JP2019135093A - ペン先及びこのペン先を備えた筆記具 - Google Patents
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- Pens And Brushes (AREA)
Abstract
Description
ラインマーカー等の筆記具におけるペン先は、一般に合成樹脂繊維等を棒状等に集束したものや、高分子の焼結体などの多孔質部材に毛細管作用を付与し、これにより筆記具本体となる軸体から供給されるインクをペン先に導出することにより筆記可能としたものである。
このタイプの筆記具は、ペン先の可視部(窓部)から筆記した文字が見えるから、チェックしたいところだけ、ピタッとはみ出さずにラインが引けるものである。
(1)毛筆における筆毫部の止めや撥ね、払い等の微妙な筆使いを習得するために、筆毫部が左右異なった色彩を呈してなることを特徴とする運筆学習筆(例えば、特許文献2参照)、
(2)筆記具を構成するペン先と、このペン先から排出されるインクの色を異ならせることによって、意外性に富み、新鮮な感じを与え、遊び心を満足させる遊戯性の高い筆記具として、インクリザーバを内装した筒状の筆記主体と、前記インクリザーバ内のインクを毛管作用によって筆記端に供給するペン先主体とでペンを構成するに際し、前記ペン先主体を、インクリザーバに充填されたインクの色相と異なる色相に着色したことを特徴とするペン、並びに、前記ペン先主体は、明度2.5以上の有彩色で着色されているとともに、前記インクが、ペン先主体の色相に対し、マンセル表色系の10色相環で隣り合った類似色相以外の色相であるペン先(例えば、特許文献3参照)、
(3)透光性を有した特定色の着色シートにおける前記特定色に対して補色系統にある色彩で筆記可能な第一のペン先と、前記特定色に対して同色系統にある色彩で筆記可能な第二のペン先と、これら第一のペン先及び第二のペン先を取り付ける単一のボディとを具備してなる暗記用ペン(例えば、特許文献4参照)などが知られている。
少なくともペン芯は、筆跡の色より低い明度の色で着色されていることが好ましく、より好ましくはペン芯と筆跡との明度(L*値)の差が30以上で着色されていることが好ましい。
ペン芯は、焼結芯で構成され、スチレンアクリル樹脂を含有するインクにより着色されていることが好ましい。
また、少なくとも筆記方向を視認することができる可視部を有する保持体と、該保持体に装着されたペン芯で構成された上記構成のペン先を備えた筆記具であることを特徴とする。
図1(a)及び(b)は、本発明のペン先を筆記具の先軸に取り付けた実施形態の一例を示す各斜視図であり、図2(a)〜(j)は本発明のペン先の実施形態の一例を示す各図面であり、図3(a)〜(j)は、保持体の一例を示す各図面であり、図4は図2のペン先を用いた筆記具の一例を示す部分縦断面図である。
本実施形態のペン先Aは、図1及び図2に示すように、筆記方向を視認することができる可視部を有する保持体10と、該保持体10に装着されたペン芯20とを備えたものである。
また、上記本体部11の後方側に、上記本体部11に連設される保持片15を有する後方保持部16を備えたものである。これらの部材から構成される保持体10の長手方向外周面全体には、後述するコ字型状のペン芯20を嵌入保持する保持溝16が形成されている。更に、本体部11の幅方向外周面には、凹状の嵌合部11aが形成され、長手方向外周面となる両面空気流通溝には、それぞれ直線状の空気流通溝11bと屈曲状の空気流通溝11cが形成されている。
また、保持体10は、上記各材料の一種類、または、耐久性、視認性の更なる向上の点などから、2種類以上の材料を用いて構成してもよく、射出成形、ブロー成形などの各種成形法により成形することができる。
このペン芯20は、多孔質部材から構成されるものであり、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの1種又は2種以上の組み合わせからなる並行繊維束、フェルト等の繊維束を加工又はこれらの繊維束を樹脂加工した繊維芯、または、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂等の熱可塑性樹脂などのプラスチック粉末などを焼結したポーラス体(焼結芯)などからなるものである。
好ましいペン芯20としては、繊維束芯、繊維芯、焼結芯、フェルト芯、スポンジ芯、無機多孔体芯であり、特に好ましくは、変形成形性の点、生産性の点から、焼結芯が望ましい。
また、気孔率は下記のようにして算出される。まず、既知の質量及び見掛け体積を有する筆記芯を水中に浸し、十分に水を浸み込ませた後、水中から取り出した状態で質量を測定する。測定した質量から、筆記芯に浸み込ませた水の体積が導出される。この水の体積を筆記芯の気孔体積と同一として、下記式(A)から、気孔率が算出される。
気孔率(単位:%)=(水の体積)/(筆記芯の見掛け体積)×100 ……(A)
ペン芯20を着色する部分は、紙面などの筆記面との明度差(コントラスト)を高めることができ、本発明の効果を発揮するできる箇所を着色する必要があり、具体的には、少なくとも紙面などの筆記面と接触する部分(以下、「ペン芯の一部」という)が着色されている必要があり、例えば、ペン芯の筆記部22が着色されており、ペン芯20全体である必要はないものである。
図1では、ペン芯20全体を着色し(図1上、斜線部が着色部)、その明度(L*値)を40以下としたものである。
上記L*a*b*(CIE LAB)表色系は、色相評価を行うための色調を表す方法の一つであり、国際照明委員会(CIE)が策定した、目で見える色を色空間として表現するものである。この明度(L*値)は、黒色度の傾向を示す一指標である。上記明度(L*値)が40超過であると紙面との明度差(コントラスト)を高めることができず、本発明の効果を発揮することができないこととなる。
本発明において、上記材質、特性のペン芯20は少なくとも筆記面との先端部が着色され、L*a*b*(CIE LAB)表色系での明度(L*値)が40以下となっている。
好ましくは、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、より好ましくは、明度(L*値)が30以下(0〜30)の範囲であることが望ましい。更に好ましくは、明度(L*値)と同様に黒色度の指標となる無彩色度C*が30以下(0〜30)であることが好ましい。
なお、無彩色度C*は、下記式(B)より算出される。
無彩色度C*=(a*2+b*2)1/2 ・・・(B)
具体的に、明度(L*値)を40以下とする方法としては、カーボンブラックのような炭素系黒色顔料、鉄酸化物(例えば、マグネタイト型四酸化三鉄)や、銅とクロムからなる複合酸化物、銅、クロム、亜鉛からなる複合体、チタン系酸化物などの酸化物系黒色顔料、黒色染料など用いて行うことができ、例えば、成型後のペン芯20を保持体10に装着して、ペン先を作製後、定着用樹脂、着色用着色材を含むインクによりペン芯20の全体を着色する方法などを挙げることができる。
更に好ましくは、少なくともペン芯20は、筆記具用インクによる筆跡の色より低い明度(L*値)の色で着色されていることが望ましく、特に好ましくは、ペン芯と筆跡との明度(L*値)の差が30以上で着色されていることが好ましい。
い。例えば、筆跡の色が黄色、桃色、緑色などの場合に、これらの筆跡の色より低い明度(L*値)の色、例えば、黒色でペン芯20の一部又は全体を着色することが望ましい。
特に好ましいペン芯20は、焼結芯で構成され、スチレンアクリル樹脂、明度(L*値)を40以下とする着色用着色材を含有するインクによりペン芯の一部又は全体を着色して、着色した箇所の明度(L*値)が40以下となるものが望ましい。
筆記部22は、筆記しやすい傾きとなるように、傾斜状(ナイフカット状)となっており、この傾き等は、筆記等の使い勝手に合わせて適宜設定される。また、この筆記部22は、描線幅Wが太いものであり、好ましくは、描線幅Wは1mm以上、更に好ましくは、描線幅Wは2mm以上の描線幅となる筆記部が望ましい。
特に好ましい形態としては、保持体からの筆記芯の先端側の突出量Yを0.65mm以上、1.05mm以下及び筆記芯厚さtの40〜65%とすることが望ましい。
図4は、本発明の筆記具の実施形態の一例を示すものであり、図2のペン先Aを用いた筆記具の一例を示す部分縦断面図である。
本実施形態の筆記具Bは、上記構成のペン先A、筆記具本体となる軸体30、インク吸蔵体40、キャップ50、51を備えたものである。
軸体30は、例えば、ポリプロピレン等からなる樹脂を使用して筒状に成形され、筆記具の本体(軸体)として機能する。軸体全体30及び先軸35は不透明又は透明(及び半透明)に成形されるが、外観上や実用上の観点からいずれを採用しても良い。また、軸体30の前方側に先軸35が嵌合等により固着される構造となっている。
インク吸蔵体40は、水性インク、油性インクなどの筆記具用インクを含浸したものであり、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの1種又は2種以上の組み合わせからなる繊維束、フェルト等の繊維束を加工したもの、また、スポンジ、樹脂粒子、焼結体等の多孔体を含むものである。このインク吸蔵体40は、軸体30内に収容保持されている。
これらのインクは、インク配合成分種、各配合量を調整することなどにより、インク粘度(25℃:コンプレート型粘度計)1〜5mPa・s、表面張力30〜60mN/m、ペン芯20及びペン体31からのインク流出量を5〜20mg/mに設定することが好ましい。
なお、筆記具用インクを熱変色性インクとした場合は、JIS S 6050−2002に規定する鉛筆描線の消し能力(消字率)が70%以下の熱可塑性エラストマーをキャップ50の頂部に形成し、擦過動作により摩擦熱を発生容易かつ低摩耗な摩擦体とすることができる。
なお、インク吸蔵体40の先端側内部にインク誘導部21、21の後方側端部21a、21aを挿入する凹部を形成してもよい。また、軸体30内の圧力等が増大にした際に、インク垂れ等がペン先から生じることがあるが、本実施形態の筆記具Bでは、図2に示すように、空気流通溝41b,41cを介して軸体10内と外気とを調整している。
キャップ50は、先軸15の先端側外周面に嵌合等により着脱自在に取り付けられるものであり、キャップ51は、先軸35の逆方向の軸体30の端部外周面に嵌合等により着脱自在に取り付けられるものである。
上記実施形態では、図1に示すように、ペン芯20全体を着色し、明度(L*値)が50以下としたものであったが、上述の材質、特性のペン芯20は少なくとも筆記面との先端部を着色し、明度(L*値)を40以下としてもよいものである。
例えば、図5に示すように、ペン先Cのペン芯20は、少なくとも筆記面との先端部となる筆記部22部分を着色し、その明度(L*値)を40以下、好ましくは、明度(L*値)を30以下(0〜30)の範囲とすることが望ましい。更に好ましくは、無彩色度C*を30以下(0〜30)とすることが好ましい。
図5、図6の場合においても、紙面などの筆記面との明度差(コントラスト)を高めることができ、可視部13で視認側を見れば、ひき始めの位置を合わせやすくなり、また、ペン芯20を低い明度色とすることにより、ペン先C、Dの汚れや紙面に筆記等されたインクからの色写りが目立たず外観を損なうことがないペン先を有する筆記具Bなどを得ることができるものとなる。
更に、上記各実施形態では、インク吸蔵体40に吸蔵されたインクを毛管力によりペン芯20の筆記部22に効率的に供給せしめる方式(中綿式)の筆記具を示したが、弁機構を備えた筆記具、例えば、筆記具本体となる軸体内に直接インクが収容されたインク室を設けて、インク室と筆記芯との間に弁機構を設け、ペン先方向の押圧移動で弁機構のスプリングの附勢力に抗して弁棒を後退させて弁部を解放してインクの導出を行い、ペン芯にインクを供給する構成の筆記具であってもよいものである。
本実施形態に係る筆記具Eは、図7(a)に示すように、軸筒60の両端に2つのポリプロピレン等の樹脂製のキャップ80が嵌合により着脱自在に装着された外観を呈している。なお、以下の説明では、両端に各々設けられているペン先64のうち、太ペン先65が設けられている方を先端側とし、一方、細ペン先66が設けられている方を後端側とする。
これらの前記キャップ80を取り外すと、図7(b)に示すように、前記軸筒60の両端からは筆記用の各々前記ペン先64が露出する。
前記軸筒60は、筒状を呈する中央部61と、該中央部61の後端側に一体形成されている細ペン先収容部62と、前記中央部61の先端側の開口部分に嵌め込んで連結する太ペン先収容部63とを有し、ポリプロピレン等の樹脂で構成されている。
また、前記中綿67の繊維は、長手方向に延びていて、長手方向に細径繊維68と太径繊維69とを備える。なお、前記太径繊維69は、前記細径繊維68よりも断面積が大きい繊維のことである。そして、前記細径繊維68と前記太径繊維69とは、巻きフィルム70によって包まれる。このとき、前記太径繊維69は、前記中綿67の一方側にまとめて配置される。
また、前記中綿67に充填したインクは、毛細管現象により前記細径繊維68の相互間に保持される。一方、前記太径繊維69の相互間は間隙が大きいため、前記細径繊維68の相互間と比較して毛管力が弱くなっている。そのため、インクはより毛管力の強い前記細径繊維68の相互間に吸引されるので、前記太径繊維69の相互間はインクを保持することはなく、これが空気通路71となっている〔図7(f)参照〕。
図7(c)に示すように、前記細ペン先66は、先端側で前記細径繊維68と接触する細中継芯66aと、前記細ペン先収容部62から後端側へ露出する細先芯66bとを有する。前記細先芯66bは、後端方向に先細りに形成されている。
前記太ペン先65は、後端側で前記細径繊維68と接触する太中継芯65aと、前記太ペン先収容部63から先端側へ露出するペン芯となる太先芯65bとを有する。前記太先芯65bの先端は斜めにカットされている。
図7(c)に示す前記太ペン先65及び細ペン先66は繊維束を固めたものや、焼結芯で形成されている。
本実施形態では、ペン芯となる太先芯65bは、少なくとも筆記面との先端部が着色され、L*a*b*(CIE LAB)表色系での明度(L*値)が40以下となっている。好ましくは、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、より好ましくは、明度(L*値)が30以下(0〜30)の範囲であることが望ましい。更に好ましくは、明度(L*値)と同様に黒色度の指標となる無彩色度C*が30以下(0〜30)であることが好ましい。
更に好ましくは、少なくともペン芯となる太先芯65bは、筆記具用インクによる筆跡の色より低い明度(L*値)の色で着色されていることが望ましく、特に好ましくは、ペン芯と筆跡との明度(L*値)の差が30以上で着色されていることが好ましい。
前記太径繊維領域73の占有範囲は、前記中綿67全体(全体積)の5〜30%程度の割合を占めることが望ましい。本実施形態では、16.3%である。
また、前記細径繊維68の太さは、5デニール未満であり、望ましくは3デニール程度である。本実施形態では、細径繊維68の太さは、3デニールであり、その領域には99000本から構成されている。
前記太径繊維69の太さは、前記細径繊維68の太さの1.5倍〜8倍であることが望ましい。また、前記太径繊維69の太さは、5デニール以上、できれば10デニール以上とすることが望ましく、特に好ましくは、15デニール以上が望ましい。本実施形態では、太径繊維69の太さは、15デニールであり、その領域には385本から構成されている。
本実施形態の筆記具Eでは、ペン先65からのインク流出量Xを5〜20mg/m、ペン先66からインク流出量Yを0.1〜5mg/mとし、X>Yと設定することで筆跡の使い分けが容易となるので好ましい。インク流出量の測定は、自動筆記装置にペン体をセットして、JIS S6037に従い、上質紙面上で筆記角度65°、筆記力1N、速度7cm/sでのものである。
この構成の筆記具Eにおいても、紙面などの筆記面との明度差(コントラスト)を高めることができ、また、ペン芯となる太先芯65bを低い明度色とすることにより、ペン先65の汚れや紙面に筆記等されたインクからの色写りが目立たず外観を損なうことがないペン先を有する筆記具Eを得ることができるものとなる。
また、本実施形態の筆記具Eにおいて、筆記中等において、何らかの原因で前記中綿67内に空気が侵入して滞留し、その後、気圧変化又は温度変化で前記中綿67内の空気が膨張した場合であっても、前記太径繊維69の間に形成される前記空気通路71を通じ、滞留した空気が前記空気通路71から排出されることとなる。したがって、滞留した空気の膨張によってインクを噴き出させることはない。
また、前記中綿67に前記太径繊維69を混ぜるといっても、そのほとんどの割合を前記細径繊維68が占めているためインクの充填量をさほど減少させずに済み好適なインク量が充填されている。
更に、本実施形態に係る筆記具Eは両端にペン先のあるマーカーペンとしているが、これに限定されず、中綿67にインクを浸漬させて保持するタイプのサインペンやボールペン等としても実現可能である。
上記実施形態の筆記具B、Eなどでは、筆記具本体の軸体などの断面を円形軸に形成したが、三角形状、四角形以上の方形状などの異形形状、楕円形状にしてもよいものである。
更に、上記各実施形態では、筆記具用のインク(水性インク、油性インク、熱変色性インク)で説明したが、液状化粧料、液状薬剤、塗布液、修正液などの液状体としてもよいものである。
下記構成及び図1〜図4に準拠するペン先、筆記具、下記組成のペン芯着色用インク、筆記具用インクを使用した。ペン芯、保持体等の寸法等は下記に示す大きさ等を使用した。
アクリル樹脂製、可視光線透過率85%〔スガ試験機社製、多光源分光測色計(MSC−5N)にて反射率を測定し、可視光線透過率とした。〕
筆記芯取り付け後の可視部13(四角形)の大きさ:5mm×6mm×3mm×4mm
(ペン芯20の構成)
ポリエチレン(PE)製焼結芯、気孔率60%、筆記部22:W=4mm、ナイフカット状、インク誘導部:φ(t)1.6mm、突出量Y=0.85mm(tの53%)、突出量Yの反対側の突出量Y´=0.65mm(tの40%)、筆記芯幅X=1.75mm
インク吸蔵体:PET繊維束、気孔率85%、φ6×77mm
筆記具本体、キャップ:ポリプロピレン(PP)製
ペン体31:ポリエステル製繊維束芯、気孔率60%、φ2.0×40.0mm
ペン芯20の着色用インクとして、下記組成のインク(合計100質量%)を使用した。
カーボンブラック 1質量%
スチレンアクリルエマルション 9質量%
エチルアルコール 10質量%
イオン交換水 80質量%
上記ペン芯着色用インクを用いて下記方法によりペン芯20全体を着色した。
まず、ペン芯に含浸後、50℃ドライ条件下で、2日間乾燥して、ペン芯20全体を着色した。
ペン芯20のL*a*b*(CIE LAB)表色系での明度(L*値)等を下記装置を用いて測定し、無彩色度C*を算出した。
(測定機器)
日本電色工業社製、微小面分光色差計VSS7700
ペン芯20の明度(L*値)=36、無彩色度C*=24
筆記具用インクとして、下記組成のインク(合計100質量%)を使用した。
保湿剤:トリメチルグリシン(グリシンベタイン) 7.5質量%
ペンタエリスリトール 4.5質量%
着色剤:NKW−4805黄(日本蛍光社製) 40.0質量%
防腐剤:バイオエース(ケイアイ化成社製) 0.3質量%
pH調整剤:トリエタノールアミン 1.0質量%
フッ素系界面活性剤:サーフロン8111N(AGCセイミケミカル社製)
0.2質量%
水溶性有機溶剤:エチレングリコール 3.0質量%
水(溶媒):イオン交換水 43.5質量%
粘度(25℃):3.0mPa・s(コンプレート型粘度計、TOKIMEC社製、TV−20)
表面張力(25℃):33mN/m(自動表面張力計、協和界面科学社製、DY−300)
筆跡(描線)の明度(L*値):97、無彩色度C*:40
図7に準拠する筆記具を使用した。これ以外の構成、インク組成等は、上記実施例1と同様であるので、省略する。
(ペン芯65、ペン芯66の構成)
ペン芯65:ポリエステル製繊維束芯、気孔率55%、φ4.0mm×30mm、ナイフカット状
ペン芯66:ポリエステル製繊維束芯、気孔率50%、φ2.0mm×30mm、砲弾形状
(ペン芯着色方法)
上記ペン芯着色用インクを用いて下記方法によりペン芯65の一部を着色、具体的には、実施例1と同様の処理を施した。
まず、実施例1と同様の処理を2回繰り返して、更に濃く着色した。
(中綿67の構成)
直径6.5mm、長さ80mm、気孔率89%、クリンプ率17%
太径繊維:15デニール×154本、細径繊維:3デニール×11100本、太径繊維の占有率:6.5%、太径繊維/細系繊維=5
上記実施例1と同様して明度(L*値)、無彩色度C*を測定した。
ペン芯65の明度(L*値)=24、無彩色度C*=8
この筆記具を用いて上質紙面上に筆記したところ、従来のペン芯65を着色していないマーキングペンに較べ、ペン芯65の一部を着色していても、筆記面となる紙面との明度差(コントラスト)を高めていることが確認でき、また、ペン芯65を低い明度色となっているので、ペン先65の汚れや紙面などに筆記等されたインクからの色写りが目立たず外観を損なうことがないペン先を用いた筆記具となることが確認された。
10 保持体
20 ペン芯
35 先軸
40 インク吸蔵体
50 キャップ
Claims (4)
- ペン芯を備えたペン先であって、ペン芯は少なくとも筆記面との先端部が着色され、L*a*b*(CIE LAB)表色系での明度(L*値)が40以下であることを特徴とするペン先。
- 少なくともペン芯は筆跡の色より低い明度(L*値)の色で着色されていることを特徴とする請求項1記載のペン先。
- ペン芯は、焼結芯で構成され、スチレンアクリル樹脂を含有するインクにより着色されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のペン先。
- 筆記方向を視認することができる可視部を有する保持体と、該保持体に装着された請求項1〜3何れか一つに記載のペン先を備えたことを特徴とする筆記具。
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