JP5491314B2 - 熱変色性筆記具 - Google Patents

Description

本発明は熱変色性筆記具に関する。詳細には、熱変色性インキによる筆跡を摩擦熱で変色させる摩擦体を備えた熱変色性筆記具に関する。

従来、熱変色性インキを収容する筆記具においては、インキによる筆跡を摩擦熱で容易に消色、変色させるための摩擦体が取り付けられている。特に、キャップや軸筒の端部に取り付ける場合、該キャップや軸筒に内向突起を内設する取付孔を形成し、該取付孔に係止用の外向突起を備えた摩擦体を挿入することで、両突起により軸筒等から摩擦体が脱落することなく取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。尚、前記構造では、部品点数が少ない構成で軸筒等に摩擦体を取り付けることができるものの、摩擦体の形状が限定されると共に、装飾性の低いものとなる。

また、汎用の筆記具外装として、環状部材がキャップや軸筒に取り付けられたものが開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。
前記特許文献２では、環状の飾り部材が係止用の天冠とキャップ本体の間に介在するように挟着してなるものであるが、適用される飾り部材は装飾効果のみを付与する部材であるため、外周部のみが露呈する構造で取り付けられており、上方外縁部は天冠と接触している。
更に、前記特許文献３では、環状弾性体が軸筒先端と口先部材の間に介在するように配設されており、これにより筆記時に口先部材が傾動可能となることで筆記感を向上させるものである。そのため、弾性体は口先部材や軸筒の外面から突出することなく取り付けられており、上方外縁部は口先部材と接触している。
いずれも熱変色性インキを収容する構成の適用は考えられていないため、該インキによる筆跡（筆記面）に上方外縁部を接触させる構造を有するものではなかった。

特開２００７−１４４９９１号公報 特開平８−１６４６９３号公報 特開２００２−３３１７８９号公報

本発明は、熱変色性インキを収容する筆記具外装に、上方外縁部が筆跡と確実に接触できる状態で環状の摩擦体を安定的に取り付けることができ、摩擦時の摩擦熱発生効率が高い構成でありながら高い装飾性を有する熱変色性筆記具を提供するものである。

本発明は、加熱により消色或いは変色可能なインキを収容し、前記インキによる筆跡を摩擦する摩擦体をキャップ又は軸筒に備えた筆記具であって、前記摩擦体が孔部を有する環状体であり、孔部に係止部材を挿入することで摩擦体の上方外縁部が筆跡と接触可能状態でキャップ本体又は軸筒に摩擦体が取り付けられることを特徴とする熱変色性筆記具を要件とする。
更に、前記摩擦体がキャップ本体又は軸筒と係止部材とで挟持されること、前記摩擦体の孔部内に前記係止部材が係止される挟持用段部が形成されることを要件とする。
更に、前記係止部材の上方端面が、摩擦体の上方端面よりも下方に没入されること、前記係止部材がインキ色に着色されること、前記係止部材の外側端面にボール径又は筆跡線幅の表示が形成されること、前記摩擦体がインキ色に着色されることを要件とする。
更には、前記摩擦体の孔部と係止部材の横断面形状が円形であり、前記係止部材に径方向の回転を抑制する回り止め部を設けてなることを要件とする。
尚、本発明において「上」とは、キャップ側を示し、「下」とは、筆記具本体側を示す。

本発明により、熱変色性インキを収容する筆記具外装に環状の摩擦体を設ける場合であっても、上方外縁部が筆跡と確実に接触できる状態で脱落することなく安定的に取り付けることができ、摩擦時の摩擦熱発生効率が高い構造でありながら高い装飾性を備えた外観を有する熱変色性筆記具となる。

本発明の熱変色性筆記具の一例を示す外観説明図である。 図１の摩擦体係止部分（キャップ）の分解図である。 図１のキャップの断面図である。 本発明の熱変色性筆記具の他の例を示す外観説明図である。

本発明の熱変色性筆記具は、加熱により消色或いは変色可能なインキを収容し、該インキによる筆跡を摩擦熱で変色（色消去及び色変化を意味する）させるための摩擦体を環状体として筆記具外装に係止部材を用いて挟持、圧入嵌着等の方法で取り付けたものである。

前記摩擦体は貫通孔部を有する環状体であり、少なくとも上方外縁部が熱変色性インキによる筆跡と接触可能な形状に形成されるものである。外観形状（上方視認形状）としては、円形（ドーナツ形）の他、孔部を有する三角形、四角形、台形、六角形等の多角形が例示できる。また、縦断面形状としては、貫通孔を有する四角形、台形、六角形、楕円形等が例示でき、取付時に外縁部となる部分を面取りしたものであってもよい。
前記摩擦体の材質としては、樹脂、ゴム、エラストマー材料等が好適に用いられ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、アクリル、ナイロン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）等の比較的硬質な合成樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ポリスチレンとポリオレフィンのブロック共重合体、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、１、２−ポリブタジエン系、塩化ビニル系、フッ素系等の熱可塑性エラストマーや、ポリプロピレンとエチレンプロピレン系ゴムとのブレンド、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体とのブレンド、塩素化ポリエチレンとナイロンとのブレンド等のブレンドされたエラストマーや、シリコーンゴム等のゴムエラストマー、天然ゴム、合成ゴム、シリカ粉、金属粉、各種樹脂による発泡体、繊維の熱融着や樹脂加工体等が挙げられる。
特に、前記材質のうち、摩擦時に消しカスを生じ難く軟質性（柔軟性）を有する合成樹脂やエラストマーからなる材料（軟質樹脂と称する）が好適であり、例えばショア硬度Ａが４０以上(ＪＩＳ Ｋ６２５３Ａ）のものが例示できる。軟質樹脂は擦過時に紙面と接触させた際の弾性を有し、適度な抵抗を発現するため、摩擦熱の発生効率が高いものとなる。具体的には、シリコーン樹脂、ポリエステル系エラストマー樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）共重合体、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）共重合体等が好適である。
尚、前記摩擦体は染料や顔料等の着色剤の添加により所望の色に着色することが可能であり、より装飾性の高いものとすることができる。特に、収容するインキの色（色変化を呈するインキにおいては変色前後いずれか、または両方の色）と同じ色とした場合、摩擦体にインキ色表示機能を付与するものとなる。

前記孔部の横断面形状は、三角形、四角形、台形等の多角形、円形等、どのような形状であってもよいが、成形性の点から円形が好適である。
尚、前記孔部内には、キャップ本体又は軸筒と係止部材とで挟持される挟持用段部を形成することが好ましい。前記挟持用段部は係止部材が係止されるように、内面全周に亘って設けられる他、部分的に設けたものであってよい。また、段部下方を厚肉状として安定性を向上することもできる。

前記係止部材は、環状摩擦体の孔部内に挿入することで筆記具部材（キャップや軸筒）に摩擦体を係止するものである。具体的には、孔部内への圧入係止や、孔部近傍の摩擦体上面や孔部に内設される挟持用段部に係止部材が係止され、摩擦体を筆記具部材とで上下に挟持する構造が適用されるが、特に、上方外縁部の筆跡接触性が高い状態で安定的に固定できることから、挟持用段部（段部下方の厚肉部）を挟持する構造、より具体的には、段部と係止部材の鍔状上端部（天板）が係止するように接触することで挟持する構造が好適である。
この場合、係止部材の上方端面は摩擦体の上方端面よりも下方に没入された状態（即ち、側方視認時に係止部材が上方から視認できない状態）とすることが好ましい。前記構造とすることで、摩擦時に係止部材が被筆記面に接触することがなくなり、上方外縁部と共に摩擦体上面（上方端面）で筆跡を摩擦することができるようになるため、広域面を一度に変色させることが可能となる。

また、前記係止部材は染料や顔料等の着色剤の添加や印刷、塗布等により所望の色に着色することが可能であり、より装飾性の高いものとすることができる。特に、収容するインキの色（色変化するインキにおいては変色前後いずれか、または両方の色）と同じ色とした場合、摩擦体にインキ色表示機能を付与するものとなる。更に、上方端面（天面）等の上方から視認される部分は、ボール径、筆跡線幅、インキ色等を表す数字や文字を表示する表示部とすることができる。それにより外側から表示部を視認することで表示された種々の情報をユーザーに知らせることができる。

尚、前記係止部材や摩擦体孔部の横断面形状（上方視認形状）が円形である場合には、回り止め部を設けて径方向の回転を抑制することが好ましい。これにより摩擦体の回転に伴う摩擦時のぐらつきを抑制したり、天面に表示部を設けた際には回転を抑制すると共に一定方向での位置決めが容易なものとなる。

前記摩擦体が取り付けられるキャップや軸筒は筆記具外装として用いられ、いずれも外側端面に孔や窪みや突起等を形成して係止部材を取り付け可能とするものである。
前記筆記具外装は、把持できる程度の硬度を有する部材であれば汎用の材料を用いることができ、例えば、金属、木材、紙材、ガラス、陶器やセラミック、エラストマーの他、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、アクリル、ナイロン、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）等の比較的硬質な合成樹脂が例示できる。特に、所望形状への成形性が高いことから、合成樹脂が好適である。

前記筆記具外装を用いた筆記具の形態としては、マーキングペン、ボールペン、万年筆等が挙げられ、ペン先（チップ）を覆うキャップを備えたキャップ式形態の他、ノック式、回転式、スライド式等の出没機構を有し、軸筒内にペン先を収容可能な出没式形態であってもよい。出没式形態とする場合、レフィルを一本収容するタイプだけでなく、二本以上収容して所望のレフィルを選択的に出没できる複式タイプとすることもできる。また、相異なる形態のペン先を装着させたり、相異なる色調のインキを導出させるペン先を装着させた両頭式形態であってもよい。

前記マーキングペンとしては、例えば、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ等のマーキングペン用ペン先を筆記先端部に装着し、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、筆記先端部にインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させて筆記先端部に所定量のインキを供給する構造、軸筒内部に直接インキを収容し、弁機構により筆記先端部に所定量のインキを供給する構造のマーキングペン等が挙げられる。

ボールペンとしては、例えば、軸筒内にインキ組成物を充填したインキ収容管を有し、該インキ収容管はボールを先端部に装着したチップに連通しており、更にインキの端面にはインキ逆流防止体が密接する構造、チップを軸筒先端に接続し、該軸筒内にインキ組成物を直に充填すると共に、インキの端面にインキ逆流防止体が密接する構造、軸筒内部に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させ、チップにインキを供給する構造、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させてチップに所定量のインキを供給する構造のボールペン等が例示できる。また、チップを軸筒先端に接続してインキを直に充填する構造のボールペンは、インキを充填した外装に転写層を形成した後に透明外軸内に収容した構造であってもよい。

前記筆記具に収容されるインキとしては、従来汎用の加熱により消色或いは変色可能なインキが適用できる。特に、インキ中に配合される着色剤としては、（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、及び（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体の必須三成分を少なくとも含む可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた顔料が有効である。
前記可逆熱変色性組成物のうち、加熱により消色する組成物としては、特公昭５１−４４７０６号公報、特公昭５１−４４７０７号公報、特公平１−２９３９８号公報等に記載された、所定の温度（変色点）を境としてその前後で変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、前記両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性（ΔＨ＝１〜７℃）を有する組成物を例示できる。
また、特公平４−１７１５４号公報、特開平７−１７９７７７号公報、特開平７−３３９９７号公報、特開平８−３９９３６号公報、特開２００５−１３６９号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性（ΔＨ＝８〜７０℃）を示し、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色し、低温域での発色状態、又は、高温域での消色状態が、特定温度域で記憶保持できる可逆熱変色性組成物を用いることもできる。
尚、前記可逆熱変色性インキは、低温側変色点を−３０℃〜＋１０℃の範囲、且つ、高温側変色点を２５℃〜９５℃（好ましくは３６℃〜９０℃）の範囲に特定することにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持を有効に機能させることができると共に、付属の摩擦体による擦過で変色可能となるため、実用性が高いものとなる。

以下に実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１（図１乃至３参照）
可逆熱変色性インキの調製
（イ）成分として１，２−ベンツ−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−イソアミルアミノ）フルオラン１．０部、１，３−ジメチル−６−ジエチルアミノフルオラン２．０部、（ロ）成分として４，４′−（２−メチルプロピリデン）ビスフェノール４．５部、２，２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン７．５部、（ハ）成分としてカプリン酸４−ベンジルオキシフェニルエチル５０．０部からなる色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物を内包したマイクロカプセル顔料（Ｔ_１：−２０℃、Ｔ_２：−９℃、Ｔ_３：４０℃、Ｔ_４：５７℃、ΔＨ：６３℃、平均粒子径：２．５μｍ、赤色から無色に色変化する）を用いて、キサンタンガム（剪断減粘性付与剤）、尿素、グリセリン、ノニオン系浸透性付与剤、変性シリコーン系消泡剤、防黴剤、水と共に混合攪拌することで可逆熱変色性インキを調製した。

ボールペンレフィルの作製
前記インキ（予め−２０℃以下に冷却してマイクロカプセル顔料を緑色に発色させた後、室温下で放置したもの）をポリプロピレン製パイプに吸引充填し、樹脂製ホルダーを介してボールペンチップ６と連結させた。
次いで、前記ポリプロピレン製パイプの後部より、ポリブテンを主成分とする粘弾性を有するインキ逆流防止体を充填し、更に尾栓をパイプの後部に嵌合させて遠心処理により脱気処理を行うことでボールペンレフィルを得た。
尚、前記ボールペンチップは、金属材料をドリルによる切削加工により形成したボール抱持部に直径０．５ｍｍのステンレス鋼ボールを抱持させてなり、且つ、前記ボールはバネ体により前方に付勢させたものである。

キャップ式筆記具の作製
得られたボールペンレフィルを、ポリカーボネート樹脂製の透明円筒状軸筒２１（後端に尾栓が嵌合されてなる）の内部に収容し、ポリカーボネート樹脂製の首部を螺合により組み立てることで筆記具本体２を作製した。
更に、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(ＳＥＢＳ)共重合体を用いて成形された貫通孔部５１を有する円形環状体を摩擦体５とし、前記孔部５１に挿入される係止部材６の下端部（係止片６３）と、ゴムシール４４を内設するキャップ本体４の上端部（係止突起４１内側下端）とを係合することで前記摩擦体５を二部材間に挟持するキャップ３を作製し、筆記具本体２に装着してキャップ式ボールペン形態の熱変色性筆記具１を得た（図１、２では説明用図面として不透明外装を示す）。

前記キャップ３の詳細な構造を図２、３により説明する。
前記摩擦体５は円形の貫通孔（孔部５１）を有する乳白色の円形環状体であり、孔部５１内の下方には内径を小さくする向き（軸心方向）に延設される環状の段部５２が形成されている。また、係止時に上方となる外縁部分（外縁部５３）は面取りされており、筆跡接触時に面接触する構造を有し、更に上端は平面状とすることでより広い面接触が可能な形状となっている。

係止部材６は、上端の天板６１と、下端に係止片６３を備えた円筒状の挿入部６２とから構成される赤色のＡＢＳ樹脂成形物である。
前記天板６１は摩擦体５の孔部５１の内径より僅かに小さい外径の円板であり、該天板６１と孔部５１内の段部５２を接触させることで、段部５２下方の厚肉部分を係止部材６とキャップ本体４上端とで挟持するものである。尚、前記天板６１の上面は表示部６５となっており、ペン先のボール径を表す数字が表示されている（具体的には印刷、一体成形、シール貼着等）。そのため、上方からキャップ上端を視認した際に収容するボールの外径が認識できるようになっている。
また、前記挿入部６２の外面の一部にはリブ状の回り止め部６４が形成されており、キャップ本体４上端の係止突起４１に形成される切欠４２に位置を合わせることで、軸線周りの回転が抑制できると共に、天板６１の位置を一定方向で固定できるため、天板６１の表示部６５に表示された数字がクリップ４３に対して傾くことなく常に所望位置で維持できるものとなる。

キャップ本体４はゴムシール４４を内設し、外面にクリップ４３を備えた略円筒状のポリプロピレン樹脂成形物であり、キャップ本体上端の略中心には、上方向に延設される円筒状の係止突起４１が設けられ、更に係止突起４１には長手方向に切欠４２が形成されている。前記係止突起４１の外径は摩擦体孔部５１の最小内径（段部５２内方）より僅かに小さく設定され、係止突起４１の円筒孔の内径は係止部材６の挿入部６２が挿入可能であり、且つ、挿入後は係止片６３が係止可能な大きさに設定されている。

前記キャップ本体４上端に摩擦体５を係止部材６で係止した際、天板６１は摩擦体５の上端面よりも僅かに低い位置（具体的には０．５ｍｍ低い位置）に没入状態で固定される。そのため、摩擦時に係止部材６を被筆記面に接触させることなく、外縁部５３を筆跡に確実に接触させて容易に摩擦できると共に、キャップ３を垂直に立てることで摩擦体上端面を筆跡に接触させて広面積を摩擦することが可能な形態となっている。

得られた熱変色性筆記具１を用いて、キャップ３を外してボールペン（筆記具本体２）に後ろ差しすることで筆記状態とし、ノートに「ＡＢＣＤＥ」と筆記した筆跡は、室温（２５℃）で赤色の発色状態であり、低温側変色点（−２０℃）以上、高温側変色点（５７℃）以下の温度でこの状態を保持していた。
前記筆跡を、摩擦体５の外縁部５３で数回擦過したところ、擦過した部分が摩擦熱により直ちに消色して無色となった。更に、該消去部分に再筆記することも可能であり、前記擦過消去及び消去箇所への筆跡形成は繰り返し行うことができた。
また、前記構成において、係止部材６の天板６１がインキ色表示機能を呈するものであり、装飾性と視覚効果の高い筆記具となった。

実施例２（図４参照）
実施例１で得たボールペンレフィルを収容する筆記具本体２として、環状摩擦体５（孔部内に挟持用段部を有する）を軸筒２１後端の係止突起に取り付けた後、係止部材６（実施例１で作製したものと同様の構造の透明部材）により軸筒後端との間で摩擦体５を挟持することで筆記具本体２を作製し、更に実施例１で作製したキャップ３を取り付けることで熱変色性筆記具１を得た。
前記摩擦体５は、赤色着色剤を含有するスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(ＳＥＢＳ)共重合体を用いて成形された貫通孔部５１を有する円形環状体（実施例１の摩擦体５の径方向薄肉形状）であり、孔部５１内の下方には内径を小さくする向きに延設される環状の段部が形成されている。また、係止時に外方端部となる外縁部分は面取りされ、筆跡接触時に面接触する構造となっており、端面は平面状とすることでより広い面接触が可能な構成となっている。

前記軸筒２１は透明なポリカーボネート樹脂成形物（図４では説明用図面として不透明外装を示す）であり、後端の略中心には、下方向に延設される円筒状の係止突起が設けられ、更に係止突起には長手方向に切欠が形成されている。係止突起の内径は係止部材６の挿入部が挿入可能であり、且つ、挿入後は係止片が係止可能な大きさに設定されている。

前記係止突起に摩擦体５を取り付け、係止部材６の挿入部を筒状係止突起内に挿入して係止片を筒孔内端部に係止することで、天板と軸筒下端とで摩擦体孔部５１内の段部を挟持してなる尾栓とした。

得られた熱変色性筆記具１は、キャップ３を外して筆記状態とし、ノートに筆記した熱変色性筆跡は、室温（２５℃）で赤色の発色状態であり、低温側変色点（−２０℃）以上、高温側変色点（５７℃）以下の温度でこの状態を保持していた。
前記筆跡を、尾栓側の摩擦体５の外縁部で数回擦過したところ、擦過した部分が摩擦熱により直ちに消色して無色となった。更に、該消去部分に再筆記することも可能であり、前記擦過消去及び消去箇所への筆跡形成は繰り返し行うことができた。また、キャップ３側の摩擦体５を用いて外縁部５３で数回擦過したところ、擦過した部分が摩擦熱により直ちに消色して無色となった。
尚、前記構成において、尾栓側の摩擦体５及びキャップ３側の係止部材６の天板６１がインキ色表示機能を呈するものであり、装飾性及び視覚効果の高い筆記具となった。

１ 熱変色性筆記具
２ 筆記具本体
２１ 軸筒
２２ 係止突起
２３ 切欠
３ キャップ
４ キャップ本体
４１ 係止突起
４２ 切欠
４３ クリップ
４４ ゴムシール
５ 摩擦体
５１ 孔部
５２ 段部
５３ 外縁部
６ 係止部材
６１ 天板
６２ 挿入部
６３ 係止片
６４ 回り止め部
６５ 表示部

Claims (8)

1. 加熱により消色或いは変色可能なインキを収容し、前記インキによる筆跡を摩擦する摩擦体をキャップ又は軸筒に備えた筆記具であって、前記摩擦体が孔部を有する環状体であり、孔部に係止部材を挿入することで摩擦体の上方外縁部が筆跡と接触可能状態でキャップ本体又は軸筒に摩擦体が取り付けられることを特徴とする熱変色性筆記具。
2. 前記摩擦体がキャップ本体又は軸筒と係止部材とで挟持されることを特徴とする請求項１記載の熱変色性筆記具。
3. 前記摩擦体の孔部内に前記係止部材が係止される挟持用段部が形成されることを特徴とする請求項２記載の熱変色性筆記具。
4. 前記係止部材の上方端面が、摩擦体の上方端面よりも下方に没入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱変色性筆記具。
5. 前記係止部材がインキ色に着色されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱変色性筆記具。
6. 前記係止部材の上方端面にボール径又は筆跡線幅の表示が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱変色性筆記具。
7. 前記摩擦体がインキ色に着色されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の熱変色性筆記具。
8. 前記摩擦体の孔部と係止部材の横断面形状が円形であり、前記係止部材に径方向の回転を抑制する回り止め部を設けてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱変色性筆記具。

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