JPS606496A - 合成樹脂製ペン体 - 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】 本発明は、耐摩耗性並びに折曲げ強さ等の物１′＋を向
上せしめ、筆記寿命が長く、ツ｛味に優れ、４″）に、
毛筆様の筆記具を除く細字層き若しくはκ１１１報引き
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７４１１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、ポリアセクール樹脂製
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０．８間の場合で通常１．１１°乃至１．５閂程度
の露出長の亀記先端のものとして使用に供されている。

従って、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１
００ｐ程度の筆圧下での亀記により、筆記距離１００ｍ
当りおよそ０．０１５　ｍ亦乃至ｔＪ、２５０ｍｍの先
端摩耗を生ずる。従って、常時使用する紙質によっては
、華記先端が摩滅し、缶記寿命が５００ｍ程匿の筆記距
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Ｈ）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浴媒であ
ることによっても、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浴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、不ブ６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、Ｐ記性能が飛躍的
に向上し、惨記寿命が長く、宵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っ
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〇即ち、本発
明の要旨とするところは、熱ｉ」塑性の結晶性合成樹脂
から成る棒状芯体であって、その軸線方向に連続する適
宜断面形状のインキ”ＦＬ　７（＠剛毛細管を有する堕
記共用ペン体において、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
が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【〜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電比先端
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ｉｋ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
非結晶實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。

従って、か＼る構成により、筆記時の筆ＭＬ先端部に加
わる外部応力、すなわち、用縮１曲げ、並びに摩擦等に
対し優れた強さと面１久性と全イｊするものとな！ｌｌ
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、斜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
っても、結晶は配向化されずに無配向結晶となって非結
晶質と混合した結晶化状態のものであった。また、結晶
がある捜の配向状態を伴うようなものであっても、自戒
樹脂相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った状態を呈する配向結
晶化状態のものではなかった。

次に、本発明の実施例を製造法の一例と共に示すＯ 実施例 第１゛図に示すように、ホッパーｌから押出成形“機２
内に供給した溶融状態にあるボリエナレンテＬ／７タレ
ート樹脂を、そのシリンダーヘッドに取付けた適宜の開
口形状を有する成形ダイス３から押出して、縦方向のイ
ンキ導通用毛細管となる空隙を形成しｆ？：、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１．６關の透明な連続状の異形断面ロッ
ド４を形成した。このロッドは、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１この異形断面ロッド４を調整ローラー６を介して
加熱炉７に辱き、約１３０℃の温度イ件下で加熱しなか
ら引張応力を加え、長さ比で約４倍に連続的に延伸し、
直径がｏ、ｓｒｎｍでインキ導通用毛細管を有するモノ
フィラメント状の芯体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合成樹脂の結晶化度を測定
したところ１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８０分間、加熱処理して、その合成４イｌ脂の未配向
状態にある非結晶質（３＋〜の結晶化全促進し、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。この力り熱鋸Ｊ４Ｊ！　後の棒状芯体１
０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１で到達しており、ｌ”ｌｆｌ　ｉｆｅ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１（びに残余の非結晶質と共に混晶状態の
分子結晶構ブ？ｊ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１尼端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
１２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ｆｆ（ＰＯＭ−０）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０．８朋グのペン先を筆記
角度７０°、荷重１００ｇ、速度９”／ｍｉｎの筆記条
件の下にｔｏｏ　ｍ筆記せしめ、谷々の艙記先端の摩耗
量（ｌ閲）を調らべた０なお１紙質によって生ずる摩耗
特注の差異を明瞭にするため、俊記用紙として、国産上
質紙Ａ１国産上質複写用紙Ｄ、欧州に於ける重比試験用
紙Ｂ１米国に於ける市記試験用紙Ｃの４種を使用した。

表−１各種筆記紙に対するペン先の摩耗１．ｔ（ｌｏｏ
ｍ筆記当筆記当量摩耗量）　）＋ｐｆｊ；Ｔヘン先の摩
耗量を１としたときの両者の摩耗比である。

同表エリ明らかなように、いずれの厭１１イを使用しｆ
ｃ場合でも１本実施例の合成１ｉｉ４　ＩＩ旨製ベン先
は、従来のペン先のに≦以下の摩耗水準にあり、ＦＷ：
　ｉし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全ペン先とする場合に車
要な特性である折曲げ弓！［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°ノ要領にて、ペ
ン先ホルダーから露出する筆記先端の長さ全種々変化さ
せ、屈曲降伏点（角度６０°）に於ける耐荷重（ＩＣ’
ｊ　）を調らべた。

−Ｘ−ＰＯＭ−０ベン先の折曲げ強烙を１としたときの
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、通常使用てれる筆記先端の露出長１．０乃至１．５
ｍｍ馳囲Ｔ１従来のペン先の折曲げ強さｋｌとした場合
、約１．４倍の強さ分水しており、筆記具に於るペン先
の直径を実施例のものよりＩｔｌｌＩ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。従って、不
実施１グ１のものは、前記した耐摩耗性と併せ、笹記寿
命がきわめて長くなり、適度な剛直性と弾力性とを有す
る二１１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Ｖこついてのものでめジ、外径１１．８’ｒｕｍ
　’　、長さ２５　Ｉｍのペン先金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りｊ化率（
係〕、並びに曲げ強度＜ｇ）全町らべた結果である。

同表から明らかなように、インキの組成分Ｃ′Ｃ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、従来上り殆んどの細書き又は
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、膨憫し、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
ル類やケトン類に対しても、本実施例の万が優れている
。更に、一部のインキから検出されるＨＧ７！等の成分
に対しても、本実施例の万が耐久性がある。

従って・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４Ａ賀として熱
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＼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ったような結晶性合
成イ〃ｌ脂Ｈ料を使用１するのが好ましい。結晶化速度
が速く、非結晶質状態のロッ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った結
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１
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ってい
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１・・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、２朋以下とする
ことが好まし−＜、１．５ｍｍ以下となるに伴いさらに
顕著な効果を発揮するものであり、このｊようす細い直
径のモノフィ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２龍以上のものと
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１゜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
遺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。 ｌ・・・ホッパー　２・・・押出成形機８・・・押出ダ
イス　４・・・異形断面ロッド５・・・冷却水槽　６・
・・調整ロール７・・・延伸用加熱炉 ８・・・モノフィラメント状芯体 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】 Ｌ　熱可塑性の結晶性合成樹脂から成る棒状芯体であっ
   て、その軸腺方向に連続する適宜断面形状のインキ導通
   用毛細管ｆｔ有する筆記具用べ７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。 λ　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。 ＆　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８
   項記載の合成樹脂製ペン体。 翫　合成樹脂の分子の混晶中に配向結晶全包含している
   ことによＶ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１項〜第４項のいずれかに記載の
   合成樹脂製ペン体。