(57)【要約】  本発明は、ボールペンに備えられるインキ収容部材とボールペンチップとを接続するための接手部材であって、その構成材料としてポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとのコポリマーを含む樹脂を含有する接手部材を提供する。これにより、特に透明性及びガスバリア性の両特性に十分優れたボールペン用の接手部材を提供することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールペンに備えられるインキ収容部材とボールペンチップとを接続するための接手部材であって、
その構成材料としてポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとのコポリマーを含む樹脂を含有する接手部材。
【請求項２】
インキ収容部材と、ボールペンチップと、前記インキ収容部材及び前記ボールペンチップを接続する接手部材と、を備えるボールペンであって、
前記接手部材は構成材料として樹脂を含有し、前記樹脂はポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとのコポリマーを含むものであるボールペン。
【請求項３】
前記ボールペンチップは金属製である、請求項２記載のボールペン。
【請求項４】
水性ボールペンである、請求項３記載のボールペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接手部材及びそれを用いたボールペンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールペンに備えられるインキ収容部材とボールペンチップとを接続するための接手部材として、特許文献１、２に開示されたものが知られている。特許文献１では、ポリブチレンテレフタラート（以下、「ＰＢＴ」と表記する。）樹脂の射出成型品である尾栓（接手部材）が提案されている。この特許文献１によると、上述のＰＢＴを用いることにより、圧入接続での応力によるクラックや割れ、高温環境下での変形がなく、気体の分子の透過を抑制する、とされている。【０００３】
また、特許文献２に記載された接手部材（ペン先ホルダー）は、ポリエチレンナフタレート樹脂により成形されてなるものである。この特許文献２によると、上記接手部材は、透明性を有していることは勿論、耐熱性や耐衝撃性に優れ、インキの蒸発や漏出を十分に防止し、筆記又は塗布具としての機能を損ねるおそれがないものとされている。
【特許文献１】特開２００５−２８８８６３号公報
【特許文献２】特開平９−８５１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らが特許文献１に記載された接手部材について詳細に検討したところ、特許文献１で提案された接手部材は透明性が十分ではなく、水蒸気透過の防止特性（以下、「水蒸気バリア性」という。）が必ずしも優れたものとはいえないことが判明した。接手部材での透明性が十分ではない場合、少なくなったインキの残量が確認し難くなると共に、多様な外観をデザインすることが困難となる。また、接手部材が水蒸気バリア性に優れていない場合、インキに含まれる水分が接手部材から外部に揮発するため、インキ粘度の上昇等が生じてしまう。【０００５】
また、本発明者らは特許文献２に記載された接手部材についても検討した結果、特許文献２に開示された接手部材は成形性に優れたものとはいえないことが明らかになった。接手部材はインキ収容管と、それよりも径の小さなボールペンチップとを接続するため、インキ収容管と比較して、その形状が複雑である。そのため、特許文献２に記載されたような成形性に優れていない接手部材は、成形の際に白化現象が生じてしまう。その結果、この接手部材は透明性に劣るだけでなく、機械的強度も十分とはいえないものとなる。【０００６】
ところで、インキ収容管に充填されたインキは、必ず接手部材内側の空間を経由してボールペンチップの先端から排出される。また、接手部材は上述のとおりインキ収容管よりもその形状が複雑であり、かつインキの単位容積当たりのインキとの接触面積が大きくなる。これらのことから、接手部材がインキの各種特性に与える影響はインキ収容管よりも大きくなる。そこで、排出されるインキの各種特性の劣化を抑制するために、接手部材には、その内側から外部あるいは外部から内側へのガス透過を防止する特性であるガスバリア性に優れていることが求められる。【０００７】
本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、特に透明性及びガスバリア性の両特性に十分優れたボールペン用の接手部材、並びにその接手部材を備えたボールペンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、ボールペンに備えられるインキ収容部材とボールペンチップとを接続するための接手部材であって、その構成材料としてポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と表記する。）とポリエチレンナフタレート（以下、「ＰＥＮ」と表記する。）とのコポリマーを含む樹脂を含有する接手部材を提供する。【０００９】
この本発明の接手部材は、透明性及びガスバリア性の両特性に十分優れたものである。その要因は詳細には明らかになっていないが、本発明者らは下記の要因を考えている。すなわち、ＰＥＮは結晶性の高い樹脂であるところ、接手部材は複雑な形状を有している。そのため、ＰＥＮのみからなる樹脂材料を用いて射出成形等により接手部材の成形を行うと、流動性の高い部分ではＰＥＮの配向性が高くなり、結晶化してしまう。その結果、白化現象が生じ、透明性が低下すると共に、その白化部における機械的強度が低下する。本発明ではＰＥＮをＰＥＴと共重合させてＰＥＮの結晶性を弱めることにより、上述の白化現象を十分に抑制できたと考えられる。【００１０】
また、本発明者らはＰＥＴのみからなる接手部材についても検討した。しかしながら、ＰＥＴのみからなる接手部材は、ＰＢＴのみからなる接手部材と同様にガスバリア性に十分優れておらず、本発明の上記目的を達成できないことが判明した。本発明の接手部材は、ＰＥＴをＰＥＮと共重合させることでＰＥＴのガスバリア性を補償した結果、白化現象を十分に抑制できるだけでなく、ガスバリア性が十分に高くなるものとなる。この接手部材はガスバリア性の中でも、特に水蒸気バリア性に優れている。【００１１】
本発明の接手部材は、ＰＥＮが本来的に有している高い結晶性をＰＥＴとの共重合により低減している。そのため、ＰＥＮのみからなる接手部材よりも機械的強度が高められている。一方で、加熱及び／又は吸湿劣化を生じやすいＰＥＴの特性をＰＥＮとの共重合により弱めているため、本発明の接手部材は経時的な割れが生じ難い。このように、本発明は、必要とされる各種特性をバランスよく高めた接手部材であるため、従来のものと比較して極めて有用な接手部材であるといえる。【００１２】
本発明は、インキ収容部材と、ボールペンチップと、それらインキ収容部材及びボールペンチップを接続する接手部材とを備えるボールペンであって、接手部材は構成材料として樹脂を含有し、その樹脂はポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとのコポリマーを含有するものであるボールペンを提供する。【００１３】
この本発明のボールペンは、上述の本発明に係る接手部材を備えているため、インキの残量を容易に確認することができ、また色彩的な観点から多様なデザインを採用できるものである。さらに、このボールペンは、インキ中の水分の揮発、並びに外気からの水蒸気や酸素の浸入に伴うインキの劣化を抑制できると共に、加熱及び／又は吸湿に伴う接手部材の経時劣化も防止可能である。また、本発明のボールペンは、接手部材をインキ収容管の内壁に圧入してそれらを接続する場合、接手部材にクラックが生じたり割れてしまったりすることを抑制することもできる。【００１４】
本発明のボールペンにおいて、上記ボールペンチップが金属製であってもよい。インキに外気からの酸素が溶け込むと金属製のボールペンチップに錆が生じやすくなる。しかし、この本発明のボールペンでは、接手部材を経由したインキへの酸素の溶け込みが十分に抑えられるため、ボールペンチップの錆の発生が十分に防止される。【００１５】
ボールペンチップが金属製である場合、本発明のボールペンは水性ボールペンであってもよい。この場合、インキ中の水分と外気から溶け込んだ酸素とにより、ボールペンチップの錆が更に生じやすくなる。特に、ボールペンチップと接手部材との接続部分ではインキ中から蒸発した水蒸気が滞留しやすいため、酸素が接手部材を透過してくると腐食反応が起き、容易に錆が生成してしまう。ところが、この本発明のボールペンでは、接手部材を透過した酸素の量を十分に抑えられるため、ボールペンチップの錆の発生が更に十分に防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、特に透明性及びガスバリア性の両特性に十分優れたボールペン用の接手部材、並びにその接手部材を備えたボールペンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好適な実施形態に係るボールペンを示す概略断面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に係るボールペンが備えるボールペンチップの概略断面図である。
【図３】本発明の比較例及び実施例に係る接手部材の一部を示す写真である。
【図４】本発明の比較例に係る接手部材の一部の断面を示す写真である。
【図５】本発明の実施例に係る接手部材の一部の断面を示す写真である。
【符号の説明】
【００１８】
１０…ボールペン、１１…ボールペンチップ、１２…接手部材、１３…インキ収容管、１４…逆流防止体、１５…水性インキ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。【００２０】
図１は、本発明の好適な実施形態に係るボールペンの一部を示す概略断面図である。ただし、後述するボールペンチップ１１の部分は正面図となっている。このボールペン１０は水性ボールペンであり、中空円筒状のインキ収容管１３と、ボールペンチップ１１と、それらインキ収容管１３及びボールペンチップ１１間を接続する接手部材１２とを備えている。それらの内側には水性インキ１５が充填されている。また、インキ収容管１３内における水性インキ１５の接手部材１２側と反対側には、水性インキ１５と隣接した状態で逆流防止体１４が収容されている。さらには、図示していないが、インキ収容管１３の接手部材１２と反対側の端部には、水性インキ１５及び逆流防止体１４の漏出を防ぐ尾栓が備えられている。【００２１】
以下、ボールペン１０の各構成要素について説明するが、接手部材１２以外の構成要素は、ボールペンに用いられる一般的なものを適用することができる。【００２２】
水性インキ１５は、水を溶媒とし顔料や染料等の着色剤を含有する通常の水性インキであってもよく、水性ゲルインキであってもよい。水性インキ１５が水性ゲルインキである場合、剪断減粘性を付与するための各種成分を含有する。【００２３】
インキ収容部材であるインキ収容管１３は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート等からなるものを使用することができる。また、インキ収容管１４の形状は中空筒状であれば特に制限されず、例えば、円筒状等の形状とすることができる。【００２４】
図２は、ボールペンチップ１１の内部構造を示す概略断面図である。ボールペンチップ１１は、その先端部１１Ａの周面に、その軸心へ向けて先細状に縮径されて形成されたテーパ部１１１と、このテーパ部１１１の大径側（後方）に連続して形成され軸心と平行な円筒部１１Ｂとを備えている。また、テーパ部１１１の小径側には、転写ボール１１２が挿入されるボールハウス１１Ｃが凹状に設けられ、このボールハウス１１Ｃの底面中心に向けて貫通したインク通路１１Ｄが設けられている。【００２５】
そして、転写ボール１１２の後方に、この転写ボール１１２を前方へ付勢する例えばスプリングなどの付勢部材１１５が設けられている。この付勢部材１１５の弾発力により転写ボール１１２をボールハウス１１Ｃ内の内向先端縁に押し付けて、チップ先端におけるインクダレや空気の侵入等を防止している。【００２６】
なお、本実施形態において、ボールペンチップ１１を構成する各部材の材料は、少なくとも一部が金属である。そのような金属材料としては、従来のボールペンチップに用いられる金属材料であれば特に限定されず、例えばステンレス綱が挙げられる。【００２７】
接手部材１２は筒状をなしており、その内側の空間を水性インキ１５が流動できるような形状を有している。この接手部材１２は、インキ収容管１３の内側にその一端を圧入することによりインキ収容管１３と接続されている。また、接手部材１２の他端では、その内側にボールペンチップ１１の一端が圧入されており、これにより接手部材１２とボールペンチップ１１とが接続されている。これらの圧入による接続は、接手部材１２及びインキ収容管１３間、並びに接手部材１２及びボールペンチップ１１間の接続部から水性インキ１５が漏出することを防止している。【００２８】
接手部材１２は樹脂材料で構成されている。ただし、本発明による効果を阻害しない範囲において、樹脂材料以外の成分を微量含んでいてもよい。接手部材１２を構成する樹脂は、下記式（１）で表される繰り返し単位を有するＰＥＴと、下記式（２）で表される繰り返し単位を有するＰＥＮとのコポリマー（以下、「ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー」という。）を含有する。【００２９】
【化１】
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【００３０】
ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーは常法によりＰＥＴ及びＰＥＮをその共存化で加熱して共重合することにより合成することができる。ＰＥＴ及びＰＥＮは一般に射出、押出それぞれの成形に用いられる一般的な材料を採用することができ、市販品を入手すればよい。そのような市販品としては、例えば、ＰＥＮとして帝人化成社製の商品名「テオネックスＴＮ８０５６Ｓ」が挙げられる。また、ＰＥＴとして、帝人化成社製の商品名「ＰＥＴ  ＴＲシリーズ」、及びウィンテクポリマー社製の「ＦＲ−ＰＥＴ  ＣＮシリーズ」が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。【００３１】
このＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーにおいて、上記式（１）で表される繰り返し単位に対する上記式（２）で表される繰り返し単位のモル比（ＰＥＮ／ＰＥＴ）は特に制限されないが、１／９〜４／６であると好ましく、１５／８５〜３０／７０であるとより好ましい。このモル比が上記数値範囲内にあることにより、接手部材１２の透明性及びガスバリア性の両方の特性をよりバランスよく優れたものとすることができる。【００３２】
ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーの極限粘度は０．５〜１．２であると好ましく、０．６〜０．９であるとより好ましい。この極限値が０．５を下回ると接手部材１２の機械的強度が低下して、クラックが生じやすくなる傾向にある。また、極限粘度が１．２を超えると粘度が高くなるため、接手部材１２への成形が困難になる傾向にある。【００３３】
接手部材１２を構成する樹脂全量に対するＰＥＴ−ＰＥＮの配合割合は、本発明による効果をより確実に発揮する観点から、８０〜１００質量％であると好適である。接手部材１２がＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー以外の樹脂を含有する場合、その樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタラート、ポリプロピレン及びポリエチレンなどが挙げられる。【００３４】
接手部材１２は、射出成形、押出成形等の通常の樹脂成形方法により製造される。接手部材が射出成形により製造される場合、金型内で樹脂の流動状態が変化しやすい。そのため、接手部材の樹脂原料としてＰＥＮのみを用いると流動速度が上昇する部分、例えば流路断面積が急激に小さくなる部分でＰＥＮが結晶化してしまうと考えられる。その結果、接手部材のこの部分は白化して透明性が低下すると共に、機械的強度が弱まってしまう。ところが、本発明の接手部材（例えば接手部材１２）では、ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーを構成材料として用いることにより、流動速度が上昇する部分における白化現象が十分に防止でき、しかも機械的強度の低下も抑制可能となる。特に、接手部材１２を射出成形により得る際に、樹脂原料を金型内にピンゲートから注入する場合は、かかる効果がより顕著に現れる。【００３５】
以上説明した本発明の好適な実施形態に係るボールペン１０によると、接手部材１２の構成材料としてＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーを用いることにより、接手部材１２は白化現象の発生が抑制され透明性に十分優れたものとなる。その結果、水性インキ１５の残量が少なくなり、その液面が接手部材１２の内側にある場合であっても、容易にインキ残量を確認することができる。また、構成材料としてＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーを用いることにより、接手部材１２の機械的強度が十分に高くなる。そのため、特に接手部材１２のインキ収容管１３内に圧入した部分、あるいはボールペンチップ１１を圧入した部分でのクラックや割れが十分に防止できる。【００３６】
さらに、ボールペン１０は、ボールペンチップ１１を構成する各部材の材料の少なくとも一部が金属製であるところ、その金属部材における錆の発生を低減することができる。これは、特にボールペン１０が非加圧式のボールペンである場合、接手部材１２を経由して外気から酸素が水性インキ中に浸入することを抑制できるためである。ボールペンチップ１１の錆の発生は、接手部材１２との接続部分で特に顕著になるはずである。これは、水性インキ１５から蒸発した水蒸気がこの接続部分に滞留し、酸素と共に腐食反応を起こすためである。ところが、このボールペン１０では、接手部材１２の構成材料としてＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーを用いており、酸素の浸入を防ぐことができるため、その接続部分での錆の発生も十分に抑制可能となる。【００３７】
また、ボールペン１０が加圧式である場合、水性インキ１５中の水等の揮発成分が接手部材１２を透過して外部に漏出することも防止できるため、水性インキ１５の粘度が上昇し難くなる。【００３８】
さらには、構成材料としてＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーを採用することにより、接手部材１２の吸湿性も十分に低減することができる。その結果、ＰＥＴのみからなる接手部材と比較すると、接手部材１２は経時劣化に伴う割れやクラックの発生を抑制できる。【００３９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、本発明のボールペンは、水性インキ１５に代えて油性インキや油性ゲルインキを充填した油性ボールペンであってもよく、修正液を充填した修正用のボールペンであってもよい。【００４０】
また、金属部材を備えるボールペンチップ１１に代えて、金属部材を備えないボールペンチップを適用してもよい。さらに、付勢部材１１５を備えたボールペンチップ１１に代えて、付勢部材を備えていないボールペンチップを設けたボールペンであってもよい。なおもさらには、本発明のボールペンはインキ収容管１３を中芯として備え、更にその外径側に本体軸を備えたボールペンであってもよい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００４２】
（比較例１）
図１で示した断面形状と同様の断面形状を有する接手部材を、通常の射出成形により作製した。その構成材料としてＰＥＮを用い、射出成形用金型はピンゲートを有するものを用いた。得られた接手部材を撮影した写真を図３に示す。上側に示した接手部材が本比較例によるものである。また、この接手部材を、ゲート部（金型のピンゲートに相当する部分）を通るようにして切断して露出した断面の拡大写真を図４に示す。この図４により本比較例に係る接手部材はクラックが生じていることが確認できた。【００４３】
次いで、得られた接手部材を構成部材とする加圧式の水性ボールペンを常法により作製した。得られた水性ボールペンは図１に示すものと同様の断面形状を有していた。【００４４】
（実施例１）
接手部材の構成材料としてＰＥＮに代えて、ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー（ＰＥＴ：帝人化成社製商品名「テオネックスＴＮ８０５６Ｓ」、ＰＥＮ：帝人化成社製商品名「ＴＲ８５８０ＨＰ」、ＰＥＴ／ＰＥＮ＝８／２（質量比））を用いた以外は比較例１と同様にして接手部材を得た。得られた接手部材を撮影した写真を図３に示す。下側に示した接手部材が本実施例によるものである。この図３により、上記比較例に係る接手部材と比較して、本実施例に係る接手部材は白化が顕著に抑えられたことが確認できた。【００４５】
また、この接手部材を、ゲート部を通るようにして切断して露出した断面の拡大写真を図５に示す。この図５により本実施例に係る接手部材はクラックが生じていないことが確認できた。【００４６】
次いで、得られた接手部材を構成部材とする加圧式の水性ボールペンを常法により作製した。得られた水性ボールペンは図１に示すものと同様の断面形状を有していた。【００４７】
［ガスバリア性の評価］
まず、上述のようにして比較例１及び実施例１に係る水性ボールペンを各１０本ずつ作製した。なお、充填した水性インキの質量は予め測定しておいた。次いで、得られた水性ボールペンの質量を測定した。次いで、その水性ボールペンを大気中、６０℃で２週間〜８週間放置し、２週間、４週間、８週間経過直後の質量をそれぞれ測定したところ、いずれも質量が減少していた。質量減少分は、充填した水性インキからボールペン外部へ揮発性のガス成分が漏出したことによると仮定して、水性インキの質量減少率を百分率で算出した。その結果並びに１０本の水性ボールペンの質量減少率の相加平均を表１に示す。【００４８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によると、特に透明性及びガスバリア性の両特性に十分優れたボールペン用の接手部材、並びにその接手部材を備えたボールペンを提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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