの後方に、尾栓を圧入装着するとともに、前記尾栓が、インキ収容筒の後端部内に圧入する前端圧入部と、前記インキ収容筒の後方に位置する後端部とを有し、前記尾栓の後端部の側面に、文字や模様を付した製造年月を示す表示部を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱変色性筆記具用レフィルに関する。

特開２００９−２３４１５４号公報「熱変色性筆記具及び熱変色性筆記具用レフィル」には、内部に水性の熱変色性インキが収容され且つ前端に熱変色性インキが吐出可能なペン先を備え、インキ収容部が金属製の材料からなる熱変色性筆記具が開示されている。

前記した熱変色性筆記具は、熱変色性インキの光劣化を回避でき、且つ、長期の保管で水性の熱変色性インキの水分が筆記体及び軸筒を透過することを抑止できる効果を奏するものである。

ところで、金属製の材料からなるインキ収容筒を具備した筆記具用レフィルにおいては、特開平１１−１９８５８２号公報「金属製のボールペンレフィルール」のように、インキ収容筒の表面に、製造年月や商品名などの文字や記号を付している。

特開２００９−２３４１５４号公報 特開平１１−１９８５８２号公報

しかし、特許文献２では、予め、インキ収容筒の表面に製造年月を付しているが、筆記具用レフィルの生産状況に合わせてインキ収容筒に付記する必要がある等、管理が煩雑となる問題があった。

こうした問題を鑑みて、製造年月は、インキ収容後に付すことことが考えられるが、熱変色性インキの収容後では、インキ収容筒への印刷や転写、レーザー刻印などを行うときに、熱が発生し、収容した熱変色性インキが熱変色してしまう恐れがあった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、生産性や在庫管理が容易な熱変色性筆記具用レフィルを提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、インキ収容筒内に熱変色性インキを収容し、前記インキ収容筒の前端部に前記熱変色性インキが吐出可能なペン先を、直接、またはペン先ホルダーを介して装着してなる熱変色性筆記具用レフィルであって、前記インキ収容筒を金属製の材料から構成し、前記インキ収容筒の後端部、且つ前記熱変色性インキの後方に、尾栓を圧入装着するとともに、前記尾栓が、インキ収容筒の後端部内に圧入する前端圧入部と、前記インキ収容筒の後方に位置する後端部とを有し、前記尾栓の後端部の側面に、文字や模様を付した製造年月を示す表示部を設けたことを特徴とする。尚、本発明で、「前」とは、ペン先側を指し、「後」とは、その反対側を指す。

本願発明の第１の構成によれば、前記尾栓の後端部の側面に、文字や模様を付した製造年月を示す表示部を設けることで、熱変色性インキを収容後に、表示部を設けても、インキ収容筒内の熱変色性インキに熱が伝導し難く、熱変色を防止する効果を奏する。

尚、本発明における表示部は、シールの貼着では、剥離や劣化しやすいなどの問題があるため、印刷、転写、レーザーなどの刻印から選ばれる１種以上の方法によって設けるものである。

第２に、前記インキ収容筒の後端部に、内側に向かって突出し、前記尾栓の前端部の外径よりも小さい内径の突起部を設けたことを特徴とする。

本願発明の第２の構成によれば、前記インキ収容筒の後端部に、内側に向かって突出し、前記尾栓の前端部の外径よりも小さい内径の突起部を設けることで、部分的に強圧入となるため、尾栓の抜け力を高め、装着性の低下を抑制することができる。また、尾栓の抜け力は、５ｋｇ以上とすることが、安全性の観点から最も好ましい。

尚、本発明におけるインキ収容筒には、例えば、ステンレス鋼（熱伝導率：１６Ｗ／（ｍ・Ｋ））、アルミニウム（熱伝導率：２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ））、アルミニウム合金、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ））、銅合金、チタン（熱伝導率：２１．９Ｗ／（ｍ・Ｋ））、チタン合金、ニッケル（熱伝導率：９０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ニッケル合金、鉄（熱伝導率：８０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））、鉄合金等の金属製の材料が挙げられ、耐食性や押圧加工性、熱伝導率などを考慮するとステンレス鋼が好ましい。

また、前記インキ収容筒の外部に、前記インキ収容筒よりも熱伝導率の小さい保護層を設け、インキ収容筒内の熱変色性インキの温度への影響を低減することが好ましい。これは、金属製の材料からなるインキ収容筒は、熱伝導率が高く、外気などの熱が、インキ収容筒内の熱変色性インキに影響しやすいため、保護層によって熱伝導を抑制することが望ましいためである。尚、インキ収容筒よりも熱伝導率の小さい保護層としては、フィルム転写、シール、印刷等、適宜選択して用いることができ、インキ収容筒全体に保護層を設けることが好ましいが、部分的に設けてあってもよい。

また、本発明における尾栓には、例えば、ポリプロピレン樹脂（熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））、ポリアセタール樹脂（熱伝導率：０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ））等の合成樹脂製の材料が挙げられ、摺動性や熱伝導率など考慮するとポリアセタール樹脂が好ましい。また、前記合成樹脂に紫外線吸収剤等を添加してもよい。

また、前記熱変色性インキは、可逆熱変色性インキが好ましい。前記可逆熱変色性インキは、発色状態から加熱により消色する加熱消色型、発色状態または消色状態を互変的に特定温度域で記憶保持する色彩記憶保持型、または、消色状態から加熱により発色し、発色状態からの冷却により消色状態に復する加熱発色型等、種々のタイプを単独または併用して構成することができる。加熱により完全に色が変わる、例えば消色する温度（目視にて完全に色が消色する温度）は、６０度未満だと、レフィル製造時の加工熱で熱変色性インキが熱変色しやすく、１００度を超えると、摩擦などによって加熱状態を生じ難いために、６０度〜１００度とすることが好ましく、７０度〜９０度とすることが最も好ましい。

また、前記可逆熱変色性インキに含有される色材は、従来より公知の（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、及び（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体、の必須三成分を少なくとも含む可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた可逆熱変色性顔料が好適に用いられる。

本発明は、熱変色性インキの光劣化を防止できるとともに、組立性の低下及びインキ漏れを抑制した熱変色性筆記具用レフィル及びその製造方法を提供することができた。

実施形態１の熱変色性筆記具用レフィルを示す縦断面図である。 図１における一部省略したレフィル前端部の拡大図である。 図１における一部省略したレフィル後端部の拡大図である。 図２における一部省略した外観図である。 図３における一部省略した外観図である。 実施形態１のレフィルを配した熱変色性筆記具である。

次に図面を参照しながら、本発明の熱変色性筆記具用レフィルの実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態を図１〜図５に示す。
本実施の形態の熱変色性筆記具用レフィル１は、ペン先３と、該ペン先３の後端部３Ｂが前端部５Ａに圧入固着されたペン先ホルダー５と、該ペン先ホルダー５の後端部５Ｂが前端部２Ａに圧入固着される金属製材料（ステンレス鋼）からなるインキ収容筒２を具備している。また、インキ収容筒２の後端部２Ｂには、尾栓６の前端部６Ａが圧入装着されている。

前記ペン先３は、ペン先前端部３Ａのボール抱持室に、回転可能にボール４が抱持されているボールペンチップからなり、ボール４の後方には、前記ボール４を常時、ペン先前端部の内壁に押圧するコイルスプリング９を配設してある。

前記ペン先ホルダー５は、透明合成樹脂（ポリプロピレン樹脂、熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））で形成され、ペン先ホルダー５の後端部５Ｂは、略同外径の筒状体となっている。

前記尾栓６は、合成樹脂（ポリアセタール樹脂、０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ））で形成され、インキ収容筒２の後端部２Ｂ内に圧入する前端圧入部６Ａと、前記インキ収容筒２の後方に位置する後端部６Ｂとを有し、前記尾栓６の後端部６Ｂの側面に平面部を設け、アルファベットと数字を付した製造年月を示す表示部Ｈを刻印によって設けてある。

前記インキ収容筒２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、熱伝導率１６Ｗ／（ｍ・Ｋ））からなる両端が開口された円筒体であり、図示はしていないが、表面に印刷からなる保護層を設けてある。当該インキ収容筒２の前端部２Ａには、インキ収容筒２の内側に向かって突出する突部２Ｃを周設してある。インキ収容筒２の後端部２Ｂには、インキ収容筒２の内側に向かって突出する突起部２Ｄを周方向の異なる２箇所に設けてある。

前記インキ収容筒２の内部、ペン先ホルダー５の内部、ペン先３内部には、熱変色性インキ７が収容される。また、前記インキ収容筒２内には、前記熱変色性インキ７の後端に配置され且つインキ消費に伴い前進する高粘度流体からなるインキ追従体８が収容される。

また、前記ペン先３後端と前記インキ収容筒２前端との間のペン先ホルダー５内部を外部より透視可能に構成し、前記ペン先ホルダー５を通してペン先ホルダー５内部の熱変色性インキ７を外部より透視可能に構成としてある。

さらに熱変色性筆記具用レフィル１について詳述すると、インキ収容筒２の前端部２Ａに、φ０．５ｍｍのボール４を回転自在に抱持したボールペンチップからなるペン先３を、ペン先ホルダー５を介して装着してある。また、インキ収容筒２内には、平均粒径が５μｍの可逆熱変色性のマイクロカプセル顔料を含有し、ＥＭ型回転粘度計における１ｒｐｍでのインキ粘度が１０２０ｍＰａ・ｓ（２５℃）、１００ｒｐｍでのインキ粘度が８４ｍＰａ・ｓ（２５℃）で、剪断減粘指数が０．４８の熱変色性インキ７と、このインキの後端に、インキ追従体８を直に収容してある。尚、インキ粘度は、ＥＭ型回転粘度計における１００ｒｐｍ、２０℃において、４０〜２００ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。

前記インキ収容筒２の前端部２Ａに設けた突部２Ｃの内径Ｍは、インキ収容筒２の内径Ｌの９４％であり、ペン先ホルダー５の後端部５Ｂの内径Ｎは、インキ収容筒２の内径Ｌの６０％であった。また、インキ収容筒２の後端部２Ｂに設けた突起部２Ｄの内径Ｐは、インキ収容筒２の内径Ｌの９２％であった。

前記熱変色性筆記具用レフィル１の製造方法は、予めボールペンチップからなるペン先３の後端部３Ｂをペン先ホルダー５の前端部５Ａに圧入装着しておく。次にインキ収容筒２内に熱変色性インキ７及びインキ追従体８を収容する。その後、前記ペン先ホルダー５の後端部５Ｂを前記インキ収容筒２の前端部２Ａに圧入装着する。

さらにインキ収容筒２内に熱変色性インキ７及びインキ追従体８を収容した後、インキ収容筒２の後端部２Ｂに尾栓６の前端部６Ａを圧入装着する。その後、前記インキ収容筒２の前端部に、外側から内側に向かって空気冷却しながら押圧加工を施し、前記インキ収容筒２の内側に向かって突出する突部２Ｃを周設して、ペン先ホルダー５の抜け力を高めるとともに、インキ収容筒２とペン先ホルダー５間からのインキ漏れを抑制している。また、前記インキ収容筒２の後端部も外側から内側に向かって押圧加工を施し、前記インキ収容筒２の内側に向かって突出する突起部２Ｄを周方向の異なる２箇所に設け、尾栓６の抜け力を高めてある。最後に熱変色性筆記具用レフィル１を遠心脱泡の処理を行い、熱変色性筆記具用レフィルを得ている。

前記ペン先３及びペン先ホルダー５は、前記インキ収容筒２内に熱変色性インキ７を収容する前又は収容した後に、前記インキ収容筒２の前端部２Ａに装着してもよいが、熱変色性インキ７を収容する前に、ペン先３及びペン先ホルダー５を装着すると、ペン先３側を略閉鎖した状態となり、インキ収容筒内に熱変色性インキを収容し難く、且つインキ中に空気を混入しやすく、遠心脱泡等の処理時に空気が排出し難くなるため、熱変色性インキ７を収容した後にペン先ホルダーを装着することが好ましい。熱変色性インキ７を収容した後に、ペン先ホルダーを装着すると、結果的に押圧加工も熱変色性インキ７を収容した後に行うため、当該押圧加工によって生じる加工熱によって、熱変色性インキ７が熱変色を生じることのないように、空気冷却などによって、冷却しながら押圧加工を行うことが好ましい。

また、ペン先ホルダー５の後端部５Ｂの肉厚は、特に限定されるものではないが、肉厚を厚くすることで、押圧加工時に発生する熱による熱変色性インキの変色を防止しやすい。その反面、肉厚を厚くすると、インキ収容筒２の内径との差が大きくなり、スムーズなインキ追従が得られ難くなるため、ペン先ホルダー５の後端部５Ｂの内径Ｎは、インキ収容筒２の内径Ｌの５０％〜６０％とすることが好ましい。

前記尾栓６の形状は特に限定されないが、尾栓６の後端部６Ｂの外径をインキ収容筒２の外径と略同径とすることや、表示部Ｈとして、平面部を設けることで、印刷、転写、レーザーなどの刻印などで表示を設けやすく、且つ視認し易くすることが好ましい。

また、インキ収容筒２の突部２Ｃの大きさは、特に限定されるものではないが、インキ収容筒２の内径Ｌと突部２Ｃの内径Ｍとの差が大きいと、圧入装着前に突部を設けた場合には、圧入装着時にペン先ホルダー５が変形しやすく、圧入装着後に突部を設けた場合には、前記したペン先ホルダー５の肉厚とインキ収容筒２の肉厚との関係において、ホルダー内部への熱が伝導する恐れがあるため、突部２Ｃの内径Ｍは、インキ収容筒２の内径Ｌの９０％〜９５％とすることが好ましい。同様に、インキ収容筒２の突起部２Ｄの大きさは、特に限定されるものではないが、インキ収容筒２の内径Ｌと突起部２Ｄの内径Ｐとの差が大きいと、圧入装着前に設けた場合には、圧入装着時に尾栓が変形しやすく、差が小さいと、尾栓６の抜け力が小さくなる傾向となるので、突起部２Ｄの内径Ｐは、インキ収容筒２の内径Ｌの９０％〜９５％とすることが好ましい。

また、熱変色性インキも特に限定されるものではないが、粒子の平均の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を含有し、前記ボールの縦方向のクリアランスが、３０〜８０μｍ、１００ｍ当たりのインキ消費量が、２００〜８００ｍｇとすることで、濃く良好な筆跡及び良好な筆感を得ることができる。これは、ボールの縦方向のクリアランスが３０μｍ未満では、粒子の平均の大きさが０．１〜３０μｍの顔料を有する熱変色性インキにおいて、１００ｍ当たりのインキ消費量が２００〜８００ｍｇのようなインキ消費量を多くすることが困難であるとともに、８０μｍを超えると、インキ消費量が多く、筆跡乾燥性が低下する恐れがあるため、３０から８０μｍとすることが最も好ましいためである。

図６に示す熱変色性筆記具１１は、前記実施形態で得た熱変色性筆記具用レフィル１を軸筒本体内に２本収容した回転繰り出し式の多芯筆記具である。
本実施形態の熱変色性筆記具１１は、前軸１２と後軸１３とを連結筒１４を介し、前軸１２と、後軸１３とを相対的に回転可能に配設した軸筒本体の内部に、実施形態１の熱変色性筆記具用レフィル１と、該熱変色性筆記具用レフィル１とインキ色の異なる他の熱変色性筆記具用レフィル１０１とを保持する複数の摺動溝（図示せず）を設けた摺動ケース１６と、後軸１３を前軸１２に対して回動することで摺動ケース１６の外周面上を回転可能な繰り出しカム１５とを有し、前記摺動溝に、カム係止突起を有する摺動体１７が装着された熱変色性筆記具用レフィル１を、コイルスプリングからなる弾性体２０により前軸１２の前端開口部１２Ａと反対側の後方へ付勢して配し、他の摺動溝に、カム係止突起を有する摺動体１８が装着された他の熱変色性筆記具用レフィル１０１を、コイルスプリングからなる弾性体２１により前軸１２の前端開口部１２Ａと反対側の後方へ付勢して配している、従来から知られている回転繰り出し式の多芯筆記具である。

繰り出しカム１５は、カム斜面の前端に凹溝を形成してあり、摺動体１７のカム係止突起または摺動体１８のカム係止突起をカム斜面に当接して、繰り出しカム１５の回転に伴い、カム係止突起がカム斜面に沿って移動することで、摺動体１７を装着した熱変色性筆記具用レフィル１のペン先３または摺動体１８を装着した他の熱変色性筆記具用レフィル１０１のペン先１０３を、前筒１２の前端開口部１２Ａから出没できるようにしてあり、繰り出しカム１５の凹溝に摺動体１７のカム係止突起または摺動体１８のカム係止突起を係止させることで、弾性体２０，２１を圧縮しながら、熱変色性筆記具用レフィル１のペン先３または熱変色性筆記具用レフィル１０１のペン先１０３を、前軸１２の前端開口部１２Ａから突出した状態を維持させることができる。

前記熱変色性筆記具レフィル１，１０１は、尾栓６，１０６に設けた被嵌合部（図示せず）に、前記摺動体１７，１８の嵌合部を着脱自在に装着して、前記摺動体１７，１８と熱変色性筆記具用レフィル１，１０１を摺動自在に連動するように配してある。

また、後軸１３の後端部には保持部材２１を、繰り出しカム１６の後端部内に設けた雌ねじ部と、保持部材２１の側面に設けた雄ねじ部とを、保持部材２１の後端が、後軸１３の後方に位置するように螺着してある。また、保持部材２１には、熱可塑性エラストマーからなるゴム状弾性体の摩擦体２３を、保持部材２１の内方突起部に摩擦体２３の装着部に設けた外方突起部を乗り越し嵌合することによって装着してある。また、摩擦体２３の外側には、頭冠２２を保持部材２１の雄ねじ部に頭冠２２内面の雌ねじ部とを着脱自在に螺着してある。また、保持部材２１は、摺動ケース１６に装着した嵌合突起１６Ａの周方向側への拡がりを抑制した、繰り出しカム１５と摺動ケース１６の外れ防止機構を兼ね備えている。また、後軸１３の後端部には、後軸１３と保持部材２１間に固定したクリップ２４を装着してある。

尚、前記した摩擦体には、弾性感に富み、摩擦時に適度な摩擦を生じて摩擦熱を発生させることのできるゴム、エラストマー等のゴム状弾性体が好適である。具体的には、弾性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）が挙げられ、例えば、シリコーン樹脂、ＳＢＳ樹脂（スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＳＥＢＳ樹脂（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体）、フッ素系樹脂、クロロプレン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。また、摩擦体は、後軸と一体に形成又は別部材にて装着してあってもよい。尚、消しゴムを使用して筆跡を摩擦することもできるが、摩擦時に消しカスが発生するため、好ましくは前述のような摩擦体が用いられ、前記摩擦体の材質としては、シリコーン樹脂やＳＥＢＳ樹脂（スチレンエチレンブタジエンスチレンブロック共重合体）が好適に用いられる。

本実施形態では、便宜上、回転操作により、ペン先を軸筒前端開口部から出没させる機構を例示しているが、ノック式、スライド式等、特に限定されるものではない。また、軸筒内に色の異なる２本の多芯筆記具を例示しているが、単色や３本以上、油性ボールペンレフィルや水性ゲルインキボールペンレフィル、シャープペンシルなど、他の筆記体と組合せて用いることもできる。また、軸筒内に配設することなく、熱変色性筆記具用レフィルを筆記具として用いる直詰め筆記具やキャップ式などにも用いることができる。

また、本実施形態では、便宜上、ペン先としてボールペンチップを用いたボールペンレフィルを例示しているが、熱変色性筆記具用レフィルには、例えば、マーキングペン等が挙げられる。

本発明の熱変色性筆記具用レフィルは、出没式やキャップ式等、熱変色性筆記具用レフィルとして広く実施可能である。

１、１０１ 熱変色性筆記具用レフィル
２、１０２ インキ収容筒
２Ａ、１０２Ａ 前端部
２Ｂ、１０２Ｂ 後端部
２Ｃ、１０２Ｃ 突部
２Ｄ、１０２Ｄ 突起部
３、１０３ ペン先
４ ボール
５、１０５ ペン先ホルダー
６、１０６ 尾栓
６Ａ 前端部
６Ｂ 後端部
７ 熱変色性インキ
８ インキ追従体
９ コイルスプリング
１１ 熱変色性筆記具
１２ 前軸
１２Ａ 前端開口部
１３ 後軸
１４ 連結筒
１５ 繰り出しカム
１６ 摺動ケース
１７、１８ 摺動体
１９、２０ 弾性体
２１ 保持部材
２２ 頭冠
２３ 摩擦体
Ｈ 表示部

Claims (2)

1. インキ収容筒内に熱変色性インキを収容し、前記インキ収容筒の前端部に前記熱変色性インキが吐出可能なペン先を、直接、またはペン先ホルダーを介して装着してなる熱変色性筆記具用レフィルであって、前記インキ収容筒を金属製の材料から構成し、前記インキ収容筒の後端部、且つ前記熱変色性インキの後方に、尾栓を装着するとともに、前記尾栓が、インキ収容筒の後端部内に挿通する前端部と、前記インキ収容筒の後方に位置する後端部とを有し、前記尾栓の後端部の側面に、文字や模様を付した製造年月を示す表示部を設けたことを特徴とする熱変色性筆記具用レフィル。
2. 前記インキ収容筒の後端部に、内側に向かって突出し、前記尾栓の前端部の外径よりも小さい内径の突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱変色性筆記具用レフィル。

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