JPS5824498A - 柔軟性を有する筆記用ペン芯 - 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】 本発明は柔軟性を有する筆記用ペン芯に関し、特に毛筆
様の筆記特性を有する娠記用ペン芯を提案しようとする
ものである０ 従来よシ、この種の筆記用ペン芯にはいろいろな試みが
なされているが、いずれも筆記感が悪かったり、生産性
が低くコストがかかる等の欠点を有するものであつ曳ｏ
すなわち、 〔入〕天然毛、あるいは先端を尖鋭に加工した合成繊維
を素材として毛筆の製造法と類似の製法により作ったも
のは、上線に近い筆記感が得られるが、上記素材を一本
ずつ製造するために生産性が低く、量産化が困難であっ
た□ （Ｂ）多孔性のスポンジ状物、あるいは瞼、維束により
補強したスポンジ状物の先端を練状に形成して毛筆様の
筆記特性を得ようとしたものは、筆記端の主体がスポン
ジ状物である九め、筆記感においてあきらかに毛筆とは
異なるものであった０ （Ｃ）　　縦に通った繊維束を接着剤で固めてから上線
状の形状に形成したものは、先端形状が毛筆状であって
も先端が硬すぎ九り、バラケ易いので毛筆の筆記感は得
られなかった。柔軟性を得るために、接着剤として柔軟
性のある材料を使用する試みもなされているが、適切な
本のはなく、毛筆に近い筆記感のもの祉得られなかった
０発明者郷は攬々の素材の組合せ、及び成形の条件につ
いて実験を重ねた結果、非常に優れた毛篭様籠記感、並
びに譲跡を有するペン芯体を得るに至ったのである。

本発明においては繊織素材として巻縮性を有する極細の
ナイロン繊維を使用する０す一′イロン繊維は分子構造
中ＫＩＩＩＪ物性繊維と類似のアミド結合を有し、合成
繊維の中では高い吸水性と、吸水時に膨潤して剛性が低
下する性質とを４っている◎この性質が、修記用ペン芯
の素材をナイロン繊維とし九とき、上端に近い筆記感を
得るのに大切な要素となっている◎これに対して、吸水
性が少く剛性の低下しない線錐では腰が強すぎ九シ、不
快な音を発したりして上値の筆記感を得ることができな
い。

本発明において使用するナイロン繊維の太さは７デニー
ル以下でなければならない。７デニールを超えると、先
端の柔軟性が得られずケバ立って上値の筆記感が得なれ
ない＠このナイロン繊維は巻縮性を有するので、銀記時
の圧力変化に応じて糸が屈伸し、籠跡に自由な変化をも
たせることができる。

本発明において使用する接着用の糊剤は伸び率・がＪｏ
Ｏ４以上であ１３．１００俤伸度における弾性率が１０
０ｋｌ／ａｌｌ以下のゴム状弾性を有するものでなけれ
ばなら々い・弾性率が高すぎるもの、あるいは伸び率の
少すぎるものは罎記先端部に大きな変形を与えることが
できず、したがって筆記感が態化する＠ 本発明においては上述のナイロン繊維を縦に引揃えて上
記横材によシ糊着する。このときのペン芯の気孔率はＪ
！嗟〜７０％の範囲に調整されなければならない・この
気孔率は一般に使用される繊維束ペン芯におけるものと
比べて大である。上端のように、筆跡中や筆記速度の大
巾な変化に追従する危めにはベン芯体内に多量のインク
または墨を保有し、その流量を大としなければならない
ためである〇 この気孔率の範囲は筆記感の上からも重要である。すな
わち気孔率が小さすぎると鹸跡が薄くなつ九）カスレを
生じ易くなるだけでなく、巻縮性のあるナイロン繊維の
屈伸が不自由となシ、線圧の変化に対する線部巾の変化
が制限されるので毛鰺様の筆記感が損われる。他方、気
孔率が大きすぎれば先端がパラケ易くなるからである・
上述の条件下で１着成型された芯体拡、その一端を研削
することＫよシ毛筆形状に形成する、かくして得られた
ペン芯体を公知の方法によシ組立銀記し九とき、４籠と
ほとんど変らない筆記感の籠記体を得ることができる・ 以下、本ｌＡ１１ｊＩを図示の実施例について説明する
・本実施例においては、まず、単糸参デニールの巻縮性
を有するナイロンフィラメント糸を１０．０００デニー
ル縦に引揃えて集束した・次に、商品名ニラポンランＮ
−ｊ／／として知られる一液性ポリウレタン樹脂を固形
分濃度がＪ＃−になるように溶剤ジメチルホルムアミド
で溶堺し九接着用糊剤中に上記ナイロン繊維束を浸漬含
浸せしめ７ｔ、ＩＩ剤として使用し九ポリウレタン樹脂
の伸び率は２２０憾であ）、伸び率１０＃　１１のとき
の弾性率は１０ｋｇ／ｃｄである・しか１後、そ０１ｌ
ｌｌｌｌ東をＪ、、ｔｌｌｌｌｌｌ＄のダイスを渇して
過剰な一剤を絞夛、７０℃の温駅で２参時間乾燥させた
・　ζめよりＫしてで１１九棒状体゛・の気′、孔パ率
−會′測定し良ところ参ｔｔＳであった。最後に上記棒
状体Ｏ先端を４修形状にグラインダーで先付は加工を細
し、ナインペンの組立方法と同様にして組立て九・ 第１図は上記実施例によ）得られ九ベン芯体／ａを示す
ものであシ、参照数字ｌ／は銀記端、ｌＪはナイロンフ
ィラメント糸、ＪＪはナイロンフィラメント糸ノコを相
互間の接触部においてスポット状に１着している糊剤を
それぞれ表わしている。

ｔた纂１図はそのべ／芯体１０を具え光銀記＾１０を示
すものであ〉、参照数字Ｊ／は先端にペン芯体１０が装
着された合成樹脂製管状本体、ＪＪは本体Ｊ／に形成し
食通気孔、ＪＪは本体Ｊｔｅ＜収められて芯体１０の後
端と連通するインク１＋は晶のリザーバ、Ｊ−は本体Ｊ
／の後端を閉鎖すると共にすず−パＪＪの位置決めを行
なうキャップをそれぞれ表わしている。

本実施例によるペン芯を臭える錬記真の筆記感線先端が
非常に柔軟でしかも穂先の戻〉も嵐好であ）、修正に応
じて線部を自由に変化−せることができるものである。

したがって、あたかも上値を使用しているのと同様の、
良好な筆感および筆跡を得ることができた。

以上詳述したとおり、本発明によって適正な素材を、適
正會横材で、適正な気孔率に成型するととにより、従来
得られなかった非常に優れた毛筆様の筆記感を得ること
が可能となった。

本発明はペン芯体を連続的に成形加工し、しかる後に先
端研削加工することにより毛筆様の筆記感を有するペン
芯を得ることができるので、生渚性が高く、その経済的
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明の一実施例によるペン芯体を拡大して示
す側面図、第２図はそのペン芯体を具えた筆記具の縦断
面図である。 １０・・・ペン芯体、ｌｌ・・・同筆記端、１２・・・
ナイロン繊維、１３・・・糊剤。 手続補正書 昭和５７年　９月ＩＯ日 １、事件の表示 昭和５６年　特　許　願第１０１４８２号２発明の名称 柔軟性を有する筆記用ペン芯 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京帽子株式会社 ７、補正の内容七轍制計← 第３図ないし第７図を追加する。 （訂正）明　　　細　　　書 り発明の名称　　柔軟性を有する罎記用ペン芯１特許請
求の範囲 芯体（２０）の内部において約８５〜７０％の気孔率な
有し、 特徴とするペン芯。 芯。 瓢　特許請求の範囲第１項記載のペン芯においとを特徴
とするぺ／芯。 δ９発明の詳細な説明 本発明は柔軟性を有する筆記具用ペン芯に関し、特にイ
ンキ導通用の毛細管を有する繊維束芯体よりなるペン芯
に係るものである。 従来より銀様の筆記具におけるペン芯については筆記感
または筆記性能を向上する目的で種々の改良提案がなさ
れている。しかるＫ、そのいずれも下記のごとき一点を
有している。 〔人〕先端を尖鋭に加工したチーバード繊維と称される
合成繊維を束ねた電線または絵篭用の穂先は、天然重鎖
の穂先に近い特性を有するものであるが、後者の穂先に
おける構成素材を合成線維に置換したにすぎないため、
製造に際しては繊維を１本ずつそろえて束ねる必要があ
り、したがって生産性が低い。 ＣＢ）マーキングペン等に使用される接着剤で結合した
繊維束に尖鋭形状の鹸記先端を形成したペン芯は、比較
的簡便に製造できる反面、筆記先端における繊維のはつ
れや外周部の繊維のケバ立ちが生じ易く、しかも繊維自
体の復元性が不充分であるために良好な鉦記感をもたら
すものではない。 （Ｃ）合成樹脂製の多孔質スポンジ状材料を穂先形状の
キャップ状部材として成形し、そのキャップ状部材の空
洞孔内にインキ誘導用および補強用の中継繊維芯を挿入
固定した構成のペン芯は、スポンジ状材料よりなるため
に篭圧に対して良好な弾力性および耐久性を有する反面
で尖端がちぎれ易く、また、練圧下での変形に伴ない尖
端が紙面からハネ上り気味となるので紙面に対する完全
な密着状態が得られない。しかも、このペン芯は上述の
ごとく中継繊維芯を必要とするので構成が複雑であり、
製造工程数、ひいては製造コストが増加するので経済性
にすぐれない。 〔Ｄ〕内部にスリット状の毛細管を形成した弾性のある
。または軟質の熱可塑性合成樹脂の押出成形芯体を尖鋭
形状に形成したペン芯は、電線と類似した書体を筆記し
さる利点を有するが、篭触感が硬く、また毛細管構造が
スリット状であるためにペン先内部でのインキ保持量が
少ないのみならず、いわゆるドレンバック現象を生じ易
いなど、良好なインキ流出性能が得られるものとは言い
がたい。 （ＩＣ）実公昭ｆｉ　５−８８，６９１号公＠には、不
規則に絡み合わせた繊維の表面および交絡点をポリアミ
ドウレタン等の弾性樹脂で被覆または結合させ、かくし
て得られた芯体な尖鋭形状に形成したペン芯が開示され
ている。かかる構成のペン芯は、フェルト状構造の弾性
繊維芯の尖鋭端において前記［Ｃ）のスボ二゛／ジ状材
料よりなるペン芯と同様に線圧に対して比較的良好な復
元性を有するが、擦過を伴なう引張り応力や曲げ応力に
対しては極めて弱く、尖端のほつれ、ちぎれ咎を生じ易
いので、実用に供しうる満足な性能を有するものが得ら
れない。 発明者らは、既知のペン芯における上述の各欠１点を解
決するため、上端および絵鎖等におゆる篭触感および筆
記特性に寄与する要因を、構造および素材の物理的／化
学的特性、ならびに生産工程の各面にわたって探究し、
種々の素材の組合わせおよび成形条件について実験を重
ねた結果、非常にすぐれた筆触感と、篭跡および筆記性
能とを有するペン芯を想到するに至ったのである。 本発明は、一般に市販されている合成繊維と、合成樹脂
エラストマとを組合わせてゴム状弾性体１．。 としての特定の繊維構造体を構成することにより、長手
方向にそろった繊維束よりなり、筆記先端が非常にすぐ
れた柔軟性、弾力性、耐久性および耐摩耗性を有するペ
ン芯を提案しようとするものである。 本発明の他の目的は、筆記先端の研削面で遊離している
独立した個々の繊維が復元性を有し、これＫよって不所
望のケバ立ちを防止することのできるペン芯を提案する
Ｋある。 本発明のさらに他の目的は、既知の製造方法によって少
ない組立工程で容易かつ経済的に製造することのできる
ペン芯を提案するＫある。 以下、本発明を図示の実施例について説明する。 先ず第１図を参照すると、図示の線記具１０は本発明に
よるペン芯を設けるのに好適なものであり、適当な合成
樹脂材料よりなる管状本体１１を具えている。本体１１
は、第１図で左側に位置するその先端部分に通気孔１２
が形成され、内部にインキリザーバ１８が収められ、第
１図で右側に位置する開放後端を閉鎖すると共に’Ｊザ
ーバ１８の位置決めを行なうキャップ１４を有する０本
発明によるペン芯２０は、リザーバｌδと連通するよう
に後端がリザーバ１８内に押込まれ、先端部分は本体１
１の先端の開口部を通し【本体１１の外部に突出するよ
うに配置する。 第２図〜第４図に明示するごとく、本発明によるペン芯
ＳＯは適宜の太さく単糸繊度）を有し、かつ縦にそろえ
て配列された多数本の巻縮ポリアミド繊維８１と、後に
詳述する合成樹脂エラストマ２８とＫより形成された多
孔質の棒状体よりなり、ゴム状弾性体としての複合繊維
組、織を具える。 この芯体ｓＯは、その横断面において、１本または複数
本のボリアζド繊維２１を核成分とし、ボリアミド繊維
！１の直径に対し？　ｔ／ｓ　〜Ｖ８ｏ、好適にはＬ／
！Ｉ−Ｌ’２０の範囲内の厚みを有する合成樹脂エラス
トマｉｓを複合層とする複合繊維状断面を呈する不定形
要素ｓ８を含んで〜・る（第８図参照）、これらの不定
形要素！１ｉｆｔ、芯体ＳＯの横断面におい【相互に連
通する多数の黴細な空隙Ｓ４よりなるインキ導通路を残
し【一様にランダムな凝集状態となるように配列されＣ
〜する。上記空隙３４は芯体ＳＯの内部で縦長状の方向
性を有し、芯体ＳＯの一端から他端にわたつ【形状をラ
ンダムに変化させながら蔦長し′Ｃおり、芯体３０が５
ｓ−ｙｏ％の範囲内の適白な気孔率を有するように形成
されている。かかる構成を有する芯体は、例えば１０ｗ
Ｌ以下の直径としズ形成され、その一端ｉ器が研削等に
より筆記先端として加工される。 上述の構成における合成樹脂エラストマとしては、種々
の化合物を用いることができるが、特にイソシアナート
基と活性水素基の反応生成物であるポリウレタン系エラ
ストｉは耐水性、耐薬品性および耐摩耗性にすぐれてい
るので好適である。 他方、物理的特性から検討する場合には、縦に方向性の
ある繊維を核成分とする複合層を形成する合成樹脂エラ
ストマとしては物理的特性のノ（ランスにすぐれ、換言
すれば抗張力および伸度が充分に高いものを使用すべき
である。すなわち、例えば合成樹脂エラストマの抗張力
が高くとも伸度が不充分であれば、抗張力を超えた応力
が作用するととにより破断、永久歪みの残留および／ま
たは疲労が生じ易くなるので、かかる合成樹脂エラスト
マは適当とは言えない。発明者らは種々検討した結果、
上述の特定の構成において用いる合成樹脂エラストマと
しては１．ｙｘｓＫｊｊｉ定される試験法に従って測定
した値で少なくとも２００％以上の伸度と、１００％伸
変にお−るＮｏ　Ｏ）Ｇ’ｍ”以下の弾性率（いわゆる
モジュラス）とを有する必要のあること、ならびに２５
０％以上の伸度と１００％伸度における２０〜６０　ｋ
Ｖｃａ”の弾性率とを有するものが好適であることを確
認した。なお合成樹脂エラストマの耐摩耗性は引張強度
が１５０ｋｌｌ／３”以上となるに従って向上し、特に
引張強度が３２０ｋｌＶｃｙａ”以上である場合にペン
芯にとって好適な特性が得られることも確認した。 上記各条件を満足し、かつポリアミド繊維２１と協働し
てゴム状弾性体としての複合繊維組織を形成する合成樹
脂エラストマａＳは、一般に市販されて各種の用途に供
され【いる反応性または非反応性の熱可塑性または熱硬
化性ポリウレタン系エツストマ材料のうちから任意に選
択することができるうかかるエラスト−ｔ＃料としては
、；ロネート／ニツポ２ン（日本ポリウレタン（１）、
パンデツクス（大日本インキ〔ａ）、アジプレンＬ（テ
ュポン）、フルプラン（バイエル）　ｌｌｉｔ例示する
ことができる。 上述の緒特性を有する合成樹脂エラスト￥２２は１本ま
たは複数本のポリアミド繊維ｓｌの外側でその長手方向
ＫＧつて駕在する複合化層をランダムに形成する。した
がって本発明によるペン芯は曲げ、ねじれ、圧縮および
引張り等の応力変化に対する変形に際して合成樹脂エラ
ストマ２２と核とし【のポリアミド繊維３１との界面に
生じる弾性歪みエネルギが反作用として働くので変形復
元性にすぐれているのである。すなわちペン芯２０の筆
記先端２δが複合化繊維の縦方向軸線と平行に延在する
のを常態とする柔軟性を有するため、鎖記時の練圧、角
度および運篭方向の変化に対して鋭敏に変形および復元
応答して紙面に対して良好に密着する柔軟な鍬触感が得
られる。 上記構成のペン芯２０における筆触感は、核成分として
の繊維８１の種類、繊度および巻縮の有無、ならびに芯
体の気孔率等によっても広い範囲にわたって変化する。 本発明において繊維ｚｌとしてポリアミド繊維を用いる
理由は、その分子構造中に動物性繊維と同様のアミド結
合を有し、合成繊維の中では比較的高い吸湿性または吸
水性を持ち、吸水時に繊維が膨潤して剛性を低下させる
性質を利用できること、ならびに耐摩耗性にすぐれてい
るととｋよるものである。一般に繊維を縦に方向性を持
つ特定の複合構造として一体化すると、その複合因子の
付加分に応じて剛性が高まる傾向がある。かかる傾向は
、吸水性が少なく剛性が低下しにくい繊維構造体におい
て％に顕著である、したがって複合繊維構造体にすぐれ
−た弾力性および柔軟性を付与する上でポリアミド繊維
の有する上記の各性質はきわめて重要である。 また、ポリアミド繊維であってもその繊度が増加するに
伴なって剛性が大となり、鎖記先端２５の研削面におい
て湿潤時または練記後にケバ立ちが生じやすくなる−そ
の限界は明らかではないが、発明者らの行なった実験の
結果、他の構成因子を可能なかぎり変化させずに繊度の
みを７デニール以下の範囲内で細くすると、筆記先端に
加わる応力変化に対して最も好ましいしなやかな変形応
答性が得られ、かつ不所望のケバ立ちを防止できること
を確認した。 筆記先端ＢＩＳＫおける変形応答性には繊維に付与した
巻縮も有効に寄与している。すなわち巻縮によって単に
ペン芯ｚＯの内部における繊維の絡み合いおよび空隙の
形成が助長されるのみならず、一定の凝集状態下にある
被合繊維組織にある稠度の変形自由度を持たせることが
でき、これによって鎖記先端の変形応答性が向上する。 さらに、ペン芯の気孔率は小さくなるに従ってインキ流
出量が減少し″′Ｃ練跡が薄くなると共に複合繊維組織
の自由な屈伸が阻害され、練圧の変化に対する筆記先端
の局所的または全体的な変形自由度が低下する傾向が大
となる。他方、ペン芯の気孔率が大きすぎれば筆記先端
ＳＳにおい【各繊維がはつれ易くなる。発明者らの行な
った実験の結果、所望の筆触感および筆記特性を有する
ペン芯を得るためには上記、気孔率が８５〜Ｔｏ％の範
囲内にあることが望ましく、加工条件、組立条件等も考
慮するどきＫは気孔率を４０〜６０％の範囲内とするの
が好適であることを確認した。 本発明によるペン芯は、第６図に示すように変形に対す
るすぐれた復元特性を有するものである。 第２図のグラフは、？（１＋ｕａの長さの各種のべ／芯
を８０秒間にわた９ｘｓｏ’折曲げた状１１に保持した
後のペン芯の復元角度および所要の復元時間の関係を示
しているう第５図におい【曲線人は気孔率を４８％とし
た本発明によるペン芯の復元特性を、曲線Ｂは曲線人の
ペン芯より合成樹脂エラストマの厚さを増加させ、気孔
率を４８％とした本発明によるペン芯の復元特性を、曲
線Ｃは曲線人のペン芯より核成分としての繊維を８０％
増加させ、合成樹脂エラストマの厚さを減少させて気孔
率を４４％とした本発＠によるペン芯の復元特性をそれ
ぞれ表わすものである。これに対して曲ｉＩＤは、ポリ
アミド繊維とポリフレタン樹脂とを用い、気孔率を約４
６％とした従来のペン芯の復元特性を、また曲線Ｅはポ
リエステル繊維を用いた同様なペン芯の復元特性をそれ
ぞれ表わしている。 値上のごとく構成した本発明によるペン芯２０は、極細
のポリアンド繊維ｇｘ６を肴するしなやかな縦軸方向性
と外部応力に対する変形応答性が、合成樹脂エラストｖ
　Ｎ　ｌの弾力性および復元性と相互に補完しあうこと
に基づく極めて良好な柔軟・性を持つものである　しか
もペン芯ｚＯが内部に縦長状の方向性を有するインキ導
通路２４を具え、多量のインキを吸収・保持できる気孔
率の大きな多孔質構造よりなるため、篭記時の鹸記速度
や線部幅の変化に対して充分な追従性を有するインキ流
出特性が得られる。また個々の接合繊維構造が良好な復
元性および耐摩耗性を有しているので、筆記先端ｓ６に
多少のほつれが生じたとしてもそのほつれた繊維構造は
所定の形状に容易に復元するととＫなる。したがって本
発明によるペン芯は従来の電線や＃１１ｍＫおける穂先
と同様に良好な練触感および銀跡の筆記特性を具え、そ
のすぐれた柔軟性を活用して習字用、スケッチ月報広範
囲にわたって使用できる利点を有している。 本発明によるペン芯は、例えば米国特許第８．８６４．
１８１号、同第８，５５８，８９１号等に記載されてい
る公知のプルセスによって連続的に成形加工した後、適
宜の長さに切断し、必１’に応じ【後硬化処理を施した
芯体の先端を研削加工することＫより高い生産性の下で
容易に、したがって経済的に得ることができる。また第
１ｗＪＫ示したごとく組立構造がきわめ【簡単であるこ
とも本発明によって得られる大きな経済的効果の１つで
ある。 なお＠６図に示すペン芯２　Ｇ’は筆記先端ｊ１５’を
電値の穂先と同様の形状に形成したものであり、％Ｋｉ
ｔ字用とし【適当である。さらに第７図はたがね形状に
形成した筆記先端２５’を有し、カリグラフィーに好適
なペン芯８１を示すものである。 これら両実施例においては各図の右側に位置するぺ／芯
の後端を切頭円錐形状に研削し、より広い面積をもって
リザーバと連通可能としている。 ４図面の簡単な説明 第１図は本発明の一集施例によるペン芯を具える娘記具
の一例を示す縦断面図、 第總図は第１図に示すペン芯の側面図、第８図は同じく
第１図に示すペン芯の拡大横断面図、 第４図は同じく第１図に示すペン芯の筆記先端の拡大側
面図、 第６図は本発明によるペン芯の屈曲−復元特性を示すグ
ラフ、 第６図および第７図は本発明の他の実施例によるペン芯
の側面図である。 ２０・・・ペン芯、２１・・・ボリア２ド繊維、ｇ　ｇ
−・・合成樹脂エラストマ、１Ｂ・・・不定形要素、ｆ
ｆ１４−・・空隙、２６・・・筆記先端。 特許出願人　　東京帽子株式金社 第；図 第２図 第３図 第４図 第５図 復元的間（Ｓ） 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　巻縮性を有する７デニール以下の極細ナイロン繊
   維を縦に引揃えて集束し、その繊維束を、伸度が２００
   　（以上であり、かつ／ＱＯ嗟伸贋におりる弾性率が１
   ｏｏｋｑｚｉ−以下のゴム状弾性を有する接着用糊剤に
   より、気孔率が３ｊ〜７０−となるように接着し、その
   繊維束の一端を筆記端として尖鋭に形成したことを特徴
   とする、柔軟性を有する筆記用ペン芯０