(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを液体の状態で貯蔵するインク貯蔵部（Ａ）とペン先部（Ｃ）との間に、隔壁（５）によりインク貯蔵部と隔てられ且つ該隔壁に設けた細管（４）を通じて、インク貯蔵部からのインクを一時的に保持すると共にインクの流量を制御してペン先部へ供給するインク保持制御部（Ｂ）を設け、該インク保持制御部は、少なくとも、親水基をもった超親水性の繊維群（８）と、インクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群（９，９′）とを略々均一に混在させ、その外周に流動性が弱い親水基を持たない繊維群（１８）を巻き付けて構成した中綿を有することを特徴とする、インクの自動流出調整機能を有する筆記具。
【請求項２】
インク貯蔵部（Ａ）とインク保持制御部（Ｂ）との間の前記隔壁（５）に設けた開口にインク及び空気を流通させる高密度繊維束からなる前記細管（４）を圧入し、隔壁（５）のインク保持制御部（Ｂ）の中綿側に前記細管（４）が密接又は貫通するように親水性不織布又はスポンジ（６）を設け、
インク保持制御部（Ｂ）のペン先部（Ｃ）には、インク保持制御部（Ｂ）の中綿に接する親水性不織布（１０）及びペン先（１４）が貫通する溌水性不織布（１１）を前記親水性不織布（１０）に接するように設けたことを特徴とする請求項１に記載の筆記具。
【請求項３】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿は、超親水性繊維（８）を２０〜３０部、超流動性繊維（９，９′）を４０〜６０部、略々均一に混在させその外周に流動性が弱い親水基を持たない繊維群（１８）を１０〜４０部配し束ねたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の筆記具。
【請求項４】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿は、更に親水基を持たない融着し易い繊維（３０）を含み、前記超親水性繊維（８）を２０〜３０部、前記超流動性繊維（９）を２０〜３０部、前記親水基を持たない融着し易い繊維（３０）を２０〜３０部、略均一に混在させ、その外周に流動性が弱い親水基を持たない熱融着しやすい繊維群（１８）を１０〜４０部束ねたもので、気孔率が７５〜９５％となるように加熱整形したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の筆記具。
【請求項５】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿の内部に、一端がインク貯蔵部（Ａ）側の親水性不織布又はスポンジ（６）とに接続し、他端がペン先部（Ｃ）側の親水性不織布（１０）に接続するように、筆記具の軸方向に延びる空気流通用細管（７）を設けたことを特徴とする請求項２に記載の筆記具。
【請求項６】
超親水性繊維（８）はポリエステル繊維の外周に親水基をもった樹脂をコーティングして形成され、又はポリアミド繊維若しくはビニロン繊維等から形成され、超流動性繊維（９）は断面が十字形又はＴ字形の異形断面を有する繊維であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の筆記具。
【請求項７】
超親水性繊維（８）はポリエステル繊維の外周に親水基をもった樹脂をコーティングして形成され、又はポリアミド繊維若しくはビニロン繊維等から形成され、超流動性繊維（９）は断面が十字形又はＴ字形の異形断面を有する繊維であり、親水基を持たない融着し易い繊維（３０）は中央がポリエステルで外周の低融点のポリエステルを配した繊維であり、更に流動性が弱い親水基を持たない繊維群（１８）は中央がポリプロピレンでその外周に低融点のポリプロピレンを配した繊維であることを特徴とする請求項４に記載の筆記具。
【請求項８】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿は、略円柱形状となるように束ねられたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の筆記具。
【請求項９】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿は、軸方向の中央部では略円柱状で両端において径が小さくなるように絞られたものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の筆記具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマーキングペン等の筆記具、特に液体のインクを内蔵すると共にこのインクの流出を自動的に調整する機能を有する筆記具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の筆記具は中綿式筆記具と総称されるように、匡体内に比較的気孔率が大きくなるように成形された中綿を挿入し、この中綿にインクを含浸させ、一方、気孔率が比較的小さくなるような関係にあるペン先を前記の中綿に接続するように設定し、ペン先の毛細管現象により中綿よりペン先に対して必要に応じてインクが供給されるように設計されたものが、殆んどである。この方式の筆記具の長所はインクの漏れ出しなどに安定性がありコストも安く出来るという点にあるが、然し中綿に残留するインクの量が多いという欠点があった。
【０００３】
そこで、最近では、中綿を使用しないでインクの使用効率を高めるタイプ、即ち中綿を使用しない、いわゆる生インクタイプの筆記具が増加してきた。但し市場におけるほとんどのものは、使用されるインクの内蔵量としては１cc〜１．５cc程度が限度のいわゆる蛇腹型インク流出制御装置を使用したものである。現在いわゆる「ホワイトボードマーカー」と呼ばれている大容量（例えば、インク貯蔵量が５cc〜１０cc）の筆記具については、生インク方式のものは、バルブ方式等を採用しているが、筆記に際して適正量のインク流出とするのは困難である、という問題があり、新しい方式のインク流出機能を有する筆記具が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、本発明の課題は、筆記に際して適正なインク流出量とすることのできる、インク自動流出調整機能を有する筆記具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、インクを液体の状態で貯蔵するインク貯蔵部とペン先部との間に、隔壁によりインク貯蔵部と隔てられ且つ該隔壁に設けた細管を通じて、インク貯蔵部からのインクを一時的に保持すると共にインクの流量を制御してペン先部へ供給するインク保持制御部を設け、該インク保持制御部は、少なくとも、親水基をもった超親水性の繊維群と、インクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群とを略々均一に混在させ、その外周に流動性が弱い親水基を持たない繊維群を巻き付けて構成した中綿を有することを特徴とする、インクの自動流出制御機能を有する筆記具が提供される。
【０００６】
本発明によると、インク保持制御部の中綿を、親水基をもった超親水性の繊維群と、異形断面を有し且つインクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群とを組み合わせて構成したことにより、超流動性があって親水基をもたない繊維群による毛細管作用によりインクは速やかにペン先部の側に移動する一方で、親水基をもった超親水性の繊維群の側にも徐々に移行し、ここにインクが一時的に保持され、インク流量の調整が図られる。筆記具の非使用時においても親水基をもった超親水性の繊維群にはインクが保持されているので、筆記開始時点におけるインクの追随性が良好となる。
【０００７】
インク貯蔵部とインク保持制御部との間の前記隔壁に設けた開口にインク及び空気を流通させる高密度繊維束からなる前記細管を圧入し、隔壁のインク保持制御部の中綿側に前記細管が密接又は貫通するように親水性不織布又はスポンジを設け、インク保持制御部のペン先部には、インク保持制御部の中綿に接する親水性不織布及びペン先が貫通する溌水性不織布を前記超親水性不織布に接するように設けたことを特徴とする。
【０００８】
インク保持制御部の中綿は、超親水性繊維を２０〜３０部、超流動性繊維を４０〜６０部、断面で略均一に混在させ、その外周に流動性が弱い親水基を持たない繊維群を１０〜４０部配し束ねたものであることを特徴とする。或いは、インク保持制御部の中綿は、更に親水基を持たない融着し易い繊維を含み、超親水性繊維を２０〜３０部、超流動性繊維を２０〜３０部、親水基を持たない融着し易い繊維を２０〜３０部、略均一に混在させ、その外周に流動性が弱い親水基を持たない熱融着しやすい繊維群を１０〜４０部配し束ねたもので、気孔率が７５〜９５％となるように加熱整形したものであることを特徴とする。
【０００９】
インク保持制御部の中綿の内部に、一端がインク貯蔵部側の親水性不織布又はスポンジに接続し、他端がペン先部側の親水性不織布に接続するように、筆記具の軸方向に延びる空気流通用の細管を設けたことを特徴とする。
超親水性繊維はポリエステル繊維の外周に親水基をもった樹脂をコーティングして形成され、又はポリアミド繊維若しくはビニロン繊維等から形成され、超流動性繊維は断面が十字形又はＴ字形の異形断面を有する繊維であることを特徴とする。親水基を持たない融着し易い繊維は中央がポリエステルで外周の低融点のポリエステルを配した繊維であり、更に流動性が弱い親水基を持たない繊維群は中央がポリプロピレンでその外周に低融点のポリプロピレンを配した繊維である。
【００１０】
インク保持制御部の中綿は、略円柱形状となるように束ねられたものであることを特徴とする。或いは、インク保持制御部の中綿は、軸方向の中央部で略円筒状に、両端において径が小さくなるように絞られたものであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明のインク自動流出調整機能を有する筆記具の一実施形態を示す断面図である。本発明の筆記具は、概ね３つの部分よりなる。即ち、インクを液体の状態で貯蔵するインク貯蔵部（Ａ）と、インク貯蔵部からのインクを一時的に保持すると共にインクの流量を調整してペン先部へ供給するインク保持制御部（Ｂ）と、ペン先部（Ｃ）である。
【００１２】
インク貯蔵部（Ａ）の筐体１は液体のインクを格納し蒸発等を防ぎインクの特性を保存・確保する。筐体１は円筒状で一端は閉じられ、他端は後述する隔壁５で仕切られている。
筐体１内の液体インク２は、色素として染料系、顔料系のもの、溶液として水性、溶剤性等のもの、バインダーとしてそれぞれのインクに適した樹脂その他が含まれ、外に添加剤として各インクに適したものが含まれる。
【００１３】
筐体１内の空気３は、筆記具の使用にともなってインクの量が徐々に減少しその結果として量が増加する。空気の増加量や圧力は、当該筆記具が使用され、又は置かれている環境、例えば温度の変化等により変化を来す。
隔壁５はインク貯蔵部（Ａ）とインク保持制御部（Ｂ）とを隔離する部分で、１個又は複数個のインク・空気の流出入細管を貫通させるための小孔が形成されており、この小孔にインク導入管４が圧入されている。図示の実施形態ではインク導入管４を中央部に１個設けた例を示している。インク導入管４は直径が１ｍｍ〜４ｍｍで、気孔率が５０％〜６５％の、アクリル製、ポリエステル製等の高密度繊維束で構成されている。例えば、これと略同条件で、マーキングペンのペン先部分として使用されるものを好適に使用することができる。
【００１４】
親水性不織布又は親水性スポンジ６は、一方の面が隔壁５のインク保持制御部（Ｂ）の中綿側に接するように設けられ、隔壁５の小孔をインク貯蔵部Ａの側からインク保持制御部（Ｂ）側へ延びるインク導入管４が図示のようにその一面に密接するように、或いはインク導入管４が貫通するように設けられている。他方の面は、インク保持制御部（Ｂ）の中綿の端面に密着している。親水性不織布６の材質としては、ポリエステル、アクリル、ビニロン等で親水処理された不織布で、インクの性質等により変化するが、気孔率としては７５〜９５％のものを用いるのが好適である。
【００１５】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿の内部に設けた空気流通用の細管７は、直径が２〜３ｍｍのポリプロピレン又はフッ素樹脂製の細管で、一方で、前述のインク貯蔵部（Ａ）側の親水性不織布又はスポンジ６の端面に密着し、他方で、後述するペン先部（Ｃ）側の親水性不織布１０の端面に密着している。
インク保持制御部（Ｂ）は、親水基をもった超親水性の繊維群８と、異形断面を有し且つインクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群９とを組み合わせて中綿として筆記具の軸方向に略円柱形状に構成したものである。
【００１６】
超親水性繊維８は、例えば図２（ａ）に示すように、中心のポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）繊維８ａの周囲に、親水基をもったＥＶＯＨ樹脂８ｂをコーティングしたものである。ＥＶＯＨ樹脂８ｂは、ポリビニールアルコールとポリエチレンを強重合させた高分子である。このような超親水性繊維８として、例えばクラレ株式会社製の「ソフィスタ」（登録商標）と称される繊維が市販されている。超親水性繊維８の太さは、２〜１５デニールのものが適当である。
【００１７】
上記のような構造を有する超親水性繊維８は親水基〔ＯＨ基〕を持っており非常に親水性に富み水性又はアルコール製溶剤のインクに対して強い保持力を発揮する。この超親水性繊維８は、表面形状、又は活性剤処理等により超親水性を持たせた従来から使用されている繊維と異なり化学的に親水基による超親水性を持っており、インクに対して非常に高い保持力を長期間発揮できるものである。
【００１８】
超親水性繊維８としては、上記のように図２（ａ）に示す構造のものの他、図示しないが、ポリアミド繊維若しくはビニロン繊維等から形成することも可能である。
異形断面の超流動性繊維９は、例えば図２（ｂ）に示すように、断面が十字形又はＴ字形の繊維である。超流動性繊維９はこのように物理的に表面積を大きくしたこと、更にそれぞれの断面形状で９０度（２７０度）の交点を有することにより毛細管現象を強め、インクの吸い上げ等に優れた威力を発揮する。
【００１９】
上記のようにインク保持制御部（Ｂ）の中綿を親水基をもった超親水性の繊維群８と、異形断面を有し且つインクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群９とを略均一に組み合わせ、熱融着等により融着綿としたものである。
流動性が弱い親水基を持たない繊維群１８は、詳細には図示していないが、中央がポリプロピレンでその外周に低融点のポリプロピレンを配した繊維からなる。このような、繊維群１８がインク保持制御部（Ｂ）の中綿の外周に巻かれているが、繊維群１８の各繊維の周囲が低融点のポリプロピレンからなることによりこれらが熱溶融して結合し繊維群１８が全体としてフィルムのように中綿の外周に巻きつけられ、中綿の形状を安定なものとしている。流動性が弱い親水基を持たない繊維群１８としては、上記のように、中央がポリプロピレンでその外周に低融点のポリプロピレンを配した繊維からなるものではなく、単なるフィルムによって中綿の外周を巻き付けることでも可能である。
【００２０】
インク保持制御部（Ｂ）の中綿は、一例として、超親水性繊維８を２０〜３０部、異形断面の超流動性繊維９を４０〜６０部、の割合で組み合わせるのが好適で、各繊維が概ね筆記具の軸方向に延在するように略円筒形とし、更に、その外周に流動性が弱い親水基を持たない熱融着しやすい前述の繊維群１８を１０〜４０部配して束ねたものである。
【００２１】
インク保持制御部（Ｂ）のペン先部（Ｃ）には、一方の面がインク保持制御部（Ｂ）の中綿に接するようにかつ他方の面がペン先１４に接するように親水性不織布１０が設けられ、更に溌水性不織布１１がこの親水性不織布１０他方の面に接し且つペン先１４が貫通するように設けられる。
ペン先１４は筒状のペン先保持部１２の軸方向の孔に挿入されて保持され、ペン先保持部１２の孔の内側には軸方向の空気流通溝１５が設けられている。このような空気流通溝１５は、例えばペン先保持部１２の孔の内側に１つ又は複数の、軸方向の突条（図示せず）を設けておき、この孔にペン先１４を圧入することにより、突条の両側部分の軸方向隙間の部分を空気流通溝１５とすることができる。１３はペン先保持部１２に嵌合するキャップ、１６はキャップ内の空気である。
【００２２】
上述のように、本発明では、インク保持制御部（Ｂ）の中綿を親水基をもった超親水性の繊維群８と、異形断面を有し且つインクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群９と組み合わせて構成することにより、使用時、インク貯蔵部（Ａ）のインクは、インク・空気流出入細管４、及び水性不織布又はスポンジ６を通り、中綿の超流動性繊維９の強力な毛細管現象によりこれらの超流動性繊維群９に沿って速やかに親水性不織布１０側へと流れ、ペン先１４へと達する。この間、空気は空気流通溝１５、溌水性不織布１１、親水性不織布１０、空気流出入細管７、インク・空気流出入細管４を通り筐体１へ流入する。その後はインクは超親水性繊維群８へと移行するが、超親水性繊維群８と超流動性繊維群９とのインクの移動能力の差により、親水性不織布６及び１０の両者がインクで飽和状態となっても、超親水性繊維群８のインク保持力にはまだ余裕がありインクを十分保持することができる。
【００２３】
空気流出入細管７は一端で親水性不織布６に接し他端で親水性不織布１０に密着しているので、両者の圧力差、即ち両者のインク飽和状態の如何により、空気の流通が制御される。即ち、親水性不織布６及び１０側の両者が飽和状態に近づくと、自動的に空気流通が遮断され、これにより、ペン先１４に沿った空気流通溝１５の空気流通も遮断される。したがって、キャップ１３内の空気１６の流入が遮断されその結果としてペン先１４のインクの状態を常に良好に保つことができる。
【００２４】
また、溌水性不織布１１はペン先１４に沿った空気流通溝１５の空気を障害なく親水性不織布１０、空気流出入細管７、親水性不織布６、インク・空気流出入細管４へと流すことを確保し、ペン先１４への漏れ出しを防止する。
なお、筆記時の使用者の体温により筐体１内の圧力が上昇した場合、又はキャップ１３を下向きの状態で室温が上昇した場合、その他筐体１内の空気の圧力の上昇によって多少のインクが制御機構である中綿へ移動することがあるが、このような圧力上昇によるインクの移動があっても、超親水性の繊維群８のインク保持能力で十分カバーできるように設計されている。
【００２５】
また、長時間ペン先１４が上向きとなるように保管されていても、超親水性の繊維群８のインク保持能力で直ちに快適な筆記特性が得られる。
図３は本発明の他の実施形態を示すものである。図１と同一又は対応する部分は同一の符号で示し、詳しい説明は省略する。図３の実施形態では、異形断面の繊維群９に代えて、通常の円形断面の非親水性の繊維群９′を用いた。
【００２６】
インク保持制御部Ｂの中綿によるインク流量制御機構において、図１に示した親水基（ＯＨ基）をもった超親水性繊維８は水性、又はアルコール性のインクに対して親和力が強くインクはしっかりと繊維に馴染むことができる。それに比較して親水基を持たない異形断面の繊維９は本質的には水性、又はアルコール性のインクに対する親和性が悪くその繊維の断面形状又は繊維束の収束密度による毛細管現象によってこれらのインクはその繊維の周辺に存することとなる。
【００２７】
従って重力その他の物理的な要因によりインクの移動が行われ、図１に示した異形断面の繊維９のインクの移動性には劣るものの通常の円形断面の繊維９′においてもその性質が非親水基の繊維であれば程度の差こそあれ図１の実施形態に述べた作用は行われる。
また、図１の実施形態においては、親水基を持った繊維８と異形断面の非親水基の繊維９を合糸して繊維束から成る中綿を作りその両端に不織布６，１０を接触させ中に通気の細管を入れた状態として高能率の構造としたがそれに準ずる方法として、図３に示すように、中綿の両端に親水性不織布６，１０を設けず、その代わりに、親水基を持った繊維群８と非親水基繊維群９′を合糸した中綿を両端部で先端程径の小さくなったテーパ部２１，２２を有する円筒容器２０に挿入し、中綿の両端をテーパ状に絞るようにした。このように、中綿の両端を絞ることにより両端部の繊維密度を高め、これによりインクの飽和度を高め空気の流通を遮断してインクの流通制御を行うようにしている。
【００２８】
図４は図１に示した実施形態における、インク保持制御部（Ｂ）の中綿に、親水基を持たない融着し易い繊維３０を加えたものである。超親水性繊維８及び超流動性繊維９については、図１の実施形態のものと同様の繊維を用いる。ただし、図４の実施形態では、超親水性繊維８を１０〜４０部、超流動性繊維９を１０〜３０部、親水基を持たない融着し易い繊維３０を１０〜３０部、略均一に混在させ且つ束ね、中綿全体としての気孔率を７５〜９５％となるように設定し、この繊維を湿熱と乾熱とにより繊維束に整形し、一部に空気流出入用の細管７を挿入する。この空気流出入用細管７は図１の実施形態のものと同様のものを用いることができる。
【００２９】
図５は図４に示した実施形態の中綿の各繊維の断面を示すもので、（ａ）は超親水性繊維８の断面形状で図２（ａ）に示すものと同様であり、（ｂ）は超流動性繊維９の断面形状で図２（ｂ）に示すものと同様である。（ｃ）は親水基を持たない融着し易い繊維３０であって、例えば、中央がポリエステルの芯３０ａで外周に低融点のポリエステル３０ｂを配した繊維を用いる。このような表面が融着し易い層を有する繊維３０は、例えば、クラレ株式会社製の「ソフィット」（登録商標）として市販されているものを用いることができる。
【００３０】
この実施形態では、表面に融着し易い層を具備する繊維３０が中綿に混在されているので、中綿を湿熱と乾熱とにより繊維束に整形する際、繊維３０の表面が溶融して超親水性繊維８及び超流動性繊維９間の結合し易くなり、繊維束としての中綿の整形が容易となり、形態の整った中綿を製造することができる。
他の構造や作用は図１に示した実施形態と同様である。
【００３１】
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能であることに留意すべきである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、インク保持制御部の中綿を、親水基をもった超親水性の繊維群（８）と、インクに対する超流動性があって親水基をもたない繊維群（９）とを組み合わせて構成したことにより、超流動性があって親水基をもたない繊維群（９）による毛細管作用によりインクは速やかにペン先部（Ｃ）の側に移動する一方で、親水基をもった超親水性の繊維群（８）の側にも徐々に移行し、ここにインクが一時的に保持され、インク流量の調整が図られる。筆記具の非使用時においても親水基をもった超親水性の繊維群（８）にはインクが保持されているので、筆記開始時点におけるインクの追随性が良好となる。
これにより、安価で且つ簡単な構造で且つインクの流動性に優れた筆記具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインク自動流出制御機能を有する筆記具の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の筆記具にて使用する親水基をもった超親水性の繊維（８）と、異形断面を有する親水基をもたない繊維（９）の断面図である。
【図３】本発明のインク自動流出制御機能を有する筆記具の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】図１の実施形態に類似する他の実施形態の筆記具を示す断面図である。
【図５】親水基をもった超親水性の繊維（８）、異形断面を有する親水基をもたない繊維（９）の断面図、及び表面に融着し易い層を具備する繊維（３０）の断面図である。
【符号の説明】
Ａ…インク貯蔵部
Ｂ…インク保持制御部（Ｂ）
Ｃ…ペン先部
１…インク貯蔵筐体
２…インク
３…筐体内空気
４…インク・空気流出入細管
５…インク室隔壁
６…親水性不織布又はスポンジ
７…空気流出入細管
８…親水基をもった繊維
９…異形断面の親水基をもたない繊維
９′…円形断面の非親水性繊維
１０…親水性不織布
１２…ペン先保持部
１３…キャップ
１４…ペン先
１５…空気流通溝
１６…キャップ内空気
１８…ポリプロピレン繊維
２０…両端テーパ状の円筒容器
２１，２２…テーパ部
３０…表面に融着し易い層を具備する繊維
【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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