KR101377293B1

KR101377293B1 - 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트

Info

Publication number: KR101377293B1
Application number: KR1020070122441A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 이토; 쇼이치 오가와; 카츠유키 후지타
Original assignee: 파일롯트 잉크 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2014-03-25
Also published as: JP2008155624A; TW200836942A; EP1939259A3; US8282299B2; CN101190627A; JP2012250537A; PL1939259T3; ES2909383T3; TWI478824B; US20080124164A1; EP1939259A2; EP1939259B1; KR20080048968A; JP5659200B2

Abstract

마찰시에 종이를 손상시키거나, 요철을 일으키는 일도 없으므로 필적을 형성한 지면의 보존성이 뛰어나며, 게다가 마찰한 개소에 다시 양호한 필적을 형성하는 반복의 실용성도 만족시킬 수 있는 동시에, 마찰하는 번거로움을 저하시킨 상품성이 높은 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트를 제공한다.

열변색성 필적을 부여하는 필기구를 사용하여 형성된 필적을, 마찰에 의해 발생한 열로 발색(發色), 소색(消色) 또는 변색(變色)시키는 마찰체로서, 상기 마찰체는 지면위를 마찰한 때의 마찰계수가 0.2~1.0의 범위에 있는 마찰체, 상기 마찰체를 구비한 필기구, 상기 마찰체로 이루어지는 필기구세트.

Description

마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트{FRICTION BODY, WRITING TOOLS HAVING THE SAME AND WRITING TOOL SET}

본 발명은 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 열변색성 필적을 마찰체로 변색시키는 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트에 관한 것이다.

종래, 지면 위에 형성된 열변색성 필적을 변색시키는 수단으로서 마찰체가 개시되어 있고, 상기 마찰체로 필적을 형성한 지면 위를 마찰함으로써 필적이 변색하여 마찰전과는 다른 양상을 시인(視認)하는 것이 가능하다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

상기 마찰체로서는 지우개, 엘라스토머(elastomer: 탄성중합체), 플라스틱발포체가 예시되어 있으나, 지우개는 지면 위를 마찰할 때, 지우개 찌꺼기가 발생해서 주위를 오염시키는 동시에 마모로 인해 영구적인 사용을 만족시키기 어렵다. 또 엘라스토머나 플라스틱발포체에 대해서는 재질이나 등급에 의해 적당한 마찰계 수를 갖지 않으며, 지면을 마찰할 때, 마찰계수가 너무 커져서 종이를 파손하거나 종이에 주름이 생기거나, 지표면이 거칠어지는(보풀이 이는) 일이 있다. 따라서, 마찰한 개소에 재필기할 수 없게 되거나, 또는 재필기해도 번짐이 발생하여 양호한 필적을 형성할 수 없다는 불편함이 발생한다. 이와는 반대로, 마찰계수가 너무 작으면 마찰감각이 떨어지고, 그 결과 무의식적으로 필요 이상의 하중을 실어서 마찰하므로 종이에 요철을 일으켜서 모양을 손상하는 동시에, 마찰횟수가 많아지는 경향이 있으며, 번거로움이나 피로를 느껴서 사용하지 않게 되므로 상품성을 떨어트리게 된다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2004-148744호 공보

본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것이며, 지면 위에 형성된 열변색성 필적을 마찰체로 마찰할 때, 종이를 손상시키는 일이 없으며, 또 종이에 요철을 일으키는 일도 없으므로, 마찰한 개소에 다시 양호한 필적을 형성할 수 있는 동시에, 마찰하는 번거로움이나 피로를 극력 저하시킨 편리성이 뛰어난 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트를 제공하는 것이다.

본 발명은 열변색성 필적을 부여하는 필기구를 사용하여 형성된 필적을, 마찰에 의해 발생한 열로 발색, 소색 또는 변색시키는 마찰체로서, 이 마찰체는 지면 위를 마찰한 때의 마찰계수가 0.2~1.0의 범위에 있는 마찰체를 요건으로 한다.

또 상기 마찰체의 마찰계수가 0.3~0.9의 범위에 있는 것을 요건으로 한다.

또한, 상기 마찰체를 열변색성 필적을 부여하는 필기구의 일부에 구비해서 이루어지는 필기구, 상기 마찰체와, 열변색성 필적을 부여하는 필기구로 이루어지는 필기구세트를 요건으로 한다.

본 발명은 마찰시에 종이를 손상시키거나, 종이에 요철을 발생하는 일도 없기때문에 필적을 형성한 지면의 보존성이 뛰어나고, 게다가 마찰한 개소에 더욱 양 호한 필적을 형성하는 반복의 실용성도 만족시키는 것이 가능한 동시에, 마찰하는 번잡함이나 피로를 저하시키는 상품가치가 높은 마찰체 및 그것을 이용한 필기구, 필기구세트를 제공할 수 있다.

본 발명의 마찰체는 열변색성 필적이 형성된 지면 위를 마찰함으로써 마찰열을 발생시켜서 필적을 발색, 소색 또는 변색시키는 것이다.

상기 마찰체는 마찰계수가 0.2~1.0, 바람직하게는 0.3~0.9, 더 바람직하게는 0.4~0.8의 범위에 있는 재료이면 모두 사용할 수 있다.

마찰계수가 1.0을 넘으면, 지면과의 저항이 너무 커져서 종이가 찢어지거나, 종이에 주름이 생기거나 지표면이 거칠어지는(보풀이 이는) 경우가 있다.

따라서, 종이의 모양을 손상시킬 뿐 아니라, 마찰한 개소에 다시 필기가 불가능하거나, 필기해도 주름이 생기거나 지표면이 거칠어져 있기 때문에 번짐이 발생해서 양호한 필적을 형성할 수 없다.

한편, 마찰계수가 0.2 미만에서는 지면과의 저항이 너무 작아서 마찰감각이 떨어진다. 따라서 필요 이상으로 하중을 실어서 강하게 마찰하는 경향이 있으며, 종이에 요철이 발생해서 모양을 손상시킨다. 또 마찰횟수도 증가하는 경향에 있으며, 사용자가 번거로움과 피로를 느껴서 사용하기 어려워지게 되는 일이 있다.

또한, 본 발명에서 마찰체의 마찰계수는 100㎜/분, 하중 500g의 조건하에서 지면위를 마찰한 때의 마찰계수(=마찰력/하중)를 산출해서 이루어진다.

상기 마찰체의 재질은 특별히 한정된 것이 아니며, 유리, 금속, 목재, 석재, 수지 등을 사용하는 것이 가능하다.

또한 적당하게는 마찰시에 지우개로 마찰하는 듯한 감촉을 얻을 수 있는 고무 등의 탄성을 갖는 수지가 사용되며, 필적을 발색, 소색 또는 변색시킬 때에 발생하는 종이와 마찰체의 충격을 완화하는 것이 가능하고, 사용자에게 불쾌한 충격을 주는 일 없이 마찰시키는 것이 가능하다.

상기 마찰체의 재질로서는 실리콘수지, 스틸렌계수지(스틸렌과 부타디엔의 공중합체, 스틸렌과 에틸린과 부타디엔 공중합체 등), 불소계 수지, 클로로프렌(Chloroprene)수지, 니트릴(Nitril)수지, 폴리에스테르계 수지, 에틸렌 프로필렌 디엔고무(EPDM), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 예로 들 수 있다.

상기 마찰체는 수동으로 지면 위를 마찰하기 때문에 대형장치가 필요하지 않으며, 열변색성 필적을 부여하는 필기구의 일부, 예를 들면 축 몸체의 후단부, 캡을 갖는 경우는 캡의 선단부에 배치하여 사용할 수 있다.

구체적으로는 볼펜, 싸인펜, 마킹펜, 붓펜 등의 필기구에 열변색성 잉크를 내장하고, 마찰체를 축 몸체의 후단부에 설치한 것(도 1, 2, 4, 5, 6 참조), 마찰체를 선단부에 장착한 캡을 적용한 것(도 3 참조)을 예시할 수 있다.

또 상기 마찰체(도 7)와, 별체의 열변색성 필적을 부여하는 필기구(도 8)로 이루어지는 필기구세트로 하는 것도 가능하다.

상기 필기구세트는 복수 개의 색조가 다른 열변색성 필적을 부여하는 필기구를 구비함으로써, 복수 색의 선명한 문자나 도안을 형성할 수 있다.

또한, 상기 필기구는 열변색성 잉크를 내장한 것에 한정되지 않고, 크레용 등의 열변색성 고형필기구이어도 된다.

상기 마찰체에는 범용의 염료, 안료에서 선택되는 착색제를 첨가하여 디자인성을 향상시키거나, 필적의 색에 맞춰서 색 표시부로 할 수도 있다.

또 상기 마찰체에는 필요에 따라서 충전제 등의 각종 첨가제를 가할 수도 있다.

상기 열변색성 잉크나 열변색성 고형필기구에 포함되는 착색제로서는, ⑴ 전자공여성 정색성(呈色性) 유기화합물, ⑵ 전자수용성 화합물, 및 ⑶ 상기 양자의 정색반응의 생기온도(生起溫度)를 결정하는 반응매체의 필수 3성분을 최소한 포함하는 가열에 의해 소색하는 가역열변색성(可逆熱變色性) 조성물을 마이크로 캅셀에 내포시킨 마이크로 캅셀안료가 유효하다.

상기 가역열변색성 조성물로서는 일본국 특공 소51-44706호 공보, 일본국 특공 소51-44707호 공보, 일본국 특공 평1-29398호 공보 등에 기재된 소정의 온도(변색점)를 경계로 하여 그 전후에서 변색하고, 고온측 변색점 이상의 온도영역에서 소색상태, 저온측 변색점 이하의 온도영역에서 발색상태를 나타내며, 상기 양 상태중 상온영역에서는 특정한 한쪽 상태만 존재하고, 또 다른 한쪽의 상태는 그 상태가 발현하는데 필요한 열 또는 냉열이 적용되어 있는 동안은 유지되지만, 상기 열 또는 냉열의 적용이 없어지면 상온영역에서 나타나는 상태로 되돌아가는 히스테리시스(Hysteresis)폭이 비교적 작은 특성(△H=1~7℃)을 갖는 조성물을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 일본국 특공 평4-17154호 공보, 일본국 특개 평7-179777호 공보, 일본국 특개 평7-33997호 공보, 일본국 특개 평8-39936호 공보, 일본국 특개2005-1369호 공보 등에 기재되어 있는 큰 히스테리시스특성(△H=8~70℃)을 표시하고, 온도변화에 따른 착색농도의 변화를 플롯(Plot)한 곡선의 형상이, 온도를 변색온도영역보다 저온측에서 상승시켜가는 경우와, 역으로 변색온도영역보다 고온측에서 하강시켜가는 경우로 크게 다른 경로를 찾아서 변색하고, 저온영역에서의 발색상태, 또는 고온영역에서의 소색상태를 특정온도영역에서 유지할 수 있는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물이 사용된다.

상기 가역열변색성 조성물의 색농도-온도곡선에서의 히스테리시스 특성에 대하여 설명한다.

도 9에 있어서, 종축에 색농도, 횡축에 온도가 표시되어 있다. 온도변화에 따른 색농도의 변화는 화살표를 따라서 진행한다. 여기서 A는 완전소색상태에 도달한 온도 T₄(이하, 완전소색온도라 칭한다)에서의 농도를 나타내는 점이며, B는 소색을 개시하는 온도 T₃(이하, 소색개시온도라 칭한다)에서의 농도를 나타내는 점이이고, C는 발색을 개시하는 온도 T₂(이하, 발색개시온도라 칭한다)에서의 농도를 나타내는 점이고, D는 완전발색상태에 도달한 온도 T₁(이하, 완전발색온도라 칭한다)에서의 농도를 나타내는 점이다.

변색온도영역은 상기 T₁과 T₄사이의 온도영역이고, 제1색상과 제2색상의 양색상이 공존가능하며, 색농도의 차이가 큰 영역인 T₂와 T₃ 사이의 온도영역이 실질 변색온도영역(2상(相)유지온도영역)이다.

또 선분 EF의 길이가 변색의 콘트라스트(Contrast)를 나타내는 척도이고, 선분 EF의 중점을 통과하는 선분 HG의 길이가 히스테리시스의 정도를 나타내는 온도폭(이하, 히스테리시스폭 △H라 표기한다)이며, 이 △H값이 작으면 변색전후의 양쪽 상태 중 상온영역에서는 특정한 한쪽 상태만 존재한다. 또 상기 △H값이 크면 변색 전후의 각 상태의 유지가 용이해진다.

상기 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물로서, 구체적으로는 완전발색온도 T₁을 냉동실, 한냉지 등에서만 얻을 수 있는 온도, 즉 -30 ~ 10℃, 바람직하게는 -30 ~ 0℃, 더 바람직하게는 -30 ~ -10℃, 또한 완전소색온도 T₄를 마찰체에 의한 마찰열, 헤어드라이어 등 가까운 가열체로부터 얻어지는 온도, 즉 30 ~ 90℃, 바람직하게는 50 ~ 80℃, 더 바람직하게는 60 ~ 80℃의 범위로 특정하고, △H값을 40 ~ 60℃로 특정함으로써 상태(일상생활 온도영역)에서 나타내는 색채의 유지에 유효하게 기능시킬 수 있다.

본 발명에서 적용되는 필기구는, 유색상태의 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀 안료를 포함하는 잉크가 수용되어 이루어지며, 상기 필기구에 의해 형성된 필적이 지촉(指觸)등으로는 용이하게 소색되지 않는 구성인 것이 바람직하고, 게다가 소색한 필적은 다시 현출(現出)하지 않는 것이 바람직하다.

따라서 전술한 T₁과 T₄의 온도설정은 매우 중요한 요건이 된다.

상기 마이크로 캅셀안료의 형태는 원형단면의 형태인 것의 적용을 막을 수 없지만, 비원형단면의 형태가 효과적이다.

필기에 의해 형성되는 필적은, 상기 마이크로캅셀안료가 피필기면에 대해 장경측(최대 외경측)을 밀접시켜서 농밀(濃密)하게 배향, 고착되어 있으며, 고농도의 발색성을 나타내는 동시에, 상기 필적을 마찰체로 인한 찰과에 의한 외력에 대해 상기 마이크로캅셀안료는 외력을 완화하는 형상으로 미묘하게 탄성변형하고, 마이크로캅셀 벽막의 파괴가 억제되며, 열변색성 기능을 손상하는 일 없이 유효하게 발현시키는 것이 가능하다.

여기서 상기 비원형 단면형상의 마이크로캅셀 안료는 최대외경의 평균치가 0.5~5.0㎛의 범위에 있으며, 또한 가역열변색성 조성물/벽막=7/1~1/1(중량비)의 범위를 만족하고 있는 것이 바람직하다.

상기 마이크로캅셀안료(원형단면형상인 것을 포함한다)는 최대 외경의 평균치가 5.0㎛를 넘는 계(系)에서는 모세간극으로부터의 유출성의 저하를 가져오고, 한편, 최대외경의 평균치가 0.5㎛이하의 계에서는 발색성을 나타내기 어려우며, 바람직하게는 최대외경의 평균치가 1~4㎛의 범위, 이 마이크로캅셀의 평균입자직경[(최대외경 + 중앙부의 최소외경)/2]이 1~3㎛의 범위가 적당하다.

가역열변색성 조성물의 벽막에 대한 비율이 상기 범위보다 커지면, 벽막의 두께가 너무 얇아지고, 압력이나 열에 대한 내성의 저하를 일으키며, 역으로 벽막의 가역열변색성 조성물에 대한 비율이 상기 범위보다 커지면 발색시의 색농도 및 선명성의 저하를 벗어나지 못하고, 적당하게는 가역열변색성 조성물/벽막=6/1~1/1(중량비)이다.

상기 가역열변색성 조성물의 마이크로캅셀화는 계면중합법, 계면중축합법, in Situ중합법, 액중경화피복법, 수용액으로부터의 상(相)분리법, 유기용매로부터의 상분리법, 융해분산냉각법, 기중현탁피복법, 스프레이 드라잉법 등이 있으며, 용도에 따라서 적절히 선택된다. 또한, 마이크로캅셀의 표면에는 목적에 따라서 다시 2차적인 수지피막을 설치하여 내구성을 부여시키거나, 표면특성을 개질시켜서 실용에 제공할 수 있다.

상기 마이크로캅셀안료는 잉크 전량에 대해 2~50중량%(바람직하게는 3~40중량%, 더 바람직하게는 4~30중량%) 배합할 수 있다. 2중량% 미만에서는 발색농도가 불충분하고, 50중량%를 넘으면 잉크유출성이 저하되며 필기성이 저해된다.

상기 잉크는 마이크로캅셀안료를 비히클(vehicle)속에 분산시킨 잉크가 유효하고, 상기 비히클로서는 수성비히클이 바람직하지만 유성비히클이어도 된다.

구체적으로는 전단감점성부여제(剪斷減粘性付附與劑)를 포함하는 전단감점성 잉크나, 수용성 고분자응집제에 의해 마이크로캅셀안료를 부드러운 응집상태로 현탁시킨 응집성 잉크를 예로 들 수 있다. 또한, 마이크로캅셀안료와 비히클과의 비중차를 0.05이하가 되도록 조절한 잉크를 예로 들 수 있다.

상기 전단감정성부여제를 첨가함으로써 마이크로캅셀 안료의 응집·침강을 억제하는 것이 가능한 동시에, 필적의 번짐을 억제하는 것이 가능하므로, 양호한 필적을 형성할 수 있다.

또한, 상기 잉크를 충전하는 필기구가 볼펜 형태인 경우, 비사용시의 볼과 칩의 간극으로부터의 잉크누출을 방지하거나, 필기구선단부를 상향(정립상태)으로 방치한 경우 잉크의 역류를 방지할 수 있다.

상기 전단감점성부여제로서는 크산탄검(Xanthan gum), 웰란검, 구성단당이 글루코오스와 갈락토오스의 유기산수식 헤테로 다당체인 삭시노글리칸(평균분자량 약 10 내지 800만), 구아검(Gua gum), 로커스트 빈 검(Locust bean gum) 및 그 유도체, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 알길산 알킬에스테르류, 메타크릴산의 알킬에스테르를 주성분으로 하는 분자량 10만~15만의 중합체, 글루코만난(glucomannan), 한천이나 카라게닌(Carrageenan) 등의 해조에서 추출되는 겔화능을 갖는 증점다당류, 벤질리덴 솔비톨 및 벤질리덴 크실리톨 또는 이들의 유도체, 가교성 아크릴산 중합체, 무기질 미립자, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄지방산 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜지방산 에스테르, 폴리옥시 에틸렌 알킬에텔·폴리옥시 프로필렌 알킬에텔, 폴리옥실 에틸렌 알킬페닐에텔, 지방산 아미드 등의 HLB치가 8~12의 논이온 계면활성제, 디알킬 또는 디알케닐 술포호박산의 염류. N-알킬-2-필로리돈과 안이온 계면활성제의 혼합물, 폴리비닐알콜과 아크릴계 수지의 혼합물을 예시할 수 있다.

상기 수용성 고분자응집제로서는, 비이온성 수용성 고분자화합물이 적절히 사용된다.

구체적으로는 폴리비닐 필로리돈, 폴리에틸렌 옥사이드, 수용성 다당류, 비이온성 수용성 셀룰로오스 유도체 등을 예로 들 수 있다. 이중 수용성 다당류의 구체예로서는 트라간트 검, 구아 검, 풀루란(Pullulan), 사이클로 텍스트린을 예를 들며, 또 비이온성 수용성 셀룰로오스 유도체의 구체예로서는 메틸셀룰로오스, 히 드록시 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 가역열변색성 잉크중에서 안료입자간의 느슨한 가교작용을 나타내는 수용성 고분자라면 모두 적용할 수 있으나, 그중에서도 상기 비이온성 수용성 셀룰로오스 유도체가 가장 유효하게 작용한다.

상기 고분자응집제는 잉크조성물 전량에 대하여 0.05~20중량% 배합할 수 있다.

잉크중에는 물과, 필요에 따라서 수용성 유기용제를 첨가할 수도 있다.

상기 수용성 유기용제로서는, 에탄올, 프로파놀, 부타놀, 글리세린, 솔비톨, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 티오디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 술포란, 2-필로리돈, N-필로리돈 등을 예로 들 수 있다.

또 본 발명의 잉크를 볼펜에 충전하여 사용하는 경우는, 윤활제를 첨가하여 볼수용부의 마모를 방지하는 것이 바람직하다.

기타, 필요에 따라서 아크릴수지, 스틸렌 말레인산 공중합물, 셀룰로오스 유도체, 폴리비닐 필로리돈, 폴리비닐 알콜, 덱스트린 등의 수지를 첨가해서 지면에서의 고착성이나 점성을 부여할 수도 있다.

또 pH조정제, 방청제, 방미제(防黴劑), 요소, 습윤제, 소포제, 분산제, 잉크의 침투성을 향상시키는 불소계 계면활성제나 논이온계의 계면활성제를 첨가해도 된다.

상기 잉크는 마킹펜칩이나 볼펜칩을 필기선단부에 장착한 마킹펜이나 볼펜 등의 필기구에 충전하여 실용에 제공된다.

볼펜에 충전하는 경우, 볼펜 자체의 구조, 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 축통 내에 수용한 섬유다발로 이루어진 잉크흡장체에 잉크를 함침시키고 볼펜칩을 장착한 필기선단부에 잉크를 공급하는 볼펜, 축통 내에 직접 잉크를 수용하고, 빗살홈 형상의 잉크유량조절부재나 섬유다발로 이루어지는 잉크 유량조절부재를 개재시켜서 볼펜칩을 장착한 필기선단부에 소정량의 잉크를 공급하는 볼펜, 축통 내에 전단감점성 잉크를 충전한 잉크수용관을 가지며, 이 잉크수용관은 볼을 선단부에 장착한 칩에 연통하고 있으며, 또 잉크의 단면에는 역류방지용의 액마개가 밀접하고 있는 볼펜칩을 예시할 수 있다.

상기 볼펜칩에 대해서 더 상세하게 설명하면, 금속제의 파이프 선단 근방을 외면으로부터 내측으로 압압변형시킨 볼 포지부(抱持部)에 볼을 포지시켜서 이루어지는 칩, 또는 금속재료를 드릴 등에 의한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부에 볼을 포지시켜서 이루어지는 칩, 금속 또는 플라스틱제 칩 내부에 수지제의 볼수용부를 설치한 칩, 또는 상기 칩에 포지하는 볼을 스프링체로 전방으로 부세시킨 것 등을 적용할 수 있다.

또 상기 볼은 초경합금, 스테인레스강, 루비, 세라믹, 수지, 고무 등의 0.3~3.0㎜, 바람직하게는 0.4~1.5㎜, 더 바람직하게는 0.5~1.0㎜ 직경 정도의 것을 적용할 수 있다.

상기 잉크를 수용하는 잉크수용관은, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트, 나일론 등의 열가소성 수지로 이루어지는 성형체가 사용된다.

또한, 상기 잉크수용관으로서 투명, 착색투명, 또는 반투명의 성형체를 사용함으로써 잉크색이나 잉크잔량 등을 확인할 수 있다.

상기 잉크수용관에는 칩을 직접 연결하는 것 외에, 접속부재를 통해서 상기 잉크수용관과 칩을 연결해도 된다.

또한, 상기 잉크수용관은 리필의 형태로서, 상기 리필을 축통 내에 수용하는 것이어도 되며, 선단부에 칩을 장착한 축통 자체를 잉크수용체로서 상기 축통 내에 직접 잉크를 충전해도 된다.

상기 잉크수용관에 수용한 잉크의 후단에는 액상의 잉크역류방지체가 충전된다.

또한, 상기 액상 잉크역류방지체 조성물과, 고체의 잉크 역류방지체를 병용할 수도 있다.

또 마킹펜에 충전하는 경우, 마킹펜 자체의 구조, 형상은 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 축통 내에 섬유집속체로 이루어지는 잉크흡장체를 내장하고, 모세간극이 형성된 섬유가공체로 이루어지는 칩을 직접 또는 중계부재를 통하여 축통에 장착해서 이루어지고, 상기 잉크흡장체와 칩이 연결되어 이루어지는 마 킹펜, 축통 내에 직접 잉크를 수용하며, 빗살홈 형상의 잉크유량조절부재로 이루어지는 잉크유량조절부재를 개재시켜서 칩에 소정량의 잉크를 공급하는 마킹펜, 펜촉의 압압에 의해 개방하는 밸브체를 통하여 칩과 잉크수용관을 배치하고, 이 잉크수용관 내에 잉크를 직접 수용시킨 마킹펜 등을 예시할 수 있다.

상기 펜 촉은, 섬유의 수지가공체, 열용융섬유의 융착가공체, 펠트체 등의 종래부터 범용의 기공률이 대략 30~70%의 범위에서 선택되는 연통 기공의 다공질부재이고, 일단을 포탄형상, 직사각형상, 티젤형상 등의 목적에 따른 형상으로 가공해서 실용에 제공된다.

상기 잉크흡장체는 크림핑(Crimping; 捲縮)형상 섬유를 긴쪽 방향으로 집속시킨 것이고, 플라스틱통체나 필름 등의 피복체에 내재시켜서 기공률이 대략 40~90%의 범위로 조정해서 구성된다.

또 상기 밸브체는 종래부터 범용의 펌핑식 형태를 사용할 수 있으나, 필압에 의해 압압개방 가능한 스프링압으로 설정한 것이 적당하다.

이하에서 실시예를 도시한다. 또한, 실시예 중의 부(部)는 중량부이다.

이하의 표에 마찰체의 재질과 제조원·품번, 마찰계수, 마찰체를 이용해서 필기용지A(구, JIS P3201; 화학펄프 100%를 원료로 초조(抄造)된 상질지(上質紙), 평량범위(坪量範圍) 40~157g/㎡, 백색도 75.0% 이상)위에 형성된 열변색성 필적을 마찰한 때의 종이상태(마찰시험), 마찰한 개소에 재필기해서 얻어진 필적상태(재필기시험)를 나타낸다.

또한, 표중의 마찰계수는 신토카가쿠(주) 제, 표면성 측정기: HEIDON-14D를 사용해서 100㎜/분, 하중 500g의 조건하에서 지면 위를 마찰한 때의 값이다.

또한, 표중의 마찰시험과 재필기시험의 평가기호에 관한 설명은 하기와 같다.

마찰시험

◎ : 종이에 주름, 찢어짐, 요철은 전혀 발생하지 않는다.

○ : 종이에 미세한 주름이나 요철이 발생한다.

△ : 종이에 주름이 발생한다.

▲ : 필적에 변색의 노력을 필요로 하며, 게다가 종이에 요철이 발생한다.

× : 종이가 찢어진다.

재필기시험

○ : 양호한 필적을 형성할 수 있다.

△ : 종이의 주름이나 요철에 의해 필적의 흐트러짐이 보인다.

× : 종이가 찢어져 있으므로 필적불능.

[ 실시예 1]

가역열변색성 잉크의 조제

⑴ 성분으로서 2-(부틸아미노)-8-(디페닐아미노)-4-메틸스피로[5H-[1] 벤조피라노[2-3-g] 피리미딘(pyrimidine)-5, 1(3′H)-이소벤조프란(Isobenzofuran)-3-온 2.0부, ⑵ 성분으로서 2, 2-비스(4′-히드록시페닐) 헥사풀루오로프로판 (Hexafluoropropane) 5.0부, 4, 4′-(2-메틸프로필리덴) 비스페닐 3.0부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -16℃, T₂: -8℃, T₃: 48℃, T₄: 58℃, △H: 65℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 핑크색에서 무색으로 변색화한다) 12.5부, 삭시노글리칸(전단감점성 부여제) 0.33부, 요소 10부, 글리세린 10부, 논이온계 침투성부여제 0.6부, 변성실리콘계 소포제 0.1부, 방미제 0.1부, 물 66.37부로 이루어지는 가역열변색성 잉크를 조제하였다.

필기구의 제작(도 1 참조)

상기 잉크(4)(미리 -16℃이하로 냉각하여 마이크로캅셀안료를 핑크색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 내경 4.4㎜의 폴리프로필렌제 파이프(잉크수용관(21))에 흡인충전하고, 수지제홀더(22)를 통하여 볼펜칩(3)과 연결시킨다.

그 다음, 상기 폴리프로필렌제 파이프의 후부로부터 폴리브덴을 주성분으로 하는 점탄성을 갖는 잉크역류방지체(5)(액마개)를 충전하고, 뒷마개(23)를 파이프의 후부에 감합시켜서 리필(2)로 하였다. 또한, 상기 리필(2)을 축통(6)(선축통(先軸筒)과 후축통(後軸筒)으로 이루어진다) 내에 내장하고, 캡(7)을 끼운 후, 원심처리로 탈기처리를 행하여 필기구(1)(볼펜)를 얻었다.

또 상기 볼펜칩은 금속재료를 드릴에 의한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부(抱持部)에 직경 0.7㎜의 초경합금제 볼을 포지시켜서 이루어지고, 또한, 상기 볼은 스프링체에 의해 전방으로 부세시킨 것이다.

또 후축통 단부에는 표중의 마찰체(14)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)가 장착되어 있다.

상기 필기구를 사용하여 지면에 필기해서 핑크색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은, 실온(25℃)에서 핑크색을 나타내고 있으며, 마찰체를 사용하여 문자를 찰과하면 이 문자는 소색해서 무색이 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -16℃이하에서 냉각함으로써 원래의 핑크색으로 복색(復色)하며, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

또 필적을 형성, 소거한 지면에 큰 주름이나 찢어짐은 보이지 않고, 마찰체는 반복의 실용성을 만족시킬 수 있었다.

[ 실시예 2]

가역열변색성잉크의 조제

⑴ 성분으로서 2-2(2-클로로아닐리노)-6-디-n-부틸아미노 플루오란 4.5부, ⑵ 성분으로서 4, 4′-2(2-메틸프로필리덴) 비스페놀 4.5부, 2, 2-비스(4′-히드록시페닐) 헥사풀루오로프로판 7.5부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -20℃, T₂: -9℃, T₃: 40℃, T₄: 57℃, △H: 63℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 흑색에서 무색으로 변색화한다) 25.7부, 삭시노글리칸(전단감점성부여제) 0.2부, 요소 5.5부, 글리세린 7.5부, 논이온계 침투성부여제 0.03부, 변성실리콘계 소포제 0.15부, 방미제 0.1부, 윤활제 0.5부, 트리에탄올아민 0.5부, 물 59.82부로 이루어지는 가역열변색성잉크를 조제하였다.

필기구의 제작( 도2 참조)

상기 잉크(4)(미리 -20℃ 이하로 냉각하여 마이크로캅셀안료를 흑색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 선단에 볼펜칩(3)을 고착한 내경 7.0㎜, 외형 10㎜의 폴리프로필렌제 축통(6)에 충전하고, 그 다음 폴리브덴을 주성분으로 하는 점탄성을 갖는 잉크역류방지체(5)를 충전하며, 표중의 마찰체(17)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)를 축통후부에 감합시켰다.

또한, 캡(7)을 끼운 후, 원심처리로 탈기처리를 행하여 필기구(1)(볼펜)를 얻었다.

또 상기 볼펜칩은 금속재료를 드릴에 의한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부에 직경 0.7㎜의 초경합금제 볼을 포지시켜서 이루어지고, 또한 상기 볼은 스프링체에 의해 전방으로 부세시킨 것이다.

상기 필기구를 사용해서 지면에 필기하여 흑색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은 실온(25℃)에서 흑색을 나타내고 있고 마찰체를 사용해서 문자를 찰과하면, 이 문자는 소색해서 무색이 되며, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있고, -20℃ 이하로 냉각함으로써 원래의 흑색으로 복색하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

[ 실시예 3]

가역열변색성 잉크의 조제

⑴ 성분으로서 3-(4-디에틸아미노-2-헥실옥시페닐)-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-4-아자프탈리드 2.0부, ⑵ 성분으로서 4, 4′-(2-메틸프로필리덴) 비스페놀 3.0부, 2, 2-비스(4′-히드록시페닐) 헥사풀루오로프로판 5.0부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -14℃, T₂: -6℃, T₃: 48℃, T₄: 60℃, △H: 64℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 청색에서 무색으로 변색화한다) 25.7부, 삭시노글리칸(전단감점성부여제) 0.2부, 요소 5.5부, 글리세린 7.5부, 논이온계 침투성부여제 0.03부, 변성실리콘계 소포제 0.15부, 방미제 0.1부, 윤활제 0.5부, 트리에탄올아민 0.5부, 물 59.82부로 이루어지는 가역열변색성 잉크를 조제하였다.

필기구의 제작(도 3 참조)

상기 잉크(4)(미리 -14℃ 이하에서 냉각하여 마이크로캅셀안료를 청색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 내경 4.4㎜의 폴리프로필렌제 파이프(잉크수용관(21))에 흡인충전하고, 수지제홀더(22)를 통하여 볼펜칩(3)과 연결시켰다.

그 다음, 상기 폴리프로필렌제 파이프의 후부으로부터 폴리브덴을 주성분으로 하는 점탄성을 갖는 잉크역류방지체(5)(액마개)를 충전하고, 뒷마개(23)를 파이프의 후부에 감합시켜서 리필(2)로 하였다. 또한, 상기 리필(2)을 축통(6)(선축통과 후축통으로 이루어진다) 내에 내장하여 캡(7)을 끼운 후, 원심처리에 의해 탈기처리를 행하여 필기구(1)(볼펜)를 얻었다.

또한, 상기 볼펜칩은 금속재료를 드릴에 의한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부에 직경 0.7㎜의 초경합금제 볼을 포지시켜서 이루어지고, 또한 상기 볼은 스프링체에 의해 전방으로 부세시킨 것이다.

또 캡은 선단부에 표중의 마찰체(7)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)가 장착되어 있다.

상기 필기구를 사용하여 지면에 필기해서 청색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은 실온(25℃)에서 청색을 나타내고 있으며, 마찰체를 사용해서 문자를 찰과하면, 이 문자는 소색해서 무색으로 되고, 이 상태는, 실온하에서는 유지되고 있으며, -14℃이하로 냉각함으로써 원래의 청색으로 복색하고 상기 변색거동은 반복재현되었다.

또 필적을 형성, 소거한 지면에 큰 주름이나 찢어짐은 보이지 않으며, 마찰체는 반복의 실용성을 만족시킬 수 있었다.

[ 실시예 4]

마이크로캅셀입자의 조제

2, 2-비스(4′-히드록시페닐) 헥사풀루오로프로판 3.0부, 1, 1- 비스(4-히드록시페닐) 데칸 3.0부, 카프린산 스테아릴 50.0부로 이루어지는 조성물을 균일하게 가온용해하고, 벽막재료로서 방향족 다가 이소시아네이트 프레폴리머 25.0부, 조용제 50.0부를 혼합한 용액을 8% 폴리비닐알콜 수용액중에서 미소방울이 되도록 유화분산하며, 70℃에서 약 1시간 교반을 계속 한 후, 수용성 지방족 변성아민 2.5부를 가하고, 또 6시간 교반을 계속해서 마이크로캅셀입자 현탁액을 얻었다.

상기 현탁액을 원심분리해서 마이크로캅셀입자를 단리(單離)하였다.

또한, 상기 마이크로캅셀입자의 비중은 0.97, 평균입자직경 2.5㎛이었다.

가역열변색성 마이크로캅셀안료의 조제

⑴ 성분으로서 1, 3-디메틸-6-디에틸아미노플루오란 2.5부, ⑵ 성분으로서 4, 4′-(2-메틸프로필리덴) 비스페놀 3.0부, 2, 2-비스(4′-히드록시페닐)-헥사플루오로프로판 5.0부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -20℃, T₂: -10℃, T₃: 46℃, T₄: 60℃, △H: 68℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 오렌지색에서 무색으로 변색화한다) 13.0부, 마이크로캅셀입자 7.0부, 히드록시에틸셀룰로오스[유니온 카바이드 니혼(주) 제, 상품명: 셀로사이즈 WP-09B] 0.5부, 글리세린 15.0부, 소포제 0.02부, 방부제 1.5부, 표면장력조정제 0.2부, 물 62.78부, 10%희석 인산용액 0.1부를 첨가하여 균일하게 교반을 행하고, 잉크의 pH를 약 5.5로 조정하여 가역열변색성 수성잉크조성물을 얻었다.

또한, 상기 잉크중의 비히클(가역열변색성 마이크로캅셀안료와 마이크로캅셀입자를 제거한 잉크성분)의 비중은 1.03이었다.

필기구의 제작(도 4 참조)

상기 잉크(4)(미리 -20℃이하로 냉각하여 마이크로캅셀안료를 오렌지색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)와, 교반체(9)(직경 3㎜의 금속구)를 축통(6)(선축통과 후축통으로 이루어지는) 내에 내장하고, 밸브기구(10)를 개재시켜서 선단부에 마킹펜칩(3)[티젤형 섬유펜체(기공률 약 53%)]을 부착해서 필기구(1)(마킹펜)를 얻었다.

또한, 상기 밸브기구(10)는 필기시의 펜체에서의 필압으로 밸브가 열리는 구조이다.

상기 직액식 필기구에는 착탈이 자유로운 캡(7)을 구비해서 이루어지고, 또한 축통 후단부에는 표중의 마찰체(16)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)를 장착해서 이루어진다.

상기 필기구를 사용해서 지면에 형성된 인쇄형상(문자) 위에 필기해서 오렌지색의 라인(필적)을 형성하였다.

상기 라인은, 실온(25℃)에서 오렌지색을 나타내고 있으며, 마찰체를 사용하여 라인을 찰과하면, 이 라인은 소색해서 무색으로 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -20℃이하로 냉각함으로써 원래의 오렌지색으로 복색하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

[ 실시예 5]

가역열변색성 잉크의 조제

⑴ 성분으로서 2-(부틸아미노)-8-(디페닐아미노)-4-메틸스피로[5H-[1] 벤조필라노[2-3-g] 필리미딘-5, 1(3′H)-이소벤조프란]-3-온 2.0부, ⑵ 성분으로서 2, 2-비스(4´-히드록시페닐) 헥사풀루오로프로판 5.0부, 4, 4′-(2-메틸프로필리덴) 비스페놀 3.0부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -16℃, T₂: -8℃, T₃: 48℃, T₄: 58℃, △H: 65℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 핑크색에서 무색으로 변색화한다) 20부, 글리세린 5부, 방미제 0.7부, 실리콘계 소포제 0.1부, 물 73.7부로 이루어지는 수성매체 중에서 균일하게 분산상태를 이룬 후, 히드록시에틸셀룰로오스[유니온 카바이드 니혼(주) 제, 상품명: 셀로사이즈WP-09L] 0.5부를 혼합해서 상기 가역열변색성안료를 완만한 응집상태로 현탁시킨 가역열변색성 잉크를 조제하였다.

필기구의 제작(도 5 참조)

폴리에스테르슬라이버를 합성수지필름으로 피복한 섬유집속 잉크흡장체(11)(기공률 약 80%) 중에, 상기 가역열변색성잉크(미리 -16℃이하로 냉각해서 마이크로캅셀안료를 핑크색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)을 균일상태로 교반한 직후에 함침시켜서 축통(6)내에 수용하고, 축통 선단부에 장착시킨 폴리에스테르섬유의 포탄형 수지가공펜체(3)(기공률 약 50%)와 접촉상태로 조합하며, 캡(7)을 끼워서 필기구(1)(마킹펜)를 얻었다.

또한, 상기 축통 후단부에는 표중의 마찰체(19)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)를 2색 성형에 의해 배치해서 이루어진다.

상기 필기구를 사용해서 지면에 필기하여 핑크색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은 실온(25℃)에서 핑크색을 나타내고 있으며, 마찰체를 사용해서 문자를 찰과하면, 이 문자는 소색해서 무색으로 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -16℃이하로 냉각함으로써 원래의 핑크색으로 복색(復色)하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

또 필적을 형성, 소거한 지면에 큰 주름이나 찢어짐은 보이지않고, 마찰체는 반복의 실용성을 만족시킬 수 있었다.

[ 실시예 6]

가역열변색성잉크의 조제

⑴ 성분으로서 2-(2-클로로아닐리노)-6-디-n-부틸아미노플루오란 4.5부, ⑵ 성분으로서 4, 4′-(2-메틸프로필리덴) 비스페놀 4.5부, 2,2-비스(4′-히드록시페닐) 헥사플루오로프로판 7.5부, ⑶ 성분으로서 카프린산 4-벤질옥시페닐에틸 50.0부로 이루어지는 색채기억성을 갖는 가역열변색성 조성물을 내포한 마이크로캅셀안료(T₁: -20℃, T₂: -9℃, T₃: 40℃, T₄: 57℃, △H: 63℃, 평균입자직경: 2.5㎛, 가역열변색성 조성물/벽막=2.6/1.0, 흑색에서 무색으로 변색화한다) 20.0부, 요소 5.0부, 글리세린 15.0부, 석탄산 5.0부, 윤활제[다이이치고교세이야쿠(주) 제 플라이서브 AL] 0.5부, 트리에탄올아민 0.5부, 물 54.0부로 이루어지는 가역열변색성 잉크를 조제하였다.

필기구의 제작(도 6 참조)

상기 잉크(4)(미리 -20℃이하로 냉각해서 마이크로캅셀안료를 흑색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 축통(6) 내에 직접 수용하고, 축통 내의 전방으로 빗살홈 형상의 잉크조절부재(12)를 가지며, 또한 금속제의 파이프의 선단근방을 외면으로부터 내측으로 압압변형시킨 칩의 선단부에 직경 0.5㎜의 초경합금제 볼을 포지시킨 볼펜칩(3)을 구비한 볼펜(1)을 얻었다.

또한, 상기 필기구에는 착탈이 자유로운 캡(도시하지 않음)을 구비하여 이루어지고, 또한 축통 후단부에는 표중의 마찰체(16)와 동재질의 수지로 이루어지는 마찰체(8)를 장착해서 이루어진다.

상기 필기구를 사용하여 지면에 필기해서 흑색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은, 실온(25℃)에서 흑색을 나타내고 있으며 마찰체를 사용하여 문자를 찰과하면, 이 문자는 소색하여 무색으로 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -20℃이하로 냉각함으로써, 원래의 흑색으로 복색하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

[ 실시예 7]

마찰체의 제작(도 7 참조)

표중의 마찰체(20)와 동재질의 수질로 성형한 성형체를 플라스틱제 통형상체에 끼워넣고, 마찰체(8)를 얻었다.

필기구의 제작(도 8 참조)

실시예 1과 같은 잉크(4)(미리 -16℃이하로 냉각하여 마이크로캅셀안료를 핑크색으로 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 내경 4.4㎜의 폴리프로필렌제 파이프(잉크수용관(21))에 흡인충전하고, 수지제홀더(22)를 통하여 볼펜칩(3)과 연결시켰다.

그 다음 상기 폴리프로필렌제 파이프의 후부로부터 폴리브덴을 주성분으로 하는 점탄성을 갖는 잉크역류방지체(5)(액마개)를 충전하고, 뒷마개(23)를 파이프의 후부에 감합시켜서 리필(2)로 하였다. 또한, 상기 리필(2)을 축통(6)(선축통과 후축통으로 이루어진다) 내에 내장하고, 캡(7)을 끼운 후, 원심처리로 탈기처리를 행하여 필기구(1)(볼펜)를 얻었다.

또한, 상기 볼펜칩은, 금속재료를 드릴에 의한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부에 직경 0.7㎜의 초경합금제 볼을 포지(抱持)시켜서 이루어지고, 또한 상기 볼은 스프링체에 의해 전방으로 부세시킨 것이다.

필기구세트의 제작

상기 마찰체와 필기구를 조합시켜서 필기구세트를 얻었다.

상기 필적은, 실온(25℃)에서 핑크색을 나타내고 있으며 마찰체를 사용하여 문자를 찰과하면 이 문자는 소색해서 무색으로 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -16℃이하로 냉각함으로써 원래의 핑크색으로 복색하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

[ 실시예 8]

마찰체의 제작

표중의 마찰체(11)와 동재질의 수지를 직사각형으로 성형하여 마찰체를 얻었다.

필기구의 제작

실시예 1 내지 3에서 얻은 잉크(미리 냉각해서 마이크로캅셀안료를 발색시킨 후, 실온하에서 방치한 것)를 각각 내경 4.4㎜의 폴리프로필렌제 파이프(잉크수용관)에 흡인충전하고, 수지제홀더를 통하여 볼펜칩과 연결시켰다.

그 다음, 상기 폴리프로필렌제 파이프의 후부로부터 폴리브덴을 주성분으로 하는 점탄성을 갖는 잉크역류방지체(액마개)를 충전하고, 뒷마개를 파이프의 후부에 감합시켜서 리필로 하였다. 또한, 상기 리필을 축통(선축통과 후축통으로 이루어지는) 내에 내장하고, 캡을 끼운 후, 원심처리로 탈기처리를 행하여 복수의 필기구(볼펜)를 얻었다.

또한, 상기 볼펜칩은 금속재료를 드릴로 인한 절삭가공으로 형성한 볼 포지부에 직경 0.5㎜의 초경합금제 볼을 포지시켜서 이루어지고, 또한 상기 볼은 스프링체에 의해 전방으로 부세시킨 것이다.

필기구세트의 제작

상기 마찰체와 필기구를 조합해서 필기구세트를 얻었다.

상기 필기구를 사용하여 지면에 필기해서 핑크색, 흑색, 청색의 문자(필적)를 형성하였다.

상기 필적은 실온(25℃)에서 발색하고 있으며 마찰체를 사용하여 문자를 찰과하면 이 문자는 소색해서 무색으로 되고, 이 상태는 실온하에서는 유지되고 있으며, -20℃ 이하로 냉각함으로써 원래의 색으로 복색하고, 상기 변색거동은 반복재현되었다.

또 필적은 형성, 소거한 지면에 큰 주름이나 찢어짐은 보이지않고, 마찰체는 반복의 실용성을 만족시킬 수 있었다.

도 1은, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 일실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 2는, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 3은, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 4는, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 5는, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 6은, 본 발명의 마찰체를 구비한 필기구의 다른 실시예를 도시하는 종단면도이다.

도 7은, 본 발명의 마찰체를 도시하는 종단면도이다.

도 8은, 도 6의 마찰체와 조합하는 필기구의 종단면도이다.

도 9는, 가역열변색성 조성물의 변색거동을 도시하는 설명도이다.

※부호의 설명※

1…필기구 2…리필

21…잉크수용관 22…홀더

23…뒷마개 3…칩

4…가역열변색성 잉크 5…역류방지체

6…축통 7. 캡

8…마찰체 9…교반체

10…밸브기구 11…잉크흡장체

12…잉크조절부재

T₁…완전발색온도 T₂…발색개시온도

T₃…소색개시온도 T₄…완전소색온도

Claims

직경 0.3~0.5 mm의 볼을 선단부에 장착한 볼펜 팁을 구비한 볼펜 내에 착색제로서, (1) 전자 공여성 정색성 유기화합물, (2) 전자수용성 화합물, 및 (3) 상기 (1), (2) 양자 화합물의 정색 반응의 생기온도를 결정하는 반응매체의 필수 3성분을 최소한 포함하는 가열에 의해 소색하는 가역 열변색성 조성물을 마이크로 캅셀에 내포시킨 완전 소색온도 T₄가 50~80 ℃인 마이크로 캅셀안료를 포함하는 열 변색성 잉크를 내장하여 이루어지고, 형성된 열 변색성 필적을, 마찰에 의해 발생한 열로 소색시키는 마찰체를 볼펜의 일부에 구비하여 이루어지며, 이 마찰체는 지면상을 마찰할 때의 마찰계수가 0.4~0.8의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 볼펜.
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제 1항에 있어서,

축통의 후단부에 마찰체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼펜.
제 1항에 있어서,

캡을 가지고 이루어지며, 상기 캡의 선단부에 마찰체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼펜.
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