JP2020049749A - 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、ペン先の各可視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。
特に、用いるインク組成物に配合された着色樹脂粒子などの色材の大きさが平均粒子径で1μmを超えると、その傾向が表れやすいものとなっている。また、色材をゆるく凝集させる成分となる会合剤を配合すると、更にこの傾向が強く現れるなどの課題がある。
前記筆記具用インク組成物の表面張力は30〜60mN/mであることが好ましい。
前記筆記具用インク組成物とポリエチレンテレフタレート製フィルムとの接触角が10〜70°であることが好ましい。
図1(a)〜(c)は、本発明の筆記具の実施形態の一例を示す平面図、正面図、縦断面図である。
本実施形態の筆記具Aは、マーキングペンタイプの筆記具であり、図1(a)〜(c)に示すように、筆記具本体となる軸体(軸筒)10、インク吸蔵体20、ペン先30、ペン芯35、可視部を有する保持体40、キャップ50、摩擦体60を備えている。
後軸11は、例えば、PP等からなる樹脂を使用して有底筒状に成形され、筆記具の本体(軸体)として機能する。この後軸11は、図1(c)に示すように、後端側内部にインク吸蔵体20の後端部を保持する保持片12、12…からなる保持部材13が設けられており、後軸全体及び後述する先軸は不透明又は透明(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、後軸11の前方側に先軸15が嵌合等により固着される構造となっている。
先軸15は、後述するペン先30のペン芯35を固定する可視部を有する保持体40を固着する嵌合部16が設けられている。この構造の先軸15は、例えば、PP等からなる樹脂などで成形されるものである。
この保持体40の長手方向外周面全体には、コ字型状のペン芯35を嵌入保持する保持溝(図示せず)が形成されている。更に、保持体40の長手方向外周面溝には、空気流通溝42が形成されている。
また、保持体40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35は、良好なインク流出性を有するものであるので多孔質部材から構成されている。例えば、このペン芯は、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35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。
本実施形態のペン芯20では、平均粒子径200μmのポリエチレン粉末を焼結したポアサイズ50μm、気孔率60%の焼結芯(焼結体)から構成されている。
本発明で規定する「平均粒子径」は、粒子径分布解析装置HRA9320−X100(日機装株式会社製)を用いて、屈折率1.81、体積基準により算出されたD50の値である。
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ペン芯を水中に浸し、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、ペン芯に浸み込ませた水の体積が導出される。この水の体積をペン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)/(ペン芯の見掛け体積)×100 ……(A)
「ポアサイズ」は、水銀ポロシメータ(QUANTACHROM社製 Pore Master GT型)を用いて孔径分布を測定し、その平均値をポアサイズとした。
筆記部37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37は、描線幅が太いものであり、好ましくは、描線幅は1mm以上、更に好ましくは、描線幅は2mm以上の描線幅となる筆記部が望ましい。
このペン先30において、上記ペン芯35の保持体40への固着(装着)は、保持部等(図示せず)に上記ペン芯35を嵌入保持することにより固着されることとなる。更に、ペン芯35の固着(抜け止め)を確実にするために、接着剤による接着、溶着などを更に用いても良いものである。
本実施形態では、インク誘導部36、36の後方側の長さは、一方が短い後方側端部36aと、他方が長い後方側端部36bとなっており、挿入する長さが異なっている。これはペン芯35の保持体40への取り付け前は全体が略コ字型形状となっているが、保持体40への取り付けは筆記部37が傾斜状となっているので、取り付け後は下側(又は上側)の後方側端部36b(又は36a)の長さが長くインク吸蔵体20の先端側内部に入り込む構成となるものである。また、挿入する長さが異なることにより、インク吸蔵体20からのインクの取り込みが異なる箇所からなるため、挿入長さが同じものよりもペン芯35へのインクの取り込みが効率よく行われることとなる。
なお、インク吸蔵体20の先端側内部にインク誘導部36、36の後方側端部36a、36bをそれぞれ挿入する凹部を形成してもよい。また、軸体10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Aでは、図2に示すように、空気流通溝42を介して軸体10内と外気とを調整している。
摩擦体60は、後軸11の後端部に固着されるものであり、後述する筆記具用インク組成物の着色樹脂粒子に熱変色性の着色樹脂粒子を用いた場合に、熱変色性の描線(筆跡または像)を、熱変色させたい部分だけ確実に熱変色(消色や他の色に変色)させることができる。
摩擦体60を構成する弾性材料としては、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)、シリコーンゴム、ニトリルゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、または、これらの2種以上の混合物などが挙げられる。
この摩擦体60として、好ましくは、JIS S 6050−2002に規定する鉛筆描線の消し能力(消字率)が70%未満の上記合成樹脂(ゴム、エラストマー)で形成して、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。
用いることができる着色樹脂粒子は、着色された樹脂粒子から構成されるものであれば特に限定されず、例えば、1)樹脂粒子中にカーボンブラック、酸化チタン等の無機顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料等の有機顔料などの顔料からなる着色剤が分散された着色樹脂粒子、2)樹脂粒子の表面が上記顔料からなる着色剤で被覆された着色樹脂粒子、3)樹脂粒子に直接染料、酸性染料、塩基性染料、食料染料、蛍光染料などの染料からなる着色剤が染着された着色樹脂粒子、4)ロイコ色素等を用いて熱変色性とした着色樹脂粒子、5)光変色性色素となるフォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素等を用いて光変色性とした着色樹脂粒子などが挙げられる。
上記1)〜3)の着色樹脂粒子の樹脂成分としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエン等の重合体もしくはこれらの共重合体、ベンゾグアナミン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等から選択される少なくとも1種が挙げられ、必要に応じて架橋などの処理を行ったものであってもよい。これらの樹脂への着色方法としては、従来公知の懸濁重合、分散重合などの手法が用いられる。
マイクロカプセル化法としては、例えば、界面重合法、界面重縮合法、insitu重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライニング法などを挙げることができ、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、水溶液からの相分離法では、ロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤を加熱溶融後、乳化剤溶液に投入し、加熱攪拌して油滴状に分散させ、次いで、カプセル膜剤として、壁膜がウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂等となる樹脂原料を使用、例えば、アミノ樹脂溶液、具体的には、メチロールメラミン水溶液、尿素溶液、ベンゾグアナミン溶液などの各液を徐々に投入し、引き続き反応させて調製後、この分散液を濾過することにより熱変色性のマイクロカプセル顔料からなる熱変色性の着色樹脂粒子を製造することができる。この熱変色性の着色樹脂粒子では、ロイコ色素、顕色剤及び変色温度調整剤の種類、量などを好適に組み合わせることにより、各色の発色温度、消色温度を好適な温度に設定することができる。
なお、前記熱変色性の着色樹脂粒子は、可逆熱変色性となるものが好ましい。可逆熱変色性となるものは、発色状態から加熱により消色する加熱消色型、発色状態又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、又は、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又は併用して構成することができる。
この光変色性の着色樹脂粒子樹脂粒子は、フォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素などを好適に用いることにより、例えば、室内照明環境(室内での白熱灯、蛍光灯、ランプ、白色LEDなどから選ばれる照明器具)において無色であり、紫外線照射環境(200〜400nm波長の照射、紫外線を含む太陽光での照射環境)で発色する性質を有するものとすることができる。
上記各着色樹脂粒子のうち、粒子内部に空隙のある中空樹脂粒子は、白色顔料として、上記1)〜5)の各着色樹脂粒子は、蛍光顔料、熱変色性顔料や光変色性顔料のマイクロカプセル顔料など(色材)として使用することができる。また、上記1)〜5)の各樹脂粒子は、公知の各製造法により製造した各樹脂粒子を使用することができ、市販品があれば、それらを使用してもよいものである。
この着色樹脂粒子の平均粒子径が1μm未満であると、着色力が不十分となり、一方、10μmを越えるものであると、ペン芯からの流出性が不良となり、また、分散安定性が低下するため、好ましくない。
本発明において、上記平均粒子径の着色樹脂粒子を用いると共に、一定の柔軟性があると、空隙が変化しやすい(気孔率が高い)ペン芯内部でも流通が阻害されず、更に濃度差が生じにくいものとなるので好ましい。
用いる上記平均粒子径の着色樹脂粒子は、好ましくは、微小圧縮試験により測定した10%強度が30MPa以下であることが望ましい。これにより、着色樹脂粒子は柔らかい粒子とすることができ、柔らかいので上記特性のペン芯内部でも流通が阻害されず、濃度差が生じにくいものとなる。また、10%強度を5MPa以上であると、インクが更に安定して流出できるものとなる。
すなわち、上記10%強度を5〜30MPaであることにより、良好なインクの流出安定性及び濃度差のない描線を高度に両立させることができるものとなる。
本発明において、「微小圧縮試験」は、例えば、島津製作所社のMCT−510を用いて行うことができる。この場合、5個の粒子の平均値とすることができる。
この10%強度は、次式により算出することができる。
C(x)=(2.48×P)/(π×d2)
C(x):10%強度(MPa)
P:粒子径の10%変位時の試験力(N)
d:粒子径(mm)
用いることができる会合剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどの少なくとも1種が挙げられ、特に好ましくは、粒子の会合性が良好な点からヒドロキシエチルセルロースの使用が望ましい。
また、これらのうち、2質量%水溶液粘度が7mPa・s以上1000mPa・s以下のものが望ましい。この2質量%水溶液粘度が1000mPa・sを超えると、インクの流出性が低下する。一方、2質量%水溶液粘度が7mPa・sより小さすぎると、効果が得られなくなる。
これらの会合剤の含有量は、インク組成物全量に対して、上記水溶液粘度に応じて、0.1〜1%とすることが好ましい。
用いることができる水溶性有機溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリン等のグリコール類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどを単独或いは混合して使用することができる。
また、防腐剤もしくは防菌剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、ベンズイミダゾール系化合物などが挙げられる。
水溶性樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸、水溶性スチレン−アクリル樹脂、水溶性スチレン・マレイン酸樹脂、水溶性マレイン酸樹脂、水溶性スチレン樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコ−ル、水溶性エステル−アクリル樹脂、エチレン−マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキサイド、水溶性ウレタン樹脂等などが挙げられる。
樹脂エマルションとしては、例えば、アクリル系エマルション、酢酸ビニル系エマルション、ウレタン系エマルション、スチレン−ブタジエンエマルション、スチレンアクリロニトリルエマルションなどが挙げられる。
これらの水溶性樹脂および樹脂エマルションは、一種もしくは二種以上を混合して使用することができる。
pHの調整は、必要に応じてpH調整剤を用いて行うことができる。用いるpH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、モルホリン、トリエチルアミン等のアミン化合物、アンモニア等が挙げられる。
この粘度範囲の調整は、上記インク成分となる各成分の量、増粘剤等の含有により調整することができる。
また、用いる筆記具用インク組成物において、濃度差のない描線を更に効果的に発揮せしめる点、更に裏抜けが生じにくい点から、好ましくは、表面張力は、25℃において、30〜60mN/mであることが好ましく、より好ましくは、30〜45mN/mであることが望ましい。この表面張力の調整は、上記インク成分となる各成分の量、増粘剤等の含有により調整することができる。
この着色樹脂粒子の体積平均粒子径(Mv)と、個数平均粒子径(Mn)とは粒度分布測定装置HRA9320−X100(日機装株式会社製)を用いて測定することができる。また、測定したMv及びMnの値から、粒度分布(Mv/Mn)を算出することができる。
この接触角とするためには、上記インク成分となる各成分の量、増粘剤等の含有により調整することができる。
本実施形態では、インク吸蔵体20への含浸は、図1(c)に示すように、インク吸蔵体20の両端面(前方側、後方側)まで含浸されない形態(含浸箇所は図示符号Iで表示)となっている。
本実施形態では、インク吸蔵体20の含浸体積は全体積中で80%となっている。これは、落下等の衝撃によるインク飛散を防止するためである。このインク吸蔵体20の含浸体積は、インク吸蔵体20の両端面(前方側、後方側)まで含浸されない形態(図示符号I)となっていれば良く、含浸体積は全体積中で60〜95%であれば、落下等の衝撃によるインク飛散を防止、並びに、インク誘導芯45への効率的なインク供給を高度に両立することができることとなる。
この実施形態の含浸される筆記具用インク組成物は、上記着色樹脂粒子を用いた配合組成となっている。
更に、上記平均粒子径の着色樹脂粒子が、好ましくは、微小圧縮試験により測定した10%強度が5〜30MPaとなるものを用い、また、上記インク組成物の粘度、表面張力、pHが上述の所定の各範囲となる特性のものを用いることにより、上記本発明の効果を更に高めることができるものとなっている。
また、このタイプの筆記具Aは、可視部41の面積が最大化されており、ペン先30の可視部41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となっている。
更に、この筆記具Aでは、筆記具本体10の後軸11の後端部に摩擦体60が固着されているものであり、インク組成物が熱変色性の着色樹脂粒子を用いた配合組成となっているので、筆記部37で引いた熱変色性の描線(筆跡または像)を、摩擦体60で(擦過動作により摩擦熱を発生させれば)熱変色させたい部分だけ確実に熱変色(消色や他の色に変色)させることができる態様となっている。
図3〜図5は、本発明の筆記具の他の実施形態となる各図面である。図1及び図2と同様の構成は同一図示符号を示してその説明を省略する。図3〜図5の各筆記具において、用いるインク組成物は、上記実施形態の筆記具Aに用いたものと同様のものである。
図3の実施形態の筆記具Bは、摩擦体60をキャップ60の頂部に固着した点でのみ相違するものであり、上記筆記具Aと同様に使用に供され、上記筆記具Aと同様の作用効果等を発揮するものである。この筆記具Bでは、ペン芯35の筆記部37で引いた熱変色性の描線(筆跡または像)を、キャップ50の頂部に固着した摩擦体60で(擦過動作により摩擦熱を発生させれば)熱変色させたい部分だけ確実に熱変色(消色や他の色に変色)させることができる態様となっている。
図4の実施形態の筆記具Cは、摩擦体60をそれぞれ、後軸11の後端部に固着したもの形態と、キャップ60の頂部に固着(擦体60が2箇所に固着)したものであり、上記各実施形態と同様に使用に供され、上記筆記具A又はBと同様の作用効果等を発揮するものである。
この筆記具Dは、ペン先30が筆記部となる多孔体38と該多孔体38を保持し、筆記部38に筆記具用インク組成物を供給するためのインク誘導芯45と、インク誘導芯45を保持体70の内部に備え、かつ、上記保持体70が、筆記方向を視認できる可視部となる筆記具の実施形態である。
この実施形態の筆記具Dは、マーキングペンタイプの筆記具であり、図5(a)及び(b)に示すように、筆記具本体(軸部)となる断面楕円形状となる扁平型の軸筒10、インク吸蔵体20、ペン先30、インク誘導芯45を備えている。
筆記具本体となる軸筒10、インク吸蔵体20は、上記筆記具Aと同様に構成されているので、同一の図示符号を表示して、その説明を省略する。また、インク吸蔵体20に吸蔵する筆記具用インク組成物も上記実施形態で詳述した筆記具用インク組成物と同様であるので、その説明を省略する。
この本体部71の外周面には、フランジ部72が設けられ、本体部71の後方側が先軸15の先端開口部内に嵌合により固着されて、落下等によるインク誘導芯45のズレや脱落を更に防止する構造となっている。
筆記部となる多孔体38は、保持体70の先端部に固着されるものであり、上記筆記具Aの実施形態で詳述したペン芯30と同様(気孔率が30〜70%)であるので、その説明を省略する。
なお、この筆記部となる多孔体38の形状としては、例えば、外観形状がチゼル形状、砲弾形状、円柱、楕円柱、立方体、直方体などの形状が挙げられ、また、その断面形状が台形、平行四辺形、ひし形、カマボコ形、半月形等となる形状が挙げられ、本実施形態では、チゼル形状となっている。チゼル形状とは、先端がペン軸の中心線に対して傾斜面を形成しており、傾斜面が平坦である形状である。また、筆記部となる多孔体38は、筆記しやすい傾きとなるように、好ましくは、本体軸の長軸方向に対して、40〜90°の角度で傾いていることが望ましく、本実施形態では、75°の傾きとなっている。これらの筆記部となる多孔体45の形状、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、筆記部となる多孔体45は、描線幅が太いものであり、好ましくは、描線幅2mm以上、更に好ましくは、描線幅3mm以上の描線幅となる筆記部である。
このインク誘導部75の形状、大きさ、本数等は、筆記具本体に含まれるインク吸蔵体20に含浸されたインク組成物が上記筒状部を有する本体部71及びインク誘導部75内に配設したインク誘導芯45を介して筆記部となる多孔体38へ毛管作用により効率よくインク供給できる構造等となるものであれば、その形状、構造、大きさ、本数などは適宜選択することができる。
特に、インク誘導芯45に十分な筆記流量とインク誘導部75を介しての視認性を確保する点から、インク誘導部75の軸線方向の長さが3mm以上とすることが望ましい。また、保持体70内部にインク誘導部75の断面積の合計が3mm2以上であることが望ましい。
このインク誘導部75の形状は、長軸方向である筆記部38側に向かって直線が望ましいが、テーパーが形成されていてもよく、また、本体軸の長軸方向に対して0〜30°の向きで、2本以上の複数本でもよいが、1本のみ設けられていることが望ましい。
なお、上記インク誘導芯45とインク誘導部75間に隙間を形成することなく、インク誘導部70内にインク誘導芯45が密着状態(密封)であってもよく、この場合でも、外観をきれいに見せることができ、インク吸蔵体20のインクをペン先30の保持体70に固着される筆記部となる多孔体38に効率よく、好適なインク量を効率よく供給できるものである。
また、上記保持体70の上部側の両側面に、筆記部となる多孔体38を保持するリブ体76、76(一方表示せず)が設けられると共に、該リブ体間には多孔体38の底面と当接する底面部77が設けられている。この底面部77の中央部にはインク誘導部75の出口が形成されている。更に、上記リブ体の一方の端面に多孔体38の前端面が当接する当接部78が設けられており、他方の端面は多孔体38を挿入する入り口となっている。
また、この筆記具Dは、上述の如く、筆記具本体10内に収容される筆記具用インク組成物をペン先30のペン芯となる多孔体38に供給すると共に、ペン先30に筆記方向を視認することができる保持体を有し、前記ペン芯となる多孔体の気孔率が30〜70%であり、前記インク組成物には平均粒子径が1〜10μmの着色樹脂粒子を含有し、かつ、インク粘度が8〜20mPa・sであり、前記着色樹脂粒子の粒度分布(Mv/Mn)を1〜3とした特性のものを用いることにより、上記筆記具A〜Cと同様に、多孔体38の中心部と外側とでインクの供給ムラを生じさせることなく、濃度差がない筆記描線を引くことができる筆記具が得られることとなる。特に、用いるインク組成物に配合された着色樹脂粒子の大きさが平均粒子径で1μmを超える大きいものや、色材をゆるく凝集させる成分となる会合剤を含有しても、濃度差がない筆記描線を引くことができるものとなっている。
更に、上記平均粒子径の着色樹脂粒子が、好ましくは、微小圧縮試験により測定した10%強度が5〜30MPaとなるものを用い、また、上記インク組成物の粘度、表面張力、pHが上述の所定の各範囲となる特性のものを用いることにより、筆記具Dにおいても上記本発明の効果を更に高めることができるものとなっている。
更に、この筆記具Dにおいても、筆記具本体10の後軸11の後端部に摩擦体60が固着されているものであり、インク組成物が熱変色性の着色樹脂粒子を用いた配合組成となっているので、筆記部38で引いた熱変色性の描線(筆跡または像)を、摩擦体60で(擦過動作により摩擦熱を発生させれば)熱変色させたい部分だけ確実に熱変色(消色や他の色に変色)させることができる態
様となっている。
特に、インク誘導部75を保持体70内の長手方向略中央部に形成することにより、筆記部となる多孔体38に、かたよりなく効率的にインクを供給できるので、更に、終筆まで使用可能な筆記具が提供されるものとなる。また、インク誘導部75を保持体70の長手方向略中央部に形成することにより、筆記方向を定め易く、非常に筆記しやすい形状となるものである。更に、保持体70の上部にリブ体76、76を設けることにより、定規で筆記した際に、定規を汚さずに真直ぐな線などを引くこともできる。
上記実施形態の筆記具A〜Dでは、筆記具本体の軸筒などを円形軸、楕円軸に形成したが、三角形状、四角形以上の方形状などの異形形状にしてもよいものである。
また、上記各実施形態において、ペン芯35、38を焼結芯タイプについて詳述したが、焼結体以外に、上述の如く、繊維束体、繊維芯、発泡体、海綿体、フェルト体などであってもよい。
更に、上記各実施形態では、インク吸蔵体20に吸蔵されたインクを毛管力によりペン芯35、38の筆記部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、上記物性となる各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。
また、上記実施形態の筆記具Dでは、インク誘導芯45により、インク吸蔵体20から筆記部となる多孔体38まで一部品でインクを供給するものとしたが、二部品、例えば、インク吸蔵体20から筒状部73aまでを中継多孔体とし、インク誘導部75内を前記インク誘導芯と同様のインク供給芯との二部品で、インク吸蔵体20から筆記部となる多孔体38へインクを供給してもよいものである。
下記表1に示す配合組成の着色樹脂粒子を含む筆記具用インク組成物を常法により調製した。
用いた着色樹脂粒子として、熱変色性、光変色性のものは下記製造例で得たものを使用した。
得られた着色樹脂粒子の平均粒子径、10%強度、インク組成物のpH、粘度(mPa・s)、粒度分布(Mv/Mn)、表面張力(mN/m)、接触角(°)は下記各方法により測定した。
HRA9320−X100(日機装株式会社製)にて、測定したD50の値である。
(10%強度の測定方法)
MCT−510(島津製作所社製)を用いて、上述の式により算出した。
(インク組成物のpH測定方法)
ガラス電極(HORIBA社製)によりpH(25℃)を測定した。
(インク粘度の測定方法)
コンプレート型粘度計TV−2(TOKIMEC社製)を用いて粘度(25℃)を測定した
(着色樹脂粒子の粒度分布(Mn/Mv)の測定方法)
上記分布測定装置を用いて、上述の式により算出した。
(表面張力の測定方法)
自動表面張力計、DY−300(協和界面科学社製)を用いて表面張力(25℃)を測定した。
(接触角の測定方法)
接触角計、DM−500(協和界面科学社製)を用いて接触角(°)を測定した。
ロイコ色素として、ETAC(山田化学工業社製)1質量部(以下、単に「部」という)、顕色剤として、ビスフェノールA2部、及び変色性温度調整剤として、ミリスチン酸ミリスチル24部を100℃に加熱溶融して、均質な組成物27部を得た。
上記で得た組成物27部の均一な熱溶液にカプセル膜剤として、イソシアネート10部及びポリオール10部を加えて攪拌混合した。次いで、保護コロイドとして12%ポリビニルアルコール水溶液60部を用いて、25℃で乳化して分散液を調製した。次いで、5%の多価アミン5部を用いて、80℃で60分間処理してコアシェル型の熱変色性顔料A(発色時:黒色、消色時:無色)を得た。この分散液を常温に冷却後、酸添加、濾別、水洗を行い、スプレードライ機を用いて乾燥することにより、着色樹脂粒子となるパウダー状の熱変色性顔料を得た。色相は、発色状態においては濃厚な青色を呈し、摩擦熱等の熱(例えば、60℃以上)で消色するものであった。この熱変色性顔料の平均粒子径は、2.1μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は1.8であり、10%強度は7.2MPaであつた。
上記の粒子の重合の際の撹拌条件を変更して平均粒子径が相違する熱変色性顔料Bを得た。この熱変色性顔料の平均粒子径は、3.1μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は3.9であり、10%強度は6.4MPaであつた。
上記の粒子の重合の際の撹拌条件を変更して平均粒子径が相違する熱変色性顔料Cを得た。この熱変色性顔料の平均粒子径は、4.2μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は2.2であり、10%強度は6.8MPaであつた。
光変色性色素として、1,3,3−トリメチルインドリノ−6’−(1−ピペリジニル)スピロナフソザジン3部、ジエチレングリコールジベンゾエート10部、およびメチルエチルケトン10部を80℃に加熱溶融して、均質な組成物23部を得た。
上記で得た組成物23部の均一な熱溶液にカプセル膜剤として、イソシアネート10部及びポリオール10部を加えて攪拌混合した。次いで、保護コロイドとして12%ポリビニルアルコール水溶液60部を用いて、25℃で乳化して分散液を調製した。次いで、5%の多価アミン5部を用いて、80℃で60分間処理してマイクロカプセルを得た。
以上の手順により得たマイクロカプセル化した水分散体をスプレードライすることでパウダー状にして光変色性顔料を得た。
この光変色性顔料は、室内照明環境において無色であり、紫外線照射環境〔太陽光およびブラックライト(315〜400nm)〕で赤色に発色する性質を有するものであった。この光変色性顔料の平均粒子径は、2.8μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は1.7であり、10%強度は8.9MPaであつた。
上記の粒子の重合の際の撹拌条件を変更して平均粒子径が相違する光変色性顔料Bを得た。この光変色性顔料の平均粒子径は、3.4μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は3.5であり、10%強度は8.1MPaであつた。
水不溶性染料(Valifast Red 1355、オリヱント化学工業社製)2.8質量部、有機溶剤としてのエチレングリコールモノベンジルエーテル11.5質量部を60℃に加温しながら、ここにプレポリマーとしてのジフェニルメタンジイソシアネート(3モル)のトリメチロールプロパン(1モル)付加物(D−109、三井化学社製)7.2質量部を加えて、油相溶液を作製した。一方、蒸留水200質量部を60℃に加温しながら、ここに分散剤としてのポリビニルアルコール(PVA−205、クラレ社製)15質量部を溶解して、水相溶液を作製した。60℃の水相溶液に油相溶液を投入し、ホモジナイザーで6時間撹拌することにより乳化混合して重合を完了した。得られた分散体を遠心処理することで着色ウレタン粒子(赤色粒子)を得た。この着色ウレタン粒子の平均粒子径は、2.1μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は1.6であり、10%強度は18.4MPaであつた。
上記の粒子の重合の際の撹拌条件を変更して平均粒子径が相違する着色ウレタン粒子Bを得た。の着色ウレタン粒子の平均粒子径は、2.8μmであり、粒度分布(Mv/Mn)は3.2であり、10%強度は14.7MPaであつた。
〔筆記具Aの構成:図1及び2準拠〕
(ペン芯35の構成)
平均粒子径200μmのポリエチレン(PE)製焼結芯、ポアサイズ50μm、気孔率60%、筆記部37:幅=4mm、ナイフカット状、インク誘導部:φ(t)1.6mm、インク誘導部端部の挿入長さの差:3mm、筆記芯の幅=1.75mm
このペン芯35は、界面活性剤BT−9(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、日光ケミカルズ社製)の水溶液に浸漬後、乾燥して処理した。
(保持体40の構成)
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。〕
ペン芯取り付け後の可視部41(四角形)の大きさ:5mm×6mm×3mm×4mm
)
インク吸蔵体20: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
(インク吸蔵体20へのインク組成物の吸蔵法)
シリンジを用いて強制充填して、インク吸蔵体20の両端面に吸蔵しない図1(c)に示す態様で行った(体積分率:80%)。
(摩擦体60の構成)
オレフィン系エラストマーにより構成される摩擦体を用いた。
(ペン先の構成)
筆記部(多孔体38):平均粒子径200μmPE製焼結芯、ポアサイズ50μm、気孔率60%、上辺長さ5mm、下辺長さ6mm、高さ3mm、前端面の両側を面取り加工
この多孔体38は、界面活性剤:BT−9(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、日光ケミカルズ社製)の水溶液に浸漬後、乾燥して処理した。
保持体70(本体部含む):ABS樹脂製、可視光線透過率85%
インク誘導部70:円筒形状、内径:φ1.7mm
(ペン先以外の筆記具部材の構成)
インク誘導芯45:PET繊維束、気孔率65%、φ1.5mm×35mm
インク吸蔵体20:PET繊維束、気孔率85%、φ15×55mm
多孔体38と保持体70の接着は、保持体70に多孔体38を面取り部側から装着した状態で、有機溶剤(酢酸エチル)をしみ込ませ、乾燥させることで接着した。
(インク吸蔵体20へのインク組成物の吸蔵法)
シリンジを用いて強制充填して、インク吸蔵体20の両端面に吸蔵しない図1(c)に示す態様で行った(体積分率:80%)。
(摩擦体60の構成)
オレフィン系エラストマーにより構成される摩擦体を用いた。
(描線濃度差の評価方法)
約20cmの直線を市販のPPC用紙に筆記して、書き初めから20cm地点での描線中央部と外側の濃度を下記評価基準で評価した。
これらの結果を下記表1に示す。
評価基準:
A:濃度差が認められない。
B:僅かな濃度差が認められる。
C:明確な濃度差が認められる。
(色分離の評価方法)
上記筆記具を横向きの状態で50℃65%RHの環境に一ヶ月保管後、筆記を行い保管前後の描線濃度の差を下記評価基準で評価した。
評価基準:
A:濃度差が認められない。
B:僅かな濃度差が認められる。
C:多少の濃度差が認められる。
D:明確な濃度差が認められる。
10 軸体
20 インク吸蔵体
30 ペン先
35 ペン芯
40 保持体
41 可視部
50 キャップ
60 摩擦体
Claims (3)
- 筆記具本体内に収容される筆記具用インク組成物をペン先のペン芯に供給すると共に、ペン先に筆記方向を視認することができる可視部を有し、前記ペン芯の気孔率が30〜70%であり、前記筆記具用インク組成物には平均粒子径が1〜10μmの着色樹脂粒子を含有し、かつ、インク粘度が8〜20mPa・sである筆記具であって、前記着色樹脂粒子の粒度分布(Mv/Mn)が1〜3であることを特徴とする筆記具。
- 前記筆記具用インク組成物の表面張力が30〜60mN/mであることを特徴とする請求項1記載の筆記具。
- 前記筆記具用インク組成物とポリエチレンテレフタレート製フィルムとの接触角が10〜70°であることを特徴とする請求項1又は2記載の筆記具。
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