JP7300466B2 - 中継芯、筆先ユニット及び液体塗布具 - Google Patents

Description

本発明は、筆記具や化粧用具等の液体塗布具に用いられる中継芯、筆先ユニット、及び、該筆先ユニットを用いた液体塗布具に関する。特に、粒子が含まれる液体を塗布するための中継芯、筆先ユニット、及び、液体塗布具に関する。

筆先を液体に浸漬することなく、筆先に液体を供給できるタイプの液体塗布具は、現在に至るまで筆記具や化粧用具等に欠かせないものとして広く普及している。また、多様化する塗布具の用途や市場のニーズに合わせて、さまざまな筆先の構造や素材、液体供給方法や供給部分の構造、供給される液体の種類等の開発がなされている。

液体塗布具は、収容された液体を中継芯の毛細管力により塗布用の筆先に一定量供給するものである。従来の液体塗布具に用いられる該中継芯は、一般的にアクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維束をウレタン樹脂等で固めて形成したものである（特許文献１等参照）。

実開昭５９－１２５３１４号

しかしながら、塗布する液体にラメやパールの顔料等の粒子が含まれる場合、従来の中継芯は繊維同士が複雑に絡み合った状態で入り組んだ液体の流路を形成しているため、液体中の粒子は濾過効果により中継芯内において目詰まりを生じやすいという課題があった。また、かかる目詰まりにより、液体自体も筆先に供給できなくなるという問題も生じた。

さらには、ラメやパールの顔料等の粒子を含有する液体の、中継芯に対する通過しやすさである通過性を向上させるために、中継芯の流路幅や流路断面積を広くすると、中継芯の毛細管力や液体保持力が弱められ、液体塗布具から液漏れが発生してしまう、という問題も生じた。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、液体塗布具において、粒子を含有する液体を、中継芯が毛細管力や液体保持力を有した上で、中継芯で目詰まりすることなく、塗布用の筆先に一定量供給することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の中継芯は、粒子を含有する液体を、筆先に供給する中継芯であって、該中継芯は軸線方向に沿って延在する流路を有し、前記流路の縦断面は、前記中継芯の後端部分から先端部分まで略直線状であり、前記流路の横断面は、毛細管力で前記液体を保持可能な形状を有する部分と、前記粒子が通過可能な形状を有する部分とを備えた形状であることを特徴とする。

また、本発明の筆先ユニット及び液体塗布具は、上記中継芯を用いることを特徴とする。

本発明の中継芯によれば、粒子を含有する液体を、中継芯が毛細管力や液体保持力を有した上で、中継芯内で目詰まりすることなく、塗布用の筆先に一定量供給することができる。
つまり、液体の流路が、中継芯の軸線方向に沿ってほぼまっすぐに延在し、かつ、粒子が通過可能な幅と面積を備えた横断面形状を有するため、使用を継続しても液体中の粒子が詰まりにくい。その上、横断面は毛細管力で液体を保持可能な形状の部分も有するため、液体収容部から筆先への液体供給もスムーズとなり、かつ、液体が保持されないことによる液体塗布具からの液漏れを防ぐことができる。

（ａ）、（ｂ）に中継芯の外観の一例を示す。 （１）～（２４）に中継芯の横断面図の例を示す。 （ａ）～（ｃ）に従来の中継芯の横断面図の例を示す。 （ａ）、（ｂ）に筆先ユニットの例の縦断面図を示す。 （ａ）、（ｂ）に液体塗布具の例の縦断面図を示す。 （ａ）に粒子の外接直方体、（ｂ）に粒子投影断面を示す。 （ａ）に中心核の中心核径が小さい形状の中継芯（試料（１））の横断面、（ｂ）に該中継芯の横断面と筆先の関係を示す。 （ａ）に中心核の中心核径が大きい形状の中継芯（試料（２１））の横断面、（ｂ）に該中継芯の横断面と筆先の関係を示す。

本発明の液体塗布具１は、中継芯２と、筆先３と、中継空間形成部材７と、軸筒８を備える筆先ユニット２０を用いたものであり、図４（ａ）、図４（ｂ）に例を示す。以下に、本発明の中継芯２、筆先ユニット２０、及び、液体塗布具１について詳細に説明する。以降、符号を付して説明するが、発明内容を限定するものではない。
なお、本願明細書において、「先端部」は各部品における液体塗布具の筆先側の最先端部（位置）を指し、「後端部」は各部品における液体塗布具の筆先と反対側の最後端部（位置）を指し、「先端部分」は各部品における先端部の近辺部分を指し、「後端部分」は各部品における後端部の近辺部分を指し、「中央部分」は各部品における先端部分及び後端部分以外の概ね中央部近辺を指す。また、「先端側」は筆先側を指し、「後端側」は筆先と反対側を指す。

（中継芯の構成）
中継芯２は、筆先３に液体５を供給する、すなわち液体５を筆先３に「中継」するために設けられる芯である。中継芯２の後端部分は液体５に浸漬され、中継芯２の有する毛細管力によって液体５を先端側に吸い上げる。中継芯２の先端部分は先端部を含めて筆先３に覆われ、毛細管力によって吸い上げられた液体５を、筆先３の後端部分の内側から筆先３に供給することができるように構成される。

中継芯２を用いて筆先３に供給する液体５には、各種インキ、液状化粧料、薬液、修正液等が例示される。液体５にラメやパール等の顔料をはじめとする粒子を含有してもよい。
該粒子の形状は、薄片状、球状、板状、糸状、顆粒状等が挙げられるが、それらに限定されない。粒子のサイズは、中継芯の流路２ｂを通過できれば特に制限はないが、粒子がラメの場合、後述する「粒子投影断面」の算出における外接直方体の幅ｂが概ね２６０μｍ以下、厚さｔが概ね５μｍ以下、長さｌが概ね５９０μｍ以下であることが望ましく、幅ｂが６２μｍ以下、厚さｔが３．７μｍ以下、長さ（粒度）ｌが８０μｍ以下であることがより望ましい。
また、液体５には、液体塗布具１の目的に合わせた形状の上記粒子を複数種類含有させることもできる。

上記粒子を含有する液体５を筆先３に供給するため、中継芯２はその軸線方向に沿って延在する１本以上の流路２ｂを有する。すなわち、流路２ｂの縦断面は中継芯２の後端部分から先端部分まで略直線状であり、液体５の流路２ｂは中継芯２の後端部から先端部までほぼまっすぐである。このため、粒子を含有する液体５であっても、粒子投影断面より大きい横断面形状の部分を有する流路２ｂに吸い上げられた粒子は、中継芯２の内部で詰まりを発生させることなく通過可能であり、筆先３に供給される。
また、中継芯２の流路２ｂの横断面形状は、上述したような液体５中の粒子が通過可能な形状の部分を有する他、毛細管力で液体５を保持可能な形状を有する部分を備える。該毛細管力で液体５を保持可能な形状は、溝、凹部、角、ひだ等が例示される。液体保持力は、それらの形状の間隔、幅、奥行き、数、角度等に依存する。

ここで、本願明細書での「粒子投影断面」とは、粒子の外接直方体の長さをｌ、幅をｂ、厚さをｔとした場合、ｂ×ｔで表される面側から投影した断面のサイズ及び形状である。外接直方体とは、１個の粒子が収容される最小体積の直方体であり、ｌ≧ｂ≧ｔである。粒子が半径ｒの球状粒子の投影断面はπｒ²のサイズの円であり、長さｌ×幅ｂ×厚さｔの薄片状粒子の投影断面はｂ×ｔのサイズの長方形であり、半径ｒの断面及び長さｌを有する糸状粒子の投影断面はπｒ²のサイズの円である。図５に、不定形粒子の例における、（ａ）粒子の外接直方体、（ｂ）粒子投影断面を示す。
そして、「粒子投影断面より大きい横断面形状の部分を有する流路２ｂ」とは、流路２ｂの横断面に粒子投影断面より大きい部分が含まれるような流路２ｂであることを示す。すなわち、流路２ｂの横断面に粒子投影断面を重ねた場合、流路２ｂの横断面に粒子投影断面すべてを覆うことができる部分が存在することを示す。このような関係が成立する場合、液体５に含有する粒子は、中継芯２の流路２ｂを通過可能となる。

なお、粒子がラメ等の薄片状であったり、粒子サイズが小さい場合、粒子の厚さｔが小さいため、流路２ｂの横断面が粒子投影断面すべてを覆うことができるかどうかの判断は、流路２ｂの横断面うちの最大幅が、粒子投影断面の幅ｂより大きいかどうかを判断の指標の一つにすることができる。すなわち、中継芯２の流路２ｂの横断面で最も長い直線を「最大流路幅」として、最大流路幅を粒子投影断面の幅ｂと比較すれば、中継芯に対する粒子の通過性を評価することができる。

図１に中継芯２の一例の外観を示す。
中継芯２の材質は、合成樹脂のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ナイロン等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（商標登録）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエステルエラストマー等の各種エラストマー、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が例示される。なお、中継芯の材質は、ホルムアルデヒド対策や研磨性を有するものを選択することが望ましく、ポリエステルエラストマー等が例示される。また、目的に応じ、充填剤、各種添加剤等が配合されてもよい。
中継芯２の製造方法は、軸線方向に沿って流路２ｂが延在するように成形されれば特に制限はないが、上記熱可塑性樹脂を押出成形により、所定の断面形状、サイズに成形し、その後、所定の長さに切断し、後端部を研磨し、先端部分を筆先３の形状や塗布目的に合わせて尖らせ、あるいは丸め、さらには削って形状を整えて中継芯２を得る方法、その他公知の方法が例示される。

図２Ａ（１）～図２Ａ（２４）に、試料（１）～（２４）の中継芯２の中央部分の横断面図の例を示す。
図２Ａ（１）～図２Ａ（１２）に示される試料（１）～（１２）は、丸棒状の中継芯２であり、その横断面の外周に合成樹脂の外郭部２ａを有する。該外郭部２ａは、横断面の外周すべてを取り囲むように構成される。流路２ｂすべてが外郭部２ａに取り囲まれて閉じられるため、筆先３に供給される液体５はほぼ全量中継芯２の外郭部２ａの中を流れる。
図２Ａ（１３）～図２Ａ（１６）に示される試料（１３）～（１６）は、矩形状の中継芯２であり、その横断面の外周に合成樹脂の外郭部２ａを有する。該外郭部２ａは、横断面の外周すべてを取り囲むように構成される。流路２ｂすべてが外郭部２ａに取り囲まれて閉じられるため、筆先３に供給される液体５はほぼ全量中継芯２の外郭部２ａの中を流れる。

図２Ａ（１７）～図２Ａ（２２）に示される試料（１７）～（２２）は、略丸棒状の中継芯２であり、その横断面の外周すべてを取り囲む外郭部２ａを備えない形状を有する。したがって、流路２ｂは中継芯２の径方向外側に開口している。毛細管力により、筆先３に供給される液体５の多くは中継芯２の溝や凹部、角、ひだ等の形状の部分を有する流路２ｂに保持されるが、一部は中継芯２の径方向外側と中継空間形成部材７との間に貯留され、あるいは、中継芯２の毛細管力に引っ張られるようにして、中継芯２の外側を分流する。
図２Ａ（２３）に示される試料（２３）は、略丸棒状の中継芯２であり、その横断面の外周すべてを取り囲む外郭部２ａを備えない形状を有し、かつ、その内部に閉じられた流路２ｂを有する。
図２Ａ（２４）に示される試料（２４）は、略丸棒状の中継芯２であり、流路２ｂは、中継芯２の外側に開口している部分と、中継芯２の内部に閉じられた部分を有する。

また、中継芯２の中心部の中心核２ｃの有無及びサイズによっても分類することができる。
図２Ａの（１）～（９）、（１７）～（２４）（試料（１）～（９）、（１７）～（２４））の中継芯２の横断面の中心は、合成樹脂等の中心核２ｃを備えるように成形されている。
一方、図２Ａの（１０）～（１２）（試料（１０）～（１２））の横断面の中心は、流路２ｂとなっている。

本願明細書において中継芯２の中心核２ｃとは、中継芯２の横断面の中心と流路２ｂまで結ぶ最も短い距離を半径とした核をいい、中心核径とは該半径を２倍したものである。

略丸棒状の試料（１）～（１２）、（１７）～（２４）の中継芯２の外径、中心核径、及び、最大流路幅を、表１に示す。表１において、最大流路幅は四捨五入して１０μｍの桁まで、中心核径は四捨五入して小数点以下１桁まで表示した。

図２Ｂ（ａ）～（ｃ）に、従来例として比較試料（ａ）～（ｃ）の中継芯の中央部分の横断面図を示す。
比較試料（ａ）～（ｃ）はいずれも、ポリエステル繊維束をウレタン樹脂で固めて成形した中継芯であり、比較試料（ａ）に比べ、比較試料（ｂ）、（ｃ）のほうがより隙間が大きい。比較試料（ａ）～（ｃ）は、いずれも流路の縦断面が略直線状となっておらず、入り組んだ形状となっている。

以上のように例示される中継芯２（試料（１）～（２４））は、比較試料（ａ）～（ｃ）と比較し、粒子を含有する液体５を、中継芯２の毛細管力や液体保持力を維持しながら、中継芯２の目詰まりを抑制しつつ、塗布用の筆先３に一定量供給することができる。
但し、粒子の形状やサイズ、液体５の粘度や性質、中継芯２の太さや長さ、中継芯２の横断面の形状、筆先３の形状や素材やサイズ等は、液体塗布具１の用途により様々であるため、以下に述べる観点等から液体塗布具１それぞれに対して中継芯２の断面形状を最適化することが好ましい。

まず、液体５に含有された粒子の通過性は、流路２ｂが、該粒子の粒子投影断面より大きい横断面形状の部分を有するかどうかに依存する。粒度分布や液体中での膨潤等も考慮し、流路２ｂが適切な大きさの断面形状の部分を有するように、中継芯２の横断面形状を設計することが好ましい。また、上述したように、粒子の通過性は、中継芯２の最大流路幅を指標の一つにすることができる。すなわち、中継芯２の最大流路幅が、液体５に含有させる粒子の投影断面の幅ｂより大きいと、粒子の通過性は向上する。
それと同時に、中継芯２の毛細管力は、中継芯２の流路２ｂの溝や凹部、角、ひだ等の形状、大きさ、数等に依存する。毛細管力や液体保持力を向上させるために、流路２ｂの溝や凹部、角、ひだ等の間隔や幅を適宜狭め、奥行きを深め、数を増やし、角度を鋭角にする等により、中継芯２の横断面形状を設計することが好ましい。
つまり、粒子の通過性を有する広めの流路部分と、毛細管力を有する狭めの流路部分の両方が備わるように、中継芯２の横断面形状を設計することが好ましい。

次に、横断面に外郭部２ａを有する中継芯２は、筆先３に供給される液体５がほぼ全量中継芯２の外郭部２ａの中を流れるため、中継芯２の外側に貯留、分流される部分がほぼない分、液体５の筆先３への供給効率が向上しやすい。
また、外郭部２ａを有する場合、中継芯２の製造時、中継芯２の径方向外周部の太さや形の微調整がしやすく、外径のばらつきを調整しやすい。外郭部２ａを削る等で調整できるからである。また、中継空間形成部材７の径の狙い値を一定の範囲で変更する場合においても、外郭部２ａを有する中継芯２は、金型等を新たに準備することなく同様に外郭部２ａを削る等で調整できる。

一方、横断面に外郭部２ａを有しない中継芯２は、流路２ｂの全部又は一部が中継芯２の径方向外側に開口している。毛細管力により、筆先３に供給される液体５の多くは中継芯２の溝や凹部等に形成された流路２ｂに保持されるが、一部は中継芯の外側と中継空間形成部材７との間に貯留、分流される。
外郭部２ａを有しない中継芯２は、中継空間形成部材７と中継芯２の隙間に、液体５中の粒子が流れ得るため、その点では目詰まりが発生しにくい利点がある。また、流路２ｂを形成する樹脂部分が径方向で左右に若干動くことができるため、中継芯２の外径が多少太くても、中継芯２の中継空間形成部材７への挿入性の低下を抑えることができる。
なお、外郭部２ａを有しない中継芯２は、中継空間形成部材７や周辺部材から液体５以外の異物の混入を避けるように生産する必要が生じる場合もある。また、外郭部２ａを有しない場合、中継芯２の製造時、中継芯２の径方向外周部の大きさや形の微調整にやや高度な技術が必要となる場合がある。径方向外側に部材の突条部を有する断面形状の場合、機械的強度が下がり加工しにくくなるからである。

横断面の中心に中心核２ｃを備える中継芯２は、該中心核２ｃのサイズ（径）が小さいほうが、液体５の筆先３への供給効率が向上しやすい。
図６Ａ（ａ）に、中心核２ｃの中心核径が小さい試料（１）の中継芯２の横断面を示す。中継芯２の外径は１．４３ｍｍに対し、中心核径は０．１ｍｍであった。
図６Ａ（ｂ）に、試料（１）の中継芯２の先を尖らせて筆先に組付けた場合の例を示す。中継芯２の先を尖らせると、試料（１）の外郭部２ａが削られ、筆先３のより先端側まで流路２ｂが広い面積をもって接触するため、粒子を含有する液体５が効率よく筆先３に移行することができる。

一方、図６Ｂ（ａ）に、中心核２ｃの中心核径が大きい試料（２１）の中継芯２の横断面を示す。中継芯２の外径は１．４３ｍｍに対し、中心核径は１．１ｍｍであった。
図６Ｂ（ｂ）に、試料（２１）の中継芯２の先を尖らせて筆先に組付けた場合の例を示す。中継芯２の先を尖らせると、試料（２１）の径方向外側に開口する流路２ｂが削られ、中心核２ｃが残り、筆先３のより先端側まで流路２ｂが広い面積をもって接触できないため、粒子を含有する液体５を効率よく筆先に移行させることができにくい。

なお、図６Ａ及び図６Ｂでは、先端に向かってテーパー状にした筆先３の形状に合わせ、中継芯２の先端を尖らせた場合の、液体５の筆先への移行性について説明したが、筆先３の形状が異なれば、かかる移行性も異なる。
さらに、図２Ａ（１０）～（１２）に示される試料（１０）～（１２）は、中心核を有さず、中継芯２の中心は流路２ｂとなっている。このような横断面形状では、筆先３のより先端側まで流路２ｂが広い面積をもって接触し、粒子を含有する液体５を効率よく供給することができるという観点では優れている。但し、中継芯２の先端部分を尖らせる加工において、機械的強度を考慮した技術が必要となる場合がある。

中継芯２の横断面形状は、略円形状の他、矩形状、楕円状等が例示される。筆先３の形状に相似させると、液体５の供給効率が向上させやすい。また、中継芯２のサイズ（径等）は、筆先３のサイズや、使用時の液体５の供給量により調整される。アイライナーの用途の場合、中継芯２の径として１．０ｍｍ～３．０ｍｍの範囲が例示されるが、これに限定されない。

以上のような観点等を総合的に組み合わせて、液体塗布具１それぞれに対して中継芯２の断面形状を決定する。

中継芯２の評価例としては、（１）中継芯２内の粒子の詰まりの発生、（２）中継芯２から筆先３への粒子の移行、（３）筆先３で筆記した筆跡の粒子の有無、（４）筆先３からの液漏れ有無等を評価することが挙げられる。
（１）中継芯２内の粒子の詰まりの発生は、成形した中継芯２の後端部から粒子を含有する液体５を吸わせ、下にした先端部から出てくる液体の粒度分布を測定して比較するものである。（２）中継芯２から筆先３への粒子の移行は、成形した中継芯２を筆先３に組み付け、供給前の液体５と筆先３に供給された液体の粒度分布を測定して比較するものである。（３）筆先３で筆記した筆跡の粒子の有無は、成形した中継芯２を筆先３に組み付けて筆記した筆跡に、粒子の有無を目視で評価するものである。（４）筆先３からの液漏れの有無は、液体５の入った液体塗布具１に中継芯２を組み付けた筆先３を組み込み、キャップをした状態で下向きに４０℃雰囲気で放置し、一定時間経過後にキャップ内の液漏れの有無を確認するものである。
試料（１）、（３）、（１７）、（２１）及び比較試料（ａ）につき、粒子としてアルミニウム基材にシリカをコーティングした厚さ３．７μｍ、幅６２μｍ、長さ８０μｍのラメを用い、粘度２．６ｃｐｓの液体にて評価した結果を、表２に示す。

表２に示される評価結果より、従来の比較試料（ａ）は中継芯の縦断面形状が略直線状になっていないため、ラメが通過しないことが分かった。また、本評価条件の場合、試料（２１）は流路２ｂの最大流路幅が他の試料に比べて狭いために中継芯内においてもラメの通過性が低く、また、中心核２ｃの中心核径が他の試料に比べて大きく流路２ｂと筆先３との接触面積が小さいためにラメの筆先３への移行性も低いことが分かった。
すなわち、液体５に含有する粒子の、中継芯２の通過性、筆先３への移行性は、中継芯２が毛細管力を有する横断面形状であることを前提に、表１で示される流路２ｂの最大流路幅、中心核２ｃの中心核径、及び、中継芯２の外径を制御することにより、高めることができることが分かった。

中継芯２の長さは、液体塗布具１の大きさや用途等により調整される。アイライナーの用途の場合、１０ｍｍ～８０ｍｍの範囲が例示されるが、これに限定されない。

（筆先の構成）
筆先３は、筆先３の後端部から中継芯によって供給される液体５を用い、筆先３の先端部分で筆記するために設けられる。
筆先３は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂材からなる糸材を束ねたもの、アクリル繊維やポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維束をウレタン樹脂等を用いて固めたもの、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）製テーパーフィラメントやナイロン製テーパーフィラメント等の先端部分がテーパー加工されたもの等の他、相互に連通状の連続気孔を有する立体網目構造で、かつ、保形性と適度な可撓性を備えた、ポリオレフィン系フォーム等の熱可塑性生成物からなるもの、熱可塑性樹脂製の各粒状粒子が互いに部分的に融着し、かつ、各粒状粒子間に相互に連通状の連続気孔を形成している焼結法で成形されるもの、熱可塑性樹脂を溶融押出成形により所要の断面形状・寸法に成形される多孔質体等が例示される。

また、筆先３の後端部分の内側に中継芯２の先端部分を挿入等により取り囲めるように、筆先３の後端部には適宜孔部や溝部が設けられる。

（中継空間形成部材の構成）
中継空間形成部材７は、中継芯２の中央部分を取り囲むように、中継芯２と軸筒８の間に設けられる。中継芯２の中央部分は、筆先３に取り囲まれた先端部分及び液体収容部４に浸漬されている後端部分を除いた部分である。
中継空間形成部材７は中継芯２と軸筒８の間の空間を埋めるとともに、中継芯２の形状により中継芯２から外側に出た一部の液体５を貯留、分流する目的で設けられる。

中継空間形成部材７の形状は、毛細管力を持たせるために縦溝と中継芯２に向けて多数の環状横溝を有するもの、ジャバラ状のものが例示されるが、液体収容部４の空気が温度上昇等によって膨張した場合に液体収容部４から押し出される液体を筆先３や空気孔からボタ落ちさせないために一時的に保溜する機能を有していればこれに限定されない。
中継空間形成部材７の材質としては、合成樹脂のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ナイロン等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（商標登録）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等が例示される。目的に応じ、充填剤、各種添加剤等が配合されてもよい。

（軸筒の構成）
軸筒８は、組み付けられた筆先３の後端部分、中継芯２、中継空間形成部材７を保持して覆うように設けられる。
軸筒８は、その先端部により筆先３の後端部分を押さえて保持することで筆記や塗布の操作を安定させ、中継芯２や中継空間形成部材７の内部の乾燥を防ぎ、異物が混入しないようにし、また、組み付けられた筆先３、中継芯２、中継空間形成部材７の位置ずれが起きないようにパッキングする目的で設けられる。
また、軸筒８は、液体収容部４まで延在して液体収容部４と一体的に形成されていてもよい。

（筆先ユニットの構成）
本発明の筆先ユニット２０は、上述の中継芯２と、中継芯２から供給される液体５を用いて筆記するために設けられる筆先３と、中継空間形成部材７と、軸筒８を組み付けて構成される。該組み付けにおいて、中継芯２の先端部分は、筆先３の後端部分の内側に設けられ、中継芯２の中央部分は、中継空間形成部材７に取り囲まれるように設けられ、中継芯２の後端部分は、液体収容部４側に延在する。図３（ａ）、図３（ｂ）に一例を示す。
筆先ユニット２０には、軸筒８と筆先３の間に筆先ホルダ９を配置して、筆先３のまとまりをよくしてもよい。また、軸筒８には、液体塗布具１の把持筒１１やキャップ１２の位置を画定するために、中継空間形成部材７の範囲に軸筒鍔部８ａを設けてもよい。

筆先ユニット２０は、筆先３の内側から筆先３の表面に向かって粒子を含有する液体５を供給する構造を有する。筆先の外側から液体を供給する構造に比べ、筆先３の全体に粒子が供給され、筆記あるいは塗布において粒子ムラを低減することができ、また、サイズの大きな筆先３にも対応可能となる。

（液体塗布具の構成）
本発明の液体塗布具１は、その構成に、上述の中継芯２又は筆先ユニット２０を含むものである。
さらに、液体５を収容するように構成される液体収容部４、液体５や液体５に含有する粒子を撹拌可能なように液体収容部４の内部に備えられる撹拌子６、液体収容部４を密栓する尾栓１０、使用者が塗布時に把持するための把持筒１１、筆先３等の乾燥や異物混入を防ぐためのキャップ１２、空気抜きのための孔部等を適宜備えることができる。図４（ａ）、図４（ｂ）に一例を示す。

液体塗布具１は、さまざまな用途に用いることができる。
たとえば、アイライナー、アイシャドウ、アイブロー、リップライナー、リップグロス、コンシーラー、ネイルケア製品、まつ毛ケア製品等の化粧用液体塗布具に適用可能である。
ラメアイライナーの一例として、アルミニウムをシリカコーティングしたラメを、粘度２．６ｃｐｓの液体５に含有させ、液体収容部４に収容した液体塗布具が挙げられる（図４（ａ）参照）。

また、たとえば、油性マーカー、水性マーカー、ボードマーカー、ラインマーカー、ぺイントマーカー、修正ペン、医療用マーカーの筆記用液体塗布具、薬液塗布具等に適用可能である。

（実施例１）
材質がポリエステルエラストマーの中継芯（試料（３）、試料（４）、試料（５））を用いて、液体の粘度及び粒子の粒度による粒子の通過状態を確認した。
中継芯の試料（３）、試料（４）、試料（５）は、最大流路幅、中心核径、中継芯外径は同じであり、横断面形状が異なる。
液体中の粒子（ラメ）の粒度を３０μｍ、７０μｍ、液体の粘度を３～１５ｃｐｓの間で設定した。粘度はＰＥＧの含有量で調整した。
３０ｍｍの長さにカットした中継芯の下部を液体に浸漬し、毛細管力により液体を中継芯の上面へ移動させ、該上面を使って筆記し、筆跡に含まれるラメの量（有無及び程度）を目視で評価した。このとき、粘度が９ｃｐｓの液体を試料（５）に浸漬させた場合の筆跡に含まれるラメの量を、ラメの粒度ごとに基準にし、基準と同等の場合は〇、基準よりラメの量が多い場合は◎として評価した。
評価結果を、表３に示す。

表３より、ラメの粒度が７０μｍの場合でも、横断面形状の凹凸部分が多い試料（５）も少ない試料（３）も、本実施条件において基準と同等量以上のラメが筆跡に含まれることが確認された。さらに、ラメの粒度が３０μｍの場合は、本実施条件において基準と同等量以上のラメが筆跡に含まれ、特に液体の粘度を下げるとより多くのラメが筆跡に含まれることが確認された。

（実施例２）
材質がポリエステルエラストマーの中継芯（試料（３）、試料（４）、試料（５））を用い、粒度３０μｍの粒子（ラメ）が含まれる粘度９ｃｐｓの液体を浸漬させたときの、ＳＥＭ画像を観察した。
中継芯の試料（３）、試料（４）、試料（５）は、最大流路幅、中心核径、中継芯外径は同じであり、横断面形状が異なる。また比較例として、５デニールポリエステル繊維の集束体と樹脂からなり、気孔率６２％の中継芯でも評価を行った。
３０ｍｍの長さにカットした中継芯の下部を液体に浸漬し、毛細管力により液体を中継芯の上面へ移動させ、該上面を使ってメンブレンフィルター（０．２μｍ）に筆記後、蒸着させずにＳＥＭ（Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡）で撮影した。
それぞれ３か所のＳＥＭ画像を、表４に示す。

試料（３）、試料（４）、試料（５）では、いずれも同程度の量のラメが中継芯の上面に供給されていることが分かった。
一方、繊維集束体及び樹脂からなる中継芯ではフィルター効果によりポリエステル繊維の隙間に大きなラメが引っかかってしまうため、大きなサイズのラメは中継芯を通過せず、中継芯の上面に供給されないことが分かった。

（実施例３）
材質がポリエステルエラストマーの中継芯（試料（３）、試料（４）、試料（５））を用い、粒度７０μｍの粒子（ラメ）が含まれる粘度９ｃｐｓの液体を浸漬させたときの、ＳＥＭ画像を観察した。
中継芯の試料（３）、試料（４）、試料（５）は、最大流路幅、中心核径、中継芯外径は同じであり、横断面形状が異なる。また比較例として、５デニールポリエステル繊維の集束体と樹脂からなり、気孔率６２％の中継芯でも評価を行った。
３０ｍｍの長さにカットした中継芯の下部を液体に浸漬し、毛細管力により液体を中継芯の上面へ移動させ、該上面を使ってメンブレンフィルター（０．２μｍ）に筆記後、蒸着させずにＳＥＭ（Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡）で撮影した。
それぞれ３か所のＳＥＭ画像を、表５に示す。

試料（３）、試料（４）、試料（５）では、粒度７０μｍのラメが中継芯の上面に供給されていることが確認された。試料（３）のような横断面形状を有する中継芯は、粒子の通過性がやや高いことが分かった。
一方、繊維集束体及び樹脂からなる中継芯では、フィルター効果によりポリエステル繊維の隙間に大きなラメが引っかかってしまうため、大きなサイズのラメは中継芯を通過せず、中継芯の上面に供給されないことが分かった。

（実施例４）
材質がポリエステルエラストマーの中継芯（試料（３）、試料（４）、試料（５））を用いて、液体のフローの量を確認した。
中継芯の試料（３）、試料（４）、試料（５）は、最大流路幅、中心核径、中継芯外径は同じであり、横断面形状が異なる。
液体中の粒子（ラメ）の粒度を３０μｍ、７０μｍ、液体の粘度を３～１５ｃｐｓの間で設定した。粘度はＰＥＧの含有量で調整した。
上記中継芯と液体を筆先ユニットに組み込み、該上面を使って１０ｃｍ／５秒の速度で普通紙へ１ｍ筆記し、筆記に使用された液体の重量（ｍｇ）を測定した。すなわち、該液体の重量により、液体の流出量（フロー）を評価することができる。
評価結果を、表６に示す。

表６より、横断面形状の凹凸部分が多い試料（５）も少ない試料（３）も、本実施条件において液体の組成が同じであれば同等のフローが確保できることが確認された。

以上のように、粒子を含有する液体を筆先に供給する中継芯の断面について、流路の横断面が、毛細管力で前記液体を保持可能な形状を有する部分と、前記粒子を通過可能な断面形状を有する部分とを備えた形状とすることにより、中継芯が毛細管力や液体保持力を有した上で、中継芯で目詰まりすることなく、液体を筆先に一定量スムーズにムラなく供給することができる。
このため、本中継芯を含む液体塗布具は、ラメやパールの顔料等の粒子を含む液体をきれいに塗布することを求めるユーザーのニーズに沿った化粧用具や筆記具であり、かつ、ラメやパールの顔料等の粒子が目詰まりを生じることなく長期使用できるため、広く応用されることが期待される。

１ 液体塗布具
２ 中継芯
２ａ 外郭部
２ｂ 流路
２ｃ 中心核
３ 筆先
３ａ 筆先鍔部
４ 液体収容部
５ 液体
６ 撹拌子
７ 中継空間形成部材
８ 軸筒
８ａ 軸筒鍔部
９ 筆先ホルダ
１０ 尾栓
１１ 把持筒
１２ キャップ
２０ 筆先ユニット

Claims (7)

1. 粒子を含有する液体を、筆先に供給する中継芯であって、該中継芯は軸線方向に沿って延在する流路を有し、
   前記流路の縦断面は、前記中継芯の後端部分から先端部分まで略直線状であり、
   前記流路の横断面は、毛細管力で前記液体を保持可能な形状を有する部分と、前記粒子が通過可能な形状を有する部分とを備えた形状であり、
   前記中継芯の中央部分の横断面において、前記流路すべてが前記中継芯の外郭部に取り囲まれ、該外郭部の内側に配置される、中継芯。
2. 前記流路の横断面の最大流路幅は、前記粒子の投影断面の幅より大きい、請求項１に記載の中継芯。
3. 前記中継芯の中央部分の横断面において、横断面の中心に中心核を備える、請求項１又は２に記載の中継芯。
4. 前記中継芯の中央部分の横断面において、横断面の中心に流路を備える、請求項１又は２に記載の中継芯。
5. 合成樹脂を主成分とする材料を用いた、請求項１～４のいずれか一項に記載の中継芯。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の中継芯と、
   前記中継芯から供給される液体を用いて筆記するために設けられる筆先と、
   中継空間形成部材と、
   前記筆先の後端部分、前記中継芯、前記中継空間形成部材を覆うように設けられる軸筒と、
   を備え、
   前記中継芯の先端部分は、前記筆先の後端部分の内側に設けられ、
   前記中継芯の中央部分は、前記中継空間形成部材に取り囲まれるように設けられ、
   前記中継芯の後端部分は、液体収容部側に延在する、筆先ユニット。
7. 請求項１～５のいずれか１項に記載の中継芯、又は、請求項６に記載の筆先ユニットを用いた液体塗布具。

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