JPH03248765A - 液体筆記具のペン先 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインキ流出用の間隙を有する液体筆記具のペン
先に関し、より詳しくは耐摩耗性を改良することによっ
て筆記寿命を大幅に向上させ、しかも書き味が格段に良
好な液体筆記具のペン先に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のペン先は熱可塑性樹脂を押出成形加工す
ることにより得たものが殆どであり、当該樹脂としては
ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール等の単体又
はこれらの樹脂に充填材を配合させた複合材料が一般に
使用されていた。

上記材料からなるペン先は筆記に際し、摺動摩擦する時
にはインキ等の液体が潤滑剤的な役割を果たしていると
はいえ、摩耗が比較的大きい欠点を有しており、特に筆
記圧の高い人が使用したり表面粗度が大きい紙に使用す
る際は、その傾向が顕著であった。つまり、上記したい
ずれの樹脂もペン先の筆記寿命に影響する耐摩耗性に関
しては問題があった。したがって、この耐摩耗性の小さ
いことが液体筆記具の設計上大きな障害となっており、
特に次の二点が挙げられる。

その−点はインキ吸蔵体に収容されているインキ量とペ
ン先の摩耗量とのバランスがとれていることが必要であ
るが、従来のペン先では摩耗が大きいために、インキは
十分に残っているにも拘らず、ペン先の摩耗が原因で液
体筆記具の寿命が制約されてしまっている。

もう−点はインキ吸蔵体をカートリッジ化することによ
り、筆記寿命を大幅に伸ばすことができるが、従来の異
形断面のインキ流出用の間隙を有するペン先では耐摩耗
性の小さいことが原因で液体筆記具をインキカートリッ
ジ交換方式とするのは殆ど有用ではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、本発明者は種々のインキ流出用の間隙を有す
るペン先を研究してきており、耐摩耗性の大きい材料、
ガラス、セラミックス、各種金属等を用いることにより
、摩耗については解決できるものの、これらの材料はプ
ラスチック材料からなるペン先と比較して、筆記具のペ
ン先のもう一つの重要な特性である書き味が非常に劣悪
である欠点を有しており、特に筆記の線幅を細く書ける
ようにすればするほど書き味が悪化する傾向があり、ま
たインキ流出用の間隙に紙の繊維等が食い込んで目詰り
を起こしたり、描線を乱す等の問題点を有していた。

そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたものて、
その目的とするところは、従来ては得られなかった筆記
寿命か耐摩耗性を改良すること（こよって大幅に向上し
、しかも書き味か格段１こ良０液体筆記具のペン先を工
業的にも簡便な方法を用い安価に製造して提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は上記目的を達成するために鋭意研究の結果、
結晶性高分子を成形して得られた成形物を軸線方向に高
倍率に延伸する際の加熱源として、マイクロ波による誘
電加熱にて得られた高延伸倍率の成形物が筆記特性、特
に耐摩耗性と書き味に優れる液体筆記具のペン先となる
ことに想到し本発明を完成させた。

すなわち、通常未延伸の結晶性高分子の成形物は、分子
鎖がきちんと配列した結晶部と分子鎖か乱れた非晶部か
混在している。この非晶部か弾性率等の機械的強度を低
下させる原因となって０る。

したがって、機械的強度を向上させるためには、この非
晶部の分子配列を整えて結晶化させる必要がある。

従来、プラスチックスを高弾性率化する技術として、熱
風等によりプラスチックスを外部から加熱して動き易く
して延伸し、分子鎖の配列を整えて結晶化させる方法が
用いられていたが、この方法は外部からの加熱であるた
め、太径の成形物では十分内部までの加熱が短時間では
困難なため、高倍率の延伸では延伸途中で破断してしま
い、延伸倍率も低倍に限定されていた。

本発明ではマイクロ波を使用することにより、内部から
特に非晶部分を発熱させることができ、結晶部と非晶部
とで加熱効果に差が生じ、分子鎖の動きにくい結晶部は
殆ど発熱せず分子鎖の動き易い非晶部が選択的に強く発
熱する。このような状態で延伸すると、非晶部に延伸応
力が有効に働き、分子鎖の配列が効率よく行われ十分に
結晶化させることができる。また、マイクロ波加熱では
試料内部より発熱するため大径の試料でも十分に加熱す
ることができる。このマイクロ波加熱を行うことにより
連続的に効果的な延伸が可能になった。

本発明に用いられる結晶性高分子は、既知のものであり
、分子内に極性基を有していれば、市販のポリアセター
ル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等を用いる
ことができるが、特にポリアセタール樹脂は、その簡単
な分子構造、弱い双極子相互作用により、分子鎖の再配
列か容易に起こり得る材料であり、ペン先としての成形
性、対摩耗性、インキの濡れ性等の理由で好ましい。

本発明で目的とするペン先を得るには、通常の熱可塑性
樹脂の成形に用いられる公知の押出成形機、射出成形機
を用いるとよいか、成形物にインキ流出用の間隙を確保
するには製造コストの観点から押出成形機を使用するこ
とが好ましい。なお、いずれの方法においても溶融流れ
の速度制御、溶融温度の制御が十分にできることが望ま
しい。

次に、押出成形して得られたインキ流出用間隙を有する
中空の連続体を延伸する。ここで用いられる延伸装置は
、この成形体を加熱するためのマイクロ波加熱装置、そ
の加熱されたものを引き伸ばす働きをする繰出機、引取
機より構成されている。マイクロ波加熱装置は発振器、
加熱用の円筒導波管、これらを接続する矩形導波管、余
分なマイクロ波を吸収するダミーより成り立っている。

なお、発振器の発振周波数は２４５０ＭＨｚである。

この装置を用いて前記成形物を延伸する際に、繰出機、
引取機の速度を変えれば任意の延伸倍率のものが得られ
る。この得られた延伸成形物を短尺切断し、ペン先状に
先端を研磨して高延伸体のペン先を作成することができ
る。

〔作　　用〕

本発明によって得られる高倍率に延伸したペン先は次の
ように優れた長所を有する。

（１）非晶部分が効果的に加熱され、延伸応力を有効に
働かせることができ、また一方向に配向して緻密な結晶
構造を有するため筆記時の耐摩耗性に優れる。

（２）高倍率に延伸することが可能であるため、ペン芯
自体の強度が増加し、筆圧の高い人でもペン先を破損す
ることがない。

（３）ペン先の構造部材はプラスチックであるので、ガ
ラス、セラミックス、各種金属等のペン先とは異なり書
き味に優れる。

（４）成形設備は通常の熱可塑性樹脂の装置をそのまま
用いることができるから、大量生産が可能で一本当たり
の単価が安く済む。

〔実　施　例〕

次に本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。

本実施例では結晶性高分子としてポリアセタール樹脂を
使用し、これ以外に分子内に極性基を有していれば、ポ
リアミド樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができ
る。

本実施例はポリアセタール樹脂を加熱溶融、押出成形後
に異形断面の間隙を有するような状態に、多数の小孔を
配置したダイスを先端に装着し押出成形する。この成形
物をマイクロ波加熱延伸装置で延伸倍率１２倍に設定し
て延伸し、短尺に切断して異形断面の間隙を有するペン
先を得た。このペン先を筆記具に組み立てて、機械筆記
試験機で筆記した時のペン先の摩耗量を測定し、書き味
については熟練した評価者による官能試験を行った。

また、曲げ弾性率についてはペン先のままで測定した。

その結果を第１表に示す。

次に、上記マイクロ波加熱延伸装置を第１図に基づいて
説明する。

同図において、押出成形機１０で押出成形し、冷却槽１
１を経て得られたインキ流出用間隙を有する中空の連続
体を延伸する延伸装置は、この成形体を加熱するための
マイクロ波加熱装置２０、その加熱されたものを引き伸
ばす働きをする繰出機１２、引取機１３より構成されて
いる。マイクロ波加熱装置２０は発振器２１、加熱用の
円筒導波管２２、これらを接続する矩形導波管２３、余
分なマイクロ波を吸収するダミー２４より成り立ってい
る。なお、発振器２１の発振周波数は２４５０ＭＨｚで
ある。

また、この装置を用いて前記成形物を延伸するに際して
、繰出機１２、引取機１３の速度を変えれば任意の延伸
倍率のものが得られる。この得られた延伸成形物を短尺
切断し、ペン先状に先端を研磨して高延伸体のペン先を
作成することがてきる。

ところで、ペン先におけるインキ流出用の異形断面の間
隙の実施例を第２図乃至第８図に基づいて説明する。第
２図の第１実施例は半径方向・の間隙１を放射状に外面
に開通させたペン先２であり、必要に応じて第３図に示
すように外周部にバイブ３を装着して使用する。また、
第４図の第２実施例は半径方向の外面に開通した放射状
の間隙１の途中に円周方向の枝状の間隙１が連通したペ
ン先２である。

さらに、第５図の第３実施例は半円状で数本の平行な間
隙１を平面部に開通させたペン先２であり、第６図に示
すように対称な一対のペン先２を合体させて外周部にバ
イブ３を装着して固定するものである。

そして、第７図の第４実施例は扇形でその中心方向へ開
通する複雑な形状の間隙１を有し、第８図に示すように
３体を合体させてその外周部にバイブ３を装着して固定
するものである。

〔比較例〕

ポリアセクール樹脂を加熱溶融、押出成形後に異形断面
の間隙を存するような状態に多数の小孔が配置されたダ
イスを先端に装着した押出成形機を用いて成形し、短尺
切断して異形断面の間隙を有するペン先を得た。

上記操作によって得られたペン先の曲げ弾性率の測定、
筆記具に組み立てて筆記試験機による摩耗量の測定、熟
練者の官能試験による書き味の試験を行った。その結果
をやはり第１表に示す。

〔試験結果〕

第１表 但し、摩耗量試験において、機械筆記試験機による筆記
試験の条件は筆記加重のみ１００ｇ「としたが、その他
はＪ　Ｉ　Ｓ−５−６０３７−１９８６マキングペンに
準じた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るペン先は筆記特性、
特に耐摩耗性と書き味に優れ、上記試験結果でも明らか
なように、従来のペン先ではインキがまだ十分残存して
いるにも拘らず、短い筆記距離で軍記不能になってしま
っていたのが、大幅に長い距離までも筆記できるように
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられるマイクロ波加熱延伸
装置を示す説明図、 第２図は本発明の第１実施例を示す横断面図、第３図は
第１実施例の他の使用形態を示す横断面図、 第４図は本発明の第２実施例を示す横断面図、第５図は
本発明の第３実施例を示す横断面図、第６図は第３実施
例の他の使用形態を示す横断面図、 第７図は本発明の第４実施例を示す横断面図、第８図は
第４実施例の他の使用形態を示す横断面図である。 １・・・間隙、　２・・・ペン先、　３・・・パイプ、
１０・・・押出成形機、２０・・・マイクロ波加熱装置
２１・・・発振器、２２・・・加熱用の円筒導波管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インキ流出用の間隙を有する結晶性高分子の未延伸成形
   物をマイクロ波により誘電的に加熱しつつ延伸してなる
   ことを特徴とする液体筆記具のペン先。