JP4526250B2 - 流動体塗布具 - Google Patents

Description

本発明は、流動体塗布具に関し、更に詳しくは、サインペン、ボールペンを含めた筆記具、修正具、接着剤塗布具、化粧具等などに好適に用いることができる流動体塗布具に関する。

従来より、ペイントマーカー、化粧品、修正ペンなど、下地を隠蔽するために白色顔料等を用いた液体塗布具が知られている。この白色顔料と溶剤は分離しやすいため、この種の液体塗布具には使用に際してボール等を振って塗布液を攪拌し混合均一化する必要がある。また、ペン先の乾燥固化を避けるためにキャップが必須であるため、使用に際して、キャップを着脱する煩わしさがある。

このような液体筆記具の欠点を解決するため、インキに酸化チタン、高分子中空粒子などの白色顔料とゲル化剤を含むことで顔料の沈降を防止した塗布具（例えば、特許文献１参照）などが知られている。

しかしながら、このようなインキ組成の液体筆記具では、次のような課題がある。すなわち、この液体筆記具では、塗布液収容管を加圧する必要があり、従来からある、加圧ガスを封入する方法では、コスト高となり製造設備も複雑化することとなる。また、常時加圧されているためチップ先端のシール性が悪いと、未筆記時にインキ漏れを起こしやすく、更には、インキの消費に伴って内圧が減少するため、最後までインキを使い切るには初期の内圧を高くする必要があり、よりインキ漏れを誘発しやすいという課題がある。

また、ガスを封入する方法以外にも、筆記時にノック動作で加圧をするものが市販等されているが、使用者が筆記に関係ない場面でノック動作を繰り返すことにより塗布液収容管内が連続加圧されてしまい、インキが噴出してしまう可能性や、筆記時にインキが出過ぎてしまう可能性があり、インキの流出量を使用者がコントロールすることが困難になるという課題がある。
更に、現在知られている流動体塗布具において、速乾性で、かつ構造粘性を付与されたインキを有する塗布具で加圧機構を有したものでは、キャップレスのものはないのが現状である。
特開２０００−３４３８７５公開公報（特許請求の範囲、実施例等）

本発明は、上記従来技術の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、顔料の沈降をなくした所定のインキなどの流動体塗布液の使用を可能にするので流動体を攪拌したりキャップを外したりする煩わしさがなく、使用時のみ加圧することで非使用時にインキ等の流動体塗布液の漏れを防止でき、必要なときに加圧するので、ガス充填式の筆記具のようなガスバリア性を持つ高価な材料を使用する必要がなく、流動体塗布液の使用に伴って減少する必要加圧力を特に複雑な機構を用いることなく補うことができ、１回のノック操作で適切な塗布量と安定した塗布液流量を確保できるようにした流動体塗布を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記従来の課題等を解決するために、鋭意検討した結果、加圧機構により流動体塗布液がボールペン型ペン先より流出する特定構造の流動体塗布具であって、上記加圧機構により塗布液収容管の内圧が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高いとき、ボールペン型ペン先からの流動体塗布液の流出量を特定の範囲とし、かつ、加圧機構を特定構造とすることにより、上記目的の流動体塗布具が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、次の（１）〜（９）に存する。
（１） 軸本体内に装填される、先端に流出制御機構を有するボールペン型ペン先と後方に長さ３０〜２００ｍｍかつ内径３〜１０ｍｍの塗布液収容管とを備えたリフィールとを有し、該リフィールのペン先を該軸本体の後端側に設けたノックのストローク３〜１００ｍｍのノック機構の押し出し操作及び押し出し解除操作に連動させて出没可能とすると共に、該塗布液収容管内には２５℃における剪断速度３．８３ｓ ^-1 の時の粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃである流動体塗布液が収容され、該塗布液収容管の後部が開放され、該軸本体には、該塗布液収容管後部とノック機構との間に塗布液収容管内圧力を増加させる加圧機構が設けられ、該加圧機構は、上記ノック機構により加圧、かつ解除され、該加圧機構により該塗布液収容管の内圧が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高くなった際に、上記ボールペン型ペン先からの該流動体塗布液の１０秒間の流出量が１０〜６０ｍｇに設定される流動体塗布具であって、
該塗布液収容管の末端部に隙間を介しスライド可能に嵌入され中空の略凸字形に形成され内部に最拡径面、拡径面、縮径面、及び最縮径面を連続して備えた回転子と、該回転子の外周面に間隔をおいて突設される複数のカムと、更に該回転子内にスライド可能に嵌入され該塗布液収容管の末端面に対向するゴムホルダと、該ゴムホルダの外周面に嵌合され該塗布液収容管の末端面に接離可能に対向するシールゴムと、該ゴムホルダの外周面に嵌合され該回転子の拡径部に密接可能に対向するＯリングと、該軸本体の内周面後部に間隔をおいて突設される複数の条体とから構成され、筒形のノック式回転加圧機構からなり、該塗布液収容管を後部方向に弾圧付勢する復帰スプリングとの作用により、該ノック機構を操作して該塗布液収容管の末端部と、該回転子内の該シールゴムが接触した後、該回転子内の該Ｏリングが該拡径面と密接し、さらに該回転子が前部方向へスライドして該塗布液収容管内部が加圧されることを特徴とする流動体塗布具。
（２） シールゴムは、ショアＡ硬度が５０〜９０であることを特徴とする上記（１）に記載の流動体塗布具。
（３） Ｏリングは、ショアＡ硬度が５０〜９０であることを特徴とする上記（１）に記載の流動体塗布具。
（４） ボールペン型ペン先に備わるボールを押し棒により圧接し前方に付勢してなることを特徴とする上記（１）に記載の流動体塗布具。
（５） 塗布液収容管には、ｎ−へキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、および、キシレンから選ばれる少なくとも一種以上の有機溶媒を少なくとも含む流動体塗布液が収容されることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の流動体塗布具。
（６） 流動体塗布液には、さらに、微粉末シリカ、有機処理ベントナイト、１２−ヒドロキシステアリン酸及びその誘導体、硬化ひまし油及びその誘導体、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ジ−ｎ−ブチルアミド、パラフィンワックス、および、ポリエチレンワックスから選ばれる構造粘性付与剤を少なくとも含む流動体塗布液が収容されることを特徴とする上記（５）に記載の流動体塗布具。
（７） 塗布液収容管内の流動体塗布液後方に、接触状態で収容され、該流動体塗布液と相溶性のない難揮発性の液状物からなる末端部可動栓を備えたことを特徴とする上記（５）又は（６）に記載の流動体塗布具。
（８） 末端部可動栓に樹脂製のフロートが充填されることを特徴とする上記（７）に記載の流動体塗布具。
（９） 塗布液収容管が、光線透過率が８０％以上となり、単層または複合層となるナイロン樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体からなる上記（１）〜（８）の何れか一つに記載の流動体塗布具。

本発明によれば、非使用時のインキなどの流動体塗布液の漏れを防止できるばかりでなく、使用時に１回のノック操作で適切な塗布液の量と安定した塗布液流量を確保できる塗布具を提供できる。

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の流動体塗布具は、軸本体内に装填される、先端に流出制御機構を有するボールペン型ペン先と後方に塗布液収容管とを備えたリフィールとを有し、該リフィールのペン先を軸本体の後端側に設けたノック機構の押し出し操作及び押し出し解除操作に連動させて出没可能とすると共に、前記塗布液収容管の後部が開放され、軸本体には、該塗布液収容管後部とノック機構との間に塗布液収容管内圧力を増加させる加圧機構が設けられ、該加圧機構は、上記ノック機構により加圧、かつ解除される流動体塗布具であって、上記加圧機構により塗布液収容管の内圧が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高いとき、上記ボールペン型ペン先からの流動体塗布液の１０秒間の流出量が１０〜６０ｍｇであることを特徴とするものである。

本発明で対象とする流動体塗布具とは、サインペン、ボールペン等を含めた筆記具、修正具、接着剤塗布具、化粧具等である。かかる流動体塗布具の先端には通常、使用時に流動体塗布液が出過ぎたり、出にくくなるのを防止する流動体塗布液の流出抑制機構が具備される。例えば、流動体塗布液（インキ等）がゲル状である場合には、構造粘性破壊手段を有するボールペン型チップや、弾發体で前方の座部に突出付勢させて先端孔を閉塞保持する弁付き塗布体又はニードルバルブ等の流出抑制機能を具備させたものが好ましい。

本発明の流動体塗布具では、後記するような好ましい流動体塗布液及び可動栓を充填して、加圧機構等による加圧力により塗布するが、その加圧力は内圧として外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高く設定すること、または、加圧機構を用いて塗布液収容管中の空気を６．５〜４０（５０／７６０〜３００／７６０）％圧縮することが必要であり、好ましくは、５０／７５０〜２６５／７６０ｍｍＨｇ（６．５〜３５％圧縮）とすることが望ましい。
この加圧力が５０ｍｍＨｇ未満又は塗布液収容管中の空気が６．５％未満の圧縮の場合では、構造粘性を有する比較的粘度の高い塗布液の流出量を十分に与えず、また、チップ先端の乾燥、固化した流動体塗布液の構造物を破壊して流出させるに十分な力が得られないこととなり、好ましくない。また、３００ｍｍＨｇを越えてより大きく加圧しようとすれば、または、塗布液収容管中の空気が４０％を越える圧縮の場合には、加圧機構の設計が難しいという問題点がある。

また、塗布液の流出量は、通常の筆記においては、１０秒間で１０〜６０ｍｇとすることが必要であり、好ましくは、１５〜３５ｍｇとすることが望ましい。この１０秒間の流出量が１０ｍｇ未満では、描線がカスレたり、修正ペンにおいては隠蔽性が不十分である。また、６０ｍｇを超える流出量では、出過ぎにより描線が広がったり、また盛り上がったりして、目的の描線が得られない。また、乾燥性が著しく遅くなるなどの問題点がある。

本発明の流動体塗布具では、好ましくは、流動体塗布液収容管の内径が３〜１０ｍｍのものが用いられる。この内径が３ｍｍ未満の内径では、前記した粘度範囲の流動体塗布液では流出が困難となるばかりでなく、流動体塗布液の量を実用上十分に収容できない。一方、１０ｍｍを超える内径とした場合には、塗布具を横向きまたはチップ先端部を上向きに放置された時に、流動体塗布液が収容管壁面で十分保持されず内部で流動し、流動体塗布液収容管後端の開放部から流出する恐れがある。より好ましい塗布液収容管の内径としては、４〜８ｍｍであり、更に好ましくは５〜７ｍｍであることが望ましい。
塗布液収容管の長さとしては、実用上２００ｍｍ以下であることが好ましく、これを超える長さでは、塗布具として組み立てた時に使用者が扱い辛くなる。より好ましくは、１８０ｍｍ以下であり、更に好ましくは３０〜１５０ｍｍであることが望ましい。

塗布具として組み立てた時に、流動体塗布液収容管を出没させ、収容管内部を加圧させるためのノック機構において、ノックのストロークは最大で１００ｍｍ以下が望ましく、これを超えるストロークでは、片手の簡便な操作でのノックが困難である。より好ましくは最大で８０ｍｍ以下であり、更に好ましくは最大で５０ｍｍ以下である。逆にノックのストロークは最小で３ｍｍあれば流動体塗布液収容管を出没させ、収容管内部を加圧させることも可能である。
以上の流動体塗布液収容管の条件を勘案し、塗布液収容管中の実用的な空気の圧縮率を求めると６．５〜４０％であり、好ましくは、６．５〜３５％、更に好ましくは、６．５〜３０％であることが望ましい。

かかる塗布具の流動体収容管内に収容される流動体塗布液としては、例えば、ｎ−へキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレンから選ばれる少なくとも一種以上の有機溶媒に、カーボンブラックや二酸化チタン等の顔料、染料等の色材その他を溶解もしくは分散させ、構造粘性付与剤、溶剤に可溶な増粘剤・バインダーとしての樹脂類、界面活性剤、香料その他任意の添加剤を配合したものである。これらの配合量については、例えば、有機溶媒２０〜８５部、顔料（有機顔料、無機顔料、樹脂顔料）等の色材１０〜６０部、樹脂類その他が５〜３０部程度の配合組成物とすることが望ましい。

本発明では、上記した流動体をそのまま使用してもよいが、好ましくは特にゲル状粘性体として使用することが望ましい。ゲル状粘粘性体とするには、上記した流動体に構造粘性付与剤を配合する。通常、粘性付与剤として多種多様の物質が使用されているが、本発明者らによる検討の結果、上記有機溶剤に対しては、微粉末シリカ、有機処理ベントナイト、１２−ヒドロキシステアリン酸及びその誘導体、硬化ひまし油及びその誘導体、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ジ−ｎ−ブチルアミド、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスから選択された少なくとも一つの使用が有効であった。

かかる構造粘性付与剤を含有させたゲル状粘性流動体の粘度が２５℃で剪断速度３．８３ｓ^-1の時の粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃとなるように配合することが好ましい。これによって流動体塗布液に重たい顔料（酸化チタン等）等の色材を配合しても、これらの沈降を抑制し易く、又、紙等の被塗布体に流動体を塗布した場合、構造粘性を有することにより被塗布体上での「にじみ」が抑制できる効果がある。低剪断速度領域では見かけ上の粘度が増大し顔料の沈降を抑制し、筆記時には先端のボールの回転によって剪断速度が上がり見かけ上の粘度が減少しスムーズに流動体が流出する。このゲル強度は使用する色材（顔料等）の粒子径、比重により適宜調整される。
これらの塗布液流動体は前記したような塗布具（収容管）に充填し、外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ大きな圧力にて加圧した時、１０秒間の流出量は１０〜６０ｍｇとなる。
また、使用性、好適な塗布量とする点から、後端のノック機構を用いて１回ノックした時のボールペン型ペン先より吐出可能な塗布液量が２０〜３００ｍｇに設定することが好ましい。

本発明では、塗布具の収容管内に上記の流動体塗布液（特にゲル状粘性流動体）が収容され、かつ、該流動体塗布液と相溶性のない難揮発性の液状物が流動体塗布液の末端部可動栓として接触状態で収容され、該可動栓の後方収容管内を大気開放させるものである。これによって可動栓は流動体塗布液の消費につれて流動体塗布液に追従して移動し可動栓としての作用をなすことになる。本発明で使用される可動栓を形成する難揮発性の液状物としては、「塗布される流動体と相溶しないこと」と「揮発しにくいこと」の２つの性能が要求される。

かかる２つの性能を満足させる可動栓として好適な難揮発性の液状物としては、例えば、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリンのアルキレンオキサイド付加物、ジグリセリンのアルキレンオキサイド付加物、ポリグリセリンのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも一種以上の高極性且つ難揮発性の液状物が最も好ましい。

本発明では、パイプ状容器内に上記した難揮発性の液状物を流動体塗布液の末端部にそのまま液層として接触した状態で収容して可動栓としてもよい。この時の液層の高さは２０〜３０ｍｍ程度となるようにすることが望ましい。この場合、パイプ状容器の内径が小さい場合（筆記具、修正液容器用途として通常２ｍｍ以下）であれば、流動体塗布液及び可動栓とも特に構造粘性を与えずとも、流動体塗布液及び可動栓が有する表面張力によりパイプ状容器内において各々安定して収容される。但し、多量の流動体塗布液を収容すべくパイプ状収容器の径を大きくした場合（筆記具、修正液容器用途として通常３ｍｍ以上）に、パイプ状容器を横向き又は逆さにしたときに可動栓の液面が切れる問題があったり、可動栓の液が流動体塗布液へ移行する可能性がある。
上記した問題を解決するために、難揮発性の液状物に前記した構造粘性付与剤を添加してゲル状構造粘性体として流動体と不液の末端部に接触した状態で収容する場合がある。この場合の液層の高さは１０〜１５ｍｍ程度でよく、ゲル状構造粘性体の可動栓が流動体塗布液への移行が起こりにくくなり、逆流防止体としての品質を維持でき、流動体塗布液の品質劣化を長期間に亘って防止する効果がある。更に、可動栓をスポンジ状連続多孔体に難揮発性液状物を含浸させたものとすることにより、流動体塗布液及び可動栓共々パイプ状容器内において安定して収容することを可能とし、本発明の逆流防止機構としての品質を維持し、流動体塗布液の品質劣化を長期間に亘り防止する効果がある。

本発明の流動体塗布具としては、上記したような機構及び流動体塗布液を用いるものであれば、特に限定されず、例えば、本願出願人による特開平２０００−３３５１７３号記載の加圧ポンピング機構を備えたノック式のボールペン型流動体塗布具、更に、図１〜図６に示すようなキャップレスとなる加圧機構を有する本体部に着脱着自在とした加圧型のノック式流動体塗布具（修正ペン）などが挙げられる。
この図１〜図６に示す、加圧型のキャップレスノック式流動体塗布具は、図１〜図６に示すように、二分割可能な細長い軸本体１と、この軸本体１内に交換可能に収容されてその軸方向に進退動可能なリフィールユニット１０と、軸本体１に設けられるカーン式のノック機構２０と、リフィールユニット１０とノック機構２０の回転子２２との間に介在する加圧機構４０とを備え、この加圧機構による加圧力は内圧として外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ（本実施形態では、１５０〜１７０ｍｍＨｇ）に高く設定されており、この流動体塗布液の流出量は、通常の筆記においては、１０秒間で１０〜６０ｍｇ（本実施形態で１５〜３５ｍｇ）に設定されており、この流出量の流動体塗布液１１により塗布されて使用に供される。また、後端のノック機構を用いて１回ノックした時のボールペン型ペン先より吐出可能な塗布液量は２０〜３００ｍｇ（本実施形態では、１５０〜１８０ｍｇ）に設定されている。

軸本体１は、図１や図２に示すように、相互に螺嵌する先軸２と後軸４とを備え、ポリカーボネート等からなる所定の合成樹脂を使用して中空の透明に成形され、ＡＳＴＭ Ｄ７９２による光線透過率が３０％〜１００％、好ましくは５０％〜１００％、より好ましくは８０％〜１００％に設定されており、気体である外気の流入を許容するよう機能する。先軸２は、その開口した前部が先細りの円筒形に成形され、開口した後部が薄肉に形成されてその外周面には締結用の螺子溝３が周方向に螺刻される。

後軸４は、円筒形に成形され、前部内周面には、先軸２の螺子溝３と着脱自在に螺合する螺子溝３Ａが周方向に螺刻されており、後部外周面には、クリップ５が軸方向に向けて一体成形される。この後軸４の内周面には、螺子溝３Ａの後方に位置する略楕円形の脱落防止リブが半径内方向に向けて突設され、この脱落防止リブが所定の間隔で周方向に複数並設される。

リフィールユニット１０は、図３に示すように、流動体塗布液１１が充填される透明の塗布液収容管１２と、この塗布液収容管１２の先端部に連通して装着され、筆記時に軸本体１の開口した前部から突出する筆記部１４とから構成される。

流動体塗布液１１は、少なくとも酸化チタン、高分子中空微粒子、白色顔料、及びゲル化剤を含有し、粘度が高く、初筆性が悪いので加圧を要するという特徴を有している。この流動体塗布液１１の粘度は、２５℃で剪断速度３．８３ｓ^-1の時の粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃとなるように配合することが好ましい。

塗布液収容管１２は、合成樹脂等の所定の材料を使用して細長い中空の断面略凸字形に成形され、その内径が３〜１０ｍｍのものが用いられ、また、光線透過率が３０％〜１００％、好ましくは５０％〜１００％、より好ましくは８０％〜１００％に設定されている。この先細りの塗布液収容管１２は、材質、構造（単層又は多層）等が特に限定されるものではないが、流動体塗布液１１の残量確認等に優れる観点から、光透過率５０％以上、具体的には、ＡＳＴＭ Ｄ７９２による光線透過率５０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上が良い。

上記塗布液収容管（リフィール）１２の材質としては、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ７９２による光線透過率５０％以上、更に好ましくは８０％以上となるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、環状ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ナイロン樹脂（ポリアミド）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、脂肪族ポリケトン、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、シリコーンエラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。流動体塗布液が修正液の場合は、耐溶剤性、視認性、経済性の観点から、単層又は複合層となるナイロン樹脂（ポリアミド）、ＥＶＯＨ等が望ましい。また、軸本体１もＡＳＴＭ Ｄ７９２による光線透過率５０％以上、好ましくは８０％以上となる視認性に有する樹脂、例えば、光線透過率８０％以上となる、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、環状ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを使用すれば、視認性に有する塗布液収容管１４に充填される流動体塗布液１１の残量が更に簡単に視認することができる。

塗布液収容管１２は、その後部に上述の構成となる可動栓１３が充填され、末端部が開口して開放される。可動栓１３は、流動体塗布液１１の後方に位置して追従し、流動体塗布液１１の溶剤揮発を抑制防止するよう機能する。この可動栓１３は、塗布液収容管１２の内径が大きい場合には、ポリプロピレン等からなる樹脂製のフロートが適宜充填される。
塗布部（筆記部）１４は、塗布液収容管１２の細長い先端部に嵌着される先細りの先端カバー１５を備え、この先端カバー１５には、回転可能なボール１６を出没可能に嵌合支持するチップ１７が内蔵される。この塗布液収容管１２に連通したチップ１７のボール１６には、ＳＵＳ製の押し棒１６ａが付勢スプリング１６ｂにより後方から圧接され、この押し棒１６ａの圧接作用により、ボール１６がチップ１７の開口した先端部を未筆記時に閉塞するよう機能する。

ノック機構２０は、図１、図２、図４、図５に示すように、軸本体１と塗布液収容管１２との間に介在される復帰スプリング２１と、塗布液収容管１２の末端部に隙間を介しスライド可能に嵌入される回転子２２と、この回転子２２の外周面に間隔をおいて突設される複数のカム３４と、軸本体１の内周面後部に間隔をおいて突設される複数の条体３６とから構成される。また、本実施形態では、ノックのストロークは１５ｍｍに設定されている。
復帰スプリング２１は、コイルバネからなり、塗布液収容管１２の先端部に嵌入されて軸本体１の開口した前部周縁に接触し、塗布液収容管１２を軸本体１の後部方向に弾圧付勢する。

回転子２２は、ポリアセタール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド等からなる合成樹脂を使用して略有底円筒形に成形され、閉じた底部には、軸本体１の開口した後部から露出するノック棒２３が着脱自在・相対回転可能に嵌合されており、このノック棒２３には、ノック操作用の天冠２４が嵌着される。
この回転子２２は、拡径部２５と縮径部２６とを連続して備えた中空の略凸字形に形成され、内部が外気（空気）用の加圧室（体積減少空間）２２ａに形成されるとともに、内周面が開口方向から閉じた底部方向にかけて最拡径面２７、拡径面２８、縮径面２９、及び最縮径面３０に形成されており、軸本体１からの脱落が後軸４の脱落防止リブにより有効に規制される。回転子２２の拡径部２５と縮径部２６との段差面には、連続した複数の鋸歯３１が周方向に周設される。

ノック棒２３は、ＡＢＳ樹脂等を用いて円筒形に形成され、回転子２２の段差面に接触する対向接触面に、鋸歯３１と完全又は不完全に噛合する複数の駆動歯３２が周方向に連続して周設される。このノック棒２３の外周面には、複数のガイドリブ３３が所定の間隔をおいて突設され、各ガイドリブ３３が複数の条体３６間にスライド可能に挿入されるとともに、軸本体１後部の内周縁に係合してノック棒２３の軸本体１後部からの脱落を有効に規制する。
各カム３４は、回転子２２の軸方向に略線条に形成され、末端面が周方向に直線的に切り欠かれて係合爪３５に傾斜形成される。また、各条体３６は、軸本体１の軸方向に向けてガイド機能を果たすよう略線条に形成され、先端面が周方向に切り欠かれて係合歯３７を形成しており、この係合歯３７がカム３４の係合爪３５と噛合する。

このようなノック機構２０は、図１や図２に示すように、筆記時には、ノック棒２３の駆動歯３２が回転子２２の鋸歯３１に圧接して駆動力を付与することにより、回転子２２が複数の条体３６に案内されつつ塗布液収容管１２方向にスライドして所定の角度（例えば、３０°以下）で回転し、カム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯３７とが噛合し、軸本体１の前部から突出したリフィールユニット１０の筆記部１４を後退不能とするとともに、回転子２２の加圧室２２ａから塗布液収容管１２に外気を導くよう機能する。
これに対し、未筆記時には、回転した回転子２２が所定の角度（例えば、３０°以下）でさらに回転し、カム３４が条体３６の係合歯３７を乗り越えて噛合を解除し、回転子２２が反塗布液収容管１２方向にスライドして各カム３４を複数の条体３６間に位置させ、軸本体１の前部から突出した筆記部１４を後退可能とする。

加圧機構４０は、図１、図２、図６に示すように、ノック機構２０の回転子２２内にスライド可能に嵌入されて塗布液収容管１２の末端面に対向するゴムホルダ４１と、このゴムホルダ４１と回転子２２との間に介在する加圧スプリング４２と、ゴムホルダ４１の外周面に嵌合され、塗布液収容管１２の末端面に接離可能に対向接触する気密確保用のシールゴム４３と、ゴムホルダ４１の外周面に嵌合され、筆記時には回転子２２の内周面に密接して外気を回転子２２内に流入不能とし、未筆記時には回転子２２の内周面から離れて外気を回転子２２内に流入可能とする気密確保用のＯリング４４とから構成され、その加圧力は内圧として外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高く設定できるようになっている。

ゴムホルダ４１は、ポリアセタール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド等からなる合成樹脂を使用して略円筒形に成形され、外周面には、複数の嵌合溝が周方向に切り欠かれる。
加圧スプリング４２は、弾発力が復帰スプリング２１よりも大きいコイルバネからなり、ゴムホルダ４１内と回転子２２の縮径部２６内とに取付リブを介し密嵌状態で接続されており、ゴムホルダ４１を塗布液収容管１２の末端部方向に弾圧付勢するよう機能する。

加圧スプリング４２と復帰スプリング２１とは、ノック機構２０のノック操作終了後に軸本体１から突出した筆記部１４のボール１６を押圧してリフィールユニット１０を後退させる場合における反発力が３〜１５Ｎ、好ましくは５Ｎに設定される。これは、加圧スプリング４２と復帰スプリング２１の反発力が３〜１５Ｎの範囲内ならば、筆記時に筆記部１４が筆圧でフワフワすることがなく、しっかりとした筆記感を使用者に与えることができるからである。
シールゴム４３は、弾性のシリコーンゴムやＮＢＲ等を使用してエンドレスのリングに成形され、ゴムホルダ４１のリフィールユニット１０側の嵌合溝に嵌合される。このシールゴム４３は、塗布液収容管１２やゴムホルダ４１に対する密着性、摺動性、耐磨耗性、耐ヨジレ性、耐クリープ性、耐亀裂性の観点から、ショアＡ硬度が５０〜９０、好ましくは５０〜８０に設定される。

さらに、Ｏリング４４は、弾性のシリコーンゴムやＮＢＲ等を使用してエンドレスのリングに成形され、ゴムホルダ４１の回転子２２側の嵌合溝に嵌合される。このＯリング４４は、回転子２２やゴムホルダ４１に対する密着性、摺動性、耐磨耗性、耐ヨジレ性、耐クリープ性、耐亀裂性の観点から、ショアＡ硬度が５０〜９０、好ましくは５０〜８０に設定される。
このようなＯリング４４は、筆記時には、回転子２２の拡径面２８に変形密接して軸本体１内の外気を回転子２２内に流入不能とし、この回転子２２の加圧室２２ａから塗布液収容管１２の末端部に対して圧縮された外気を流入させる。そして、未筆記時には、回転子２２の拡径面２８に隙間を介して対向し、外気を回転子２２内に流入可能とする。

上記構成において、流動体塗布具により筆記しない場合には、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが相互に離隔して外気の流通路を区画形成するので、軸本体１の内部と回転子２２の加圧室２２ａとが相互に連通する。この連通作用により、回転子２２の加圧室２２ａや塗布液収容管１２は加圧されることがない（図１参照）。
次に、流動体塗布具を使用して筆記する場合には、ノック機構２０の天冠２４をノック操作してノック棒２３をスライドさせれば良い。すると、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２、及びリフィールユニット１０が軸本体１の前部方向にそれぞれスライドする。このスライドの際、塗布液収容管１２の末端部にゴムホルダ４１がシールゴム４３を介して密接しているが、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが未だ離隔して外気を流通させるので、軸本体１の内部と回転子２２の加圧室２２ａとが相互に連通する。

次いで、塗布液収容管１２が復帰スプリング２１を圧縮しながら徐々に進出し、軸本体１の前部から筆記部１４が突出し、白色顔料インキ１１による筆記が可能な状態となる。この際、軸本体１の前部に塗布液収容管１２の先端部が接触して停止すると、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２のみが軸本体１の前部方向にそれぞれスライドし、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが密接して外気の流通を遮断し、軸本体１と回転子２２の連通が規制されて回転子２２の加圧室２２ａが加圧可能な密閉状態となる。

こうして軸本体１と回転子２２の連通が規制された後、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２のみが軸本体１の前部方向にさらにスライドすると、加圧室２２ａの外気が徐々に加圧され、圧縮された加圧室２２ａの外気が塗布液収容管１２の末端部にゴムホルダ４１内を経由して流入し、塗布液収容管１２の内圧が増加する（図２参照）。
この際、回転子２２が複数の条体３６よりも前方に位置して所定の角度で回転し、カム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯３７とが噛合し、軸本体１の前部から突出した筆記部１４が後退不能となる。

次いで、流動体塗布液１１の消費に伴い、十分な量の流動体塗布液１１を得られなくなった場合には、筆記面に筆記部１４を圧接して塗布液収容管１２と回転子２２をさらに接近させれば良い。
すると、塗布液収容管１２が後退して嵌合した回転子２２の加圧室２２ａにおける外気を加圧し、圧縮された加圧室２２ａの外気が塗布液収容管１２の末端部にゴムホルダ４１内を経由して流入し、塗布液収容管１２の内圧が増加することとなる。

次に、流動体塗布具の使用を終了する場合には、ノック機構２０の天冠２４を再度ノック操作してノック棒２３をスライドさせれば良い。こうすれば、流動体塗布具は、圧縮された復帰スプリング２１の復帰作用、及びカム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯３７との噛合解除により、図２の筆記状態から図１の未筆記状態に復帰し、塗布液収容管１２の加圧が解除される。

流動体塗布具のリフィールユニット１０を交換したい場合には、後軸４を回して先軸２と後軸４とを分離し、先軸２の中から使用済みのリフィールユニット１０を復帰スプリング２１と共に取り出せば、リフィールユニット１０を簡単に交換することができる。
また、塗布液収容管１２の加圧に際し、加圧ガスを封入する必要が全くないので、製造設備を簡素化し、コスト低減を図ることができる。

また、塗布液収容管１２を常時加圧する必要がないので、例え筆記部１４のシール性に問題のある場合でも、未筆記時のインキ漏れを招くおそれが実に少ない。また、流動体塗布液１１を消費し、最後まで流動体塗布液１１を有効に使用したい場合には、筆記面に筆記部１４を圧接して塗布液収容管１２と回転子２２を接近させれば、加圧室２２ａの外気を加圧することができる。これにより、加圧を十分に高めることができ、流動体塗布液の漏れを招くおそれを有効に排除することが可能になる。

また、使用者が遊び等で筆記に関係なくノック操作を繰り返す場合、ノック操作の度に塗布液収容管１２が加圧されたり、加圧が解除されるので、塗布液収容管１２が連続的に加圧されることがない。したがって、流動体塗布液１１が噴き出したり、流動体塗布液１１が必要以上に供給等され、流動体塗布液１１の流量調整が困難になるという問題をきわめて有効に解消することが可能になる。
さらに、ノック機構２０の回転子２２に加圧機構４０が支持され、リフィールユニット１０の末端部に加圧機構４０、嵌着部材、又は被覆部材等が何ら一体的に設けられることがないので、リフィールユニット１０が著しく安価となり、しかも、リフィールユニット１０の交換の容易化が大いに期待できる。

このように構成される本発明の流動体塗布具では、上記したような加圧機構及び流動体塗布液を用いて流動体塗布具を構成した場合、上記加圧機構により塗布液収容管の内圧が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高いとき、上記ボールペン型ペン先からの流動体塗布液の１０秒間の流出量が１０〜６０ｍｇであるので、顔料の沈降をなくした所定のインキなどの流動体塗布液の使用を可能にし、流動体塗布液を攪拌したりキャップを外したりする煩わしさがなく、使用時のみ加圧することで非使用時にインキ等の流動体塗布液の漏れを防止でき、必要なときに加圧するので、ガス充填式の筆記具のようなガスバリア性を持つ高価な材料を使用する必要がなく、流動体塗布液の使用に伴って減少する必要加圧力を特に複雑な機構を用いることなく補うことができ、また、１回のノックで流出が可能な流動体塗布液の量は２０〜３００ｍｇであり、これらの流出可能量の範囲内であれば、塗布を完了させるために十分な塗布液量を確保する目的で頻繁にノックを行わなければならない煩わしさもなく、流出のし過ぎによる塗布量過多および塗布部の乾燥性も防止できるものとなる。

次に、試験例となる実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、下記実施例等に限定されるものではない。

（試験例）
先端に流出抑制機構として直径１ｍｍのボールペン型チップを具備し、内部に内径６ｍｍ、外径８ｍｍ、長さ８０ｍｍのナイロン１２からなるパイプ状の塗布液収容管を具備した塗布具の該収容管に、下記の配合組成物を混合分散させたゲル状の流動体Ａを約１．５ｇ注入した。
流動体Ａ
・メチルシクロヘキサン（Ａ群） ４０部
・アクリル樹脂 １０部
・二酸化チタン ５０部
・ゲル化剤 適宜
ゲル化剤を適宜配合して、種々の粘度の流動体塗布液（インキ）を調製した。
更に、収容管の流動体Ａの末端部にグリセリンからなる液体可動栓を０．４ｇ接触状態で収容したものをリフィールとした。
これを加圧機構（各加圧力）を有する図７に示すような、本体軸に組み込み筆記した時の各加圧力、粘度の流動体塗布液（インキ）におけるペン先からの流出量（ｍｇ）、隠ぺい力、レベリング性を下記評価方法により評価した。
また、加圧機構における圧力は、コンプレッサーによる空気を圧力制御装置によりコントロールして模擬テスト（図７参照）とした。
これらの結果を下記表１、図１及び表２に示す。
なお、下記表１及び図１に各加圧力（３０〜４００ｍｍＨｇ）、ずり速度３．８３ｓ^-1の時の流動体塗布液の各粘度（１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃ）となる流動体塗布液（インキ）におけるペン先からの流出量（ｍｇ）を示す。また、下記表２は、３０〜４００ｍｍＨｇの各加圧力とずり速度３．８３ｓ^-1における各粘度の流動体塗布液（インキ）におけるペン先からの流出量（ｍｇ）、隠ぺい力、レベリング性を示す。

（ずり速度３．８３ｓ^-1における各粘度の測定方法）
トキメック株式会社製 ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２０の１°３４´Ｒ２４ローターを用いて２５℃で測定した。

（ペン先からの流出量の測定方法）
フォントサイズ１１ポイントの文字を印字したものをＰＰＣ用紙にコピーし、そのコピーされた文字を隠ぺい（修正）するように塗布し、ボールペン型ペン先よりの流動体塗布液の１０秒間の流出量を測定した。

（隠ぺい力の評価方法）
上記流出量測定によって塗布された状態を目視により、下記評価基準で、隠ぺい力を評価した。
評価基準：
○：塗布した箇所の元の文字が全く見えない。
△：塗布した箇所の元の文字がうっすらと見える。
×：塗布した箇所の元の文字が見える。

（レベリング性の評価方法）
上記と同様に塗布された状態を目視により、下記評価基準で、レベリング性を評価した。
評価基準：
○：塗布された面が平滑である。
△：塗布された面がやや平滑である。
×：塗布された面が平滑でない。

上記表１及び図８の結果から明らかなように、ずり速度３．８３ｓ^-1の時の流動体塗布液の各粘度が１０００〜７０００ｍＰａ・ｓｅｃで、各加圧力が外圧より３０〜４００ｍｍＨｇ）の場合に、ペン先からの各流出量が３〜１００ｍｇであり、流動体塗布液の各粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃで、各加圧力が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇの場合に、ペン先からの各流出量が１５〜５８ｍｇとなることが判明した。
また、上記表２の結果から明らかなように、本発明の範囲となる試験２〜５、８〜１１は、本発明の範囲外となる試験１、６、７、１２に較べ、隠ぺい力、レベリング性に優れていることが判明した。

本発明に係る流動体塗布具の実施形態における未筆記時の状態を示す部分断面説明図である。 本発明に係る流動体塗布具の実施形態における筆記時の状態を示す部分断面説明図である。 （ａ）は本発明に係る流動体塗布具の実施形態におけるリフィールユニットを示す部分断面説明図であり、（ｂ）はペン先の部分拡大断面図である。 本発明に係る流動体塗布具の実施形態におけるノック機構のカムを示す展開説明図である。 本発明に係る流動体塗布具の実施形態におけるノック機構の条体を示す説明図である。 本発明に係る流動体塗布具の実施形態における加圧機構を示す断面説明図である。 試験例（実施例及び比較例、模擬テスト）に用いた流動体塗布具の説明図である。 各加圧力（３０〜４００ｍｍＨｇ）−ずり速度３．８３ｓ^-1の時の流動体塗布液の各粘度（１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃ）−ペン先からの各出量（ｍｇ）を示す図表である。

符号の説明

１ 軸本体
１０ リフィールユニット
１１ 流動体塗布液
１２ 塗布液収容管
１３ 可動栓
１４ 筆記部（塗布部）
１７ チップ
２０ ノック機構
２１ 復帰スプリング
２２ 回転子（ノック機構の一部）
２２ａ 加圧室
３４ カム
３５ 係合爪
３６ 条体
３７ 係合歯
４０ 加圧機構
４１ ゴムホルダ（ホルダ）
４３ シールゴム
４４ Ｏリング（密封体）

Claims (9)

1. 軸本体内に装填される、先端に流出制御機構を有するボールペン型ペン先と後方に長さ３０〜２００ｍｍかつ内径３〜１０ｍｍの塗布液収容管とを備えたリフィールとを有し、該リフィールのペン先を該軸本体の後端側に設けたノックのストローク３〜１００ｍｍのノック機構の押し出し操作及び押し出し解除操作に連動させて出没可能とすると共に、該塗布液収容管内には２５℃における剪断速度３．８３ｓ ^-1 の時の粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓｅｃである流動体塗布液が収容され、該塗布液収容管の後部が開放され、該軸本体には、該塗布液収容管後部とノック機構との間に塗布液収容管内圧力を増加させる加圧機構が設けられ、該加圧機構は、上記ノック機構により加圧、かつ解除され、該加圧機構により該塗布液収容管の内圧が外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高くなった際に、上記ボールペン型ペン先からの該流動体塗布液の１０秒間の流出量が１０〜６０ｍｇに設定される流動体塗布具であって、
   該塗布液収容管の末端部に隙間を介しスライド可能に嵌入され中空の略凸字形に形成され内部に最拡径面、拡径面、縮径面、及び最縮径面を連続して備えた回転子と、該回転子の外周面に間隔をおいて突設される複数のカムと、更に該回転子内にスライド可能に嵌入され該塗布液収容管の末端面に対向するゴムホルダと、該ゴムホルダの外周面に嵌合され該塗布液収容管の末端面に接離可能に対向するシールゴムと、該ゴムホルダの外周面に嵌合され該回転子の拡径部に密接可能に対向するＯリングと、該軸本体の内周面後部に間隔をおいて突設される複数の条体とから構成され、筒形のノック式回転加圧機構からなり、該塗布液収容管を後部方向に弾圧付勢する復帰スプリングとの作用により、該ノック機構を操作して該塗布液収容管の末端部と、該回転子内の該シールゴムが接触した後、該回転子内の該Ｏリングが該拡径面と密接し、さらに該回転子が前部方向へスライドして該塗布液収容管内部が加圧されることを特徴とする流動体塗布具。
2. シールゴムは、ショアＡ硬度が５０〜９０であることを特徴とする請求項１に記載の流動体塗布具。
3. Ｏリングは、ショアＡ硬度が５０〜９０であることを特徴とする請求項１に記載の流動体塗布具。
4. ボールペン型ペン先に備わるボールを押し棒により圧接し前方に付勢してなることを特徴とする請求項１に記載の流動体塗布具。
5. 塗布液収容管には、ｎ−へキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、および、キシレンから選ばれる少なくとも一種以上の有機溶媒を少なくとも含む流動体塗布液が収容されることを特徴とする請求項１〜４に記載の流動体塗布具。
6. 流動体塗布液には、さらに、微粉末シリカ、有機処理ベントナイト、１２−ヒドロキシステアリン酸及びその誘導体、硬化ひまし油及びその誘導体、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ジ−ｎ−ブチルアミド、パラフィンワックス、および、ポリエチレンワックスから選ばれる構造粘性付与剤を少なくとも含む流動体塗布液が収容されることを特徴とする請求項５に記載の流動体塗布具。
7. 塗布液収容管内の流動体塗布液後方に、接触状態で収容され、該流動体塗布液と相溶性のない難揮発性の液状物からなる末端部可動栓を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の流動体塗布具。
8. 末端部可動栓に樹脂製のフロートが充填されることを特徴とする請求項７に記載の流動体塗布具。
9. 塗布液収容管が、光線透過率が８０％以上となり、単層または複合層となるナイロン樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体からなる請求項１〜８の何れか一つに記載の流動体塗布具。

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