JP2016124196A - 熱変色性筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】ペン先が万年筆のペン先のような弾力性を有する熱変色性筆記具を得る。【解決手段】軸筒の前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先４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熱変色性筆記具１において、ペン先４が、前方に先窄み部４１ｂ，４２ｂを形成した複数枚の薄板金属部材４１,４２を互いに重ね合わせると共に該先窄み部４１ｂ，４２ｂの先端にペンポイント４３を溶着して一体とし、薄板金属部材４１,４２間を微小隙間状のインキ流路７として形成し、且つペンポイント４３に前後に延びるスリット４３ｂを形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、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、古くからある水性インキを用いる万年筆は、ペン先の弾力性による独特の書き味を有していることから、前記熱変色性インキを用いる熱変色性筆記具でも万年筆形態のものが求められるようになった。
しかしながら前述の熱変色性インキは、マイクロカプセルが顔料として用いられており、これを万年筆の水性インキとして使用した場合、染料とは異なって、一度インキが乾燥してしまうと、後で水分に触れたとしても顔料の再分散性が悪いという性質がある。また万年筆では、粘度が高くなったり表面張力が下がることから、保湿剤の添加が適さず、結果的にマイクロカプセルを顔料とした水性インキは乾燥が問題とされていた。
また、万年筆のペン先は、インキをペン先の先端へ流動させる毛細管力を働かせたり、ペン先に弾力性を付与させるために、ペン体の中央に前後に長く延びる切り割りが設けられており、その長い切り割りの一部にでもインキの乾燥が生じてしまうと、筆記ができなくなることから、万年筆のペン先におけるマイクロカプセルを顔料とした水性インキの採用は特に困難であった。

そこで本願発明者らは、特許文献２に記載がある複数枚の薄板金属部材を互いに重ね合わせ、薄板金属部材間を微小隙間状のインキ流路として全長に渡って形成したペン先に着眼し、本願発明に至った。

特開２００４−１４８７４４号公報 特開平８−５２９７７号公報

本発明では、ペン先が万年筆のペン先のような弾力性を有した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熱変色性筆記具において、前記ペン先が、前方に先窄み部を形成した複数枚の薄板金属部材を互いに重ね合わせると共に該先窄み部の先端にペンポイントを溶着して一体とし、前記薄板金属部材間を微小隙間状のインキ流路として形成し、且つ前記ペンポイントに前後に延びるスリットを形成したペン先であることを特徴とした熱変色性筆記具。
２．前記ペンポイントのスリットが、前記ペンポイントの先端から前記インキ流路までの間に形成してあることを特徴とする前記１項に記載の熱変色性筆記具。
３．前記熱変色性筆記具がキャップを有し、前記キャップの内方に前記ペンポイントを弾性変形して被覆する凹部を設けたことを特徴とした前記１項または２項に記載の熱変色性筆記具。
４．前記キャップの先端部に、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弾性材料からなる摩擦体を装着し、前記摩擦体に前記凹部を形成したことを特徴とした前記３項に記載の熱変色性筆記具。」である。

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、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。

薄板金属部材は、鉄合金、特にステンレス、銅合金、特にリン青銅がバネ性や成形性の面で優れており、中でもステンレスは耐蝕性が高く、リン青銅とは異なりメッキ処理など表面処理を行う必要がなく好適である。尚、薄板金属部材は平板状のものが成形しやすくて好適である。また、万年筆のペン先のように表面が湾曲した形態であってもよいが、この場合、複数枚の薄板金属部材をそれぞれが重なる形態に形成する必要がある。
ペンポイントは、白金属基、例えばＲｕ基合金やＯｓ基合金や、Ｗ基合金あるいはＣｒ基合金を用いることができ、溶着する薄板金属部材の材質等を鑑みて適宜設定することができる。また、ペンポイントの薄板金属部材への溶着方法としては、溶接あるいはロウ付があり、薄板金属部材およびペンポイントの材質に応じて適宜選択すればよい。

複数枚の薄板金属部材の間に形成する微小隙間状のインキ流路は、軸筒内のインキタンクと連通させ、インキを毛細管力によりペンポイントのスリットまで供給できるよう形成する。
尚、複数枚の薄板金属部材の間に形成されたインキ流路の外側において外部へ露出したインキは乾燥することになるが、乾燥したインキがインキ流路の内側を密封することとなり、ペンポイントへ繋がるインキ流路の中央部に位置するインキが乾燥せず、インキを途切れさすことなく筆記が可能となる。

また、ペンポイントのスリットを該ペンポイントの先端から薄板金属部材間のインキ流路までの短い区間に形成することで、ペンポイントのスリットにおけるインキの乾燥量が少なくなり、もしスリット内のインキが乾燥しても、そのインキの乾燥はスリットの先端部分のみで行われることから、筆記時においてペンポイントが筆記面を摺動した際に、乾燥したインキが筆記面に触れることで剥離して、筆記を開始することができるものとなる。

ペン先側に装着するキャップの内方にペンポイントを被覆する凹部を設ける場合、その凹部を形成する材質は、弾力性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）が好ましく、例えば、シリコン樹脂、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、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等があげられる。
また、前記凹部を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弾性材料からなる摩擦体に形成する場合には、前述の弾力性を有する合成樹脂の中でも、高摩耗性の弾性材料（例えば、消しゴム等）からなるものではなく、摩擦時に摩耗カス（消しカス）が殆ど生じない低摩耗性の弾性材料が好ましい。

尚、ペンポイントを球形状に形成し且つ該ペンポイントを筆記具本体の軸心の位置に形成することで、筆記具本体に対してキャップを装着する際に、キャップの凹部がペン先のペンポイントだけを被覆する構成であることから、ペン先全体が板状であっても、螺合のように相対的に互いを回動させる装着方法への採用が可能となる。

本発明の熱変色性筆記具は、ペン先が万年筆のペン先のような弾力性を有すると共に、熱変色性インキの乾燥によるインキの吐出不良を防止することができた。

本実施例の熱変色性筆記具の全体斜視図である。 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縦断面図である。

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斜視図であり、図２は要部拡大図であり、図３は縦断面図である。本実施例の熱変色性筆記具１は、軸筒２の前方に、首部筒３を螺合し、ペン先４を、首部筒３に圧入したペン芯５の全長に渡って形成した収納溝５ａに嵌入し、首部筒３の後部に形成した接続部３ａを、軸筒２内に配設したインキタンク６に嵌着させて筆記具本体１０を構成している。

ペン先４は、二枚の薄板材４１，４２と、前記二枚の薄板材４１，４２の先端に設けたペンポイント４３とで構成している。本実施例の薄板材４１，４２はステンレスからなり、前記ペン芯５の収納溝５ａに嵌入させる直線部４１ａ、４２ａと、その前方に形成した先窄み部４１ｂ，４２ｂとを有している。また、ペンポイント４３はＲｕ基合金からなり、前記先窄み部４１ｂ，４２ｂの先端に溶接されて二枚の薄板材４１，４２を一体としてある。

一体となった二枚の薄板材４１，４２の間には微小隙間状のインキ流路７が形成され、ペンポイント４３の先端４３ａからインキ流路７までの間に形成したスリット４３ｂと連接して、インキタンク６内の熱変色性インキ（図示せず）が毛細管力によりペンポイント４３の先端４３ａまで供給でされるようにしてある。
図２に示した通り、二枚の薄板材４１，４２で形成されたペン先４は、万年筆のペン先と同様に、上下方向に揺動することができる弾力性を有している。

また熱変色性筆記具１は、ペン先４を被覆するキャップ８を有しており、キャップ８は、先端部に設けた貫通孔８ａにスチレン系熱可塑性エラストマーからなる摩擦体９の後端に形成した係止部９ａを抜け止め状態に挿着してある。前記係止部９ａの後端には凹部９ｂを設けてあり、キャップ８の開口８ｂよりペン先４を挿着した際に、凹部９ｂが弾性変形してペンポイント４３のスリット４３ｂを密閉する構造である。
摩擦体９は、熱変色性インキで筆記した筆跡を頂部９ｃで摩擦して、その際に生じる摩擦熱により熱変色させることが可能である。

また本実施例では、ペン先４のペンポイント４３が球形状で且つ筆記具本体１０の軸心の位置に形成してあり、またキャップ８の凹部９ｂがペンポイント４３のみを被覆するようにしたことから、ペン先４が全体的に板状であっても、首部筒３の外面に形成した雄螺子部３ｂとキャップ８の内面に形成した雌螺子部８ｃとを螺合させて、ペンポイント４３を凹部９ｂで密閉することができた。

１…熱変色性筆記具、１０…筆記具本体、
２…軸筒、
３…首部筒、３ａ…接続部、３ｂ…雄螺子部、
４…ペン先、
４１，４２…薄板材、４１ａ、４２ａ…直線部、４１ｂ，４２ｂ…先窄み部、
４３…ペンポイント、４３ａ…先端、４３ｂ…スリット、
５…ペン芯、５ａ…収納溝、
６…インキタンク、
７…インキ流路、
８…キャップ、８ａ…貫通孔、８ｂ…開口、８ｃ…雌螺子部、
９…摩擦体、９ａ…係止部、９ｂ…凹部、９ｃ…頂部。

Claims (4)

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熱変色性筆記具において、前記ペン先が、前方に先窄み部を形成した複数枚の薄板金属部材を互いに重ね合わせると共に該先窄み部の先端にペンポイントを溶着して一体とし、前記薄板金属部材間を微小隙間状のインキ流路として形成し、且つ前記ペンポイントに前後に延びるスリットを形成したペン先であることを特徴とした熱変色性筆記具。
2. 前記ペンポイントのスリットが、前記ペンポイントの先端から前記インキ流路までの間に形成してあることを特徴とする請求項１に記載の熱変色性筆記具。
3. 前記熱変色性筆記具がキャップを有し、前記キャップの内方に前記ペンポイントを弾性変形して被覆する凹部を設けたことを特徴とした請求項１または２に記載の熱変色性筆記具。
4. 前記キャップの先端部に、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弾性材料からなる摩擦体を装着し、前記摩擦体に前記凹部を形成したことを特徴とした請求項３に記載の熱変色性筆記具。

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