JP7384677B2 - ペン先、及び、該ペン先を備える液体塗布具 - Google Patents

Description

本発明は、筆記具や化粧用具等の液体塗布具に用いられるペン先、中継芯、及び、該ペン先又は中継芯を備える液体塗布具に関する。

筆記具や化粧用具の液体塗布具に使用される繊維製のペン先又は中継芯は、繊維を長手方向に集束して樹脂バインダで接着後、研削等で先端及び後端を所望の形状に成形したものである。又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間の熱溶融により結着したものである。
ここで、本発明のペン先は、後端部分から供給される液体を、先端部にて紙や皮膚等の被塗布物に筆記、塗布するものである。
また、中継芯は、収容された液体に該中継芯の後端部分を浸漬し、中継芯の毛細管力により該液体を塗布用ペン先に一定量供給するものである。

繊維製のペン先や中継芯の従来品は、径が略同一の繊維からなり、液体が通過する繊維間の流路幅は、ペン先全体又は中継芯全体で略同一であった。
しかしながら、繊維の径が小さく液体が通過する繊維間の流路幅が小さいと、毛細管力や液体保持力は高まるものの、液体の組成によってはペン先内又は中継芯内において目詰まりを生じやすいという課題があった。特に、液体塗布具の液体にラメやパールの顔料等の粒子が含まれる場合、粒子は濾過効果によりペン先内又は中継芯内において目詰まりが顕著となり、かかる目詰まりにより粒子以外の液体の通過性も著しく低下するという課題があった。
一方、液体の通過性を向上させるために、繊維の径を大きくして液体が通過する繊維間の流路幅を大きくすると、毛細管力や液体保持力が弱められ、液体塗布具を上向きにすると液体や液体に含まれる粒子が液体収容部に戻る現象（ドレインバック）が発生し、液体塗布具を下向きにすると液漏れ（インキ落ち現象）が発生し、安定した塗布や保管ができないという課題があった。

近年、顔料を用いたインキを円滑に塗布面に供給でき、かつ塗布具の倒立の際にインキ落ち現象の少ない、筆記体が開示された（特許文献１）。解決手段としては、筆記体を、その中央部に位置する繊維を外周部に位置する繊維の径より大きい径の繊維で構成する、というものである。
しかしながら、特許文献１で開示された筆記体の構成の場合、塗布初期においては顔料を用いたインキの流出は良好であるが、ペン先を上向きにして一定時間経過すると、繊維の径が小さく液体が通過する繊維間の流路幅が小さい外周部には顔料を含むインキが保持されているものの、繊維の径が大きく液体が通過する繊維間の流路幅が大きい中心部では顔料を含むインキが液体収容部に戻る現象（ドレインバック）が発生することが、発明者らの試験において確認されている。すなわち、通常の筆記部分である筆記体の先端部の中心部分では、ラメやパールの顔料等の粒子や液体がスムーズに流出せず、ラメやパールの顔料等の粒子や液体の一部が保持された外周部に筆記角度を傾斜させて筆記しなければならないという課題があった。
さらには、ペン先においては、通常の塗布（筆記）時に被塗布物の面と接触する中心部が太い繊維で構成されているため、筆記時には筆記抵抗が大きくなり、ガサガサ感が発生する。このため、筆感が悪く、紙面や皮膚面を傷つけやすく、被塗布物が皮膚の場合は痛みが発生するという課題もあった。

特開２０１１－２５５６３８号公報

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、液体の通過性と、毛細管力（液体保持力）の両方を備えることにより、塗布（筆記）時に被塗布物の面と接触するペン先の先端部の中心部分でドレインバックの現象を抑えることができる、安定した塗布（筆記）が可能なペン先又は中継芯を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のペン先は、繊維を長手方向に集束して樹脂バインダで接着後、所望の形状に成形したペン先、又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間の熱溶融により結着したペン先であって、前記ペン先の横断面は、ペン先第１領域及びペン先第２領域を有し、前記ペン先第１領域の数と前記ペン先第２領域の数の合計は３以上であり、前記ペン先第１領域の各外郭の少なくとも一部は、前記ペン先第２領域と接触かつ隣接して配置され、又は、前記ペン先第２領域の各外郭の少なくとも一部は、前記ペン先第１領域と接触かつ隣接して配置され、前記ペン先第１領域の、液体が通過する繊維間の流路幅は、前記ペン先第２領域の、液体が通過する繊維間の流路幅より小さいことを特徴とする。

前記ペン先第１領域の横断面の面積は、前記ペン先第２領域の横断面の面積に対し、１／９～９倍であることが望ましい。

前記ペン先第１領域の繊維の単糸は、１．１ｄｔｘ～７．７ｄｔｘであり、前記ペン先第２領域の繊維の単糸は、５．５ｄｔｘ～２２ｄｔｘであることが望ましい。

前記繊維は、ポリアミド繊維又はポリエステル繊維又はアクリル繊維であることが望ましい。

前記樹脂バインダはポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、又は、メラミン樹脂であることが好ましく、前記液体は粒子を含んでもよい。

本発明の中継芯は、繊維を長手方向に集束して樹脂バインダで接着後、所望の形状に成形した中継芯、又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間の熱溶融により結着した中継芯であって、前記中継芯の横断面は、中継芯第１領域及び中継芯第２領域を有し、前記中継芯第１領域の数と前記中継芯第２領域の数の合計は３以上であり、前記中継芯第１領域の各外郭の少なくとも一部は、前記中継芯第２領域と接触かつ隣接して配置され、又は、前記中継芯第２領域の各外郭の少なくとも一部は、前記中継芯第１領域と接触かつ隣接して配置され、前記中継芯第１領域の、液体が通過する繊維間の流路幅は、前記中継芯第２領域の、液体が通過する繊維間の流路幅より小さいことを特徴とする。

前記中継芯第１領域の横断面の面積は、前記中継芯第２領域の横断面の面積に対し、１／９～９倍であることが望ましい。

前記中継芯第１領域の繊維の単糸は、１．１ｄｔｘ～７．７ｄｔｘであり、前記中継芯第２領域の繊維の単糸は、５．５ｄｔｘ～２２ｄｔｘであることが望ましい。

前記繊維は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、又は、アクリル繊維であることが望ましい。

前記樹脂バインダはポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、又は、メラミン樹脂が好ましく、前記液体は粒子を含んでもよい。

本発明の液体塗布具は、前記ペン先又は前記中継芯を備える。

本発明のペン先によれば、液体の通過性と、毛細管力（液体保持力）の両方を備え、上向きにした際、塗布時に被塗布物の面と接触するペン先の先端部の中心部分での液体のドレインバックの現象を抑えることができる。すなわち、塗布（筆記）時には液体を必要量流出させることができるため、安定した塗布（筆記）が可能となる。
本発明の中継芯によれば、液体の通過性と、毛細管力（液体保持力）の両方を備え、上向きにした際、塗布用ペン先の先端部の中心部分へ供給されるべき液体が中継芯を通して液体収容部にドレインバックする現象を抑えることができる。すなわち、塗布（筆記）時には液体を必要量流出させることができるため、安定した塗布（筆記）が可能となる。

図１（ａ）に、ペン先第１領域とペン先第２領域を集束させる前のペン先の横断面の状態の例を示す。図１（ｂ）に、ペン先第１領域とペン先第２領域を集束し樹脂バインダで接着した後のペン先の横断面の例を示す。 図２（ａ）に、中継芯第１領域と中継芯第２領域を集束させる前の中継芯の横断面の状態の例を示す。図２（ｂ）に、中継芯第１領域と中継芯第２領域を集束し樹脂バインダで接着した後の中継芯の横断面の例を示す。 ペン先を備えた液体塗布具の縦断面の例を示す。 図４（ａ）及び図４（ｂ）に、中継芯を備えた液体塗布具の縦断面の例を示す。 図５（ａ）にペン先の横断面のＳＥＭ画像を、図５（ｂ）に図５（ａ）の拡大ＳＥＭ画像を示す。 図６（ａ）にペン先を下向きにした場合の液体中の粒子の動きの概念図を、図６（ｂ）にペン先を上向きにした場合の液体中の粒子の動きの概念図を示す。 図７（ａ）に中継芯を下向きにした場合の液体中の粒子の動きの概念図を、図７（ｂ）に中継芯を上向きにした場合の液体中の粒子の動きの概念図を示す。 液体中の粒子の粒度分布測定の概要を示す。

図１～図８を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。

（ペン先）
図３に示すように、本発明のペン先２は、該ペン先２の後端部分から供給される液体４を、ペン先２の先端部にて紙や皮膚等の被塗布物に筆記、塗布する。
ペン先２は、繊維を長手方向に集束して成形金型に通して熱加工し、樹脂バインダを含浸乾燥させて接着した後、研削等により所望の長さ、形状にしたものである。又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間に連続気孔を有する状態での繊維間の熱溶融により結着したものである。かかる結着とは、融点の異なる繊維を各融点の間の温度で熱溶融した場合、該温度より低い融点を有する繊維は溶融し、高い融点を有する繊維は溶融しないため、低い融点を有する繊維の外周部の一部に高い融点を有する繊維が接着するものである。

（液体の構成）
ペン先２に供給される液体４は、紙や皮膚等の被塗布物に塗布されるものであり、目的や用途によって適宜配合される。液体４の粘度は、３ｃｐｓ～６０ｃｐｓが例示される。
液体４には、ラメやパールの顔料等の粒子４ａが含まれてもよい。該粒子４ａの材料や大きさは、目的や用途によって適宜選択される。粒子のサイズは、１μｍ～５００μｍ、好ましくは５μｍ～３００μｍ、より好ましくは１０μｍ～２００μｍの範囲が例示される。

（ペン先の繊維の材料）
ペン先２の繊維には、合成繊維等が用いられる。合成繊維としては、ポリアミド繊維のナイロン（登録商標）等、ポリエステル繊維のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等、アクリル繊維等が例示される。

（ペン先の構造）
図１（ｂ）に示すように、ペン先２の横断面は、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂを有する。また、ペン先２の横断面において、ペン先第１領域２ａの数とペン先第２領域２ｂの数の合計は３以上であり、１０以上、あるいは５０以上が好ましく、１００以上がより好ましい。
ペン先第１領域２ａの各外郭の少なくとも一部は、ペン先第２領域２ｂと接触かつ隣接して配置される、又は、ペン先第２領域２ｂの各外郭の少なくとも一部は、ペン先第１領域２ａと接触かつ隣接して配置される。
ペン先第１領域２ａの、液体が通過する繊維間の流路幅は、ペン先第２領域２ｂの、液体が通過する繊維間の流路幅より小さく調整される。
ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの形状やサイズは、略同一であっても異なってもよい。また、ペン先第１領域２ａの数も、ペン先第２領域２ｂの数と同一であっても異なってもよい。
横断面にペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂを有するペン先構造を形成する方法は適宜選択されるが、図１（ａ）に示すように、ペン先第１領域２ａの繊維間の流路幅を有する繊維集束体と、ペン先第２領域２ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体を均一に又はランダムに集束し、樹脂バインダで接着し、あるいは樹脂バインダを用いずに熱溶着により結着して図１（ｂ）のようなペン先構造を形成する方法が例示される。この他、ペン先第２領域２ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体複数を、ペン先第１領域２ａの繊維間の流路幅を有する繊維で覆うようにして形成させてもよく、逆に、ペン先第２領域２ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体複数を、ペン先第１領域２ａの繊維間の流路幅を有する繊維で覆うようにして形成させてもよい。いずれにおいても、ペン先第１領域２ａとペン先第２領域２ｂの両方が、ペン先２の横断面の中心部近辺（ペン先－被塗布物接触部分２ｃ）に配置される。

繊維間の流路幅は、繊維の径（太さ）で調整される。
ペン先第１領域２ａの繊維の径（太さ）は、１．１ｄｔｅｘ～７．７ｄｔｅｘの範囲が例示され、２．２ｄｔｅｘ～５．５ｄｔｅｘの範囲がより好ましい。
図６（ｂ）に示すように、ペン先２を上向きにしたとき、一旦ペン先２の先端部分（ペン先－被塗布物接触部分２ｃ）に供給された液体４や液体４に含まれる粒子４ａが、液体収容部５にドレインバックしないようにするため、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの繊維の材料や面積比、ペン先の径、液体４や粒子４ａの材料等によるが、ペン先第１領域２ａの繊維の径は７．７ｄｔｅｘ以下に調整されることが望ましい。
また、液体４の通過性を確保するため、ペン先第１領域２ａの繊維の径は１．１ｄｔｅｘ以上に調整されることが望ましい。

一方、ペン先第２領域２ｂの繊維の径（太さ）は、５．５ｄｔｅｘ～２２ｄｔｅｘ、好ましくは８．８ｄｔｅｘ～２２ｄｔｅｘ、より好ましくは９．９ｄｔｅｘ～１６．５ｄｔｅｘの範囲が例示される。
図６（ａ）に示すように、ペン先２を下向きにしたとき、液体４（特に粘度が高い場合）や液体４に含まれる粒子４ａが、ペン先第２領域２ｂの広い流路を使ってペン先２の先端部分（ペン先－被塗布物接触部分２ｃ）に流出、浸透するように、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの繊維の材料や面積比、ペン先の径、液体４や粒子４ａの材料等によるが、ペン先第２領域２ｂの繊維の径は５．５ｄｔｅｘ以上に調整されることが望ましい。
また、ペン先２を下向きにしたとき、液体４が落ちて液漏れ現象が発生しないように、ペン先第２領域２ｂの繊維の径は２２ｄｔｅｘ以下に調整されることが望ましい。
なお、ペン先第１領域２ａの、液体が通過する繊維間の流路幅を、ペン先第２領域２ｂの、液体が通過する繊維間の流路幅より小さくするため、ペン先第１領域２ａの繊維の径（太さ）は、ペン先第２領域２ｂの繊維の径（太さ）より小さく設定される。

（ペン先第１領域及びペン先第２領域）
図１、図５に示すように、ペン先２の横断面は、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂを有する。
上述したように、本発明の実施形態のペン先２が、ペン先第１領域２ａの繊維集束体と、ペン先第２領域２ｂの繊維集束体を合計３以上、均一に又はランダムに集束し、樹脂バインダで接着して、あるいは熱溶着により結着して形成される場合は、樹脂バインダ接着前の集束状態や樹脂バインダによる接着あるいは熱溶着による結着の工程により、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの横断面は様々な形状を有する。
また、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの横断面の面積は、繊維の径とその本数で適宜調整することができる。ペン先第１領域２ａの数とペン先第２領域２ｂの数の合計が５０～２００程度の場合、ペン先第１領域２ａの繊維集束体は、単糸を２０本～５００本集束させたものが例示され、ペン先第２領域２ｂの繊維集束体は、単糸を５本～２００本集束させたものが例示される。

図６（ａ）に示すように、ペン先２を下向きにしたとき、ペン先第１領域２ａの繊維間の流路幅より、ペン先第２領域２ｂの繊維間の流路幅のほうが大きいため、ペン先２の後端部分から供給される液体４（特に粘度が高い場合）や液体４に含まれる粒子４ａは、ペン先第１領域２ａよりペン先第２領域２ｂの流路を使って流れやすい。ここで、ペン先第２領域２ｂはペン先第１領域２ａに接触、隣接して配置されているため、液体４や液体４に含まれる粒子４ａが液体収容部５からペン先２の先端部分２ｃに流れる間に、特に粒子４ａの一部がペン先第１領域２ａにも移行し、ペン先２の先端部の中心部分（ペン先－被塗布物接触部分２ｃ）に液体４や液体４に含まれる粒子４ａが到達し、到達した液体４や液体４に含まれる粒子４ａは筆記や塗布に用いられる。このとき、ペン先第２領域２ｂを通って先端部分に流れてきた液体４や粒子４ａは、ペン先第１領域２ａの毛細管力により保持されるため、ペン先からの液漏れの発生を抑制できる。
また、図６（ｂ）に示すように、ペン先２を上向きにしたとき、液体４や粒子４ａの一部はペン先第２領域２ｂの流路を流れて、液体収容部５に向かってドレインバックする。このとき、ペン先第１領域２ａに移行している液体４や粒子４ａは、毛細管力により、ペン先２の先端部の中心部分（ペン先－被塗布物接触部分２ｃの近辺）にそのまま保持される。
再び、ペン先２を下向きにして筆記や塗布を開始すると、ドレインバックされずにペン先第１領域２ａの毛細管力によりペン先２の先端部分（ペン先－被塗布物接触部分２ｃ近辺）に保持されていた液体４や粒子４ａを直ぐに筆記や塗布に使用できる。このため、液体収容部５から液体４や粒子４ａがペン先２に供給されるのを待つ必要なく、スムーズな液体塗布が可能となる。

以上のような液体４や粒子４ａの流れ、領域間の移行、ペン先第２領域２ｂでのドレインバック、ペン先第１領域２ａでの毛細管力による保持、液漏れ抑制等のメカニズムが適切に働くように、ペン先第１領域２ａとペン先第２領域２ｂの数、形状、サイズ、及び、ペン先第１領域２ａの横断面の面積と、ペン先第２領域２ｂの横断面の面積の比は適宜調整される。
図１（ｂ）及び図５に示すように、ペン先第１領域２ａの横断面の面積とペン先第２領域２ｂの横断面の面積がほぼ同じ（面積比約１倍）場合は、ほぼ同じ断面積を有するペン先第１領域２ａの繊維集束体とペン先第２領域２ｂの繊維集束体を、ほぼ同じ本数集束し、樹脂バインダで接着する、あるいは熱溶着により結着することが例示される。
ペン先第２領域２ｂの横断面の面積に対する、ペン先第１領域２ａの横断面の面積の比（２ａの横断面の面積／２ｂの横断面の面積）は、１／９～９倍、好ましくは１／８～８倍、より好ましくは１／７から７倍、あるいは１／６～６倍、１／５～５倍、１／４～４倍の範囲に設定されることが望ましい。面積比が１／９より小さくなると、ペン先２を上向きにしたときにドレインバックする液体４や粒子４ａの量が多くなり、ペン先２を下向きにしたときにペン先第１領域２ａの毛細管力による液体保持量が少なくなってしまう。また、面積比が９を超えると、ペン先第２領域２ｂを中心とした液体４や粒子４ａの流量に対してペン先第２領域２ｂの流路が不足するため、隣接する毛細管力の大きなペン先第１領域２ａに移行して流れようとした液体４や粒子４ａにより、目詰まりを起こしやすくなってしまう。
なお、最適な面積比の範囲は、ペン先第１領域２ａ及びペン先第２領域２ｂの繊維の径、繊維の種類、液体４の種類や粘度、粒子４ａの種類やサイズ等により異なるため、適宜調整される。

（樹脂バインダ）
ペン先２の樹脂バインダには、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が用いられる。

（中継芯）
図４に示すように、本発明の中継芯３は、収容された液体４０に該中継芯３の後端部分を浸漬し、中継芯３の毛細管力により該液体４０を塗布用ペン先２０に一定量供給するものである。
中継芯３は、繊維を長手方向に集束して成形金型に通して熱加工し、樹脂バインダを含浸乾燥させて接着した後、研削等により所望の長さ、形状にしたものである。又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間に連続気孔を有する状態での繊維間の熱溶融により結着したものである。かかる結着とは、融点の異なる繊維を各融点の間の温度で熱溶融した場合、該温度より低い融点を有する繊維は溶融し、高い融点を有する繊維は溶融しないため、低い融点を有する繊維の外周部の一部に高い融点を有する繊維が接着するものである。

（塗布用ペン先）
塗布用ペン先２０は、中継芯３の先端部分から供給された液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａを、紙や皮膚等の被塗布面に塗布するものである。中継芯３の先端部分を塗布用ペン先２０の後端部分から内側に挿入する等で接触させて連結し、中継芯３の先端部から流出されてくる液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａを塗布用ペン先２０で塗布する。
塗布用ペン先２０は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂材からなる糸材を束ねたもの、アクリル繊維やポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維束をウレタン樹脂等を用いて固めたもの、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）製テーパーフィラメントやナイロン製テーパーフィラメント等の先端部分がテーパー加工されたもの等の他、相互に連通状の連続気孔を有する立体網目構造で、かつ、保形性と適度な可撓性を備えた、ポリオレフィン系フォーム等の熱可塑性生成物からなるもの、熱可塑性樹脂製の各粒状粒子が互いに部分的に融着し、かつ、各粒状粒子間に相互に連通状の連続気孔を形成している焼結法で成形されるもの、熱可塑性樹脂を溶融押出成形により所要の断面形状・寸法に成形される多孔質体等が例示される。
塗布用ペン先２０の形状は、目的や用途により適宜選択され、油性マーカー、水性マーカー、ボードマーカー、ラインマーカー、ぺイントマーカー、修正ペン、医療用マーカーの筆記用液体塗布具、薬液塗布具、アイライナー、アイシャドウ、アイブロー、リップライナー、リップグロス、コンシーラー、ネイルケア製品、まつ毛ケア製品、マニュキア用ブラシ等の化粧用液体塗布具等に使用される形状が例示される。

（液体の構成）
中継芯３から塗布用ペン先２０に供給される液体４０は、紙や皮膚等の被塗布物に塗布されるものであり、目的や用途によって適宜配合される。液体４０の粘度は、３ｃｐｓ～６０ｃｐｓが例示される。
液体４０には、ラメやパールの顔料等の粒子４０ａが含まれてもよい。該粒子４０ａの材料や大きさは、目的や用途によって適宜選択される。ラメの粒子のサイズは、１μｍ～５００μｍ、好ましくは５μｍ～３００μｍ、より好ましくは１０μｍ～２００μｍの範囲が例示される。

（中継芯の繊維の材料）
中継芯３の繊維には、合成繊維等が用いられる。合成繊維としては、ポリアミド繊維のナイロン（登録商標）等、ポリエステル繊維のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等、アクリル繊維等が例示される。

（中継芯の構造）
図２（ｂ）に示すように、中継芯３の横断面は、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂを有する。また、中継芯３の横断面において、中継芯第１領域３ａの数と中継芯第２領域３ｂの数の合計は３以上であり、１０以上、あるいは５０以上が好ましく、１００以上がより好ましい。
中継芯第１領域３ａの各外郭の少なくとも一部は、中継芯第２領域３ｂと接触かつ隣接して配置される、又は、中継芯第２領域３ｂの各外郭の少なくとも一部は、中継芯第１領域３ａと接触かつ隣接して配置される。
中継芯第１領域３ａの、液体が通過する繊維間の流路幅は、中継芯第２領域３ｂの、液体が通過する繊維間の流路幅より小さく調整される。
中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの形状やサイズは、略同一であっても異なってもよい。また、中継芯第１領域３ａの数も、中継芯第２領域３ｂの数と同一であっても異なってもよい。
横断面に中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂを有する中継芯構造を形成する方法は適宜選択されるが、図２（ａ）に示すように、中継芯第１領域３ａの繊維間の流路幅を有する繊維集束体と、中継芯第２領域３ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体を均一に又はランダムに集束し、樹脂バインダで接着し、あるいは樹脂バインダを用いずに熱溶着により結着して図２（ｂ）のような中継芯構造を形成する方法が例示される。この他、中継芯第２領域３ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体複数を、中継芯第１領域３ａの繊維間の流路幅を有する繊維で覆うようにして形成させてもよく、逆に、中継芯第２領域３ｂの繊維間の流路幅を有する繊維集束体複数を、中継芯第１領域３ａの繊維間の流路幅を有する繊維で覆うようにして形成させてもよい。いずれにおいても、中継芯第１領域３ａと中継芯第２領域３ｂの両方が、中継芯３の横断面の中心部近辺（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ）に配置される。

繊維間の流路幅は、繊維の径（太さ）で調整される。
中継芯３の中継芯第１領域３ａの繊維の径（太さ）は、１．１ｄｔｅｘ～７．７ｄｔｅｘの範囲が例示され、２．２ｄｔｅｘ～５．５ｄｔｅｘの範囲がより好ましい。
図７（ｂ）に示すように、中継芯３を上向きにしたとき、一旦中継芯３の先端部分（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ）に供給された液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａが、液体収容部５にドレインバックしないようにするため、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの繊維の材料や面積比、中継芯３の径、液体４０や粒子４０ａの材料等によるが、中継芯第１領域３ａの繊維の径は７．７ｄｔｅｘ以下に調整されることが望ましい。
また、中液体４０の通過性を確保するため、中継芯第１領域３ａの繊維の径は１．１ｄｔｅｘ以上に調整されることが望ましい。

一方、中継芯３の中継芯第２領域３ｂの繊維の径（太さ）は、５．５ｄｔｅｘ～２２ｄｔｅｘ、好ましくは８．８ｄｔｅｘ～２２ｄｔｅｘ、より好ましくは９．９ｄｔｅｘ～１６．５ｄｔｅｘの範囲が例示される。
図７（ａ）に示すように、中継芯３を下向きにしたとき、液体４０（特に粘度が高い場合）や液体４０に含まれる粒子４０ａが、中継芯第２領域３ｂの広い流路を使って中継芯３の先端部分（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ）に流出、浸透されるように、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの繊維の材料や面積比、中継芯３の径、液体４０や粒子４０ａの材料等によるが、中継芯第２領域３ｂの繊維の径は５．５ｄｔｅｘ以上に調整されることが望ましい。
また、中継芯３を下向きにしたとき、液体４０が落ちて塗布用ペン先２０から液漏れ現象が発生しないように、中継芯第２領域２ｂの繊維の径は２２ｄｔｅｘ以下に調整されることが望ましい。
なお、中継芯第１領域３ａの、液体が通過する繊維間の流路幅を、中継芯第２領域３ｂの、液体が通過する繊維間の流路幅より小さくするため、中継芯第１領域３ａの繊維の径（太さ）は、中継芯第２領域２ｂの繊維の径（太さ）より小さく設定される。

（中継芯第１領域及び中継芯第２領域）
図２に示すように、中継芯３の横断面は、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂを有する。
上述したように、本発明の実施形態の中継芯３が、中継芯第１領域３ａの繊維集束体と、中継芯第２領域２ｂの繊維集束体を合計３以上、均一に又はランダムに集束し、樹脂バインダで接着して、あるいは熱溶着により結着して形成される場合は、樹脂バインダ接着前の集束状態や樹脂バインダによる接着あるいは熱溶着による結着の工程により、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの横断面は様々な形状を有する。
また、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの横断面の面積は、繊維の径とその本数で適宜調整することができる。中継芯第１領域３ａの数と中継芯第２領域２ｂの数の合計が５０～２００程度の場合、中継芯第１領域３ａの繊維集束体は、単糸を２０本～５００本集束させたものが例示され、中継芯第２領域３ｂの繊維集束体は、単糸を５本～２００本集束させたものが例示される。

図７（ａ）に示すように、中継芯３を下向きにしたとき、中継芯第１領域３ａの繊維間の流路幅より、中継芯第２領域３ｂの繊維間の流路幅のほうが大きいため、中継芯３の後端部分から供給される液体４０（特に粘度が高い場合）や液体４０に含まれる粒子４０ａは、中継芯第１領域３ａより中継芯第２領域３ｂの流路を使って流れやすい。ここで、中継芯第２領域３ｂは中継芯第１領域３ａに接触、隣接して配置されているため、液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａが液体収容部５から中継芯３の先端部分（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ）に向かって流れる間に、特に粒子４０ａの一部が中継芯第１領域３ａにも移行し、中継芯３の先端部の中心部分に液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａが到達し、到達した液体４０や液体４０に含まれる粒子４０ａは塗布用ペン先２０に供給され、筆記や塗布に用いられる。このとき、中継芯第２領域３ｂを通って先端部分に流れてきた液体４０や粒子４０ａは、中継芯第１領域３ａの毛細管力により保持されるため、中継芯３から液体４０や粒子４０ａが落ちることによる塗布用ペン先２０からの液漏れの発生を抑制できる。
また、図７（ｂ）に示すように、中継芯３を上向きにしたとき、液体４０や粒子４０ａの一部は中継芯第２領域３ｂの流路を流れて、液体収容部５に向かってドレインバックする。このとき、中継芯第１領域３ａに移行している液体４０や粒子４０ａは、毛細管力により、中継芯３の先端部の中心部分（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ）にそのまま保持される。
再び、中継芯３を下向きにして筆記や塗布を開始すると、ドレインバックされずに中継芯第１領域３ａの毛細管力により中継芯３の先端部分（中継芯－塗布用ペン先接触部分３ｃ近辺）に保持されていた液体４０や粒子４０ａを直ぐに塗布用ペン先２０に供給して筆記や塗布に使用できる。このため、液体収容部５から液体４０や粒子４０ａが中継芯３を通して塗布用ペン先２０に供給されるのを待つ必要なく、スムーズな液体塗布が可能となる。

以上のような液体４や粒子４ａの流れ、領域間の移行、中継芯第２領域３ｂでのドレインバック、中継芯第１領域３ａでの毛細管力による保持、液漏れ抑制等のメカニズムが適切に働くように、中継芯第１領域３ａと中継芯第２領域３ｂの数、形状、サイズ、及び、中継芯第１領域３ａの横断面の面積と、中継芯第２領域３ｂの横断面の面積の比は適宜調整される。
図２（ｂ）に示すように、中継芯第１領域３ａの横断面の面積と中継芯第２領域３ｂの横断面の面積がほぼ同じ（面積比約１倍）場合は、ほぼ同じ断面積を有する中継芯第１領域３ａの繊維集束体と中継芯第２領域３ｂの繊維集束体を、ほぼ同じ本数集束し、樹脂バインダで接着する、あるいは熱溶着により結着することが例示される。
中継芯第２領域３ｂの横断面の面積に対する、中継芯第１領域３ａの横断面の面積の比（３ａの横断面の面積／３ｂの横断面の面積）は、１／９～９倍、好ましくは１／８～８倍、より好ましくは１／７～７倍、あるいは１／６～６倍、１／５～５倍、１／４～４倍の範囲に設定されることが望ましい。面積比が１／９より小さくなると、ペン先２を上向きにしたときにドレインバックする液体４や粒子４ａの量が多くなり、ペン先２を下向きにしたときに中継芯第１領域３ａの毛細管力による液体保持量が少なくなってしまう。また、面積比が９を超えると、中継芯第２領域３ｂを中心とした液体４や粒子４ａの流量に対して中継芯第２領域３ｂの流路が不足するため、隣接する毛細管力の大きな中継芯第１領域３ａに移行して流れようとした液体４や粒子４ａにより、目詰まりを起こしやすくなってしまう。
なお、最適な面積比の範囲は、中継芯第１領域３ａ及び中継芯第２領域３ｂの繊維の径、繊維の種類、液体４の種類や粘度、粒子４ａの種類やサイズ等により異なるため、適宜調整される。

（樹脂バインダ）
中継芯３の樹脂バインダには、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が用いられる。

（液体塗布具）
本発明のペン先は、筆記具や化粧用具等の液体塗布具に適用可能である。さらに本発明の中継芯は、筆記具や化粧用具等の液体塗布具に適用可能である。

液体塗布具は、油性マーカー、水性マーカー、ボードマーカー、ラインマーカー、ぺイントマーカー、修正ペン、医療用マーカーの筆記用液体塗布具、薬液塗布具、アイライナー、アイシャドウ、アイブロー、リップライナー、リップグロス、コンシーラー、ネイルケア製品、まつ毛ケア製品、マニュキア用ブラシ等の化粧用液体塗布具等が例示される。

―ペン先の評価（粒子通過テスト）―
ペン先の評価を行うため、表１に記載された試料を用意した。試料１は本発明の実施形態の一つであるペン先であり、試料２は従来の細い単一繊維芯、試料３は従来の太い単一繊維芯、試料４は評価試験に使用したラメ粒子入り液体である。

試料４の、評価試験に使用した液体中の粒子の粒度分布を基準としたとき、各試料のペン先を通過した粒子の粒度分布がどのようになっているかを評価した。
評価には、図８に示したように、試料４の粒子入り液体が満たされた容器の底部に備えられた差込用チューブに評価用ペン先を挿入し、ペン先を通過してきた液体をそれぞれ採取した。採取された液体の粒度分布を測定し、最大粒度と平均粒度を得た。表２に粒子通過テストの結果を示す。

基準となる試料４の粒度分布に対し、本発明の実施形態の一つである試料１と、従来の太い単一繊維芯である試料３においては、基準とほぼ同様な粒度分布を有していることが分かった。一方、従来の細い単一繊維芯である試料２においては、粒度の大きい粒子が評価用ペン先内部に残留し、通過性が低いことが分かった。

―ペン先の評価（筆記テスト）―
評価用ペン先を液体塗布具に組み込み、紙面上で筆記テストを行った。
まず、評価用ペン先を組み込んで半日後に、紙面に筆記し、筆記初期の液体及び液体に含まれるラメ粒子の筆記状況を拡大しつつ確認した。筆記テストは、普通紙を置き、荷重１００ｇｆにて２ｃｍ幅のジグザグ筆記２０往復することで行った。
次に、初期の筆記が終わり、ペン先を上向きにしてキャップを閉めて１週間保管し、再び紙面に筆記し、液体及び液体に含まれるラメ粒子の筆記状況を拡大しつつ確認した。表３に筆記テストの結果を示す。

筆記初期では、本発明の実施形態の一つである試料１と、従来の太い単一繊維芯である試料３において、筆跡にほぼ同等の液体と粒子が観察され、評価用ペン先を十分に通過していることが分かった。一方、従来の細い単一繊維芯である試料２においては、試料１や試料３に比べ、筆跡に観察された粒子の数は少なく、評価用ペン先を十分に通過できないことが分かった。

ペン先を上向きにしてキャップを閉め、１週間保管した時点では、本発明の実施形態の一つである試料１において、筆記初期の筆跡に比べてほぼ同等～やや少なめ程度の液体と粒子が観察された。この結果は、ペン先－被塗布物接触部分に液体や粒子が保持されていたことを示している。
一方、粒子通過テストや筆記初期での筆記テストでは良好な結果であった、従来の太い単一繊維芯である試料３は、１週間保管した時点において筆記が不可能なほど液体が流出しない状態となっていた。この結果は、ペン先内の液体や粒子が液体収容部にドレインバックしてしまったことを示している。
さらに、従来の細い単一繊維芯である試料２においては、筆記初期と同じ程度に筆跡に観察された粒子の数は少なく、評価用ペン先を十分に通過できないことが分かった。

本発明のペン先又は中継芯を収納した液体塗布具は、安定した塗布（筆記）が可能であり、また、液体塗布具に収容された液体やラメやパールの顔料等の粒子を、従来より無駄なく塗布できる筆記具及び化粧用具として、広く応用されることが期待される。

１ 液体塗布具
２ ペン先
２ａ ペン先第１領域
２ｂ ペン先第２領域
２ｃ ペン先－被塗布物接触部分
２０ 塗布用ペン先
３ 中継芯
３ａ 中継芯第１領域
３ｂ 中継芯第２領域
３ｃ 中継芯－塗布用ペン先接触部分
４、４０ 液体
４ａ、４０ａ 粒子
５、５０ 液体収容部

Claims (6)

1. 繊維を長手方向に集束して樹脂バインダで接着後、所望の形状に成形したペン先、又は、融点の異なる二種類以上の繊維を、多数混合し長手方向に揃えて束ね圧縮し、繊維間の熱溶融により結着したペン先であって、
   前記ペン先の横断面は、ペン先第１領域及びペン先第２領域を有し、前記ペン先第１領域の数と前記ペン先第２領域の数の合計は３以上であり、
   前記ペン先第１領域の各外郭の少なくとも一部は、前記ペン先第２領域と接触かつ隣接して配置され、又は、前記ペン先第２領域の各外郭の少なくとも一部は、前記ペン先第１領域と接触かつ隣接して配置され、
   前記ペン先第１領域の、液体が通過する繊維間の流路幅は、前記ペン先第２領域の、液体が通過する繊維間の流路幅より小さい、ペン先。
2. 前記ペン先第１領域の横断面の面積は、前記ペン先第２領域の横断面の面積に対し、１／９～９倍である、請求項１に記載のペン先。
3. 前記ペン先第１領域の繊維の単糸は、１．１ｄｔｘ～７．７ｄｔｘであり、前記ペン先第２領域の繊維の単糸は、５．５ｄｔｘ～２２ｄｔｘである、請求項１に記載のペン先。
4. 前記繊維は、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、又は、アクリル繊維である、請求項１に記載のペン先。
5. 前記樹脂バインダはポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、又は、メラミン樹脂であり、前記液体は粒子を含む、請求項１に記載のペン先。
6. 請求項１～５いずれか一項に記載のペン先を備える、液体塗布具。

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