JP4066545B2

JP4066545B2 - 筆記具用部材

Info

Publication number: JP4066545B2
Application number: JP35536998A
Authority: JP
Inventors: 幸一郎今村; 正光長濱
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000158873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インキの吐出や誘導あるいは保持といった目的でインキとの接触を要求される筆記具用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インキと接触する筆記具用部材は、一般的に合成樹脂の成型品や合成樹脂製の繊維集束体等によって形成されており、水や水酸基を有する溶剤を使用したインキとの濡れ性があまり良くなく、そのまま使用するとインキの通る部分である微細な空間にインキが移動しにくくなってインキを保持する性能が低下し、インキ漏れを起こしたり、インキ吐出が悪化したりする。よって、その用途ごとに撥インキ性や親インキ性が必要であり、それぞれの表面処理がなされてきた。特に親インキ性を必要とする筆記具用部材としては、自由状態でインキを収容するインキタンクとペン先との間に介在し圧力変化に応じて一時的にインキを保持し、ペン先からのインキ漏れを防止する一時的インキ溜め部材やペン先等がある。
【０００３】
一般的に、水酸基等の親インキ性基を有する化合物や、水酸基等の親インキ性基を有する球状粒子であるシリカコロイド等により表面処理することで、水や水酸基を有する有機溶剤を使用したインキとの濡れ性を向上させることが知られているが、特に、シリカコロイド等の球状粒子になっているもので処理した場合、筆記具用部材表面には球状粒子自身により微細な凹凸をつくることで、濡れ性を向上されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来までのシリカコロイドを付着させた筆記具用部材では、シリカコロイドの球状粒子は筆記具用部材表面に点在して付着しているだけなので、十分な濡れ性は得られておらず、さらにインキとの濡れ性を向上する必要があった。また、インキとの接触を繰り返すうちに、少しづつではあるがシリカコロイドは脱離し、経時的にインキとの濡れ性は悪くなっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、分岐状及び／又は環状構造を有する親インキ性の凝集体が表面に吸着していることを特徴とする筆記具用部材を要旨とする。
【０００６】
筆記具用部材を形成する合成樹脂としては、特に限定なく使用可能であるが、一例を挙げると、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリスチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高分子量ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、エチレンビニルアルコール、エチレンビニルアルコール・カーボンモノオキサイド共重合体、エチレンアクリル酸ブチル、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、酢酸セルロース樹脂、ポリ４フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂、４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂、ポリ３フッ化塩化エチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリオキシメチレンホモポリマー、ポリオキシメチレンコポリマー、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、ポリオキシベンゾイル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート共重合体、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート共重合体、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン等がある。
特に、筆記具という低価格な製品であることを考慮すると、一般汎用樹脂である、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート共重合体等が好適であるといえる。
【０００７】
本発明の分岐状及び又は環状構造が形成された凝集体としては、水や水酸基等を含む有機溶剤を使用したインキとの濡れ性を向上させるものであって、水酸基、アミド基、カルボキシル基、アミノ基等の官能基や、水を水和物として有する物質であれば使用できる。また、分岐状及び又は環状構造を形成する物質は、粒子状のものの凝集体であるが、個々の粒子の大きさは１０μｍ以下が好ましい。粒子の大きさが１０μｍ以上であると、成型品に対して付着しにくくなったり、付着が均一でなくなる。粒子の大きさが１０μｍ以下の粒子としては、シリカコロイドなどがあり、単体で使用しても、混合して使用しても良く、上記コロイドでなくても凝集体を形成する粒子の大きさが１０μｍ以下であり、水酸基、アミド基、カルボキシル基、アミノ基等の官能基や、水を水和物として有する物質であれば使用できる。分岐状及び又は環状構造が形成された凝集体の市販されているものとしては、スノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）、スノーテックス−ＰＳ−Ｌ（日産化学工業（株）製）があげられ、単体で使用しても、二種以上混合して使用しても良い。
【０００８】
本発明の分岐状構造や環状構造が形成された凝集体を筆記具用部材の表面に付着させる方法としては、分岐状及び又は環状構造が形成された凝集体を水や有機溶媒、水と有機溶媒の混合物に分散させた分散液中に、筆記具用部材を浸漬し乾燥する方法がある。また、筆記具用部材を形成する材料自身にあらかじめ、混合していても良い。
【０００９】
【作用】
個々の粒子が凝集して枝分かれの形である分岐状構造や円の形である環状構造を形成した物質が、水酸基等のような親インキ性を有する物質の凝集体であると、その物質は水酸基の極性の強さから比較的大きい電荷を有しており、この電荷の力により成型品表面に付着する。凝集体の成型品表面に付着した部分は成型品との電荷により中和され安定化され、電荷は弱くなるので親インキ性は弱くなるが、その物質が凝集して分岐状や環状の構造をとっているので、凝集体中に安定化されない部分が多く存在しており、この成形品表面との付着していない部分では、成型品との安定化が起こらないので電荷は弱くならないので、インキとの濡れ性が良いものである。
また、分岐、環状構造を有することで、分岐構造中に形成される溝、隙間、及び環状構造中に形成される円の中にインキが保持されるので、インキの濡れ性が良くなる。また、インキが一度触れると、その溝、隙間、輪の中にインキを保持しているので、再びインキが濡れる場合には、インキとの濡れ性はさらに向上する。
【００１０】
【実施例】
図面に基づき筆記具用部材の一例について説明する。
インキタンク１内に自由状態でインキを収容し、繊維収束体製のペン先２の後端をインキタンク１に直接インキ接続している。ペン先２の中間部分には、断面櫛歯状の一時的インキ溜め部３ａを有する一時的インキ溜め部材３が被嵌されており、インキタンク１より過剰なインキがペン先２の先端に供給されようとしたときに圧力変化によって一時的インキ溜め部３ａに一時的にインキを溜めるものである。一時的インキ溜め部３ａは、スリット状のインキ溝３ｂによってそれぞれが連通されており、上記の過剰なインキが一時的インキ溜め部３ａにインキタンク１のインキを導かれる通路となる。
【００１１】
一時的インキ溜め部材３は親インキ性の表面処理が施されている。具体的には後に詳述する実施例１〜１５までに記載の処理を施したものであるが、その処理された表面の拡大模式図を図２に示す。一時的インキ溜め部材３のインキとの接触部分表面に、分岐状構造凝集物４と環状構造凝集物５が表面処理により吸着されたものである。分岐状構造凝集物４には隙間や環状構造凝集物５には輪が形成されており、インキが保持される部分である。
【００１２】
図２と同様に、同じ構造の一時的インキ溜め部材に比較例１の処理を施したものの表面の拡大模式図を図３に示す。筆記具用部材表面に、球状凝集物粒子６が付着した状態である。即ち、図２に示したもののようなインキを保持するような空間部分は存在しないものである。
【００１３】
実施例１
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）１ｇにイオン交換水９９ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで、一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００１４】
実施例２
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）５ｇにイオン交換水９５ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００１５】
実施例３
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）１０ｇにイオン交換水９０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００１６】
実施例４
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）２０ｇにイオン交換水８０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００１７】
実施例５
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）４０ｇにイオン交換水６０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材のサンプルを得た。
【００２３】
実施例６
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）０．５ｇと、分岐状及び環状のアルミナコロイドの分散液であるアルミナゾル−１００（日産化学工業（株）製）０．５ｇを撹拌混合した分散液に、イオン交換水９９ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２４】
実施例７
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）２．５ｇと、分岐状及び環状のアルミナコロイドの分散液であるアルミナゾル−１００（日産化学工業（株）製）２．５ｇを撹拌混合した分散液に、イオン交換水９５ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２５】
実施例８
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）５ｇと、分岐状及び環状のアルミナコロイドの分散液であるアルミナゾル−１００（日産化学工業（株）製）５ｇを撹拌混合した分散液に、イオン交換水９０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２６】
実施例９
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）１０ｇと、分岐状及び環状のアルミナコロイドの分散液であるアルミナゾル−１００（日産化学工業（株）製）１０ｇを撹拌混合した分散液に、イオン交換水８０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２７】
実施例１０
分岐状及び環状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックス−ＰＳ−Ｍ（日産化学工業（株）製）２０ｇと、分岐状及び環状のアルミナコロイドの分散液であるアルミナゾル−１００（日産化学工業（株）製）２０ｇを撹拌混合した分散液に、イオン交換水６０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２８】
比較例１
球状のシリカコロイドの分散液であるスノーテックスＣ（日産化学工業（株）製）１０ｇにイオン交換水９０ｇを加えて撹拌混合し処理液とした。この処理液中に、図１記載の筆記具用部材を浸漬した後、５０℃、１２時間乾燥することで一時的インキ溜め部材サンプルを得た。
【００２９】
試験方法
インキ吸い上げ試験
各実施例及び比較例の一時的インキ溜め部材サンプル重量を測定後、一時的インキ溜め部材サンプルのインキタンク側より、インキを入れたシャーレを徐々に持ち上げて、一時的インキ溜め部材サンプルのインキタンク側よりインキ界面に浸漬するようになし、インキ液面がインキ溝３ｂに達した所でシャーレの移動を止め、浸漬状態を２分間維持した後にサンプルをインキより取り出し、重量を測定し、インキ付着前の重量を差し引いて、インキの吸い上げ量とした。使用したインキは、Ｄ−ソルビトール（和光純薬工業（株）製）を１２ｗｔ％、グリセリン（和光純薬工業（株）製）を２４ｗｔ％、水を４４ｗｔ％、顔料であるＮＫＷ−３００７（日本蛍光化学（株）製）を２０ｗｔ％混合したものである。
【００３０】
耐久性試験
各実施例及び比較例のサンプルの重量を測定後上記インキ吸い上げ試験を５０回繰り返した後、５０回目のインキ吸い上げ量を１回目のインキ吸い上げ量に対する百分率で表しインキ吸い上げ量の減少率とした。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３５】
【発明の効果】
本発明の筆記具用部材は、水性インキとの濡れ性が良く、インキに触れてもインキとの濡れ性が減少しにくいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一例を示す断面図。
【図２】実施例の表面処理された部材の表面の拡大模式図。
【図３】比較例の表面処理された部材の表面の拡大模式図。
【符号の説明】
１インキタンク
２ペン先
３一時的インキ溜め部材
３ａ一時的インキ溜め部
３ｂインキ溝
４分岐状構造凝集物
５環状構造凝集物
６球状凝集物粒子

Claims

分岐状及び／又は環状構造を有する親インキ性の凝集体（ただし、アルミナコロイドを除く）が表面に吸着していることを特徴とする筆記具用部材。
前記親インキ性の凝集体が、水酸基、アミド基、カルボキシル基、アミノ基等の官能基の一種もしくは二種以上を有することを特徴とする請求項１記載の筆記具用部材。
前記親インキ性の凝集体が、水を水和物として有する物質であることを特徴とする請求項２記載の筆記具用部材。
前記親インキ性の凝集体が、シリカコロイドであることを特徴とする請求項２記載の筆記具用部材。