(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記用先端部を構成するように成形された少なくとも第１端部を備え、凝集性の高多孔性材料からなる長手部材のセグメントから構成されるペン先であって、前記高多孔性材料の孔および／又は毛細管が、前記筆記用先端部を形成する前記第１端部を除いて、前記長手部材の長手外側周部領域内部に含浸するシール剤によって、限られた深さｅに渡って閉塞されており、２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の直径を有する前記長手部材の場合、前記深さｅは、０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であることを特徴とするペン先。
【請求項２】
請求項１のペン先であって、前記長手部材は、メラミンホルムアルデヒド樹脂（ＭＦ樹脂）によって互いに結束された複数のアクリル繊維から成るロッドであり、前記シール剤もＭＦ樹脂である。
【請求項３】
請求項１のペン先であって、前記長手部材は、ポリエステル繊維から成るロッドであり、前記シール剤は、酸触媒メラミン樹脂、メラミン・ユリアホルムアルデヒド樹脂、二成分エポキシ樹脂、又は、二成分ポリウレタン樹脂である。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかのペン先を形成するように構成された凝集性の高多孔性長手部材を処理する方法であって、この方法が、前記長手部材（２）を、前記インクの成分に対して不活性なシール剤（１５）を含むシール浴（６）によって連続的に含浸する第１工程を有し、前記含浸が、前記シール浴（６）の粘度、接触時間、前記シール浴（６）の表面張力、及び前記シール浴（６）中のシール剤（１５）の濃度を調節することによって、前記シール浴（６）が前記長手部材（２）の長手周部に於いて限られた深さｅに渡って拡散するような条件下で行われ、前記方法が更に、前記シール剤を硬化させる第２の工程を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４の方法であって、前記長手部材（２）は、バインダによって固定された複数の繊維から構成され、前記バインダは前記シール剤として使用される。
【請求項６】
請求項１のペン先を形成するように構成された凝集性の高多孔性長手部材を処理する方法であって、前記長手部材（２）はバインダによって固定された複数の繊維からなるロッドで構成され、前記バインダは前記シール剤として使用され、前記ロッドはアクリル繊維ベースであり、前記バインダ及びシール剤は酸触媒ＭＦ樹脂である。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかの方法であって、前記シール剤は、前記長手部材を熱処理することによって硬化される。
【請求項８】
請求項４の方法によって処理された高多孔性長手部材を、セグメントに切断し、機械加工することによって得られるペン先。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、筆記具の分野に関し、より詳しくは、液体インクリザーバ又は繊維性リザーバから筆記用先端部として作用する前記ペン先の端部へのインクの移動を確保する高多孔性ペン先に関する。
【０００２】
ペン先は、筆記中に使用者が持つ筆記具の本体部から必然的に突出する。筆記媒体に対するインクの消費分は、前記リザーバから出て毛細管現象によってペン先へ移送されるインクによって充填される。筆記具の使用が終われば、そのペン先を衝撃から保護するとともに、それが乾燥することを防止するためにペン先をカバーするべく筆記具の本体部にキャップが取り付けられる。仮に、ペン先の突出端部が開放空気中に放置されると、その先端部に留まっているインクの溶剤が蒸発する。この場合、このインクの顔料はペン先に留まることになる。この現象は、たとえリザーバ内にまだ多量のインクが残っていても、その筆記具をそれ以上使用することが困難又は不可能にさえなるという意味に於いて不利益である。
【０００３】
この欠点を避けるために、筆記具の製造業者は、筆記具を再度使用することに大きな困難をもたらすことなく、ペン先を開放空気中に放置することが可能な時間を延長させるための多くの解決手段を既に提案している。
【０００４】
第１の解決手段は、膜形成タイプの添加剤を添加することによってインクの組成を改質する方法である。溶剤の蒸発中に、ペン先の表面に膜が形成され、これがそれ以上の蒸発を制限する。この膜は非常に脆弱であるので、使用者がペン先を再び筆記媒体に当てた時に膜は除去される。
【０００５】
日本国特開昭５４−１９８２６号公報にも類似の解決手段が採用されており、ここでは、ペン先は気密性で容易に剥離する高分子物質によってコーティングされる。前記高分子物質としては、たとえば、塩化ビニルと酢酸ビニルとのコポリマー、又はＥＶＡコポリマー樹脂を用いることができる。この文献に於いて、前記高分子コーティングは使用前に容易に除去されることから、そのようなコーティングは、単に、筆記具の保管及び輸送中に、インクが蒸発したりペン先が乾燥することを防止するために提供されているに過ぎない。
【０００６】
本出願人の第１課題は、筆記具の使用を妨げる作用無しに、ペン先を開放空気中に放置可能な時間を大幅に延長することによって、上述した欠点を軽減するペン先を提案することにある。
【０００７】
この課題は、公知のように、筆記用先端部を形成する少なくとも一つの第１端部を備えた、高多孔性材から成る長手部材のセグメントから構成されるペン先によって完全に達成される。
【０００８】
その特徴構成に於いて、前記材料の孔および／又は毛細管は、前記第１端部を除いて、前記長手部材の長手外周部に於いて限定された厚みｅだけ閉塞される。
【０００９】
２ｍｍ〜１５ｍｍの直径を有する円形断面形状の長手部材の場合、前記厚みｅの好ましい範囲は、０．０１ｍｍ〜１ｍｍである。
【００１０】
第１の実施形態に於いて、前記ペン先は、前記厚みｅに渡って前記孔／毛細管を閉塞するシール剤を有する。
【００１１】
この実施形態は、前記長手部材が、予めバインダによって互いに結束された複数のファイバから構成されるロッドである場合に特に好適である。たとえば、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）樹脂によって結束されたアクリルファイバの場合、前記シール剤もＭＦ樹脂とすることができる。ポリエステル樹脂の場合、たとえば、前記シール剤は、酸触媒メラミン樹脂、又は、メラミン・ユリアホルムアルデヒド樹脂、又は、二成分エポキシ樹脂、又は、二成分ポリウレタン樹脂、とすることができる。
【００１２】
第２の実施形態に於いて、前記長手部材は、ホットメルト材から構成され、前記孔および／又は毛細管は、前記厚みｅに渡って、前記ホットメルト材の局所的溶融によって閉塞される。この第２実施形態は、前記長手部材が焼結マイクロビーズから構成される場合に特に好適である。
【００１３】
本発明のもう一つの課題は、前記第１及び第２実施形態に依って、上述したペン先を形成するべく構成される、高多孔性長手部材を処理する方法を提案することにある。
【００１４】
前記第１実施形態に於いて、本発明の前記方法は、先ず、凝集性(coherent)の高多孔性長手部材を、インクの成分に対して不活性であるシール材を含むシール浴によって連続的に含浸する第１工程を有し、この含浸工程は、濃度、表面張力、粘度、そして時間、の条件下、特に、前記シール浴が前記長手部材の中に、その周部に於いて、限定された厚みｅに渡って拡散するように、行われ、前記方法は、更に、前記シール材を硬化させる第２工程を有する。
【００１５】
前記長手部材から前記ペン先を製造する工程中に於いて、前記長手部材は、複数のセグメントに切断され、これら各セグメントは、少なくとも前記筆記用先端部を形成するように構成された前記端部に於いて機械加工される。その結果、これらの切断され機械加工された先端部の中央領域は、シール材を除去され、インクを通常通り移送することを可能とする。他方、前記シール材は、前記長手部材の表面の孔又は毛細管を閉塞し、これによって、インクの溶剤が蒸発することを防止するバリアを形成する。
【００１６】
大半のペン先は、トウ又はリボン形状として提供されかつバインダによって互いに結束接合されてロッドと称されるコヒーレントな長手部材を形成する複数の繊維から構成されている。この場合、本発明の前記方法に於いて、前記バインダが、好ましくは、前記シール剤として使用される。この特定の構成は多くの利点を提供する。繊維からペン先を形成するために使用される前記バインダは周知である。従って、経時的安定性及びインクに対する不活性特性に関して、そのようなバインダをシール剤として選択することにリスクがない。更に、製造業者は、公知の繊維及びバインダからペン先を切断、機械加工する技術に完全に習熟している。従って、その他の化合物をシール剤として使用する場合と比較して、ペン先の周部をその同じ剤によってシールすることが、従来の加工作業の大きな障害となる可能性は低い。
【００１７】
アクリル繊維ベースのペン先の場合、特に、バインダ及びシール剤として作用する前記化合物は、好ましくは、酸触媒メラミン樹脂である。
【００１８】
前記シール剤は、一般に、前記長手部材を、前記含浸処理後に、単に熱処理（加熱又は冷却）することによって硬化する。
【００１９】
前記第２実施形態に於いて、本発明の方法は、前記筆記用先端部を形成する前記第１端部を除いて、前記長手部材の又は長手部材の前記セグメントの長手周部に対して熱ショックを与え、厚みｅに渡って、前記ホットメルト剤の局所的熱溶融を得る工程を有する。
【００２０】
前記ショック処理の作業条件は、前記長手部材を構成する材料によって異なる。具体的には、ポリプロピレンマイクロビーズから成る長手部材の場合、前記熱ショックは、２００℃〜３００℃の範囲の温度で１秒間〜１０秒間行われる。
【００２１】
本発明は、添付の図面に図示された、ペン先の製造における、アクリル繊維のロッドを処理するその方法の実施形態に関する以下の記載からより理解されるであろう。
【００２２】
液体インクリザーバ又は繊維性リザーバを有する実施形態に於いて、前記インクは、筆記用先端部によってインクが消費される際、その毛細管現象によって、リザーバから筆記用先端部へのインクの移送を可能にするコヒーレントな高多孔性長手部材を介して移動される。
【００２３】
第１実施形態に於いて、前記ペン先は、互いに結束、並置されてコヒーレントなロッドを形成する、連続フィラメントのトウ、又は、不連続繊維、特に、アクリル繊維、から成る。この連続ロッドは、筆記用先端部を形成するべく機械加工された少なくとも一つの端部を備えた、所定の長さの複数のセグメントを形成するべく切断される。この機械加工の必要条件は、意図される筆記具のタイプによって異なる。この機械加工によって、文献ＥＰ  ０  ８５７  ５８６等のような、二つの斜面エッジ及び一つの丸め端部を備えたもの、或いは、その他任意の形状を形成することができる。
【００２４】
筆記媒体上に付着されることによるインクの消費分は、その使用時に、前記孔及び毛細管を通じてペン先内に拡散するインクによって充填される。
【００２５】
本発明に依れば、ペン先となる前記ロッドは、筆記具がキャップされずに放置される時に、即ち、ペン先が開放空気中に長時間、たとえば、数時間、或いは数日間、放置された時に、そのペン先が許容されないほど乾燥するのを抑制するための特殊処理を受ける。
【００２６】
前記第１実施形態に於いて、本発明の処理は、前記ロッドを、シール剤を含むシール浴中に連続的に通過移動させながら、ロッドにシール剤を含浸させる工程を有する。ここで、「シール剤」という用語は、前記孔又は毛細管を、その化合物が硬化した時に、これら孔又は毛細管が閉塞され、これによってインク溶剤の蒸発を防止又はその蒸発を制限する、実質的に気密性のバリアが形成されるように、前記トウを構成する材料の孔又は毛細管を充填するのに適した化合物をいう。
【００２７】
含浸後、ロッドは、前記シール剤を硬化させるための追加処理を受ける。この作業は、前記シール浴中のシール剤として使用される化合物の種類によって異なる。一般に、この追加処理は、前記シール浴の溶剤を蒸発させるため、或いは、前記シール剤を架橋又は重合させるために熱供給を必要とする熱処理であるが、そのシール剤が高温時に塗布されるパラフィンである場合には冷却を必要とする場合もある。
【００２８】
前記含浸が行われる作業条件は、そのシール剤が、前記ロッドの長手外側周部に於いて限られた厚みｅに渡って拡散するように、決定されなければならない。前記厚みｅは、前記表面の孔及び毛細管を完全に閉塞し前記バリア現象を作り出すのに十分なものでなければならない。前記シール剤の存在により、これに対応して、ロッドの毛細管現象によってインクを搬送するという主要作用が低下することから、この厚みｅが大き過ぎることは望ましくない。
【００２９】
２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の直径を有する円形断面のロッドの場合、前記シール剤に対する前記厚みｅは０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲とすべきであることが判った。
【００３０】
図１は、非常に概略的に、ロッド２の経路に沿って、含浸ヘッド３と硬化炉４とを連続して備えた装置１を使用した、本発明の前記二つの処理工程を示している。
【００３１】
前記含浸ヘッドは、シール浴６を収納したリザーバ５によって構成されている。リザーバ５の二つの対面する垂直壁７，７’には、ロッド２の断面に正確に合う形状の二つの開口部８，８’が貫通形成されている。各開口部８，８’は、ショルダ９，９’、具体的には、前記ロッドの断面が円形である場合には環状のショルダ、によって外側に延出されている。
【００３２】
前記方法は、ロッド２を、前記含浸ヘッドのショルダ９，９’と開口部８，８’、そして、硬化炉４の開口部１０，１０’を通して挿入することによって行われる。
【００３３】
前記ロッドは、前記含浸ヘッド３と硬化炉４とを通して連続的に引き出される。
【００３４】
上述したように、前記開口部８，８’とショルダ９，９’との寸法は、ロッド２自身が、ショルダ９，９’の内壁と協動してガスケットを形成して、シール浴６が直接漏出することを防止するように、ロッド２の断面形状に一致している。
【００３５】
前記ロッド２の含浸ヘッド３を通した連続移動中に、前記シール浴６は、自然に、ロッド２の長手外側周部に位置する孔及び毛細管を通して広がる。この拡散は、厚みｅに渡って行われる。その後、前記シール浴６に収納され前記厚みｅに渡って拡散した前記シール剤は、硬化炉４を通過する前記ロッド２上で硬化する。
【００３６】
当業者は、前記シール浴６、従って、シール剤の拡散に影響する様々なパラメータ、具体的には、前記シール浴の粘度、接触時間、ロッド及びシール浴の表面張力、シール浴中のシール剤（乾燥エキス剤）の濃度などを調節することによって前記厚みｅを容易に変化、制御させることができる。
【００３７】
前記シール剤の役割は、前記ロッド２の外側周面上に位置する孔および／又は毛細管を閉塞させることにある。このシール剤が、筆記具に使用されているインクの様々な構成成分、特に、このインクの溶剤、に対して不溶性で、化学的に不活性であることが必須である。
【００３８】
前記シール剤は、アルコール性インクを有する筆記具に使用される６７℃〜７０℃の非常に高い融点を有するパラフィンとすることができる。又、前記シール剤は、二成分のエポキシ樹脂又はポリウレタン樹脂とすることも可能である。
【００３９】
しかしながら、前記ロッド２が互いに結束された複数の繊維から構成される場合には、これら繊維のためのバインダとして作用するものと同じ化合物を、前記シール剤として使用することが好適である。
【００４０】
そのようなバインダは既にペン先の製造業者によって使用されているので、これらの製造業者は、使用されるインクに対するそれらバインダの不溶性及びそれらの化学的不活性について熟知している。更に、製造業者は、対応のロッドに対して行われる切断、機械加工作業についても完全に熟知しており、彼らは、それらの化合物が同じものであり、バインダ／シール剤の量を増加するだけでよいことから、ロッドの切断及び機械加工を本発明に容易に適合させることができる。これによって、なにか別の化合物を導入する場合のリスク、特に、ペン先を切断、機械加工する様々な工具を目詰まりさせるリスクが回避される。
【００４１】
前記硬化炉の出口から得られたロッド２’は、図２に示されているように、その夫々が、ペン先１１を形成するように構成された長さＬの複数のセグメントに切断される。この例に於いて、ペン先１１の先端部１２のみが、筆記用先端部１３を形成するように機械加工され、その後端部１４は、ロッド２’を横断して切断することによって形成される。前記先端部１２は、筆記用先端部１３を形成する丸め端部を備えた状態に研磨される。
【００４２】
これにより、前記ペン先１１は、円筒状の後部１６と、前記筆記用先端部１３によって終端する集束前方部１７とを備えたものとなる。
【００４３】
前記円筒状後部１６に於いて、その外側周部に位置する孔又は毛細管は、厚みｅに渡って、シール剤１５によりシールされている。
【００４４】
前記ペン先１１が、筆記具に組み付けられると、このペン先は公知の方法で、前記繊維のシールされていない中央領域の毛細管にインクが充填される。前記中央領域１８は、前記後端部１４から筆記用先端部１３まで延出している。前記円筒状後部１６に於いて、前記中央領域１８は、そこに前記シール剤が配置された外側周部領域１９によって包囲され、前記外側周部領域は、インクが蒸発することを防止、又は、その蒸発を制限する実質的に気密性のバリアを形成している。
【００４５】
従って、前記ペン先１１を筆記具に取り付けると、その後端部１４が前記リザーバのインクと直接接触して、前記中央領域１８のシールされていない繊維を介した毛細現象によって筆記用先端部１３へと拡散する。
【００４６】
筆記具の本体から外方に突出する部分に関して、前記集束前方部１７のみが、開放空気に直接露出されうるインク含浸繊維を有している。当業者は、この集束前方部１７を機械加工する方法を、筆記用先端部１３を許容可能な状態に維持しながら開放空気に対して露出される前記中央領域を制限するように選択すべきである。
【００４７】
アクリル繊維から成るロッドの場合、前記シール剤１５は、好ましくは、ロッド２の構造中に於いてこれらアクリル繊維を互いに結束させるためのバインダとして使用される酸触媒ＭＦ樹脂である。このシール剤は、たとえば、ＭＡＰＲＥＮＡＬ地区のＨＯＥＣＨＳＴにおいて、又は、ＲＥＳＩＭＥＮＥ地区のＭＯＮＳＡＮＴＯにおいて市販されているもののような、９０％の乾燥エキス剤を含むＭＦ樹脂とすることができる。
【００４８】
一具体例として、前記ＭＦ樹脂に対して、たとえば、以下の条件を実施した。即ち、ロッドの移動速度：毎分３０センチメートル（ｃｍ／ｍｉｎ）、含浸長３ｃｍ、環境温度、チキソトロピー剤（ベントナイト、シリカ、又はポリウレタンのシックニング）によって約１００００センチポアズ（ｃＰｏ）に調節されたシール浴の粘度、そして、センチメートル当たり２３〜２５ダイン（ｄｙｎ／ｃｍ）の範囲のシール浴の表面張力。
【００４９】
ポリエステル繊維から成るロッドの場合、前記シール剤は、好ましくは、酸触媒メラミン樹脂、メラミン・ユリアホルムアルデヒド樹脂、二成分エポキシ樹脂、又は、二成分ポリウレタン樹脂である。
【００５０】
第２の実施形態に於いて、前記ペン先は、焼結マイクロビーズから構成される。この場合、前記マイクロビーズは、所望のペン先の形状である内部形状を有する型内に配置され、焼結は、種々のマイクロビーズの相互接続によって所望の微細多孔性構造を達成することを可能にする適当な熱処理によって得られる。
【００５１】
この第２実施形態に於いて、本発明の方法は、限られた厚みｅに渡って前記セグメントの長手周部におけるマイクロビーズの局所的熱溶融を得るべく、前記筆記用先端部を形成する前記第１端部と、前記第２端部の横断面とを除いて、前記長手部材の前記セグメントに対して熱ショックを与える工程から成る。前記熱ショックは、前記マイクロビーズの局所的熱溶融によって前記長手部材の表面孔が閉塞されることを可能にするように決定される作業条件下で与えられる。この場合、従って、前記マイクロビーズの構成材料が表面孔用のシール剤として使用されることから、シール剤を追加する必要がない。
【００５２】
前記マイクロビーズがポリプロピレンから成る実施形態に於いて、前記熱ショックは、２００℃〜３００℃の範囲、好ましくは約２７０℃、の温度で、１秒間〜１０秒間、好ましくは、約５秒間の間行われる。
【００５３】
尚、前記マイクロビーズの表面上の局所的熱溶融には、前記長手部材の強度を増大させるという二次的な技術効果がある。これまで、焼結マイクロビーズから成る長手部材の場合、その多孔性は、不十分な強度によって制限されていた。その強度を前記熱溶融周部領域によって増大させることによって、これに対応してインクを転送する中間領域の多孔性を高めることが可能となる。第１実施形態の方法、即ち、シール剤の含浸、を実施することによっても同じ結果を得ることが出来るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法の実施装置を示す略図
【図２】本発明に係る方法によって処理されたロッドから得られたペン先を示す斜視図
【図１】
0004928669.tif 000002
【図２】
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