JPH01221291A - 液体筆記具のペン先 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はインキ流出用間隙を有する液体筆記具のペン先
、より詳しくは、従来のペン先と比較して、耐摩耗性が
改良されて筆記寿命が大幅に向上し、且つ、書き味が頗
る良く、高弾性率、高強度を有する液体筆記具のペン先
に間する。 〔従来の技術〕 従来、この種のペン先はポリアミド、ポリウレタン、ポ
リアセタール等の単体またはこれらの樹脂に充填材を配
合させた熱可塑性樹脂を押出成形加工することにより製
造されていた。 かかる従来のペン先は筆記に際して摺動摩擦する際に、
インキ等液体が潤滑剤的役舅を果たしているとはいえ、
摩耗が比較的大きい欠点を有しており、特に筆記圧の高
い人が使用したり１表面粗度が大きい紙に使用する際は
その傾向が顕著であった。そしてこの耐摩耗性の小さい
ことが、液体筆記具の設計上大きな不利となっている。 即ち。 ペン先の摩耗が大きいと、インキ吸蔵体に貯蔵されてい
るインキ量とペン先の寿命とのバランスが取れず、イン
ク吸蔵体にまだ十分にインキが残存しているのに拘らず
ペン先の摩耗が原因で液体筆記具の寿命が制約されてし
まうことである。従ってインキ吸蔵体をカートリッジ化
することにより。 筆記具寿命を大幅に−伸ばそうとする計画も実現不可能
であった。ところで、耐摩耗性を向上させるだけなら１
例えば、ガラス、セラミックスまたは各種金属等を用い
ればよいが、これらの材料によって製造されたペン先は
、プラスチック製のペン先と比較して、筆記具のペン先
のもう一つの重要な特性である書き味が非常に劣悪であ
るという欠点がある。特に、筆記の線幅を細くすればす
る程書き味は悪化する傾向があり、また、インキ流出用
間隙に紙の繊維等が食い込んで目詰まりを起こしたり、
描線を乱す等の欠点も併有している。又。 従来の樹脂製のペン先には素材の曲げ弾性率及び曲げ強
度が小さいために、筆記時に先端が変形したりバラけて
しまう欠点もあった。

【発明が解決しようとする間厘点】

本発明の目的は、耐摩耗性が向上して筆記寿命が大幅に
伸び、且つ、書き味も頗る良好で、しがも高弾性率及び
高強度を有して筆記時に先端が変形したりバラけたりす
る欠点がなく、更に工業的にも簡便な方法を眉いて安価
に製造できる液体筆記具のペン先を提供することである
。 〔間履点を解決するための手段〕 本発明は、熱可塑性液晶ポリマー又は熱可塑性液晶ポリ
マーを含有する配合組成物を材料とじて成形されインキ
流出用間隙を有するペン先の表面上に、ダイヤモンド状
炭素膜による表面硬化層を形成したことを特徴とする液
体筆記具のペン先を提供することにより上記目的を達成
するものである。 本発明では先ず、熱可塑性の液晶ポリマー又は熱可塑性
の液晶ポリマーを含有する配合組成物を材料としてイン
キ流出用間隙を有するペン先を成形する。ここで熱可塑
性の液晶ポリマーとは、芳香族ポリエステル系の樹脂で
、一般にはバラヒドロキシ安息香酸やバラアセトキシ安
息香酸に対して、テレフタル酸、６−ヒドロキシ２ナフ
タリンカルボン酸、ビフェノール、ポリエチレンテレフ
タレートの一種または二種以上を共重合させた物であり
、本発明では公知又は市販の熱可塑性を示す液晶ポリマ
ーを使用可能である１本発明で熱可塑性液晶ポリマーを
含有する配合組成物を材料とした場合、配合組成物中の
液晶ポリマーの含有率は２０ｗｔ％以上が好ましい、そ
の理由はこの割合の状態で液晶ポリマーの剛直性と配向
性が極めて良く発揮されて良好な結果が得られるからで
ある。 配合組成物のその他の成分としては、液晶ポリマーとポ
リマーブレンドが可能な熱可塑性樹脂、又は無機もしく
は有機質のフィラーが配合可能であり、これらの双方を
配合してもよい、又、必要に応じて安定剤等の種々の添
加剤を加えても良い。 ポリマーブレンドが可能な熱可塑性樹脂としては。 ポリエチレンテレブタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリ
カーボネート等の公知の熱可塑性樹脂が使用可能である
。また無機もしくは有機質のフィラーとしては炭酸カル
シウム、タルク、クレー、黒鉛、ガラス短繊維、炭素短
繊維、木粉、アラミド短ｍａ等のフィラーで有れば特に
制限は無い０本発明で上記配合組成物からペン先を成形
するには、通常の熱可塑性樹脂の成形に用いる公知の押
出成形機又は射出成形機を使用可能だが、成形物にイン
キ流出用間隙を確保するには製造コストの点から押出成
形機を使用する方が有利である。 尚、何れの方法においても樹脂の溶融流れの速度の制御
や溶融温度の制御を十分に行うことが望ましい０次に上
記の操作で得られたペン先表面上に。 ダイヤモンド状炭素膜を形成する方法は、公知のプラズ
マＣＶＤ法、イオンブレーティング法またはイオンビー
ム蒸着法等が採用可能である。何れの方法でも基板とす
るペン先温度は、異形の断面の熱変形を防止する目的の
ため、ダイヤモンド状炭素膜が堆積する基板となるペン
先に用いた材料の軟化点以下の温度で当該処理を行うと
良い、従って得られるダイヤモンド状炭素膜は１通常１
表面が極めて平滑な非晶質の膜となる。 〔作用〕 本発明によって得られる、ペン先は、下記の優れた長所
を有する。 （１）液晶ポリマーは組織全体が剛直な分子より成り、
さらに溶融状態では分子が整然と折れ曲がり建く棒状を
保っているので、僅かなセン断応力を受けるだけで一方
向に大きく配向する性質を有し、その結果成形物は緻密
な結晶構造となっている。しかも表面に近い程配向度が
大きく構造が緻密である。従ってペン先の基板がまず耐
摩耗性を有している。さらにその基板の表面には、ビッ
カース硬度テ１０００〜３０００ｋｇ／ｍ”　という非
常に硬いダイヤモンド状炭素膜が形成されるので、筆記
時における耐摩耗性は極めて大きい。 （２）基板の表面に形成されるダイヤモンド状炭素膜は
１通常、表面が極めて平滑な非晶質の膜であるので、摩
擦係数が小さいことから、滑らかな筆記感触が得られる
。 （３）成形時に基板の分子鎖は流動方向に配向して自己
補強し、この方向の弾性率１強度が大きいので、筆記時
にペン先先端が変形したりバラけてしまう欠点が無い。 （４）ペン先の構造部材がプラスチックであるので、ガ
ラス、セラミックス、各種金属等のペン先と異なり書き
味が優れている。更に、液晶ポリマーは振動吸収特性に
優れるので、筆記感触の滑らかさがより向上する。 （５）ペン先表面に形成するダイヤモンド状炭素膜は、
炭素がイオン化された状態でペン先表面に堆積すると考
えられる。一方、ペン先材質中には炭素原子が含まれて
いるので表面硬化層のペン先に対する密着性は極めて大
きく、筆記の際に剥離しにくい。 （６）成形設備は通常の熱可塑性樹脂の装置をそのまま
用いることができるので、大量処理が可能で一本当りの
コストが小さくてすむ。 （７）液晶ポリマーは通常の熱可塑性樹脂と異なり、Ｊ
ｌ密な結晶構造を有するので、融点が比較的低いにも拘
らず、高い熱変形温度を示す、一方。 通常の熱可塑性樹脂の表面にダイヤモンド状炭素膜を形
成しようとすると、基板表面はイオン衝撃にさらされて
温度上昇が激しいので、基板を冷却して過昇温によるペ
ン先の熱変形を防止する必要がある。ところが液晶ポリ
マーを含有するペン先の場合は熱変形温度が高いので１
通常の熱可塑性樹脂からなるペン先と比較して基板温度
を高めに設定することも可能になり、且つ、イオン密度
を高めて膜の生成効率を上げることが出来る。 （８）ダイヤモンド状炭素膜の形成は、高度の技術と高
価な装置を必要とするが１本発明に於ける表面硬化層の
形成は、対象がペン先という極めて小面積なものである
から、大量処理が可能で一本当りのコストが小さくてす
む。 〔実施例〕 次に本発明を実施例により、より具体的に説明する。 実施例１ 液晶ポリマー８０ｗｔ％、ポリエチレンテレフタレート
２０ｗＣ％から成る配合組成物を、多数の小孔を配置し
たダイを先端に装置した押出成形機を用いて成形し、短
寸切断して異形断面の間隙を有するペン先を得た６次に
これを基板として、公知のイオンブレーティング法を眉
いてペン先表面にダイヤモンド状炭素膜の形成を行った
。膜の形成条件は１反応ガスをベンゼン−アルゴンの混
合ガス、圧力を２Ｘ　１０−”Ｔｏ　ｒ　ｒ、基板温度
を約２００℃として直流放電を行い、約２μの厚みのダ
イヤモンド状炭素膜を堆積させた。得られた膜はＳＥＭ
観察によって、極めて平滑に、且つ、異形断面を損傷す
る二となく形成されていることが確認された。又、ｘｍ
回折法により、非晶質のダイヤモンド状炭素膜であるこ
とが確認された０次に上記の操作で得られたペン先を筆
記具に組み立てて、機械筆記試験機によるペン先の摩耗
量の測定、熟練者の官能試験による書き味の試験、及び
曲げ強度と曲げ弾性率の三点曲げ試験を行った。 その結果を下表に示す。 実施例２ 液晶ポリマーに黒鉛粉末を２５ｗｔ％添加して成る配合
組成物を、多数の小孔を配置したダイを先端に装置した
押出成形機を用いて成形し、短寸切断して異形断面の間
隙を有するペン先を得た０次にこれを基板として、公知
のイオンブレーティング法を用いてペン先表面にダイヤ
モンド状炭素膜の形成を行った。膜の形成条件は１反応
ガスをベンゼン−アルゴンの混合ガス、圧力を２Ｘ１０
−’Ｔｏｒｒ、基板温度を約２２０℃として直流放電を
行い、約２μの厚みのダイヤモンド状炭素膜を堆積させ
た。得られた膜はＳＥＭ観察によって、極めて平滑に、
且つ、異形断面を損傷することなく形成されていること
が確認された。又、Ｘ＊回折法により、非晶質のダイヤ
モンド状炭素膜であることが確認された６次に上記の操
作で得られたペン先の試験を実施例１と同一にして行っ
た。その結果を下表に示す。 比較例１ ポリアセタール樹脂を多数の小孔を配置したダイを先端
に装置した押出成形機を用いて成形し、短寸切断して異
形断面の間隙を有するペン先を得た１次に上記の操作で
得られたペン先の試験を実施例１と同一にして行った。 その結果を下表に示す。 比軟例２ 実施例１で得られたペン先の試験を、その表面にダイヤ
モンド状炭素膜を形成せずに実施例１と同一にして行っ
た。その結果を下表に示す。 備考）摩耗量試験に於て、機械筆記試験による筆記試験
の条件は筆記荷重のみ１００ｇｆ’としたが、その他は
［ＪＩＳ−５−８０３７−１９８６マーキングペン］に
準じた。 〔発明の効果〕 本発明による。熱可塑性の液晶ポリマーを含有する配合
組成物を成形したペン先の表面上に、ダイヤモンド状炭
素膜による表面硬化層を形成したペン先は、上記の試験
結果でも明らかなように。 耐摩耗性が向上し、書き味も良好で１弾性率と強度が高
まった。従って従来のペン先ではインキがまだ十分残存
しているのに短い筆記距離で筆記不能になってしまって
いたのが、大幅に長い筆記距離までも嘗き味良くしかも
ペン先が変形したりバラけたりすることなく筆記できる
ようになった。 従って、インキカートリッジ式のマーキングペンの実用
化も可能になった１本発明のペン先は特に筆圧の高い人
の使用する筆記具用として極めて有効であり、また長期
間の記録を必要とする各種記録計に使用する筆記具のペ
ン先としても最適であり極めて有用性が高い。 特許　出願人　三菱鉛筆株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性液晶ポリマー又は熱可塑性液晶ポリマーを含有
   する配合組成物を材料として成形されインキ流出用間隙
   を有するペン先の表面上に、ダイヤモンド状炭素膜によ
   る表面硬化層を形成したことを特徴とする液体筆記具の
   ペン先。