JP5585424B2 - Ballpoint pen manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、使用前のインキ乾燥や不意のインキの吐出防止、ボールペンチップ先端部の保護などのために、少なくともボールペンチップの先端インキ吐出口をホットメルト剤で被覆したボールペンの製造方法に関する。 The present invention relates to a ballpoint pen manufacturing method in which at least a tip ink discharge port of a ballpoint pen tip is covered with a hot melt agent in order to prevent ink drying before use, accidental ink discharge prevention, protection of the tip end portion of the ballpoint pen tip, and the like.
従来、水性インキを用いたノック式ボールペンのように、ボールペンチップの先端開口部からインキが乾燥することでの筆跡のカスレ等の防止の目的からボールペンチップの先端インキ吐出口を覆うシール部材としてホットメルト剤を固着させたものが知られている。
また、近年、油性インキでありながら軽く滑らかな書き味を特徴とした低粘度油性インキを用いたノック式ボールペンが開発されており、数百〜数千（ｍＰａ・ｓ）という粘度の低さから、店頭陳列時、誤って、ペン先のボールが押され、インキが染み出すことを防止するため、水性インキを用いたノック式ボールペン同様、ボールペンチップの先端インキ吐出口を覆うシール部材としてホットメルト剤を固着させるものがある。
これらのホットメルト剤として、エチレン−酢酸ビニル共重合体などをベース樹脂を溶融させた浴にボールペンチップの先端を浸して付着させ放冷して固化させるものが知られているが、付着した樹脂が固化しただけのものなので、わずかな外力で被覆樹脂が剥がれ落ちてしまう恐れがある。
特に、ノック式ボールペンに於いては、ペン先を出没可能にするため、インキ吐出口を覆うシール部材としてホットメルト剤の外径を外装の先端開口内径より小さく形成しなくてはならず、被覆樹脂の大きさを調整して固着力を向上させることができない。
Conventionally, as a knock type ballpoint pen using water-based ink, it is hot as a seal member that covers the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip for the purpose of preventing handwriting scumming due to the ink drying from the tip opening of the ballpoint tip. The thing which fixed the melt agent is known.
In recent years, knock-type ballpoint pens using low-viscosity oil-based inks, which are oil-based inks and characterized by light and smooth writing, have been developed. Because of the low viscosity of several hundred to several thousand (mPa · s) In order to prevent the pen tip ball from being accidentally pressed and seeping out of the ink when the store is displayed, hot melt as a seal member covering the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip, similar to the knock-type ballpoint pen using water-based ink There are things that fix the agent.
As these hot melt agents, those in which the tip of a ballpoint pen tip is immersed in a bath in which a base resin is melted, such as ethylene-vinyl acetate copolymer, are attached and allowed to cool and solidify. Since the resin is only solidified, the coating resin may be peeled off with a slight external force.
In particular, in knock type ballpoint pens, the outer diameter of the hot melt agent must be smaller than the inner diameter of the front end opening of the exterior as a sealing member that covers the ink discharge port in order to allow the pen tip to appear and disappear. It is impossible to improve the fixing force by adjusting the size of the resin.
そこで、特開２００１−２２５５８４号公報（特許文献１）には、先端被覆樹脂の固着部位のうち、カシメ部、テーパー部のカシメ部側、又は、カシメ部及びテーパー部のカシメ部側に変形部を設け、被覆樹脂の固着力を向上させたボールペンチップの製造方法が開示されている。
また、特許第４３０５６０１号（特許文献２）には、直円筒状の金属チップの先端部近傍外面を押圧変形により受け座を加工する際、形成される周状に分散配置された凹部周囲の直円筒状の外面を覆うように被覆樹脂を固着させ、被覆樹脂の固着力を向上させたボールペンチップの製造方法が開示されている。
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-225584 (Patent Document 1), among the fixing portions of the tip coating resin, a deformed portion is formed on the caulking portion, the caulking portion side of the taper portion, or the caulking portion and the caulking portion side of the taper portion. And a method for manufacturing a ballpoint pen tip with improved adhesion of the coating resin is disclosed.
Further, Japanese Patent No. 4305601 (Patent Document 2) discloses that when a receiving seat is processed by pressing deformation on the outer surface in the vicinity of the tip of a straight cylindrical metal tip, a straight line around the circumferentially formed recesses is formed. A method for manufacturing a ballpoint pen tip is disclosed in which a coating resin is fixed so as to cover a cylindrical outer surface and the fixing force of the coating resin is improved.
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、変形部を設けるためには、加工工程を追加しなければならず製造コストが高くなる。更に、変形部の寸法バラツキにより被覆樹脂の固着力が強くなりすぎて、使用直前に取り外しにくいものが発生する恐れがあり、変形部の寸法は、高い精度が要求され、更に製造コストが高くなる。更に、使用直前に取り外した際、被覆樹脂の一部が変形部に残って、筆記時、残った被覆樹脂が紙面と接し、筆記の邪魔となったり、美観を損なう恐れがあった。
また、上記特許文献２に記載の発明では、凹部を形成するための別工程は、必要ないが受け座を形成する時に必然的に形成される周状に分散配置された凹部を利用しているため、受け座の設計が優先され、受け座の大きさ及び形状が直円筒状の外面に形成される凹部の大きさ及び形状に比例的に投影されることから、被覆樹脂の固着力を受け座形成と切り離し調整することができず、狙いどうりの固着力の設定がしにくい。更に、特許文献１に記載の発明と同様に、使用直前に取り外した際、被覆樹脂の一部が凹み部に残って、筆記の邪魔となったり、美観を損なう恐れがあった。
However, in the invention described in Patent Document 1, in order to provide the deformed portion, a processing step must be added and the manufacturing cost is increased. Furthermore, due to the dimensional variation of the deformed part, the adhesive strength of the coating resin becomes too strong, and there is a risk that some of the deformed part will be difficult to remove immediately before use. The dimension of the deformed part requires high accuracy and further increases the manufacturing cost. . Furthermore, when removed immediately before use, a part of the coating resin remains in the deformed portion, and at the time of writing, the remaining coating resin may come into contact with the paper surface, which may interfere with writing or impair the aesthetic appearance.
Further, in the invention described in Patent Document 2, another step for forming the recesses is not necessary, but uses the recesses arranged in a circumferential manner that are inevitably formed when the receiving seat is formed. Therefore, priority is given to the design of the receiving seat, and the size and shape of the receiving seat are projected in proportion to the size and shape of the recess formed on the outer surface of the right cylindrical shape. It cannot be adjusted separately from the seat formation, and it is difficult to set the desired fixing force. Furthermore, as with the invention described in Patent Document 1, when the resin is removed immediately before use, a part of the coating resin remains in the dent, which may interfere with writing or impair the appearance.
本発明は、少なくともボールペンチップの先端インキ吐出口をホットメルト剤で被覆したボールペンの製造方法において、前記ホットメルト剤が少なくとも熱可塑性樹脂を含有し、溶融したホットメルト剤を前記ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆するように付着させた後、室温程度まで冷却し、その後４０℃以上前記熱可塑性樹脂の融点より１７℃低い温度以下の温度に再加熱することを特徴としたボールペンの製造方法を要旨とする。 The present invention provides a ballpoint pen manufacturing method in which at least a tip ink discharge port of a ballpoint pen tip is coated with a hotmelt agent, wherein the hotmelt agent contains at least a thermoplastic resin, and the molten hotmelt agent is used as a tip ink of the ballpoint pen tip. after deposited allowed to cover the discharge ports, cooled to about room temperature, a ball-point pen manufacturing method which is characterized by reheating the subsequent 40 ° C. or higher the thermoplastic 17 ° C. lower temperatures less than the melting point of the resin The gist.
本発明によれば、溶融状態で付着されたホットメルト剤が、一度室温程度まで冷却された後に、再加熱され、再度冷却される時に、これら樹脂の分子配列の変化や相溶体の移動などが起こり収縮したり、ボールペンチップを構成する金属材質に対する濡れ性や密着性が向上して、金属表面の微細な凹部分に樹脂が侵入する、所謂アンカー効果などして固着力が向上するものと推察される。
また、ホットメルト剤が、粘着性付与樹脂を含有する場合、加えて金属表面への密着性やタック性が向上しより好ましいものである。
According to the present invention, when the hot melt agent adhered in the molten state is once cooled to about room temperature and then reheated, when it is cooled again, changes in the molecular arrangement of these resins, movement of the compatible solution, etc. It is presumed that the adhesion force is improved due to the so-called anchor effect, which occurs when the shrinkage occurs, the wettability and adhesion to the metal material constituting the ballpoint pen tip improves, and the resin penetrates into the minute recesses on the metal surface. Is done.
Moreover, when a hot-melt agent contains tackifying resin, in addition, the adhesiveness to a metal surface and tackiness improve, and it is more preferable.
ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆するホットメルト剤としては、熱可塑性樹脂の単体又は複数種の熱可塑性樹脂の混合物及び熱可塑性樹脂に粘着性付与剤やワックスなど、その他添加物を混合したものを使用することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、シリコーン、スチレン共重合体、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイソブチレン、アクリル、ポリアセタール、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル及び共重合体、ポリビニルブチラール、塩化ビニル酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、シリコーン、セルロース誘導体、ポリオレフィン系樹脂、合成ゴム系樹脂、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体が例示できる。 As the hot melt agent for covering the ink discharge port of the tip of the ball-point pen tip, a thermoplastic resin alone or a mixture of a plurality of thermoplastic resins, and a thermoplastic resin mixed with other additives such as tackifier and wax Can be used. Thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyamide, ethylene vinyl alcohol copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate, polyolefin, polyester, polyurethane, polyvinyl chloride, polyester, silicone, styrene copolymer, poly Butylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyisobutylene, acrylic, polyacetal, vinyl chloride, polyurethane, polyvinyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate and copolymers, polyvinyl butyral, vinyl chloride vinyl acetate copolymer, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, Silicone, cellulose derivative, polyolefin resin, synthetic rubber resin, styrene isoprene styrene bromide Click copolymer, styrene butadiene styrene block copolymer can be exemplified.
ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆したホットメルト剤は、ペン先に衝撃が加わった時、外れたり、破損したりしにくいように、冷却状態でも適度な柔らかさが必要とされる。又、ホットメルト剤をボールペンチップの先端インキ吐出口に被覆する時、溶融温度が低いほうが作業性及び安全性で好ましい。又、被覆するボールペンチップの先端との、ぬれ性が高いほうが固着力が上がるため、溶融状態での粘度が低いほうが好ましいことから特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体がホットメルト剤として、より好ましい。
具体的な商品として、ポリアミド樹脂を主剤とするものには、セメダイン（株）製ホットメルト剤ＨＭ３６０や、住友スリーエム（株）製ホットメルト剤ＥＣ─３７７９、同７３７５、ダイセル・エボニック（株）製ホットメルト剤ベスタメルト７２２などが挙げられ、エチレン酢酸ビニル共重合体を主剤とするものには、セメダイン（株）製ホットメルト剤ＨＭ２００、同２０７、同２０８Ｓ、同２１４、同２２３、同２２４、同２４４、日立化成ポリマー（株）製ホットメルト剤ハイボン９８００、同９８２２、同９８７６、同９８７７、同９８８８などがある。これら一種もしくは二種以上の混合物を使用できる。
The hot melt agent covering the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip needs to be moderately soft even in a cooled state so that it is not easily detached or damaged when an impact is applied to the pen tip. Also, when the hot melt agent is coated on the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip, it is preferable in terms of workability and safety that the melting temperature is low. In addition, the higher the wettability with the tip of the ball-point pen tip to be coated, the higher the adhesion, so the lower the viscosity in the molten state, the more preferable. In particular, polyethylene, polypropylene, polyamide, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl Acrylate, polyester, polyurethane, styrene isoprene styrene block copolymer, and styrene butadiene styrene block copolymer are more preferred as the hot melt agent.
Specific products that use polyamide resin as the main agent include hot melt agent HM360 manufactured by Cemedine Co., Ltd., hot melt agents EC-3379 and 7375 manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., and Daicel Evonik Co., Ltd. Hot melt agent Vestamelt 722 and the like are mentioned, and those having ethylene vinyl acetate copolymer as the main agent include hot melt agents HM200, 207, 208S, 214, 223, 224, and 224 manufactured by Cemedine Co., Ltd. 244, Hitachi Chemical Polymer Co., Ltd. hot melt agent Hibon 9800, 9822, 9876, 9877, 9877, 9888, and the like. These 1 type, or 2 or more types of mixtures can be used.
粘着性付与剤として、テルペン樹脂及びその誘導体、テルペンフェノール共重合体、ロジン及びその誘導体、水添ロジン、ロジンエステル、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、スチレン樹脂、α−メチルスチレンとビニルトルエンの共重合体、スチレンとアクリロニトリル及びインデンのターポリマー、イソプレン系樹脂などが例示できる。 As tackifiers, terpene resin and its derivatives, terpene phenol copolymer, rosin and its derivatives, hydrogenated rosin, rosin ester, petroleum resin, coumarone-indene resin, styrene resin, α-methylstyrene and vinyltoluene Examples thereof include polymers, terpolymers of styrene and acrylonitrile and indene, and isoprene-based resins.
軟化剤、可塑剤として、ポリブテン、液状ロジンエステル、低分子スチレン樹脂、塩素化パラフィン、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）、フタル酸ジブチルなどが例示できる。 Examples of the softener and plasticizer include polybutene, liquid rosin ester, low molecular weight styrene resin, chlorinated paraffin, bis (2-ethylhexyl) phthalate, and dibutyl phthalate.
ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子量ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリビニルメチルエーテルなどが例示できる。 Examples of the wax include paraffin wax, microcrystalline wax, low molecular weight polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, and polyvinyl methyl ether.
その他添加材として、充填材としては、カーボンブラック、炭酸カルシウム、クレー、タルク、カオリン、粉末パルプ、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、その他無機・有機顔料など、吸着材としては、ゼオライト、シリカゲルなど、抗酸化剤としては、フェノール系、アミン系、リン酸系などが例示できる。 Other additives include carbon black, calcium carbonate, clay, talc, kaolin, powdered pulp, barium sulfate, zinc oxide, magnesium oxide, titanium oxide, and other inorganic and organic pigments. Adsorbents include zeolite. Examples of antioxidants such as silica gel and the like include phenols, amines, and phosphates.
ホットメルト剤をボールペンチップの先端に固着する方法としては、ボールペンチップの先端に付着したインキ、油分、汚れがあると、ホットメルト剤の固着力低下となるため、準備作業として、ソルミックスＡＰ−４（エタノール、イソプロピルアルコール、アセトンの混合溶剤、日本アルコール販売（株）製）を繊維のケバ立ちや紙粉が少ない紙性ウエスであるキムワイプ（日本製紙クレシア（株）製）に浸し、ボールペンチップの先端の汚れ拭きをしたほうが好ましい。 As a method of fixing the hot melt agent to the tip of the ballpoint pen tip, if there is ink, oil or dirt adhering to the tip of the ballpoint pen tip, the fixing force of the hot melt agent is reduced. 4 (Ethanol, isopropyl alcohol, acetone mixed solvent, manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd.) is dipped in Kimwipe (manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.), a paper waste with little fiber dust and paper dust, It is more preferable to wipe off the dirt at the tip of the.
次に、ホットプレート等の加熱機器上に、ホットメルト剤を溶融する溶融浴を設置し、この溶融浴にホットメルト剤のペレットを適量入れ、ヒーターにて加熱する。溶融温度が高すぎると酸化して固着力が低下し、逆に溶融温度が低すぎると溶融したホットメルト剤の粘度が高い状態となり、ボールペンチップの先端を溶融したホットメルト剤に浸漬しても濡れ性が低下し、固着力が低下するので、温度調節器付き加熱機器で適切な温度に管理する必要がある。
例えば、セメダイン（株）のホットメルト剤ＨＭ２００の場合、溶融浴の大きさや液温度測定位置にもよるが２２０℃から２４０℃に設定して、ホットメルト剤のペレットを溶融状態とする。次いで、ボールペンチップの先端インキ吐出口を溶融したホットメルト剤に漬けて、１〜２秒後に引き上げ、固着したホットメルト剤の表面温度が室温まで冷却固化させるため２分程度、室温放置する。
Next, a melting bath for melting the hot melt agent is installed on a heating device such as a hot plate, and an appropriate amount of pellets of the hot melt agent is placed in the melting bath and heated with a heater. If the melting temperature is too high, it will oxidize and the adhesive strength will decrease, and conversely if the melting temperature is too low, the molten hot melt agent will have a high viscosity, and even if the tip of the ballpoint pen tip is immersed in the molten hot melt agent Since the wettability is lowered and the fixing force is lowered, it is necessary to control the temperature appropriately with a heating device with a temperature controller.
For example, in the case of the hot melt agent HM200 manufactured by Cemedine Co., Ltd., depending on the size of the molten bath and the position at which the liquid temperature is measured, the temperature is set at 220 ° C. to 240 ° C. to make the hot melt agent pellets in a molten state. Next, the tip ink discharge port of the ball-point pen tip is dipped in a molten hot melt agent, pulled up after 1 to 2 seconds, and allowed to stand at room temperature for about 2 minutes in order to cool and solidify the surface temperature of the fixed hot melt agent to room temperature.
ボールペンチップの先端に固着させるホットメルト剤の外径は、ノック式ボールペンに於いては、ペン先を出没可能にするため、外装先端開口内径より小さく形成しなくてはならず、その調整方法としては、ボールペンチップの先端をどれぐらいの深さまで溶融したホットメルト剤液に浸漬するかで決まる。一つの方法としては、ボールペンチップの先端が下に出るように穴を明けたベークライトのような耐熱板をホットメルト剤が溶融した溶融浴の上面縁に置き浸漬作業をすることでホットメルト剤溶融液とボールペンチップの先端との距離を一定に規制する。
又、ボールペンチップの先端にホットメルト剤が固着することで溶融したホットメルト剤が減少するので、ボールペンチップの先端に固着させるホットメルト剤の外径のバラツキ減少及び、溶融したホットメルト剤の溶融温度変化減少のため、こまめにホットメルト剤を補充することが望ましい。
The outer diameter of the hot melt agent to be fixed to the tip of the ballpoint pen tip must be smaller than the inner diameter of the exterior tip opening in order to allow the tip of the knockpoint type ballpoint pen to appear and retract. Depends on how deep the tip of the ball-point pen tip is immersed in the melted hot melt solution. One method is to melt the hot melt agent by placing a heat-resistant plate such as a bakelite with a hole so that the tip of the ballpoint pen tip goes down on the top edge of the molten bath where the hot melt agent is melted. The distance between the liquid and the tip of the ballpoint pen tip is regulated to be constant.
In addition, since the hot melt agent melted by sticking to the tip of the ballpoint pen tip is reduced, the variation in the outer diameter of the hot melt agent to be stuck to the tip of the ballpoint pen tip is reduced, and the molten hot melt agent is melted. It is desirable to frequently replenish the hot melt agent to reduce the temperature change.
ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆したホットメルト剤を一度室温程度まで冷却した後に、４０℃以上ホットメルト剤に使われている熱可塑性樹脂の融点より１７℃低い温度以下の温度に再加熱し、再度冷却することで、固着力が向上する。
特に、筆記中、ボールペンチップの先端へのインキ這い上がり防止のためフッ素処理等の撥水処理を施したボールペンチップは、固着力が低下するので再加熱処理は、有効である。
After the hot melt agent covering the ink discharge port of the tip of the ballpoint pen tip is once cooled to about room temperature, it is reheated to a temperature not lower than 40 ° C. and below 17 ° C. below the melting point of the thermoplastic resin used in the hot melt agent. By re-cooling, the fixing force is improved.
In particular, during writing, a re-heat treatment is effective because a ball-point pen tip that has been subjected to a water-repellent treatment such as a fluorine treatment to prevent ink scooping at the tip of the ball-point pen tip has a reduced adhesive strength.
再加熱の方法としては、ボールペンチップの先端インキ吐出口にホットメルト剤を被覆した所謂リフィールを恒温槽などの温度設定及び温度制御のできる機器に４０℃以上ホットメルト剤に使われている熱可塑性樹脂の融点より１７℃低い温度以下の温度範囲で設定、昇温後投入し、１時間程度処理し、室温で冷却する。
室温が低すぎると、急冷状態となるため、均一に温度が変化しなくなり、固着力が高まらない場合があり好ましくない。また、室温が高すぎると、再加熱温度との差が減少し、固着力向上効果が減少するため、室温約２０〜３０℃が好ましい。又、再加熱処理時間が３０分程度と短かいと固着力向上効果が低くなるが長時間、例えば２４時間処理しても効果に差はなく、ホットメルト剤を被覆する作業終了後、夜間無人処理することもできる。
尚、ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆したホットメルト剤どうしが触れた状態で再加熱処理すると、ホットメルト剤が再軟化し、ホットメルト剤どうしが付着したり、変形する恐れがあるため、リフィールは、並べた状態で再加熱処理をすることが好ましい。
As a reheating method, a so-called refill in which the tip ink discharge port of a ballpoint pen tip is coated with a hot melt agent is used in a thermostat or other equipment capable of temperature setting and temperature control. Set in a temperature range below 17 ° C. below the melting point of the resin, add after heating, treat for about 1 hour, and cool at room temperature.
If the room temperature is too low, a rapid cooling state occurs, so that the temperature does not change uniformly, and the fixing force may not be increased. Further, if the room temperature is too high, the difference from the reheating temperature is reduced, and the effect of improving the fixing force is reduced. Therefore, the room temperature is preferably about 20 to 30 ° C. Further, if the reheating time is as short as about 30 minutes, the effect of improving the fixing force is lowered, but there is no difference in the effect even if the treatment is performed for a long time, for example, 24 hours. It can also be processed.
In addition, if reheating treatment is performed in a state where the hot melt agents covering the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip are in contact with each other, the hot melt agent may be resoftened, and the hot melt agents may be attached or deformed. The refills are preferably reheated in an aligned state.
使用するボールペンチップの基本的な構造は、紙面などの被筆記面と接触してインキを転写する筆記部材となるボールと、これを回転自在に抱持するボールホルダーとからなるものであり、インキの通り道であるボールホルダーの貫通孔を通じて被筆記面にインキを付与するものである。 The basic structure of the ballpoint pen tip to be used consists of a ball that becomes a writing member that transfers ink by contacting with a writing surface such as paper, and a ball holder that rotatably holds the ink. Ink is applied to the writing surface through a through hole of a ball holder which is a passage.
ボールは、タングステンカーバイドやシリコンカーバイドなどを主成分とした焼結体のボールを使用できる。ボールの表面粗さが大き過ぎると、筆記時、ボールホルダーのボール受け座部とボールとの接触抵抗が大きくなり、筆記感が重くなったり、ボールホルダーのボール受け座部の摩耗によるインキ吐出量の増加や方向性筆跡といった不具合になるため、算術平均粗さＲａ５〜１２ｎｍが好ましく、適宜設定する必要がある。
ボール表面とホットメルト剤との固着接触面積を大きくすれば、一般論として固着力は上がる。ボールの表面積を大きくするためには、表面粗さを大きくすることとなるが、上述の通り、ボール受け座の摩耗促進となるなどの弊害もあるので、適宜調整が必要となる。
As the ball, a sintered ball mainly composed of tungsten carbide or silicon carbide can be used. If the surface roughness of the ball is too large, the contact resistance between the ball holder seat of the ball holder and the ball will increase during writing, resulting in a heavy writing feeling and ink discharge due to wear of the ball holder seat of the ball holder. Arithmetic average roughness Ra of 5 to 12 nm is preferable and needs to be set appropriately.
If the adhesion contact area between the ball surface and the hot melt agent is increased, the adhesion force generally increases. In order to increase the surface area of the ball, the surface roughness is increased. However, as described above, there is a harmful effect such as promoting the wear of the ball receiving seat, and accordingly, adjustment is necessary.
ボールホルダーとなる金属製の柱状部材は、ステンレスや黄銅、洋白などの合金製の線材を切断して使用でき、先端外形を先端に向かい縮径するテーパー形状に切削する。この先端部分にホットメルト剤を付着させるが、ボール同様、ボールペンチップの先端インキ吐出口を覆うホットメルト剤の固着力を上げるには、ボールホルダー先端外形テーパー部の加工送りを速くしたり、切削速度を遅くしたりし、挽き目を荒くし、表面粗さを大きくするほうが望ましいが、表面粗さが大き過ぎると美観を損ねるため、算術平均粗さＲａ０．１〜３μｍが好ましく、適宜加工条件を設定する必要がある。尚、ボールホルダーとしては、この他にパイプ材を塑性変形や切削加工を施した、所謂パイプ式ボールペンチップのものを使用することもできる。 The metal columnar member used as the ball holder can be used by cutting a wire made of an alloy such as stainless steel, brass, or white and is cut into a tapered shape whose diameter is reduced toward the tip. Although the hot melt agent is attached to the tip, in order to increase the adhesive strength of the hot melt agent that covers the tip ink discharge port of the ballpoint pen tip as with the ball, the processing feed of the ball holder tip outer taper portion can be increased or the cutting can be performed. It is desirable to slow down the speed, roughen the grind, and increase the surface roughness. However, if the surface roughness is too large, the aesthetic appearance is impaired, so the arithmetic average roughness Ra is preferably 0.1 to 3 μm, and the processing conditions are appropriately set. Need to be set. In addition, as the ball holder, a so-called pipe-type ballpoint pen tip obtained by plastic deformation or cutting of a pipe material can be used.
インキ収容管には、ステンレスや黄銅などの金属製のものやポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂や、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂など樹脂製のものが使用可能である。樹脂製のインキ収容管を使用した場合、ホットメルト剤を再加熱するに際して、インキ収容管に使用した材質の熱変形温度内とすることが好ましい。 The ink storage tube is made of metal such as stainless steel or brass, polypropylene resin, polyamide resin, polybutylene terephthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene naphthalate, vinyl chloride resin, ethylene vinyl alcohol copolymer, polyacrylonitrile, Resin-made resin such as fluororesin, polyacetal resin, polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate resin, polystyrene resin, ABS resin can be used. When a resin-made ink storage tube is used, it is preferable that the temperature of the material used for the ink storage tube be within the heat deformation temperature when the hot melt agent is reheated.
ホットメルト剤として下記の材料を用いた。尚、上記組成の「部」とあるのは、「重量部」を表す。
＜材料１＞
エバフレックスＥＶ３６０（エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、融点７７℃、三井・デュポン ポリケミカル（株）製） １００部
The following materials were used as hot melt agents. Incidentally, “parts” in the above composition represents “parts by weight”.
<Material 1>
EVAFLEX EV360 (ethylene vinyl acetate copolymer resin, melting point 77 ° C., manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) 100 parts
＜材料２＞
ナイロン１１（ポリアミド樹脂、融点１８７℃、流浸工業（株）製） １００部
<Material 2>
100 parts of nylon 11 (polyamide resin, melting point 187 ° C., manufactured by Infusion Industry Co., Ltd.)
＜材料３＞
エバフレックスＥＶ３６０（エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、融点７７℃、三井・デュポン ポリケミカル（株）製） ５０部
ハリエスターＳ（粘性付与剤、ロジン変性グセリンエステル、ハリマ化学（株）
製） ５０部
<Material 3>
EVAFLEX EV360 (ethylene vinyl acetate copolymer resin, melting point 77 ° C., manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) 50 parts Harrier Star S (viscosity imparting agent, rosin-modified glycerin ester, Harima Chemical Co., Ltd.)
50 parts
＜材料４＞
エバフレックスＥＶ３６０（エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、融点７７℃、三井・デュポン ポリケミカル（株）製） ４０部
ハリエスターＳ（粘性付与剤、ロジン変性グセリンエステル、ハリマ化学（株）
製） ３０部
パラフィンワックス１３０（パラフィンワックス、融点５４℃、日本精蝋（株）製） ３０部
<Material 4>
EVAFLEX EV360 (ethylene vinyl acetate copolymer resin, melting point 77 ° C., manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) 40 parts Harrier Star S (viscosity imparting agent, rosin-modified glycerin ester, Harima Chemical Co., Ltd.)
30 parts paraffin wax 130 (paraffin wax, melting point 54 ° C., manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.) 30 parts
＜材料５＞
ＨＭ２００（エチレン酢酸ビニル共重合体系ホットメルト剤、セメダイン（株）
製） １００部
<Material 5>
HM200 (ethylene vinyl acetate copolymer hot melt agent, Cemedine Co., Ltd.)
100 parts
＜材料６＞
ベスタメルト７２２（ポリアミド系ホットメルト剤、ダイセル・エボニック（株）
製） １００部
<Material 6>
Vestamelt 722 (polyamide-based hot melt agent, Daicel Evonik Co., Ltd.)
100 parts
以下、製造工程を説明する。尚、各工程に冠した括弧内の数字の順に工程が移行するものとする。 Hereinafter, the manufacturing process will be described. In addition, a process shall transfer in order of the number in the parenthesis which bears each process.
各実施例、比較例で共通の工程を示す。
＜（１）ホットメルト剤の溶融工程＞
ホットメルト剤を溶融浴に適量入れ、ホットプレート設定温度をホットメルト剤の融点より１０℃程度高い温度に設定し、溶融状態にする。
２種以上配合したものは、配合物の中で融点が高い配合物の融点より１０℃程度高い温度に設定し、攪拌しながら溶融状態にする。
A common process is shown by each Example and a comparative example.
<(1) Melting process of hot melt agent>
An appropriate amount of the hot melt agent is put in a melting bath, and the hot plate set temperature is set to a temperature about 10 ° C. higher than the melting point of the hot melt agent to bring it into a molten state.
When two or more kinds are blended, the temperature is set to about 10 ° C. higher than the melting point of the blend having a high melting point, and the mixture is melted with stirring.
＜（２）ボールペンチップの先端汚れ拭き工程＞
ぺんてる株式会社製の０．７ｍｍ油性ボールペン「ビクーニャ」用リフィール（製品符号：ＢＸМ７Ｈ−Ａ）のボールペンチップ先端部分をソルミックスＡＰ−４（エタノール、イソプロピルアルコール、アセトンの混合溶剤、日本アルコール販売（株）製）を浸した、紙性ウエスであるキムワイプ（日本製紙クレシア（株）製）で汚れ拭きする。
<(2) Ballpoint pen tip cleaning process>
Pentel Co., Ltd. 0.7mm oil ballpoint pen "Vicuna" refill (product code: BXМ7H-A) ballpoint pen tip tip is Solmix AP-4 (ethanol, isopropyl alcohol, acetone mixed solvent, Japan alcohol sales (stock) Wipe off dirt with Kimwipe (manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.).
＜（３）ボールペンチップの先端へのホットメルト剤被覆工程＞
リフィールをボールペンチップの最大外形２．３ｍｍより僅かに大きい２．４ｍｍの穴を明けたベークライト板の上面にボールペンチップとインキ収容管が圧入結合された段部が当たる位置まで差し込み、前記ホットメルト剤の溶融工程でホットメルト剤が溶融した溶融浴の上面縁にリフィールが差し込まれたベークライト板を当て、溶融したホットメルト剤にボールペンチップの先端を浸漬する。ホットメルト剤溶融液とボールペンチップの先端との距離を液面にて調整し、ボールペンチップの先端インキ吐出口を被覆したホットメルト剤の大きさが１．７〜２．２ｍｍになるようにした。溶融したホットメルト剤に浸漬後、１〜２秒後に引き上げ、約２０〜２５℃の室温で、２分程度放置し、冷却固化する。
<(3) Hot-melt agent coating process on tip of ball-point pen tip>
The remelt is inserted into the upper surface of a bakelite plate having a hole slightly larger than the maximum outer diameter of 2.3 mm of the ballpoint pen tip to the position where the step where the ballpoint pen tip and the ink containing tube are press-fitted and joined, and the hot melt agent In the melting step, a bakelite plate into which refills are inserted is applied to the upper edge of the molten bath in which the hot melt agent is melted, and the tip of the ball-point pen tip is immersed in the melted hot melt agent. The distance between the hot-melt agent melt and the tip of the ball-point pen tip was adjusted at the liquid level so that the size of the hot-melt agent covering the tip ink discharge port of the ball-point pen tip was 1.7 to 2.2 mm. . After being immersed in the molten hot melt agent, it is pulled up after 1 to 2 seconds, and left at room temperature of about 20 to 25 ° C. for about 2 minutes, and then cooled and solidified.
＜（４）再加熱工程＞
前記ボールペンチップの先端へのホットメルト剤被覆工程で得られたリフィールを再加熱温度に設定した恒温槽に１時間入れ、約２０〜２５℃の室温で６０分冷却する。
<(4) Reheating step>
The refill obtained in the hot-melt agent coating process on the tip of the ball-point pen tip is placed in a thermostatic bath set at a reheating temperature for 1 hour and cooled at room temperature of about 20 to 25 ° C. for 60 minutes.
実施例１
材料１を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを再加熱温度４０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 1
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting material 1 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 40 ° C., and cooled at room temperature.
実施例２
材料１を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを再加熱温度５０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 2
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting material 1 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 50 ° C., and cooled at room temperature.
実施例３
材料１を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを材料１の融点より１７℃低い再加熱温度６０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 3
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting the material 1 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 60 ° C., 17 ° C. lower than the melting point of the material 1, and cooled at room temperature.
実施例４
材料２を溶融温度２００℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを材料２の融点より８７℃低い再加熱温度１００℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 4
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting the material 2 at a melting temperature of 200 ° C., treated at a reheating temperature of 100 ° C. that is 87 ° C. lower than the melting point of the material 2, and cooled at room temperature.
実施例５
材料３を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを配合物の中で融点の高いエバフレックスＥＶ３６０の融点より１７℃低い再加熱温度６０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 5
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting material 3 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 60 ° C., 17 ° C. lower than the melting point of Evaflex EV360 having a high melting point, and cooled at room temperature.
実施例６
材料４を溶融温度２００℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを配合物の中で融点の高いナイロン１１の融点より８７℃低い再加熱温度１００℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 6
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting the material 4 at a melting temperature of 200 ° C., treated at a reheating temperature of 100 ° C. which is 87 ° C. lower than the melting point of nylon 11 having a high melting point, and cooled at room temperature.
実施例７
材料５を溶融温度２２０℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを再加熱温度５０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 7
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting material 5 at a melting temperature of 220 ° C., treated at a reheating temperature of 50 ° C., and cooled at room temperature.
実施例８
材料６を溶融温度２００℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを再加熱温度５０℃で処理し、室温冷却したもの。
Example 8
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting the material 6 at a melting temperature of 200 ° C., treated at a reheating temperature of 50 ° C., and cooled at room temperature.
比較例１
材料１を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを再加熱温度３０℃で処理し、室温冷却したもの。
Comparative Example 1
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting material 1 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 30 ° C., and cooled at room temperature.
比較例２
材料１を溶融温度８５℃で溶融したホットメルト剤を被覆したリフィールを材料１の融点より７℃低い再加熱温度７０℃で処理し、室温冷却したもの。
Comparative Example 2
A refill coated with a hot melt agent obtained by melting the material 1 at a melting temperature of 85 ° C., treated at a reheating temperature of 70 ° C., 7 ° C. lower than the melting point of the material 1, and cooled at room temperature.
被覆したホットメルト剤の固着力増減率測定
上述の各実施例、比較例にて得られたボールペンサンプルを（株）イマダ製デジタルフォースゲージＤＰＸ─１に被覆したホットメルト剤部分を引っ掛ける冶具にて、リフィールを軸心方向に引っ張り、被覆したホットメルト剤が外れた荷重を各々５本、ピーク値を測定し、その平均値を再加熱なし品（５本）の平均値で除し固着力増減率とし、表１に示す。
Measurement of the rate of increase / decrease in the adhesion strength of the coated hot melt agent With the jig for hooking the hot melt agent portion coated with the digital force gauge DPX-1 manufactured by Imada Co., Ltd., with the ballpoint pen sample obtained in each of the above examples and comparative examples. , Pull the refill in the axial direction, measure the load when the coated hot melt agent is removed, measure the peak value, and divide the average value by the average value of the products without reheating (5) to increase or decrease the adhesion strength Table 1 shows the rate.
比較例１の加熱処理では、室温との加熱温度の差が小さく、基準となる再加熱なし品と固着力が、変わらず、効果がみられない。
又、比較例２ようにホットメルト剤の融点に近い融点より７℃低い再加熱処理では、被覆したホットメルト剤が変形してしまう不具合が生じた。
実施例１では、固着力増減率が、上がり効果が認められる。更に、実施例２で上昇することから再加熱温度が高くなるにつれ効果が大きくなるが、ホットメルト剤の融点より１７℃低い再加熱温度の実施例３と実施例２で固着力増減率の変化がないことから固着力向上効果は、均衡状態と言える。尚、ホットメルト剤の融点より２０℃程度低い再加熱処理の実施例３では、被覆したホットメルト剤が比較例２のような変形とはならなかった。
更に実施例４では、別の材料で融点より８７℃低い再加熱温度でも固着力向上効果が認められる。
又、２種類の配合をし、配合物の中で融点の高いエバフレックスＥＶ３６０の融点より１７℃低い再加熱温度の実施例５でも同様の効果が認められる。
同様に、３種類の配合をし、配合物の中で融点の高いナイロン１１の融点より８７℃低い再加熱温度の実施例６でも効果が認められる。
更に、実施例７、実施例８でも４０℃以上の再加熱処理温度５０℃にて処理し、固着力向上効果が認められることから、市販のホットメルト剤でも有効である。
これらのことから、４０℃以上熱可塑性樹脂の融点より１７℃低い温度以下で再加熱することで固着力向上効果が認められる。
In the heat treatment of Comparative Example 1, the difference in the heating temperature from room temperature is small, and the fixing strength is the same as that of the non-reheated product as a reference, and no effect is seen.
Moreover, in the reheating treatment lower by 7 ° C. than the melting point close to the melting point of the hot melt agent as in Comparative Example 2, there was a problem that the coated hot melt agent was deformed.
In Example 1, an increase effect is observed in the increase / decrease rate of the fixing force. Furthermore, the effect increases as the reheating temperature increases because it rises in Example 2, but the change in the adhesion strength increase / decrease rate in Example 3 and Example 2 where the reheating temperature is 17 ° C. lower than the melting point of the hot melt agent. Since there is no such thing, it can be said that the effect of improving the fixing force is an equilibrium state. In Example 3 in which the reheating treatment was about 20 ° C. lower than the melting point of the hot melt agent, the coated hot melt agent was not deformed as in Comparative Example 2.
Furthermore, in Example 4, the effect of improving the fixing force is recognized even at a reheating temperature of 87 ° C. lower than the melting point of another material.
The same effect can be observed in Example 5 in which the reheating temperature is 17 ° C. lower than the melting point of Evaflex EV360 having a high melting point among the two blends.
Similarly, the effect is also observed in Example 6 having three kinds of blending and a reheating temperature of 87 ° C. lower than the melting point of nylon 11 having a high melting point in the blend.
Further, in Example 7 and Example 8, since the treatment is performed at a reheat treatment temperature of 50 ° C. of 40 ° C. or more and an effect of improving the fixing force is recognized, a commercially available hot melt agent is also effective.
From these facts, the effect of improving the fixing strength is recognized by reheating at 40 ° C. or higher and 17 ° C. or lower than the melting point of the thermoplastic resin.
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