JP2016032916A

JP2016032916A - 塗布具用ペン先部材

Info

Publication number: JP2016032916A
Application number: JP2014156701A
Authority: JP
Inventors: 樹高藤; Tatsuki Takafuji
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-03-10

Abstract

【課題】ペン先乾燥現象を遅らせつつ、ペン先部材の品質安定化や、ペン先部材の安定供給が可能な、塗布具用ペン先部材を提供する。
【解決手段】繊維集束体からなり、油性インキを内蔵する塗布具に用いられるペン先部材２であって、そのペン先部材の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２、かつ、内部空間量Ｖが５０〜２５０ｍｍ^３となる塗布具用ペン先部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗布具用ペン先部材に関する。

従来、マーキングペンとして使用されているペン先部材としては、アクリル繊維やポリエステル繊維を用いた繊維集束体よりなるペン先部材や、ポリエチレン樹脂やポリプロピレンなどを材質とした焼結ペン先部材、また、ポリエステル樹脂やポリアセタールなどを使用して押し出し成形よりなるプラスチック製のペン先部材などを用いるが、コスト等の面から繊維集束体よりなるペン先部材を用いる事が最も多い。
その繊維集束体を用いたペン先部材は、所定の形状に形成する為に、繊維の間に樹脂の接着剤を用いてペン先部材の繊維同士を固め、その後、研磨砥石で研磨を行い所定の形状に仕上げる工程が採られている。このようにして作製されたペン先部材は、油性インキや水性インキ等、種々のインキを内部に含浸させ、使用されている。
このようなマーキングペンでは、例えば中綿にインキが充填され、中継芯を経由して、さらに筆記部となるペン先部材が接続されている。

従来における、油性インキが充填されたマーキングペンの、繊維集束体を用いたペン先部材では、ペン先部材を覆うキャップを取り外して放置した状態、いわゆるキャップ開放状態で、ペン先からインキ中の溶剤が揮発して、ペン先部材中で、インキ中の樹脂や着色剤が固化し、次に筆記しようとした際に筆跡かすれや筆記不能となるペン先乾燥現象が生じていた。このような現象は、水性インキが充填されたマーキングペンでも発生する可能性はあるが、油性インキが充填されたマーキングペンでより発生し易く、ユーザーの使い勝手が悪くなるなど問題視されることが多かった。このペン先乾燥状態から筆跡を復元させる方法としては、紙面に書き込みを行うという方法がある。ペン先乾燥の状態が進んでいる程、筆跡が復元するまでの書き込み量が多くなり、ペン先乾燥がペン先部材全体に進行してしまっていると書き込みでの復元が難しい場合もある。
このペン先乾燥現象の始まりを遅らせる方法として、インキ中に乾燥防止作用を有する化合物を配合しインキの溶剤の揮発を抑制する化学的手法や、ペン先部材に被膜する物理的手法などが考案されている。これらを組み合わせてペン先乾燥現象を遅らせようとした発明が、特許文献１（特許第３４７７１７５号）に開示されている。
特許文献１に記載のマーキングペンでは、ペン先乾燥現象（ドライアップ）遅延作用を有する化合物を含む油性インキを充填し、その化合物はショ糖エステルおよびフッ素系界面活性剤よりなる群から選択される。また、ペン先部材（ペン先）は、ポリエステル、アクリルまたはフェルトの繊維で構成され、ペン先内部の気孔率を３０〜７０％、ペン先外周部の気孔率を０〜２０％とし、更にペン先内部とペン先外周部の気孔率差が１０％以上異なるように構成されている。

特許第３４７７１７５号

特許文献１のペン先部材は、内部の気孔率と外周部の気孔率に細かい指定があるが、実際の製造において、内部の気孔率と外周部の気孔率をどちらもそれぞれ指定して製造することは極めて困難である。また、特許文献１にも記載されているように、通常の手法では内側と外周側の気孔率を測定することができないので、製造されたペン先部材の気孔率が指定通りになっているか確認するのに特別なスキルや装置が必要である。つまり、製造されたペン先部材の品質確認が困難であり、ひいてはペン先部材の品質安定化やペン先部材の安定供給に影響を及ぼす恐れがある。また、ペン先部材外周部の気孔率が極端に低くなると筆記部分が固くなり、筆記感が悪くなるという、筆記具として致命的な欠陥を背負うこととなる。
そこで、本発明では、ペン先乾燥現象を遅らせつつ、ペン先部材の品質安定化や、ペン先部材の安定供給が可能な、塗布具用ペン先部材を提供する。

本発明は、繊維集束体からなり、油性インキを内蔵する塗布具に用いられるペン先部材であって、そのペン先部材の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２、かつ、内部空間量Ｖが５０〜２５０ｍｍ^３となる塗布具用ペン先部材であることを要旨とする。

繊維集束体からなり、油性インキを内蔵する塗布具に用いられるペン先部材であって、そのペン先部材の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２、かつ、内部空間量Ｖが５０〜２５０ｍｍ^３とすることで、ペン先乾燥現象を遅らせつつ、ペン先部材の品質安定化や、ペン先部材の安定供給が可能な、塗布具用ペン先部材を提供することが出来る。

本発明のペン先部材２を配置した筆記具本体１の縦断面図。本発明のペン先部材２。

次に、作用について説明する。繊維集束体の、一部品よりなる一本のペン先部材２で、ペン先部材２の全長をＬ、外径をＤとする。また、ペン先部材２の、筆記時に紙面に触れる筆記先端側を前端、その逆側でありインキ吸蔵体４もしくは中継芯と接続される側を後端とする。ペン先部材２の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２（さらに好ましくは、１５．７〜２１．４）のとき、ペン先部材２の外径に対して全長の範囲が定まることになる。例えば内部状態が均一なペン先部材であるとき、インキがペン先部材２の後端から前端まで到達する時間は全長に反比例し、流れやすさは外径に比例する。つまり、長さのみ異なるペン先を考えると、ペン先部材２の全長が長い方がインキ吸蔵体４からインキが筆記部分まで到達する時間が長くなり、インキの消費に伴うインキ供給が悪くなる。ペン先乾燥状態から復元させるときもインキ供給が迅速に行われないとペン先乾燥には不利になる。よって、Ｌ／Ｄがある範囲内であるとき、復元性能が良好になり、上記がその範囲である。

ペン先部材２の体積と気孔率の積を、ペン先部材２の内部空間量Ｖとする。内部空間量Ｖが大きい方が、ペン先部材２内部のインキ保持量が増え筆記先端部の近くに湿潤状態のインキが多く存在できる。つまり、内部空間量Ｖが大きい方が乾燥しにくく、ペン先乾燥が起こったとしてもそこからの復元は早くなる。一方、内部空間量Ｖが体積に対し多すぎると、ペン先部材２内部の繊維が毛細管力を働かせにくくなる恐れがある。もしくは、繊維ペン先は製造過程において樹脂成分が外周部側に寄っていって高密度部分を作りそれが繊維の壁となってインキの揮発を防ぐ作用があるが、内部空間量Ｖが多すぎる場合このような壁部分を形成できるだけの繊維量が無く、ペン先部材２の外周付近まで繊維が疎の状態になってしまい、インキが揮発しやすい状態になり、ペン先乾燥が発生するまでの時間が短くなってしまう。従って復元性能も悪化する。ペン先部材２の外周付近にはインキの揮発を防ぐ繊維による壁があることが望ましい。また、内部空間量Ｖが多すぎるとインキがペン先部材２内部で完全に行き渡るのに時間がかかり、その間にもペン先部材２内部で乾燥が始まってしまう恐れがある。以上のことより、最適なペン先部材２の内部空間量を５０〜２５０ｍｍ^３（さらに好ましくは、５７〜１２５ｍｍ^３）とすることで、復元性能を良好にすることができる。

よって、本発明の塗布具用ペン先部材２は、繊維集束体からなるペン先部材２であり、ペン先部材２の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２（さらに好ましくは、１５．７〜２１．４）、内部空間量Ｖを５０〜２５０ｍｍ^３（さらに好ましくは、５７〜１２５ｍｍ^３）とすることで、ペン先乾燥現象を遅らせつつ、ペン先部材の品質安定化や、ペン先部材の安定供給が可能な、塗布具用ペン先部材を提供することが出来る。なお、ここで、塗布具とは、マーキングペンを始めとする筆記具を含むものであり、化粧具など、繊維集束体からなるペン先部材を有し、被対象物に塗布するものを指す。

次に、基本的な構成について説明する。筆記具本体１は、先端にペン先部材２を備え、そのペン先部材２はペン先部材ホルダ３にガイドされている。さらに、筆記具本体１は、その内部にインキを収容する部材でもある。その筆記具本体１内でのインキの収容方法は中綿方式であり、繊維集束体などのインキ吸蔵体４に含浸させ、収容されている。これに使用されるインキは、油性染料インキで粘度２．４〜３．４ｍＰａ・ｓ、表面張力２４．０〜３０．０ｍＮ／ｍである。しかし、本発明に使用されるインキは、着色剤として染料及び／又は顔料が使用でき、粘度と表面張力も特に限定されるものではない。
本発明は、キャップ開放状態において、ペン先乾燥現象を遅らせることが出来るが、筆記具未使用時においては、前記ペン先部材２の乾燥を防止するために、ペン先部材２を気密に保持するキャップ６を使用するのが良い。もしくは、筆記具本体の前後動に連動して開閉する蓋体を設けたノック式の密閉構造を使用しても良い。ノック式の密閉構造を使用する事によって、筆記具の使用時におけるキャップ紛失を防止したり、筆記時にキャップの開閉を両手で行わなければならないといった煩わしさを防止することができる。
前記ペン先部材２としては、アクリル樹脂やポリウレタン樹脂などを用いた砲弾型ペン先部材であり、前記樹脂を接着剤によって繊維同士を固め、後に、研磨砥石で研磨を行い所定の形状に仕上げる、いわゆる、繊維収束体からなるペン先部材２となっている。

（実施例１）
図１は、本発明のマーキングペン（筆記具本体１）の断面図である。軸筒５の先端にペン先部材ホルダ３が配され、ペン先部材２はそのペン先部材ホルダ３にガイドされている。ペン先部材２の後端は軸筒５内のインキ吸蔵体４に挿入され、インキはインキ吸蔵体４から筆記部まで誘導され、筆記可能となる。ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ２．２ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝２１．４、気孔率が４３．５％、体積が１６９．１ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝７３．６ｍｍ^３となっている。

（実施例２）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が３７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ２．２ｍｍなのでＬ／Ｄ＝１６．８、気孔率が４３．５％、体積が１３１．１ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝５７．０ｍｍ^３となっている。

（実施例３）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ２．５ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝１８．８、気孔率が４３．０％、体積が２１８．２ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝９３．８ｍｍ^３となっている。

（実施例４）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ３．０ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝１５．７、気孔率が３９．８％、体積が３１４．０ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝１２５．０ｍｍ^３となっている。

（実施例５）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ３．５ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝１３．４、気孔率が５７．３％、体積が４２６．７ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝２４４．５ｍｍ^３となっている。

（比較例１）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ１．８ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝２６．１、気孔率が４３．０％、体積が１１２．９ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝４８．５ｍｍ^３となっている。

（比較例２）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が５７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ１．８ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝３１．７、気孔率が４３．０％、体積が１３８．４ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝５９．５ｍｍ^３となっている。

（比較例３）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ２．０ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝２３．５、気孔率が４１．０％、体積が１３９．６ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝５７．２ｍｍ^３となっている。

（比較例４）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が５７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ２．０ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝２８．５、気孔率が４１．０％、体積が１７１．０ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝７０．１ｍｍ^３となっている。

（比較例５）
図１に示すマーキングペンであり、ペン先部材２の全長（Ｌ）が４７ｍｍ、外径（Ｄ）がφ４．０ｍｍなので、Ｌ／Ｄ＝１１．８、気孔率が５５．２％、体積が５５６．０ｍｍ^３なので、内部空間量Ｖ＝３０６．９ｍｍ^３となっている。

実施例１〜５、比較例１〜５を用いて、下記の試験を行った。これらの試験品については、インキ吸蔵体４から充分にインキがペン先部材２全体に行き渡るようにさせるため、試験品組み立て後に２５℃、６５％の環境にて所定時間静置し、所定量の筆記を行った後、２０℃、２０％の環境に３日間横向きにて静置した。なお、一般的に、冬場などの乾燥環境下では特にペン先乾燥現象が起こりやすいため、その条件を再現するため、２０℃、２０％の環境に３日間横向きにて静置した。

〈ペン先乾燥後早期復元可能時間測定試験〉
２０℃、２０％の恒温恒湿試験室内にて、複数本の上記試験品のキャップ６を外し横向きで静置し、一定時間毎に手書き筆記し、復元するまでの筆記量を測定する。筆記は２×７ｃｍの枠内に連続して一筆書きで４回丸を書き、その後ペンを１２０°回転させて２×７ｃｍの枠内に４回丸を書き、更にペンを１２０°回転させて２×７ｃｍの枠内に４回丸を書く、を繰り返す。４回丸を書き、それを３回繰り返す、すなわち１２回丸を書いている間（１２丸筆記以内）で筆跡が復元することを「早期復元可能」とし、早期復元が可能であるキャップ開放時間を「ペン先乾燥後早期復元可能時間」とした。一定時間毎の復元までの筆記丸数の平均をとり、キャップ開放時間を横軸、復元までの筆記丸数の平均を縦軸としたグラフにて線形近似し、１２丸筆記以内で復元する時間を算出した。

表１の試験結果から明らかなように、油性インキを内蔵する塗布具において、実施例１〜５は早期復元可能時間が１２０分以上となっている。比較例１〜５に比べ「ペン先乾燥後早期復元可能時間」が最大約３倍まで増加させることができた。さらに、Ｌ／Ｄを１５．７〜２１．４、空間量Ｖを５７〜１２５ｍｍ^３とすると、早期復元可能時間は１５０分以上まで引き上げることができる。以上より、湿度２０％の乾燥環境下で上記のような効果のある発明であることが実証された。

１筆記具本体
２ペン先部材
３ペン先部材ホルダ
４インキ吸蔵体
５軸筒
６キャップ

Claims

繊維集束体からなり、油性インキを内蔵する塗布具に用いられるペン先部材であって、そのペン先部材の全長Ｌと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが１３〜２２、かつ、内部空間量Ｖが５０〜２５０ｍｍ^３となる塗布具用ペン先部材。