(57)【要約】【課題】本発明は、木材を用いた筆記具の軸筒において、合成樹脂を含浸させた木材を用いた際でも、材料強度、加工性、外観に優れ、加工時の割れや落下時の破損などを防ぐことができ、また寸法安定性に優れ、筆記具に組立後の寸法変化による割れや変形、作動不良を防ぐことができる筆記具の軸筒を提供するものである。【解決手段】合成樹脂を含浸させた木材からなる筆記具の軸筒として、含浸前の木材の全乾比重を特定の範囲とした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を含浸させた木材からなる筆記具の軸筒であって、含浸前の木材の全乾比重が０．４０〜０．６２であることを特徴とする筆記具の軸筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記具の軸筒に関する。さらに詳しくは合成樹脂を含浸した木材を用いた筆記具の軸筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、筆記具の軸筒として各種木材を用いることは、積極的に進められている。例えば筆記具の軸筒として無垢材を用いた場合、切削加工時に割れや加工表面状態の荒れなどが発生する不具合や、加工後の水分吸収などによる寸法変化が大きく、筆記具に組み立てた後に木材部品の伸縮などにより割れや変形による作動不良、強度不足による落下などでの破損が発生するなど筆記具の軸筒として問題が生ずることがあった。さらに、材料の表面強度も高くなく、擦過性や耐薬品性に問題があった。
【０００３】
上記の課題を解決する方法として、特開２００８−２００９６８号公報には筆記具の軸筒を形成する木材に樹脂を含浸させることにより吸湿性が改善され、寸法安定性が向上し、強度が向上することが開示されている。しかしながら、従来用いられている樹脂を含浸した木材は種類が限定され、また寸法安定性の不足、含浸処理時の樹脂浸透性のムラ、切削加工性に難がある場合があり、樹脂を含浸した木材を用いるには一定の課題を有するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２００９６８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】飯泉新吾著「新版  木材工業ハンドブック」社団法人  日本木材加工技術協会  １９７３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記問題を鑑みて、合成樹脂を含浸させた木材を用いた際にも寸法安定性や強度及び外観に優れた筆記具の軸筒を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、合成樹脂を含浸した筆記具の軸筒として、含浸前の木材の全乾比重を特定の範囲にすることにより前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、
「合成樹脂を含浸させた木材からなる筆記具の軸筒であって、含浸前の木材の全乾比重が０．４０〜０．６２であることを特徴とする筆記具の軸筒。」に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明において、全乾比重が０．４０〜０．６２の木材に合成樹脂を含浸することで該木材が材料面で均質化され、強い材料強度が得られ、切削性を安定させることができた。また、木材組織の内部空隙中に合成樹脂が含浸されることなどで吸湿、吸水性が抑えられ、寸法安定性も向上させることができた。前記寸法安定性が向上することで組立後の部品の寸法変化による割れや変形、作動不良を防ぐことができ、木材を軸筒に使用する筆記具の設計自由度を格段に改善させることができ、筆記具の軸筒として優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の筆記具の軸筒に用いる木材としては、合成樹脂を含浸する前の全乾比重が０．４０〜０．６２の木材を用いる。
【００１０】
本発明における全乾比重とは、木材の含水率が０％のときの比重を表し、（数１）によって求めた値である。具体的に計算式としては、非特許文献１（飯泉新吾著「新版  木材工業ハンドブック」社団法人  日本木材加工技術協会  １９７３年）に記載されている木材の気乾比重計算式を基に全乾比重を求める式（数１）を変換して求めた。（数１）中の各値において、含水率は木材水分計（株式会社ケツト科学研究所：ＨＭ−５２０）を使用して測定した。外部容積は試験片の寸法を測定して容積を算出した。質量は試験片の重さを測定した。気乾比重は試験片の質量と外部容積を（数１）に代入して算出した。
【数１】
2014133368.tif 000002
【００１１】
本発明において、合成樹脂を含浸する前の木材の全乾比重が０．４０より小さいと、木材の空隙率が高くなることで合成樹脂の定着性が低下し、部分的にムラが発生したり含浸後に木材の曲がりが大きくなる傾向がある為、全乾比重は０．４０以上にする必要がある。また、全乾比重が高くなるほど樹脂の含浸性が低下し含浸率が低下する傾向がある。これは、水分吸収による寸法安定性が低下する原因となる。筆記具の軸筒として使用する場合は、寸法安定性等を考えると全乾比重が０．６２以下にする必要がある。
【００１２】
本発明に用いる合成樹脂を含浸する前の全乾比重が０．４０〜０．６２を得ることができる木材としては、針葉樹としてビャクシン、モミ、カラマツ、アカエゾ、トウヒ、アカマツ、クロマツ、トガサワラ、コメツガ、ツガ、イヌマキ、イチイ、カヤ、イチョウ、ベイヒバ、スプルース、ベイマツなどが挙げられ、広葉樹としてセン、ヤマハンノキ、シラカバ、カツラ、カキ、クリ、シイノキ、コジイ、ブナ、トチノキ、オニグルミ、クスノキ、イヌエンジュ、ホオノキ、ヤマグワ、ヤチダモ、シオジ、ヤマザクラ、キハダ、ヤマナラシ、シナノキ、ハルニレ、ケヤキ、ウォールナット、ホワイトラワン、トドマツ、ソフトメープル、エゾマツ、マホガニーなどが挙げられる。
【００１３】
本発明において、木材に合成樹脂を含浸する方法としては、合成樹脂を溶媒に溶解・分散などした樹脂溶液を木材に充填させた後、溶媒を除去する方法や、モノマーなどを木材に充填させた後、加熱などにより重合する方法などが挙げられる。
【００１４】
本発明において、木材に合成樹脂を含浸する際に樹脂溶液又はモノマーなどを木材に充填させるが、その方法としては浸漬法、注入法などがあり、浸漬法としては木材を樹脂溶液又はモノマーなどに常圧の状態で浸し、充填させる方法などである。また注入法としては、木材を密閉容器に入れ、密閉容器内を減圧した後、樹脂溶液又はモノマーなどを密閉容器内に注入して、その後密閉容器内を加圧し木材中に樹脂溶液又はモノマーなどを充填する方法などである。
【００１５】
合成樹脂を溶媒に溶解・分散などした樹脂溶液を木材に充填させた後、溶媒を除去する方法の一例としては、木材を単板状に加工して樹脂溶液を充填し、加熱乾燥して溶媒を揮発させ、合成樹脂を含浸した単板を積層し、加熱且つ強圧締する方法が挙げられる。
【００１６】
溶媒を除去し木材に含浸する合成樹脂としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００１７】
モノマーなどを木材に充填させた後、重合する方法の一例としては、モノマーに重合開始剤などを添加し、加熱によって重合硬化させる方法が挙げられる。また、重合する際にモノマー、オリゴマー、プレポリマーなどを混合して用いることもできる。
【００１８】
モノマーとしては、具体的には、エチレン、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸エステル、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、メタクリル酸エステル、メタクリル酸メチルなど、またはその混合物を用いることができる。さらにモノマーのオリゴマー、モノマーのプレポリマーなどを用いることができる。
【００１９】
モノマーなどを重合する際には重合開始剤を用いる方法が一例として挙げられるが、重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイドなどの過酸化物やＡＩＢＮ（２,２’−アゾビス−イソブチロニトリル）などのアゾ系化合物が例示でき、１種類もしくは数種類を組み合わせて使用することができる。
【００２０】
木材に合成樹脂を含浸する際には必要によって着色剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤などを適宜添加することで含浸後の外観や材料特性を向上させることができる。着色剤としての例を挙げると、油溶性染料、水溶性染料を例示することができ、油溶性染料としての具体例としては、アゾ染料、アントラキノン染料、金属錯塩型染料などが挙げられる。
【００２１】
本発明における筆記具の軸筒の加工方法としては、合成樹脂を含浸した木材を丸棒加工機、旋盤などで丸棒に加工後、旋盤やボール盤などで円筒状などに切削加工することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
まず実施例１〜９，比較例１〜７について、含浸前の木材の全乾比重を下記の方法で算出した。
縦約２０ｍｍ×横約６０ｍｍ×長さ約２００ｍｍの含浸前の木材の寸法を測定して容積を算出し、質量を電子天秤を用いて測定し、（数１）に代入して気乾比重を算出した。つぎに含浸前の木材の含水率を木材水分計（株式会社ケツト科学研究所：ＨＭ−５２０）を使用して測定し、（数１）に代入して木材の全乾比重を算出した。
【表１】
2014133368.tif 000003
【００２３】
実施例１
まず、木材に合成樹脂を含浸するための下記モノマーと重合開始剤を配合した含浸液を用意した。
メタクリル酸メチル（モノマー）                          ９９．５質量部
アゾビス−イソブチロニトリル（重合開始剤）                ０．５質量部
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したスプルース材（全乾比重０．４０，針葉樹）を釜に入れ、釜内を減圧した後、上記材料を配合した含浸液を注入して、その後釜内を加圧し、木材中に含浸液を充填させた後、加熱重合を行い、合成樹脂を含浸した木材を得た。得られた木材を丸棒加工機にて丸棒に加工後、旋盤により外径１２．２ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、全長６３．４ｍｍの円筒状に切削加工し、筆記具の軸筒を得た。
【００２４】
実施例２〜９
スプルース材の代わりに表１の木材を用いた以外は、実施例１と同じ方法で実施例２〜９の筆記具の軸筒を得た。
【００２５】
比較例１
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したスギ材（全乾比重０．３３，針葉樹）を用い、実施例１同様に合成樹脂を含浸したが、その際合成樹脂の含浸が不均一で樹脂浸透性にムラが生じ、含浸不良となった為、比較例１の筆記具の軸筒を得ることができなかった。
【００２６】
比較例２
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したサワグルミ材（全乾比重０．３３，広葉樹）を用い、実施例１同様に合成樹脂を含浸したが、その際含浸した試験片に曲がりが発生し、切削加工ができず、比較例２の筆記具の軸筒を得ることができなかった。
【００２７】
比較例３〜４
スプルース材の代わりに表１の木材を用いた以外は、実施例１と同じ方法で比較例３〜４の筆記具の軸筒を得た。
【００２８】
比較例５
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したブラックチェリー材（全乾比重０．５５，広葉樹）を用い、合成樹脂を含浸せずに丸棒加工機にて丸棒に加工後、旋盤により外径１２．２ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、全長６３．４ｍｍの円筒状に切削加工し、比較例５の筆記具の軸筒を得た。
【００２９】
比較例６
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したクリ材（全乾比重０．４０，針葉樹）を用い、合成樹脂を含浸せずに丸棒加工機にて丸棒に加工後、旋盤により外径１２．２ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、全長６３．４ｍｍの円筒状に切削加工しようとしたが、その際、木材に表面荒れが発生したため比較例６の筆記具の軸筒を得ることができなかった。
【００３０】
比較例７
全乾比重測定後、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ２００ｍｍの角材状に加工したイヌエンジュ材（全乾比重０．５９，広葉樹）を用い、合成樹脂を含浸せずに丸棒加工機にて丸棒に加工後、旋盤により外径１２．２ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、全長６３．４ｍｍの円筒状に切削加工しようとしたが、その際、木材に表面荒れが発生したため比較例７の筆記具の軸筒を得ることができなかった。
【００３１】
実施例１〜９、比較例１〜７について、下記要領にて評価を行った。結果を表２に示す。
【表２】
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【００３２】
含浸性（外観）：木材に含浸液を充填し加熱重合硬化させた後、均一に含浸されているか、木材の曲がりが発生しているかを評価した。
○：問題なし。
×：合成樹脂の含浸が不均一、木材の曲がりが発生した。
【００３３】
切削性：合成樹脂を含浸した木材を規定寸法（外径１２．２ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、全長６３．４ｍｍ）に切削加工した際に、問題なく切削できたかを評価した。
○：問題なく加工できた。
×：切削加工時に表面荒れが発生した。
【００３４】
寸法安定性：常温（２５℃湿度３０％）と高温高湿（５０℃湿度８０％）の恒温恒湿槽内に３日間放置した後での試験片の外径寸法変化を寸法変化率として下記の方法で算出して評価した。試験片の外径の測定方法については、板目の直径寸法（外径）とそれに直交する柾目の直径寸法（外径）を測定した。２点の内、試験前後の寸法変化が大きい方を直径寸法（外径）として採用し寸法変化率を算出した。そして、寸法変化率は吸湿することで外径が変化した割合を３段階で評価した。
○：寸法変化率が２．２％未満。
△：寸法変化率が２．２％以上２．７％未満。
×：寸法変化率が２．７％以上。
【数２】
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【００３５】
（表２）に示した結果からも明らかなように、本発明の含浸前の全乾比重が０．４０〜０．６２の木材を用いた実施例１〜９の筆記具の軸筒は含浸後の外観がいずれも比較例より優れていた。さらに切削性も良好で寸法安定性についても寸法変化率が小さく良好であった。一方、比較例１〜２の全乾比重が０．４０より小さい木材を用いた筆記具の軸筒は含浸後の外観が劣り、合成樹脂の含浸が不均一又は含浸後の材料に曲がりが発生していた。また比較例３〜４の全乾比重が０．６２より大きい木材を用いた筆記具の軸筒は、寸法安定性が劣っていた。また比較例５〜７の合成樹脂を含浸していない全乾比重が０．４０〜０．６２の木材を用いた筆記具の軸筒は、比較例５は寸法安定性が劣り、水分吸収により大きな寸法変化が発生していた。また比較例６〜７は切削性が劣り、切削加工時に木材の表面荒れが発生し筆記具の軸筒は得られなかった。このように、比較例の筆記具の軸筒は、本発明の筆記具の軸筒よりも諸性能が劣っていた。
【００３６】
前記の評価結果からも明らかなように、本発明の合成樹脂を含浸する前の全乾比重が０．４０〜０．６２の木材を用いた筆記具の軸筒は、従来と比較して、含浸後の外観、切削性、寸法安定性に優れていることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、万年筆、ボールペン、シャープペンシル、マーキングペン、入力ペン、電子ペンなどの筆記具の軸筒に使用することが出来る。