(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を長手方向に引き揃え、熱硬化性樹脂系接着剤液を塗布し、熱処理して、所定の外形を有する繊維束からなる繊維束製インキ誘導部材を製造する方法において、前記繊維を加熱したパイプ内を通過させて外径を整えた後、前記熱硬化性樹脂系接着剤を、下記化１式で示されるカルボン酸エステル類の一種、または２種以上のものに溶解して使用し、また前記塗布後に、最高温度で３００℃の温度勾配を具えた加熱トンネル式乾燥機を用いて、前記熱硬化性樹脂系接着剤を熱硬化させることを特徴とする繊維束製インキ誘導部材の製造方法。
【化１】
0004803910.tif 000005
（但し、化１式中のｎは２乃至４の整数である。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維束製インキ誘導部材の製造方法に関するものであり、より詳細には、繊維を長手方向に引き揃え、熱硬化性樹脂系接着剤液を塗布し、熱処理した後、所定の外形を有する繊維束にしてペン先や中継芯などの繊維束製インキ誘導部材を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のインキ誘導部材の繊維束には、植物繊維、動物繊維、鉱物繊維等の天然繊維、或いは、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等からなる化学繊維が使用され、中でもポリエステル系繊維、ナイロン等のポリアミド系繊維等の合成繊維が使用される。このような繊維は長手方向に引き揃え、適宜工程で接着剤液を塗布し、これを加熱したノズルを通すことで、熱処理を施しながら所定の外径のものとする。このようにして得た繊維束を適宜長さ、適宜形状にすることでインキ誘導部材が製造される。
【０００３】
上記接着剤樹脂成分を所定の濃度に希釈、溶解させる溶剤は、接着剤成分の溶解性、熱処理工程での溶剤の挿発性、残存性、及びコストなどの経済性から、メチレンクロライドが使用されていた。しかし、メチレンクロライドは、「労働省労働基準監督局長の通達；基発第７７０号の２（1997/12/24）」において「変異原性が認められた既存化学物質」の中に発ガン性、生殖毒性などを持つ変異原性物質と指定されており、労働者の作業環境の面や大気環境排出や水質環境排出の面から使用が制限されつつある。
【０００４】
また、繊維束製インキ誘導部材を製造する際に接着剤として用いる熱硬化性樹脂は、イソシアネートとポリオールとからなるポリウレタン系接着剤、エポキシ類とアミン類とからなるエポキシ系接着剤、メチルメタクリレート等のアルキド系接着剤等から選択される。かかる熱硬化性樹脂を形成する成分を含む溶剤を、所定の工程で長手方向に引き揃えた繊維束に塗布し、或いは含浸させ加熱下で反応硬化させる。これらの樹脂成分を溶解させる溶剤としては酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類、酢酸メチルグリコール、酢酸セロソルブなどのグリコールエーテル類を用いることができる。
【０００５】
しかしながら、消防法上の貯蔵、取り扱いなどの規制により、貯蔵場所、その建物構造をそれに見合ったものに変更せねばならず、これらの溶剤を使用するのであれば、大幅な初期投資の必要性が発生する。
そこで、繊維束製インキ誘導部材を製造する際、従来のメチレンクロライドと作業性、性能が同等以上であり、燃焼、爆発の危険もなく、かつ人体、環境に対する安全性が高い溶剤を使用して、製造する方法が切望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術における課題及び要求に鑑みてなされたもので、メチレンクロライドを使用しなくても、作業性、及びその性能が同等以上であり、既存の工程、設備、建物をそのまま使用でき、且つ安全性能が高いので、労働者の作業環境面や大気環境排出や水質環境排出等の面で安心できる繊維束製の繊維束製インキ誘導部材の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記熱硬化性樹脂系接着剤成分の溶剤に必須な性質は、その毒性が低く、乾燥による大気放出などの法令指定物質に該当しないこと、及び上記熱硬化性樹脂系接着剤成分を十分に溶解させること、引火性、人体に対する毒性が極めて低いこと、既存設備、既存工程がそのまま使用できること、低コストであること等の観点から、鋭意研究を重ねた結果、特定のカルボン酸エステルが上記諸条件を満足させるものであることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００８】
即ち、本発明は、繊維を長手方向に引き揃え、熱硬化性樹脂系接着剤液を塗布し、熱処理して、所定の外形を有する繊維束からなる繊維束製インキ誘導部材を製造する方法において、前記繊維を加熱したパイプ内を通過させて外径を整えた後、前記熱硬化性樹脂系接着剤を、下記化２式で示されるカルボン酸エステル類の一種、または２種以上のものに溶解して使用し、また前記塗布後に、最高温度で３００℃の温度勾配を具えた加熱トンネル式乾燥機を用いて、前記熱硬化性樹脂系接着剤を熱硬化させることを特徴とする。
【化２】
0004803910.tif 000002
（但し、化２式中のｎは２乃至４の整数である。）
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法の好ましい実施の形態を詳述する。尚、本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法は以下の実施形態及び実施例に限るものではない。
本発明における繊維束製のインキ誘導部材は、繊維を長手方向に引き揃え、熱硬化性樹脂系接着剤液を塗布し、熱処理した後、所定の外形を有する繊維束にして製造するものである。
【００１０】
上記インキ誘導部材は一般に筆記具のペン先或いは中継ぎ芯として使用され、筆記具の軸体内に設けたインキ貯溜部内のインキをその繊維束の毛細管機能を介してペン先へと誘導するものである。従って、インキを誘導する通路として使用する限りにおいて本発明におけるインキ誘導部材となる。
上記繊維束の繊維としては、植物繊維、動物繊維、鉱物繊維等の天然繊維、或いは、炭素繊維等の無機繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等からなる化学繊維を挙げることができる。このような繊維は、後述する熱硬化性樹脂系接着剤の溶液に溶解しないもの、及びその繊維束が十分な機能を発揮する限り、特にその使用を限る必要はない。
【００１１】
上記繊維としては、植物繊維、動物繊維、及び鉱物繊維等の天然繊維の使用も可能であるが、その繊維を揃えたりする繊維束加工等の作業の点から、炭素繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等の化学繊維が好ましい。中でも化学繊維としては、セルロースアセテート系繊維等の半合成繊維、ナイロン６等のポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリウレタン系−スパンテックス、ポリフルオロエチレン系繊維等の合成繊維が好ましい。また合成繊維の中でも、ポリエステル系繊維、ナイロン等のポリアミド系繊維、アセテート系繊維、ポリアクリルニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−酢酸ビニル共重合体等のポリアクリロニトリル系繊維、スパンディックス等のポリウレタン系繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン系繊維等の合成繊維を挙げることができ、特に、後述する熱硬化性樹脂系接着剤の溶剤に溶解しない、ポリエステル系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリアミド繊維等を特に好ましいものとして挙げることができる。
【００１２】
本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法における上記繊維を長手方向に引き揃えて下記接着剤液を塗布する。上記繊維束は該繊維を長手方向に引き揃え、通常、加熱したノズル内を通過させることによって所定の外径に整える。
また上記熱硬化性樹脂系接着剤液の塗布に使用される上記熱硬化性樹脂系接着剤は、イソシアネートとポリオールとからなるポリウレタン系接着剤、エポキシ類とアミン類とからなるエポキシ系接着剤、メチルメタクリレート等のアルキド系接着剤等を挙げることができる。
【００１３】
具体的に例えば、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ等のジ−又はポリ−イソシアネートと、エチレングリコール、プロピレングリコールアジペート、ブタンジオールアジペート等のポリエステルポリオール、或いはポリプロピレンエーテル、ポリテトラメチレングリコールエーテル等のポリエーテルポリオールとからなるポリウレタン系接着剤、２−シアノアクリレート、メタアクリレート、ジメタアクリレート、ポリメタアクリレート等のアクリル系接着剤、ブチルグリシルエーテル、フェニルグリシルエーテル等のモノ−、又はポリ−エポキシ類とアミン類、アダクト類、ジヒドラジン類等の硬化剤とからなるエポキシ系接着剤等を挙げることができる。
【００１４】
本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法における熱硬化性樹脂系接着剤の溶液は、下記化３式で示されるカルボン酸エステル類の一種、又は二種以上の混合液からなる。但し、化３式中のｎは２乃至４の整数である。
【化３】
0004803910.tif 000003
【００１５】
本発明は上記熱硬化性樹脂系接着剤をかかる溶剤に溶解し、この溶解液を上記繊維束に塗布し、これを加熱して繊維束製のインキ誘導部材を製造するものである。
上記繊維束の塗布方法は通常の塗布方法に限らず、スプレー方式、又は漬け込み方式による塗布方法でも良い。上記加熱方法は、通常、最高温度、約３００℃の温度勾配を具えた加熱トンネル式乾燥炉を用い、上記繊維束の熱硬化性接着剤の熱硬化を行う。上記繊維束は加熱処理後、所定の長さに裁断されて繊維束製インキ誘導部材とされる。
このような処理過程での上記溶剤は、上記接着剤成分の溶解性、熱処理工程での揮発性及び残存性に問題がなく経済性がある。
また、上記化３式において上記ｎが２未満の溶剤は、熱硬化樹脂接着剤の溶解が不十分である。上記ｎが５以上の溶剤は、沸点が高くなり過ぎ、既存の乾燥条件では、溶剤の残留が多い。
【００１６】
従って、本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法における上記溶剤にあっては、毒性が低く、その作業環境に悪影響を与えることがない。また法令指定物資でないため、乾燥時における大気中への放出の安全設備も簡単なものとすることができる。従って、既存の設備、既存工程がそのまま使用するにも拘わらず、十分な安全性が確保され、新規投資の必要がなく、低コスト化を図ることができ、安価な製造方法を実施することができる。
【００１７】
【実施例】
本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法を実施例により更に具体的に説明する。尚、本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法は以下の実施例に限るものではない。
【００１８】
（実施例１）
ポリエステル製の繊維を長手方向に引き揃え、温度２００〜２５０℃に加熱したパイプ内を通過させてある程度の外径を整えた後、イソシアネートとポリエステルポリオールをＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＣＯＯＣＨ3（コハク酸ジメチル）に１０質量％溶解させ、上記繊維に塗布した後、温度６０℃〜２００℃の温度勾配をつけたトンネル式乾燥炉を通過させて加熱硬化させた後、所定の長さに切断し、直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００１９】
（実施例２）
ポリエステル製の繊維を長手方向に引き揃え、温度２００〜２５０℃に加熱したパイプ内を通過させてある程度の外径を整えた後、イソシアネートとポリエステルポリオールをＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）3ＣＯＯＣＨ3（グルタル酸ジメチル）に２０質量％溶解させ、上記繊維に塗布した後、温度６０℃〜２００℃の温度勾配をつけたトンネル式乾燥炉を通過させて加熱硬化させた後、所定の長さに切断し、直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２０】
（実施例３）
ポリエステル製の繊維を長手方向に引き揃え、温度２００〜２６０℃に加熱したパイプ内を通過させてある程度の外径を整えた後、イソシアネートとポリエーテルポリオールをＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）4ＣＯＯＣＨ3（アジピン酸ジメチル）に２５質量％溶解させ、上記繊維に塗布した後、温度６０℃〜２００℃の温度勾配をつけたトンネル式乾煉炉を通過させて加熱硬化させた後、所定の長さに切断し、直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２１】
（実施例４）
ポリエステル製の繊維を長手方向に引き揃え、温度２００〜２５０℃に加熱したパイプ内を通過させてある程度の外径を整えた後、イソシアネートとポリカーボネートポリオールを、ＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＣＯＯＣＨ3（コハク酸ジメチル）２０質量部、ＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）3ＣＯＯＣＨ3（グルタル酸ジメチル）６０質量部、ＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）4ＣＯＯＣＨ3（アジピン酸ジメチル）２０質量部からなる混合溶剤に、２０質量％溶解させ、上記繊維に塗布した後、温度６０℃〜２００℃の温度勾配をつけたトシネル式乾換炉を通過させて加熱硬化させた後、所定の長さに切断し、直径２ｍｍのインキ繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２２】
（比較例）
（比較例１）
実施例１のＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＣＯＯＣＨ3（コハク酸ジメチル）をメチレンクロライドに置き換えた以外は、同材料、同工程で直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２３】
（比較例２）
実施例２のＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）3ＣＯＯＣＨ3（グルタル酸ジメチル）をメチレンクロライドに置き換えた以外は、同材料、同工程で直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
（比較例３）
実施例３のＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）4ＣＯＯＣＨ3（アジピン酸ジメチル）をメチレンクロライドに置き換えた以外は、同材料、同工程で直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２４】
（比較例４）
実施例４のＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＣＯＯＣＨ3（コハク酸ジメチル）２０質量部、ＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）3ＣＯＯＣＨ3（グルタル酸ジメチル）６０質量部、ＣＨ3ＯＯＣ（ＣＨ2）4ＣＯＯＣＨ3（アジピン酸ジメチル）２０質量部からなる混合溶剤をメチレンクロライドに置き換えた以外は、同材料、同工程で直径２ｍｍの繊維束製インキ誘導部材を得た。
【００２５】
実施例１〜４と比較例１〜４の溶剤残留量とインクへの影響を調査するために、カーボンブラックを分散したインクを使用している水性サインペンに組立、筆記性とインクとの反応性を調べるため温度５０℃の恒温槽に２週間放置後の筆記性を調べた。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
0004803910.tif 000004
【００２７】
下記表１より、実施例の溶剤は、比較例のものより沸点が高いため、微量の残留があるが、製品への影響はないため、実用上問題はなかった。
上記溶剤の毒性が低いので作業環境が良好であり、乾煉による大気放出などにも法令指定物質に該当しないため、環境に対して良好である。既存設備、既存工程がそのまま使用できるので新規投資の必要がなく、低コストであることから、安価に製造できる利点がある。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明に係る繊維束製インキ誘導部材の製造方法によれば、上記熱硬化性樹脂系接着剤を上記カルボン酸エステル類の一種、または２種以上のものに溶解して使用するので、メチレンクロライドを使用しなくても、作業性、及びその性能が同等以上であり、既存の工程、設備、建物をそのまま使用でき、且つ安全性能が高いので、労働者の作業環境面や大気環境排出や水質環境排出等の面で安心できる。