JP2016112715A - 熱変色性筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】熱変色性インキによる筆記が行え、その筆跡を摩擦熱で熱変色させることができ、静電式入力装置への入力を行うこともできる熱変色性筆記具を得る。【解決手段】軸筒２の前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先５ａを有し、熱変色性インキの筆跡を摩擦してその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な擦過部材６を備えた熱変色性筆記具１であって、擦過部材６の内部に空間部６ｅを形成することにより、擦過部材６の頂部６ａを薄肉に且つ側部６ｄを肉厚に形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、熱変色性筆記具に関する。詳細には、熱変色性インキが吐出可能なペン先と、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な摩擦体を備えた熱変色性筆記具に関する。

従来、熱変色性インキを用いて紙面に筆記した筆跡を、摩擦した際の摩擦熱で熱変色させる摩擦部付の熱変色性筆記具は知られており、例えば特許文献１には、可逆熱変色性インキを内蔵させた筆記具の軸体の後端部や筆記具用キャップの頂部に摩擦体を設けた構造が記載されており、筆記具で筆記した熱変色性インキによる筆跡を、その筆記具に設けた摩擦体で熱変色する構造が開示されている。この熱変色性筆記具は、非常に便利な性質を有しており、筆記具で紙に筆記した筆跡を、同じく筆記具に設けた摩擦部で摩擦して消色させることができるものが実際に製品化され、幅広い利用者層で満足されている。

一方、特許文献２に記載されているように、手で持って使用する薄形のタッチパネル形式の入力装置が市場で人気を得ており、静電入力方式の入力装置の入力画面に指先で触れて入力を行ったり、特許文献３で開示されているように、導電性ゴムで形成された入力部を前方に設けた入力ペンで、入力装置の入力画面を紙と同じように扱い、絵を描いたり文字を書いたりすることができる入力ペンの需要が高くなっている。

ところで市場には、軸筒の一端側に入力部を設け、他端側にはボールペンなどのペン先を設けた構成にして、入力装置への入力だけでなく、紙への筆記を行うことができる両頭構造の筆記具が存在している。しかしながら、このような構造では、紙へ筆記を行うペン先の反対側には、入力装置へ入力を行うための入力部が専用に設けてあることから、前述した熱変色性筆記具における実施を考えた場合には、筆記具とは別に筆跡を摩擦するための摩擦具を用意する必要があり、利便性に欠けるものとなってしまった。

また、特許文献４に記載の熱変色性筆記具では、熱変色性インキを摩擦熱で熱変色させる擦過部材を導電性材料で形成すると共に、前記擦過部材を保持する軸筒やキャップも導電性材料で形成して、静電入力方式の入力装置の入力画面に対し、前記熱変色性筆記具の擦過部材を接触させることで、入力装置に入力を行う構造が開示されている。
尚、紙面に対して擦過することで摩擦熱を発生させる摩擦部としての擦過部材は、紙面に対して大きな面で接すると、抵抗が大き過ぎて操作性が悪くなり、細かい箇所の筆跡を摩擦する際に不都合が生じてしまうことから、紙面に対して大きな面で接しない構成が必要である。
しかしながら、入力画面に対して接触させることで入力装置を反応させる入力部としての擦過部材は、入力画面に対して一定以上の接触面積で接することで入力反応が示されることから、前述の摩擦部としての擦過部材に求められる構成とは反対の構成が必要である。
したがって、摩擦部としての擦過部材と入力部としての擦過部材とで、必要とされる構成が異なることから、課題として取り上げられていた。

特開２００４−１４８７４４号公報 特開２０１１−８１８２５号公報 特許第４１４２７７６号公報 特開２０１２−１６２０１９号公報

本発明では、熱変色性インキによる筆記が行え、その筆跡を摩擦熱で熱変色させることができ、且つ静電式入力装置への入力を行うことができる熱変色性筆記具を得ることを目的とした。

本発明は、
「１．軸筒の前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先を有し、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦してその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な擦過部材を備えた熱変色性筆記具であって、前記擦過部材の内部に空間部を形成することにより、前記擦過部材の頂部を薄肉に且つ側部を肉厚に形成したことを特徴とする熱変色性筆記具。
２．前記擦過部材の頂部の中央から前方へ延びる複数の溝部を形成したことを特徴とする前記１項に記載の熱変色性筆記具。」である。

熱変色性インキを吐出させるペン先は、ボールペンチップや多孔質ペン体などを用いることができ、この場合、熱変色性インキに含有させる熱変色性マイクロカプセル粒子の平均粒子径は、０．１〜５．０μｍ、好ましくは、０．５〜３μｍの範囲のものが好適である。平均粒子径が３．０μｍを越える系では、ボールペンチップやマーキングペンチップの毛細間隙からの流出性が低下し、平均粒子径が０．５μｍ未満の系では高濃度の発色性を示し難くなる。
尚、本発明で規定する「平均粒子径」は、堀場製作所製レーザー式粒度分布測定機ＬＡ−３００（体積基準）を使用し、そのメジアン径を平均粒子径とした値である。

また、熱変色性インキとしては、可逆、不可逆を問わず汎用のものが適用でき、摩擦熱による筆跡の加温によって、筆跡の色相を変化させることや、消色、着色させることができるものが選択的に適用できる。
特に、前記筆跡の変化は、熱変色性組成物をマイクロカプセルに内包させることで、組成変化を生じることなく長期間安定して発現できるものとなる。
マイクロカプセル顔料に内包される熱変色性組成物としては、繰り返しの使用性、温度変化の正確性等の点から、（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性組成物が好適である。

具体的に、可逆熱変色性組成物を内包させたマイクロカプセル顔料としては、特公昭５１−４４７０６号公報、特公昭５１−４４７０７号公報、特公平１−２９３９８号公報等に記載された、所定の温度（変色点）を境としてその前後で熱変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱または冷熱が適用されている間は維持されるが、熱または冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性（ΔＨ＝１〜７℃）を有する加熱消色型の可逆熱変色性組成物を内包したマイクロカプセル顔料を適用できる。
さらに、特公平４−１７１５４号公報、特開平７−１７９７７７号公報、特開平７−３３９９７号公報、特開平８−３９９３６号公報等に記載されている比較的大きなヒステリシス特性（ΔＨ＝８〜５０℃）を示すものも適用できる。

また、特開２００６−１３７８８６号公報、特開２００６−１８８６６０号公報、特開２００８−４５０６２号公報、特開２００８−２８０５２３号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性を示す、即ち、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色し、完全発色温度以下の低温域での発色状態、または完全消色温度以上の高温域での消色状態が、特定温度域（実質的二相保持温度域）で色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物を内包させたマイクロカプセル顔料を用いることもできる。

本発明の熱変色性筆記具に適用される、色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物として具体的には、完全発色温度を冷凍室、寒冷地等でしか得られない温度、即ち−５０〜０℃、好ましくは−４０〜−５℃、より好ましくは−３０〜−１０℃、且つ、完全消色温度を摩擦体による摩擦熱、ヘアドライヤー等身近な加熱体から得られる温度、即ち５０〜９５℃、好ましくは５０〜９０℃、より好ましくは６０〜８０℃の範囲に特定し、ΔＨ値を４０〜１００℃に特定することにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持に有効に機能させることができる。

また、熱変色性インキは、筆記具の軸体の内部に直接収容させるよりも、ボールペンレフィルのような筆記体に収容させた上で筆記具の軸体の内部に収容させる構成の方が、インキがなくなった際にレフィル交換が可能なものとなり、またインキが漏れ出さない構造とすることが容易に実現できる。

本発明の擦過部材は導電性材料で形成され、摩擦部として熱変色性インキにより形成された筆跡を擦過による摩擦熱で変色させるものであり、材料は限定されるものではないが、好適にはゴム等の弾性体が用いられる。
前記擦過部材は、天然ゴム、又はニトリルゴム、シリコーンゴム、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ等の合成ゴム中に導電性カーボン或いは金属等の導電剤を混合した導電性ゴム等を成形することにより得られる。本発明で言う導電性ゴムには導電性エラストマーを含む。
また、前記擦過部材は、入力部として入力装置の入力画面に対して入力を行うものでもあり、市販の導電性ゴム材料を成形することによっても得ることができる。市販の導電性ゴム材料としては、信越化学工業（株）製のＥＣシリーズ・シリコーンゴム、ライオン（株）製のレオパウンドシリーズ、ＪＦＥテクノリサーチ（株）製のサステックシリーズ等が例示できる。

また、前記擦過部材は軸筒またはキャップに装着することから、擦過部材と使用者の手とが電気的に導通するように軸筒またはキャップを導電性材料で成形することが好ましい。軸筒またはキャップを導電性材料で成形する場合には、樹脂と導電性フィラーとを含有する成形材料、或いは金属材料等の導電性材料により形成されるが、コストや成形により所望の形状の部品が容易に得られる点で導電性樹脂が好適である。
導電性樹脂も導電性ゴム同様に、樹脂中に導電性カーボン或いは金属等の導電剤を混合することにより得られ、市販の導電性樹脂を用いることもできる。市販の導電性樹脂としては、大日精化工業（株）製のネオコンシリーズ、東京インキ（株）製のパピオスタットシリーズ、大塚化学（株）製のウイスタットシリーズ、ＪＦＥテクノリサーチ（株）製のサステックシリーズ等が例示できる。

擦過部材の頂部は、入力画面に対して接触させた際に、前記頂部が変形し易く入力装置が入力反応を示す厚みで形成すればよい、擦過部材の側部は、紙面に対して擦過させた際に、変形し難く少ない抵抗で摩擦熱を発生させる厚みで形成すればよい。尚、前記擦過部材は、紙面を擦過する際に、擦過部材の頂部に近い位置の側部で擦過できる形態が操作性の面で好ましいことから、擦過部材の頂部の中央から側部に向かって肉厚が徐々に厚く変化する形態が好適である。

本発明の熱変色性筆記具は、熱変色性筆記具として筆記が行え、その筆跡を摩擦熱で熱変色させることができ、且つ静電式入力装置への入力を行うことができるものとなった。

本実施例の熱変色性筆記具の斜視図である。 図１の熱変色性筆記具の要部拡大図である。 図１の熱変色性筆記具の要部断面図である。 図１の熱変色性筆記具で筆記を行っている状態の図である。 図１の熱変色性筆記具で熱変色を行っている状態の図である。 図５の要部断面図である。 図１の熱変色性筆記具で静電容量方式の入力装置へ入力を行っている状態の図である。 図７の要部断面図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
また、説明を分かりやすくするために、図面中の同様の部材、同様の部分については同じ番号を付してある。本実施例の説明においては、ペン先がある側を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。

図１は本実施例の熱変色性筆記具の全体説明図であり、図２は要部拡大図であり、図３は要部断面図である。本実施例の熱変色性筆記具１は、軸筒２を、導電性樹脂で形成した前軸３と後軸４とで構成し、前軸３に対して後軸４を回動させることで、前軸３の前方に形成した開口部３ａから軸筒２内に収容したボールペンレフィル５のペン先５ａを出没させ、筆記状態と携帯状態とを使い分けることができるものである。
ペン先５ａはボールペンチップ構造としており、ボールペンレフィル５の内部には、完全発色温度が−２０℃、完全消色温度が６４℃、ΔＨ値が７０℃である熱変色性組成物を内包した平均粒子径が３μｍのマイクロカプセル顔料を、水性媒体中に分散した熱変色性インキ（図示せず）が収容されている。
また、後軸４の後端開口部４ａには、導電性ゴムで形成した擦過部材６を嵌着してある。

本実施例の擦過部材６は、ドーム状の頂部６ａと、前記後軸４の後端開口部４ａに嵌着する前方小径部６ｂと、該前方小径部６ｂの後端そ拡径した段部６ｃと、該段部６ｃから前記頂部６ａとを緩やかな先窄み形状で連結する側部６ｄとを有している。また、擦過部材６の内部には空間部６ｅを形成することで、頂部６ｂを薄肉に形成し、側部６ｄを肉厚に形成してある。また、擦過部材６の頂部６ａには、頂部６ａの中心から前方へ向かって延びる複数の溝６ｆを放射状に形成してある。

次に図４を用いて、本実施例の熱変色性筆記具１で筆記する状態について説明を行う。図に示すように、熱変色性筆記具１は、前軸３の開口部３ａより突出させたペン先５ａから熱変色性インキを吐出させて、紙１１０に文字１１０ａを書くことができた。

次に図５および図６を用いて、本実施例の熱変色性筆記具１で、紙面に筆記された熱変色性インキによる筆跡を熱変色で消去する状態について説明を行う。図５に示すように、熱変色性筆記具１は、軸筒２を傾けて、擦過部材６の側部６ｄで紙１１０を摩擦することにより、前記熱変色性インキで筆記された筆跡を摩擦熱で消色して、文字１１０ａを消去することができた。図６に示すように、本発明の擦過部材６は、側部６ｄを肉厚に形成してあるので、擦過部材６の変形量が少なく、少ない抵抗で、細かい箇所の摩擦を行うことができた。尚、本実施例の擦過部材６は、擦過部材６の側部６ｄにおける頂部６ａに近い位置で操作性よく擦過ができるようにするために、擦過部材６の頂部６ａの中央から側部６ｄへ向かって肉厚が徐々に厚く変化する形態としてある。

次に図７および図８を用いて、本実施例の熱変色性筆記具１で、静電容量方式の入力装置に入力する状態について説明を行う。図７に示すように、熱変色性筆記具１は、軸筒２を立てて、擦過部材６の頂部６ａを静電容量方式の入力装置１２０における入力画面１２０ａに接触させて摺動させると、使用者が把持した後軸４および擦過部材６を通して入力画面１２０ａに静電容量変化を生じさせ、画像作成ソフトウェアの画面に線１２０ｂを描くことができた。この時、図８に示すように、本発明の擦過部材６は、頂部６ａを薄肉に形成してあり、さらに複数の溝６ｆを放射状に形成してあることから、擦過部材６の変形量が大きく、入力装置１２０が入力反応を示す一定以上の接触面積で入力画面１２０ａに接することができた。尚、本実施例の頂部６ａは、入力画面１２０ａへ接触させた際に、頂部６ａが変形することで溝６ｆの隙間が埋まって、入力画面１２０ａに接した。

１…熱変色性筆記具、
２…軸筒、
３…前軸、３ａ…開口部、
４…後軸、４ａ…後端開口部、
５…ボールペンレフィル、５ａ…ペン先、
６…擦過部材、６ａ…頂部、６ｂ…小径部、６ｃ…段部、
６ｄ…側部、６ｅ…空間部、６ｆ…溝、
１１０…紙、１１０ａ…文字、
１２０…入力装置、１２０ａ…入力画面、１２０ｂ…線。

Claims (2)

1. 軸筒の前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先を有し、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦してその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な擦過部材を備えた熱変色性筆記具であって、前記擦過部材の内部に空間部を形成することにより、前記擦過部材の頂部を薄肉に且つ側部を肉厚に形成したことを特徴とする熱変色性筆記具。
2. 前記擦過部材の頂部の中央から前方へ延びる複数の溝部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱変色性筆記具。

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