JP4655386B2

JP4655386B2 - 塗布具

Info

Publication number: JP4655386B2
Application number: JP2001055782A
Authority: JP
Inventors: 孝大村
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002254884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、絵の具、インキ、修正液、化粧料、薬剤、補修剤、コーティング剤などの、顔料などを含んだ沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する攪拌部材とを内蔵する塗布具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗料、絵の具、インキ、修正液、化粧料、薬剤、補修剤、コーティング剤などのように、顔料などの不溶解物質を含む塗布液が多く用いられている。この種の塗布液は、前記不溶解物質の比重が高いので、長期間保管していると、不溶解物質が沈降して、溶媒分を主とする上澄み液（図５のＡ参照）と、不溶解物質分を主とする沈降物（図５のＢ参照）とに分離してしまうという性質を有している。そこで、このような塗布液を塗布具に内蔵して用いる場合、沈降物を再分散して用いる必要性があるため、塗布液と共に攪拌部材を容器内に内蔵して用いている。
上記のような塗布具における塗布液の再分散は、塗布具を手で振って内蔵した攪拌部材を塗布具内で激しく動かすことによって行っている。ところが、塗布具を振って塗布液中で攪拌部材が動くためには、塗布液の比重に比べ、攪拌部材の比重を高くする必要がある。従って、攪拌部材は、通常、金属（鉄、メッキ処理した黄銅、ステンレス等）、セラミックス、ガラスといった比較的高比重の材料が用いられている。
因みに、攪拌部材の形状は、球状・円柱状・板状・円筒状・螺旋状のもの等が用いられ、さらに、個数は１乃至複数個用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように不溶解物質を含む塗布液を内蔵する塗布具を長期に保管していると、顔料などの不溶解物質の比重が高いので、溶媒分を主とする上澄み液と、顔料などの不溶解物質が沈降した沈降物とに分離してしまう。この沈降物は、先に挙げた塗布具の静置保管期間が長くなる程沈降凝集度が高くなり、又その比重も高くなる性質を有しているが、保管期間以外に、塗布具の静置保管環境温度が高くなる程、不溶解物質である顔料等の配合率が高くなる程、さらに、不溶解物質である顔料等の比重が高くなる程（白色の塗布液の場合には、３．８〜４．５と比重の高い酸化チタンが用いられる）、この沈降物の沈降凝集度が高くなり、又その比重も高くなるものであった。
ところで、塗布液の再分散において、沈降物の沈降凝集度や比重が高くなる程、攪拌部材が動き出し始める迄の塗布具の振り回数が多くなるといった現象があった。この塗布具の振り回数が数回程度ならば良いが、１００回近くなる程に振り回数が多くなる場合には、使用者の負担が過大となり、塗布具としての実用性のないものであった。さらに、攪拌部材の動きが悪く、塗布具の振り回数が不足する場合、塗布液の再分散が不十分となり、顔料が均一に分散されていないので、その塗布跡は溶媒分が多い上澄み液のような隠蔽性の低い状態となったり、塗布液出量が過度となり狙った塗布幅以上ににじんだり、逆に、顔料濃度が極度に高く盛り上がるような塗布跡となったり、塗布具からの塗布液出量が不足して、塗布跡がかすれ状態になるといった問題の発生に繋がるものであった。
以上より、塗布具の攪拌部材には、少ない振り回数で攪拌部材が動き出すこと、つまり、少ない振り回数で攪拌部材が沈降物から抜け出し得ることが望まれている。
また、上記攪拌部材を内蔵するような塗布具は、塗布具の大きさ・重さなどといった形態から、一般的には廃棄され、焼却処分されている。しかし、近年このような塗布具においても、金属や樹脂など異なる材質で作られているものは、材質ごとに分別廃棄をする企業や消費者が増えている。そこで、分別廃棄の手間を不要とするため、塗布具の構造部材を全て成形用樹脂材料で構成すること、つまり、塗布具に内蔵される撹拌部材も樹脂化することが望まれている。現実的には、全ての樹脂化が困難な場合であっても、焼却処理後の残さ量を少しでも低めるために、撹拌部材における成形樹脂成分以外の添加物の添加率（重量・容量）を低めることが望まれている。
【０００４】
本発明は、少ない振り回数で塗布液の沈降物から抜け出し得る再分散機能を有し、しかも、廃棄時の焼却処理後の残さ量を少しでも低めうる攪拌部材を用いた塗布具を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い粉末状材料とからなり、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを第１の要旨とし、沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い高比重形状体との複合構成となし、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを第２の要旨とする。
【０００６】
【作用】
本発明の塗布具で用いている攪拌部材は、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあり、少ない回数で、沈降物から抜け出し得る。逆に、攪拌部材の比重が高くなる程、沈降物に対して沈む状態となり、攪拌部材全体が沈降物に埋るため、攪拌部材が沈降物から抜け出すには、多くの振り回数が必要となる。
塗布具を振り下ろした時に、沈降物と攪拌部材とには振る方向に慣性力が掛かるが、沈降物は容器と密着しているので、この慣性力が攪拌部材に沈降物から抜け出すように働く。この結果、攪拌部材は沈降物被覆面に抗して抜け出す＝攪拌部材が動き出すこととなるが、この沈降物被覆面が少ない程抜け出し易くなる。
又、攪拌部材の沈降物被覆面に抗して抜け出す状況は、塗布具の振り下ろし方向に最も慣性力がかかるが、垂直落下では落下・停止での落下方向に殆ど慣性力がかかるのとは異なり、塗布具を手で振る振り方は機械的精密さがないので、多少の力は攪拌部材の振り下ろす方向以外にもかかり、この力が攪拌部材表面から沈降物を剥がす力として働くものであり、沈降物被覆面が少ないほど、重心位置が沈降物より上方の位置にあるほど、沈降物に対して攪拌部材がグラツキ易くなり、沈降物を剥がし易くなるものであり、沈降物から抜け出し易くなるものである。
塗布具を振り下ろすことによって、攪拌部材が沈降物から抜け出し、攪拌部材が動き出した後、攪拌部材は容器前方のバネ弁部材などの後端に衝突して、その反動と次に振り下ろす慣性力が加わって沈降物に再度衝突する。攪拌部材が沈降物に再度衝突する時、攪拌部材は、沈降物に対して最初に存在していた位置と別の別位置に衝突して、沈降物を破壊する。この繰り返しによって沈降物と上澄み液が混ざり合い、顔料等が良く分散された塗布液の状態に戻る。
【０００７】
【実施例】
第１実施例
図１〜図５に第１実施例を示す。図１は塗布具の正縦断面図を示し、図２は図１のＰ―Ｑ方向視断面を示し、図３は攪拌部材１の正面図を示し、図４は攪拌部材１の側面図を示し、図５は塗布具を上向き保管した場合の塗布具内の塗布液と攪拌部材１の状態を示す。
図１の参照符号２は、先端が開口した筒状の容器である。この容器２の内部は塗布液収容室となっている。
容器２開口部には、容器２と螺合嵌合するように前軸３を取り付けている。
前軸３開口部には、前軸３先端より突出するように塗布先保持筒４を取り付けている。
この塗布先保持筒４の先端開口部には、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン系繊維などの繊維結束体や、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂などの成形体などよりなる塗布先５が挿入されている。
また、塗布先保持筒４後方内部の塗布先５の周囲には、塗布先保持筒４と一体に成形された、塗布液吸蔵機能を有する多数の薄板が放射状に配置された、放射間隙部を設けている。そして、非使用時には、塗布先５の乾燥を防止するため、前軸３にクリップ機能を有するキャップ６が取り付けられている。
前軸３の円筒部内には、弾発性機能を有するバネ部と、弁機構の構成要素である弁部を兼ね備えた、バネ弁７を配置している。
容器２内には、棒状の攪拌部材１が２個配置されている。この攪拌部材１は、前後が半球形で略円柱形となしたものであり、略円柱形表面には螺旋状の突条を設けている。この螺旋状の突条は、塗布具を長期間保管する等によって塗布液の顔料などの沈降物が生じた後、沈降物を攪拌部材で再攪拌する時、突条のない攪拌部材に比べて、沈降物をよりほぐす機能を有している。なお、この攪拌部材１の螺旋状の突条は、攪拌部材１の略円柱形を前後方向に見て、攪拌部材１の略円柱形側面の一部に水平形状部を設けている（図４参照）。これは、射出成形金型で攪拌部材を成形する場合、螺旋形状部が金型に引っ掛からないで、変形しないように金型から取り出せるようにしたものである。
なお、本実施例において、塗布具構造としてペン先ノックによる弁開閉構造を例示したが、つけ筆方式の所謂、マニキュア構造などを含めて、各種の他塗布具構造にも応用出来るものである。
【０００８】
上記攪拌部材１は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い粉末状材料とから成形されており、成形用樹脂であるポリブチレンテレフタレート樹脂（比重１．３１）９０容積％と、成形用樹脂より比重が高い粉末状材料である鉄粉末（比重７．９）１０容積％との混合物を射出成形法によって成形したものであり、その比重は１．９７である。
本実施例においては、成形用樹脂としてポリブチレンテレフタレート樹脂を用いているが、使用可能な成形用樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂及び合成ゴムを用いることが出来る。特に、その成形容易性から射出成形可能な熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂類（ＰＡ６・ＰＡ６６・ＰＡ６１０・ＰＡ１１・ＰＡ１２）、ポリアリレート樹脂、熱可塑性エラストマー類（ウレタン系・オレフィン系・スチレン系・ポリアミド系・ポリエステル系・ニトリル系）、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、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、ポリブタジェン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂などが挙げられる。又、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性などを向上する目的で、これら各種樹脂材料を混合したポリマーアロイ材料などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などが挙げられる。
合成ゴムとしては、ジエン系合成ゴムであるブタジェンゴム、ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴムや、非ジエン系合成ゴムであるブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴムや、その他ゴムではシリコンゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロロヒドリン、多硫化ゴム等が挙げられる。
さらに、樹脂材料としては、地球資源消費の抑制のため、バージン材料ばかりではなく、使用済み部材をリサイクルした材料や、材料製造先で生じた規格外材料（オフグレード）などを用いることもできる。
【０００９】
成形用樹脂より比重が高い粉末状材料としては、比較的比重が高く、入手し易さから、鉄粉を用いているが、使用可能な粉末状材料としては、成形用樹脂より比重が高く、粉末状で入手できるものであれば特に限定されないが、ステンレス、亜鉛、鉛、錫、銅、鉄、タングステンなどの金属や、セラミックスといったものが挙げられる。
これらの材料は、粉末として用いられるが、その平均粒子径は、１０μｍ前後が好ましい。尚、本発明に用いる粉末状という用語は、粉末状、顆粒状、鱗片状のものを意味する。
【００１０】
本発明に係る塗布具に用いる攪拌部材を成形するには、上記成形用樹脂と、この成形用樹脂より比重が高い粉末状の上記材料とを配合し、各種成形方法や加工法を用いて成形することが出来る。例えば、押出成形法により円柱状に成形した後に適宜長さに切断する方法や、成形した後に研磨などの方法により形を整える方法などが挙げられる。
但し、成形後に切断や研磨などの２次加工を行った場合、２次加工面に上記材料が露出してしまい、特に、上記材料が金属のように腐食性を有しているものの場合には、腐食が発生する可能性がある。
この点を考慮すると、上記材料はその表面が成形用樹脂によって覆われているものである方が好ましく、材料表面に成形用樹脂の薄い皮膜（スキン層）が形成される成形方法である射出成形法を採用することが好ましい。
【００１１】
更に、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低い必要がある。本実施例においては、塗布液として、酸化チタンを含有する油性顔料インキ（ぺんてる（株）製、ペイントマーカー、製品符号ＭＭＰ５用のインキ、比重１．３２）を用いた。この塗布液の沈降物の比重は、２．４５であった。
なお、本発明において、沈降物の比重とは、塗布液を密閉容器に入れ、５０℃で３ヶ月間保管した後、上澄み液を除去したものの比重のことである。
本発明において、塗布液は、上記酸化チタンを含有する油性顔料インキに限定されるものではないので、塗布液の種類によって塗布液の比重及び沈降物の比重は異なる。従って、前記攪拌部材の比重は、塗布液及び沈降物の比重を考慮して適宜設計することが必要である。
【００１２】
本発明の塗布具は、分別を行わないで廃棄出来るようにその構成部品が全て成形樹脂で成形されていることが好ましい。さらに、全ての部品を同じ種類の成形材料によって成形することが好ましい。但し、各部品が必要とする品質を考慮すると、高い機械的強度が必要な部品や塗布液に対する化学的安定性の高い部品を用いることが必要となるため、材料は適宜選択することが必要である。因みに、上記塗布具においては、容器にポリアミド樹脂（ＰＡ６）を用い、前軸、塗布先保持筒、キャップ、バネ弁にポリアセタール樹脂を用い、塗布先にアクリル繊維とメラミン樹脂を合成樹脂加工したものを用いるといった組み合わせが例示できる。
【００１３】
第２実施例
実施例１において、攪拌部材として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（比重１．３１）８５容積％と、鉄粉末（比重７．９）１５容積％とよりなる成形物を用いた以外は実施例１と同様になして塗布具を得た。なお、攪拌部材の比重は２．３０であった。
【００１４】
比較例１
実施例１において、攪拌部材としてポリブチレンテレフタレート樹脂（比重１．３１）１００容積％よりなる成形物を用いた以外は実施例１と同様になして塗布具を得た。
【００１５】
比較例２
実施例１において、ポリブチレンテレフタレート樹脂（比重１．３１）７８容積％と、鉄粉末（比重７．９）２２容積％とよりなる成形物を用いた以外は実施例１と同様になして塗布具を得た。なお、攪拌部材の比重は２．７６であった。
尚、比較例２は、焼却処理後の残さ分である鉄粉末が７容積％、実施例２に比べて多いものである。
【００１６】
実施例３
実施例１において、攪拌部材として、図６、図７に示す攪拌部材１１を用いた以外は実施例１と同様になして塗布具を得た。
図６は棒状の攪拌部材１１の正断面図を示し、図７は図６のＲ―Ｓ方向視断面を示す。
図６の攪拌部材１１は、前後が半球形で、前方（図上方）から後方に窄まるような、円錐の上部を除いたような略逆円錐形となしたものである。この攪拌部材１１は、外側は成形用樹脂で形成した外皮部１１ａとし、前方中心側には外形と相似形で成形用樹脂より比重の高い高比重形状体１１ｂを配置して、複合構成となしたものである。全体形状を略逆円錐形とし、前方に高比重形状体１１ｂを配置したのは、塗布具を上向き保管した時、塗布液の沈降物に対して本攪拌部材１１の重心位置を上側に配置（攪拌部材が、同一容積で、均一比重材である場合、攪拌部材の重心位置は、球状よりは棒状の方が上側配置となる。よって、本形状・構成のようにすることにより、攪拌部材の重心位置は、より、上側配置にしうる）することになり、より、使用の際に塗布具を手で振るとき、攪拌部材が少ない振り回数で沈降物（Ｂ）から抜け出しうるようにしたものである。
【００１７】
本発明に係る塗布液再分散用攪拌部材を成形するには、先ずプレス加工で鉄材により、高比重形状体１１ｂを成形する。この高比重形状体１１ｂを中に収めるようにして、射出成形法で熱可塑性樹脂材であるポリアセタール樹脂を用いて外皮部を成形する。（インサート成形）
【００１８】
上記攪拌部材１１は、成形用樹脂よりなる外皮部と成形用樹脂より比重が高い高比重形状体とから成形されており、成形用樹脂であるポリアセタール樹脂（比重１．４２）９０容積％と、高比重形状体である鉄（比重７．９）１０容積％とを組み合わせインサート成型によって成型したものであり、その比重は２．０７である。
【００１９】
上記実施例１〜３及び比較例１、２で得た塗布具を、各５個用いて再分散性試験を行った。各例５個平均の結果を表１に示す。
【００２０】
再分散性試験：実施例１〜３及び比較例１、２で得た塗布具（但し、塗布液は、８．５グラム（６．４４ｍｌ）充填し、攪拌部材は２個収容した）を、５０℃恒温槽内にペン先上向きで３ヶ月間静置保管する。その後、各塗布具の攪拌部材が動き出す迄の、手による振り回数を比較した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
本発明は、沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い粉末状材料とからなり、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを第１の要旨とし、沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い高比重形状体との複合構成となし、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを第２の要旨としているので、攪拌部材は少ない振り回数で塗布液の沈降物から抜け出すことが出来、しかも、この攪拌部材は廃棄時の焼却処理後の残さ量を少しでも低めうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、２実施例の正面縦断面図
【図２】図１のＰ―Ｑ方向視断面図
【図３】攪拌部材１の正面図
【図４】図３の側面図
【図５】塗布具を上向き保管した場合の、塗布具内の塗布液と攪拌
部材１の状態図
【図６】第３実施例の攪拌部材１１の正縦断面図
【図７】図６のＲ−Ｓ方向視断面図
【符号の説明】
１攪拌部材
１１攪拌部材
１１ａ外皮部
１１ｂ高比重形状体
２容器
３前軸
４塗布先保持筒
５塗布先
６キャップ
７バネ弁
（Ａ）上澄み液
（Ｂ）沈降物

Claims

沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い粉末状材料とからなり、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを特徴とする塗布具。
沈降分離性を有する塗布液と、この塗布液を攪拌する棒状の攪拌部材とを内蔵した塗布具であって、前記攪拌部材は、成形用樹脂と成形用樹脂より比重が高い高比重形状体との複合構成となし、さらに、この攪拌部材の比重は、塗布液の沈降物の比重より低く、また、攪拌部材の重心位置が沈降物より上方の位置にあることを特徴とする塗布具。