專利名稱：墨水隨動件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種安裝在用作書寫裝置的墨水儲存器堵塞部分上的墨水隨動件。
背景技術：
一般來說，用于水基墨水圓珠筆的墨水具有50mPas～3Pas的低粘度，而用于類似形式的油基墨水圓珠筆的墨水具有3Pas～20Pas的粘度，因此當筆向上或水平放置時，墨水就會泄漏。此外，輕微的沖擊很可能會使墨水離散從而污染手和衣服，因此為了防止發(fā)生這種情況，在墨水儲存器的堵塞部分上安裝墨水隨動件。
迄今為止，許多摻合二氧化硅、金屬皂和粘土增稠劑作為粘度控制劑以增加粘度的墨水隨動件是眾所周知的。
不管用何種方法，摻合上述粘度控制劑的墨水隨動件在粘度響應方面是優(yōu)異的，因此如果它們尤其用于消耗大量墨水的粗體型的水基墨水圓珠筆時，所帶來的問題是在書寫過程中由于墨水的隨動困難導致的畫線缺乏以及在消耗墨水時墨水隨動件的一部分粘附并殘留在墨水儲存器的內(nèi)壁上結果導致在書寫過程中墨水隨動件的缺乏從而使得墨水反向流動并且用于書寫的流速由于墨水隨動件缺乏的影響而變得不穩(wěn)定。在除了粗體型之外的其他規(guī)格圓珠筆中，當在加快書寫速度的特定情況下也會帶來同樣的問題。
這種問題被認為是由于墨水隨動件的隨動速度比墨水的消耗速度慢所引起的。
同樣，在其中將粘度控制到較低水平以改善上述問題的墨水隨動件中，所帶來的是當沖擊施加到筆體時隨動件和墨水離散的問題以及當筆體筆尖朝上在高溫下儲存時墨水隨動件從墨水儲存器中流出的問題。
此外，使用室溫下為液體的碳氫化合物和苯乙烯基熱塑彈性體(例如，日本專利第3016749號)摻合的墨水隨動件(文獻中稱為“反向防漏器”)是大家都知道的。
然而，在上述專利局通報中所描述的墨水隨動件(“反向防漏器”)中，所使用的苯乙烯基熱塑彈性體永久變形、熱形變和彈性形變隨時間的消逝相對較高，因此墨水隨動件本身的穩(wěn)定性隨時間的消逝較差。特別地，當筆體處于30～50℃的熱狀態(tài)中放置后進行書寫，墨水隨動件的粘彈性就會發(fā)生變化，因此會帶來例如在墨水流動速度上過分降低的問題。
根據(jù)上面描述的通常發(fā)生的問題，本發(fā)明旨在解決它們，其中一個目的是提供一種具有穩(wěn)定的與筆體規(guī)格、用于書寫的流速和書寫速度無關的隨動性，并且不會引起由于書寫過程中墨水隨動件的缺乏以及由沖擊施加到筆體上引起的墨水隨動件的離散所產(chǎn)生的墨水的反向泄漏的墨水隨動件，并且墨水隨動件在筆體高溫儲存下不會從墨水儲存器中流出，從而提供穩(wěn)定的用于書寫的流速。此外，理所當然的，所提供的是通過切斷墨水與外部空氣的接觸而防止墨水揮發(fā)(防揮發(fā)性能)以及防止墨水在筆朝上書寫中泄漏的墨水隨動件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人對上面描述的通常問題重復進行的深入研究導致得到了下列(1)～(3)項中詳細描述的研究結果，并且在它們的基礎上成功得到了符合上述目的的墨水隨動件，從而達成本發(fā)明。
(1)換句話說，如上所述，在傳統(tǒng)的墨水隨動件中，在墨水消耗的時候產(chǎn)生差的隨動的原因是由于墨水隨動件的隨動速度低于墨水的消耗速度所引起的。這個隨動速度很大程度取決于墨水隨動件的粘度，較高粘度值的墨水隨動件具有較低的隨動速度，并且在墨水消耗的時候增加了缺陷。同樣，在采用將粘度控制在較低水平作為其防范措施的墨水隨動件中，所帶來的是當沖擊施加到筆體時隨動件和墨水離散以及當筆體筆尖朝上在高溫下儲存時墨水隨動件從墨水儲存器中流出的問題。此外，如果將被控制到粘度優(yōu)勢的墨水隨動件尤其用于消耗大量墨水的水基墨水圓珠筆(粗體型)時，所帶來的問題是在書寫過程中由于墨水的隨動困難而引起的畫線的缺乏以及在消耗墨水的時候墨水隨動件的一部分粘附并殘留在墨水儲存器的內(nèi)壁上結果導致在書寫過程中墨水隨動件的缺乏使得墨水反向泄漏并且用于書寫的流速由于墨水隨動件缺乏的影響而變得不穩(wěn)定。因此，對于墨水隨動件的物理性能，既控制隨動性能又控制施加沖擊的性能常常是很困難的。
假定能夠制備滿足初始性能如隨動性和抗沖擊性的墨水隨動件，那么如果不能保持上述性能，在取決于消費者使用方式的特定情況下就會帶來不便。例如，當購買以后立即使用，即使能夠保證適當?shù)哪欧牛S動性也會很大程度地降低從而在筆體放置一段時間(例如，夏季1～2個月不使用)之后再次書寫時會帶來書寫方面的困難。目前狀況是在許多采用迄今為止用于制備墨水隨動件的二氧化硅、粘土增稠劑、金屬皂以及苯乙烯基熱塑彈性體增稠劑的場合可以觀察到性能上的這種變化。
(2)大部分墨水隨動件具有所謂的將非揮發(fā)的或輕微揮發(fā)的有機溶劑(油基)與粘彈性供應劑摻合以增加粘度的油脂形式。
通常，上述具有原油沉積在油脂表面的性質的油脂在許多情形下對使用油脂的產(chǎn)品施加了相反的效應，因此，對于傳統(tǒng)的油脂產(chǎn)品進行了許多關于盡可能抑制油分離的試驗。將與上述相同的試驗應用于墨水隨動件，當其中大部分油沉積的墨水隨動件用于水基墨水圓珠筆時，在墨水儲存器中分離的原油組分遷移到墨水邊上從而導致外觀的惡化，產(chǎn)品價值很可能就會降低。
此外，在筆尖朝上放置的水基墨水圓珠筆中，分離的原油組分在許多情形下輕于墨水，因此所帶來的問題是上述原油組分逗留在筆尖從而造成較差的書寫。
然而，事實上本發(fā)明者已經(jīng)調(diào)查和研究了各種各樣的墨水隨動件，從而發(fā)現(xiàn)對于彈性響應優(yōu)異、其中油分離到這樣一種程度以至于原油組分在重新注入時不會遷移到墨水邊上的墨水隨動件，在筆的品質方面有所提高。
上述墨水隨動件在消耗墨水的時候具有高的墨水隨動件的隨動響應，也適合于具有大量流速的粗體型規(guī)格的圓珠筆，并且它的特征在于具有高清晰的變干性能。之所以這樣原因在于適宜分離的原油組分具有相對低的粘度，因此它在消耗墨水的時候(當墨水隨動件移動時)對墨水儲存器的內(nèi)壁和墨水隨動件之間低的摩擦阻力起作用，從而被認為是提高了隨動響應。
如果墨水隨動件在粘度方面優(yōu)異，如上所述，就會在墨水隨動件的隨動方面隨墨水的流出而產(chǎn)生時間差異。因此，當使用具有相對高粘度的粘度優(yōu)勢墨水隨動件時，在超過通常速度兩倍或更高速度下的書寫方面就會出現(xiàn)缺乏。
同樣，其中粘度控制到較低水平以提高隨動響應的墨水隨動件不會引起畫線的缺乏，但是當沖擊施加于筆體時，墨水隨動件容易離散，并且墨水從儲存器的后面末端部分流出。此外，墨水隨動件在消耗墨水的時候粘附并殘留在儲存器的內(nèi)壁上，并且在量上逐漸減小，最后墨水由于墨水隨動件的缺乏而反向泄漏。
(3)另一方面，彈性方面優(yōu)異的墨水隨動件與粘度方面優(yōu)異的墨水隨動件相比不會粘附并殘留在墨水儲存器中，但是在許多取決于提供粘彈性的增稠劑類型和成分的情形下沒有表現(xiàn)出滿意的隨動性能。
然而，彈性優(yōu)異并且其中原油組分輕微沉積的墨水隨動件在墨水儲存器和墨水隨動件之間的磨擦阻力降低，因此更進一步提高了隨動性能，與墨水隨動件的成分無關。特別是在用粗體型的水基墨水圓珠筆書寫或使用其中規(guī)格不是粗體型的圓珠筆，采用具有相對低粘度的墨水，其中流速大或者在兩倍或更塊速度下書寫時，可以確認的是畫線不會引起缺乏并且隨動響應的影響很大。此外，它具有墨水清晰的變干性能和耐落差沖擊性，這是彈性優(yōu)異的墨水隨動件的獨特特征，因此可以得到品質均衡方面優(yōu)異的墨水隨動件。
因此，即使在具有大的墨水流速的規(guī)格(粗體型)圓珠筆中，達到彈性優(yōu)勢的墨水隨動件的控制使得墨水隨動件易于減少隨動墨水的困難以及一部分墨水隨動件在墨水儲存器的內(nèi)壁上的粘附和殘留，以此穩(wěn)定用于書寫的流速。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)隨動性隨時間消逝的改變可以通過使用非苯乙烯基熱塑彈性體作為粘彈性供應劑而得到改善，例如氯乙烯基熱塑彈性體、烯烴基熱塑彈性體、聚酰胺基熱塑彈性體、聚酯基熱塑彈性體以及聚氨酯基熱塑彈性體，從而達成本發(fā)明。
因此，本發(fā)明通過采取下面(1)～(3)項中所描述的每個構造提供達到上述目的的墨水隨動件。
(1)一種墨水隨動件，特征在于包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中并表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的非苯乙烯基熱塑彈性體。
(2)上述(1)項中描述的墨水隨動件，其中上述的非苯乙烯基熱塑彈性體至少是選自包含氯乙烯基熱塑彈性體、烯烴基熱塑彈性體、聚酰胺基熱塑彈性體、聚酯基熱塑彈性體以及聚氨酯基熱塑彈性體的組中的一種熱塑彈性體。
(3)上述(1)或(2)項中描述的墨水隨動件，其中依照JISK2200-5.7-1993對上述墨水隨動件進行的油分離程度試驗的值(60℃，24小時)為0.2～15％。
具體實施例方式
下面將詳細解釋發(fā)明的實施方案。
本發(fā)明的墨水隨動件特征在于包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中并表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的非苯乙烯基熱塑彈性體。
如上所述，本發(fā)明的墨水隨動件必須(a)包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中的非苯乙烯基熱塑彈性體而且(b)表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性，下面將詳細描述(a)和(b)的每個構造。
用于本發(fā)明墨水隨動件的非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑作為原油用于墨水隨動件，例如，可以使用礦物油、聚異丁烯潤滑油以及液體石蠟。
可以使用的特定的聚異丁烯潤滑油包括，例如，工業(yè)品Nissan聚異丁烯潤滑油200N以及聚異丁烯潤滑油30N(都由NOFCorporation生產(chǎn))，聚異丁烯潤滑油HV-15(Nippon PetrochemicalsCo.，Ltd.生產(chǎn))以及35R(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn))。
可以使用的特定的礦物油包括，例如，工業(yè)品Diana操作油NS-100、PW-32、PW-90、NR-68以及AH-58(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn))。
上述的非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑可以單獨使用或將其中的兩種或更多種合并一起使用。它的使用量可以是使墨水隨動件能夠表現(xiàn)出彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的量，為基于墨水隨動件總量的70～99.8％重量份(以下只稱為％)，優(yōu)選為85～99.5％，更優(yōu)選為87～99.5％。
本發(fā)明中使用的溶解或溶脹在上述有機溶劑中的非苯乙烯基熱塑彈性體作為粘彈性供應劑使用，它包括，例如，至少選自包含氯乙烯基熱塑彈性體、烯烴基熱塑彈性體、聚酰胺基熱塑彈性體、聚酯基熱塑彈性體以及聚氨酯基熱塑彈性體的組中的一種(單獨或者其中兩種或更多種的混合物)。
上述的非苯乙烯基熱塑彈性體的使用是為了解決使用傳統(tǒng)的苯乙烯基熱塑彈性體所帶來的問題，即墨水隨動件隨時間消逝的穩(wěn)定性差的要點，尤其是當筆體處于30～50℃的熱狀態(tài)中放置后用于書寫時由墨水隨動件的粘彈性的改變所引起的墨水流速過分減少的問題。
用于本發(fā)明墨水隨動件的氯乙烯基熱塑彈性體(TPVC)是利用PVC、NBR等等作為硬段，利用PVC作為軟段的熱塑彈性體(TPE)，可以使用的有，例如，工業(yè)品Sunprene EF50AB，Sunprene FG50EA，Sunprene FG60FA和Sunprene FE70K；Sunfrost KB85NA，SunfrostKD60EA和Sunfrost KD90EA；Sumiflex K530DA，Sumiflex K761B，Sumiflex N270A和Sumiflex N5 50C(Advanced Plastic CompoundsCompany生產(chǎn))，Shin-Etsu Posmere SE-788，Shin-Etsu PosmereSE-793，Shin-Etsu Posmere SR-884，Shin-Etsu Posmere SR-885，Shin-Etsu Posmere SR-886，Shin-Etsu Posmere UE-70 ，Shin-EtsuPosmere UE-765，Shin-Etsu Posmere UE-775，Shin-Etsu PosmereUE-785，Shin-Etsu Posmere UE-700和Shin-Etsu Posmere UE-795(Shin-Etsu Polymer Co.，Ltd.生產(chǎn))；Zeon Elaster ES-6930和ZeonElaster EP-6410(Zeon Kasei Co.，Ltd.生產(chǎn))；Elastdarue E8300，Elastdarue E8312，Elastdarue M9102和Elastdarue M9103(Showa KaseiKogyo Co.，Ltd.生產(chǎn))；Denka LCS-Z-1050，Denka LCS-Z-1060，DenkaLCS-Z-1070，Denka LCS-Z-6050，Denka LCS-Z-6060，DenkaLCS-Z-6070，Denka LCS-Z-4070，Denka LCS-Z-3070，DenkaLCS-Z-4570，Denka LCS-Z-3570和Denka LCS-Z-4570(Denki KagakuKogyo Kabushiki Kaisha生產(chǎn))。
用于本發(fā)明墨水隨動件的烯烴基熱塑彈性體(TPO)是利用聚烯烴如聚丙烯和聚乙烯作為硬段，利用EPDM作為軟段的TPE，可以使用的有，例如，工業(yè)品Milastomer 6030N，Milastomer 803N，Milastomer 9070N，Milastomer 4800N，Milastomer S500和MilastomerH0500(Mitsui Chemicals，Inc.生產(chǎn))；Engage 8842，Engage 8130，Engage 8180，Engage 8150，Engage 8100，Engage 8200，Engage 8407，Engage 8452，Engage 8411，Engage 8003，Engage 8585，Engage 8401，Engage 8440，Engage 8480，Engage 8450，Engage 8402，Engage 8540，Engage 8445和Engage 8403(Du Pont Dow Elastomers L.L.C.生產(chǎn))；Santoprene 101-55，Santoprene 101-64，Santoprene 101-73，Santoprene101-80，Santoprene 101-87，Santoprene 103-40，Santoprene 103-50，Santoprene 111-45，Santoprene 111-55，Santoprene 111-64，Santoprene111-73，Santoprene 111-80和Santoprene 111-87(Advanced ElestomerSystems Japan Ltd.生產(chǎn))；Thermolan 2920，Thermolan 2940，Thermolan3550，Thermolan 3650，Thermolan 3601，Thermolan 3801，Thermolan3980和Thermolan 5850(Mitsubishi Chemicals Corporation生產(chǎn))。
用于本發(fā)明墨水隨動件的聚酰胺基熱塑彈性體(TPAE)是利用尼龍作為硬段，利用聚酯或多羥基化合物(PTMG或PPG)作為軟段的嵌段共聚物及同類的聚合物，可以使用的有，例如，工業(yè)品UBE-PEA-1201，UBE-PEA-1200，UBE-PEA-1200J4，UBE-PEA-1200J2和UBE-PEA-1201S(Ube Industries Ltd.生產(chǎn))；Grilon EL X23NZ，Grilon EL 2112，Grilon EL 23，Grilamid ELY-2742，Grilamid ELY-2702，Grilamid ELY-20NZ，Grilamid ELY-60，Grilamid ELY-2475和GrilamidELY-2694(EMS Chemie AG生產(chǎn))；Diamide PAE-E40，DiamidePAE-E47，Diamide PAE-E62，Diamide PAE-L2121和DiamidePAE-L1901(DegussaHuels AG生產(chǎn))；Novamid PAE-1307R，NovamidPAE-1407R，Novamid PAE-2207R和Novamid PAE-2407R(MitsubishiEngineering Plastic Corporation生產(chǎn))。
用于本發(fā)明墨水隨動件的聚酯基熱塑彈性體(TPEE)是利用具有高熔點和高結晶度的芳香聚酯如聚丁烯對苯二酸酯作為硬段，利用具有低玻璃化轉變溫度(例如，-70℃或更低)的無定形聚酯如聚亞丁基醚乙二醇酯(PTMG)作為軟段以及利用脂肪族聚酯作為軟段的這類TPE組成的多嵌段共聚物，可以使用的有，例如，工業(yè)品PelpreneP-30B，Pelprene P-40B，Pelprene P-40H，Pelprene P-55B，PelpreneP-70B，Pelprene P-90B，Pelprene P-150B，Pelprene P-280B，PelpreneE-450B，Pelprene P-150M，Pelprene S-1001，Pelprene S-2001，PelpreneS-3001，Pelprene S-6001和Pelprene S-9001(Toyobo Co.，Ltd.生產(chǎn))；Hytrel G3548，Hytrel 4047，Hytrel 4767，Hytrel 5557，Hytrel 6347，Hytrel 7247，Hytrel 3048，Hytrel 2571，Hytrel 4777，Hytrel 6377，Hytrel 7277，Hytrel 474B，Hytrel 4275JB，Hytrel 5557M，Hytrel 7247M和Hytrel 4057(Du Pont-Toray Co.，Ltd.生產(chǎn))。
用于本發(fā)明墨水隨動件的聚氨酯基熱塑彈性體(TPU)包括分子中帶有部分交聯(lián)的不完全塑化型和完全熱塑型的完全線型聚合物。不同的聚合物可以依靠二異氰酸酯及長鏈的和短鏈的多羥基化合物的種類和用量而制備，其中包含二異氰酸酯和短鏈乙二醇的聚合物鏈作為硬段，包含二異氰酸酯和多羥基化合物的聚合物鏈作為軟段，可以使用己內(nèi)酯型、脂肪酸型和聚亞丁基乙二醇酯型[PTMG型(或醚型)]。它包括，例如，工業(yè)品Esten 58133，Esten 58440，Esten 58277，Esten58315，Esten 5715，Esten 58202，Esten 54600和Esten 54630(KyowaHakko Kogyo Co.，Ltd.生產(chǎn))；Kuramiron U-1180，Kuramiron U-1190，Kuramiron U-1195，Kuramiron U-3180，Kuramiron U-3190，KuramironU-3195，Kuramiron U-6170，Kuramiron U-6180，Kuramiron U-6190，Kuramiron U-9180，Kuramiron U-9190，Kuramiron U-9195，KuramironU-2780，Kuramiron U-2790，Kuramiron U-2795，Kuramiron U-6780和Kuramiron U-6795(Kuraray Co.，Ltd.生產(chǎn))；Resamine P-1045，Resamine P-1078，Resamine P-1098，Resamine P-7045，ResamineP-7070，Resamine P-2045，Resamine P-2060，Resamne P-4000，Resamine P-4090，Resamine P-4200，Resamine P-4585，ResamineP-4590，Resamine P-8765，Resamine P-880和Resamine P-890(Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.，Ltd.生產(chǎn))。
上述作為粘彈性供應劑的非苯乙烯基熱塑彈性體可以單獨使用或者將其中的兩種或更多種合并一起使用。它的用量可以是使墨水隨動件表現(xiàn)出對彈性響應優(yōu)異的粘彈性的量，可以為基于墨水隨動件總量的0.2～30％，優(yōu)選為0.5～15％，更優(yōu)選為0.5～10％。
在本發(fā)明的墨水隨動件中，(a)必須包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中的非苯乙烯基熱塑彈性體，(b)必須表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性。通常，tanδ可以用作粘彈性的強度指數(shù)。既然這樣，tanδ是表示損耗模量/儲存模量的值。其中大的值(tan3＞1)表示流動性高(或粘度優(yōu)異)，小的值(tanδ＜1)表示隨動件是固體(或粘性優(yōu)異)。
因此，為了在本發(fā)明的墨水隨動件中表現(xiàn)出對彈性響應優(yōu)異的粘彈性，在1～63rad/sec的整個頻率范圍內(nèi)tanδ的值為0.1～2.0，優(yōu)選為0.3～1.0，更優(yōu)選為0.5～1.0。在各自頻率中測量的tanδ的平均值優(yōu)選為1.0或更少。
本發(fā)明中，如果tanδ的值在上述的整個頻率范圍內(nèi)超過2.0，所帶來的問題是墨水儲存器中的墨水隨動件在墨水消耗時候的隨動響應較差并且當沖擊施加到筆體上時墨水隨動件易于離散。另一方面，如果tanδ的值在上述的整個頻率范圍內(nèi)小于0.1，墨水隨動件的彈性太強，因此很難將其裝入墨水儲存器，所以它的實用性也就消失了。
通過控制在各自頻率測量的tanδ的平均值到1.0或更小可以表現(xiàn)出較好的在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性。
本發(fā)明中，發(fā)明的效果可以通過(a)包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中的非苯乙烯基熱塑彈性體和(b)表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性，其中原油組分輕微沉積在上述彈性優(yōu)異的墨水隨動件中的構造是更優(yōu)選采取的。
本發(fā)明中，原油組分輕微沉積在墨水隨動件中從而進一步降低墨水儲存器和墨水隨動件之間的摩擦阻力，并且因此更進一步增強隨動性能。特別是在用粗體型的水基墨水圓珠筆或灌有具有相對低粘度墨水、流速大的水基墨水圓珠筆書寫或者用規(guī)格不是粗體型的圓珠筆以兩倍或更高的速度書寫時，畫線不會產(chǎn)生缺乏，隨動響應的效果可以得到非常大的增強。此外，它具有墨水清晰的變干性能和耐落差沖擊性，這是彈性優(yōu)異的墨水隨動件的獨特特征，因此可以得到品質均衡方面優(yōu)異的墨水隨動件。
上述原油組分的沉積可以通過實施油分離程度試驗來比較，具體地說，依照JIS K 2220-5.7-1993的油分離程度試驗(60℃，24小時)。本發(fā)明中，為了采取其中原油組分輕微沉積的構造，上述油分離試驗的值優(yōu)選落在0.2～15％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1.0～10％。
在JIS K 2220-5.7-1993所描述的油分離程度試驗方法中，將用于測量的樣品填充到JIS標準指定的金屬質篩網(wǎng)圓錐形過濾器中，并在100℃的環(huán)境下放置24小時以測量油從篩網(wǎng)圓錐形過濾器中沉積的量。
同樣在本發(fā)明的墨水隨動件中，一般來說，可以采用上述指定的方法用于測量油分離性能(油分離程度)，但是由于下面的原因，優(yōu)選改變部分測量條件。
也就是說，大部分能夠提供彈性的粘彈性控制劑為聚合物如熱塑彈性體，如果使用它們制造墨水隨動件，那么在許多情形下，隨動件在約100℃會呈現(xiàn)出流動性從而帶來很大程度的粘度降低。因此，如果墨水隨動件在100℃下放置，如上所述，提供圓珠筆高性能的墨水隨動件也會表現(xiàn)出很大程度的粘度降低，除油組分之外的組分會流出篩網(wǎng)圓錐形過濾器的外界，因此測量本身的真實性會很大程度的降低。因而，考慮到圓珠筆的實際使用環(huán)境，筆體幾乎不在100℃下放置，所以測量100℃下油的沉積是不現(xiàn)實的。
另一方面，當把測量油分離程度的條件設定在60℃-24小時的時候，在彈性-優(yōu)勢的墨水隨動件中可以觀察到油分離的測量值和筆體性能之間的大的相關性?？梢源_定的是在上述溫度條件下顯示油分離性能落在特定范圍內(nèi)的墨水隨動件在清晰的變干性和耐落差沖擊性方面是優(yōu)異的。同樣在筆體隨時間消逝的加速試驗中，許多情形下采用對在50～60℃下儲存的評價，因此從評價隨時間消逝筆的性能的觀點來看60℃下的測量是優(yōu)選的。
因此，本發(fā)明中油分離程度試驗在60℃-24小時下進行，以代替JIS K 2220-5.7-1993指定的油分離程度試驗中的100℃-24小時。
本發(fā)明中，如果油分離程度試驗(60℃-24小時)中的油分離程度小于0.2％，墨水儲存器和墨水隨動件之間的摩擦阻力就不會降低這么多，因此就不會表現(xiàn)出筆體中滿意的隨動性能。另一方面，如果油分離程度超過15.0％，那么在某些情形下，即使在彈性-優(yōu)勢的墨水隨動件中原油組分也會移向墨水儲存器中的墨水邊上從而帶來惡化的外觀和差的書寫，因此這個范圍不是優(yōu)選的。
本發(fā)明中，如果需要的話，可以另外添加作為其他組分的增稠助劑(二氧化硅、粘土增稠劑、金屬皂等等)、表面活性劑和抗氧劑到包含上述非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑和溶解或溶脹于有機溶劑中的非苯乙烯基熱塑彈性體的墨水隨動件中。然而，增稠助劑、表面活性劑和抗氧劑中包含有增加tanδ值的化合物，如果它們的加入超過必要量，即使加入指定量的增稠劑，tanδ值也有可能超過2.0。因此，加入它們時必須多加注意。
在制造本發(fā)明的墨水隨動件的過程中，如果有必要，粘彈性供應劑可以通過加熱下的攪拌和捏合溶解在原油中。
此外，制造的墨水隨動件可以依靠擴散器如輾壓和捏合機以及加熱再次摻合，由此可以控制粘彈性。更明確地說，當制造的墨水隨動件的tanδ值低于預期值，它可以依靠擴散器如輾壓和捏合機來打破增稠結構而再次摻合，由此可以升高tanδ值。與之相反，當tanδ值高于預期值，可以將墨水隨動件再加熱到不低于增稠劑(聚合物)的玻璃轉化點，由此改善聚合物的增稠機制從而加強增稠結構，這樣可以降低tanδ值。
本發(fā)明的墨水隨動件通過適當沉積的原油組分進一步提高了筆的性能如隨動性。原油組分的沉積程度(油分離程度)可以通過采用下列控制方法(1)～(6)來控制。這些控制方法(1)～(6)可以單獨或者將其中的兩種或多種進行適宜的合并來使用。
用于增強油分離程度的方法包括每個方法如(1)摻合少許過量的原油以控制增稠劑的濃度到較低的水平，(2)當使用聚合物基增稠劑時，在盡可能低的加熱溫度下進行攪拌，(3)降低攪拌以及輾壓和捏合機摻合的能力使得增稠劑的分散少許不均勻，(4)將制造的墨水隨動件處于相對高溫下(優(yōu)選為30～60℃)數(shù)天。
此外，用于降低油分散程度的方法包括每個方法如(5)提高增稠劑的摻合量以加強增稠結構并且增強保持原油的能力以及(6)提升攪拌以及輾壓和捏合機摻合的能力使得增稠劑的分散均勻。
本發(fā)明的墨水隨動件通過安裝在用于書寫裝置如水基墨水圓珠筆和油基墨水圓珠筆的墨水儲存器的堵塞部分上使用。
在這樣組成的本發(fā)明的墨水隨動件中，它的一個目的是通過包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中并且表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的非苯乙烯基熱塑彈性體而提供具有穩(wěn)定的與筆體規(guī)格、用于書寫的流速和書寫速度無關的隨動性，并且不會引起由于書寫過程中墨水隨動件的缺乏以及由沖擊施加到筆體上引起的墨水隨動件的離散所產(chǎn)生的墨水反向泄漏的墨水隨動件，并且墨水隨動件在筆體高溫儲存下不會從墨水儲存器中流出，從而提供穩(wěn)定的用于書寫的流速。此外，理所當然的，所提供的墨水隨動件通過切斷墨水與外部空氣的接觸而防止墨水揮發(fā)(防揮發(fā)性能)以及防止墨水在筆朝上書寫中泄漏。
實施例接下來，將根據(jù)實施例和比較例更明確地解釋本發(fā)明，但是本發(fā)明決不局限于下面的實施例。
實施例1～9和比較例1～6每個實施例和比較例中使用的用于圓珠筆的水基墨水(墨水1～3，每個總量相應為100％重量份)依照下面列出的摻合配方制備。
墨水1的制備染料水性黑色染料R455(Orient Chemical Ind.，Ltd.生產(chǎn))7.0％重量份染料水性黃色染料6C(Orient Chemical Ind.，Ltd.生產(chǎn)) 1.0％重量份液體介質丙二醇 20.0％重量份粘度控制劑黃原膠(KELZAN HP)(Sansho Co.，Ltd.生產(chǎn)) 0.2％重量份表面活性劑油酸鉀0.5％重量份防腐劑萬畝定鈉 0.1％重量份防銹劑苯并三唑 0.1％重量份離子交換水余量將上述混合物攪拌然后過濾得到用于圓珠筆的水基黑色墨水。
墨水2的制備顏料炭黑(Printex 25)(Degussa AG生產(chǎn)) 7.0％重量份分散劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)(GAF Co.，Ltd.生產(chǎn)) 3.5％重量份液體介質丙三醇 10.0％重量份粘度控制劑交聯(lián)型聚丙烯酸(Hiviswako 105)(Wako Pure Chemical 0.4％重量份Industries Ltd.生產(chǎn))表面活性劑蓖麻醇酸鉀 0.5％重量份pH控制劑三乙醇胺 1.0％重量份防腐劑1，2-苯并異噻唑啉-3-酮 0.1％重量份防銹劑苯并三唑 0.1％重量份離子交換水 余量將上述混合物攪拌然后過濾得到用于圓珠筆的水基黑色墨水。
墨水3的制備顏料酞菁藍(Chromofine Blue 4965)(Dainichiseika Color & 1.5％重量份Chemicals MFG.Co.，Ltd.生產(chǎn))顏料氧化鈦(TITONE R-11P，Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.生 20.0％重量份產(chǎn))分散劑苯乙烯馬來酸樹脂銨鹽 2.5％重量份液體介質乙二醇 5.0％重量份粘度控制劑黃原膠(KELZAN HP)(Sansho Co.，Ltd.生產(chǎn))0.2％重量份表面活性劑鉀皂 0.5％重量份pH控制劑氨基甲基丙醇 0.3％重量份防腐劑萬畝定鈉 0.1％重量份防銹劑皂角苷 0.1％重量份離子交換水 余量將上述混合物攪拌然后過濾得到用于圓珠筆的水基藍色墨水。
每個實施例和比較例中使用的墨水隨動件依照下列表1和表2所示成分以及下面列出的制造方法A～D來制造。
墨水隨動件制造方法A～D墨水隨動件制造方法A方法將原油和增稠劑(以及添加劑)摻合并在150～180℃下依靠攪拌器高速攪拌約120分鐘。冷卻到室溫后，將混合物經(jīng)受一次軋輥處理從而得到墨水隨動件。
墨水隨動件制造方法B方法將原油和增稠劑(以及添加劑)摻合并在160～170℃下依靠攪拌器高速攪拌約180分鐘，冷卻到室溫。然后，將混合物依靠捏合機捏合60分鐘從而得到墨水隨動件。
墨水隨動件制造方法C方法將原油和增稠劑(以及添加劑)摻合并在170～190℃下依靠攪拌器低速攪拌約120分鐘，冷卻到室溫從而得到墨水隨動件。
墨水隨動件制造方法D方法將原油和增稠劑(以及添加劑)摻合并在室溫下依靠攪拌器高速攪拌約120分鐘。將混合物經(jīng)受一次軋輥處理以及真空除泡從而得到墨水隨動件。
通過上面描述的每個方法得到的油隨動件的油分離程度和tanδ按照下面的方法測量。
將0.1克上述具有各自特征的墨水隨動件中的一種和1.0克上述墨水1～3中的一種依照下面表1和表2中列出的各自組成填充到由Mitsubishi Pencil Co.，Ltd.生產(chǎn)的具有1.0mm的球直徑的圓珠筆體的墨水儲存器(再裝管)中，按照下面方法的每個項目對每個筆體進行評價試驗(1)高速書寫時的隨動性，(2)落差沖擊引起的墨水隨動件的離散，(3)在消耗墨水時墨水隨動件在管上的粘附，(4)用于書寫的流速穩(wěn)定性，(5)墨水隨動件的倒置和反向泄漏以及(6)筆體加熱時隨時間消逝的墨水流出穩(wěn)定性。
其結果列于下面的表1和表2中。
油分離程度的測量方法(依照JIS K 2220-5.7-1993)使用具有下面構造的測量裝置。
篩網(wǎng)圓錐形過濾器圓錐部分為JIS Z 8801-1993中指定的具有250μm標稱尺度的鎳篩網(wǎng)，具有直徑約0.8mm的鎳金屬絲銅焊在上部部分的外圍用以安裝具有相同直徑的鎳金屬絲吊架。
燒杯JIS K 2039-1993中指定的。
蓋子由厚度約1mm的黃銅制成，將由直徑約1.5mm的黃銅制成的吊鉤銅焊在其差不多中心位置的內(nèi)表面上。
墊圈具有與蓋的內(nèi)徑同樣尺寸的直徑，由厚度約為1.5mm的合成橡膠制成，其中在中心部分開有約20mm的洞。
測量環(huán)境測量溫度60±0.5℃放置時間24小時測量方法將大約10克的樣品填充到篩網(wǎng)圓錐形過濾器中，并將過濾器懸掛在蓋的吊鉤上。將其存放在燒杯中并處于恒溫水浴下指定時間。將燒杯從恒溫水浴中取出并冷卻至室溫，然后，將粘附在錐體上的油移至燒杯中依照下面的計算式測定燒杯中分離的油的質量油分離程度計算式A＝C/B×100(其中A油分離程度(％)，B樣品的質量(克)，C分離的油的質量(克))tanδ值的測量方法測量裝置動態(tài)攝譜儀RDS-II(Rheometric Scientific Co.，Ltd.制造)測量條件(頻率從屬性)幾何形狀平行板50mm直徑動態(tài)測量掃描類型頻率掃描頻率范圍0.06～650rad/sec測量間隔5點/每十個變形100％測量溫度25℃環(huán)境氮氣流動(1)高速書寫時隨動性的評價方法使用每個筆體在符合ISO標準的書寫紙上以兩倍速度和正常速度無約束地進行書寫，依照下面評價標準評價每個書寫線條。
評價標準◎在兩倍速度和正常速度下書寫沒有發(fā)現(xiàn)缺乏，可以平滑穩(wěn)定的書寫○在兩倍速度下發(fā)生輕微的遺漏，正常速度下可以書寫△在兩倍速度下發(fā)生明顯的遺漏，正常速度下可以書寫×即使正常書寫墨水也不隨動，發(fā)生遺漏(2)落差沖擊引起的墨水隨動件離散的評價方法將每個筆體筆尖朝上從1.5m高處跌落一次到厚度為2mm的雪松板上，跌落后肉眼觀察筆體，依照下面的評價標準評價墨水隨動件離散到墨水儲存器外面的程度。
評價標準○沒有觀察到墨水隨動件的離散，并且墨水和墨水隨動件的界面清晰△沒有觀察到墨水隨動件的離散，但是墨水和墨水隨動件的界面與筆體跌落前相比有一些紊亂×明顯觀察到墨水隨動件的離散，并且墨水反向泄漏到管的外面(3)消耗墨水時墨水隨動件在管上粘附的評價方法在下面條件下依靠書寫測試儀器在符合ISO標準的書寫紙上進行螺旋形書寫直至墨水耗盡，書寫后肉眼觀察再裝管，依照下面的評價標準評價墨水隨動件在管內(nèi)壁上的粘附。
評價標準◎幾乎沒有觀察到墨水隨動件在管內(nèi)壁上的粘附○稍微觀察到墨水隨動件在管內(nèi)壁上的粘附△明顯觀察到墨水隨動件在管內(nèi)壁上的粘附×全部墨水隨動件粘附在管內(nèi)壁上，在書寫過程中墨水隨動件陷入缺乏(4)墨水流出穩(wěn)定性的評價方法在下面條件下用每個筆體依靠書寫測試儀器在符合ISO標準的書寫紙上進行螺旋形書寫直至墨水耗盡，依照下面的評價標準評價流出的變化和每100m長書寫線條的狀態(tài)。
書寫條件書寫速度4.5m/分鐘，書寫角度60°，書寫載荷100g評價標準◎流速穩(wěn)定，直到墨水耗盡也沒有發(fā)生缺乏和密度不均衡○流速稍微有些分散，但是直到墨水耗盡也沒有發(fā)生缺乏和密度不均衡△流速有一些紊亂，稍微觀察到缺乏和密度不均衡×流速發(fā)生很大程度的分散，明顯觀察到缺乏和密度不均衡
(5)墨水隨動件倒置和反向泄漏的評價方法將每個筆體在50℃及65％濕度的條件下筆尖(蓋帽的一側)朝上放置一個月，取出后肉眼觀察再裝管，依照下面的評價標準評價包含在墨水隨動件中的原油組分的混入墨水中(稱為倒置)以及油泄露到再裝管外面的存在。
評價標準○沒有觀察到油進入墨水的倒置或油流到再裝管外面的泄露×觀察到油進入墨水的倒置或油流到再裝管外面的泄露(6)筆體加熱時隨時間消逝的墨水流出穩(wěn)定性將每個筆體在50℃及65％濕度的條件下筆尖(蓋帽的一側)水平放置一個月，取出后，在下面條件下用每個筆體依靠書寫測試儀器在符合ISO標準的書寫紙上進行螺旋形書寫直到墨水耗盡，通過與原始狀態(tài)(評價(4))比較，評價墨水流速的變化和每100m長書寫線條的狀態(tài)。
評價標準○與原始狀態(tài)相比，墨水的流動性和密度的不均衡幾乎發(fā)生改變△與原始狀態(tài)相比，墨水的流動性和密度的不均衡有一些改變，書寫性能稍微有些下降×與原始狀態(tài)相比，墨水的流動性和密度的不均衡發(fā)生很大程度的改變，書寫性能明顯下降表1

表1(續(xù))

表2

表2(續(xù))

下列化合物用作上述表1和表2中的*1～*14。
*1聚異丁烯潤滑油30N(NOF Corporation生產(chǎn))*2Diana操作油PW-380(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn))*3Sunprene EF50EA(Advanced Plastic Compounds Company生產(chǎn))*4Milastomer 803N(Mitsui Chemicals，Inc.生產(chǎn))*5Engage 8842(Du Pont Dow Elastomers L.L.C.生產(chǎn))*6UBE PEA-1201S(Ube Industries，Ltd.生產(chǎn))*7Pelprene P-30B(Toyobo Co.，Ltd.生產(chǎn))*8Pelprene P-280B(Toyobo Co.，Ltd.生產(chǎn))*9Kuramiron U-1195(Kuraray Co.，Ltd.生產(chǎn))*10Eftop EF-801(Mitsubishi Material Corporation生產(chǎn))*11Septon 2063(Kuraray Co.，Ltd.生產(chǎn))*12Tuftec 1141(Asahikasei Corporation生產(chǎn))*13AEROSIL-974D(Aerosil Japan Co.，Ltd.生產(chǎn))*14Benton 34(Wilbur Ellis Co.，Ltd.生產(chǎn))顯然從上述表1和表2顯示的結果可以清楚地看出在處于本發(fā)明范圍內(nèi)的、與處于本發(fā)明范圍以外的比較例相對比的實施例1～9中，高速書寫時的隨動性優(yōu)異，不會引起由落差沖擊導致的墨水隨動件的離散和在消耗墨水時墨水隨動件在管上的粘附，另外墨水的流出穩(wěn)定性優(yōu)異，此外，不會引起墨水隨動件的倒置和反向泄漏，而且在筆體加熱情況下墨水隨時間消逝的流動穩(wěn)定，因此所有性能是滿意的。
工業(yè)應用性依照本發(fā)明，其目的是提供具有穩(wěn)定的與筆體規(guī)格、用于書寫的流速和書寫速度無關的隨動性，并且不會引起由于書寫過程中墨水隨動件的缺乏以及由沖擊施加到筆體上引起的墨水隨動件離散所產(chǎn)生的墨水的反向泄漏的墨水隨動件，并且墨水隨動件在筆體高溫儲存下不會從墨水儲存器中流出，從而提供穩(wěn)定的用于書寫的流速。此外，理所當然的，所提供的是一種通過切斷墨水與外部空氣的接觸而防止墨水揮發(fā)(防揮發(fā)性能)以及防止墨水在筆朝上書寫中泄漏的墨水隨動件。
權利要求
1.一種墨水隨動件，其特征在于包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中并且表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的非苯乙烯基熱塑彈性體。
2.權利要求1的墨水隨動件，其中所述非苯乙烯基熱塑彈性體為選自以下組中的至少一種氯乙烯基熱塑彈性體、烯烴基熱塑彈性體、聚酰胺基熱塑彈性體、聚酯基熱塑彈性體以及聚氨酯基熱塑彈性體。
3.權利要求1或2的墨水隨動件，其中依照JIS K 2220-5.7-1993測定的上述墨水隨動件的油分離程度試驗(60℃，24小時)值為0.2～15％。
全文摘要
所提供的是一種墨水隨動件，其具有穩(wěn)定的與筆體規(guī)格、用于書寫的流速和書寫速度無關的隨動性，并且不會引起由于書寫過程中墨水隨動件的缺乏所產(chǎn)生的墨水的反向泄漏以及由沖擊施加到筆體上引起的墨水隨動件離散，并且墨水隨動件在筆體高溫儲存下不會從墨水儲存器中流出，從而提供穩(wěn)定的用于書寫的流速。此外，所提供的是一種通過切斷墨水與外部空氣的接觸而防止墨水揮發(fā)(防揮發(fā)性能)以及防止墨水在筆朝上書寫中泄漏的墨水隨動件。上述墨水隨動件包括，例如，一種墨水隨動件，特征在于包含非揮發(fā)或輕微揮發(fā)的有機溶劑以及溶解或溶脹在有機溶劑中并且表現(xiàn)出在彈性響應方面優(yōu)異的粘彈性的非苯乙烯基熱塑彈性體。
文檔編號B43K5/00GK1708410SQ20038010208
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月27日 優(yōu)先權日2002年10月25日
發(fā)明者宮本勝, 竹內(nèi)容治, 佐藤健司 申請人:三菱鉛筆株式會社