JP6908392B2 - 筆記具の製造方法 - Google Patents
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ラインマーカー等の筆記具における筆記芯は、一般に合成樹脂繊維等を棒状等に集束したものや、高分子の焼結体などの多孔質部材に毛細管作用を付与し、これにより筆記具本体となる軸体から供給されるインクをペン先に導出することにより筆記可能としたものである。
このタイプの筆記具は、ペン先の可視部(窓)から筆記した文字が見えるから、チェックしたいところだけ、ピタッとはみ出さずにラインが引けるものである。具体的には、筆記具本体となる軸体内のインク吸蔵体にインクを吸蔵させ、一端に細字タイプの筆記芯からなるペン体と他端に太字タイプの筆記芯からなるペン体を有し、インク吸蔵体のインクをそれぞれ太字ペン体及び細字ペン体に供給する構成となっている。
図1〜図4は、本発明の筆記具の実施形態の一例を示すものであり、図1(a)〜(c)はそれぞれ筆記具の縦断面図、平面図、正面図であり、図2は、筆記芯を保持体に取り付ける工程を示す図面であり、図3(a)〜(f)は、保持体の一例を示す各図面であり、図4(a)〜(f)は、保持体に筆記芯を取り付けた状態の一例を示す各図面である。
本実施形態の筆記具Aは、図1に示すように、筆記具本体となる軸体10、インク吸蔵体20、筆記芯30、保持体40、キャップ50を備えている。
後軸11は、例えば、ポリプロピレン等からなる樹脂を使用して有底筒状に成形され、筆記具の本体(軸体)として機能する。この後軸11は、図1(a)に示すように、後端側内部にインク吸蔵体20の後端部を保持する保持片12、12…からなる保持部材13が設けられており、後軸全体及び後述する先軸は不透明又は透明(及び半透明)に成形されるが、外観上や実用上の観点からいずれを採用しても良い。また、後軸11の前方側に先軸15が嵌合等により固着される構造となっている。なお、筆記具用インクを熱変色性インクとした場合は、熱可塑性エラストマーを外面又は後軸11の後端部に形成し、擦過動作により摩擦熱を発生容易な軸体とすることが好適である。
先軸15は、後述する筆記芯30を固定する保持体40の本体部41を固着する凸状の嵌合部16が設けられている。この構造の先軸15は、例えば、ポリプロピレン(PP)等からなる樹脂などで成形されるものである。
また、用いるインク組成は特に限定されず、筆記具の用途等に応じて、水性インク、油性インク、熱変色性インクなどの好適な配合処方とすることができ、例えば、アンダーラインペン等ではインクに蛍光色素、例えば、ベーシックバイオレット11、ベーシックイエロー40、熱変色性マイクロカプセル顔料などを含有させることできる。
この筆記芯30は、多孔質部材から構成されるものであり、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、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並行繊維束、フェルト等の繊維束を加工又はこれらの繊維束を樹脂加工した繊維芯、または、ポリオレフィン系樹脂、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等の熱可塑性樹脂などのプラスチック粉末などを焼結したポーラス体(焼結芯)などからなるものである。
好ましい筆記芯30は、繊維束芯、繊維芯、焼結芯、フェルト芯、スポンジ芯、無機多孔体芯であり、特に好ましくは、変形成形性の点、生産性の点から、焼結芯が望ましい。
また、用いる筆記芯30の気孔率、大きさ、硬度などは、インク種、筆記具の種類等により、変動するものであり、例えば、気孔率では30〜60%とすることが好ましい。本実施形態では、平均粒子径200μmのポリエチレン粉末を焼結した気孔率55%の焼結芯(焼結体)から構成されている。なお、平均粒子径は、電子顕微鏡にて、測定した粒子の直径の平均値を示し、電子顕微鏡に投影された画像内の20個の粒子について測定した粒子径の平均値である。粒子が円形でない場合は、気孔を形成する輪郭の任意の2点を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さと最も短い線分の長さを足して2で割った値を、その粒子の粒子径とする。
また、気孔率は下記のようにして算出される。まず、既知の質量及び見掛け体積を有する筆記芯を水中に浸し、十分に水を浸み込ませた後、水中から取り出した状態で質量を測定する。測定した質量から、筆記芯に浸み込ませた水の体積が導出される。この水の体積を筆記芯の気孔体積と同一として、下記式(A)から、気孔率が算出される。
気孔率(単位:%)=(水の体積)/(筆記芯の見掛け体積)×100 ……(A)
また、本体部41の幅方向外周面には、凹状の嵌合部41aが形成され、長手方向外周面には、空気流通溝41b、41bが形成されている。
また、保持体40は、上記各材料の一種類、または、耐久性、視認性の更なる向上の点などから、2種類以上の材料を用いて構成してもよく、射出成形、ブロー成形などの各種成形法により成形することができる。
本発明において、「塑性加工(塑性処理)」とは、筆記芯30に弾性変形域を越えた外力及び/又は熱を加えて、筆記芯30に永久変形を生じせしめた状態の加工(処理)をいい、例えば、熱処理、加圧処理、押圧処理、引張処理、並びに、これらの組み合わせなどをいう。
具体的な熱処理温度等は、筆記芯30、保持体40の構造、材質などにより変動するものであるが、例えば、図2(a)に示す筆記芯30がポリエチレン粉末により構成される焼結芯(焼結体)で、図2(b)に示す保持体40がアクリル樹脂の場合には、110〜180℃の範囲で熱処理による塑性加工により保持体40形状に沿った筆記芯30が形成されて、当該筆記芯30が保持体40に密着保持(固着)されたものが得られるものとなる。
具体的な熱処理手段としては、熱風吹き付け、加熱炉の通過、遠赤外線照射による加熱等により行うことができる。
塑性加工により取り付け後の筆記部32は、本実施形態では、筆記しやすい傾きとなるように、傾斜状(ナイフカット状)となっており、この傾き等は、筆記等の使い勝手に合わせて、適宜設定されるものであり、この場合は保持体40の形状を適宜変更することにより合わせることができる。また、この筆記部32は、描線幅が太いものであり、好ましくは、描線幅1mm以上、更に好ましくは、描線幅2mm以上の描線幅となる筆記部が望ましい。
キャップ50は、先軸15の先端側外周面に嵌合等により着脱自在に取り付けられるものである。なお、筆記具用インクを熱変色性インクとした場合は、熱可塑性エラストマーをキャップ50の外面又はキャップ50の頂部に形成し、擦過動作により摩擦熱を発生容易なキャップとすることが好適である。
インク吸蔵体20、先軸15を取り付けた筆記具の軸体10に取り付け固着することにより、簡単に筆記具が得られるものとなり、筆記芯は、予め保持体40の形状に沿うように定まった形状の筆記芯とすることなく、塑性加工により保持体40の形状に沿う形状で取り付け固着することができるため、保持体の取り付け形状が異なっても、一つの筆記芯30で製造できることとなり、筆記芯30の生産性を高めることができ、低コスト高で、しかも、各種形状の筆記芯を備えた筆記具を効率よく製造することができるものとなる。従って、本発明の筆記具は、簡便な構造、並びに、製造手段で、保持体に筆記芯を確実に固着すると共に、組立工程の安定化、低コストで製造することができる筆記具が得られるものとなる。
また、筆記芯30と接触する保持体40の前方表面部47の少なくとも一部を非平滑面形状48とすることにより、更に、保持体40に筆記芯30を確実に固着すると共に、組立工程の安定化を達成することができる。
本発明の技術思想は、少なくとも、多孔体からなる筆記芯と、筆記芯を保持する保持体とから筆記部が構成される筆記具であって、前記筆記芯は変形前の筆記芯を保持体に取り付け、塑性加工により変形され、保持体形状に沿った筆記芯が形成されて密着保持されていることを特徴とするものであるため、筆記芯の形状は上記実施形態の、図2(a)に示す、インク誘導部31、31と、該インク誘導部31、31からのインクを導出する筆記部32とを備えたものに限定されず、塑性加工により変形後の保持体形状に沿う形状となる筆記芯であれば良く、変形前は各種形状、大きさの筆記芯を用いることができる。
例えば、上記実施形態では、インク吸蔵体20に吸蔵されたインクを毛管力により筆記芯30の筆記部32に効率的に供給せしめる方式(中綿式)の筆記具を示したが、インクタンク内に直接インクを収容した直液式の筆記具、または、弁機構を備えた筆記具、例えば、筆記具本体となる軸体内に直接インクが収容されたインク室を設けて、インク室と筆記芯との間に弁機構を設け、ペン先方向の押圧移動で弁機構のスプリングの附勢力に抗して弁棒を後退させて弁部を解放してインクの導出を行い、筆記芯にインクを供給する構成の筆記具であってもよいものである。
更にまた、上記実施形態では、筆記具用インクで説明したが、液状化粧料、液状薬剤、塗布液、修正液などの液状体とし、筆記芯を該液状体に併せて、例えば、筆記芯30と同様の構成となる好適な塗布部材を使用してもよいものである。
下記構成及び図1〜図4に準拠する筆記具、インクを使用した。筆記芯、保持体等の寸法等は下記に示す大きさのものを使用した。
平均粒子径5μmのポリエチレン(PE)製粉末(融点130℃)を用いたPE製焼結芯、気孔率60%、筆記部:上辺長さ4mm、下辺長さ5mm、高さ2mm、塑性加工による取り付け後の形状:ナイフカット状、インク誘導部:φ(t)2mm、長さ16mm、上辺長さ4mm、下辺長さ5mm、高さ2mm
(保持体40の構成)
アクリル樹脂製(融点160℃)、可視光線透過率85%〔スガ試験機社製、多光源分光測色計(MSC−5N)にて反射率を測定し、可視光線透過率とした。〕
筆記芯取り付け後の可視部43(四角形)の大きさ:5mm×6mm×3mm×4mm
非平滑面部48:楔状の凹凸形状:直角三角形1.2×0.6×2.0mm:個数3、占有割合(表面部47a全体中)40%
非平滑面部49:凹凸形状:長さ2.0mm、凹凸段差:0.1mm、占有割合:表面部47b全体
インク吸蔵体:PET繊維束、気孔率85%、φ6×77mm
筆記具本体、キャップ:ポリプロピレン(PP)製
インクとして、下記組成のインク(合計100質量%)を使用した。
保湿剤:トリメチルグリシン(グリシンベタイン) 7.5質量%
ペンタエリスリトール 4.5質量%
着色剤:NKW-4805黄(日本蛍光社製) 40.0質量%
防腐剤:バイオエース(ケイアイ化成社製) 0.3質量%
pH調整剤:トリエタノールアミン 1.0質量%
フッ素系界面活性剤:サーフロン8111N(AGCセイミケミカル社製) 0.2質量%
水溶性有機溶剤:エチレングリコール 3.0質量%
水(溶媒):イオン交換水 43.5質量%
この実施例1の筆記具によれば、筆記芯は、予め保持体40の形状に沿うように定まった形状の筆記芯とすることなく、塑性加工により保持体40の形状に沿う形状で取り付け固着することができるため、保持体の取り付け形状が異なっても、一つの筆記芯30で製造できるため、筆記芯30の生産性を高めることができ、低コスト高で、しかも、各種形状の筆記芯を備えた筆記具を効率よく製造することができることが確認された。
また、筆記芯30と接触する保持体40の表面部47の少なくとも一部を非平滑面形状としているので、接着剤等を用いることなく、簡便な構造で、保持体に筆記芯を確実に固着すると共に、組立工程の安定化、低コストで製造することができた。
また、得られた筆記具を用いて、文字の上に筆記したところ、筆記時に可視部を介して向こう側の見え方を目視にて確認したところ、視認性が十分であり、見やすく、筆記方向に書いてある文字を読みながら筆記することができた。
上記実施例1において、筆記芯30の構成をPE製焼結芯から、材質をポリプロピレン製焼結芯(気孔率60%、融点160℃)に代え以外は筆記部の形状、大きさなどは変更せず、また、保持体40の構成、インク吸蔵体、筆記具本体、キャップ、インク組成を変更せず筆記具を製造した。
具体的には、実施例2の筆記具では、まず、変形前の上記構成の図2(a)に示す筆記芯30を図2(b)に示す保持体40に取り付け、塑性加工、具体的には、熱処理温度
150℃で5Nの押圧荷重によって塑性加工することにより、筆記芯30を変形して、図2(c)に示す保持体40形状に沿った筆記芯を形成して保持体40に密着保持せしめた。この筆記芯30を保持体40に固着した後、先軸15を介して筆記具軸体10に装着して図1に示す筆記具を製造した。
この実施例2の筆記具においても、筆記芯の材質を変更して塑性加工しても、上記実施例1と同様の作用効果を発揮できることを確認した。
10 軸体
11 後軸
15 先軸
20 インク吸蔵体
30 筆記芯
40 保持体
48 非平滑面形状(非平滑面部)
50 キャップ
Claims (1)
- 少なくとも、多孔体からなる筆記芯と、筆記芯を保持する保持体とから筆記部が構成される筆記具の製造方法であって、前記筆記芯は変形前の筆記芯を保持体に取り付けた後、該筆記芯を塑性加工により、保持体形状に沿った筆記芯に変形して密着保持されている筆記具を製造することを特徴とする筆記具の製造方法。
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