用水性墨水的滚珠笔芯制造技术

本实用新型专利技术提供一种用水性墨水的滚珠笔芯，采用纤维束多孔隙结构的细圆长条形引水芯，内管、螺旋圈、接头、外管组成的墨水调节机构，加上墨水囊和滚珠笔头组合成，笔芯结构简单、制造方便、成本低廉．避免了卷包芯笔之类书写笔在使用中常见的漏水、断水现象，出墨流畅均匀，提高了墨水利用率．（*该技术在1996年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及书写工具中一种用水性墨水的滚珠笔芯。通常使用水性墨水的书写工具如纤维笔、签字笔、记号笔等，一般都采用纤维束，俗称卷包芯的结构，作为储引墨水的笔芯。目前市场上可买到的用水性墨水的滚珠笔，均采用纤维束或塑料管的结构作为储引水性或低粘性墨水的笔芯。但是所述的书写工具普遍存在着因储引墨水结构自身的缺陷而招致的弊病采用纤维束作储引墨水的笔芯结构，由于纤维之间空隙的毛细作用，随着墨水的逐渐减少，纤维束内的空隙之间的墨水液面的曲率变大，毛细引力相应地增大。笔芯中墨水的流动出现断续现象，造成引水芯引不出墨水。当纤维束中的孔隙过小，或纤维的润湿性能差，或使用低粘性墨水，或因笔头向上，停用过久而墨水自然挥发变稠粘结时，墨水的流动就会受限制，甚至阻塞。因此采用前述纤维束或塑料管作为笔芯的滚珠笔，在快速书写时会出现断水现象。由于这种笔一般都是一次性使用的，笔芯的墨水利用率仅60～70％，这样就会大大降低笔芯的使用寿命。根据美国1981年8月公开的专利文献US428600号专利，关于记号笔储引墨水笔芯的制造方法和设备的介绍，采用纤维束作为储引墨水笔芯，所需的工艺设备复杂，在加工引水芯时，需要专用的挤塑设备和形腔复杂的模具。因此目前国内制笔行业，要采用上述方法，不仅需要从国外进口原材料如滚珠笔头，而且要配备专用设备和制作形腔复杂的模具，生产成本高，实施难度大。本技术的目的在于，提供一种用水性墨水的滚珠笔的储引墨水笔芯(以下简称笔芯)。采用国产原材料，用我国制笔行业目前惯用的粘结工艺、设备和简单的模具，制造出一种新的笔芯。这种笔芯既能确保快速书写时，出墨流畅均匀，无断水现象，又能几乎全部用尽储存的墨水，适应笔芯一次性使用的要求。其生产成本也大大低于用国外进口滚珠笔头组装件制成的同类的水性墨水滚珠笔芯。本技术的构思是，根据我国自来水笔测定漏水的方法，和控制墨水的流量的基本因素，即温度、压力、毛细引力三者之间的对应关系，研制出一种新的储引墨水结构的笔芯，即由引水芯、内管、螺旋圈和外管、墨水囊、滚珠笔头组合而成一种新的笔芯。具体地说，它采用粘结剂粘结适量的纤维束，制成一根多孔隙纤维结构的细长园条形的引水芯。特别是这根引水芯一端插入墨水囊，另一端穿过一个套有内管的螺旋圈，与滚珠笔头连接。内管的一端被固定在墨水囊连接部的中心孔座内。一个外管套在内管的外面，其一端连接滚珠笔头，另一端与墨水囊连接並密封，由此组成一支带有墨水囊的可供一次性使用的水性墨水笔芯。这种笔芯结构简单，制造方便，克服了类同卷包芯笔之类的书写工具的漏水、断水现象，出墨流畅均匀，实现了成本低廉，一次性使用的消费要求。本技术提出的一种用水性墨水的滚珠笔芯的结构及其部件的示意图由以下附图给出。依据本技术提出的笔芯如图1所示的基本原理是由引水芯〔1〕，内管〔4〕，螺旋圈〔7〕，外管〔3〕，连接部〔5〕，墨水囊〔2〕，滚珠笔头〔6〕组成的笔芯，在外界温度上升或气压下降时，前者引起墨水囊〔2〕内空气膨胀，后者使墨水囊〔2〕内压力相对增高。这二种因素都可使墨水囊〔2〕和外管〔3〕之间的连接部〔5〕的一端的引水芯〔1〕外侧，套有内管〔4〕和螺旋圈〔7〕后，从墨水囊中流出的墨水，受到引水芯〔1〕、内管〔4〕二者之间的螺旋管〔7〕空隙的毛细引力的阻挡，墨水不会沿着引水芯〔1〕、内管〔4〕和外管〔3〕的管壁单边地直流而下，而是在顺着螺旋圈〔7〕流满了内管〔4〕后才流出。在外管中由内管〔4〕、螺旋圈〔7〕所套住的引水芯〔1〕的这一部分组合成储引墨水、空气回流进墨水囊〔2〕的调节机构。当笔头〔6〕向上放置时，墨水囊〔2〕中即使只有少量墨水，也可通过引水芯的毛细引力作用引向笔头〔6〕，保持笔头湿润。在书写过程中，墨水通过引水芯〔1〕上的切口〔10〕引向笔头〔6〕。随着墨水的减少，墨水囊〔2〕内部出现负压，外部空气通过外管〔2〕上的气孔〔12〕进入内管〔4〕，经过螺旋圈〔7〕，在墨水囊〔2〕的连接部〔5〕与引水芯〔1〕之间的空隙处以气泡形式，进入墨水囊〔2〕，取代消耗掉的墨水。若墨水囊〔2〕内的空气膨胀，墨水被压进螺旋圈〔7〕内。当内管〔4〕充满墨水时，过量的墨水储存在外管〔3〕的圆锥部〔17〕内。这部分墨水由引水芯〔1〕临近笔头的切口〔10〕进入笔头〔6〕，或吸回到墨水囊〔2〕中。以下结合图1、2详细说明依据本技术给出的实施例，即滚珠笔芯的结构和部件制作的具体情况在图1、2所给出的笔芯结构中，包括有一个镶着一个滚珠笔头〔6〕的外管〔3〕，外管管壁上有一个气孔〔12〕，一个与外管连接的墨水囊〔2〕，特别是有一根细圆长条形的引水芯〔1〕，贯串于笔头〔6〕，外管〔3〕和墨水囊〔2〕作为笔芯的墨水通道。引水芯〔1〕位于外管〔3〕内的一端，被一个内管〔4〕和一个螺旋圈〔7〕套住，並且固定在外管〔3〕与墨水囊〔2〕的连接部〔5〕的孔座〔8〕内。如前所述的引水芯〔1〕为细圆长条形状的纤维束。采用单丝为2～10denier的尼龙涤纶腈纶之类材料的化学纤维丝组合成7000～10000denier的纤维束，用酚醛、三聚氰胺之类热固性树脂作粘合剂，浸泡后加热而成。引水芯〔1〕也可采用含有高熔点纤维尼龙66和低熔点纤维尼龙6的复合纤维丝加热而成。引水芯〔1〕的外径以1.5～2毫米，长度以80～90毫米为最佳，但长度和外径也可按需要确定。引水芯〔1〕中由纤维丝形成的孔隙度不宜过小，以产生较强的毛细作用，使之成为墨水通道。引水芯〔1〕的一端，按滚珠笔头〔6〕后部的中眼孔〔13〕的角度，磨削成相应的圆锥角度，並插入中眼孔〔13〕。引水芯〔1〕的外表面上有二个切口〔9〕、〔10〕，其孔径为0.5毫米左右。一个切口〔9〕在墨水囊〔2〕的连接部〔5〕附近，另一切口〔10〕在中眼孔〔13〕附近。上述切口〔9〕、〔10〕可以在引水芯〔1〕的外表面的同一侧或不同一侧面。一个螺旋圈〔7〕，其孔径与引水芯〔1〕的外径相匹配，螺距为1.5～2毫米，外径为1.6毫米，长度为30毫米。采用直径为0.5毫米的铜丝或不锈钢丝，也可用类同的金属丝或尼龙之类的非金属丝，在芯棒上绕制而成。一个内管〔4〕套在螺旋圈〔7〕的外面组成一体。内管〔4〕的孔径与螺旋圈〔7〕相配合，外径为3.4毫米，长度与螺旋圈〔7〕的长度相等。内管〔4〕采用聚乙烯或类同的材料注塑而成，内管〔4〕和螺旋圈〔7〕也可采用同一材料注塑成一体为更理想。所述与内管〔4〕注塑成一体的螺旋圈〔7〕的形状，可以呈若干个相沟通的园环槽形状。一个供储存墨水的墨水囊〔2〕，其外径为7毫米，内径为6毫米，长度为60毫米，也可按需要确定。墨水囊〔2〕的尾端有一个封口〔15〕，供灌注墨水后封住，但也可不制封口〔15〕。墨水囊〔2〕的另一端为连接部〔5〕，中间有一个连接孔座〔8〕，其孔径与内管〔4〕的外径相配，深度为3毫米。孔座〔8〕的中心有一个圆孔〔16〕，孔径根据引水芯〔1〕的外径而定。一个采用聚丙烯或类同材料注塑成的外管〔3〕，其外形由一个连接滚珠笔头〔6〕的圆锥体〔17〕和一个尾部与墨水囊〔2〕的连接部〔5〕镶接的圆柱体〔18〕构成。外管〔3〕的圆柱体〔18〕部位的长度与内管〔4〕的长度相等或略长些，内径为6毫米，外径为7毫米。圆柱体〔18〕部位的管壁上有一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种书写工具，特别是用水性墨水的滚珠笔芯，包括一个墨水囊〔２〕、一个镶有滚珠笔头〔６〕的外管〔３〕，其特征在于外管〔３〕管壁上有一个气孔〔１２〕，外管内有一个内管〔４〕，一个装在内管〔４〕中的螺旋圈〔７〕，一个一端与笔头〔６〕连接，另一端穿过螺旋圈〔７〕并经过一个连接部〔５〕的圆孔〔１６〕进入墨水囊〔２〕，作为墨水通道的引水芯〔１〕。

【技术特征摘要】
1.一种书写工具，特别是用水性墨水的滚珠笔芯，包括一个墨水囊[2]、一个镶有滚珠笔头[6]的外管[3]，其特征在于外管[3]管壁上有一个气孔[12]，外管内有一个内管[4]，一个装在内管[4]中的螺旋圈[7]，一个一端与笔头[6]连接，另一端穿过螺旋圈[7]並经过一个连接部[5]的圆孔[16]进入墨水囊[2]，作为墨水通道的引水芯[1]。2.根据权利要求1所述的笔芯，其特征在于所述引水芯〔1〕的外表面有二个分别在笔头的中眼孔〔13〕和圆孔〔16〕附近供墨水进引水芯〔1〕的切口〔9〕、〔10〕，切口〔9〕、〔10〕可在引水芯〔1〕外表面的同一侧或非同一侧。3.根据权利要求1或2所述的笔芯，其特征在于引水芯〔1〕插入笔头中眼孔座〔13〕中的一端磨削成圆锥形，其圆锥角与中眼孔座〔13〕的角度相配。4.根据权利要求1或2所述的笔芯，其特征在于引水芯〔1〕的材料采用尼龙、涤纶、腈纶之类的化学维丝，每根单丝为2～10denier，纤维束总数量为7000～10000denier，引水芯〔1〕的外径为1.5～2毫米，长度为85～90毫米，采用酚醛、三聚氰胺之类热固性树脂作粘合剂，加热制成。5.根据权利要求1所述的笔芯，其特征在于引水芯〔1〕是由含有高熔点纤维和低熔点纤维的复合纤维丝，加热制成。6.根据权利要求1所述的笔芯，其特征在于套在引水芯〔1〕与内管〔4〕之间的螺旋圈〔7〕采用铜、不锈钢之类金属丝，或尼龙之类...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景强，何军良，陶建生，
申请(专利权)人：上海市制笔工业研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]