JP5031387B2 - 筆記具用レフィル - Google Patents

Description

本発明は、ボールペン等に用いられる筆記具用レフィルに関し、特に、インキ収容筒内に充填されたインキの逆流による漏出を効果的に防止するためのインキ逆流防止栓の改良に関するものである。

従来のボールペンにおいては、ボールペン使用時にペン先部分を上向きにして筆記した場合の重力の作用、あるいは落下させた時の衝撃等によりレフィル内に充填されたインキが逆流したり、このインキの逆流によってインキが外部に漏れ出て衣服などを汚損するという問題があった。

また、手書きのメモをそのまま電子データとして保存し活用する技術に使用されるいわゆる電子ペンにおいては、上記のようなインキの逆流によるインキ漏れは、内部の電子装置部品等の故障の原因ともなる。

従来の筆記具用レフィルにおけるインキの逆流を防止するための手段としては、スポンジ等の高分子多孔質体をレフィルの後方部に充填して逆流防止栓とすることが一般的である。さらに、この他にも種々の逆流防止栓が提案されている（特許文献１〜４参照）。

しかしながら、従来提案されているインキ逆流防止栓は、良好な筆記を可能にする通気性とインキの逆流に起因する漏出防止の相反する二つの特性の双方を調和的に達成させる上では必ずしも十分満足のいくものではない。

たとえば、従来の高分子多孔質体をインキ逆流防止栓として適用する場合は、インキ収容筒の内径よりもかなり大きな形状の高分子多孔質体を圧縮しながらインキ収容筒に挿入し所定の位置に配設しなければならないが、この圧縮工程はインキ逆流防止栓を介した空気流量のバラツキを生じさせる要因となっている。このような通気性のバラツキは、筆記性の低下もしくはインキ漏出のいずれかを発現させる要因となり、レフィルの製造歩留まりの低下をもたらす。
特開２０００−１９０６８４号公報 特開２００４−１２２６０４号公報 特開２００４−１４８７５３号公報 実公昭６２−２８４５０号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、良好な筆記特性を保持しながらインキの逆流や漏出の効果的な防止が図られた筆記具用レフィルを提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る筆記具用レフィルは、インキ収容筒と、このインキ収容筒の先端部に配設されてなる筆記体と、前記インキ収容筒の後方部に配設されて該インキ収容筒内に充填された筆記具用インキの逆流による漏出を防止するためのインキ逆流防止栓とからなる筆記具用レフィルにおいて、前記インキ逆流防止栓が、捲縮加工された単繊維を収束一体化してなる繊維収束体からなり、前記繊維収束体の硬度がＨｓＣ９０以下であることを特徴とするものである。

本発明の好ましい態様においては、上記繊維収束体の硬度は、好ましくはＨｓＣ８０〜ＨｓＣ９０の範囲である。

さらに、本発明の好ましい態様においては、繊維収束体が、ナイロンの単繊維をウレタン系接着剤で固着されたものからなる。

さらに、本発明の好ましい態様においては、上記繊維収束体が、前記インキ収容筒内に配設された状態において、２０℃／１０ｋＰａ加圧条件下で該繊維収束体を透過する空気流量が０．５ｍｌ／分〜３００．０ｍｌ／分の範囲である。

上述したように、本発明による筆記具用レフィルは、インキ収容筒と、このインキ収容筒の先端部に配設されてなる筆記体と、前記インキ収容筒の後方部に配設されて該インキ収容筒内に充填された筆記具用インキの逆流による漏出を防止するためのインキ逆流防止栓とからなる筆記具用レフィルにおいて、前記インキ逆流防止栓が、捲縮加工された単繊維を収束一体化してなる繊維収束体からなり、前記繊維収束体の硬度がＨｓＣ９０以下であることを特徴とするものである。

以下、図面を参照しながら本発明による筆記具用レフィルについて、ボールペン用レフィルを例にとって具体的に説明する。

図１の実施態様に示すボールペン用レフィル１は、金属ないし合成樹脂からなるインキ収容筒２の先端部に、筆記体としてボール３を回転自在に抱持したチップ４が装着され、インキ収容筒２の内部には油性インキ５が充填されている。レフィルの製造工程においては、インキ収容筒２に油性インキ５を充填するとともに上記チップ４を装着したのち、遠心機（図示せず）によってチップ４内の空気を排出し、インキ収容筒２の後方部に、インキ収容筒２内に充填された油性インキ５の逆流による漏出を防止するためのインキ逆流防止栓６が装着され、ボールペン用レフィル１が完成する。

本発明においては、上記インキ逆流防止栓６が、捲縮加工された単繊維を収束一体化してなる繊維収束体からなり、この繊維収束体の硬度がＨｓＣ９０以下のものからなる。本発明において、「繊維収束体」とは、合成樹脂等の単繊維に捲縮加工を施したものを収束し一体化した材料を意味する。また、この場合の「捲縮加工」とは、繊維に捲縮性を付与する加工を意味し、一般に捲縮とは、繊維が縮んで規則的ないし不規則に屈曲している状態をいう。また、一般に、繊維の捲縮状態には様々な形態があり、屈曲の形や程度によって捲縮性の程度が評価される。通常、この捲縮加工は、繊維に嵩高さと伸縮性を与えるために行われる場合が多いが、本発明においては、後述する繊維収束体の硬度や通気性を最適範囲に設定する上で重要である。捲縮加工は従来公知の方法で行われ得る。このような捲縮繊維を接着剤を用いて圧縮収束することによって、繊維の側面が相互に部分接着された繊維収束体が得られる。このようにして得られた繊維収束体は、一定の気孔率を有しているため、インキ収容筒内に配設した際の空気流量を、良好な筆記を可能にするための所定の範囲とすることができる。

上記のような繊維収束体の原料となる繊維としては、ナイロン６、ナイロン６６等のナイロン繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、共重合ポリエステル繊維等のポリエステル繊維、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、塩化ビニル繊維等の合成繊維、レーヨン等の半合成繊維、羊毛、綿等の天然繊維等を好ましい例として挙げることができ、これらの繊維を１種もしくは２種以上混合して用いることもできる。繊維収束体の最適硬度、柔軟性および弾力性を考慮すると、上記の中でもナイロン６、ナイロン６６等のナイロン繊維が特に好ましく用いられ得る。

上記繊維は、１〜５デニールの範囲が好ましく、特に好ましくは２〜４デニールである。

また、捲縮繊維の圧縮による一体化の際に用いる接着剤としては、ウレタン系接着剤、フェノール系接着剤、メラニン系接着剤が例示できるが、接着強度、接着後の繊維収束体の最適硬度、柔軟性および弾力性を考慮すると、ウレタン系接着剤が最も好ましい。なかでも、ウレタン系接着剤としては、ポリウレタンを主剤とし、ポリイソシアネートを硬化剤とする接着剤が好ましく用いられ得る。

上記の繊維の種類ならびに接着剤の選択は、本発明によるインキ逆流防止栓の硬度をＨｓＣ９０以下に制御する上で適宜最適の組み合わせが適用され得るが、本発明においては、ナイロン繊維とウレタン系接着剤との組み合わせが特に好ましい。

上述した繊維収束体６の形状は特に限定されるものではなく、略円錐形、略紡錘形、略球形などで形成することができる。本発明においては、インキ収容筒２に内部に嵌着して配設し得る略円柱状の形態が特に好ましい。さらに、繊維収束体の形状としては、円柱形状の該繊維収束体の外径がインキ収容筒の内径よりも約１．０１〜１．２０倍程度大きいことが好ましい。繊維収束体の外径サイズをこの範囲に制御することによって、インキ収容筒内部への繊維収束体の定着性をすぐれたものとすることができる。さらに、面取り工程等が必要の無い略円柱形状にすることによって、製造コストを低減化することができる。

本発明においては、上記の繊維収束体の硬度はＨｓＣ９０以下であり、更に好ましくはＨｓＣ８０〜ＨｓＣ９０である。この硬度条件を具備することによって、捲縮繊維の収束体によって発現する適切な気孔率（通気性）と相俟って、一定の弾力性・柔軟性を確保することができるため、インキ逆流防止栓のインキ収容筒内への配設を容易化することができ、従来必要とされたような過度の圧縮工程を施すことなく挿入・配設が可能になるため、製造工程上も極めて有利である。さらにまた、過度の圧縮工程を行う必要性が無いことは、インキ収容筒内に配設されたインキ逆流防止栓の通気性（空気流量）のバラツキをなくすことになるため、筆記性に影響を与える品質のバラツキを極力無くして製品歩留まりを向上させることができる点においてもすぐれている。

一方、繊維収束体（インキ逆流防止栓）の硬度がＨｓＣ９０を超える場合は、インキ収容筒内への挿入ならびに配設は勢い困難となり、一方、当該挿入・配設を容易化するために繊維収束体の外径を小さくせざるを得なくなり、このためインキ逆流防止栓のインキ収容筒内への定着性は著しく低下するため、インキ収容筒とインキ逆流防止栓との間に非密着部分が生じ易くなり、この隙間部分からのインキの漏出を防止することが困難となる。また、定着性の低下は、インキ逆流防止栓自体の脱落をもたらす。

本発明において、上記の硬度は、以下の条件によって測定した測定値を意味するものとする。

まず、直径１．８ｍｍ〜２．１ｍｍの繊維収束体を４ｍｍ〜６ｍｍの長さに切断し、円柱状の測定試料を作製する。次いで、測定試料の外径と同じ高さのスペーサーをガラス板上に間隔を空けて２枚並べて設置し、両スペーサーの間に測定試料を円柱側面がガラス板に接するよう横向きに置く。ＪＩＳ Ｋ７３１２・附属書２に記載のスプリング硬さ試験機タイプＣ（高分子計器（株）製、アスカーＣ型硬度計）を用い、当該硬度計の押針を測定試料の円柱側面における稜線上の点に当て、硬度計を垂直に保ちながら、硬度計の加圧面をスペーサーに垂直に密着させて直ちに目盛を読み、当該測定試料の硬度を求める。硬度は５回の測定値の中央値を採用する。なお、その他の点はＪＩＳ Ｋ７３１２における「硬さ試験」の項に準じて測定することによって、正確な硬度値を得ることができる。

上述のようなＣ型硬度計による硬度の測定結果は、測定値の前にＨｓＣを付して表す。

なお、通気性についていえば、インキ逆流防止栓を透過する空気流量が、インキ逆流防止栓をインキ収容筒に配設した状態で、２０℃／１０ｋＰａ加圧条件下で、０．５ｍｌ／分未満の場合は、インキ後端への空気の供給量が少なくなり、空気交替が妨げられることで、筆跡にカスレが生じ、書き味が悪化し、さらには筆記不能になる恐れがある。一方、前記空気流量が３００．０ｍｌ／分を超えると、インキの逆流が発生した場合に、外部へのインキ漏れを防止することが困難となる傾向がある。

本発明によれば、繊維収束体の硬度を測定するという、製造工程上も有利かつ簡易な計測手段によって、インキの逆流防止と、良好な筆記性を確保するための通気性という相反する特性の双方を調和的に実現することができたのであり、このことは予想外のことであった。

下記の表に記載の仕様に基づくインキ逆流防止栓を用意し、これが装着された油性ボールペン用レフィルを構成し、下記表に記載の条件でインキ逆流試験、筆記試験ならびに空気流量試験を行った。

インキ逆流試験は、上書き筆記によりチップ４内に空気を飲込ませ、チップを上向きにして９０°に倒立させた後、インキが逆流防止栓に接するまで予め逆流させた状態のものを各環境条件下に置いて評価を行った。ここで、あえてインキ逆流試験の前にチップ内に空気を飲み込ませたかについては、逆流防止機能を評価することを目的とするので、チップ内に空気を飲み込ませることで積極的に逆流を生じやすくなる環境を整えるためである。

筆記試験は、ＪＩＳ Ｓ６０３９（ＩＳＯ １２７５７−１）に記載の筆記試験機を用いて評価を行った。

空気流量試験は、逆流防止栓が装着されたレフィルをインキと逆流防止栓との間で切断し、逆流防止栓が装着された部位について、レフィル後端部側から加圧空気を送った際に逆流防止栓を通り切断部側へ抜ける空気の流量を測定した。空気流量を検知する層流管は、切断部側へつなぎ、逆流防止栓を通り抜けてきた空気が層流管を通り、そのまま大気中へ放出される形態とした。

各試験の結果は、表１および表２に記載するとおりである。

なお、各試験の測定機器と条件ならびに評価基準は以下の通りである。
硬度測定：スプリング硬さ試験機タイプＣ（高分子計器（株）製、アスカーＣ型硬度計（円柱側面測定、単位：ＨｓＣ、度））
充填性の評価：◎易、○可、△難、×不可
空気流量試験：デジタルフローメータ（（株）コスモ計器製、ＤＦ−２８００（２０℃、１０ｋＰａ加圧下で測定、単位：ｍｌ／分））、５００ｍｌ層流管（（株）コスモ計器製、ＬＦ−１０４−５００Ｃ）
筆記試験：筆記角度７０°、垂直荷重１．５Ｎ、筆記速度４ｍ／分（ＪＩＳ Ｓ６０３９に準拠）
筆跡品質の評価：○全て良のもの、×不良があるもの
書き切りの評価：○全て可のもの、×不可があるもの
逆流試験の評価：◎インキが逆流防止栓の後端部まで含浸しているものがないもの、○インキが逆流防止栓の後端部まで含浸しているものがあるが逆流防止栓を越えているものがないもの、△インキが逆流防止栓を越えているものがあるがレフィル外部へ漏出しているものがないもの、×インキがレフィル外部へ漏出しているものがあるもの

上記実施例ならびに比較例の結果からも明らかなように、本発明による筆記具用レフィルは、インキの逆流防止と良好な筆記性の双方においてすぐれた効果を奏する。

本発明の実施態様に係る筆記具用レフィルが概要を示す一部省略した縦断面図。

符号の説明

１ ボールペン用レフィル
２ インキ収容筒
３ ボール
４ チップ
５ 油性インキ
６ インキ逆流防止栓

Claims (4)

1. インキ収容筒と、このインキ収容筒の先端部に配設されてなる筆記体と、前記インキ収容筒の後方部に配設されて該インキ収容筒内に充填された筆記具用インキの逆流による漏出を防止するためのインキ逆流防止栓とからなる筆記具用レフィルにおいて、
   前記インキ逆流防止栓が、捲縮加工されたナイロン単繊維を収束一体化してなる繊維収束体からなり、前記繊維収束体の硬度がＨｓＣ９０以下であることを特徴とする、筆記具用レフィル。
2. 前記繊維収束体の硬度が、ＨｓＣ８０〜ＨｓＣ９０の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の筆記具用レフィル。
3. 前記繊維収束体が、捲縮加工されたナイロン単繊維を接着剤で固着したものからなる、請求項１または２に記載の筆記具用レフィル。
4. 前記繊維収束体が、前記インキ収容筒内に配設された状態において、２０℃／１０ｋＰａ加圧条件下で該繊維収束体を透過する空気流量が０．５ｍｌ／分〜３００．０ｍｌ／分の範囲であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の筆記具用レフィル。

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