JP5367506B2 - 筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、ペン本体内のインキをペン先に供給することで筆記可能となるマーキングペンなどの筆記具に関し、更に詳しくは、ペン先となるペン体の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識でき、また、インキの終了時期も簡単に認識することができる筆記具に関する。

従来より、ペン先となるペン体の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識できる筆記具としては、例えば、筆記具本体から供給されるインキを誘導し、かつ保留できるペン体を有する筆記具において、上記ペン体は、インキ誘導部と、該インキ誘導部からのインキを導出し一定幅の描線幅が得られる筆記部とを備えると共に、該筆記部の軸方向の上側に筆記方向を視認できる可視部を備えたことを特徴とする筆記具（例えば、本願出願人による特許文献１参照）が知られている。

また、インキの終了サインを確実に表示できるとともに、軸筒又は筆記部の陰となる筆記方向の部分を視認でき、視覚的にも面白く美的にも優れたインキ終了検知式筆記具としては、例えば、軸筒内のインキ吸蔵体に含浸されたインキを筆記部となるペン先に供給する筆記具であり、上記インキ吸蔵体に含浸されたインキが、インキ誘導部を介してペン先に供給され、インキ吸蔵体のインキの終了をインキ誘導部を視認することにより検知するインキ終了検知式筆記具において、当該筆記具は少なくとも軸筒の一部、若しくは筆記部に筆記方向を視認できる可視部を備えたことを特徴とするインキ終了検知式筆記具（例えば、本願出願人による特許文献２参照）が知られている。
これらの筆記具は、従来にない簡単な構造で、ペン先となるペン体の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識できたり、また、インキの終了時期も簡単に認識することができる点で優れたものである。

しかしながら、上記特許文献１では、ペン体が、インキ誘導部と、該インキ誘導部からのインキを導出し一定幅の描線幅が得られる筆記部とを備えると共に、該筆記部の軸方向の上側に筆記方向を視認できる別部材の透明部材等からなる可視部を備える構造となるので、設計上、ペン先の一部を可視部とする構成となるので、視認部となる可視部は小さくならざるを得ない点に若干の課題がある。
また、上記特許文献２では、インキの終了サインはインキ誘導部材を視認するものであり、しかも、軸筒の一部、若しくは筆記部に筆記方向を視認できる別部材となる可視部を備えた構造としたので、インキ誘導部材を作製するためには、インキをシールさせる必要があり、また、部品点数も多くなるなどの点に若干の課題がある。

特許第３８２１６０９号公報（特許請求の範囲、実施例等） 特開２００５−２４６６０６号公報（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、従来のペン先や軸筒の一部に可視部となる視認部を別部材で設けることなく、簡単な構成により、ペン先となるペン体の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識でき、また、インキの終了時期も簡単に認識することができる筆記具を提供することを目的とする。

本発明者は、上記従来の課題等に鑑み、鋭意研究を行った結果、ペン本体内のインキをペン先に供給することで筆記可能となる筆記具において、ペン先を多孔体から構成すると共に、該多孔体を構成する多孔体材料とインキの屈折率を特定の範囲となるように近づけることで、容易に視認部をペン先に形成することができ、安価に視認部を備えた筆記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）〜（６）に存する。
（１） ペン本体内のインキをペン先に供給することで筆記可能となる筆記具において、ペン先が多孔体から構成されると共に、該多孔体を構成する多孔体材料とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキがペン先となる多孔体に供給されることにより、該多孔体が視認部となることを特徴とする筆記具。
（２） 多孔体材料の屈折率が１．３４〜１．６０の範囲であることを特徴とする上記（１）記載の筆記具。
（３） インキの屈折率が、１．３３〜１．５０の範囲であることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の筆記具。
（４） 視認部となる多孔体の視認方向の厚みが、５０μｍ〜２ｍｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の筆記具。
（５） インキが供給された視認部は、可視光線を４０％以上透過することを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の筆記具。
（６） インキを使い終わると視認部が不透明になることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の筆記具。
なお、本発明で規定する「屈折率」とは、直進する光が異なる物質の境界進行方向を変える角度の割合のことをいい、スネルの法則により光の角度と対応づけられている。
また、「多孔体とインキの屈折率の差が０．１以下」とは、ペン先を構成する多孔体材料の屈折率とインキ成分の屈折率との差が０．１以下となることを意味するものである。

本発明によれば、ペン先を構成する多孔体材料とインキの屈折率差を０．１以下となるように選択すると、インキが供給された状態のペン先となる多孔体が透明又は半透明となり視認部を形成することとなり、当該視認部を介してペン先の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識できる筆記具が得られるものとなる。
また、本発明の筆記具では、インキを使い終わり、インキの供給がなくなると、視認部は透明又は半透明でなくなり、不透明（非視認部）となるのでインキの終了が簡単に確認することができるものとなる。

本発明の実施形態の一例を示す筆記具の縦断面図である。 図１の筆記具におけるペン先となる多孔体の一例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態の一例を示す筆記具における使用状態（ペン先が視認部）となる場合の部分縦断面図である。 本発明の筆記具におけるペン先の他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
図１〜図３は、本発明の実施形態の一例を示す筆記具であり、図１は筆記具の縦断面図、図２（ａ）はペン先となる多孔体の正面図、（ｂ）はその側面図、図３は筆記具の使用状態であるペン先が視認部となる態様の部分縦断面図である。
本実施形態の筆記具Ａは、マーキングペンタイプの筆記具であり、図１に示すように、ペン本体（筆記具本体）となる軸筒１０、インキ吸蔵体２０、ペン先３０及び尾栓４０とを備えた構造となっている。
軸筒１０は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ガラス等で形成されるものであり、筆記具用インキを含浸したインキ吸蔵体２０を収容する本体部１１と、多孔体材料からなるペン先３０の前方側のペン部３１を固着する先軸部１２とペン先３０の後方側の中継部３２を保持する環状の保持部１３を有している。

インキ吸蔵体２０は、水性インキ、油性インキなどの筆記具用インキを含浸するものであり、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組み合わせからなる繊維束、フェルト等の繊維束を加工したもの、また、スポンジ、樹脂粒子、焼結体等の多孔体を含むものである。このインキ吸蔵体２０は、軸筒１０の本体部１１内に収容されている。
なお、上記軸筒１０の後端側開口部は、軸筒１０と同一素材又は別の合成樹脂製素材にて成形される尾栓４０により封止されている。

本発明に用いるインキは、ペン先を構成する多孔体材料とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキであれば、水性インキ、油性インキ等特に限定されないが、用いるインキがペン先となる多孔体に供給されることにより、該多孔体を更に透明性に優れる良好な視認部とする点から、インキ全体での屈折率が１．３３〜１．５０の範囲に調節できるものが望ましく、用いるインキ成分である色材、溶媒、任意成分などを好適に組み合わせることにより調節することができる。
具体的に用いることができる各成分としては、溶媒として、例えば、水（精製水、イオン交換水、蒸留水等）、エタノール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルシクロヘキサン、キシレン、シリコーン等を用いることができ、また、インキに使用する色材としては、染料、顔料などを用いることができる。染料を用いた方がインキに透明性があり、顔料を用いると透明度が下がるため、染料インキを用いた場合の方が透明性を付与し易い傾向にある。更に、本発明の効果を損なわない範囲で、通常用いられるその他の任意成分、例えば、固着剤、分散剤、活性剤、湿潤剤、防腐剤等を含有することができる。

筆記部となるペン先３０は、多孔体材料から構成されるものであり、インキ吸蔵体２０のインキをペン部３１に効率よく供給できると共に、ペン部３１で良好な筆記ができ、インキの屈折率との差が０．１以下となるものであれば、特に限定されないが、好ましくは、屈折率が１．３４〜１．６０となる多孔体材料を選択することができる。この範囲の部材を選択した場合、インキの屈折率との差を効率よく０．１以下にすることができ、インキが供給された場合でも、視認部の透明性が更に十分となり、筆記方向を更に確実に視認することができるものとなる。
用いることができる多孔体材料としては、例えば、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（ＰＰ、ＰＥ等）、ポリスチレン系樹脂（ＰＳ）、ポリエステル系樹脂（ＰＥＴ等）、ポリエチレンナフタレート系樹脂（ＰＥＮ）、その他各種樹脂が挙げられる。好ましくは、低屈折率の樹脂が望ましい。特に、低屈折率の樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。また、多孔体の構造としては、上記インキの屈折率との差が０．１以下となるものであれば、その形態としては焼結体、スポンジ、繊維芯等を含むものである。

また、ペン先３０は、ペン先３０を構成する多孔体とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキが多孔体に供給されることにより、該多孔体が視認部となるものであり、更なる視認性（透明性）を良好なものとする点から、視認部となる多孔体の視認方向の厚みは、５０μｍ〜２ｍｍ、更なる視認性と筆記部の強度等の点から、１００μｍ〜１．５ｍｍとすることが望ましい。
この多孔体の厚みが５０μｍ未満の場合、視認部の透明性は高いが、インキ流出量が少なく、筆記描線がかすれてしまうこととなる。一方、視認部となる多孔体の厚みが２ｍｍを超えてより厚くなる場合、インキ流出量は多いが、視認部の透明性が不十分となり、筆記方向を視認することができなくなる。
また、上記多孔体とインキの屈折率の差が０．１を超える場合は、インキが多孔体に供給されても、多孔体は視認部（可視化）とならず、目的の効果を発揮することができないものとなる。
なお、筆記部となるペン部３１の描線幅は、通常のマーキングペンの描線幅となるものであり、少なくとも、描線幅２ｍｍ以上、好ましくは、３ｍｍ以上であることが望ましい。

更に、インキが供給されたペン先となる視認部は、可視光線を４０％以上透過することが好ましく、更に好ましくは、６０％以上とすることが望ましい。この可視光線の透過率を４０％以上とするためには、用いるインキ、多孔体材料、厚さを好適に組み合わせることにより、達成することができる。この透過率が４０％以上である場合、視認部の向こう側となる反対側を視認することができ、透過率が４０％未満であっても、視認部の向こう側を確認することはできるが、文字の判別等ができなくなることがある。なお、本発明で規定する「可視光線の透過率」とは、視認部を通り抜けた可視光量／視認部に入った可視光量を百分率で表したものものである。

このように構成される本実施形態の筆記具Ａでは、図１〜図３に示すように、ペン本体となる軸筒１０内のインキ吸蔵体２０のインキがペン先３０の中継部３２を通り筆記部となるペン部３１に供給されることで筆記可能となるものである。この際、ペン先３０を構成する多孔体材料とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキがペン先の筆記部となるペン部３１に供給されることにより、該多孔体から構成されるペン部３１が今まで非視認部であったものが透明性を有する視認部となるので、該視認部となるペン部３１全体を介して、筆記方向の筆記具の陰となる部分を確実に視認することができる。
また、インキが切れることにより多孔体材料との屈折率差が０．１を超えることにより、視認部となるペン部３１全体が不透明となることにより、インキ終了サインとなるので、確実にインキの終了を検知することができるものとなる。
なお、本実施形態の軸筒１０の周面は着色（例えば、白色により不透明又は素材が不透明となっているものであり、軸筒内を視認することができず、図３中では視認性を有する部位はペン先３０（ぺン部３１）のみとなっている。

図４は、本発明の筆記具におけるペン先の他例を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
本実施形態のペン先３０以外の筆記部の構成は、図１と同様の軸筒１０、インキ吸蔵体２０を用いて筆記具Ａと同様に使用することができる。
本実施形態のペン先３０は、上述の実施形態と同様に多孔体材料から構成された、前方側のペン部３１と後方側の中継部３２とを有すると共に、ペン部３１を補強等する別部材からなる保護部材３３から構成されるものである。

本実施形態のペン先３０は、視認方向への多孔体部分を厚くすると、視認性が若干悪いため、図４（ｂ）に示すように、視認方向の多孔体を薄くしたい場合や、多孔体の強度が不足している等の理由により、保護部材３３でペン先３０のペン部３１を補強したものである。この保護部材３３は、好ましくは、アクリル系樹脂などの透明性を有する樹脂等を使用したものであり、ペン部３１の軸方向上側の両側面部と後端部（中継部３２の前方側部）を包囲するように取り付けられたものである。
この図４に示す構造となるペン先３０を使用した筆記具では、インキが供給されたペン部３１、透明性を有する保護部材３３を介して筆記方向側を視認することができるため、保護部材３３を合わせたペン先（ペン部）全体を視認部とすることができる。

このように構成される本発明の筆記具では、従来のペン先や軸筒に別部材からなる透明部材となる視認部を新たに設けることなく、ペン先を構成する多孔体とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキを使用して、このインキがペン先となるペン部３１等に供給されるという簡単な構成により、ペン部３１等が視認部とすることができるので、ペン部３１の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識でき、また、インキの終了時期も簡単に認識することができる筆記具が得られることとなる。

本発明の筆記具は、上述の如く構成されるものであるが、上記各実施形態に限定されるものではなく、ペン先を構成する多孔体とインキの屈折率の差が０．１以下となるインキを使用して、このインキがペン先に供給されることによりペン先３０を透明性を有する視認部とすることができる構成となるものであれば、他の筆記具用部品の構成、インキ供給機構などは特に限定されず、直接筆記具本体となる軸筒（タンク）内にインキを充填したコレクター機構を備えた直液指揮の筆記具であってもよく、また、ペン先３０には中継部３２を有するものとしたが、中継部３２を別部材となる中継芯としてインキ吸蔵体２０から中継芯を介してペン先３０（ペン部３１）にインキを供給する構成としてもよく、更に、上記実施形態ではマーキングペンを示しているが、サインペン、ホワイトボード用マーカー等にも好適に使用することができる。

次に、実施例及び比較例等により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。
筆記具の各構成部品は、下記のものを用いた。
また、用いたインキ、ペン先を構成する多孔体材料の屈折率は下記方法により、測定した。

（筆記具の構成）
用いた筆記具は、図１〜３に示す筆記具に準拠した筆記具である。
軸筒：ＰＰ製、１１０ｍｍ×１２φｍｍ
インキ吸蔵体：ＰＥＴ繊維中綿」、気孔率８５％（ユニポイント社製）
ペン先：各実施例及び比較例
インキ：各実施例及び比較例

（屈折率の測定について）
屈折率はデジタルアッベ屈折率計 ＤＲ−Ａ１（株式会社アタゴ製）を使用して測定した。

（実施例１）
ペン先となる多孔体を低密度ＰＥ（屈折率１．５１）を用いて、焼結して作製した。視認方向の厚さ４００μｍであり、描線幅は５ｍｍとした。
インキ成分は下記配合組成を用いた。
溶媒：シリコーン（ＫＦ５６Ａ、信越シリコーン社製、屈折率１．４９５
９７ 質量％
色材：ＯＩＬ ＰＩＮＫ（オリエント工業社製） １ 質量％
樹脂：ヒタノール１５０１（日立化成工業社製） ２ 質量％
インキ成分全体の屈折率は、１．５０であった。また、多孔体とインキとの屈折率の差は０．０１であった。
上記多孔体、インキなどを用いて図１〜図３に準拠した筆記具を作製した。

（実施例２）
ペン先となる多孔体をテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（屈折率１．３４）を用いて、焼結して作製した。視認方向の厚さ４００μｍであり、描線幅は５ｍｍとした。
インキにはPUS102Tで使用している蛍光インクを使用した。溶媒として使用した水の屈折率は１．３３である。
インキ成分全体の屈折率は、１．３８であった。また、多孔体とインキとの屈折率の差は０．０４であった。
また、保護部材として透明性を有するアクリル製部材（透過率９２％）を用いた。
上記多孔体、インキ、保護部材などを用いて図１、図３、図４（ペン先）に準拠した筆記具を作製した。

（比較例１）
多孔体をＰＥ（屈折率１．５３）を用いて、焼結して作製した。視認方向の厚さ２００μｍであり、描線幅は５ｍｍとした。
インキ成分は上記実施例２で用いた配合組成を用いた。多孔体とインキとの屈折率の差は０．０４であった。
上記多孔体、インキなどを用いて図１〜図３に準拠した筆記具を作製した。

得られた各筆記具を用いて下記各評価方法により、透明性と描線かすれ評価を行った。
これらの評価結果を書き表１に示す。
（視認部となる多孔体の透明性の評価方法）
筆記方向の文字が多孔体を介して視認できるか否か官能評価した。また、この場合の透明性を可視光線の透過率を測定して下記評価基準で評価した。
視認部の透明性は、視感度透過率計・ＳＴＳ−４（富士光電社製）で測定した。
評価基準：
◎：視認性非常に良好。視認部の向こう側の文字が鮮明に見え読み取れる。透過率８０％以上１００％
○：視認性良好。視認部の向こう側の文字を読み取れるが◎よりは劣る。透過率６０％以上８０％未満
○´：視認できるレベル。透過率５０％以上６０％未満
△：視認できるが、読み取り難い。透過率４０％以上５０％未満
×：視認出来なかった。透過率４０％未満。

各筆記具を用いてペン先（ペン部）からのインキの流出、かすれ度合いを下記評価基準で評価した。
評価基準：
◎：かすれなし。十分にインキが流出している。
○：かすれなし。
○´：若干のかすれを生じている。
△：かすれている。流量が足りない。
×：かすれが著しくインク流量が足りない。

上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜２は、本発明の範囲外となる比較例１に較べ、インキがペン先となる多孔体に供給されると、直ぐに多孔体は視認部（透明性）を有するものとなり、筆記してもインキの流出は良好で、かすれもなく、良好な筆記ができることが判った。
これに対して、比較例１では、インキが供給されると多孔体は若干半透明になるものの、視認部の向こう側を確認できるほど透明にならなかった。汎用のマーキンペンと同様であった。

（試験例）
図２の視認部の厚みが３０μｍ、５０μｍ、４００μｍ、２ｍｍ、４ｍｍとなる５種類のペン先を用いて、実施例１と同様の筆記具、インキを用いて、上記評価方法により、透明性の確認と、描線のかすれの評価を行った。
これらの結果を下記表２に示す。

上記表２の結果から明らかなように、視認部の厚みが５０μｍ〜２ｍｍの範囲では、インキがペン先となる多孔体に供給されると、直ぐに多孔体は良好な視認部（透明性）を有するものとなり、筆記してもインキの流出は良好で、かすれもなく、良好な筆記ができることが判った。

ペン先となるペン体の反対側が簡単に視認でき、線引きの終点位置を容易に認識でき、また、インキの終了時期も簡単に認識することができるマーキングペンなどに好適な筆記具が得られる。

Ａ 筆記具
１０ 軸筒（ペン本体）
２０ インキ吸蔵体
３０ ペン先
３１ ペン部（筆記部）

Claims (6)

1. ペン本体内のインキをペン先に供給することで筆記可能となる筆記具において、ペン先が多孔体から構成されると共に、該多孔体を構成する多孔体材料とインキの屈折率差が０．１以下となるインキがペン先となる多孔体に供給されることにより、該多孔体が視認部となることを特徴とする筆記具。
2. 多孔体材料の屈折率が１．３４〜１．６０の範囲であることを特徴とする請求項１記載の筆記具。
3. インキの屈折率が、１．３３〜１．５０の範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具。
4. 視認部となる多孔体の視認方向の厚みが、５０μｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の筆記具。
5. インキが供給された視認部は、可視光線を４０％以上透過することを特徴とする請求項１〜４記載の何れか一つに筆記具。
6. インキを使い終わると視認部が不透明になることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の筆記具。

Images