JPS6028679B2 - 筆記具用ペン先 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は筆記臭用ペン先詳しくはボールペンに相当する
細字用から毛筆同様の大字用ペン先に至るまでの繊維と
樹脂との複合体からなる筆記臭用ペン先の構造とその製
造法に関するものである。

従釆この種のペン先としてはフェルトベンがあり、‘１
’主として羊毛フェルトに熱硬化性合成樹脂加工を施し
たフェルトベン｛２）平行繊維東に熱硬化性合成樹脂、
熱可塑性合成樹脂、ゴム、可塑剤、発泡剤の混合液を含
浸させたのちに発泡剤を発泡ごせた毛筆用フェルトベン
（特公昭３８−１０６６４号）｛３｝平行繊維東に熱硬
化性合成樹脂、熱可塑性合成樹脂、繊維に対する溶剤の
混合液を含浸し張力をかけ乍ら乾燥熱処理を行って繊維
東を硬化させたフェルトベン（持公昭４０−２８０５８
号）がある。しかし乍ら‘１）の羊毛フェルトベンは樹
脂加工により気孔率が少くなり、且繊維密度が不均一の
ため細字用ペン先には不適であり（２ーの毛筆用ペンは
弾力性に富みすぎ硬度不足で細いペン先として不十分で
あり又習字用の場合でも毛筆で書いたような外観の字が
書けず｛３｝のフェルトベンは硬度が硬すぎて紙面との
すべりが悪く運筆時にきしんだり紙面を破いたりしてス
ムースな書き味が得られない欠点があり、更にはこれら
のフェルトベンの共通欠点として繊維東の接着不良から
ペン先尖端が割れたり或いは使用繊維素材の耐摩耗性の
低下から使用時間の経過に伴いペンの穂先が太くなり、
尖端の錐状が鈍化して当初の細字が書けなくなる欠点を
もっている。

これに対し本発明は繊維と連続気孔を有する高分子ェラ
ストマーとの複合体構造からなるものでその目的とする
ところは、連続にして且均一なるインキ通孔をもちペン
先の硬度、弾性の可変範囲が広く形態安定性に優れ、紙
面との低摩擦係数等の機械的強度をもち使い易い実用性
を特徴とする細字用から大字用ペン先を提供することに
ある。即本発明は繊維質材料が立体的に絡合された不織
布の空隙部に微細なる連続気孔を無数に有する高分子ェ
ラストマーを充填させた多孔質複合体であってその表層
が熱硬化性合成樹脂、熱可塑性合成樹脂又は高分子ェラ
ストマーに対する溶剤から選択された少なくとも一種に
より硬化処理後、非イオン系又はアニオン系界面活性剤
にて全体処理を用い乾燥することによって得られるもの
である。これら本発明は、繊維質材料の絡合空隙部に高
分子ェラストマーを充填させた複合体にすることにより
、耐摩耗性や接着力等の機械的強度を向上させてペン先
割れや尖端錐状部分の鈍化を防止し、又微細なる連続気
孔を無数に有する高分子ェラストマーは毛細管を利用し
たインキの通過孔となりその気孔内壁へ界面活性剤を附
与することによって親インキ性を高めてインキカスレを
防止し、更には多孔質複合体の表層へ熱硬化性合成樹脂
、熱可塑性合成樹脂、高分子ェラストマーに対する溶剤
の単独溶液又は混合溶液を含浸被覆させ熱処理すること
により多孔質複合体内層の気孔率を変えずに硬度を附与
（硬化処理）し、含浸被覆密度の多寡によって熱処理後
の硬化に変化を与えて細字用から大字用までの硬化・弾
性をもつペン先が得られることから完成したものである
。

本発明における繊維質材料並びにその絡合不織布とは公
知のレイョン、ベンベルグ、アセテート、ナイロン、ポ
リエステル、アクリル、ポリプロピレン、等の単独紡糸
繊維、及び２種以上の高分子物質を混合紙糸又は複合織
糸を行った繊維、例えばナイロン、ポリエステル等とポ
リエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等との混合
織糸繊維、複合繊糸繊維からなるものを繊維質材料とす
るものでこれらを単独若しくは２種以上の混線を行い、
通常のカードウェブからニードルパンチを経て立体的に
絡合された不織布を形成させて絡合不織布となすもので
ある。ペン先としての適度な柔軟性及びインキのカスレ
を防止し、インキの吸い上げ及び滑らかな書き味を出す
ために用いられる繊維質材料としては、２種以上の高分
子物質を混合紙糸又は配列紙糸を行なった繊維を用い、
任意の段階で榛み処理等の機械的操作により該繊維を割
列処理したり、或は一方の繊維成分を溶剤で溶解するこ
とにより、繊維内部に空隙を有するような中空又は極細
繊維東繊維としたものがよい。次に微細なる連続気孔を
無数に有する高分子ェラストマーの充填とは、該不織布
の空隙部にゴム状弾性を有する高分子ヱラストマー、例
えばポリウレタンヱラストマーを主体とする重合体組成
物を含浸して湿式凝固させ、水洗乾燥させて得られるも
ので繊維と多孔質高分子ェラストマーとの結合から多孔
質複合体と呼ばれるものである。

ゴム状弾性を有する高分子ヱラストマーとは、公知のポ
リウレタン系やアクリロニトリルーブタジエンゴム、ス
チレンーブタジエンゴム、クロロプレン等の合成ゴム、
ポリアクリル酸系のェラストマーが単独若しくはこれら
の１つを主成分とする組成物からなるもので、これらは
有機溶剤に溶解した溶液若しくは水分散液の形で絡合不
織布に含浸されるもので、その方法は特に限定されない
。又この高分子ェラストマ−を主体とする重合体組成物
に形成される無数の微細な連続気孔とは、重合体溶液を
貧溶剤からなる凝固俗に浸潰し、重合体溶剤を抽出して
重合体を凝固させることによって得られるもので、その
気孔断面積はペン先として使用するには１０〜１００仏
２特に３０仏２以下が好適であり、気孔密度も不織布空
隙部に均等に充填されたヱラストマー中に出釆るだけ無
数に、且むらなく均一に配分されていることが最も望ま
しい。

またこの気孔断面積の調節は凝固条件を適当に選択した
り、公知の凝固調節剤を用いることにより容易に得られ
る。絡合不織布に高分子ェラストマーを主体とする重合
体組成物を含浸する前にＰＶＡ、ＣＭＣの如き水溶性重
合体の水溶液を合浸し乾燥することにより絡合不織布内
の繊維表面に水溶性重合体の被覆を形成せしめ、次いで
高分子ェラストマー重合体を合浸したのち水落性重合体
を抽出した多孔質複合体は繊維と高分子ェラストマーと
が非密着であるので柔軟であり、極めてヤング率が低く
なり何れも曲げ応力に対して抵抗を低め、繊維と弾性体
とが応力に対して別個に挙動し両者間に「ずれ」を起し
て変形するため本発明の毛筆ペン先が従釆の毛筆と同様
の書き味を得る大きな要素となす。

絡合不織布空隙部に含浸充填される高分子ェラストマ−
の割合は重量比で繊維質材料１０〜６０％、高分子ェラ
ストマー４０〜９０％がよく、特に繊維質材料が２０〜
４０％、高分子ェラストマー６０〜８０％が好ましく、
これらの多孔質複合体の見掛け比重は０．１〜０．７の
範囲にあることがよく、望ましくは０．２〜０．４が好
適であり見掛け比重０．１以下では剛性不足して細字用
ペン先が得られず、０．７以上では気孔率が小さくなっ
てペン先のインキ含有量が少〈インキの吸上速度が低下
して運筆時いわゆる「カスレ」が発生して好ましくない
。多孔質複合体の厚みは１．０〜６．０柵、特に２．０
〜４．仇肋が適当であるが、この厚みはペン先の目的に
応じて多孔質複合体をスライス加工による分割によって
厚みを薄くしたり、或いは逆に接着剤を使用した積層後
着により厚みを増したりすることによって所望の厚みを
得ることが出来る。

積層接着に使用する接着剤は、多孔質複合体に充填され
ている同質の高分子ェラストマ−系接着剤が望ましく、
その接着方法はインキの通過孔を阻害しない方法、例え
ば点接着法で行われる。

かくして得られた多孔質複合体は、その表層（該複合体
を表面層、内層と区別した場合の表面層を意味するもの
で複合体の表面、裏面を含むもの）に対し次の硬化処理
をうけることになる。即ち、本発明の硬化処理とは多孔
質複合体の表層へ、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の溶
液又はェマルジョンを含浸被覆させ乾燥熱処理するか、
或いは多孔質複合体中に充填される高分子ェラストマー
の溶剤を表層へ含浸被覆させて乾頬費熱処理することに
より多孔質複合体内層の気孔率を実質的に変化させずに
硬度のみ附与することである。本発明の硬化処理として
使用される熱硬化性合成樹脂は公知のメラミン系、尿素
系、フェノール系、ェポキシ系の合成樹脂、その他熱硬
化性を有する合成樹脂の初期縮合物が用いられ、熱可塑
性樹脂は硬度と弾性を附与するために使用されるもので
アクリル系、酢酸ビニール系、塩化ビニール系の合成樹
脂、その他の熱可塑性を有する合成樹脂が用いられる。
これらは何れも乾燥、熱処理工程を経て硬化したのちイ
ンキの溶剤に不活性な樹脂の使用が望ましい。更に硬化
処理剤として高分子ェラストマーに対する溶剤があり、
これらは多孔質複合体の表層部分に存する高分子多孔質
を膨欄溶解してフィルム化し、上記合成樹脂液の飽充を
容易にして表層硬度を高めるために用いられるものであ
り、高分子ェラストマーに対し膨潤、溶解力を有するも
のが使用される。

例えば高分子ェラストマーとしてポリウレタンが用いら
れるときは、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラ
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン
、トルエン、インプロピルアルコール、メタノール等が
使用される。本発明に於ける硬化処理は、上記熱硬化性
合成樹脂、熱可塑性合成樹脂、高分子ェラストマーに対
する溶剤の各々を単独又は混合して使用するもので、単
独処理の場合には水溶液中に溶解又は分散させた熱硬化
性合成樹脂、熱可塑性合成樹脂並びに高分子ェラストマ
−溶剤の各溶液の内、何れか１つの単独溶液処理を行う
もので、異なる単独溶液を繰返し重ね処理することも出
来る。

又混合溶液の場合には水又は高分子ェラストマー溶剤溶
液中に熱硬化性合成樹脂及び／又は熱可塑性合成樹脂を
溶解又は分解させて調整されるものである。これらの熱
硬化性合成樹脂、熱可塑性合成樹脂の溶液には樹脂の反
応促進並びに樹脂と多孔質複合体との結合促進のために
触媒を併用しても良くこの場合、アンモニウム塩、金属
塩、ァミン塩酸塩等が用いられる。

このように調合された単独溶液又は混合溶液を前述の多
孔質複合体の表層へ含浸被覆させるには該複合体を上記
溶液に浸簿、スプレー、ハケ塗り等の方法によって行い
、一定の附着になるよう脱液したのち８０〜１００００
の熱風乾燥又は赤外線乾燥を行い、しかるのち１５０ｑ
ｏ〜２３０００の高温熱処理を行い熱硬化性樹脂の硬化
を完了させるものである。

上記溶液の含浸被覆の方法には、最初に下塗りとして低
濃度溶液を含浸し乾燥後更に上塗りとして高濃度溶液を
含浸被覆せしめて、多孔質複合体の表層部分に樹脂附着
量の密度勾配をつける方法も加えられる。

又上記溶液を含浸被覆する被処理物の形態は、前述のよ
うな多孔質複合体の連続シート状又は該複合体シートを
一定寸法に断裁、切削加工して断面角形や丸形とした紐
状のものでも良く、或いは該複合体の連続シート状で含
浸・被覆・熱処理したのち一定寸法に断裁、切削して断
面丸形の紐状としたものを再処理することも可能であり
、何れもペン先加工や硬化処理加工がより簡単に、合理
的に行える方法であれば後処理物の形態や処理回数に制
限されるものではない。

次いで乾燥、熱処理された多孔質複合体は、該複合体の
内層に存する高分子ェラストマーの連続気孔内壁に対し
、インキ液の吸上げ性を高め、筆記中にいわゆるインキ
カスレを生ずることのないように親インキ性を与えるた
めに界面活性剤処理が行われる。

界面活性剤としては、ポリオキシェチレン脂肪酸ェステ
ル型、ポリオキシェチレンアルキルェーテル型、ポリオ
キシアルキルアミン型、ポリオキシアルキルフェノール
ェーテル型の非イオン界面活性剤、並びにジアルキルス
ルホコハク酸型、アルキルフオスフェート型のアニオン
系界面活性剤が用いられ、その附着量は多孔質複合体に
対し０．０１〜１．５％（純分換算）が望ましく、附着
量の増大に伴い親インキ性は向上するが実用的附着量と
しては０．２〜０．８％が好適である。

これらの処理方法としては、常温から７０つ０前後に昇
温した上記界面活性剤溶液中に一定時間浸潰したり、液
中の絞りロールを通過させたり、真空含浸装置を使用し
たりして十分内層まで含液後脱水し乾燥、熱処理によっ
て得られるもので前記の熱処理硬化後の多孔質複合体を
連続シート状で処理するほか、該複合体を一定寸法に裁
断してペン状となしてから処理しても良く、又多孔質複
合体へ硬化樹脂を含復する前に処理することも出来る。

かくして得られた筆記臭用ペン先は、繊維質材料と連続
気孔を有する高分子ェラストマーとの複合体表層に硬化
樹脂を充填、被覆させた構造からなるため、内層の連続
気孔を阻害せずに、即気孔率を変えずに硬度・弾性を附
与することが出来てボールペンに近い硬い、細い書き味
のものから毛筆同様の柔い、太い書き味のものが得られ
る特色をもつものである。更にペン先尖端が繊維と高分
子ェラストマ」が露出しているため紙面との滑りが良く
走り書きが容易となる特色あり、これら紙面との摩擦抵
抗が少いことは、元釆耐マモウ性に強い素材から構成さ
れる複合体からなることを加えて、ベン先尖端部の摩耗
・変形が極めて少し、ことを意味するものであり、長期
間の使用に際してもペン先の太さが変らない特長も大き
く、又大字用毛筆ペンとした場合には運筆時ペン先に加
わる折由＃ずや圧縮、伸長に対し、繊維の縫合体と高分
子ェラストマーとが各々別個の挙動と変形を示し、この
作用が極めて毛筆に似た書き味と、字体の外観を似せる
ことが出来る等優れた特徴を発揮するものである。

以下本発明実施の一例を挙げる。実施例 １ ナイロン６／ポリスチレン、５５／４５の混合紙糸から
なる斑／５４肋繊維のランダムウェフーニ−ドルパンチ
絡舎不織布空隙部へ、ウレタン２０％ＤＭＦ（ジメチル
ホルムアミド）溶液を含浸・飽充し、ＤＭＦ３０％水溶
液中で凝固したのち水洗し、更に８０ｑｏの熱トルェン
溶液に浸潰して、ポリスチレンを溶解除去して、２．４
肌厚みの多孔質複合シート（蓮根状の中空繊維の総合空
隙部に微細な連続気孔を無数にもつウレタン樹脂を充填
したもの）を得た。

該シートの凝固面（表面・裏面）をスライスし夕て２．
仇吻のシートとし、次の樹脂溶液に常温で１５分浸潰し
て脱液し８０ｑｏの赤外線乾燥を行って７３％の樹脂附
着（対複合シート重量）とした。

べッカミンＰＭ−Ｎ（メラミン系樹脂）大日本インキ化
学工業欄製 ４５部０キャタ
リスト３０６（触媒） 同 上 ４．５部イソプ
ピルアルコール １碇部水
４０．５部次いで
１８０００５分の熱処理を行って含浸樹脂を硬化させた
のち、非イオン界面活性剤ラピゾールＦＣ（日本油脂■
製）の１％水溶液中に常温で２０分浸潰し、１００％絞
り率で脱液後１２０ｏｏの熱風乾燥機で乾燥し０．６５
％の活性剤附着とした。

かくして得られた硬化複合シートを一定寸法に裁断し、
穂先加工を行ったペン先をサインベンとして使用したと
ころ、紙面とのすべりが良く、かつきしむ音がなく、ま
た軽い書き味を発現し、更に平均３万８千字書く迄ペン
先の摩耗やはつれを生じることがなく、−またインキの
カスレもなかった。一方、従来より一般に用いられてい
る羊毛フェルトベンの場合には、紙面とのすべりが悪く
、常にきしむ音がし、更に平均３万字でペン先が摩耗お
よびほつれを生じ、ベン先としての用をなさなかつた。
実施例 ２ 実施例１の多孔質複合シートをウレタン系接着剤の点状
接着によって２枚積層接着して４肌厚みとし、このシー
トを次の樹脂溶液に常温で１３分浸潰し脱液したのち８
０ｑｏの赤外線乾燥を行い、４８％の樹脂附着（対複合
シート重量）とした。

べツカミンＰＭ−Ｎ（メラミン系樹脂） ３碇部キャ
タリスト３０６（触媒） ３ボンコー
トＲ−３３８０（ポリアクリル酸ェステル系）
１０メタノ−ル
ー。

水 ４７次いで１
９０午０心分の熱処理を行って含浸樹脂を硬化させたの
ち非イオン界面活性剤ェマロックスＮＸ−１１００（吉
村油化学■製）の０．５％水溶液中に常温に２０分浸潰
し１００％絞り率で脱液後１２０ｑ０の熱風乾燥機で乾
燥し、更に１５０ｑ０５分の熱処理を行って０．３４％
の附着量とした。かくして得られた４柳厚みのシートを
一定寸法に裁断し穂先の錐状加工を施した毛筆ペンは書
き味がソフトで滑らかでありインキ切れ、カスレを起す
ことなく毛筆と同様の字体を再現することが出来た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維質材料が立体的に絡合された不織布の空隙部に
   微細なる連続貫通気孔を無数に有する高分子エラストマ
   ーを充填させた多孔質複合体であつて、該多孔質複合体
   の表層が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は前記高分子エ
   ラストマーに対する溶剤から選ばれた少なくとも一種に
   より硬化処理後、非イオン系又はアニオン系の界面活性
   剤にて全体処理を行うことを特徴とする筆記具用ペン先
   。 ２ 不織布の空隙部に充填される高分子エラストマーの
   気孔断面積が主として１０〜１００μ＾２からなる特許
   請求の範囲第１項記載の筆記具用ペン先。 ３ 繊維質材料として繊維内部に空隙を有するような中
   空又は極細繊維束繊維を用いる特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の筆記具用ペン先。 ４ 繊維質材料と高分子エラストマーとが実質的に非接
   着である多孔質複合体を用いる特許請求の範囲第１項記
   載の筆記具用ペン先。 ５ 繊維質材料と高分子エラストマーの割合が、繊維質
   材料１０〜６０重量％、高分子エラストマー４０〜９０
   重量％の範囲にあり、かつ多孔質複合体の見掛け比重が
   ０．１〜０．７の範囲にある特許請求の範囲第２項、第
   ３項、又は第４項記載の筆記具用ペン先。