JP3267920B2 - 筆記具 - Google Patents

筆記具

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JP3267920B2 JP02995098A JP2995098A JP3267920B2 JP 3267920 B2 JP3267920 B2 JP 3267920B2 JP 02995098 A JP02995098 A JP 02995098A JP 2995098 A JP2995098 A JP 2995098A JP 3267920 B2 JP3267920 B2 JP 3267920B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43KIMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K1/00Nibs; Writing-points
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B43KIMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/04Arrangements for feeding ink to writing-points

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  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、筆記具、更に詳
しくはインキタンク中の生インキを一時的インキ溜め部
材からペン先に供給する直液式筆記具に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】直液式筆記具において生インキの流通制
御部材として使用される一時的インキ溜め部材として
は、図1に示すような断面櫛歯状のものが知られてい
る。このような一時的インキ溜め部材は、一般的にイン
キに対する濡れ性が良い方が櫛歯間にインキが流れ易く
なるため一時的インキ溜め機能として良好に働く。
【0003】現在市販されている直液式筆記具に使用さ
れている一時的インキ溜め部材は成形性の良いABSを
使用し、インキ中の主溶剤が水であるためインキ中に界
面活性剤等を添加してインキの表面張力を調整するか、
一時的インキ溜め部材にプラズマ処理、クロム混酸処理
等の表面処理を施しインキとの濡れ性を向上させたもの
が提案されている。しかし、インキ中の主溶剤が有機溶
剤のものに関しては未だに満足するものは提案されてい
ない。
【0004】有機溶剤は、昨今の安全性の観点からアル
コール系、グリコール系、グリコールエーテル系のもの
を使用する傾向にある。これら有機溶剤は、自身の表面
張力が低いために一時的インキ溜め部材に対する濡れ性
は水よりも良いが十分な濡れ性を確保するには部材とし
て臨界表面張力の大きいものを用いる方が良い。しか
し、一般的には臨界表面張力が大きいものはアルコール
等の極性溶剤に対して著しい変形、膨潤、場合によって
は溶解性が発現され一時的インキ溜め部材としての機能
を失う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】その為にアルコール等
の極性溶剤に対しても一時的インキ溜め部材に臨界表面
張力の比較的小さいものを選択しクロム混酸処理、プラ
ズマ処理等を含めた表面処理を施すことにより部材表面
の臨界表面張力を大きくする方法が考えられるが処理自
体が煩雑で且つ表面への一様の処理の保証等を得るため
の二次的な工程を必要とする。従って、かかる現状から
本発明の課題は、特に一時的インキ溜め部材の表面改質
を行わずに、インキが流れやすく且つ主溶剤が有機溶剤
のインキに対して部材が著しい変形や膨潤がなく一時的
インキ溜め機能が良好に働く直液式筆記具を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、臨界表面張力が大きい部材を使用し且つ
主溶剤が有機溶剤のインキとの組み合わせに対して、一
時的インキ溜め部材とインキ中の溶剤の溶解度パラメー
ターの差の絶対値が1以上で、望ましくは一時的インキ
溜め部材が結晶性高分子からなり、且つ一時的インキ溜
め部材の臨界表面張力よりインキの表面張力が小さい関
係にあるときその目的に適合し得ることを見いだした。
本発明はこの知見に基づいて完成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、主溶剤が有機溶剤である
生インキの着液式筆記具に於いて、一時的インキ溜め部
材の臨界表面張力がインキの表面張力よりも大きく且つ
一時インキ溜め部材を構成する材質とインキ中の溶剤
の溶解度パラメーターの値の差の絶対値が1以上であ
ることを特徴とする着液式筆記具を提供するものであ
る。
【0008】上記本発明に使用される一次インキ溜め
部材を構成する材質としては、射出成形可能な熱可塑性
プラスチックスで、特に結晶性高分子が好ましい。また
上記本発明に使用されるインキ中の主溶剤はアルコール
系、グリコール系、グリコールエーテル系等の有機溶媒
が好ましく、更にインキとしての表面張力は20dyn
/cm以上であることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明に使用される一時インキ溜め部材を
構成する材質としては、射出成形可能な熱可塑性樹脂と
して慣用されている例えば、ポリプロピレン、ポリアセ
タール(POMなど)、ポリエチレン、ポリエーテル
(変性ポリフェニレンエーテル)、PET(ポリエチレ
ンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレ
ート)、PA(ポリアミド)、PEEK(ポリエーテル
エーテルケトン)、AS(アクリロニトリル−スチレン
共重合体)、PAI(ポリアミドイミド)等の一種又は
二種以上ブレンドしたものを挙げられる。本発明で特に
好ましい結晶性高分子としては、PP,POM,PE
T,PBT等が挙げられる。
【0010】また、本発明に使用されるインキの溶剤と
しては一般的に筆記具のインキ用溶剤として慣用されて
いるもので、例えば、一価アルコール系有機溶剤、二価
以上の多価アルコール系有機溶剤、エーテル系有機溶
剤、ケトン系有機溶剤、脂肪酸系有機溶剤、エステル系
有機溶剤、炭化水素系有機溶剤、グリコールエーテル系
有機溶剤等から選ばれる一種又は二種以上を混合してな
るものを挙げられる。本発明で特に好ましいインキの具
体的な溶剤としては、エタノール、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル(PGM)、ベンジルアルコー
ル、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル
などが挙げられる。
【0011】本発明における一時的インキ溜め部材は、
一時的インキ溜め部材とインキ中の溶剤を構成している
溶剤組成との溶解度パラメーターの値との差の絶対値が
1以上に相当するものでなければならず、望ましくは結
晶性高分子からなるものである。一時的インキ溜め部材
を構成する材質とインキ中の溶剤の溶解度パラメーター
の値の差の絶対値が1未満であると溶剤との親和性が上
がり溶解、膨潤、変形等の弊害が生じ、一時的インキ溜
め部材としての機能を失う。更に非結晶性高分子である
と分子間の結合力が弱く溶剤が分子間へ浸透し易くクラ
ック、変形、膨潤がより一層生じやすくなり更に短時間
で一時的インキ溜めによる生インキの流通制御部材とし
ての機能を失いやすくなる。
【0012】また、本発明に於いて一時的インキ溜め部
材の臨界表面張力がインキの表面張力よりも大きくなる
ようにする。この場合、インキの表面張力は20dyn/cm
(25℃)以上が望ましい。一時的インキ溜め部材の臨
界表面張力がインキの表面張力よりも小さいとインキの
部材に対する濡れ性が不十分になり一時インキ溜めの櫛
歯間へのインキの流入がし辛くなり一時的インキ溜めと
しての機能を十分果たせなくなってしまう。更にインキ
の表面張力が20 dyn/cm 未満になると一時インキ溜め
に流入したインキを保持できずにペン先へ直流し易くな
り一時的インキ溜め機能を損なう結果、過剰なインキが
そのままペン先に供給されインキ漏れやボタ落ちにつな
がる等の弊害が生じる。
【0013】ここで部材、インキ等を構成する材質の溶
解度パラメーター(25℃)の定義は、δ=(△EV
V)1/2で定義される。△EVはモル蒸発(凝集)エネル
ギー、Vはモル体積で計算により算出できる。また、S
mallによるモル引力定数による溶解度パラメーター
の決定で求めることもできる。即ち分子構造より各原子
団のモル引力定数△Fとモル容積△Vより算出する。溶
解度パラメーター(25℃)δは次式により定義され
る。 δ=Σ△F/Σ△V 但し、Σ△F=(△EV・V)
1/2で定義される。 各原子団の△F値は、SmallとOkitsu’sの
値を用いる。(参考文献;P.A.Small,J.Appl,Chem.,3,7
1(1953), R.F.Fedors,PolymerEng.Sci.,14,2,147(197
4), 沖津 俊直,接着,38,6,6(1974))
【0014】また臨界表面張力は固体の濡れやすさを表
し、Zismanら(H.W.Fox,W.A.Zisman,J.Colloid Sci.,7,
109,428(1952))が、ある固体面上における種々の液体
の接触角を測定しcosθと液体の表面張力γL (=γ23)
との間にほぼ直線関係があることを見出したもので、こ
の直線をcosθ→1(即ちθ→0°)に補外したときの
表面張力γc (dyne・cm-1)をいう。この固体面はγc
りも表面張力の小さな液体によって濡らされるのでγc
の大きな固体ほど多くの液体に濡れやすい。
【0015】従って、本発明では少なくとも一時的イン
キ溜め部材の臨界表面張力γc よりもインキの表面張力
γL が小さく、且つ、一時的インキ溜め部材を構成する
材質とインキ中の溶剤の溶解度パラメーターの値の差の
絶対値が1以上となるように、部材の選定と生インキの
溶剤の選定をすることにより、一時的インキ溜め部材の
インキ中の溶剤による著しい変形、膨潤を起こさずに一
時的インキ溜め部材の櫛歯間へのインキの流入が良好な
生インキの直液式筆記具を得ることができるものであ
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例及び比較例を挙
げて更に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに
限定されるものではない。なおインキ溜め部材(固体)
の臨界表面張力γC は、Zismanの方法に基づき求めるも
ので、その具体的な測定装置は、協和界面科学社製CA
−X型を使用し25℃で測定したものである。またイン
キの表面張力γL の測定装置は、協和界面科学社製CB
VP−A3型(Wilhelmy−type)を使用し
25℃で測定した。さらにインキ溜め部材とインキ溶剤
の溶解度パラメーター(25℃)δP 、δS は、Small
によるモル引力定数による溶解度パラメーターの決定で
求めた。この場合の各原子団の△F値は、Smallと沖津
の値を用いた。(P.A.Small,J.Appl,Chem.,3,71(1953)
沖津 俊直,接着,38,6,6(1974)
【0017】実施例1〜6,比較例1〜4 図1のような断面櫛歯状の一時的インキ溜め部材の材質
と生インキの材料選定について、本発明の要件を全て満
たす場合を実施例1〜6とし、本発明の要件を一部満た
さない場合を比較例1〜4としてそれぞれ表1と表2に
まとめて示した。これら要件からなる各々の場合につい
てそれぞれ下記の評価試験1〜3を行った。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】評価試験(1) 図2に示すように、一時的インキ溜め部材1の一端部分
をインキ液2に浸し、下から17番目の櫛歯部までイン
キが吸い上がる迄の所要時間をそれぞれ実施例と比較例
毎に測定した。その結果を表3の欄にまとめて示した。
この評価試験1の結果からは、一時的インキ溜め部材の
臨界表面張力γC が生インキの表面張力γL よりも小さ
い比較例2では、インキ吸い上げが良くないことが分か
る。
【0021】評価試験2 図3に示すように、一時的インキ溜め部材を溶剤3の中
に50℃、2ケ月間浸し、浸漬前後の寸法の変化及び外
観変化の測定及び観察を行った。結果を表3の欄にまと
めて示した。尚、寸法変化の数値は独立に測定した5本
の平均値を記載した。また外観変化の評価基準は下記の
通りとした。 ○:変化なし、 △:変形を伴わない膨潤、白化、 ×:変形を伴う膨潤、変形、クラック、溶解 この評価試験2の結果からは、溶解度パラメーターの値
の差の絶対値が1以下である比較例1と、非結晶性高分
子であるPSを使用した比較例3の場合には、外観変化
が著しいことが分かる。
【0022】評価試験3 図4に示すように、一時的インキ溜め部材にペン先4を
取り付けて生インキを内蔵した直液式筆記具本体5の先
端に組み込み、さらにキャップ6を組み合わせてペン組
みしたものを50℃、24時間保存し、保存後直ぐにキ
ャップを外して一時インキ溜め部材へのインキの流入状
況を観察した。その観察結果を表3の欄にまとめて示し
た。この評価試験3の結果から、本発明の要件を満たす
実施例1〜6では全て良好な結果が得られるが、本発明
の要件(の一部)を満たさない比較例1〜4のいずれの
場合もインキ流入状況が悪化していることが分かる。
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】以上より、本発明の要件を満たす一時的
インキ溜め部材と主溶剤が有機溶剤の生インキとの組み
合わせから構成されている直液式筆記具は、一時的イン
キ溜め部材に特別の表面改質を行わなくてもインキの良
好な流入性と一時的インキ溜め部材の高い寸法安定性を
併せ持ち、優れたインキの流通制御部材としての機能を
発揮することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】直液式筆記具の断面櫛歯状インキ溜め部材の一
例を示す平面図である。
【図2】インキ吸い上げ時間を求める試験1の状況説明
図である。
【図3】インキ溜め部材を溶剤中に浸漬した試験2の状
況説明図である。
【図4】インキ溜め部材を直液式筆記具に組み立てた縦
断面図である。
【符号の説明】
1 断面櫛歯状インキ溜め部材 2 インキ 3 溶剤 4 ペン先 5 直液式筆記具本体 6 キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B43K 5/18 B43K 7/10 B43K 8/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主溶剤が有機溶剤である生インキの直液
    式筆記具に於いて、一時的インキ溜め部材の臨界表面張
    力がインキの表面張力よりも大きく且つ一時インキ溜
    め部材を構成する材質とインキ中の溶剤の溶解度パラ
    メーターの値の差の絶対値が1以上である筆記具。
  2. 【請求項2】 一時インキ溜め部材を構成する材質が
    結晶性高分子からなる請求項1記載の筆記具。
  3. 【請求項3】 インキの表面張力が20dyn/cm以
    上である請求項1記載の筆記具。
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