JPS6121838B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマーキングペン、サインペン等の筆記
具に使用する合成樹脂製ペン先の製造方法および
装置に関するものである。

上述した種のペン先は、その横断面において、
インキ導入孔として作用する適宜形状の微細空隙
を有するのが普通であり、その筆記機能面からは
外周環状部の内部のインキ導入孔をペン先の断面
中心部にも配置するのが望ましいことが知られて
いる。何らかの原因によりペン先内部に所望形状
の微細空隙が得られない場合には、かかるペン先
が取付けられた筆記具は良く知られているように
筆記感が滑らかではなくなつたり、筆跡が途切れ
たり、筆記特性が不安定となることがある。した
がつて、このようなペン先を成形するダイスは所
望形状の微細空隙が確実に得られるものでなけれ
ばならない。

従来よりペン先内部の微細空隙に相当する形状
に切削加工を施した雄型と、この雄型に組合わせ
る雌型とからなるダイスが使用されている。しか
しながら、かかる雄型・雌型の組合わせダイスで
は、毛細管を形成する雄型を切削加工する都合
上、曲折を有する毛細管、幅の変化する毛細管を
形成させることが非常に困難であり、したがつて
ダイスの工作上の制約から毛細管の形状が限定さ
れる。また、雄型・雌型の組合わせに際して位置
合わせに狂が生じたり、破損してしまう可能性が
高く、ペン先の品質を一定に保持するのが困難で
ある。

さらに、多数の近接して配置された吐出孔を有
するダイスを使用し、これらの吐出孔により溶融
合成樹脂をフイラメント状に押出して吐出する時
の合成樹脂の膨張により押出された合成樹脂相互
間を内部に微細空隙が残されるように部分的に溶
着させることは既知である。しかし、かかる構成
のダイスでは吐出孔から押出されるフイラメント
状の溶融合成樹脂の包絡線が微細空隙と相似形を
なすものであるため、使用する樹脂の種類毎に吐
出孔の間隔を適切に設定し直さなければならな
い。また吐出孔の相互間隔を密接にしかつ厳密に
設定する必要があり、したがつてペン先の断面形
状が複雑になる程ダイスの高い加工精度が要求さ
れ、ダイスの工作が困難であり価格的にも不利と
なる。しかも、押出条件の変動により樹脂相互間
の溶着状態が変化しやすく、成形品の形状が不安
定となりがちであり、溶着が不完全なために剥離
が生じたり、所定の断面形状が得られないことが
ある。

本発明の目的は、加工上の制約が少なく、ペン
先における所望形状の微細空隙に対応する部分を
ダイスに正確かつ容易に形成することができ、し
かも成形品の形状安定性を向上し得る筆記具用合
成樹脂製ペン先の製造方法および装置を提案する
にある。

この目的を達成するために本発明は、筆記具用
合成樹脂製ペン先の成形ダイスとして、その端面
に成形すべきペン先の断面形状に対して略相似形
状を有する適宜な深さの凹陥部が形成されてお
り、かつ前記ペン先のインキ導通路としての微細
空隙に相当するダイスの領域は、前記凹陥部の中
心からその周壁に向けて略放射状に延在するも該
周壁には達しない位置で終止する配列形態を有す
る隔壁を構成し、該隔壁にはダイス端面に向けて
開口する空気導入孔が、また、前記凹陥部の底面
には多数の樹脂導入孔がそれぞれ形成されている
ダイスを使用し、前記凹陥部底面の樹脂導入孔よ
り導入される溶融樹脂を、前記隔壁に設けた空気
導入孔からの適当量の空気の供給下において、前
記凹陥部の底面および周壁と前記隔壁とにより限
定される空間内で整合成形した後に前記ダイス端
面から吐出させ、引伸ばし冷却することにより、
成形される棒状体に外周環状部と、その内部で前
記ダイスの隔壁と略相似形状を呈し断面中心部で
相互に連通する複数の略放射状インキ導通路とを
形成することを特徴とするペン先の製造方法を要
旨とするものである。

さらに本発明は、外周環状部を有し、インキ導
通路としての微細空隙が断面中心部より前記環状
部に向けて略放射状に配設された筆記具用合成樹
脂製ペン先の製造装置において、成形ダイスを具
え、そのダイス端面には成形すべきペン先の断面
形状に対して略相似形状を有する適宜な深さの凹
陥部が形成されており、かつ前記ペン先のインキ
導通路としての微細空隙に相当するダイスの領域
は、前記凹陥部の中心からその周壁に向けて略放
射状に延在するも該周壁には達しない位置で終止
する配列形態を有する隔壁を構成し、該隔壁には
ダイス端面に向けて開口する空気導入孔が、ま
た、前記凹陥部の底面には多数の樹脂導入孔がそ
れぞれ形成されており、これら樹脂導入孔は、こ
れを通して導入される溶融樹脂が前記凹陥部の底
面および周壁と前記隔壁とにより限定される空間
内でペン先の断面形状に対して略相似形状を有す
る断面形状に整合成形されてからダイス端面より
吐出されるように配列されていることを特徴とす
る製造装置を要旨とするものでもある。

以下、本発明を図面について説明する。

第１図は本発明による合成樹脂製ペン先の製造
装置の概略を示すものである。この製造装置１０
は図示しないメインスクリユーが内蔵された押出
成形機１２、加熱装置１４、電動機１６、ホツパ
ー１８、成形ダイス２０、引伸ばし装置２２等か
ら構成される。加熱装置１４を作動させることに
よりホツパー１８よりの原料ペレツトを加熱溶融
し、これと同時に電動機１６によりメインスクリ
ユーを回転させることによつて溶融樹脂をダイス
２０に所定圧力で供給する。原料の合成樹脂とし
ては、ポリアセタール、ポリフエニレンオキサイ
ド、ナイロン、ポリオレフイン、ポリエチレン等
の良く知られた熱可塑性合成樹脂を使用すること
ができる。これらは成形するペン先の所望の筆記
特性に応じて選定することができる。ダイス２０
により適宜の断面形状に成形された樹脂の棒状体
２４を引伸ばし装置２２により所定の太さとなる
ように引伸ばして冷却し、図示しない切断装置に
より所定の長さに切断する。切断された個々の棒
状体２４は、少くとも一方の端部２４ａを研摩加
工により研削し、ペン先として形成する。

なお、ダイス２０には空気導管２６からの空気
を導入可能とする。この空気は、後述するよう
に、成形される溶融樹脂の棒状体２４内部に所定
圧力で吹込まれ、または吸引される。

第２図ないし第４図は本発明による製造装置に
含まれる成形ダイス２０の一実施例を示すもので
ある。このダイス２０の中央部分には、成形すべ
きペン先の断面形状に対して略相似形状を有する
こ適宜の深さの凹陥部２８をダイス端面より一段
引込ませて形成する。すなわち、ペン先における
インキ導通路としての微細空隙に相当する隔壁Ａ
が残されるようにダイス端面に形彫加工等を施し
て凹陥部２８を形成し、その隔壁Ａは、所定の曲
折を有し凹陥部２８の中心よりその周壁に向けて
放射状に延在する複数本、例えば６本の突起３０
として凹陥部２８内に配設される構成とする。こ
れらの突起３０は、凹陥部２８周壁には達しない
位置において終止させ、望ましくはその上面をダ
イス２０の端面と一致させる。凹陥部２８には更
に、突起３０が形成された個所以外の底面に、多
数のそれぞれ互いに独立した樹脂導入孔３２を設
ける。突起３０の中心には空気導入孔３４を設
け、この空気導入孔３４を前述した空気導管２６
と連通させる。図示例においては成形機１２に対
してダイス２０を取付けるためのねじ（図示せ
ず）の受座３６，３８，４０，４２をダイス２０
の外周部に形成する。

ダイス２０の加工上、突起３０の輪郭は一部ま
たは全体をこれらの樹脂導入孔３２の包絡線で形
成するのが有利である。

前述したごとく互いに独立した多数の樹脂導入
孔３２が設けられている凹陥部２８の底面より下
側の領域はペン先の樹脂導入部分４６として機能
するものであり、また底面より上側の凹陥部周壁
と隔壁、すなわち突起３０とにより限定される空
間はペン先の形状形成部分４４として機能する。
そして形状形成部分４４の断面形状は製造される
ペン先の断面形状と略相似形をなすものである。

樹脂導入孔３２の直径、数量および配置は設計
上自ら決定できることではあるが、これら樹脂導
入孔３２の開口率、すなわち樹脂導入孔３２の総
面積が形状形成部分４４の吐出面積に対して占め
る比が50％以上となるように直径および数量を関
連させて決定するのが望ましい。その理由は、開
口率が50％に満たない場合には形状形成部分４４
に対する溶融樹脂の供給量が不足し、形状の安定
性が低下したり、形状形成部分４４における成形
が不完全となることがあるからである。

また、樹脂導入孔３２は、少なくとも前記形状
形成部分４４として機能する空間の放射方向にお
ける未端部にも配置されていることが望ましい
が、当該空間内における樹脂導入孔３２は、その
相互間隔をさほど密接かつ厳密に設定しなくとも
よく、当該空間において溶融樹脂がほぼ均一に充
満しうる程度に略均等の間隔で前記凹陥部底面に
分散配置されている。

本発明によれば、上述した構成の成形ダイス２
０を使用して次の要領でペン先素材としての棒状
体２４を成形することができる。すなわち押出成
形機１２からの溶融樹脂がダイス２０に供給され
ると、樹脂は多数の樹脂導入孔３２から成る樹脂
導入部分４６を通過して形状形成部分４４に導入
される。ここで樹脂は形状形成部分４４に充満さ
れ、形状形成部分の形状に対応する断面形状に形
成され棒状体２４として吐出される。吐出された
棒状体２４は、ダイス２０の突起３０に相当する
個所に放射状の微細空隙２４ｂを有している。前
述したように突起３０の中心には空気導管２６と
連通する空気導入孔３４が設けられているため、
この空気導入孔３４から適当量の空気を棒状体２
４内部に導入することにより、微細空隙２４ｂが
成形時に圧着されるようなことはない。

本発明の製造装置においては、溶融樹脂が前述
したようにダイスの形状形成部分４４に充満され
るため、その樹脂導入孔３２相互間の間隔はあま
り厳密でなくともよく、略均等にされている。こ
れに対し、従来のダイスのようにフイラメント押
出しにより各フイラメント間を溶着させる場合に
は、樹脂導入孔の間隔はそのまま製品の品質に影
響を与えるために極めて密接かつ厳密に設定され
ねばならない。

本発明の製造装置によれば、ダイスに略均等に
分散配置された樹脂導入孔から導入される溶融樹
脂は形状形成部分として機能する空間内で一旦形
状が整定された後にダイスより吐出されるので、
成形品の形状安定性が優れている。

本発明の製造装置におけるダイスは、形状形成
部分の所要形状を単一の平板に形彫りするだけで
良いので、加工上の制限が少く、正確な所要形状
を容易にできる。また従来の雄型・雌型の組合わ
せダイスのように型の位置合わせの必要がなく、
不注意な取扱いによる破損のおそれも少ない。さ
らに、上述したようにダイスの加工が容易であ
り、また樹脂導入孔の配置があまり制約されない
ので、ペン先の微細空隙の形状をかなり自由に設
計することができる。

前述したように所定の単位長さに切断された棒
状体２４には、その横断面において放射状をなす
微細空隙２４ｂが軸線方向に一端から他端にわた
り延在する。この微細空隙２４ｂがインキ導通孔
として作用する。第５図および第６図に示すペン
先として完成した棒状体２４を、マーキングペ
ン、サインペン等の筆記具の軸筒４８に装着する
（第７図参照）これに際して棒状体２４の軸筒４
８内の端部２４Ｃを、軸筒４８内に収められイン
キの充填されたリザーバ５０内に挿入し（第８図
参照）、リザーバ５０内のインキを微細空隙２４
ｂの毛細管作用でペン先２４の筆記端２４ａに供
給することは勿論である。

本発明の製造装置により、前述の構成のダイス
を使用して製造されたペン先は、第６図に示すご
とく、複数のインキ導通孔としての微細空隙が断
面中心部において相互に連通しているためにペン
先の長手方向軸線まわりの角度いかんに抱らず中
心部において必要かつ十分な量のインキが的確に
供給される。また、本発明により製造されるペン
先において、ダイスの隔壁の未端と凹陥部の周壁
との間の環状スペースに相当するペン先の外周環
状部は、樹脂を稠密に充満させて形成するもので
あるため、剛性が高く、かつ機械的強度にすぐれ
ており、微細空隙２４ｂを隔てて相互に隣接す複
数の山形突出片を筆圧の作用下における弾性変形
に対して効果的に支持する機能を発揮する。

以上説明のとおり、本発明によれば、特にペン
先の断面形状を正確に成形することができ、か
つ、また微細空隙の形状の設計自由度が大きくな
つたこと等、従来のダイスでは得ることができな
かつた数々の利点が得られる。

なお、本発明は上述した実施例のみに限定され
るものではなく、その範囲内において種々の変形
を行なうことが可能である。例えばダイスの隔壁
として設けられる突起の数を６とはせず、成形す
るペン先の所望の筆記特性に応じて８または10と
しても差しつかえない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるペン先製造装置の概略を
示す側面図、第２図ないし第４図はそれぞれ本発
明を実施するために使用することのできるダイス
の平面図、透視図および第３図−線に沿う断
面図、第５図および第６図はそれぞれ形成された
ペン先の側面図および第５図−線に沿う断面
図、第７図および第８図はそれぞれ第５図に示し
たペン先が装着された筆記具の透視図および第７
図−線に沿う部分縦断面図である。 ２０……ダイス、２８……凹陥部、３０……隔
壁を構成する突起、３２……樹脂導入孔、４４…
…形状形成部分、４６……樹樹脂導入部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筆記具用合成樹脂製ペン先の成形ダイスとし
   て、その端面に成形すべきペン先の断面形状に対
   して略相似形状を有する適宜な深さの凹陥部が形
   成されており、かつ前記ペン先のインキ導通路と
   しての微細空隙に相当するダイスの領域は、前記
   凹陥部の中心からその周壁に向けて略放射状に延
   在するも該周壁には達しない位置で終止する配列
   形態を有する隔壁を構成し、該隔壁にはダイス端
   面に向けて開口する空気導入孔が、また、前記凹
   陥部の底面には多数の樹脂導入孔がそれぞれ形成
   されているダイスを使用し、 前記凹陥部底面の樹脂導入孔より導入される溶
   融樹脂を、前記隔壁に設けた空気導入孔からの適
   当量の空気の供給下において、前記凹陥部の底面
   および周壁と前記隔壁とにより限定される空間内
   で整合成形した後に前記ダイス端面から吐出さ
   せ、引伸ばし冷却することにより、成形される棒
   状体に外周環状部と、その内部で前記ダイスの隔
   壁と略相似形状を呈し断面中心部で相互に連通す
   る複数の略放射状インキ導通路とを形成すること
   を特徴とするペン先の製造方法。 ２ 外周環状部を有し、インキ導通路としての微
   細空隙が断面中心部より前記環状部に向けて略放
   射状に配設された筆記具用合成樹脂製ペン先の製
   造装置において、成形ダイスを具え、そのダイス
   端面には成形すべきペン先の断面形状に対して略
   相似形状を有する適宜な深さの凹陥部が形成され
   ており、かつ前記ペン先のインキ導通路としての
   微細空隙に相当するダイスの領域は、前記凹陥部
   の中心からその周壁に向けて略放射状に延在する
   も該周壁には達しない位置で終止する配列形態を
   有する隔壁を構成し、該隔壁にはダイス端面に向
   けて開口する空気導入孔が、また、前記凹陥部の
   底面には多数の樹脂導入孔がそれぞれ形成されて
   おり、これら樹脂導入孔は、これを通して導入さ
   れる溶融樹脂が前記凹陥部の底面および周壁と前
   記隔壁とにより限定される空間内でペン先の断面
   形状に対して略相似形状を有する断面形状に整合
   成形されてからダイス端面より吐出されるように
   配列されていることを特徴とする製造装置。