JPH0322829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、耐摩耗性並びに折曲げ強さ等の物性
を向上せしめ、筆記寿命が長く、書味に優れ、特
に毛筆様の筆記具を除く細字書き若しくは細線引
き用の筆記具に使用すると、顕著な効果を発揮し
得る合成樹脂製ペン体に関するものである。 従来一般に市販されている細字書き又は細線引
き用の筆記具は、その大多数のものが直径の細い
ポリアセタール樹脂製のペン体をペン先として使
用している。 しかし乍ら、これらの筆記具は、ポリアセター
ル樹脂製ペン先の折曲げ強さの実用上の限界によ
り、ペン先ホルダーからの筆記先端の露出長に制
約を受け、ペン先の直径が0.8mmの場合で通常1.0
乃至1.5mm程度の露出長の筆記先端のものとして
使用に供されている。従つて、折曲げ強さに優
れ、露出長を長くしても真直性を維持し折れにく
い合成樹脂製ペン体であることが要望されてい
た。 また、この種のポリアセタール製ペン先は一般
に市販される上質紙或いは複写機用上質紙等の紙
面上における100ｇ程度の筆圧下での筆記により、
筆記距離100ｍ当りおよそ0.015mm乃至0.250mmの
先端摩耗を生ずる。従つて、常時使用する紙質に
よつては、筆記先端が摩滅し、筆記寿命が500ｍ
程度の筆記距離しか得られないこともあり、耐摩
耗性の良好な合成樹脂製ペン体の開発が要望され
ていた。 更には、筆記具の筆記寿命は、使用するインク
の組成の主溶媒成分が水、有機溶剤又はこれらの
混合溶媒であることによつても、相当の差異が生
ずることもある。このため、良好な耐薬品性と耐
有機溶剤性を前記物性と共に併せもつような合成
樹脂製ペン体であることが要望されていた。 そこで、本発明者等は、このような従来の筆記
具用ペン体の有する欠点を一挙に解決し、筆記性
能が飛躍的に向上し、筆記寿命が長く、書味に優
れた合成樹脂製ペン体を開発するべく鋭意研究し
た結果、ペン体の材質につき、熱可塑性の結晶性
合成樹脂の分子の結晶化状態に着目するに至り、
その結晶化状態を制御することによつて得られる
特定の混晶を呈する合成樹脂製ペン体が極めて効
果的であることを見い出したのである。 即ち、本発明の要旨とするところは、熱可塑性
の結晶性合成樹脂から成る棒状芯体であつて、そ
の軸線方向に連続する適宜断面形状のインキ導通
用毛細管を有する筆記具用ペン体において、前記
合成樹脂分子の結晶化状態が、分子配向された配
向結晶と、該配向結晶間に分散して生長せしめた
微細な無配向結晶と、残余の非結晶質とから成る
混晶として形成されていることを特徴とする合成
樹脂製ペン体、にある。 以下、本発明について詳細に説明する。 まず、本発明において特定の混晶を形成せしめ
た点について、説明する。 前記構成による合成樹脂製ペン体は、合成樹脂
分子の配向結晶化に伴い、筆記時の紙面との摩擦
による筆記先端の摩耗に対し、優れた抵抗性を有
することとなる。 また、この配向結晶間に微細な無配向結晶を生
長させたことにより、結晶化度が上昇し、その結
晶化状態がさらに緻密な混晶構造となる。これに
より、配向結晶の緩和現象が防止され、優れた剛
直性と折曲げ強さを有するものとなる。又、配向
結晶間に分散して生長させた微細な無配向結晶は
筆記先端に外部応力が作用した場合に、配向結晶
化に伴うペン体の軸線方向への亀裂の生じ易さを
防止する作用がある。更に、この無配向結晶が残
余の非結晶質間に微細な結晶として無数に生長し
ていることは、非結晶質部が一般に外部応力に対
して変形又は塑性変形し易いことを防止する効果
がある。これにより、ペンの筆記先端は、紙面に
対し、合成樹脂分子の配向結晶と、微細な無配向
結晶と残余の非結晶質とからなる混晶状態の分子
表面が接することとなる。 従つて、かゝる構成により、筆記時の筆記先端
部に加わる外部応力、すなわち、圧縮、曲げ、並
びに摩擦等に対し優れた強さと耐久性とを有する
ものとなり筆記寿命が長く、良好な書味のペン体
とすることが出来る。 この点、従来の合成樹脂製ペン体は、その素材
の選択並びに製造法上、叙上の本発明の如き構成
の混晶を呈しておらず、熱可塑性の結晶性合成樹
脂材を用いた場合であつても、結晶は配向化され
ずに無配向結晶となつて非結晶質と混合した結晶
化状態のものであつた。また、結晶がある種の配
向状態を伴うようなものであつても、合成樹脂材
が溶融状態で引伸される際に生ずる程度のもので
あり、いわゆる分子鎖が伸びきつた状態を呈する
配向結晶化状態のものではなかつた。 次に、本発明の実施例を製造法の一例と共に示
す。 実施例 第１図に示すように、ホツパー１から押出成形
機２内に供給した溶融状態にあるポリエチレンテ
レフタレート樹脂を、そのシリンダーヘツドに取
付けた適宜の開口状態を有する成形ダイス３から
押して、縦方向のインキ導通用毛細管となる空隙
を形成した溶融線状体を成形し、引き続き、この
線状体を可能な限り非結晶質状態にするため、冷
却水槽５に浸漬して速やかに冷却固化し、直径が
1.6mmの透明な連続状の異形断面ロツド４を形成
した。このロツドは、密度法により合成樹脂の結
晶化度を測定したところ、約0.07であり、大部分
の分子が非結晶質状態であることが確認できた。 次に、この異形断面ロツドを調整ローラー６を
介して加熱炉７に導き、約130℃の温度条件下で
加熱しながら引張応力を与え、長さ比で約４倍に
連続的に延伸し、直径が0.8mmでインキ導通用毛
細管を有するモノフイラメント状の芯体８を形成
した。このときの芯体は、前記と同様に密度法に
より熱可塑性の結晶化度を測定したところ、約
0.17に上昇しており、延伸による配向結晶化が生
じ、分子配向された配向結晶を生成していること
が確認できた。 更に、この芯体８を非酸化性雰囲気（窒素ガ
ス）加熱炉９に導き、軸線方向の収縮を防止しな
がら、約200℃で30分間、加熱処理して、その合
成樹脂の未配向状態にある非結晶質部の結晶化を
促進し、透明な棒状芯体１０を得、、所定の長さ
に切断した後、ペン体形状に成形した。この加熱
処理後の棒状芯体１０は、前記と同様に密度法に
より合成樹脂の結晶化度を測定したところ、更に
結晶化度が促進されて約0.53にまで到達してお
り、前記の配向結晶化により分散化した非結晶質
部が球晶状に巨大化することなく、微細な無配向
結晶として配向結晶間に生長し、前記の配向結晶
並びに残余の非結晶質と共に混晶状態の分子結晶
構造を呈していることが確認できた。 得られたペン体の形状を第２図に示す。同図
中、ペン体１１は両端にインキ吸収端１２及び筆
記端１３を備えており、断面図ロに示す如く、イ
ンキ導通用毛細管１４を有している。なお、ハは
他のペン体例（断面図）である 以上の実施例に係るポリエチレンテレフタレー
ト樹脂製（PET）ペン先と従来のポリアセター
ルコポリマー樹脂製（POM−Ｃ）ペン先とをそ
の物性について比較試験した。その結果を表−１
乃至表−３に示す。 表−１は耐摩耗性についてのものである。摩耗
試験は、通常の試験機を使用し、外径0.8mmφの
ペン先を筆記角度70゜、荷重100ｇ、速度９ｍ／
minの筆記条件の下に100ｍ筆記せしめ、各々の
筆先端の摩耗量（mm）を調らべた。なお、紙質に
よつて生ずる摩耗特性の差異を明瞭にするため、
筆記用紙として、国産上質紙Ａ、国産上質複写用
紙Ｄ、欧州に於ける筆記試験用紙Ｂ、米国に於け
る筆記試験用紙Ｃの４種を使用した。

【表】 の摩耗比である。
同表より明らかなように、いずれの紙質を使用
した場合でも、本実施例の合成樹脂製ペン先は、
従来のペン先の1/2以下の摩耗水準にあり、優れ
た耐摩耗性を示していることがわかる。 表−２は、極細直径の棒状芯体をペン先とする
場合に重要な特性である折曲げ強さについてのも
のである。試験方法は、鉛筆芯の強さ試験と同様
の要領にて、ペン先ホルダから露出する筆記先端
の長さを種々変化させ、屈曲降伏点（角度60゜）
に於ける耐荷重（Kg）を調らべた。

【表】 きの両者の強さ比である。
同表より明らかなように、本実施例の合成樹脂
製ペン体は、通常使用される筆記先端の露出長
1.0乃至1.5mm範囲で、従来のペン先の折曲げ強さ
を１とした場合、約1.5倍以上の強さを示してお
り、筆記具に於るペン先の直径を実施例のものよ
り細くする場合にきわめて有利である。又、ホル
ダーからの筆記先端の露出長を比較的長くするこ
とができる利点がある。従つて、本実施例のもの
は、前記した耐摩耗性と併せ、筆記寿命がきわめ
て長くなり、適度な剛直性と弾性とを有する書味
に優れたペン先であることがわかる。 表−３は、各種のインキ組成分に対する耐薬品
性及び耐溶剤性についてのものであり、外径0.8
mmφ、長さ25mmのペン先を50℃の各種インキ組成
分に３日間浸漬し、外径及び長さの寸法変化率
（％）、並びに曲げ強度（ｇ）を調らべた結果であ
る。

【表】 同表から明らかなように、インキの組成分に多
用される比較的低級のアルコール類、グリコール
類、セロソルブ等の有機溶剤に対し、従来より殆
んどの紙書き又は細線引き用の筆記具のペン先に
使用されているポリアセタール樹脂の場合、膨潤
し、強度低下しているのに比らべ、本実施例のポ
リエチレンテレフタール樹脂は殆んど強度低下は
みられず、また、最も強度低下し易いエステル類
がケトン類に対しても、本実施例の方が優れてい
る。更に、一部のインキから検出されるHCl等の
成分に対しても、本実施例の方が耐久性がある。
従つて、本実施例のペン先は、いずれのインキ組
成分に対しても、耐薬品性並びに耐溶剤性に優れ
ていることがわかる。 なお、本発明では、合成樹脂製ペン体の材質と
して熱可塑性の結晶性合成樹脂を素材とすること
を必要とするが、かゝる樹脂のうちでも、結晶化
速度が比較的遅く、従来、素材としてそれ程適切
でなかつたような結晶性合成樹脂材料を使用する
のが好ましい。結晶化速度が速く、非結晶質状態
のロツドを形成することの困難な結晶性合成樹脂
は、一旦球晶状に生長してしまつた結晶が配向結
晶化の際に大きな引張応力により延伸されること
となるので、製造上からも製品の機能面からもあ
まり適切ではない。 また、前述の加熱処理による結晶化促進後の棒
状芯体の結晶化度は、使用する結晶性合成樹脂材
料がもつている最大到達結晶化度に近い程、物性
の向上を図ることができ、実施例のポリエチレン
テレフタレート樹脂の場合（最大到達結晶化度は
約0.6）、混晶状態にある結晶化度を0.45以上とす
ることが好ましい。 なお、また、ペン体の直径は、実用上、２mm以
下とすることが好ましく、1.5mm以下となるに伴
いさらに顕著な効果を発揮するのであり、このよ
うな細い直径のモノフイラメント状芯体の周囲に
熱可塑性合成樹脂の套体を被套した場合にはその
直径を２mm以上のものとして使用することができ
る。 以上、説明したところから明らかなように、本
発明によれば、筆記具用合成樹脂製ペン体として
備えるべき諸物性のいずれにおいても極めて優れ
たペン体を提供することができ、斯界の要請に完
全に応え得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る合成樹脂製ペン体を形成
する一製造工程例を示す概略説明図、第２図はペ
ン体を示し、同図中イはペン体の全体図、ロはそ
のＡ−A′断面図であり、ハは他のペン体例（断
面図）を示す。 １……ホツパー、２……押出成形機、３……押
出ダイス、４……異形断面ロツド、５……冷却水
槽、６……調整ロール、７……延伸用加熱炉、８
……モノフイラメント状芯体、９……雰囲気加熱
炉、１０……棒状芯体、１１……ペン体、１２…
…インキ吸収端、１３……筆記端、１４……イン
キ導通用毛細管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性の結晶性合成樹脂から成る棒状芯体
   であつて、その軸線方向に連続する適宜断面形状
   のインキ導通用毛細管を有する筆記具用ペン体に
   おいて、 前記合成樹脂分子の結晶化状態が、分子配向さ
   れた配向結晶と、該配向結晶間に分散して生長せ
   しめた微細な無配向結晶と、残余の非結晶質とか
   ら成る混晶として形成されていることを特徴とす
   る合成樹脂製ペン体。 ２ 合成樹脂分子の結晶化度は結晶性合成樹脂材
   の最大到達結晶化度に実質的に等しい特許請求の
   範囲第１項記載の合成樹脂製ペン体。 ３ 結晶性合成樹脂がポリエチレンテレフタレー
   ト樹脂である特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の合成樹脂製ペン体。 ４ 合成樹脂の分子の結晶化状態が密度法による
   結晶化度として少なくとも0.45である特許請求の
   範囲第３項記載の合成樹脂製ペン体。 ５ 合成樹脂の分子の混晶中に配向結晶を包含し
   ていることにより棒状芯体における合成樹脂の失
   透が抑制されている特許請求の範囲第１項〜第４
   項のいずれかに記載の合成樹脂製ペン体。