(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ組成物を収容するインキ収容管の前端にボールペンチップを備え、後端に操作体を挿入嵌合することで連結してなる、レフィル交換時に操作体を把持して筆記具本体後端から引き抜かれる筆記具レフィルであって、
前記インキ収容管が熱可塑性樹脂からなり、少なくとも操作体を連結する端部が、少なくとも内層、外層、中間層の三層で形成され、中間層がエチレンビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれる樹脂のいずれかである操作体付ボールペンレフィル。
【請求項２】
前記内層、外層、中間層が複合成形により形成される請求項１に記載の操作体付ボールペンレフィル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の操作体付ボールペンレフィルを単数本又は複数本収容した筆記具。
【請求項４】
前記筆記具が、レフィル交換時に操作体を把持してレフィルを引き抜く構造である請求項３に記載の筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は操作体付ボールペンレフィル及びそれを収容した筆記具に関する。更に詳細には、操作体を連結してなる操作体付ボールペンレフィルとそれを収容した筆記具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ペン先を備えたインキ収容管にインキ組成物を内蔵した筆記具レフィルが、インキ消費後に交換可能である点から広く用いられており、近年では、インキ収容管の後端に操作体や継手部材を連結した筆記具レフィルが空の筆記具本体とともに陳列され、ユーザーが所望の筆記具本体と筆記具レフィルを選択して購入できるカスタマイズ筆記具が出現している（例えば、特許文献１乃至３参照）。
前記操作体や継手部材を連結した筆記具レフィルでは、操作体や継手部材をインキ色に着色することで出没操作や筆記具本体との接続部としての本来の機能の他、単体での陳列時や筆記具収容状態でレフィルに内蔵されるインキ色が一目で分かるため、特に有用な構成となっている。
【０００３】
また、前記インキ収容管の材質として、一般的に金属や樹脂が使用されているが、金属製のものはコスト高で内蔵するインキが視認できず、更に操作体や継手部材を連結する際に後加工が必要となるのに対して、樹脂製のものは安価で内蔵するインキが視認できるとともに、操作体や継手部材を嵌合等により容易に連結することができるため汎用性が高く、より有用なものである。
しかしながら、熱可塑性樹脂によるインキ収容管を用いた場合、経時や温度変化等の環境負荷によって変形や収縮を生じることがある。その際、操作体や継手部材とインキ収容管との連結力が弱くなるため、レフィル交換時に筆記具本体から使用済レフィルを引き抜く際に操作体や継手部材がインキ収容管から外れてしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４５１３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−６４３６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２８６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、操作体や継手部材を連結する筆記具レフィルのインキ収容管として、熱可塑性樹脂を用いた場合であっても、経時や温度変化等の環境負荷によってレフィル交換時に生じる操作体や継手部材の分離を確実に抑制できる経時安定性及び耐環境性に優れた筆記具レフィルとそれを用いた筆記具を提供するものである。
尚、本発明において「前」とは、ペン先側を示し、「後」とは、ペン先の軸方向逆側を示す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、インキ組成物を収容するインキ収容管の前端にボールペンチップを備え、後端に操作体を挿入嵌合することで連結してなる、レフィル交換時に操作体を把持して筆記具本体後端から引き抜かれる筆記具レフィルであって、前記インキ収容管が熱可塑性樹脂からなり、少なくとも操作体を連結する端部が、少なくとも内層、外層、中間層の三層で形成され、中間層がエチレンビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれる樹脂のいずれかである操作体付ボールペンレフィルを要件とする。
更に、前記内層、外層、中間層が複合成形により形成されることを要件とする。
更には、前記いずれかに記載の操作体付ボールペンレフィルを単数本又は複数本収容した筆記具を要件とし、前記筆記具が、レフィル交換時に操作体を把持してレフィルを引き抜く構造であることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、操作体や継手部材を連結する筆記具レフィルのインキ収容管として熱可塑性樹脂を用いた場合であっても、経時や温度変化等の環境負荷によって生じる虞がある変形や収縮を簡易な構成で抑制できるため、操作体や継手部材とインキ収容管の連結力が初期状態のままで維持される。そのため、レフィル交換時に筆記具から引き抜いたとしても、操作体や継手部材がインキ収容管から分離することを確実に抑制できる経時安定性と耐環境性に優れた筆記具レフィルとなる。更に、レフィル交換性の高い筆記具となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の筆記具レフィルの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の筆記具レフィルを空の筆記具本体に収容した筆記具の一例を示す外観図である。
【図３】本発明の筆記具レフィルの他の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】図３の筆記具レフィルを空の筆記具本体に収容した筆記具の一例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の筆記具レフィルは、インキ収容管内にインキ組成物を収容し、インキ収容管の先端部に直接又は接続部材を介してペン先（筆記先端部）を連通して設けてなり、インキ収容管の後端部に操作体又は継手部材を連結したものである。
前記ペン先としては、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ等のマーキングペンチップやボールペンチップが適用できる。マーキングペンチップの先端は、砲弾型、チゼル型、筆ペン型等いずれであってもよい。
【００１０】
前記ボールペンチップとしては、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させて形成したボール抱持部にボールを抱持する構造、金属材料をドリル等による切削加工によりボール抱持部を形成して、該ボール抱持部にボールを抱持する構造、バネ体によりボールを前方に付勢させた構造、或いは、金属又はプラスチック製チップ内部に樹脂製のボール受け座を設けた構造を例示できる。
前記ボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック、樹脂、ゴム等の０．１〜１．５ｍｍ径程度のものが適用できるが、好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．３〜０．７ｍｍのものが用いられる。
【００１１】
前記インキ収容管は熱可塑性樹脂からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等からなる成形体が生産性の面で好適に用いられ、成形性と耐溶剤性が高く、樹脂コート層や無機蒸着層が積層し易い点からポリプロピレンが特に好適である。
【００１２】
前記インキ収容管のうち、少なくとも操作体や継手部材が連結される端部には、樹脂コート層又は無機蒸着層が積層され、二層以上の積層体となる。
前記樹脂コート層としては、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリエステル樹脂等が耐劣化性が高い点から好ましく、このうちの一種以上をインキ収容管の熱可塑性樹脂に対して少なくとも一層（二層以上の何層構造であってもよい）を積層することで形成される。
前記エチレンビニルアルコール共重合体樹脂としては株式会社クラレ製、商品名：エバールが挙げられる。前記塩化ビニリデン樹脂は、塩化ビニリデン共重合体樹脂を用いることもでき、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン−メタクリル酸共重合体、塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、塩化ビニリデン−メタクリレート共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体等を例示できる。
【００１３】
前記樹脂コート層を形成する位置は、一番内側（内面層）、一番外側（外面層）あるいは中間層等、特に特定されるものではないが、インキ収容管を構成する熱可塑性樹脂の中間層（即ち、内面層及び外面層を除く層）であることが好ましい。ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の中間層（即ち、三層以上の樹脂層）として内側から支持することで、熱可塑性樹脂層の芯体として作用するので、積層部分の湾曲等の変形や経時収縮等をより確実に抑制することができる。
また、前記インキ収容管に樹脂コート層を形成する方法としては、熱可塑性樹脂で成形加工された成形体に、二色成形等の複合成形や、塗布、印刷等の手段により直接樹脂コート層を形成してもよいし、間接的に接着層を設けた方法であってもよい。尚、樹脂コート層と熱可塑性樹脂の間には、接着材を用いることができ、特に樹脂材料からなるものが好適である。
【００１４】
前記無機蒸着層としては、金属酸化物を用いた層が好ましく、具体的には、酸化アルミ、酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化スズ等が例示できる。
前記無機蒸着層は、インキ収容管の外面や内面の他、中間層（即ち、金属酸化物が露出した部分を更に熱可塑性樹脂でコーティングした状態）として設けることができる。好ましくは、作業性に優れると共に、熱可塑性樹脂に無機蒸着層を確実に密着できることから、プラズマを利用したプラズマ製膜法、化学的気相法（ＣＶＤ法）、真空蒸着法、蒸発源内の分子に電子ビームを照射して加熱・蒸発させて膜を形成するイオンプレーティング法、スパッタリング法が用いられる。そのため、インキ収容管の一番内側（内面層）や一番外側（外面層）に形成したものが好ましい。尚、中間層とする場合には、樹脂フィルム表面に前記方法で無機蒸着層を形成した後、熱可塑性樹脂表面に貼着する方法が好ましい。この方法をとる場合、無機蒸着層が内面になるように貼着する他、外面になるように貼着してもかまわない。尚、貼着用の接着材としては汎用のものが適用できる。
【００１５】
前記樹脂コート層や無機蒸着層は、インキ収容管のなかで少なくとも操作体や継手部材が連結される端部に積層されるが、インキ収容管の方向性を無くして組立性を向上すために両端に形成することが好ましく、更には、積層体の成形性や蒸着性を考慮して、インキ収容管の全体に積層することが好ましい。全体に積層した場合、生産性が向上する他、インキ収容管が応力変形し難いものとなる。そのため、特許文献１のような操作体付レフィルを筆記具本体の後端部から挿入する構造であっても、挿入時や引き抜き時の変形が抑制できるため、摺動操作における引っかかり等を生じることがなく、ペン先がスムーズに出没できるようになる。
また、熱可塑性樹脂単独で用いた場合に比べ、酸素透過を低減できるため、外側からインキ収容管内（インキ側）への酸素難透過性を付与できる。
【００１６】
前記インキ収容管の肉厚は特に限定されるものではないが、筆記具レフィルを構成するインキ収容管の外径は大凡決まっており、各層を厚くすればインキ収容管の内径が小さくなり、内蔵されるインキ量が少なくなるため、インキ収容管の肉厚は０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜０．８ｍｍであることが好ましい。
特に軸筒内に複数の筆記具レフィルを収容し、出没機構の作動によっていずれかの筆記具レフィルの筆記先端部が軸筒前端開口部から出没する複合筆記具の場合、軸筒の外径を小さくして握持し易くするため、インキ収容管の外径を小さく設計する必要がある。更に、インキ量が少なくなることを防止するため、インキ収容管の肉厚を極力薄くする必要があるため、変形し易いものとなる。この点からも本発明の積層部分を全体に備えたインキ収容管の適用は特に有用な要件となる。
尚、前記インキ収容管は、インキ残量を視認できるように透明性を有することが好ましいため、前述の樹脂コート層や無機蒸着層は透明性を有するものが好適である。
【００１７】
前記インキ収容管の後端に連結される操作体や継手部材は、樹脂や金属から構成される。特に、少なくとも一部をレフィル内に収容するインキの色相に着色することで、筆記具レフィル単体において、加飾性や色表示機能を発現することが可能となる。また、ボールペンレフィルにおいてはボール径を表示することもできる。これらのインキ収容管との連結方法としては、被覆、挿入等での嵌合、係止、挟持、螺合等、どのような方法であってもよいが、連結強度や組立性が高いことから嵌合が好適であり、特に、インキ収容管内に操作体や継手部材の端部を挿入嵌合する構造が好ましい。
【００１８】
前記操作体は、インキ収容管の後端に連結されており、筆記具本体の軸筒内に収容した状態では、軸筒の側壁より突出する。前記突出した操作体をスライド操作することにより軸筒先端の開口部から筆記先端部が出没する。
前記継手部材は、インキ収容管の後端に連結されており、筆記具本体の軸筒内に収容した状態では、軸筒後端や回転摺動体、スライドレバー等に嵌合等の方法で接続保持される。その際、筆記具本体側の接続力は、継手部材とインキ収容管との連結力よりも小さく設定され、レフィル交換時にインキ収容管を引き抜いた際に継手部材も一緒に外れるように構成される。
【００１９】
前記インキ収容管には、インキ組成物を直接収容するものの他、繊維束からなるインキ吸蔵体にインキを含浸させたものや、櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材や弁機構を介在させたものを用いてもよい。
【００２０】
前記インキ収容管に収容されるインキ組成物は、ペン先の種類やレフィル構造に応じて汎用の水性インキ、油性インキ、エマルションインキ等が限定されることなく適用できる。特に、水性インキはレフィル外側から溶媒中に酸素を吸収し易いため、経時によってインキ安定性が失われ易く、更に、水分蒸発によるエア発生が生じ易いため、本発明のレフィル構成が有用である。これは、インキ収容管に樹脂コート層や無機蒸着層を形成した筆記具レフィルでは、その積層部分から酸素が侵入し難くなるためであり、この点からもより好ましくはインキ収容管全体に積層されたものが有効である。
【００２１】
前記水性インキ組成物は、水、着色剤、更に水溶性有機溶剤、樹脂等の添加剤等により構成される。
前記着色剤としては、水性媒体に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料がすべて使用可能であり、その具体例を以下に例示する。
前記染料としては、酸性染料、塩基性染料、直接染料等を使用することができる。
酸性染料としては、ニューコクシン（Ｃ．Ｉ．１６２５５）、タートラジン（Ｃ．Ｉ．１９１４０）、アシッドブルーブラック１０Ｂ（Ｃ．Ｉ．２０４７０）、ギニアグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０８５）、ブリリアントブルーＦＣＦ（Ｃ．Ｉ．４２０９０）、アシッドバイオレット６Ｂ（Ｃ．Ｉ．４２６４０）、ソルブルブルー（Ｃ．Ｉ．４２７５５）、ナフタレングリーン（Ｃ．Ｉ．４４０２５）、エオシン（Ｃ．Ｉ．４５３８０）、フロキシン（Ｃ．Ｉ．４５４１０）、エリスロシン（Ｃ．Ｉ．４５４３０）、ニグロシン（Ｃ．Ｉ．５０４２０）、アシッドフラビン（Ｃ．Ｉ．５６２０５）等が用いられる。
塩基性染料としては、クリソイジン（Ｃ．Ｉ．１１２７０）、メチルバイオレットＦＮ（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、クリスタルバイオレット（Ｃ．Ｉ．４２５５５）、マラカイトグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０００）、ビクトリアブルーＦＢ（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、ローダミンＢ（Ｃ．Ｉ．４５１７０）、アクリジンオレンジＮＳ（Ｃ．Ｉ．４６００５）、メチレンブルーＢ（Ｃ．Ｉ．５２０１５）等が用いられる。
直接染料としては、コンゴーレッド（Ｃ．Ｉ．２２１２０）、ダイレクトスカイブルー５Ｂ（Ｃ．Ｉ．２４４００）、バイオレットＢＢ（Ｃ．Ｉ．２７９０５）、ダイレクトディープブラックＥＸ（Ｃ．Ｉ．３０２３５）、カヤラスブラックＧコンク（Ｃ．Ｉ．３５２２５）、ダイレクトファストブラックＧ（Ｃ．Ｉ．３５２５５）、フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．７４１８０）等が用いられる。
【００２２】
前記顔料としては、カーボンブラック、群青などの無機顔料や銅フタロシアニンブルー、ベンジジンイエロー等の有機顔料の他、予め界面活性剤等を用いて微細に安定的に水媒体中に分散された水分散顔料製品等が用いられ、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：３Ｂ〔品名：Ｓ．Ｓ．Ｂｌｕｅ  ＧＬＬ、顔料分２２％、山陽色素株式会社製〕、Ｃ．Ｉ．  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １４６〔品名：Ｓ．Ｓ．Ｐｉｎｋ  ＦＢＬ、顔料分２１．５％、山陽色素株式会社製〕、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８１〔品名：ＴＣ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＦＧ、顔料分約３０％、大日精化工業株式会社製〕、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ２２０／１６６〔品名：ＴＣ  Ｒｅｄ  ＦＧ、顔料分約３５％、大日精化工業株式会社製〕等を挙げることができる。蛍光顔料としては、各種蛍光性染料を樹脂マトリックス中に固溶体化した合成樹脂微細粒子状の蛍光顔料が使用できる。
その他、パール顔料、金色、銀色のメタリック顔料、蓄光性顔料、修正ペン等に用いられる二酸化チタン等の白色顔料、アルミニウム等の金属粉を例示できる。
更に、熱変色性組成物、光変色性組成物、香料等や、これらをマイクロカプセル化したカプセル顔料等を例示できる。
【００２３】
前記熱変色性組成物としては、（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性組成物が好適であり、好ましくはマイクロカプセルに内包させて可逆熱変色性マイクロカプセル顔料として適用される。
前記可逆熱変色性組成物としては、特公昭５１−４４７０６号公報、特公昭５１−４４７０７号公報、特公平１−２９３９８号公報等に記載された、所定の温度（変色点）を境としてその前後で変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、前記両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱又は冷熱が適用されている間は維持されるが、前記熱又は冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性（ΔＨ＝１〜７℃）を有する可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた加熱消色型のマイクロカプセル顔料が適用できる。
更に、特公平４−１７１５４号公報、特開平７−１７９７７７号公報、特開平７−３３９９７号公報、特開平８−３９９３６号公報等に記載されている比較的大きなヒステリシス特性（ΔＨ＝８〜５０℃）を示すものや、特開２００６−１３７８８６号公報、特開２００６−１８８６６０号公報、特開２００８−４５０６２号公報、特開２００８−２８０５２３号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性を示す、即ち、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで大きく異なる経路を辿って変色し、完全発色温度以下の低温域での発色状態、又は完全消色温度以上の高温域での消色状態が、特定温度域で色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物を内包させ加熱消色型のマイクロカプセル顔料も適用できる。
尚、筆記具インキに適用される、前記色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物として具体的には、完全発色温度を冷凍室、寒冷地等でしか得られない温度、即ち−５０〜０℃、好ましくは−４０〜−５℃、より好ましくは−３０〜−１０℃、且つ、完全消色温度を摩擦体による摩擦熱、ヘアドライヤー等身近な加熱体から得られる温度、即ち５０〜９５℃、好ましくは５０〜９０℃、より好ましくは６０〜８０℃の範囲に特定し、ΔＨ値を４０〜１００℃に特定することにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持に有効に機能させることができる。
【００２４】
また、水に相溶性のある従来汎用の水溶性有機溶剤を用いることもでき、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、グリセリン、ソルビトール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジエチレングリコール、ヘキシレングリコール、１，３−ブタンジオール、ネオプレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。
【００２５】
その他、必要に応じて、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、酢酸ソーダ等の無機塩類、水溶性のアミン化合物等の有機塩基性化合物等のｐＨ調整剤、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、サポニン等の防錆剤、石炭酸、１、２−ベンズチアゾリン３−オンのナトリウム塩、安息香酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、パラオキシ安息香酸プロピル、２，３，５，６−テトラクロロ−４−（メチルスルフォニル）ピリジン等の防腐剤或いは防黴剤、尿素、ソルビット、マンニット、ショ糖、ぶどう糖、還元デンプン加水分解物、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤、消泡剤、インキの浸透性を向上させるフッ素系界面活性剤やノニオン系界面活性剤を使用してもよい。
更に、潤滑剤を添加することができ、金属石鹸、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイド付加型カチオン活性剤、リン酸エステル系活性剤、Ｎ−アシルアミノ酸系界面活性剤、ジカルボン酸型界面活性剤、β−アラニン型界面活性剤、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールやその塩やオリゴマー、３−アミノ−５−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、チオカルバミン酸塩、ジメチルジチオカルバミン酸塩、α−リポ酸、Ｎ−アシル−Ｌ−グルタミン酸とＬ−リジンとの縮合物やその塩等が用いられる。
また、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンのオリゴマー、Ｎ−ビニル−２−ピペリドンのオリゴマー、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、ε−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタムのオリゴマー等の増粘抑制剤を添加することで、出没式形態での機能を高めることもできる。
更に、尿素、ノニオン系界面活性剤、ソルビット、マンニット、ショ糖、ぶどう糖、還元デンプン加水分解物、ピロリン酸ナトリウム等の湿潤剤を一種又は二種以上添加することもできる。
【００２６】
また、耐乾燥性を妨げない範疇でアルキッド樹脂、アクリル樹脂、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、デキストリン等の水溶性樹脂を一種又は二種以上添加することができる。
【００２７】
前記水性インキには、剪断減粘性付与剤を添加することもできる。
前記剪断減粘性付与剤としては、水に可溶乃至分散性の物質が効果的であり、キサンタンガム、ウェランガム、ゼータシーガム、ダイユータンガム、マクロホモプシスガム、構成単糖がグルコースとガラクトースの有機酸修飾ヘテロ多糖体であるサクシノグリカン（平均分子量約１００乃至８００万）、グアーガム、ローカストビーンガム及びその誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸アルキルエステル類、メタクリル酸のアルキルエステルを主成分とする分子量１０万〜１５万の重合体、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する炭水化物、ポリＮ−ビニル−カルボン酸アミド架橋物、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、架橋性アクリル酸重合体、無機質微粒子、ＨＬＢ値が８〜１２のノニオン系界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸の金属塩やアミン塩等を例示できる。更には、インキ組成物中にＮ−アルキル−２−ピロリドンとアニオン系界面活性剤を併用して添加してもよい。
【００２８】
前記油性インキ組成物は、着色剤、有機溶剤、更に樹脂等の添加剤等により構成される。
前記着色剤としては、有機溶剤に溶解もしくは分散可能な染料及び顔料がすべて使用可能であり、その具体例を以下に例示する。
前記染料としては、従来公知の油溶性染料を用いることができ、具体的には、ローダミンＢベース（Ｃ．Ｉ．４５１７０Ｂ、田岡染料製造（株））、ソルダンレッド３Ｒ（Ｃ．Ｉ．２１２６０、中外化成（株））、メチルバイオレット２Ｂベース（Ｃ．Ｉ．４２５３５Ｂ、米国、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｉｌｉｎｅ  Ｄｉｖ．社製）、ビクトリアブルーＦ４Ｒ（Ｃ．Ｉ．４２５６３Ｂ）、ニグロシンベースＬＫ（Ｃ．Ｉ．５０４１５）（以上、独国、ＢＡＳＦ社製）、バリファーストイエロー♯３１０４（Ｃ．Ｉ．１３９００Ａ）、バリファーストイエロー♯３１０５（Ｃ．Ｉ．１８６９０Ａ）、オリエントスピリットブラックＡＢ（Ｃ．Ｉ．５０４１５）、バリファーストブラック♯３８０４（Ｃ．Ｉ．１２１９５）、バリファーストイエロー♯１１０９、バリファーストオレンジ♯２２１０、バリファーストレッド♯１３２０、バリファーストブルー♯１６０５、バリファーストバイオレット♯１７０１（以上、オリエント化学工業（株）社製）、スピロンブラックＧＭＨスペシャル、スピロンイエローＣ−２ＧＨ、スピロンイエローＣ−ＧＮＨ、スピロンレッドＣ−ＧＨ、スピロンレッドＣ−ＢＨ、スピロンブルーＣ−ＲＨ、スピロンバイオレットＣ−ＲＨ、Ｓ．Ｐ．Ｔ．オレンジ６，Ｓ．Ｐ．Ｔ．ブルー１１１（以上、保土ヶ谷化学工業（株）製）などが例示できる。更に、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、同７、同８、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１、同３、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１等の塩基染料とＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３、同３６等から選ばれる酸性染料との造塩染料等が例示できる。
【００２９】
前記顔料としては、従来公知の顔料を使用することができ、具体的には、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＲＥＤ２、同３、同５、同８、同１７、同２２、同３１、同３８、同４１、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＯＲＡＮＧＥ  ５、同１０、同１３、同１６、同３６、同４０、同４３、同６１、同６４、同７１、同７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＶＩＯＬＥＴ  １９、同２３、同３１、同３３、同３６、同３７、同３８、同５０、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＵＥ  ２、同９、同１５、同１５：１、同１５：２、同１５：３、同１５：４、同１６、同１７、同２２、同２５、同２８、同２９、同３６、同６０、同６８、同７６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＲＯＷＮ  ２３、同２５、同２６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＹＥＬＬＯＷ  １、同３、同１２、同１３、同２４、同８３、同９３、同９４、同９５、同９７、同９９、同１２８、同１３９、同１５３、同１７３、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＧＲＥＥＮ  ７、同１０、同３６、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＢＬＡＣＫ  ７等の有機顔料や、黒色酸化鉄、ファーネストブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、チタンイエロー、ターコイズ、モリブデートオレンジ、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。
更に、その他の顔料として、蛍光顔料、パール顔料、蓄光顔料、金属顔料、複合金属顔料、金属酸化物顔料、熱変色性顔料等を使用することもできる。
【００３０】
前記有機溶剤としては、従来公知のボールペン用溶剤を使用することができ、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルグリコール、プロピレングリコールノルマルブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールノルマルプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル、等のグリコールエーテル系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等のグリコール系溶剤、酢酸−２−エチルへキシル、イソ酪酸イソブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、等のエステル系溶剤、ベンジルアルコール、β−フェニルエチルアルコール、α−メチルベンジルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、イソドデシルアルコール、イソトリドデシルアルコール、等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
【００３１】
前記樹脂としては、通常筆記具インキ組成物に定着剤や分散剤として使用されている樹脂が適宜用いられ、例えば、ケトン樹脂、スルフォアミド樹脂、アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、スチレンとマレイン酸エステルとの共重合体、スチレンとアクリル酸又はそのエステルとの共重合体、エステルガム、キシレン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン系樹脂やその水添化合物、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルキルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等が例示できる。
【００３２】
更に、ベントナイト、合成微粉シリカ、水添ヒマシ油、脂肪酸アマイドワックス等の粘性調節剤、防腐剤、防錆剤、消泡剤、潤滑剤、分散剤、カスレ防止剤、洩れ防止剤、界面活性剤等の各種添加剤を油性インキ中に添加することもできる。
【００３３】
エマルションインキとしては、水性成分と油性成分が、いずれかをベースとして分散状態となっているＷ／Ｏ型、Ｏ／Ｗ型のいずれを用いることもできる。
例えば、Ｗ／Ｏ型としては、極性溶剤とポリビニルピロリドン等の曳糸性付与剤を含む油性成分中に、水と多価アルコールと剪断減粘性付与剤と着色剤とを含む水性成分が分散されてなるものが例示でき、Ｏ／Ｗ型としては、着色剤と有機溶剤とショ糖脂肪酸エステルとアシル乳酸ナトリウムとを含む油性成分を、水中に乳化分散したものが例示できる。
尚、前記エマルションインキを構成する組成は、前述の水性インキと油性インキで例示した組成物から適宜組み合わせて適用できる。
【００３４】
更に、インキ収容管内にインキ組成物を充填した際、該インキ組成物の後端部にインキ逆流防止体（液栓）を配することもできる。
前記インキ逆流防止体としては、液状または固体のいずれを用いることもでき、前記液状のインキ逆流防止体としては、ポリブテン、α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、精製鉱油等の不揮発性媒体が挙げられ、所望により前記媒体中にシリカ、珪酸アルミニウム、膨潤性雲母、脂肪酸アマイド等を添加することもできる。また、固体のインキ逆流防止体としては樹脂成形物が挙げられる。前記液状及び固体のインキ逆流防止体は併用することも可能である。
【００３５】
前記筆記具レフィルは、筆記具の外装となる筆記具本体（軸筒）内に収納され、出没機構の作動によってレフィルの筆記先端部が軸筒先端開口部から出没する筆記具やキャップ式筆記具を構成できる。また、前記軸筒としては樹脂製、金属製、セラミック製等、汎用の筆記具外装として適用可能なものが挙げられる。また、軸筒後端には、操作体付レフィルの交換用に開閉蓋を設けてもよい。
尚、前記筆記具は、軸筒内に一本の筆記具レフィルを収容したもの以外に、複数の筆記具レフィルを収容してなる複合タイプの出没式筆記具であってもよい。その場合、シャープペンシルユニット、消しゴムユニット、タッチペンユニット、摩擦体ユニット等、各レフィルの後端に操作体や継手部材が接続されたユニットを併用することもできる。
【００３６】
前記出没機構の操作方法としては、例えば、ノック式、回転式、スライド式等が挙げられる。
前記ノック式は、軸筒後端部や軸筒側面にノック部を有し、該ノック部の押圧により、筆記具レフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部を押圧することにより、筆記具レフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記回転式は、軸筒に回転部（後軸等）を有し、該回転部を回すことにより筆記具レフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。
前記スライド式は、軸筒側面にスライド部を有し、該スライドを操作することにより筆記具レフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成、或いは、軸筒に設けたクリップ部をスライドさせることにより、筆記具レフィルの筆記先端部を軸筒前端開口部から出没させる構成を例示できる。尚、操作体付レフィルを用いる場合、前記スライド部がレフィルの操作体として機能する構造となる。
【実施例】
【００３７】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
尚、実施例中の部は質量部であり、樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９２１−２に準じて測定された値である。
実施例１
黒色水性インキ組成物の調製
黒色染料５．０部、キサンタンガム０．５部、Ｎ-ビニル−２−ピロリドンオリゴマー１０．０部、防黴剤０．３部、潤滑剤０．５部、トリエタノールアミン１．０部、水８２．７部からなる黒色水性インキ組成物６を調製した。
【００３８】
インキ収容管の作製
第一層（内層）として、熱可塑性樹脂部４１であるポリプロピレン〔ＭＦＲ：１〜１０〕、第二層（中間層）として樹脂コート層４２であるエチレンビニルアルコール共重合樹脂、第三層（外層）としてポリプロピレン〔ＭＦＲ：１〜１０〕を用いて、押し出し成形機（多層押し出し金型、３種３層）により内径１．７ｍｍ、外径３．１ｍｍ厚の形で筒状に押し出し成形し、長さを８５ｍｍに切断してインキ収容管４を作製した。
尚、前記インキ収容管４の第一層の肉厚は、０．４８ｍｍ、第二層の肉厚は０．０５ｍｍ、第三層の肉厚は０．１７ｍｍであった。
【００３９】
ボールペンレフィルの作製（図１参照）
前記インキ収容管４の先端に、金属パイプの先端近傍を押圧変形させて形成したボール抱持部に０．３ｍｍ超硬ボールを抱持したボールペンチップ２を接続部材３を介して固着した後、前記水性インキ組成物６を充填し、次いで、ポリブテンを主成分とするインキ追従体（液栓６１）をインキ６と接触するように充填した。更に、インキ収容管４の後端部内側に、黒色不透明の樹脂成形体からなる操作体５の前端が挿入嵌合することで操作体付ボールペンレフィル（筆記具レフィル１）を得た。尚、図面に記載はないが、ペン先にはボールを前方に押圧するスプリングが内蔵されている。
【００４０】
更に、前記操作体付ボールペンレフィル１の構成において、インキの着色剤と操作体の色相を変更することで、それぞれ赤色、青色及び緑色の３色の水性インキ組成物６及び操作体５を有する操作体付ボールペンレフィル１を得た。
【００４１】
ボールペンの作製（図２参照）
後端開口部に開閉自在な蓋体９５を有するとともに、後端から軸方向に連接するように軸筒９の側壁に４本の窓孔９４が等間隔に設けられたクリップ９７付筆記具本体８（各窓孔９４の軸方向前方の内部にはスプリングが配設されている）に対し、前記窓孔９４から操作体５が突出するように、軸筒９の後端開口部から各レフィル１を挿入し、蓋体９５を閉鎖することで、操作体５のスライド操作により各レフィル１の筆記先端部２を選択的に出没させる複合式ボールペン（筆記具７）を得た。尚、各レフィル１は、蓋体９５を開放して操作体５を把持した後、軸方向後方に引き抜くことで容易に取り出すことができるため、交換性が高いものとなる。
【００４２】
比較例１
前記実施例１のボールペンのうち、インキ収容管４をポリプロピレン単独で構成した以外は同様にして複合式ボールペン７を得た。
得られたボールペンと、実施例１で作製したボールペンを、横置き状態で５０℃の環境下に９０日間放置した後、各複合ボールペンの筆記具本体８から操作体５を把持してレフィル１を引き抜き、再び収納するという動作を繰り返したところ、実施例の操作体付ボールペンレフィル１は問題なく繰り返すことができた。これに対して比較例の操作体付ボールペンレフィル１では操作体５がインキ収容管４から外れてしまうものや、連結箇所が曲がってしまうものや、インキ収容管４が湾曲してしまうものがあった。
また、実施例の操作体付ボールペンレフィル１内は初期と変化がないのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィル１内にはエアが発生しており、インキ６と液栓６１との界面が分離していた。
前記各筆記具７を用いて、室温にてＪＩＳ  Ｐ３２０１筆記用紙Ａに螺旋状の丸を連続筆記した。その際、実施例の操作体付ボールペンレフィル１はインキ６を最後まで書き切ることができたのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィル１は途中で書けなくなるものや筆記不能なものがあった。
【００４３】
実施例２
インキ収容管の作製
第一層（内層）として、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン〔ＭＦＲ：１〜１０〕、第二層としてポリオレフィン系接着樹脂、第三層として樹脂コート層であるエチレンビニルアルコール共重合樹脂、第四層としてポリオレフィン系接着樹脂、第五層（外層）としてポリプロピレン〔ＭＦＲ：１〜１０〕を用いて、押し出し成形機（多層押し出し金型、５種５層）により内径１．７ｍｍ、外径３．１ｍｍ厚の形で筒状に押し出し成形し、長さを８５ｍｍに切断してインキ収容管を作製した。
尚、前記インキ収容管の第一層の肉厚は、０．４５ｍｍ、第二層の肉厚は０．０３ｍｍ、第三層の肉厚は０．０５ｍｍ、第四層の肉厚は、０．０３ｍｍ、第五層の肉厚は０．１４ｍｍであった。
【００４４】
前記インキ収容管を用いた以外は実施例１と同様の方法により黒色操作体付ボールペンレフィル１を得た。
また、実施例１と同様にして、赤色、青色及び緑色の３色の水性インキ組成物及び操作体を有する操作体付ボールペンレフィルを得た。
【００４５】
ボールペンの作製（図２参照）
更に、実施例１で用いた筆記具本体８に対し、軸筒９の後端開口部から各レフィル１を挿入して蓋体９５を閉鎖することで複合式ボールペン（筆記具７）を得た。
【００４６】
比較例２
前記実施例２のボールペンのうち、インキ収容管をポリプロピレン単独で構成した以外は同様にして複合式ボールペンを得た。
得られたボールペンと、実施例２で作製したボールペンを、横置き状態で５０℃の環境下に９０日間放置した後、各複合ボールペンの筆記具本体から操作体を把持してレフィルを引き抜き、再び収納するという動作を繰り返したところ、実施例の操作体付ボールペンレフィルは問題なく繰り返すことができた。これに対して比較例の操作体付ボールペンレフィルでは操作体がインキ収容管から外れてしまうものや、連結箇所が曲がってしまうものや、インキ収容管が湾曲してしまうものがあった。
また、実施例の操作体付ボールペンレフィル内は初期と変化がないのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィル内にはエアが発生しており、インキと液栓との界面が分離していた。
前記各筆記具を用いて、室温にてＪＩＳ  Ｐ３２０１筆記用紙Ａに螺旋状の丸を連続筆記した。その際、実施例の操作体付ボールペンレフィルはインキを最後まで書き切ることができたのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィルは途中で書けなくなるものや筆記不能なものがあった。
【００４７】
実施例３
インキ収容管の作製
熱可塑性樹脂であるポリプロピレン〔ＭＦＲ：１〜１０〕を用いて、押し出し成形機により内径１．７ｍｍ、外径３．１ｍｍ厚の形で筒状に押し出し成形し、長さを８５ｍｍに切断してインキ収容管を作製した。
更に、前記インキ収容管の外側に、プラズマＣＶＤ製膜法で０．１μｍのＳｉＯｘ膜層を積層することで無機蒸着層を形成してインキ収容管を得た。
【００４８】
前記インキ収容管を用いた以外は実施例１と同様の方法により黒色操作体付ボールペンレフィル１を得た。
また、実施例１と同様にして、赤色、青色及び緑色の３色の水性インキ組成物及び操作体を有する操作体付ボールペンレフィル１を得た。
【００４９】
ボールペンの作製（図２参照）
更に、実施例１で用いた筆記具本体８に対し、軸筒９の後端開口部から各レフィル１を挿入して蓋体９５を閉鎖することで複合式ボールペン（筆記具７）を得た。
【００５０】
比較例３
前記実施例３のボールペンのうち、インキ収容管をポリプロピレン単独で構成した以外は同様にして複合式ボールペンを得た。
得られたボールペンと、実施例３で作製したボールペンを、横置き状態で５０℃の環境下に９０日間放置した後、各複合ボールペンの筆記具本体から操作体を把持してレフィルを引き抜き、再び収納するという動作を繰り返したところ、実施例の操作体付ボールペンレフィルは問題なく繰り返すことができた。これに対して比較例の操作体付ボールペンレフィルでは操作体がインキ収容管から外れてしまうものや、連結箇所が曲がってしまうものや、インキ収容管が湾曲してしまうものがあった。
また、実施例の操作体付ボールペンレフィル内は初期と変化がないのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィル内にはエアが発生しており、インキと液栓との界面が分離していた。
前記各筆記具を用いて、室温にてＪＩＳ  Ｐ３２０１筆記用紙Ａに螺旋状の丸を連続筆記した。その際、実施例の操作体付ボールペンレフィルはインキを最後まで書き切ることができたのに対して、比較例の操作体付ボールペンレフィルは途中で書けなくなるものや筆記不能なものがあった。
【００５１】
実施例４
インキ収容管の作製
実施例３で作製したポリプロピレン製のインキ収容管４１の外面に、凸版印刷(株)製のＧＬ−ＡＵフィルム（厚み１０μｍＰＥＴを基材に１μｍのＡｌ２Ｏ３層（無機蒸着層４３）とホットメルト接着剤層を有した多層複合フィルム）を接合溶着することで、熱可塑性樹脂部４１の外面に無機蒸着層４３を積層した構造のインキ収容管４を得た。
【００５２】
ボールペンレフィルの作製（図３参照）
前記インキ収容管４の先端に、金属柱を切削して形成したボール抱持部に０．５ｍｍ超硬ボールを抱持したボールペンチップ２を接続部材３を介して固着した後、前記実施例１の水性インキ組成物６を充填し、次いで、ポリブテンを主成分とするインキ追従体（液栓６１）をインキと接触するように充填した。更に、インキ収容管４の後端部内側に、黒色不透明の樹脂成形体からなる継手部材５′の前端を挿入嵌合することで継手部材付ボールペンレフィル１を得た。
【００５３】
更に、前記継手部材付ボールペンレフィル１の構成において、インキ６の着色剤と継手部材５′の色相を変更することで、それぞれ赤色及び青色の２色の水性インキ組成物６及び継手部材５′を有する継手部材付ボールペンレフィル１を得た。
【００５４】
ボールペンの作製（図４参照）
前後方向に分割可能に螺合された筆記具本体の後軸９２に、後軸側壁に３本の窓孔９４が等間隔に設けられ、前記窓孔９４からスライドレバー９６が突出するように設けられるとともに、各スライドレバー９６の軸方向前方にスプリングが配設されてなる筆記具本体８を外装として用いた。尚、前記スライドレバー９６は透明樹脂からなり、その前端には、継手部材５′の後端が挿入嵌合できる孔部が設けられている。そのため、嵌合時には嵌合部分が色表示機能を発現する。前記スライドレバー９６のうち１本はクリップ９７形状に成形されている。
前記筆記具本体８の軸筒９を分割した後、各レフィル１をスライドレバー９６の前端に挿入し、前軸９１を螺合することで、スライドレバー９６の操作により各レフィル１の筆記先端部２を選択的に出没させる複合式ボールペン（筆記具７）を得た。尚、各レフィル１は、軸筒９を分割してインキ収容管４を把持した後、軸方向前方に引き抜くことで容易に取り外すことができるため、交換性が高いものである。
【００５５】
比較例４
前記実施例４のボールペン７のうち、インキ収容管４をポリプロピレン単独で構成した以外は同様にして複合式ボールペンを得た。
得られたボールペンと、実施例４で作製したボールペン７を、横置き状態で５０℃の環境下に９０日間放置した後、各複合ボールペン７の筆記具本体８からインキ収容管４を把持してレフィル１を引き抜き、再び収納するという動作を繰り返したところ、実施例の継手部材付ボールペンレフィル１は問題なく繰り返すことができた。これに対して比較例の継手部材付ボールペンレフィルでは継手部材５′がインキ収容管４から外れてしまいスライドレバー９６に嵌合したままとなった。
また、実施例の継手部材付ボールペンレフィル１内は初期と変化がないのに対して、比較例の継手部材付ボールペンレフィル内にはエアが発生しており、インキ６と液栓６１との界面が分離していた。
【符号の説明】
【００５６】
１  筆記具レフィル
２  ボールペンチップ
３  接続部材
４  インキ収容管
４１熱可塑性樹脂部
４２  樹脂コート層
４３  無機蒸着層
５  操作体
５′  継手部材
６  インキ
６１  液栓
７  筆記具（複合式ボールペン）
８  筆記具本体
９  軸筒
９１  前軸
９２  後軸
９３  先端開口部
９４  窓孔
９５  蓋体
９６  スライドレバー
９７  クリップ
【図１】
0006435173.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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