水性圆珠笔用的墨汁随动体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及水性圆珠笔的墨汁随动体及其制造方法，它能去除气泡、经时稳定、离油少，每批的粘度偏差和伴随它的性能偏差大幅度减少。在添加增粘剂后，最好减压到０．２个大气压以下。同时进行升温和搅拌。通过预先单独对墨汁随动体进行脱泡，即使以大致相当的强力进行离心脱泡，在微粒氧化硅和粘土增粘剂等中的微小气泡，能完全去除同时对笔的书写性能不产生坏的影响。在添加增粘剂后，最好给与２００倍以上重力加速度的离心力进行脱泡。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于在直接存贮于墨汁存贮管内的水性圆珠笔用的端部使用的墨汁随动体，及其制造方法。
技术介绍
相对于具有类似形态的油性圆珠笔的粘度3～20Pa·sec来说，水性圆珠笔的墨汁粘度低到50mPa·sec～3Pa·sec，所以在将圆珠笔向上或横向放置时，墨汁会泄漏出来。在轻轻撞击下墨汁也会飞溅，而污染手和衣服，为了防止这种危险现象，必须具备墨汁随动体。已知以前在水性圆珠笔的墨汁中备有墨汁随动体的技术，是在墨汁存贮管中直接存贮墨汁的水性圆珠笔中，使用一种凝胶物或合用凝胶物和固体物。这种技术的共同点是将易于追踪墨汁、耐降落时的冲击、提高防逆流效果、良好的装饰等等作为目的，以使在横向乃至向上放置时不产生逆流，使用各种增粘剂以具有难挥发性或不挥发性溶剂的假塑性。在以往的油性圆珠笔中，大多使用和用作润滑剂等一般油脂(以下称润滑油剂)具有同等粘稠度的墨汁随动体，与此相比，以前的水性圆珠笔的墨汁随动体中，大多是粘度、稠度都很低的。油性圆珠笔书写时所要求的墨汁量为每100m需10～30mg，而在墨汁存贮管中直接存贮墨汁的水性圆珠笔中，书写时所要求的墨汁量要大，每100m需50～300mg左右。为此，对于墨汁随动体，由于要求与墨汁的随动性能很严格，一般都是使用粘稠度低的。一般的情况是润滑油剂粘稠度越低，稳定性越差，当放置很久时很容易产生油分分离现象(离油)。由于增粘剂成分在润滑油剂中很容易移动，产生疏密交错部分而易于形成不均匀状态。进而，油脂类增粘剂，粘稠度越低，使用双辊式磨碎机和三辊式磨碎机、捏和机、行星式混合器等高粘度用的分散机，也就越不能有效地进行分散。即使用球磨机、砂磨机、均化器等低粘度的理想分散机，进行调制也不能得到低的粘度。当分散机的效率降低时，不仅稳定性随时间而降低，而且，每批的粘稠度和均匀性也不恒定。因为水性圆珠笔用的墨汁随动体也是使用和润滑剂相类似的材料，根据同样的物理法则，也会呈现出随时间而变化的情况。然而，如果产生离油，则将和墨汁中的表面油性剂反应，产生油滴而隔断墨汁流路，对书写造成严重影响。若均匀性不好，会形成部分随动，另一部分会附着在墨汁存贮管内壁上而形成粒状物，装饰性完全变坏，附着在内壁上的量越减少，最后，作为防挥发和防泄漏的随动体也就越不能发挥其功能。润滑油脂和以往制造法的墨汁随动体都具有共同的缺点。当在内径2.5mm以上的圆筒形式，或者其标准形式的墨汁存贮管中，组装直接存贮在墨汁贮存管的水性圆珠笔的墨汁随动体时，随着时间的推移，墨汁和墨汁随动体之间会产生气泡，或是，墨汁随动体部分(也包括用润滑油脂代用时的情况)内，在初期就进入了看不到的气泡或缝隙。墨汁随动体是半固体，更确切说是近于液体的物质，所说的缝隙表现形式，不必过分要求其确切性，它是能够肉眼见到的分隔的油脂状物质。本专利技术者们称这些为“咬泡”。当墨汁和墨汁随动体界面处产生气泡时，随着它的长大，墨汁和随动体不再相接触。发展到最后，墨汁随动体，在墨汁的蒸气压下，向着端部挤压出去，最后达到脱落状态。有缝隙的墨汁随动体，将失去所谓阻碍墨汁和外气接触的墨汁随动体本来的作用。其原因，可认为是在制造墨汁随动体，或润滑油脂时，进入了肉眼看不见的微小气泡，它随时间而聚集，发展下去就会向外脱出。在这种水性圆珠笔中，这种现象是非常大的缺点。市场上的商品是利用强离心力进行脱泡，而将气泡排除的产品。然而，利用强离心力进行脱泡，也不能完全有效地将肉眼看不见的细微气泡排除干净，“咬泡”的出现率也仅减少1/5～1/20的程度。再有，当墨汁是颜料墨汁，尤其是使用其比重为4以上颜料的墨汁时，由于强离心能促进颜料沉降，所以是一种不受欢迎的方法。即，为了预先防止微小气泡混入，以前所进行的是在组装圆珠笔时以强力进行离心脱泡，情况很好，但是，当以过强的强力进行离心脱泡时，会产生圆珠笔尖端和它的接合部位发生变形等敝端。再有，墨汁中的颜料组分产生沉降，会引起笔尖处的堵塞，构成书写不畅的原因，尤其是含有氧化钛和金属粉等比重大的颜料时，更为明显。本专利技术的目的是消除以往水性圆珠笔用墨汁随动体的缺点。即每批产品，随时间而质量不稳定，而提供一种能在大量生产中随时间仍具有稳定性能的墨汁随动体，及其制造方法。本专利技术的再一个目的是消除以往水性圆珠笔用墨汁随动体的缺点，即气泡随时间变动而增大，同时提供一种墨汁随动体的制造方法，即将墨汁和墨汁随动体填充到圆珠笔的贮存管(pen holder)内后，进行强离心，不会对圆珠笔产生不好的影响。专利技术的公开本专利技术者们经过对上述课题的深入研究，结果发现，重点放在将二氧化硅微粒子和粘土增粘剂、金属皂、有机增粘剂的高度均匀化上，最大限度地利用增粘剂的性能，使其发挥一定作用，增加经时的稳定性，进而减少了每批产品次品，并由此完成本专利技术。再有，本专利技术者们经过对上述课题的深入研究，结果明确了对水性圆珠笔用墨汁随动体，制造时预先实施离心脱泡，在组装圆珠笔时，若不是必需，一般不以强力进行离心脱泡，对于二氧化硅微粒和粘土增粘剂、金属皂、有机增粘剂中所含的肉眼看不见的微小气泡，进行高度去除，不会对笔的书写性能产生不良影响，并由此完成了本专利技术。润滑油脂和水性圆珠笔用的墨汁随动体，虽然所用材料和调制方法极为相似，但作为技术思想还是存在明显的差异。就润滑油脂来说，由于多数情况下是以润滑为目的而使用，所以为了不使油分从附着部分垂落下来，必须增强构造粘性，具有屈服值。另一方面，水性圆珠笔用的墨汁随动体，除后端外，位于没有开放部分的容器中，进而，除自身以外，由于是在没有滑动部分的环境下使用，所以构造粘性和屈服值很小。为了能与墨汁随动下去，构造粘性和屈服值必须很小。一般讲，微粒氧化硅和氧化铝、氧化钛等的无机增粘剂、无机或有机颜料和树脂微粒等，在液体中获得构造粘性的微粒粉体，分散越好，增粘效果也越小，而且屈服值也越小。通过利用溶剂将粘土增粘剂和有机增粘剂进行膨润，虽然是被增粘，但在液体中分布很好，并且具有屈服值变小的趋势。金属皂也一样。墨汁随动体的增粘剂，肉眼即可看到在油中完全浸湿并溶合，但实际上，由于它本身的增粘效果，溶剂没有完全浸透到中心部位，细微观察肉眼看不见的气泡仍然存在于微粒增粘剂和粘土增粘剂等的中心部位。当对完全看不到气泡的油脂和墨汁随动体进行减压时，在远离构成油分沸点的条件下，证明能产生大量的气泡。为在高温下调制，在油分浸透中，有理由认为金属皂增粘剂也是一样的。本专利技术是站立在极微观的立场上，使每1个增粘剂的颗粒都能得到溶剂的良好湿润，以最大限度地有效利用增粘剂所具有的能力，以控制每次制造的粘弹性，更确切说是抑制其性能的偏差，同时，通过使增粘剂均匀分布，从而成功获得具有非常好的经时稳定性的水性圆珠笔用的墨汁随动体。本专利技术是在满足该条件下制作的墨汁随动体，及其制造方法。用作水性圆珠笔用的墨汁随动体的基油的溶剂，有分子量500～3000的聚丁烯、流动石蜡和锭子油等矿物油类、硅酮油等。这些在水性墨汁中不会溶出，挥发减少量也很小。一般讲，水性墨汁对存贮墨汁管用的聚丙烯和聚乙烯等树脂类具有良好润湿性，所以具有容易目视墨汁消耗量的优点。聚丁烯和硅酮油是挥发性很强的物质，按照JIS C-2320标准测定98℃·5小时的挥发减少量值，结果是在0.2重量％以下，常温下则需要2-3的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性圆珠笔用的墨汁随动体，特征是，对于直接将墨汁装入墨汁存贮管内的水性圆珠笔的墨汁随动体，预先，在添加增粘剂后，将环境压力形成预定的负压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小仓纪郎，竹内容治，岩元淳，镰形忠，白石克彦，
申请(专利权)人：三菱铅笔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]