JP6021535B2

JP6021535B2 - 塗布具用ペン芯及びそれを用いたマーキングペン

Info

Publication number: JP6021535B2
Application number: JP2012195101A
Authority: JP
Inventors: 川北　美裕; 美裕川北; 澤　幸儀; 澤　　幸儀; 慎大川端; 佐藤　厚志; 厚志佐藤; 久人羽賀
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: JP2014050977A

Description

本発明は、塗布具（筆記具も含む）用ペン芯に関するものであり、より詳細には、耐磨耗性や靱性や強度を改良することにより、筆記又は塗布時の線幅保持性及び芯の耐久性を向上させると共に、筆感に優れている塗布具用ペン芯に関するものである。

従来、筆記又は塗布具に用いられるペン芯としては、たとえば合成繊維を束ねた状態で合成樹脂系接着剤を含浸させることで棒状に成形したものが多用されている。この場合、前記ペン芯の周側面を被覆部材などで覆った構成とすることで、使用によるペン芯の「つぶれ」や「へたり」を抑制させる機能を持たせたペン芯（特許文献１参照）が提案されている。

一方で、熱可塑性樹脂粉体の焼結体を用いることでペン芯の「つぶれ」や「へたり」を抑制したペン芯も使われている。

しかし、焼結体の場合には単独では充分な強度が無いため、強度を補ったもの（特許文献２、３参照）が提案されている。

特開２００３−２５１９８０号公報特開２００４−０９８５１８号公報特開平１１−１２９６６８号公報

しかしながら、前記特許文献１のペン芯は、被覆樹脂によってペン芯の周側面を覆っているだけであって、持久性がなく使用回数によってペン芯の「つぶれ」や「へたり」が発生してしまうものである。

また、特許文献２のペン芯では、外皮を焼結体にしたため「へたり」の問題は解決するが、筆記時に筆圧が強い場合等に外皮が破れる場合がある。また、破れ防止のため焼結体を密にして強度を高めるとインクが追従しない問題が生じる。さらに、インク粘度が高い場合、ペン芯に供給するのが難しくなる問題がある。

また、特許文献３の筆記体では、外殻部内の中心部にインク誘導芯を配置しているものであるが、特許文献２と同様の問題が生じる。

本発明は、上記の実情に鑑み、ペン芯全体の強度とインク追従性を実現できる塗布具用ペン芯及びそれを用いたマーキングペンを提供しようとするものである。

本発明は塗布具用ペン芯に係り、２種類以上の積層構造からなるペン芯であって、先端部が熱可塑性樹脂の粉体の焼結体からなり、軸部がその内部に長手方向にインク誘導孔を形成したものであると共に、先端部と軸部が共に焼結体からなり、軸部が先端部よりも高い耐荷重を有することを特徴とする塗布具用ペン芯である。

本発明において、上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンビニルアセテート、アクリロニトリル-スチレン樹脂の何れかが含まれることが好適である。

また、本発明において、２種類以上の積層構造は、先端部と軸部が共に焼結体からなり、軸部が先端部よりも高い耐荷重を有すことが好適である。

本発明の塗布具用ペン芯において、外径が３ｍｍ以下であることが好適である。
本発明はマーキングペンに係り、前記のうちのいずれかに記載の塗布具用ペン芯を先端に装着したことを特徴とするマーキングペンである。

本発明の塗布具用ペン芯によれば、２種類以上の積層構造からなるペン芯であって、先端部が熱可塑性樹脂粉体の焼結体からなり、軸部がその内部に長手方向にインク誘導孔を形成したことで、ペン芯全体の強度と優れたインク追従性を実現できる。

特に外径が３ｍｍ以下の細字のペン先でも筆記圧に負けることなくペン芯が曲がらずに使用することができる等の優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係るペン芯の説明図であって（ａ）が先端からの視図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が縦断面図、（ｄ）後端から視図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

実施形態に係る塗布具用ペン芯は、２種類以上の積層構造からなるペン芯１０であって、先端部１２が熱可塑性樹脂粉体の焼結体からなり、軸部１４がその内部に長手方向にインク誘導孔１４ａを形成したものである。
先端部１２は半球状のドーム形状を呈し、軸部１４は中空の筒形状を呈して、互いに強固に一体化している。インク誘導孔１４ａは前記先端部１２の裏面側に達して、インクを軸部１４を通して、前記先端部１２に行き渡らせる得る構造になっている。

上記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンビニルアセテート、アクリロニトリル-スチレン樹脂の群より選んだ少なくとも１種類以上の樹脂である。

上記ポリオレフィンは、超高分子ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレンの群より選んだ少なくとも１種以上の樹脂であることが好適である。

また、前記先端部１２はインク吐出に適した気孔率及び細孔径の焼結体からなり、軸部１４は軸部強度を保つのに適した気孔率及び細孔径の焼結体からなるものである。

すなわち、先端部１２と軸部１４は強度で区別でき、先端部１２は５Ｎ以上、軸部１４は１０Ｎ以上の耐荷重とすることが望ましい。また、軸部１４は先端部１２よりも大きな耐荷重であるものとする。尚、耐荷重とは、先端部１２が鉛直下向きとなるようにペン芯１０を凡そ垂直にし、所定の荷重をかけ、徐重した後でも先端部１２或いは軸部１４に、塑性変形が残った最低荷重を示すものである。

また、ペン芯１０は、外径が３ｍｍ以下としている。

実施形態の塗布具用ペン芯の製造方法にあっては、所望するペン芯１０外径と同等又は若干大きな相似形の金型に対し、先端部１２に対応する空間内に低密度の焼結体熱可塑性の樹脂粉末を配置し、軸部１４に対応する空間内に低密度の焼結体熱可塑性の樹脂粉末を配置し、熱可塑性樹脂を金型内で焼結させることにより焼結体のペン芯１０を製造する。

この場合、先端部１２の樹脂粉末を焼結し、その後、軸部１４の樹脂粉末を焼結してもよい。

上記のペン芯１０はインク収容部を有する軸体（図示省略）の先端部等に装着して、インク誘導孔１４ａを介して、インクを先端部１２に供給することによって、当該先端部１２からインクが出て筆記又は塗布することができ、筆記または塗布の際に筆記圧かかっても曲がりにくく寝ることがなくなる。

実施形態に係る塗布具用ペン芯によれば、２種類の積層構造からなるペン芯１０であって、先端部１２が熱可塑性樹脂粉体の焼結体からなり、軸部１４がその内部に長手方向にインク誘導孔１４ａを形成したので、軸部１４が高密度で強度が高く使用時に折れにくく、また先端部１２が軸部１４に比較して低密度で強度が低いので、十分にインクを行き渡らせて筆記時に途切れ無く塗布したり筆記・描画したりできるので、ペン芯１０全体の強度と優れたインク追従性を実現できる。

ペン芯１０は、特に外径が３ｍｍ以下の細字のペン先でも筆記圧に負けることなくペン芯が曲がらずに使用することができる。

なお、前記実施形態では、２種類以上の積層構造として、先端部と軸部で耐荷重の異なる焼結体とした２種類の積層構造にしたが、例えば先端部または軸部を多層構造にする等３種類以上の多層構造にする等することも本発明の範囲内である。

また、各部の材質は前記のように耐荷重は異なるが同じ焼結体にするばかりでなく、軸部を樹脂材とするなど他の材質で形成することも本発明の範囲内である。

次に、実施例及び比較例により、本発明を更に詳述するが、本発明は下記実施例等により制限されるものではない。

（実施例１）
ペン芯の先端部１２：ポリエチレン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリエチレンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．５ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１ｍｍ、直径φ３ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は１０Ｎで、軸部１４の耐荷重は１５Ｎとした。

（実施例２）
ペン芯の先端部１２：ポリエチレン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリエチレンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．５ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１．５ｍｍ、直径φ３ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は７Ｎで、軸部１４の耐荷重は１３Ｎとした。

（実施例３）
ペン芯の先端部１２：ポリエチレン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリエチレンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．２５ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１ｍｍ、直径φ２．５ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は６Ｎで、軸部１４の耐荷重は１２Ｎとした。

（実施例４）
ペン芯の先端部１２：ポリフッ化ビニリデン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリフッ化ビニリデンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．２５ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１ｍｍ、直径φ２．５ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は９Ｎで、軸部１４の耐荷重は２５Ｎとした。

（実施例５）
ペン芯の先端部１２：ポリフッ化ビニリデン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリフッ化ビニリデンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．０ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１ｍｍ、直径φ２ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は７Ｎで、軸部１４の耐荷重は１３Ｎとした。

（比較例１）
ペン芯の先端部１２：ポリエチレン製焼結芯
ペン芯の軸部１４：ポリエチレンとポリプロピレンのブレンドによる焼結芯
ペン芯の先端部１２とペン芯の軸部１４とは接着剤による接着とし、ペン芯の先端部１２の先端半球状の曲率Ｒ１．０ｍｍ、インク誘導孔１４ａの内径１．５ｍｍ、直径φ２ｍｍのペン芯１０を作製した。
また、得られたペン芯１０は、先端部１２の耐荷重は１Ｎで、軸部１４の耐荷重は４Ｎとした。

上記で得られた上記、実施例１〜５及び比較例１で作成した塗布具用ペン芯を、マーキングペン（ＰＣ−３Ｍ、三菱鉛筆社製）に装着し、下記配合のインク組成物を充填した。
酸化チタン１０．０質量％
中空樹脂粒子１０．０質量％
フタロシアニンブルー３．０質量％
スチレンマレイン酸樹脂２．０質量％
スチレンアクリル樹脂１０．０質量％
キサンタンガム０．４質量％
水（精製水）６４．６質量％
上記の各成分を適宜投入後、撹拌し、ろ過を行い黄色の蛍光インク組成物を得た。このインク組成物の粘度は、ＥＬＤ型粘度計（ＴＯＫＩＭＥＣ社製、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲＴＶ−２０、標準コーンプレート）の２５℃における２０ｒｐｍの測定で３５ｍＰａ・ｓであった。
この筆記具を用い、下記方法で耐久性試験を行った。

（耐久性試験）
得られた各マーキングペンを用いて、筆記角度７０°で、筆記荷重１．９６Ｎ、筆記速度４．０ｍ／分で機械による直線筆記で耐久性試験を行った。
実施例１〜５で得られた塗布具用ペン先を用いた各マーキングペンは、１００ｍ筆記後も、ペン先に偏った磨耗や軟化が起こらず、また、焼結芯内でのインクフローも良好であり、更に、ペン先でのバラケもなく、耐久性、使用感に優れ、均一な描線を引くことができることが判った。
これに対して、比較例１の塗布具用ペン先を用いたマーキングペンは、筆記距離５０ｍ以降で、ペン先が曲がってしまい筆記具としての機能を十分に満たせないものとなってしまった。

本発明の塗布具用ペン芯は、各種塗布具及び筆記具として用いることができる。

１０ペン芯
１２ペン芯の先端部
１４ペン芯の軸部
１４ａインク誘導孔

Claims

２種類以上の積層構造からなるペン芯であって、先端部が熱可塑性樹脂の粉体の焼結体からなり、軸部がその内部に長手方向にインク誘導孔を形成したものであると共に、先端部と軸部が共に焼結体からなり、軸部が先端部よりも高い耐荷重を有することを特徴とする塗布具用ペン芯。
上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンビニルアセテート、アクリロニトリル-スチレン樹脂の何れかが含まれることを特徴とする請求項１に記載の塗布具用ペン芯。
外径が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布具用ペン芯。
前記請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の塗布具用ペン芯を先端に装着したことを特徴とするマーキングペン。