JP2022107786A - 筆記具 - Google Patents
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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のペン先は、筆記部を視認することができるため、引き終わりの止めたい部分でピタッと止めることができ、引きすぎや、はみ出しを防ぐことができるものである。このペン先の具体的な構成は、インクを誘導するインク誘導部と筆記部からなる焼結芯と、該焼結芯を保持する保持体、及び焼結芯と保持体とを固定する接着剤とから構成されている。
そのため、インク誘導部を太く設計する必要があるが、インク誘導部を太くすると、太くなったインク誘導部によって可視部が阻害され、ペン先全体に対する視認部の有効面積が低くなるという課題を生じ、また、筆記具本体からのインクを誘導する際のインク流出量の安定化が損なわれるなど課題がある。
しかしながら、上記特許文献2に記載の筆記具では、特許文献1と同様に、インクの流出性を良くするためにインク通路を太くする必要があるが、これによって視認部が阻害され、ペン先全体に対する視認部の有効面積が低くなるという課題を生じ、また、筆記具本体からのインクを誘導する際のインク流出量の安定化が損なわれるなど課題がある。
しかしながら、これらのペン先を有する筆記具等は、筆記方向を視認することができる視認部を有するものでなく、また、視認部の有効面積を損なうことなく筆記具本体からのインクを誘導する際のインク流出量を安定化させることなどの記載もなく、本発明とはその課題、技術思想が相違するものである。
インク誘導芯の先端は尖らせてあることが好ましい。
筆記部のインク誘導芯を挿入する挿入穴は、インク誘導芯の尖端の一部または全部を内包することが好ましい。
インク誘導芯は、筆記部の非中心位置で、かつ、保持体内部に配置されていることが好ましい。
図1は、本発明の筆記具の実施形態の一例を示す各図面、図2は、図1の筆記具のキャップを取り外した形態の一例を示す各図面、図3及び図4は、図1の筆記具に用いるペン先の一例を示す各図面、図5は、ペン先の保持体の一例を示す各図面、図6はペン先の筆記部の一例を示す各図面である。
本実施形態の筆記具Aは、図1及び図2に示すように、両側に筆記具本体10のそれぞれのインク収容室11、12から供給される2種、本実施形態では異なる色(例えば、赤色、黄色)のインクをそれぞれ誘導し、かつ筆記方向を視認することができる視認部を有するペン先20、20を備えた両頭式の筆記具(マーキングペン)となっている。
また、筆記具本体10の両側には、着脱自在となるペン先20、20を保護するキャップ60、キャップ70とが取り付けられている。
この隔壁13によりインク収容室11、12を有する筆記具本体10は、例えば、ポリプロピレン等からなる樹脂を使用して成形され、筆記具本体(軸筒)として機能する。筆記具本体10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。
好ましい筆記具用インク組成物としては、インク供給を良好とする点、筆記部(ペン先)の乾燥を抑えながらも、描線の乾燥性、インクの低温安定性に優れ、描線に滲みや裏抜けのない機能を発現することなどの点から、好ましくは、着色剤と、トリメチルグリシンと、ペンタエリスリトールと、10質量%以下の水溶性有機溶剤と、水とを少なくとも含有する筆記具用インク組成物の使用が望ましい。
染料としては、例えば、エオシン、フオキシン、ウォーターイエロー#6-C、アシッドレッド、ウォーターブルー#105、ブリリアントブルーFCF、ニグロシンNB等の酸性染料;ダイレクトブラック154、ダイレクトスカイブルー5B、バイオレットB00B等の直接染料;ローダミン、メチルバイオレット等の塩基性染料、蛍光染料などが挙げられる。
蛍光顔料としては、従来公知のものが適宜使用でき、例えば、硫化亜鉛、ケイ酸亜鉛、硫化カドミウム、硫化ストロンチウム、タングステン酸カルシウム等の無機蛍光顔料や高分子化合物を染色した有機蛍光顔料が挙げられる。
有機蛍光顔料としては、具体的には、NKWシリーズ(日本蛍光化学社製)、シンロイヒカラーベースSWシリーズ、SFシリーズ(シンロイヒ社製)、ビクトリアイエローG-20などのビクトリアシリーズ(御国色素社製)等が挙げられる。
これらの着色剤の含有量は、インク組成物全量に対して、0.1~60質量%(以下、「質量%」を単に「%」という)で適宜調整することが可能である。
この含有量が0.5%未満であると、ペン先の乾燥抑制効果が充分でなく、一方、50%超過であると、効果はそれほど変わらず、むしろ粘度増加による筆記性能、保存安定性の低下をもたらすこととなる。
この含有量の含有量が0.5%未満であると、ペン先の乾燥抑制効果が充分でなく、また、トリメチルグリシンとの相乗作用を発揮することができず、一方、8%超過であると、トリメチルグリシンとの相乗作用の効果はそれほど変わらず、低温下における析出や、保存安定性の低下をもたらすこととなる。
これらの水溶性有機溶剤の含有量は、インク組成物全量に対して、10%以下、好ましくは、7%以下、より好ましくは5%以下とすることが望ましい。
これらの水溶性有機溶剤の含有量を10%以下とすることにより、描線乾燥性に優れた機能を発揮せしめるものとなる。
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。
pH調整剤としては、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。
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。
すなわち、本発明の筆記具に用いる筆記具用インク組成物では、着色剤と、トリメチルグリシンと、ペンタエリスリトールと、10質量%以下の水溶性有機溶剤と、水とを少なくとも含有することにより、共に、トリメチルグリシンと、ペンタエリスリトールとがペン先の耐乾燥性を抑える成分となるものであり、これらの各単独使用よりも、筆記具用水性インク組成中で併用することにより、相乗的に作用していることは明らかである。その理由は必ずしも明らかではないが、相乗効果によりペン先の乾燥を抑えながらも、描線の乾燥性、インクの低温安定性に優れ、描線に滲みや裏抜けのない優れた性能を発揮せしめるものと推測される。
本発明に用いる筆記具用インク組成物は、上記効果を発揮せしめる持続効果が極めて優れており、しかも、その効果の発現期間・持続時間も長く、更にトリメチルグリシンとペンタエリスリトールは水溶性であるために経時的な安定性にも優れたものとなる。
なお、用いる筆記具用インク組成物に熱変色性顔料を用いたインク組成物とした場合は、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、かつ、JIS K6253に準拠したデュロメータ硬度D20~D70の熱可塑性エラストマーをキャップ60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。
この各インク誘導芯25は、後述する保持体40を介して筆記部30に形成された挿入穴に当接する構造となるものである。
また、インク誘導芯25として繊維束芯を使用した場合は、気孔率で30~75%、スリット径で概ね1~20μmのものが望ましく、また、プラスチック芯を使用した場合は、好ましく、平均スリット径で20~40μmのものが望ましい。なお、上記気孔率及びスリット径は、インク種などに応じて、変動することができ、上記数値範囲に限定されるものではない。
なお、本発明において、「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インク誘導芯を水中に浸し、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、インク誘導芯に浸み込ませた水の体積が導出される。この水の体積をインク誘導芯の気孔体積と同一として、下記式から、気孔率が算出される。
気孔率(単位:%)=(水の体積)/(インク誘導芯の見掛け体積)×100
また、上記スリット径は、下記式により算出したものである。
スリット径=気孔率×糸の半径/(1-気孔率)
また、筆記部30の底面側31に、筆記部30の非中心位置となる一方の端部側31aに、インク誘導芯25の尖端部26の一部又は全部を内包する挿入穴32が予め形成されている。挿入穴32の形状は、インク誘導芯25の尖端部26の一部又は全部の形状に合致(内包)する形状となって、インク誘導芯25の尖端部26の一部又は全部と当接する構造となっており、この当接(毛管連結)によりインク流量を高め、かつインク流量のバラツキを抑えるものとなっている。本実施形態では、インク誘導芯25の尖端部26の全部を挿入穴32に内包されている。
更に、この保持体40内部には、上述のインク誘導芯25を挿通する挿通孔47が視認部43の視認面積の最大化を図る点から、保持体40の一方の端側に配置される構造となっており、この挿通孔47にインク誘導芯25が挿通される構造となっている。
なお、図1(b)、図2(c)の左側に示すペン先20は、図3~図5のペン先20を示すものであるが、図1(b)、図2(c)の右側に示すペン先20は視認が異なる使い方ができるという理由から、インク誘導芯25の位置を変更、具体的には、凹状溝46側に挿通孔46を形成し、この挿通孔46に沿う筆記部20に挿入孔32を形成している。
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や切削加工等により成形することができる。
この筆記具Aの各ペン先20は、図1、図2に示すように、筆記方向を視認することができる視認部(窓部)43を有するものであり、インク吸蔵体15、16のインクはインク誘導芯25、25の毛細力、すなわち、各保持体40の挿通孔47に挿通されたインク誘導芯25、25により、インク吸蔵体15、16の各インクは保持体40内に形成した挿通孔47に配置されたインク誘導芯25の後端面側から流入し、先端面26へ流出し、毛管連結した筆記部30の挿入孔32を介して筆記側まで到達し、筆記に供されるものとなる。筆記の際に、視認部(窓部)43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、引き終わりの止めたい部分でピタッと止めることができ、引きすぎや、はみ出しを防ぐことができるものとなる。
また、この筆器具Aは、インク流出性が良好であるので、ペン先20の移動速度を速くして筆記しても、インクの供給は良好に追従し、筆跡のカスレ等を生じることがない筆記具が得られることなる。
上記実施形態では、両頭式の筆記具を示したが、一方のペン先20を省略(軸筒を有底筒状の軸体と)して、ペン先20を備えたシングルタイプの筆記具としてもよいものであり、また、ノック式によりペン先20が出没する筆記具であってもよいものである。
下記構成及び図1~図6に準拠するペン先を有する筆記具、下記組成の筆記具用インクを使用した。ペン先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。〕
視認部(窓部)43(略四角形)の大きさ:6mm×6mm×7mm×6mm
視認部43の幅M:2.5mm
挿通孔47形状:φ1.5×14mm
筆記部30:ポリエチレン製焼結芯、気孔率:50%、4×3×6mm、T=3mm、W=5.5mm、挿入孔32形状:インク誘導芯25の先端形状に沿う
インク吸蔵体16:PET繊維束、気孔率85%、φ7.0×25mm
筆記具本体10、キャップ60、70:ポリプロピレン(PP)製
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-3905E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)
上記筆記具用インク組成物Aの組成において、着色剤:NKW-3905E黄(日本蛍光社製)40.0質量%をNKW-3907E桃に同量代えて、筆記具用インク組成物B:インク色:蛍光ピンク色とした。
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)
実施例1において、インク誘導芯25を下記構成に変更した以外は、上記実施例1と同様にして図1~図6に準拠する筆記具を作製した。
インク誘導芯25:ポリアセタール製プラスチック芯、気孔率:30%、φ1.5×20mm、両側先形状:尖らせている(先端角60度)
この筆記具においても、上記実施例1と同様にインク吸蔵体15、16からインクをインク誘導芯25を介して筆記部30までインク流出量が安定的に供給でき、また、ペン先20全体に対する視認部43の最大化と良好なインク流出量を発揮でき、視認部43も見やすいので、右利きで左から右方向に筆記する際に、視認部43で筆記方向を視認しながら各筆記部30で描線を引くことなどができ、また、ペン先全体に対する視認部の有効面積の最大化と共に、上記インク誘導芯25により筆記部30へ効率よくインクが供給され、そのインク流出量も良好で有り、視認部の有効面積の最大化とインク流出量の安定化を高度に両立できる筆記具が得られることが確認できた。更に、自動筆記装置にこの筆記具をセットして、JIS S6037に準拠した試験方法に従い、上質紙面上で筆記角度65°、筆記荷重1N、速度7cm/sで直線筆記後、筆記した描線状態を目視にて確認したところ、上記好ましいインク組成のものを使用しているため、ペン先20のインク流量(15mg/m)も良好で、ペン先の乾燥を抑えながらも、描線の乾燥性、インクの低温安定性に優れ、描線に滲みや裏抜けのない機能を発現することが判った。
20 ペン先
25 インク誘導芯
30 筆記部
32 挿入孔
40 保持体
43 視認部
47 挿通孔
Claims (4)
- 筆記具本体から供給されるインクを誘導し、かつ筆記方向を視認することができる視認部を有するペン先を備えた筆記具であって、前記ペン先は、少なくとも筆記部と、視認部を有する保持体と、筆記具本体のインクを筆記部へ誘導するインク誘導芯とにより構成され、該インク誘導芯は保持体を介して筆記部に形成された挿入穴に当接していることを特徴とする筆記具。
- インク誘導芯の先端は尖らせてあることを特徴とする請求項1記載の筆記具。
- 筆記部のインク誘導芯を挿入する挿入穴は、インク誘導芯の尖端の一部または全部を内包することを特徴とする請求項1又は2に記載の筆記具。
- インク誘導芯は、筆記部の非中心位置で、かつ、保持体内部に配置されていることを特徴とする請求項1~3の何れか一つに記載の筆記具。
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