JPH0829632B2

JPH0829632B2 - 筆記具用インク吸蔵体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0829632B2
Application number: JP63173451A
Authority: JP
Inventors: 邦彦小宮; 賢治荒井; 俊博山本
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: EP0351182A3; JPH02167374A; DE68909133D1; EP0351182A2; EP0351182B1; US4970854A; DE68909133T2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は筆記具用インク吸蔵体、特に水性インク吸蔵
体及びその製造法に関するものである。

（従来の技術）従来、この種のインク吸蔵体は、ポリエステル、ナイ
ロン、アクリル、ビニロン、ポリエチレン等の合成繊維
の繊維束にメラミン、エポキシ、フェノール等の熱硬化
性樹脂初期縮合物を含浸させて圧縮し、加熱することに
より含浸している熱硬化性樹脂を硬化させて繊維を結着
成型したものが使用されているが、筆記具用インク等液
状物を円滑に流動させるべき吸蔵体にこれら熱硬化性樹
脂を使用するときは、繊維束に対する熱硬化性樹脂の付
着が均等に行われ難く、従って、インク流出及びインク
の適正な吸蔵を行う毛管構造が不完全となり、インク流
出量のバラツキがひどいという欠点があった。

かかる欠点を改良するために、例えば特公昭50−3757
1号公報では、融点を異にする複数個の繊維を混合して
得たスライバを、これと近似する融点をもつ樹脂皮膜で
覆いつつ熱融着せしめるという方法を開示するが、この
方法では、樹脂がインクを吸収するためインク利用率が
低下するという欠陥があった。

別の方法として、特公昭45−16963号公報には、繊維
を軸方向に引揃えた連続繊維束に接着剤溶液を施し、そ
の後、搾液し溶剤を乾燥除去することで結着固化し、最
後に繊維束外周部を高分子フィルムで被覆してインク吸
蔵体となす方法が開示されるが、高分子フィルムによる
テープに巻き込んだ後、該テープの重なり合う部分で接
合せしめる工程が高速化できず、また不良品発生率も高
く、経済性に乏しいという欠陥があった。

また、本発明者らは先に特開昭57−199698号公報にて
捲縮を有するアクリル系繊維を繊維軸方向に引揃えて得
られた繊維束に該繊維を溶解し得る有機溶媒を付与し、
加熱して繊維間の少なくとも一部を融着せしめることを
提案した。しかし、この方法では、繊維軸方向に繊維を
引揃えているため、有機溶媒中の絞りガイド及び乾燥工
程で素抜けるトラブルをもたらしたり、また圧縮しつつ
加熱しないと融着点が少ないなどの問題があった。一方
アクリル系繊維はポリエステル繊維やポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維に比較して親水性であるため、水
性インクを使用したときに残存インクが多く、そのた
め、インク利用率が低かった。

更に、特開昭61−60774号公報には、前述の如き特開
昭57−199698号公報の問題点を解決するために、繊維束
中に低親水性の繊維、例えばポリエステル繊維を混在さ
せることが開示されるが、ポリエステル繊維などを均一
に混在させると、確かにインク利用率は幾分改良される
が、十分なインク利用率を得るためには、インク保持性
が害され、また、繊維の素抜けの問題が生ずるなどの欠
点があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、アウリル系繊維単独使用の場合と同等のイ
ンク保持性を有し、しかもインク利用率が高く、繊維の
素抜けの問題も生じない、扱い易い筆記具用インク吸蔵
体を提供することを課題とする。同時に本発明は、この
ような扱い易い筆記具用インク吸蔵体を工業的容易に、
かつ安価に製造する方法を提供することをも課題とす
る。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明者等は、アクリル系繊維とポリエステル繊維等
を特定のスライバ状に引揃えて、繊維束となし、適度の
接着及び加撚を施すことによって、両者の相乗効果を発
揮させ、所期の目的を達成しうることを見出した。

即ち、本発明の筆記具用インク吸蔵体は、アクリル系
繊維と、ポリエステル繊維及びポリプロピレン繊維から
なる群から選ばれる疎水性繊維とを重量比率20〜70:80
〜30の割合で混毛した繊維束からなるものであり、これ
ら２種の繊維が、繊維束の横断面において、海島状に表
れるように練条されており、上記アクリル系繊維の部分
融着により点接合されていること、及び、上記繊維束が
１〜30T/Mの割合で加撚されていることを特徴とする。

このようなインク吸蔵体では、インク保持性に富んだ
アクリル系繊維と、インク利用率を高める疎水性繊維
が、それぞれ繊維束中に適度な太さの繊維群、スライバ
状として、海島状に散在するため、アクリル系繊維群に
よって、十分なインク保持性が得られると同時に、その
使用時には、アクリル系繊維群に隣接して存在する疎水
性繊維群を通して滑らかにインクが流出し、確実なイン
ク利用率が得られるのである。

ここで海島状とは、インク吸蔵体を構成する繊維束の
断面において、アクリル系繊維及び上記疎水性繊維のい
ずれか一方が、３〜20個の繊維群として数えられるよう
な状態で島状に表れることをいう。

なお、このような海島状の断面を有する繊維束では、
アクリル系繊維の点融着による接合も、適度になされる
が、本発明では、更に、この繊維束を１〜30T/Mの割合
で加撚した状態で上記融着を実施しているため、繊維束
の切断、筆記具への嵌装などの取り扱い時にも、繊維の
素抜けを生ずることなく、非常に品質よく使用できるも
のとなる。

本発明のインク吸蔵体は、捲縮を有するアクリル系繊
維、捲縮を有する上記疎水性繊維を重量比率20〜70:80
〜30の割合で混毛し、断面に上記２種の繊維が海島状に
表れるように、繊維軸方向に引揃えた後、１〜30T/Mに
加撚して得られた繊維束に、アクリル系繊維を溶解し得
る有機溶媒を付与し、乾燥後、上記有機溶媒の活性化温
度以上で熱処理して、繊維間の一部を融着せしめること
によって得られる。

本発明では、捲縮を有するアクリル系繊維として、通
常市販のものがいずれも使用でき、例えば50重量％以上
（好ましくは80重量％以上）アクリロニトリルを含有
し、必要に応じアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル
等のアクリル酸誘導体、あるいはスルホン酸基を含有す
るモノマーを共重合したアクリル系重合体を紡出し、捲
縮を与えたものなどが使用できる。

また、ポリエステル繊維としても、通常市販のポリエ
ステル繊維が使用できるが、100〜150℃の低融点ポリエ
ステル繊維を通常のポリエステル繊維に対し５〜30重量
％の割合で併用するのが好ましい。

ポリプロピレン繊維も通常市販のポリプロピレン繊維
が使用できるが、100〜150℃の低融点ポリプロピレン共
重合体繊維を通常のポリプロピレン繊維に対して５〜30
重量％程度併用するのが好ましい。

アクリル系繊維は繊維束全体の20〜70重量％を占める
ように使用されればよいが、特に40〜70重量％を占める
のが好ましい。

なお、疎水性繊維としてポリエステル繊維とポリプロ
ピレン繊維の両者を同時に併用してもよいが、特に併用
する必要はなく、通常は、いずれか一方とアクリル系繊
維を組み合わせて使用する。また、これら繊維の捲縮
は、捲縮数５〜20ケ／インチ、特に６〜14ケ／インチの
ものが好ましく、繊度は通常１〜20デニール、特に２〜
10デニールのものがよい。

本発明によって作られるインク吸蔵体は繊維相互間間
隔がほぼ均一に分布し、かつ特に大き過ぎたり、また特
に小さ過ぎたりすることのないよう、ほぼ均一な毛管構
造を持たしめる必要があり、そのためには繊維と繊維の
密着を避ける必要がある。

捲縮のない繊維を用いると、繊維相互の部分的密着が
起こり易く、適当な毛管的間隔を形成し難いため、捲縮
のある繊維を使用することが必要である。捲縮のある繊
維を用いると繊維相互の密着は起こり難く、インク吸蔵
性、インク流動性についても優れた製品が得られ易い。

この捲縮は紡糸工程の後段で物理的、機械的に与えら
れたものであってもよいが、繊維の持つ潜在収縮力を利
用した構造的なものであってもよい。

本発明では、このような繊維を、繊維長30〜200mmの
カット綿を梳綿及び練篠を経て軸方向に引揃えたスライ
バとして組み合わせて使用するが、スライバ形成のため
の梳綿及び練篠の形式としては、繊維長に応じて所謂２
インチ紡形式、３インチ紡形式等の短紡式、あるいは梳
毛紡、セミ梳毛紡等の長紡式も用い得る。一般に、繊維
長75〜130mmの繊維を用いて作られた梳毛式スライバが
最も好ましい。

繊維束はかかる繊維のスライバにより形成され、スラ
イバのゲレンは目的とするインク吸蔵体の種類により適
宜決定し得るが、通常１〜100g/mのものが使用される。

本発明では、このようにして得たスライバを引揃えて
海島状の横断面を有する繊維束に形成しするが、このた
めには、アクリル系繊維と疎水性繊維のスライバをそれ
ぞれ複数個ずつ（好ましくは、スライバ本数２〜6:2〜
６の割合で）組み合わせて使用し、３回以下、好ましく
は１〜２回という少ないダブリング回数で練条するのが
好ましい。

次に、このようにして製造した繊維束に、１〜30T/M
の撚りを加える。加撚数は３〜20T/Mであるのが好まし
い。可撚数が1T/M未満であると、次工程の有機溶媒浴中
の絞りガイドや乾燥工程で素抜けトラブルをもたらした
り、また融着点が少ないなどの難点があり、逆に加撚数
が30T/Mを越えると融着後の製品のネジレが大きくな
り、インク吸蔵量が低下するという欠点がある。

本発明はかくして得られたスライバを引揃え加撚して
得た繊維束を主に形成するアクリル系繊維に対し溶解性
を有する有機溶剤を繊維間に含浸等により付与し該繊維
を部分的に溶解させ、接着成型せしめるものである。

本発明に適用する有機溶媒としては、アミド系、ニト
リル系、スルホン系、スルホキサイド系、ニトロ系、カ
ーボネート系化合物等の多数のものが列挙できる。例え
ばアミド系化合物にあってはジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等、またニトリル系化合物にあって
はサクシノニトリル、マロンニトリル等、また、スルホ
ン系化合物にあってはテトラメチレンスルホン、エチル
メチルスルホン等、またスルホキサイド系化合物にあっ
てはジメチルスルホキサイド、また、ニトロ系化合物に
あってはニトロメタン、また、カーボネート系化合物に
あってはγ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート等
が有用である。これらの溶媒は混合溶液、又は水溶液や
アセトン混合液等の溶液として使用することもできる。

なお、これら各種溶媒のアクリル系繊維に対する溶解
挙動は必ずしも同一ではなく、それぞれの化学的特性に
よって影響を受け、その温度依存性あるいは可溶化温度
は千差万別である。したがって、本発明に対しては処理
条件を選びさえすれば、これらの有機溶媒のいずれをも
使用可能であるが、その際、その各々の有機溶媒のアク
リル系繊維に対する化学的性質、就中温度依存性を勘案
し、その温度範囲にては繊維が未だ膨潤を起こさぬよう
な温度に浸積浴温度を選ぶことが肝要である。

したがって、含浸処理並びに搾液を行った後の固結及
び乾燥のためには、さらに高温度の雰囲気中に繊維を曝
すわけであるが、この時点に始めて該有機溶媒が繊維に
対して膨潤・溶解現象を起こし始めるような温度を乾燥
・固結温度に選ばねばならない。

本発明に適用する溶媒としては作業性、及び製品の品
質の両面から、特にテトラメチレンスルホンが好適であ
る。

なお、有機溶媒の使用量は目的とするインク吸蔵体の
硬度により適宜増減する必要があり、硬度はまた筆記具
の大きさ、すなわち吸蔵体の太さ、ペン先体との連結形
式、あるいは使用するインクの粘度、流動性とも関連す
る。

このような硬度要求に従って有機溶媒純分の対繊維付
着量は通常１〜30重量％の範囲より適宜選択されるが、
７〜15重量％の範囲が最も好適である。

また、有機溶媒の溶液として使用する場合、有機溶媒
の溶液濃度は、その後の搾液装置の搾液率に従って適宜
増減すればよく、要すれば搾取後繊維に付着する量が繊
維重量の１〜30重量％、好ましくは７〜15重量％になる
ように調節すればよい。

有機溶媒を付与された繊維束は、次いで加熱、乾燥を
行い、さらに有機溶媒の活性化温度以上で熱処理するこ
とで融着される。この加熱、乾燥は比較点低温でよく、
例えばアセトン／テトラメチレンスルホン＝85/15（重
量％）溶液であれば80℃〜100℃でよい。しかる後、熱
処理をして繊維間を点融着させるのだが、通常この処理
は接触時間通常0.05〜0.3sec程度の短時間、また温度に
ついては通常200℃〜350℃の範囲が使用可能であるが、
好ましくは接触時間0.1〜0.2sec、処理温度250〜280℃
がよい。上記例の場合は200℃の雰囲気中を通過せしめ
ることで所望の吸蔵体ができる。

一方、ポリエステル繊維又はポリプロピレン繊維はア
ウリル繊維と融着しないが、アクリル系繊維の点装着網
の中に存在する。さらに硬度を必要とするときは、低融
点ポリエステル繊維及び／又は低融点ポリプロピレン共
重合体繊維を、前述の如く併用するのが好ましく、この
場合、熱処理工程でそれぞれポリエステル繊維、ポリプ
ロピレン繊維を点融着させ、その後に有機溶媒を蒸発さ
せるのが好ましい。

得られたインク吸蔵体の外周面の硬度被膜層は、後に
筆記具本体円筒中にかかるインク吸蔵体を内設せしめる
際、筆記具本体とインク吸蔵体との間に僅かな間隙を形
成し、これが、インクを圧入する作業の際に注入インク
と置換すべき空気の溢脱の経路となると同時に完成した
筆記具にて、文字等を描画するに際しても、同様に紙面
の上に流出するインクと置換すべき空気の導通するとこ
ろとなり好都合である。

なお、本発明によれば、20℃、95％RHにおける平衡水
分率が0.75〜1.6％である筆記具用インク吸蔵体が得ら
れるが、該平衡水分率が1.6％を越えるとインク保持性
はよくなる反面インク利用率が極度に低下し、逆に、該
平衡水分率が0.75％より少なくなるとインク保持生が低
下し、吸蔵体として適していないこともわかっている。

次に、本発明を実施例に従って更に詳しく説明する。

実施例１繊度３デニール、カット長102mmバイヤスカットのア
クリル系繊維を用いて、通常の梳毛紡績と同様、梳綿工
程及びギル又は練条工程を経て40g/mのスライバ（Ａ）
を得た。同様に繊度３デニール、カット長102mmバイヤ
スカットのポリエステル繊維を用いて、梳綿、ギル又は
練条工程を経て、40g/mのスライバ（Ｂ）を得た。

このスライバ（Ａ）及びスライバ（Ｂ）を第１表のご
とくギル又は練条工程で混合し、得られた40g/mのスラ
イバを加撚（５回/m）した後、テトラメチレンスルホン
の20％アセトン溶液に浸漬し、ゴムローラで搾液（含液
率50％）してから90℃の熱風乾燥機中を走行させ、アセ
トンを蒸発除去した後、200℃に保たれた遠赤外線乾燥
機中を通し、テトラメチレンスルホンを蒸発除去させ、
同時にアクリル系繊維を点接着させた。最後にカッター
部を通して長さ100mmの円柱状インク吸蔵体を得た。な
お、これを筒部（内径16mm）の筆記具本体に嵌装した。
なお、インクには水性顔料を使用した。

上記のスライバ製造工程において、スライバの混合条
件、すなわちスライバ（Ａ）の本数とスライバ（Ｂ）の
本数すなわちダブリング数及び工程数を変化させて、第
１表に示すような、12種の繊維束を製造した。

これら12種の繊維束を用いて、上述の手順にて円柱状
インク吸蔵体に仕上げ、筆記具本体に嵌装して、筆記具
としての性能評価すなわちインク保持性とインク利用率
を調査した。その結果を第１表に示す。

第１表の結果から、２種の繊維を本発明の割合で使用
し、繊維束の断面が海島状となるようにして得た製品
（No.1,2,8−10）は、インク保持性及びインク利用率と
もに優れるが、繊維の混合割合が偏った製品（No.6,1
1）あるいは繊維が均一の混合された製品（No.3,4）で
は所望の結果が得られないことがわかる。

実施例２繊度３デニール、カット長102mmバイヤスカットのア
クリル系繊維を用いて、通常の梳毛紡績と同様の梳綿工
程及びギル又は練条工程を経て、40g/mのスライバ
（Ａ）を得た。同様に繊度３デニール、カット長102mm
バイヤスカットのポリエステル繊維と同デニール、同カ
ット長の低融点ポリエステル繊維を80.2（重量）％で混
綿した綿を用いて、梳綿、ギル又は練条工程を経て、40
g/mのスライバ（Ｂ）を得た。

このスライバ（Ａ）５本とスライバ（Ｂ）３本をさら
にギル又は練条工程で２回混合し、得られた40g/mのス
ライバを第２表のごとく加撚して後、テトラメチレンス
ルホンの20％アセトン溶液に浸積後、ゴムローラで搾液
（含浸率50％）してから90℃の熱風乾燥機中を走行さ
せ、アセトンを蒸発除去させ、その後、200℃に保たれ
た遠赤外線乾燥機中を通し、テトラメチレンスルホンを
蒸発除去させると共に、アクリル系繊維及びポリエステ
ル繊維を点接着させた。最後にカッター部を通して長さ
100mmの円柱状インク吸蔵体を得た。なお、これを筒部
（内径16mm）の筆記具本体に嵌装し、水性顔料からなる
インクを使用して、インク保持性を試験し、その結果
を、加撚後の一連の工程でのスライバの素抜け回数（ト
ラブル発生の回数）と共に第２表に示す。

第２表の結果から、本発明に従って適度の加撚を施し
た製品は、スライバの素抜けを生ずることなく、取り扱
い易く、しかもインク保持性に優れることがわかる。

（発明の効果）本発明では、スライバの素抜けなどのトラブルを発生
することなく、安定してインク保持性及びインク利用率
共に非常に優れた筆記具用インク吸蔵体を提供できる。

なお、本発明のインク吸蔵体は、熱硬化性樹脂を用い
ずに繊維自身を膨張・溶解せしめて点接合しているた
め、硬化剤、処理剤等の未反応残留物が繊維内に沈着す
ることなく、また、繊維間の接合も均一となる。更に、
化学的反応によるインクの変質はもとより、接着の不均
一より生ずる気孔の不均一さに原因するインクの目詰ま
り等による筆記不能等を生ずることなく、液状インクを
安定して供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は実施例１で得られた繊維束の横断面の
状態を示すものであり、第１図は本発明の製品No.8の繊
維束、第２図は比較例である製品No.3の繊維束、第３図
は比較例である製品No.4の繊維束を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル系繊維と、ポリエステル繊維及び
ポリプロピレン繊維からなる群から選ばれる疎水性繊維
とを、重量比率20〜70:80〜30の割合で混毛した繊維束
からなるものであり、上記２種の繊維は、上記繊維束の
横断面において、海島状に表れるように練条されてお
り、かつ上記アクリル系繊維の部分融着により点接合さ
れていること、及び上記繊維束が１〜30T/Mの割合で加
撚されていることを特徴とする筆記具用インク吸蔵体。
【請求項２】捲縮を有するアクリル系繊維と、捲縮を有
するポリエステル繊維及びポリプロピレン繊維からなる
群から選ばれる疎水性繊維とを、重量比率20〜70:80〜3
0の割合で混毛し、断面に上記２種の繊維が海島状に表
れるように、繊維軸方向に引揃えた後、１〜30T/Mに加
撚して得られた繊維束に、アクリル系繊維を溶解し得る
有機溶媒を付与し、乾燥後、上記有機溶媒の活性化温度
以上で熱処理して、繊維間の一部を融着せしめることを
特徴とする筆記具用インク吸蔵体の製造法。