JP4254617B2 - 塗布具 - Google Patents

Description

本発明は、塗布液流出口を常温固体の造膜性の高分子材料による皮膜で覆った塗布具に関し、特に、塗布液流出口が、塗布液流通孔を有する外部材と、この外部材の開口部より一部突出する部分を有すると共に塗布液流通孔内を前後動可能な内部材との隙間として形成されている、ボールペンチップタイプや、ボールペンチップのボールに変えて棒状塗布体を使用した先端弁タイプの塗布先を有する塗布具に関する。

従来、内部に、筆記具用のインキや塗布具用の修正液、糊、液状の化粧料などを収容し、筆記又は塗布を行うためのボールペンチップを取り付けると共に、製造から販売及びユーザーの手に渡るまでに起こり得る、落下や輸送等での振動や衝撃による、インキ洩れやペン先の損傷を抑制するために、ボールペンチップの先端が保護皮膜によって覆われているものが知られている。

このような保護皮膜は、使用時には取り外されるものであるが、例えば、ホットメルト樹脂を保護皮膜としたもの（特許文献１参照）や、インキの溶剤成分を蒸発させて固形化して保護皮膜としたもの（特許文献２参照）、シリコーンオイル等の非乾燥性の液体を保護皮膜としたもの（特許文献３参照）が知られている。
特開平７−２２２９５０号公報 特開平７−２２２９４８号公報 特開平７−２２２９４９号公報

特許文献１に開示されているような、ホットメルト樹脂を保護皮膜としたものでは、使用時において、ホットメルト樹脂を取り外した時、ボールペンチップのボール表面や、ボールペンチップのインキ流通孔の開口部と、開口部に取り付けられているボールペンチップのボールとの隙間であるインキ流出口に、微量のホットメルト樹脂が残留して付着してしまうことがあった。これにより、ボールの回転やインキのボール転写、インキの供給に不具合を生じ、筆記及び塗布において、カスレなどの吐出不良を招いてしまうという問題点があった。

また、特許文献２に開示されているような、インキの溶剤成分を蒸発させて固形化して保護皮膜としたものでは、固形物同士のつなぎ及びボールペンチップへの付着ぬれを行う溶剤成分が除去されているため、非常にもろく、ボールペンチップから剥げ易くなっている。このため、落下や輸送等での振動や衝撃によって、保護皮膜が崩れたり、剥げ落ちてしまうという問題点があった。

さらに、特許文献３に開示されているような、シリコーンオイル等の非乾燥性の液体を保護皮膜としたものでは、所詮流動的な液体であるために、保護皮膜としての所定の位置に固定することができない。即ち、落下や輸送等での振動や衝撃や、温度環境の変化によって流出しようとするインキを抑制したり、自らの流動を抑制することができないという問題点があった。また、筆記又は塗布において、非乾燥性の液体がペン先のインキ供給部分に介在したり、インキと混合することによって、カスレなどの吐出不良を招いてしまうという問題点があった。

即ち、本発明は、塗布液流通孔を有する外部材と、この外部材の開口部より一部突出する部分を有し塗布液流通孔内を前後動可能な内部材とを備えるペン先の、外部材と内部材との隙間を塗布液流出口とし、内部材を後方移動させて、塗布液流出口から塗布液を吐出させ、吐出した塗布液によって塗布液流出口を覆う皮膜層を形成し、この塗布液による皮膜層を常温固体の造膜性高分子材料による皮膜で覆い、塗布液による皮膜層とペン先との接触面積よりも、塗布液による皮膜層と外側の皮膜との接触面積の方が広くなるようになした塗布具を要旨とする。

塗布液流出口を、常温固体の高分子材料である、例えば、ホットメルト樹脂などによる皮膜で覆い被し、その皮膜の内側に、塗布液成分による皮膜層を介在させる。これにより、ホットメルト樹脂などの皮膜は、少なくとも、例えば、ボールペンチップのボール表面や、ボールペンチップの塗布液の流通孔の開口部と、開口部に取り付けられているボールペンチップのボールとの隙間である塗布液流出口などの、筆記又は塗布時のペン先の塗布液供給部分には直接接触しない。即ち、保護皮膜の取り外し時において、保護皮膜側に塗布液成分による皮膜層が付着した状態で一度に容易に除去でき、筆記又は塗布時のペン先の塗布液供給部分への保護被膜の残留付着が防止され、筆記又は塗布における、カスレなどの吐出不良の問題を解消する。また、塗布液流出口がホットメルト樹脂などの皮膜によって覆い被されているので、塗布液成分の皮膜層が、塗布液の溶剤成分が蒸発して固形化したり、逆に塗布液の溶剤性分が難揮発性により、流動的であったとしても、落下や輸送等での振動や衝撃、温度環境の変化による破損や、剥離、流出を抑制する。

本発明の塗布具は、外装体に対して取り替えの可能な、交換用のリフィールとして使用する場合に良好である。即ち、多くの場合、製造から販売及びユーザーの手に渡るまでの間に、仮キャップとしての保護皮膜がペン先先端に取り付けられるものである。特に、保護被膜は、振動や衝撃、温度環境の変化が生じる運搬輸送時において、ペン先からのインキ洩れやペン先性能の維持を行い、且つ、キャップと比較して廃棄物を低減し低コストのとすることが可能となる。本発明は、保護皮膜を使用するに際して、極めて効率的かつ確実に、製造から販売及びユーザーの手に渡るまでの間、ペン先を保護し、塗布具としての品質維持を行い、保護皮膜を取り外した後の、塗布具の使用時における、カスレなどの吐出不良を抑制できるものである。

以下、図面に基づき一例について説明する。
図１に示したものは、液収容筒１の内部に修正液２と共に圧縮気体３を封入し、圧縮気体３の反発力にて修正液を吐出する支援となす塗布具である。修正液２は、塗布後の塗布面の速乾性が必要とされ、蒸気圧、蒸発速度などから有機溶剤を適宜選択することができるが、大気中に放出しても光化学スモッグの原因にならず、また、有機溶剤中毒予防規制を受けず比較的毒性の低い炭化水素系有機溶剤であるメチルシクロヘキサンを好ましく主溶剤として使用している。また、白色顔料としては、酸化チタンの他に酸化亜鉛などが挙げられるが、白色度、隠蔽力、屈折率が比較的大きいことから白色顔料として、酸化チタンを用いている。この酸化チタンの比重が重たく沈降してしまうことを考慮して、粘度を７００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）の高粘度に設定してある。具体的な修正液２の配合組成は、ＴＩＴＡＮＩＸ ＪＲ８０５（酸化チタン、テイカ（株）製）５５．０重量部、アクリロイドＢ６７（アクリル樹脂、ロームアンドハース社製）９．０重量部、メチルシクロヘキサン３５．０重量部、ホモゲノールＬ１８（ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、花王（株）製）１．０重量部である。

液収容筒１には、透明性を有する、ポリエチレンナフタレートポリエチレンテレフタレートコポリマーの押出成形品を使用している。この液収容筒１の内部には、修正液２が直接収容されている。液収容筒１は、修正液２の含有する溶剤により、膨潤、融解、溶解、分解などによる形状変化をほとんど生じないもので、且つ、圧縮気体３を封入した場合に経時的に圧力が低下しない、２００ｃｃ／ｍ^２ｄａｙ／２５μｍ・２３℃／Ｏ_２以下のガス透過性の低い材質である。また、液収容筒１の材質は、外部から修正液２の残量が視認できるような透明若しくは半透明のものであれば、ポリエチレンナフタレートポリエチレンテレフタレートコポリマーに限られるものではない。例えば、ポリエチレンナフタレートポリエチレンテレフタレートコポリマーの他にポリエチレンナレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン１２、ナイロン６、非晶性ナイロン、微結晶性ナイロン、半芳香族性ナイロン、脂肪酸ナイロン、ポリアクリロニトリル、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートのポリマーアロイ、ポリプロピレンやアクリル樹脂などの内面に、ガス透過性や修正液２に含有する溶剤との反応性などを考慮した不活性でガス非透過性の高い層を形成したものなどが挙げられる。

液収容筒１の先端には、ポリブチレンテレフタレートの射出成形品である前軸４が接続されている。また、前軸４の先端には、ボール５が回転自在に抱持されたボールホルダー６が接続されている。ボール５はコイルスプリング７にて前方付勢されており、ボールホルダー６の内縁に液密に当接して修正液２の吐出を制御する弁として機能している。また、前軸４は、液収容筒１の先端に、前軸４の液収容筒１からの抜け強度が３７．３ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入接続され、ボールホルダー６は、前軸４の先端に、ボールホルダー６の前軸４からの抜け強度が４２．５ｋｇ／ｃｍ^２になるように圧入接続されている。これは、後述する、液収容筒１内に充填されている圧縮気体３の圧力によって、前軸４及びボールホルダー６が外れ、修正液２が外部に飛散してしまうことを防止するためである。接続方法は、圧入接続にのみ限られるものではなく、接着剤、熱、超音波、振動による溶着などが挙げられ、生産性、密閉性、液収容筒１や前軸４、ボールホルダー６の材質による耐久性を考慮して適宜行うことができる。

液収容筒１内の修正液２の界面に接触して、修正液２の消費に伴う修正液２の界面の移動に追従して液収容筒１の内壁と気密に接触しながら移動する隔壁部材８が配置されている。隔壁部材８は、有低筒状のコップ型形状を有し、硬度７０゜（デュロー硬度 タイプＡ）の、ニトリルゴムの成形品である。この隔壁部材８は、液収容筒１の内壁と気密に接触しながら移動することによって、液収容筒１の内壁に付着した修正液２を強制的に、掻き取ることができ、修正液２の残量を隔壁部材８の位置で正確に視認できることとができる。この隔壁部材８は、液収容筒１や前軸４と同様、修正液２と直接接触しているので、修正液２に含有する溶剤により、膨潤、融解、溶解、分解などによる形状変化が起こりにくい材質であれば、ニトリルゴム以外にも、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴムや、熱可塑性エラストマーであるポリエステル系のエラストマーなどが上げられる。

液収容筒１の後端開口部には、尾栓９が密閉接続している。尾栓９は液収容筒１の内方側に開口部を有する有底筒体の形状を有しており、ポリブチレンテレフタレートの射出成形品である。また、圧縮気体３と直接接触しているので、液収容筒１と同様に、ガス透過性の低い材質としている。さらに、圧縮気体３によって、尾栓９が押し上げられ、外れてしまうことを防止するために、液収容筒１の後端開口部へ、尾栓９の液収容筒１からの抜け強度が４２．７ｋｇ／ｃｍ２になるように圧入により接続されている。
尾栓９の接続方法は、前述した前軸４及びボールホルダー６の場合と同じように、圧入接続にのみ限られず、生産性、密閉性、液収容筒１や尾栓９の材質による耐久性を考慮して適宜行うことができる。

尾栓９と隔壁部材８の間の空間には、ゲージ圧（ゲージ名：日本電産コパル電子株式会社製 ハンディマノメーターＰＧ−１００ 標準大気圧１０１．３ｋＰａとの差圧を表示するゲージ）で１３０ｋＰａ〜２７０ｋＰａの圧縮気体３が充填されている。この圧縮気体３による圧力によって、隔壁部材８を介して高粘度である修正液２を後ろから押して、液吐出の支援をなすものとしている。

図１のＩ部拡大図である図２に、保護皮膜１０のボール５とボールホルダー６への被覆状態を示す。保護皮膜１０は、ユーザーの手に渡る前における、落下や輸送等での振動や衝撃、温度環境の変化による破損や、剥離、修正液２の流出を抑制するものである。この、常温では固体である高分子材料の熱可塑性樹脂である、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（セメダインＨＭ２００、セメダイン（株）製）の保護皮膜１０と、ボール５及びボール５とボールホルダー６の間には、修正液２の溶剤成分が揮発し、修正液２の酸化チタンやその他の添加剤からなる乾燥した皮膜層１１が配置されている。保護皮膜１０は、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂の他に、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ゴム系などの常温では固体である高分子材料の熱可塑性樹脂が挙げられるが、液状とした時の温度と温度管理や臭いなどの生産性の面から、保護皮膜１０として、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂を用いている。

保護皮膜１０及び皮膜層１１のボール５とボールホルダー６への被覆方法としては、まず、ボール５を後方移動させて、ボール５とボールホルダー６の間から、修正液２を吐出させる。吐出した修正液２はその付着ぬれによって、ボール５及びボール５とボールホルダー６を覆う。やがて、修正液２の溶剤成分が揮発し、乾燥した皮膜層１１が、ボール５及びボール５とボールホルダー６を覆って形成される。その後、約２００℃の高温によって液化させたエチレン酢酸ビニル共重合樹脂内に、皮膜層１１を覆うように、ボール５及びボールホルダー６を浸して直後、直ちに引き上げる。そのまま常温で２〜３秒間放置すると、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂が固体化して保護皮膜１０を形成する。
ボール５を後方移動させて、ボール５とボールホルダー６の間から、修正液２を吐出させる工程は、本例のような、圧縮気体３による圧力で、液吐出の支援をなす吐出機構のものでなくても、外部からの、遠心力やポンピングなどの押圧力、水頭圧などの圧力によって、液吐出をなすような、例えば、自由状態で収容される液とその液の消費とともに追従するフォロアー流体を配置したものや、自由状態で収容される液の環境変化による洩れを抑制するための一時的液溜め部材を配置したもの、内部に液の吸蔵体を配置したもの、外部からのポンピング作用によって液を押し出すようになしたものなど様々な、吐出機構をもつものでもよいが、本例のような、圧縮気体３による圧力で、液吐出の支援をなす吐出機構であるもののほうが、ボール５を後方移動させるだけで、皮膜層１１を形成させる量の修正液２を速やかに吐出させることができ好適である。また、修正液２以外の、水を主溶剤とした水性インキなどであっても同様になすことができるが、特に、修正液２などのような高揮発性溶剤を用いた液の場合、皮膜層１１が固体化しているため、紙などの液がぬれ易いものと仮に接触しても、皮膜層１１が破損することがない。従って、皮膜層１１の上に、保護皮膜１０を被覆するまでの間の皮膜層１１の状態管理が容易であり工程上、非常に好適である。

保護皮膜１０の内側に、皮膜層１１が配置されることによって、保護皮膜１０は、ボール５の表面及び、ボール５とボールホルダー６との隙間である修正液２の流出口６ａに直接、接触しないようになっている。また、保護皮膜１０と皮膜層１１は、皮膜層１１とボール５及びボールホルダー６の接触よりも外周上で接触しているので、皮膜層１１とボール５及びボールホルダー６の接触面積よりも、保護皮膜１０と皮膜層１１の接触面積の方が確実に広くなる。このため、図３に示すように、使用時において、ボール５の表面及び、ボール５とボールホルダー６との隙間である修正液２の流出口６ａに、保護皮膜１０を残さず、且つ、保護皮膜１０側に、皮膜層１１がほぼ付着した状態で保護皮膜１０を取り外すことができる。これにより、ボール５の回転や修正液２のボール５への転写、修正液２の流出口６ａへの供給が好適に行われ、カスレなどの吐出不良を極力抑制し得る。また、ボール５の表面及び、ボール５とボールホルダー６との隙間である修正液２の流出口６ａに皮膜層１１が残留付着しても、皮膜層１１は、修正液２の成分が乾燥したものであるため、非常にもろく、塗布時のボール５の前後移動によって粉砕されるか、液収容筒１内から供給された修正液２に取り込まれて消滅するため、カスレなどの吐出不良への影響はない。

一例を示す縦断面図。 図１のＩ部拡大図。 使用状態の説明図。

符号の説明

１ 液収容筒
２ 修正液
３ 圧縮気体
４ 前軸
５ ボール
６ ボールホルダー
７ コイルスプリング
８ 隔壁部材
９ 尾栓
１０ 保護皮膜
１１ 皮膜層

Claims (4)

1. 塗布液流通孔を有する外部材と、この外部材の開口部より一部突出する部分を有し塗布液流通孔内を前後動可能な内部材とを備えるペン先の、外部材と内部材との隙間を塗布液流出口とし、内部材を後方移動させて、塗布液流出口から塗布液を吐出させ、吐出した塗布液によって塗布液流出口を覆う皮膜層を形成し、この塗布液による皮膜層を常温固体の造膜性高分子材料による皮膜で覆い、塗布液による皮膜層とペン先との接触面積よりも、塗布液による皮膜層と外側の皮膜との接触面積の方が広くなるようになした塗布具。
2. 前記塗布液流出口が、塗布液流通孔を有する外部材と、この外部材の開口部より一部突出する部分を有し塗布液流通孔内を前後動可能な内部材との隙間として形成されていると共に、液収容筒の内部に液と共に圧縮気体を充填し、圧力によって塗布液の吐出支援をなす請求項１記載の塗布具。
3. 前記造膜性高分子材料による皮膜が、エチレン酢酸ビニル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ゴム系などの熱可塑性樹脂によって形成されている請求項１又は請求項２記載の塗布具。
4. 前記塗布液が、高揮発性溶剤を主溶剤として含有する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗布具。

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