JPH0127870B2

JPH0127870B2 -

Info

Publication number: JPH0127870B2
Application number: JP54048325A
Authority: JP
Inventors: Koichi Taku; Masamitsu Nagahama
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1989-05-31
Also published as: JPS55139293A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明に基本的にインキ流通能に優れ、また液
体供給用筆記部材の種類によつては書き味、強度
等にも優れた合成樹脂製液体供給用筆記部材およ
びその表面処理方法に関するものであり、詳しく
は、合成樹脂製液体供給用筆記部材の表面に表層
部がシラノール基であるポリシロキサンの層を形
成せしめることにより、液体供給用筆記部材の材
質である合成樹脂の特性を十分に活かすとともに
その欠点を抑止することに係るものである。（従来の技術とその課題）近時、各種筆記具の液体供給用筆記部材として
合成樹脂製品が多用されている。ユーザーの嗜好
性が多様化していること、万年筆等の金属製ペン
先や鉛筆芯等とは全く異なつた書き味を有するな
ど品質面で優れること、それに、コストや成形・
加工の容易性といつた製造面での有利さもあるこ
となどが理由である。しかし、液体供給用筆記部材として最も必要と
思料されるインキ流通能に関して種々欠点を呈し
ている。その一例を挙げると、押出延伸されて得
られる合成樹脂製細杆体よりなるペン先（所謂プ
ラスチツクペン先）や近時その普及が著しい合成
樹脂製チツプ使用水性インキボールペンにおい
て、筆記時に筆跡のかすれやインキ切れを生じた
り、ペン先を上向きにして長時間放置するとイン
キの逆下がりを生じ筆記が不可能になるなどであ
る。これに対し、従来、新規素材を探求したり、ガ
ラス繊維等の耐摩耗性、親水性付与材を混入した
りといつたように種々の改善策が試みられてい
る。金合金等をめつきしたりする表面処理の観点
からのものも、その一例である。しかし、末だ満足し得る結果は得られていな
い。即ち、新規素材として理想的なものは見つか
つていないし、繊維等の混入は、往々にして書き
味を損ねるため、使用部品に限定を受けたりする
し、表面処理によるのも、インキ溶剤などに対す
る耐薬品性が良くなくて経済的に不安定であつた
り、表面にコーテイング層を形成する場合には、
形成したコーテイング層が剥れ易いものとなつた
りしている。（課題を解決するための手段）本発明も、表面処理の観点からのものである。
上述したように、表面処理によるものも課題を残
しているが、反面、種々合成樹脂素材に汎用性が
あり各種液体供給用筆記部材に応用し得るという
極めて大きな長所がある。本発明は、表層部がシラノール基でありポリシ
ロキサンの層を0.05μ〜0.5μの層厚で表面に有す
る合成樹脂製液体供給用筆記部材、並びに、合成
樹脂製液体供給用筆記部材基体に多官能性ケイ素
化合物の部分加水分解物のコロイド分散液を付着
させた後、乾燥し、更に水分を吸収させ、表層部
がシラノール基でありポリシロキサンの層を
0.05μ〜0.5μの層厚で前記基体の表面に形成する
ことを特徴とする合成樹脂製液体供給用筆記部材
の表面処理方法を要旨とする。使用し得る素材としての合成樹脂には種々のも
のが選択できる。一例としては、ポリアセタール
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、ポリオレフイン系樹
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、ポリフエニレン系樹脂
等の１種もしくは２種以上の組み合わされたもの
を挙げられる。また、その形態も板状体、杆体、
繊維収束体、焼結体、発泡体など任意である。従つて、合成樹脂製液体供給用筆記部材として
も、所謂、プラスチツクペン、サインペン、筆ペ
ン等を呼称される筆記具のペン先部材の他、ボー
ルペンの受座部材（製品によつては受座とチツプ
を一体成形したものを存在する。）や中継芯、ジ
ヤバラ機構等のインキ流通用中継部材などインキ
流通に関与する各種部材を例示できる。もつとも、上記各種部材の中で、強度や書き味
といつた他の機能も要求されるペン先部材は特に
好適な対象である。本発明の基本的改良点はイン
キ流通能の向上にあるが、例えば、強度が優れる
ゆえに多用されているポリアセタール樹脂製ペン
先部材に対しては主として親水性が良くない欠点
を改善できるし、書き味が極めて大きな影響を与
える発泡ポリウレタン樹脂製ペン先部材に対して
は書き味を大きく改善できる。ここで、表層部がシラノール基であるポリシロ
キサンの層について述べると、ガラス質状の層
で、下記(1)に示すように、シロキサン鎖は一般に
Si−Ｏの網状結合をとり、空気中等の水分を吸収
した部分（主として表層部）がシラノール基（Si
−OH）となる。このシラノール基が極めて親水
性に富み、また、シロキサン鎖が基体と投錨効果
によつて強く密着する。また、第１図に、このような層を有する液体供
給用筆記部材のペン先にした一例を示す。参照符
号１が基体、２がこの基体１の表面に形成された
表層部がシラノール基であるポリシロキサンの
層、３がインキ流通路を示す。更に、層の厚さについては、0.05μ〜0.5μの範
囲内のものとすることが必要である。単に、基体
との密着性良く、表面が親水性に富むものとする
だけならば、層厚は適宜設定すればよいのだが、
極めて薄いこの層厚とするのは次の理由による。
そもそも、液体供給用筆記部材は液体供給のため
の毛細管力が安定していなければならず、従つ
て、流通路の寸法は、小さな絶対値でありながら
精度の良いものにしておかなければならず、ま
た、それゆえにこそ合成樹脂の成形・加工の容易
性が活用されるべきところ、層厚を厚くすると、
それだけ部分的における厚さが異なつてしまい、
折角の寸法制御が意味の無いものとなつてしま
う。それに例えば、ペン先のように合成樹脂ゆえ
の弾力性を書き味に活かしたいなどという場合に
も、あまりに層厚が厚くなると、これが望めなく
なつてしまう。いずれにせよ、合成樹脂製の液体
供給用筆記部材とする長所が活かされなくなつて
しまう訳である。この点に、単に、シロキサン
鎖、シラノール基の物性を活用することのみを考
えると、ややもすると厚くなりすぎ、かえつてイ
ンキ流通能を悪化してしまう。次に、上記合成樹脂製液体供給用筆記部材を得
る方法について述べる。処理容易性、処理安全性、得られる層の均一
性、経時安定性等を考慮して本発明者等が採用し
たのは、多官能性ケイ素化合物の部分加水分解物
のコロイド分散液で処理する方法である。この液
としては、ハロゲン化ケイ素を一価アルコール
類、エステル類の所定量中で計算量の水と作用さ
せて得た部分加水分解物のコロイド分散液を例示
できる。基体を上記した液に浸漬したり、あるいは、基
体に液を塗布したりといつたように、適宜の方法
で基体に液を付着した後、過剰の液分を除去する
ために乾燥させ、更に、自然放置により空気中の
水分を吸収させる。ここで、過剰の液分を除去す
るにあつたては、基体が影響を受けない範囲での
加熱も可能である。また、自然放置する代わりに
積極的に水分を付与せしめても良い。ちなみに、
層厚制御は、適宜方法によればよいが、例えば、
処理を繰り返すのも一方法である。（実施例）実施例１処理液の調整：酢酸エチル50重量部にエチルアルコール50重
量部を加え、撹拌しながら徐々に四塩化ケイ素
５重量部を添加し、更に、水395重量部を加え、
１週間放置した。合成樹脂製ペン先部材基体への処理：ポリアセタール樹脂（ポリプラスチツク(株)
製；商品名「ジユラコンM90・01」）を押出・
延伸加工によつて毛管径（横断面を見た場合、
インキ流通路の部分に内接円が描けるが、その
内接円の中で、最も径が大きいものの直径のこ
と）0.05mm、直径0.8mmの細杆体とし、これを
筆記先端形状に加工した後、処理液中に２分間
浸漬し、取り出し後、50〜55℃で10分間乾燥
し、その後、室内に６時間放置した。実施例２〜４実施例１のにおける四塩化ケイ素の使用量を
５重量部から10重量部、15重量部、20重量部に変
えた以外、すべて実施例１と同様にした。実施例５〜７実施例１のにおいて、乾燥の温度を50〜55℃
としたのを、60〜65℃、70〜75℃、80〜85℃に変
えた以外、すべて実施例１と同様にした。実施例８〜14 実施例１〜７において、の処理を２度繰り返
した以外、すべてそれぞれの実施例と同様にし
た。実施例 15 処理液の調整：市販のシロキサン分散液（日本コルコート化
学(株)製；商品名「コルコート」）をそのまま使
用した。合成樹脂製ペン先部材基体への処理：ポリウレタン製の多孔連続気泡性物質を筆穂
状に形成し、これを処理液中に５分間浸漬し、
取り出し後、40〜45℃で30分間乾燥し、その
後、室内に24時間放置した。実施例 16〜18 実施例15のにおけるシロキサン分散液を、ｎ
−ブタノールによる２倍、４倍、６倍希釈液とし
た以外、すべて実施例15と同様にした。実施例 19 実施例15のにおいて、乾燥の温度を40〜45℃
としたのを、30〜35℃に変えた以外、すべて実施
例15と同様にした。実施例 20 実施例１のにおける四塩化ケイ素の使用量を
５重量部から２重量部に変え、また、の処理を
２度繰り返した以外、すべて実施例１と同様にし
た。実施例 21 実施例１のにおける四塩化ケイ素の使用量を
５重量部から40重量部に変えた以外、すべて実施
例１と同様にした。実施例 22 実施例15において、におけるシロキサン分散
液を、ｎ−ブタノールによる10倍希釈液とし、ま
た、の処理を２度繰り返した以外、すべて実施
例15と同様にした。実施例 23 実施例15のにおいて、乾燥の温度を40〜45℃
としたのを、50〜55℃に変えた以外、すべて実施
例15と同様にした。比較例１、２実施例１のにおける四塩化ケイ素の使用量を
５重量部から１重量部、３重量部に変えた以外、
すべて実施例１と同様にした。比較例３実施例１のにおいて、乾燥の温度を50〜55℃
としたのを、40〜45℃に変えた以外、すべて実施
例１と同様にした。比較例４、５実施例15のにおいて、乾燥の温度を40〜45℃
としたのを、60〜65℃、70〜75℃に変えた以外、
すべて実施例15と同様にした。比較例６実施例15において、の処理を２度繰り返した
以外、すべて実施例15と同様にした。比較例７、８実施例１、15において未処理のものをそれぞれ
比較例７、８とした。比較例９実施例１のにおける四塩化ケイ素の使用量を
５重量部から45重量部に変えた以外、すべて実施
例１と同様にした。比較例 10 実施例15のにおけるシロキサン分散液を、ｎ
−ブタノールによる10倍希釈液とした以外、すべ
て実施例15と同様にした。以上の各例で得たペン先部材を筆記具に仕立て
たものの特性を表−１（ポリアセタール製のもの
に関する）、表−２（ポリウレタン製のものに関す
る）に示す。尚、インキ浸透度は筆記先端を上向きにし、イ
ンキが湿潤する迄の時間で測定し、強度は筆記先
端を台秤に押しつけてつぶれる目盛を測定した。
また、書き味は官能試験によつた。

【表】

【表】前掲表−１において、層厚を厚くするとインキ
浸透時間が短くなる傾向にあることが判る。ここ
で、インキ浸透時間が短いということはインキ流
通能に基本的に優れることを示す。測定にはバラ
ツキが存在するが、0.05μ以上では未処理の場合
（比較例７）に較べて速さが２倍以上となつてい
る。しかし、比較例９のように層厚が0.5μを超え
て厚くなりすぎるとかえつて早書試験で「かす
れ」を生じる。また、表−２によつても、インキ
浸透時間を短くすることは大切であるが、インキ
浸透時間を短くすることだけがインキ流通能を優
れたものたらしめるものでないことが判る。即
ち、層厚が0.05μ未満の場合ととも、層厚が0.5μ
を超えた厚すぎる場合も、やはり、早書試験で
「かすれ」を生じるものとなつてしまつている。
これら層厚を厚くしすぎることによる品質不良
は、インキ流通路そのものとしての絶対量が不足
したり、あるいは、寸法精度が損なわれたためと
考えられる。即ち、層厚が0.05μ〜0.5μの範囲で
あることがインキ浸透度、早書試験いずれの結果
も良好にする上で重要である。尚、層厚がこれら
の範囲である場合、強度（表−１のみ）や書き味
も未処理の場合に較べて劣つてはいない。（発明の効果）表層部がシラノール基であるポリシロキサンの
層は基体との密着性に優れ、また、表面が親水性
に富む。この層を本発明の合成樹脂製液体供給用
筆記部材は、0.05μ〜0.5μの制御された層厚で有
している。これによつて、インキ流通路の優れた
ものとなる。また、寸法精度等についての合成樹
脂製であることの長所もそのまま発揮できる。また、本発明による表面処理方法では、一様な
層を液体供給用筆記部材基体に容易にかつ低コス
トで付与し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による合成樹脂製ペン先部材の
要部を示す断面図である。１…合成樹脂製ペン先基体、２…表層部がシラ
ノール基であるポリシロキサンの層、３…インキ
流通路。

Claims

【特許請求の範囲】１表層部がシラノール基であるポリシロキサン
の層を0.05μ〜0.5μの層厚で表面に有する合成樹
脂製液体供給用筆記部材。２合成樹脂製液体供給用筆記部材基体に多官能
性ケイ素化合物の部分加水分解物のコロイド分散
液を付着させた後、乾燥し、更に水分を吸収さ
せ、表層部がシラノール基であるポリシロキサン
の層を0.05μ〜0.5μの層厚で前記基体の表面に形
成することを特徴とする合成樹脂製液体供給用筆
記部材の表面処理方法。