(57)【要約】【課題】筆記具用インク等の保持力とフローのバランスに優れ、落下等の衝撃による液漏れのおそれが少ない液体保持用中綿を提供する。【解決手段】０％以上２５％以下のクリンプ率を有する第１の繊維と、前記第１の繊維よりも大きなクリンプ率を有する第２の繊維を含む２種類以上の繊維からなり、前記第２の繊維のクリンプ率と前記第１の繊維のクリンプ率の差が５〜２５％であることを特徴とする液体保持用中綿。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０％以上２５％以下のクリンプ率を有する第１の繊維と、前記第１の繊維よりも大きなクリンプ率を有する第２の繊維を含む２種類以上の繊維からなり、前記第２の繊維のクリンプ率と前記第１の繊維のクリンプ率の差が５〜２５％であることを特徴とする液体保持用中綿。
【請求項２】
前記第１の繊維と前記第２の繊維の繊度が異なることを特徴とする請求項１に記載の液体保持用中綿。
【請求項３】
前記第１の繊維と前記第２の繊維の断面形状が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体保持用中綿。
【請求項４】
前記第２の繊維のクリンプ率が３０％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液体保持用中綿。
【請求項５】
前記第１の繊維が中心部に、前記第２の繊維が外周部に分布していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体保持用中綿。
【請求項６】
前記第１の繊維が外周部に、前記第２の繊維が中心部に分布していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体保持用中綿。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記具のインク等の液体保持用中綿に関し、より具体的には液体保持力とフローの両者を向上させた液体保持用中綿に関する。
【背景技術】
【０００２】
マーキングペン、水性ボールペン等の筆記具には、軸筒の内部にインクを含ませた中綿を収容し、その一端側に接触させたペン先へ、毛細管現象を利用してインクを供給するものがある。このような筆記具において、中綿のインク保持力と中綿からペン先へのインクフローのバランスは、かすれやボタ落ちの防止、筆記距離の延長、落下衝撃によるインク漏れの防止等の観点から、その性能を左右する重要な因子である。
【０００３】
従来、中綿のインク保持力及びインクフローは、専ら単位体積当たりの繊維密度により調節されていた。しかし、中綿内に繊維密度のバラツキがブロック状かつランダムに存在することにより、インクのスムーズな流動が妨げられるという問題が存在していた。そこで、中綿における繊維密度の空間分布を制御するための技術として、中綿を収容する筆記具の軸筒の内面に、軸方向に沿ってテーパ状のリブを複数形成することにより、軸筒の尾栓方向からペン先方向に向かって中綿の繊維密度を高くすることにより、中綿からペン先へのインクフローを改善する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、太さ（繊度）の異なる複数種類の繊維を用いて中綿を形成することにより、インク保持力とインクフローの改善を図る技術が提案されている。例えば、特許文献２では、中綿の外周部に太い繊維、中心部に細い繊維を配置することによりインクフローの改善を図る技術が開示されている。また、特許文献３では、中綿に細径繊維と、当該細径繊維よりも繊維間空隙の大きな太径の繊維とを配置し、空気の逃げ道を形成することにより、筆記時にインクの噴き出しを予防した筆記具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４３４７１号公報
【特許文献２】特開昭５３−１０４３１８号公報
【特許文献３】特開２０１５−１２０２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の中綿には、繊維密度が低い領域に保持されたインクが、落下衝撃等により漏れやすいという課題が存在する。また、中綿のインクの保持力及びインクフローは、インクに含有される溶剤の種類、顔料の種類及び濃度、インクの粘度等にも依存するため、特許文献１〜３に記載の中綿及び筆記具の場合、例えば異なる色のインク毎に、軸筒内部のリブ形状を変更したり、中綿に含まれる繊維の繊度や含有率等を変化させたりする必要があり、インクの保持力及びインクフローの最適化が困難であるという課題も存在する。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、筆記具用インク等の保持力とフローのバランスに優れ、落下等の衝撃による液漏れのおそれが少ない液体保持用中綿を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明は、０％以上２５％以下のクリンプ率を有する第１の繊維と、前記第１の繊維よりも大きなクリンプ率を有する第２の繊維を含む２種類以上の繊維からなり、前記第２の繊維のクリンプ率と前記第１の繊維のクリンプ率の差が５〜２５％であることを特徴とする液体保持用中綿を提供することにより上記課題を解決するものである。
【０００９】
本発明に係る液体保持用中綿において、前記第１の繊維と前記第２の繊維の繊度が異なっていてもよい。
【００１０】
本発明に係る液体保持用中綿において、前記第１の繊維と前記第２の繊維の断面形状が異なっていてもよい。
【００１１】
本発明に係る液体保持用中綿において、前記第２の繊維のクリンプ率が３０％以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る液体保持用中綿において、前記第１の繊維が中心部に、前記第２の繊維が外周部に分布していてもよい。
【００１３】
本発明に係る液体保持用中綿において、前記第１の繊維が外周部に、前記第２の繊維が中心部に分布していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、クリンプ率の異なる２種類以上の繊維を用いて液体保持用中綿を構成することにより、第１及び第２の繊維のクリンプ率両者のクリンプ率の差、両者の空間分布等を適宜調整することにより、吸蔵される液体の保持力及びフローの最適化を容易ならしめることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る筆記具用中綿における、クリンプ加工の有無による繊維の状態の違いを示す概略図である。
【図２】繊維のクリンプ率の定義を説明する図である。
【図３】繊維にクリンプを付与する装置の一例を示す図である。
【図４】同筆記具用中綿における、複数種類の繊維の配置の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施の形態に係る筆記具用中綿（液体保持用中綿の一例。以下、「筆記具用中綿」と略称する場合がある。）は、インクを含ませた状態で筆記具の軸筒の内部に収容され、その一端側に接触させたペン先へ、毛細管現象を利用してインクを供給するために用いられるもので、０％以上２５％以下のクリンプ率を有する第１の繊維と、第１の繊維よりも大きなクリンプ率を有する第２の繊維を含む２種類以上の繊維から構成される。第２の繊維のクリンプ率と第１の繊維のクリンプ率の差は、５〜２５％の範囲内にある。筆記具用中綿は、収容される軸筒の内部形状に応じて、任意の形状をとることができる。
【００１７】
筆記具用中綿に用いられる繊維としては、インクを含浸した状態で保持できる限りにおいて、任意の材質のものを用いることができる。繊維の材質の具体例としては、綿、麻等の天然繊維、カシミア、羊毛等の獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂等の合成繊維及びそれらの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。
【００１８】
筆記具用中綿の製造に用いられる繊維には、クリンプ（巻縮）が付与されている。図１に示すように、繊維にクリンプを付与することにより、単位体積あたりの繊維密度及び単位体積あたりの繊維間の交絡点の数が変化する。それに伴い、筆記具用中綿に吸蔵されるインクの、単位体積あたりの繊維との接触面積が変化するため、インクと繊維との間の表面張力、すなわち毛管力が変化する。
【００１９】
なお、繊維のクリンプ率は、図２における繊維のクリンプ間距離Ｌと、中心間距離Ｄから、下記の関係式を用いて求められる値である。
クリンプ率  Ｃ＝（Ｌ／Ｄ−１）×１００
【００２０】
クリンプ率の測定は、任意の公知の方法を用いて行うことができるが、例えば、非緊張状態で試料台に接着した繊維の拡大写真を用いて、複数箇所についてクリンプ間距離Ｌと、中心間距離Ｄを測定し、得られたクリンプ率の平均値を、その繊維のクリンプ率の測定値としてもよい。
【００２１】
繊維束の毛管力は、繊維のクリンプ率の増大、すなわち、単位体積あたりの繊維密度及び交絡点数の増大に伴い増大すると共に、クリンプ率を調節することにより、容易に調節できる。繊維へのクリンプの付与は、例えば、図３に示すような装置及び方法（擦過法又はナイフエッジ法）を用いて行うことができ、この場合、繊維のクリンプ率は、繊維の移動速度、ナイフエッジの押圧力、繊維の加熱温度等により容易に調節できる。したがって、筆記具用中綿の製造時に、クリンプ率の異なる２種類以上の繊維を用意することは容易であり、筆記具用中綿の内部に毛管力の異なる領域を形成でき、各領域の毛管力及び空間配置を制御することもできる。このように、筆記具用中綿の形成に用いる複数の繊維のクリンプ率のみを変化させることにより、インクの保持力及びインクフロー並びに両者のバランスを調節することが可能になり、良好なインクフロー及び筆記性能を維持しつつ、筆記寿命の向上及び温度変化や落下衝撃等によるインク漏れやかすれの予防を両立させることができる。
【００２２】
筆記具用中綿は、クリンプ率の異なる少なくとも２種類の繊維からなっている。これらのうち、クリンプ率が最小のものを第１の繊維、最大のものを第２の繊維とした場合、第２の繊維のクリンプ率と第１の繊維のクリンプ率の差は５〜２５％であり、より好ましくは５〜１５％である。第２の繊維のクリンプ率と第１の繊維のクリンプ率の差が５％を下回ると、第１の繊維からなる繊維束と、第２の繊維からなる繊維束における毛管力の差が小さくなり、それぞれの繊維束が位置する領域間のインクの保持力及びインクフローの差が小さくなる。一方、第２の繊維のクリンプ率と第１の繊維のクリンプ率の差が２５％を超えると、クリンプ率の高い第２の繊維による影響が大きくなるため、インクフローが悪化する。
【００２３】
筆記具用中綿に用いられる繊維のクリンプ率が３０％を超えると、繊維が嵩高くなり綿状に成形することが困難になるため、クリンプ率は３０％以下であることが好ましい。したがって、筆記具用中綿の製造に用いられる複数種類の繊維のクリンプ率は、３０％以下の範囲内で、それぞれ所定の差となるように調整されるのが好ましい。
【００２４】
第１及び第２の繊維は、クリンプ率以外に、太さ（繊度）、断面形状、材質等が異なっていてもよく、これらの違いによって毛管力を調節することもできる。繊維の太さは、断面形状が円形の場合、直径で表してもよいが、断面形状の複雑さや、繊維が空気を含んでいること等の理由により、所定の長さあたりの質量で表される繊度を用いることが多い。繊度としては、繊維９０００ｍあたりの質量（ｇ）であるデニール、繊維１０００ｍあたりの質量（ｇ）であるテックス等が広く用いられている。筆記具用中綿の製造に用いられる繊維の繊度は、特に制限されないが、入手の容易さ等に鑑みて、例えば、２〜１５デニールの繊維が用いられる。繊維の断面形状は、略円形のものが通常用いられているが、楕円形、三角形、十字形等の異形断面の繊維を用いてもよい。なお、繊度の異なる複数種類の繊維を用いる場合、繊度の大きな繊維のクリンプ率を高くすることが好ましい。
【００２５】
筆記具用中綿において、第１の繊維と第２の繊維の重量比は特に制限されず、任意の重量比で用いることができる。第１及び第２の繊維と、クリンプ率、太さ、断面形状、材質の少なくとも１つが異なる３種類以上の繊維を組み合わせて用いることもでき、その場合においても、各繊維の重量比は特に制限されず、所望の性能に応じて適宜調節して組み合わせて用いることができる。
【００２６】
筆記具用中綿における第１及び第２の繊維の、繊維束と垂直方向の分布は、図４に示すように、ランダムであってもよく（図４の（ａ）参照）、クリンプ率がより高い第２の繊維（図４において「×」で表されている。）が中心に、クリンプ率の低い第１の繊維（図４において「○」で表されている。）が外周側に多く分布していてもよく（図４の（ｂ）参照）、逆に、第２の繊維が外周側に、第１の繊維が中心に多く分布していてもよい（図４の（ｃ）参照）。なお、図４における、「×」、「○」の図形は、繊維のクリンプ率の違いを表すもので、必ずしも繊維の断面形状を表すものではない。
【００２７】
例えば、ペン先へのインクの供給量を増やすことを優先したい場合には、図４の（ｂ）に示すように、毛管力のより高い第２の繊維を中心に多く分布するように配置し、毛管力でインクを筆記具用中綿の中心部に集めるようにするとよく、筆記距離の延長を優先したい場合には、図４の（ｃ）に示すように、第２の繊維を外周側に多く分布するように配置すればよい。
【００２８】
筆記具用中綿の製造は、任意の公知の方法及び装置を用いて行うことができる。必要に応じて、樹脂等の中空筒状の外被筆記具用中綿の寸法及び形状は、使用される筆記具の軸筒の内部形状に合わせて、任意に設定することができる。筆記具の種類としては、水性又は油性の染料又は顔料インクを用いるマーキングペン（マーカー、サインペン）、水性ボールペン等が挙げられる。なお、本実施の形態では、筆記具用中綿を例にとって説明したが、コンシーラー、リップカラー、ネイルカラー、アイライナー等の液体化粧品のペン型塗布具用の中綿等にも適用可能である。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
実施例１〜７、比較例１〜５：筆記具用中綿の製造及び筆記性能評価
１種類又は２種類の繊維からなり、下記の仕様を有する円筒状の筆記具用中綿を製造し、インクを充填後、マーキングペンに組み込んで、筆記試験を行った。
【００３０】
筆記具用中綿仕様
・繊維材質：ポリエステル
・繊維重量：０．４４ｇ
・外被材質：ポリエチレン
・外被重量：０．３４ｇ
・外径：７．５ｍｍφ
・内径：７．１ｍｍφ
・内容積：３．０４ｃｍ３
・気孔率：８９．５％
・空隙量：２．７２１ｃｍ３
・インク
・種類：アルコール系油性インク
・充填量：１．７ｇ
・筆記試験速度：７ｍ／分
【００３１】
各実施例及び比較例において、筆記具用中綿の製造に用いた繊維の繊度、クリンプ率、断面形状は、下記の表１に示すとおりである。第１及び第２の繊維の重量比は１：１であり、実施例３，４を除き、第１及び第２の繊維は、ランダムに分布するように配置されている。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
筆記距離５０ｍ毎のマーキングペンの質量を測定し、その減少分から、筆記距離５０ｍ毎のインクの消費量（ｇ）を求めた。結果は、下記の表２に示すとおりである。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
上記の表２の結果より、筆記距離１００ｍ毎（３００〜３５０ｍは筆記距離５０ｍ）のインクの消費量（ｇ）を求めた。結果は、下記の表３に示すとおりである。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
１種類の繊維のみからなる比較例１〜４に係る筆記具用中綿、繊度及び断面形状が異なるがクリンプ率が等しい２種類の繊維からなる比較例５に係る筆記具用中綿の場合、筆記距離が３００ｍを超えるとインク流量が減少し、かすれを生じる結果となっているのに対し、クリンプ率が異なる２種類の繊維からなる実施例１〜７に係る筆記具用中綿の場合、筆記距離が３５０ｍに到達するまで、インク流量の減少幅が小さく、インク流量と筆記距離のバランスが改善されていることがわかった。また、実施例１〜７の結果より、第１及び第２の繊維のクリンプ率、繊度、断面形状、繊維束に垂直な方向の空間分布を適宜調節することにより、インク流量及び筆記距離のバランスを調節できることもわかった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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