專利名稱：用于使用似凝膠物質(zhì)和固體塊的含水圓珠筆的油墨跟隨器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)油墨跟隨器，用在含水圓珠筆的油墨的后端，直接放在油墨囊中，本發(fā)明也涉及配有油墨跟隨器的圓珠筆。
含水圓珠筆油墨的粘度在0.01至3Pa.Sec，這遠(yuǎn)低于具有相似結(jié)構(gòu)的油質(zhì)圓珠筆的粘度，如3至20Pa.sec.。這樣，如果筆直立或橫放，油墨會(huì)不合適地漏出。此外，即使輕微碰撞，含水圓珠筆的油墨也會(huì)四處飛散，有時(shí)會(huì)弄臟手或衣服，因此，為了避免這些缺點(diǎn)，提供了油墨跟隨器。這種油墨跟隨器也稱作“油墨控制塞”。
在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)(昭)57-153070，57-200472，61-57673，61-145269，61-151289，61-200187，61-268786，62-50379和62-148581號(hào)中，已公開(kāi)了裝在含水圓珠筆上的似凝膠油墨控制塞，在這種筆中油墨水直接儲(chǔ)存于油墨囊中。
當(dāng)含水圓珠筆可以直立或橫倒放置時(shí)，這些油墨控制塞足以避免油墨漏出，并且油墨控制塞經(jīng)得起輕微碰撞。在輕微掉下碰撞中，最嚴(yán)重的例子是筆從書(shū)桌(大約70厘米高)上掉到的地板上。在這種情況下，通過(guò)油墨跟隨器的稍許調(diào)節(jié)，即使是普通的油墨跟隨器也不至于產(chǎn)生任何麻煩。
然而，當(dāng)普通油墨跟隨器經(jīng)受強(qiáng)烈的下掉碰撞時(shí)，它的功能就會(huì)失去。例如，在筆的分發(fā)過(guò)程中，可以假設(shè)筆從有人的眼睛高(大約150厘米)處的書(shū)架上掉下來(lái)是不稀奇的，而在這種情況下，碰撞就是從書(shū)桌上掉下來(lái)施加到圓珠筆上的力的兩倍或更大。結(jié)果，油墨的粘度就會(huì)大大降低，以致這種油墨跟隨器在油墨囊中散開(kāi)，有時(shí)油墨會(huì)漏出。此外，當(dāng)油墨囊中的東西按這種方式急劇流動(dòng)時(shí)，過(guò)大的壓力就會(huì)施加到筆頭上或其周圍，以致球常常從夾持器中彈出。
一般技術(shù)的油墨跟隨器是使用石英精細(xì)顆粒通過(guò)將假塑性傳遞給非含水底油而形成的。由于這種假塑性很強(qiáng)，油墨的粘性特性會(huì)由于強(qiáng)烈碰撞而急劇變化，因此油墨的粘度受強(qiáng)烈掉下碰撞的影響。
如上所述，輕微的掉下碰撞影響不大，但由于強(qiáng)烈下掉碰撞使油墨跟隨器的機(jī)械性能失去的傾向值得考慮，因?yàn)橛湍S器中底油的粘度低。然而，底油的粘度越低，跟隨器對(duì)墨水的跟蹤效果就越好，相反，底油的粘度越高，跟隨器對(duì)墨水的跟蹤效果就越差。
例如，美國(guó)專利號(hào)4,671,691公開(kāi)了一種粘彈性油墨水跟隨器，它包含有49％的聚丁烯、49％的礦物油以及2％的二甲基-二-十八烷基銨膨潤(rùn)土(dimethyldioctadecylammoniumbentonite)從本發(fā)明的觀點(diǎn)來(lái)簡(jiǎn)述這種油墨跟隨器，粘性基增稠劑用來(lái)將弱假塑性賦予高粘性底油，但是，盡管抗碰撞性能很好，跟隨器對(duì)油墨的跟蹤效果不好。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要消除使用在普通含水圓珠筆中的油墨跟隨器的缺點(diǎn)，如為解決在碰撞阻力改進(jìn)時(shí)油墨跟蹤效果變壞的問(wèn)題。那就是說(shuō)，本發(fā)明的目的是要提供一種油墨跟隨器，它具有對(duì)強(qiáng)列掉下碰撞的改進(jìn)了的抗碰撞能力和對(duì)油墨的好的跟蹤效果(油墨跟蹤效果)。
不用說(shuō)，由本發(fā)明提供的油墨水跟隨器應(yīng)該有把油墨與空氣隔開(kāi)以防止揮發(fā)的效應(yīng)(防揮發(fā)功能)，和在直立寫字時(shí)墨水不從油墨囊的后端漏出的效應(yīng)(防漏功能)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種含水圓珠筆，當(dāng)這種含水圓珠筆發(fā)生強(qiáng)烈下掉碰撞時(shí)不會(huì)影響使用這種筆的寫字效果。
本發(fā)明者已高度重視研究了如何克服普通技術(shù)的上述缺點(diǎn)，結(jié)果，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入固體塊到似凝膠材料中時(shí)，所施加的掉下碰撞在似凝膠材料中會(huì)分散，而且即使使用具有好的油墨跟蹤效果的低粘度底油的似凝膠物質(zhì)也能經(jīng)得住強(qiáng)的下掉碰撞。因此，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明現(xiàn)在還沒(méi)有完成。
那就是說(shuō)，用于本發(fā)明的含水圓珠筆的油墨跟隨器包含有似凝膠物質(zhì)，它具有在1至30000秒-1或相應(yīng)的剪切頻率的剪切率下的剪細(xì)性質(zhì)和表現(xiàn)出突出的粘滯反應(yīng)，還有引入到似凝膠物質(zhì)中的固體塊，它具有0.8至1.10的比重。
本發(fā)明涉及一種含水圓珠筆，該含水圓珠筆具有一個(gè)直接儲(chǔ)存油墨的油墨囊，和一個(gè)油墨跟隨器，該油墨跟隨器包含具有大于1.0的介質(zhì)損耗角正切的似凝膠物質(zhì)和具有0.8至1.1的比重的固體塊。
當(dāng)給定10％至200％的應(yīng)變率時(shí)，這種似凝膠物質(zhì)在5至3000秒-1的剪切率或?qū)?yīng)的剪切頻率范圍內(nèi)最好有大于1.0的損耗正切角δ。
如上面提到的似凝膠物質(zhì)，可使用的似凝膠物質(zhì)包含從下面物質(zhì)中選擇的至少一種底油，這種物質(zhì)包括礦物油，硅油和具有500至3000分子量及在25℃下有5Pa.Sec或少一些的粘度的潤(rùn)滑油，以及表面已經(jīng)過(guò)甲基化處理的增水二氧化硅。
上面提到的優(yōu)選的固體物是有著外徑小于油墨囊的內(nèi)徑、長(zhǎng)度大于油墨囊內(nèi)徑的柱狀或筒狀模鑄品。


圖1A、1B和1C表示了固體物在油墨的似凝膠物質(zhì)中的位置，圖1A表示固體物位于似凝膠物質(zhì)的中央，圖1B表示固體物稍許從似凝膠物質(zhì)的后端伸出，而圖1C表示固體物進(jìn)入了油墨中。
圖2是表示使用本發(fā)明的油墨水跟隨器的含水圓珠筆的油墨囊以及它的尖端的一實(shí)施例的剖面圖。
符號(hào)的解釋a....油墨與似凝膠物質(zhì)間的界面b....似凝膠物質(zhì)與外部空氣間的界面1....筆尖(圓珠筆的尖端)2....筆尖和油墨囊的連接點(diǎn)3....防回漏球4....油墨囊5....油墨6....油墨跟隨器的似凝膠物質(zhì)7....油墨跟隨器的固體塊1....縱向X-X′....截面線能用在本發(fā)明的油墨跟隨器中的似凝膠物質(zhì)含有底油和增稠劑，如有必要，在似凝膠物質(zhì)中還含有表面活化劑。在優(yōu)選的似凝膠物質(zhì)中，底油的粘度低，而且優(yōu)選的似凝膠物質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的粘性反應(yīng)(正切δ＞1，即流動(dòng)性很大的粘彈性物質(zhì))。更進(jìn)一步地，最好似凝膠物質(zhì)具有的油墨跟蹤效果。
這里，介質(zhì)損耗角正切是損耗彈性模量與存貯性模量的比值。這個(gè)值高意味著可流動(dòng)性高(或?yàn)檎承晕镔|(zhì))，而這個(gè)值低則意味著似凝膠物質(zhì)接近固態(tài)(或?yàn)閺椥晕镔|(zhì))。
能用在這種似凝膠物質(zhì)中的底油是非揮發(fā)性的或很少揮發(fā)，而更特別地，它是一種低粘度的溶劑，在這種溶劑中，在98℃下持續(xù)5小時(shí)的揮發(fā)損耗是0.4％或者更少，而且它是從不溶于水的有機(jī)溶劑中選擇出來(lái)的。優(yōu)選的底油是從由礦物油、硅油和具有500至3000的分子量的潤(rùn)滑油構(gòu)成的組合物中選擇出來(lái)的。在25℃下底油的粘度為5Pa-Sec或更小一些，最好為2Pa.Sec。
通常，當(dāng)圓珠筆起立或橫放時(shí)，為了避免油墨后漏，和為得到抗輕微掉下碰撞的能力，主要要給能用在含水圓珠中，處于低剪切率或在處于低應(yīng)變率測(cè)量的低頻率范圍內(nèi)的似凝膠物質(zhì)以彈性反應(yīng)(如，介質(zhì)損耗角正切小于1)。在這種情況下，25℃下底油的粘度為2Pa.Sec或更小一些，最好為1Pa.Sec或者更小。如果底油的粘底超過(guò)2Pa.Sec，對(duì)油墨的跟蹤效果就差，而且當(dāng)以每秒10厘米左右的高速度畫線時(shí)，這可以認(rèn)為是通常按直線尺畫直成的寫字速度，這樣畫出的線就會(huì)比書(shū)寫的字符細(xì)。此外，這種高粘度的底油有時(shí)也會(huì)引起線跳躍和缺油而看不清。
然而，能用于本發(fā)明的似凝膠物質(zhì)是這樣設(shè)計(jì)的，以便粘性反應(yīng)(損耗彈性模量)可以超過(guò)彈性反應(yīng)(存儲(chǔ)彈性模量)(即，介質(zhì)損耗角正切大于1)。此外，這種似凝膠物質(zhì)在可流動(dòng)性上要比普通的似凝膠油墨跟隨器的情況好得多，因此，這種似凝膠物質(zhì)對(duì)油墨水有著好的跟蹤效果，而且只要底油的粘度不超過(guò)5Pa.Sec，以高速畫出的線的質(zhì)量就不會(huì)下降。
更進(jìn)一步地，能用于本似凝膠物質(zhì)中的增稠劑是從憎水的和不含水的增稠劑中選出來(lái)的。如果使用親水增稠劑，那么憎水增稠劑就會(huì)通過(guò)似凝膠物質(zhì)和油墨之間的界面而轉(zhuǎn)變成油墨，以致油墨跟隨器的似塑性不適當(dāng)?shù)厥?。結(jié)果，當(dāng)將圓珠筆放置到直立時(shí)，油墨向后流，底油浮在油墨中，以致書(shū)寫不便地成為不可能。
能用于本發(fā)明的優(yōu)選增稠劑的實(shí)施例包括表面已經(jīng)過(guò)甲基化處理的二氧化硅精細(xì)粒子(如由Aerosyl公司研制的“R-972”，“R-974D”，和“R-976D”)，由將二甲基-二-十八烷基銨膨潤(rùn)土經(jīng)過(guò)鎓化處理獲得的表面具有相同憎水性的增稠劑，和無(wú)水金屬皂(比如硬脂酸鋰，硬脂酸鋁和硬脂酸鈉)。這些增稠劑可以單獨(dú)使用，或者結(jié)合起來(lái)使用。
要使用的增稠劑的量最好在似凝膠物質(zhì)總重量的百分之一至六的范圍內(nèi)。如果增稠劑的量少于1％，就不能足夠地得到油墨跟隨器的足夠假塑性，而如果它多于6％，彈性反應(yīng)常常會(huì)超過(guò)粘性反應(yīng)。
然而，即使增稠劑的量少于1％或多于6％，只要似凝膠物質(zhì)有等于權(quán)利要求中所述的粘彈性，就不會(huì)影響油墨跟隨器的效果。
如有必要，樹(shù)脂或橡膠也能用作增稠劑。然而，在使用這樣的材料時(shí)，彈性反應(yīng)會(huì)增加，而且由于這種原因，大量使用這樣的材料就不是最佳選擇。
在能用在本發(fā)明的油墨跟隨器中的似凝膠材料中，如有必要，也能使用表面活性劑。表面活性劑的采用對(duì)于改進(jìn)對(duì)油墨的跟蹤效果是一種有效的方法。對(duì)于表面活性劑的種類報(bào)本沒(méi)有特殊的限制，但象溶劑一樣在存貯時(shí)進(jìn)入油墨中這樣的表面活性劑不是最佳的，具有4或者更少的HLB(親水的---親脂肪的平衡)的非離子表面活性劑是較佳的。此外，稱為氟基表面性劑和硅氧烷基表面活性劑的表面活性劑是最佳的，因?yàn)樗軠p少底油的表面張力。
要加入的表面活性劑的量最好在增稠劑重量的0.01％至5％的范圍內(nèi)。即使表面活性劑的量在重量上超過(guò)5％，似凝膠材料的任何效果都不會(huì)受到影響，但加入的表面活性劑的更進(jìn)一步效果就不可能期望更多。
能用于本發(fā)明的油墨跟隨器的固體塊在圖1A所示的縱向(1)上長(zhǎng)于油墨囊的內(nèi)徑，而短于油墨囊的整個(gè)長(zhǎng)度。在圖1B所示的沿線X-X′的截面中，固體塊有著油墨囊的橫截面積的10％至95％的橫截面積。即使固體塊的橫截面積只有油墨囊的10％左右，有著要增大的表面積和與似凝膠材料接觸面的固體塊仍是有作用的，但考慮到固體塊有著象圓柱體、棱柱體或筒狀體之類的簡(jiǎn)單形狀，它的橫截面積最好為油墨囊的橫截面積的30％或者再大一些。
如果固體塊的長(zhǎng)度在圓珠筆的縱向上小于油墨囊的內(nèi)徑，那么，在筆橫放時(shí)，固體塊就有可能位于似凝膠材料中，而在這種情況下，固體塊分散碰撞的能力就發(fā)揮不出來(lái)，而且固體塊在油墨囊中的滑動(dòng)性能很不好。在更壞的情況下，固體塊就不再能跟蹤似凝膠物質(zhì)。如果固體長(zhǎng)于油墨跟隨器的整個(gè)長(zhǎng)度，當(dāng)墨水已消耗掉一些時(shí)，可以設(shè)想固體塊會(huì)不適當(dāng)?shù)貑为?dú)從油墨跟隨器中抽出。
如果固體塊的橫截面積太小，例如小于油墨囊的10％，那么固體塊吸收碰撞的能力就施加不出來(lái)。如果固體塊的橫截面積超過(guò)油墨囊橫截面積95％，那么，由于油墨囊的不均勻內(nèi)徑，固體塊的滑動(dòng)性能有時(shí)很不好。
更進(jìn)一步地，這種固體塊的比重必須在0.8至1.10的范圍內(nèi)。通常，取這種需要的依據(jù)是象潤(rùn)滑油、礦物油或硅油這些用作基油的溶劑的比重為0.80或大一點(diǎn)，似凝膠材料的比重取決于這種基油的比重，而墨水的比重通常為1.10或更小一些。
如果固體塊的比重明顯小于似凝膠狀材料的比重，固體塊就會(huì)浮在似凝膠物質(zhì)中，以致似凝膠物質(zhì)對(duì)下掉碰撣的加固作用就產(chǎn)生不出來(lái)。此外，如果固體塊的比重大于油墨的比重，固體塊就會(huì)沉到油墨下，以致固體塊就不能起到作為似凝膠物質(zhì)核的任何作用。
此外，固體塊可以隨似凝膠物質(zhì)的底油而稍許膨脹，但產(chǎn)生膨脹或溶于底油的固體塊不是最佳的。固體塊的這種需要也適合于油墨。
這樣，能用于本發(fā)明的油墨跟隨器的固體塊的材料的例子包括象聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯之類的人造樹(shù)脂；象天然橡膠、腈橡膠、聚異丁烯等之類的橡膠，木材，人造和天然樹(shù)脂以及有著閉晶格和0.8至1.10的表觀比重的金屬。從工業(yè)生產(chǎn)的角度看，有著良好的可加工性和控制質(zhì)量的不均勻性的人造樹(shù)脂和人造橡膠為最好。
即使具有任何形狀，只要固體塊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候能自由地從油墨儲(chǔ)存器中滑動(dòng)，那么用于本發(fā)明的油墨跟隨器中的固體塊就能產(chǎn)生作用。為了便于工業(yè)生產(chǎn)，有著開(kāi)口端的圓柱形固體塊和筒形固體塊是最佳的，因?yàn)樗鼈円子诩庸ぁ?br> 能用于本發(fā)明的油墨跟隨器中的似凝膠狀物質(zhì)可以按在油墨跟隨器的常規(guī)生產(chǎn)技術(shù)中相同的步驟進(jìn)行制造。使用憎水二氧化硅和粘土基增稠劑的一個(gè)例子是非常簡(jiǎn)單的方法，它包括在室溫下將所有底油的似凝膠狀物質(zhì)組份、表面活性劑等進(jìn)行初步捏和，然后借助象三滾機(jī)或攪拌機(jī)之類的彌散混合器攪合它們。在用金屬皂作為增稠劑的情況下，這種增稠劑在進(jìn)行捏和步驟之前必須加熱到200℃或更高的高溫，而表面活性劑必須按照它的耐熱性在冷卻之后加入。
作為用于本發(fā)明的油墨跟隨器中的似凝膠狀物質(zhì)、固體塊加入的一個(gè)例子，它包括用油墨充入油墨囊，將筆頭接到油墨囊上，用似凝膠物質(zhì)填入油墨的尾端和從尾端將固體塊插入油墨囊中。此后，按從油墨囊尾端至筆頭的方向用離心分離器施加強(qiáng)的離心力，這樣固體塊就插進(jìn)了似凝膠物質(zhì)中。固體塊要插入如圖1A所示的似凝膠狀物質(zhì)的中央是理想狀態(tài)，但即使不能這樣，例如象圖1B或圖1C所示的狀態(tài)，固體塊的功能也根本不受影響。
關(guān)于使用本發(fā)明的跟隨器的圓珠筆，如圖2所示，油墨直接存貯在油墨囊中，而包含有一個(gè)球和裝在油墨囊尖端上的筆尖裝在油墨囊的尖端。把包含有似凝膠物質(zhì)和固體塊的油墨跟隨器插入其中。油墨囊內(nèi)徑為3毫米或大一點(diǎn)，呈圓柱形或類似的形狀，例如，由聚丙烯或類似物制成的筒狀物也能使用。
通常，在只含有似凝膠物質(zhì)的油墨跟隨器的情況下，如果似凝膠物質(zhì)的彈性反應(yīng)超過(guò)粘性反應(yīng)(如，在介質(zhì)損耗角正切小于1的情況下)，象掉下碰撞這樣的碰撞首先由似凝膠狀物質(zhì)吸收，然后擴(kuò)散。這就是說(shuō)，能產(chǎn)生很好的抗下掉碰撞能力。然而，似凝膠狀物質(zhì)是同時(shí)吸收所有外力的，因此由油墨流動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)壓力也被吸收了，以致在寫字時(shí)油墨通過(guò)筆頭的正常流動(dòng)也受到了干擾。
按照本發(fā)明的油墨跟隨器的固體塊有著通過(guò)作為核的固體物質(zhì)吸收和擴(kuò)散如掉下碰撞這樣的撞擊的功能，因此在似凝膠狀物質(zhì)中不需要有吸收碰撞的能力。這樣，即使在從低剪切率區(qū)至高剪切率區(qū)的間隔內(nèi)使用粘性反應(yīng)超過(guò)彈性反應(yīng)(如，流動(dòng)性是好的)的似凝膠物質(zhì)，本發(fā)明的油墨跟隨器也是以經(jīng)受得了掉下碰撞，并不會(huì)影響油墨水的正常流動(dòng)。
用于本發(fā)明的含水圓珠筆的油墨水跟隨器有著極好的油墨跟蹤性，即使在遭受強(qiáng)烈的掉下撞擊時(shí)，也能防止墨水泄漏和球的脫離，有很好的防泄漏效果。
借助于參考實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例將本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中的測(cè)量和測(cè)試按如下方法進(jìn)行粘度底油和油墨的粘度用由TOKi三洋公司制造的EMD粘度計(jì)來(lái)測(cè)量。
損耗正切(介質(zhì)損耗角正切)損耗正切通過(guò)使用由Leology有限公司制造的“MR-500型Leometer”測(cè)量。測(cè)量架是一塊具有直徑40毫米，間隔寬度為0.32毫米，以及應(yīng)變角約1°以便給定的應(yīng)變比可以是100％的平行板。
在每個(gè)實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中，按下面的程序?qū)?0支圓珠筆進(jìn)行比較，然后進(jìn)行如下測(cè)試。
油墨跟蹤效果對(duì)油墨的跟蹤效果是通過(guò)用10支含水圓珠筆以每分鐘4.5米的速度畫螺旋線，直至油墨水用完了為止來(lái)觀察到的。油墨跟蹤效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下o似凝膠物質(zhì)幾乎沒(méi)有粘到油墨囊壁上的情形。
n觀察到了有似凝膠物質(zhì)粘結(jié)到壁上的情形。
m大量的似凝膠物質(zhì)粘結(jié)到壁上以及出現(xiàn)在油墨水尾端的似凝膠物質(zhì)在畫線中間完全消耗掉了的情形。
掉下撞擊試驗(yàn)從10支含水圓珠筆上取掉筆帽，將這些圓珠筆從1.5米高的混凝土上掉下以便每支筆的尾端碰到混凝土上。然后數(shù)漏油的圓珠筆支數(shù)和球彈出的圓珠筆支數(shù)。
回流的油墨滲漏用10支處于筆頭朝上狀態(tài)的含水圓珠筆進(jìn)行書(shū)寫，直至線再寫不出來(lái)為止，將它們立在測(cè)試管臺(tái)上以便筆頭可以朝上，進(jìn)而讓油墨回流。數(shù)油墨從油囊中漏出的含水圓珠筆數(shù)量。
含水圓珠筆含水圓珠筆的油墨囊和筆尖如圖2所示，實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中的油墨囊4充填了預(yù)先準(zhǔn)備好的油墨5和每個(gè)油墨跟隨器6，該油墨囊4包含具有內(nèi)徑為4.0毫米的半透明聚丙烯管。在實(shí)施例1至3和對(duì)比實(shí)施例4的油墨跟隨器中，填入了大約0.12克的似凝膠物質(zhì)，和固體塊7，而在對(duì)比實(shí)施例1至3的油墨跟隨器中，填入了0.15克的似凝膠物質(zhì)。每支含水圓珠筆的筆頭都裝有與在有普通的纖維束油墨阻塞材料的含水圓珠筆中相同的筆尖1。圓珠筆尖夾持器2的材料是自由切割的不銹鋼，而且有0.5毫米直徑的球3是由碳化鎢制成的。
用油墨和似凝膠狀物質(zhì)充填油墨囊4，在筆頭裝上后，從油墨囊的尾端將固體塊插入似凝膠物質(zhì)中。然后，用KokusanEnshinnki有限公司制造的H103N型離心分離器按從筆的尾端到筆頭的方向以每分鐘2800轉(zhuǎn)的速度對(duì)油墨囊4施加10分鐘的離心力，借此將固體塊插入似凝膠狀物質(zhì)中。
用于含水圓珠筆的油墨用在使用于上面提到的含水圓珠筆中的含水圓珠筆中的油墨按如下配備炭墨 按重量計(jì)占7份“Plintex 25”(由Degussa制造)聚乙烯吡咯烷 按重量計(jì)占3.5份“PVP K-30”(由GAF公司制造)甘油 按重量計(jì)占10份蓖麻醇酸鈣 按重量計(jì)占0.5份三乙醇胺 按重量計(jì)占1份1，2苯并異噻唑啉-3-酮按重量計(jì)占0.2份苯并三唑 按重量計(jì)占0.2份水 按重量計(jì)占27.2份將上述材料用珠狀磨碎機(jī)攪拌，然后從中去掉炭墨粗粒。然后，加入下列物質(zhì)以得到具有在40秒-10.5Pa-Sec的粘度的含水圓珠筆的油墨丙二醇 20份重量交聯(lián)聚丙烯酸 0.4份重量“carbopole”水(由B.F goodrich公司制造)30份重量實(shí)施例1似凝膠物質(zhì)潤(rùn)滑油“潤(rùn)滑油35R”(聚丁烯) 4.4份重量[由Idemitsu Kosan有限公司制造MW＝720]礦物油 47.5份重量“Dianaprocess油MC-S32”[由Idemitsu Kosan有限公司制造]憎水二氧化硅 5份重量“Aerosyl R-976D”[由日本Aerosyl有限公司制造；BET表面積＝300米2/克]氟基表 0.1份重量活性劑“Eftop EF-801”[由Mitsubishi礦物有限公司制備]用三滾攪拌機(jī)對(duì)上述混合物進(jìn)行攪拌，以制備用于油墨跟隨器的似凝膠狀物質(zhì)。
固體塊使用具有直徑為3毫米、長(zhǎng)為10毫米的圓柱形模鑄聚丙烯制品。
實(shí)施例2似凝膠狀物質(zhì)潤(rùn)滑油94份重量“尼桑潤(rùn)滑油015N”[由日本Oils和Fats有限公司制備；MW＝580]憎水二氧化硅 5份重量“Aerosyl R-974D”[由日本Aerosyl有限公司制備；BET表面積＝200米2/克]硅氧烷基表面 1份重量活性劑“SILWET FZ-2110”[日本Yunika有限公司]用三滾攪拌機(jī)攪拌上述混合物，以制備用于油墨跟隨器的似凝膠狀物質(zhì)。
固體塊使用具有外徑為3毫米、內(nèi)徑為2毫米、長(zhǎng)為5毫米的腈橡膠管。實(shí)施例3似凝膠狀物質(zhì)礦物油 93份重量“Dianaprocess油MC-W90”[由Idemitsu Kosan公司制備]
憎水二氧化硅 6份重量“Aerosyl R-974D”(與例2相同)硅氧烷基表面 1份重量活性劑“SILWET FZ-2171”[日本Yunika公司]上述混合物按例1中相同的程序處理，以制備用于油墨跟隨器的似凝膠狀物質(zhì)。
固體塊使用外徑為3毫米、內(nèi)徑為1.8毫米、長(zhǎng)為15毫米的聚乙烯管。
對(duì)比實(shí)施例1似凝膠物質(zhì)與實(shí)施例1中使用的似凝膠物質(zhì)相同固體塊沒(méi)有對(duì)比實(shí)施例2似凝膠物質(zhì)與實(shí)施例2中使用的似凝膠物質(zhì)相同固體塊沒(méi)有對(duì)比實(shí)施例3似凝膠物質(zhì)與實(shí)施例3中使用的似凝膠物質(zhì)相同固體塊沒(méi)有對(duì)比實(shí)施例4潤(rùn)滑油“潤(rùn)滑油200N”43.3份重量[由日本Oils和Fats公司制備； MW＝2650]潤(rùn)滑油“潤(rùn)滑油30N” 5.7份重量[由日本Oils和Fats公司制備； MW＝1350]礦物油“Keidol”49份重量[由Witoko化學(xué)公司制備]二甲基-二-十八烷基銨膨潤(rùn)土(dimethyldioctadecylammoniumbentonite)“Benton 34”2份重量[由Wilbereris公司制備]上述混合物按與實(shí)施例1相同的程序處理，以制備供對(duì)比實(shí)施例4的似凝膠物質(zhì)。
固體塊使用外徑為3毫米、內(nèi)徑為1.8毫米和長(zhǎng)為15毫米的聚乙烯管。
表1油墨跟隨器含水園珠筆的試驗(yàn)固體塊底油的粘度Outer Inner 油墨跟蹤效果外徑內(nèi)徑長(zhǎng)度(Pa·sec)mm mm mm o n m實(shí)施例1 0.6 3.0 0 10 10 0 0實(shí)施例2 1.9 3.0 2 5 7 3 0實(shí)施例3 0.2 3.0 1.8 15 10 0 0對(duì)比例1 0.6 無(wú) 無(wú) 無(wú) 10 0 0對(duì)比例2 1.9 無(wú) 無(wú) 無(wú) 7 3 0對(duì)比例3 0.2 無(wú) 無(wú) 無(wú) 10 0 0對(duì)比例4 10.9 無(wú) 無(wú) 無(wú) 0 0 10
表1(續(xù))含水園珠筆的測(cè)試掉下碰撞試驗(yàn)油墨泄漏 球的脫離 回流引起的油墨泄漏(筆/10個(gè)筆)(筆/10個(gè)筆)(筆/i0個(gè)筆)實(shí)施例1 0 0 0實(shí)施例2 0 0 0實(shí)施例3 0 0 0對(duì)比例1 8 2 0對(duì)比例2 5 0 0對(duì)比例3 10 5 0對(duì)比例4 0 0 2
表2似凝膠物質(zhì)的介質(zhì)損耗角正切與角速度之間的關(guān)系Tanδ角速度 剪切率(rad/sec) (sec-1)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例40.06 3.933.80 4.05 2.470.09 5.893.75 3.78 2.710.13 7.853.64 3.28 3.190.25 15.70 3.21 1.96 3.73 0.800.44 27.48 2.80 1.48 4.440.63 39.25 2.40 1.36 5.09 0.920.94 58.88 2.33 1.30 5.491.26 78.52.19 1.30 4.892.51 157.0 2.20 1.39 2.83 1.464.40 274.8 2.50 1.54 1.916.28 392.5 2.34 1.68 1.599.42 588.8 2.66 1.87 1.4212.56 785 2.78 2.01 1.3625.12 15702.77 2.30 1.4743.96 27482.95 2.03 1.8權(quán)利要求
1.一種用于含水圓珠筆的油墨跟隨器，它含有一種具有剪細(xì)性并在剪切率為1至30000秒-1或?qū)?yīng)的剪切頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出稍許強(qiáng)烈的粘性反應(yīng)的似凝膠物質(zhì)，以及一種具有比重為0.80至1.10、插入似凝膠物質(zhì)中的固體塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨跟隨器，其中似凝膠物質(zhì)在給定應(yīng)變率為10％至200％時(shí)，剪切率在5至3000秒-1或?qū)?yīng)的剪切頻率范圍內(nèi)具有大于1.0的介質(zhì)損耗角正切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨跟隨器，其中似凝膠物質(zhì)包含有從下列物質(zhì)構(gòu)成的組合物中選擇的至少一種底油，這些物質(zhì)是礦物油，硅油，具有在25℃下分子量為500至3000、粘度為5Pa.Sec或小一些的潤(rùn)滑油，和表面已經(jīng)過(guò)甲基化處理的憎水二氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨跟隨器，其中固體塊是一種具有外徑小于油墨囊的內(nèi)徑、長(zhǎng)度大于油囊的直徑的圓柱狀或筒狀模鑄品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油墨跟隨器，其中固體塊的橫截面積是油墨囊的橫截面積的10％至95％。
6.一種含水圓珠筆，它具有用于直接貯存油墨而裝配油墨跟隨器的油墨囊，這種油墨跟隨器中包含具有大于1.0的介質(zhì)損耗角正切的似凝膠物質(zhì)以及具有0.80至1.10的比重、插入似凝膠物質(zhì)中的固體塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于含水圓珠筆的油墨跟隨器，這種含水圓珠筆具有用于直接貯存油墨的油墨囊，而這種油墨跟隨器至少包含有一種似凝膠物質(zhì)和一種固體塊，其中似凝膠物質(zhì)具有突出的粘性反應(yīng)以及包含具有粘度為5Pa.sec或更小一些的不易揮發(fā)溶劑和憎水增稠劑，而固體塊具有0.8至1.10的比重。此外，本發(fā)明提供了使用這種油墨跟隨器的圓珠筆。本發(fā)明的油墨跟隨器，其特征在于使用了具有高可流動(dòng)性的似凝膠物質(zhì)以及用于擴(kuò)散和吸收碰撞的固體塊。與普通的似凝膠狀油墨控制塞相比，這種油墨跟隨器有強(qiáng)的抗下掉撞擊能力，在油墨跟蹤效果方面它也是很好的。即使從1.5米高的書(shū)架上，如人眼高掉下時(shí)，使用這種油墨跟隨器的含水圓珠筆也不會(huì)損壞它的功能。
文檔編號(hào)B43K7/01GK1109415SQ9411733
公開(kāi)日1995年10月4日 申請(qǐng)日期1994年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月31日
發(fā)明者小倉(cāng)紀(jì)郎, 古川和彥, 白石克彥 申請(qǐng)人:三菱鉛筆株式會(huì)社