CN1050570C - 装有水性墨水合剂的圆珠笔 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种装有水性墨水合剂的圆珠笔，它可直接注入墨水，并具有防滴落功能和极佳的书写性能。

水性墨水合剂圆珠笔按如下制成，即直接将(A)一种水性墨水合剂加入到(B)一个墨水贮存管中；其中，水性墨水由(a)一种水性介质、(b)一种颜料、(c)一种含羧基的已交联的亲水聚合物构成，贮存管与这样一种圆珠笔尖装在一起，即在该圆珠笔尖中，圆珠和圆珠座之间的间隙在10.0至40.0μm之间。

Description

装有水性墨水合剂的圆珠笔

本发明涉及一种装有水性墨水合剂的圆珠笔。本发明特别涉及具有这样一种水性墨水合剂的圆珠笔，即，该水性墨水合剂可以直接充填到一墨水贮存管中直接向圆珠笔尖供墨，无需使用墨水吸收件、墨水供给杆和墨水供给杆控制件。

装有水性墨水合剂的圆珠笔可以大致分为(a)(b)(c)三类圆珠笔。在(a)类圆珠笔中，墨水由一设置在一墨水贮存管中的墨水吸收件吸收，该墨水通过一设置在墨水贮存管和圆珠笔尖之间的墨水供给管供给到圆珠笔尖上。在(b)类圆珠笔中，直接充填到墨水贮存管中的墨水通过一设置在墨水贮存管和圆珠笔尖之间的墨水供给控制件和墨水供给杆供给到圆珠笔尖。在(c)类圆珠笔中，墨水被直接充填到墨水贮存管中，可直接将墨水供给到圆珠笔尖而无需使用墨水吸收件、墨水供给杆和墨水供给控制器。

上述(c)类圆珠笔的优点是，可以贮存大量的墨水并且这些墨水都可以使用，但是，由于(c)类圆珠笔具有上述的结构，因此需要达到这样的要求：即，当圆珠笔收起不用时，墨水需处于高粘滞状态以防止墨水通过圆珠笔尖泄漏，但当圆珠笔使用时，圆珠笔的圆珠转动对墨水产生的剪力需使墨水粘度降低，从而使墨水可以流过笔尖。此外，还有这样一个严格要求：即，当圆珠笔尖垂直向下时必须防止墨水滴流，即使诸如温度和湿度之类的环境条件发生变化时也应如此。再一个要求是，墨水在供给在书写画线时应流畅，不应有任何断墨现象产生，所书写的线条应有较高的对比度，且长期保持清晰。

为了满足上述的要求，目前已有多种建议，但能够充分满足上述要求的建议至今尚未见到。

例如，人们提出过这样一种用于书写工具的墨水，在该墨水中使用了一种丙烯酸树脂，从而使得墨水具有摇溶性(日本专利申请公开-49678/1982)，但是，这种墨水在用于上述(c)型圆珠笔时有一个缺点，它不能防止当圆珠笔尖直立时在笔尖处产生滴落现象。

本发明的一个目的是：提供一种墨水直接填灌式圆珠笔，该笔可以满足上述的要求，特别是提供一种具有良好防滴墨性能的圆珠笔。

本发明人经过认真细致地研究后发现，如果在墨水中使用一种特定的交联亲水聚合物，这种聚合物在墨水中膨胀且以胶体状态分散，同时膨胀的胶体颗粒的粒径在一特定的范围内，那么，当该墨水与一圆珠笔尖结合使用且该笔尖中的圆珠和圆珠座之间的间隙在一特定范围内时，上述目的可以通过这种合剂的协同作用而实现。因此，本发明正是在此认识的基础上完成的。

也就是说，本发明包括下述方面：

1.一装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中的水性墨水合剂是这样制成的，即，直接将(A)一种水性墨水合剂加入到(B)墨水贮存管中；在此，所说的水性墨水由(a)一水性介质、(b)一染料和(c)一含羧基的交联亲水聚合物组成，所说的交联亲水聚合物以胶体状态膨胀和分散，粒径为0.5至10.0μm，并且它是以一种含羧基单体和一种与该单体在需要时一起使用，并可共聚反应的单烯单体二者总量的0.5摩尔％或更大的量与一种可交联的单体进行交联，该可交联的单体具有至少两个可聚合反应的不饱合烃；而所说的贮存管与这样一圆珠笔尖装在一起，即在该圆珠笔尖中，圆珠和圆珠座之间的间隙在10.0至40.0μm之间。

2.按照段落1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，所用墨水由5至90％的水(按重量)、0至50％的湿润剂(按重量)、1至50％的染料(按重量)和0.1～2.0％的含羧基的交联亲水聚合物(按重量)构成。

3.按照段落1或2的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，待混合水的量为25至85％(按重量)。

4.按照段落1至3之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的交联亲水聚合物是一种含羧基的单烯单体和可交联单体的聚合物。

5.按照段落1至3之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的交联亲水聚合物是由一种含羧基单体、一种可与该含羧基单体共聚反应的单烯单体以及所说可交联的单体构成。

6.按照段落1至5之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的已交联亲水聚合物是一种与一种或多种单体交联的聚合物，在此，所说的单体从由一具有至少两个未饱和基的聚乙二醇二乙烯基醚、一种烯丙基蔗糖和一种具有聚合功能的丙烯酸单体构成的族中选取的。

7.按照段落1至6之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种抗腐蚀润滑剂加入到墨水中。

8.按照段落1至7之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种pH调节剂加入到墨水中。

9.按照段落1至8之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种杀菌剂加入到墨水中。

10.按照段落1至9之一的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，一主要由润滑脂构成以防止墨水通过一墨水贮存管尾部泄漏的塞子被插入到与墨水贮存管安装圆珠笔尖一侧相对的另一侧中。

本发明的主要特征在于，使用一种含羧基的已交联的亲水聚合物，该聚合物以粒状胶体状态膨胀和分散，粒径为0.5至10.0μm，并且该聚合物是以一种含羧基单体和一种与该单体在需要时一起使用并可共聚反应的单烯单体二者之总量的0.5摩尔％或更大的量与一种可交联的单体进行交联，该可交联的单体具有至少两个可聚合反应的不饱和烃。

上述的交联亲水聚合物是一种这样的聚合物：即在该聚合物中，具有羧基的单体与可交联的单体交联，形成一种三维网状结构。

用于形成上述的交联亲水聚合物的单体之例子包括：含羧基单体，诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、甲叉丁二酸、顺丁烯二酐和延胡索酸，它们可以单独地使用或以二种或更多种结合使用。另外，丙烯酰胺或乙烯吡咯烷酮也可以一起用作一种亲水单体。

可交联的单体的例子包括：至少具有两个不饱和基的烯烃基醚，诸如二甘醇双乙烯基醚和聚乙二醇双乙烯基醚、丙烯基蔗糖和具有聚合功能的丙烯酸单体诸如三甲。

在使用含羧基单体或者这种单体和可共聚反应的单体一起使用时，可共聚反应的单体的用量最好是0.5摩尔％或者以总单体量为基础更多一些，以适于形成具有良好三维网络结构的交联亲水聚合物且其能在墨水中膨胀并以胶体状态分散。如果可交联单体的量小于0.5摩尔％，而三维网络结构将很弱，不能形成膨胀的胶体分散颗粒并且所形成的聚合物在墨水中不溶解，结果这种墨水易于以圆珠笔尖处滴落。

含羧基的单体和可交联的单体相混合的例子如下。

(1)按重量11.8份丙烯酰(按摩尔为0.164份)和按重量0.3份(按摩尔为0.0016份)可交联单体二甘醇双乙烯醚，在此情况下，可交联单体占1.0摩尔％。

(2)按重量100份(按摩尔1.16份)的甲基丙烯酸单体和按重量2.5份(按摩尔0.012份)的二甘醇双异丁烯酸基醚，此时，可交联的单体大致为1.0摩尔％。(按摩尔0.020份)的顺丁烯二酐和按重量0.6份(按摩尔0.00185份)的聚乙二醇双乙烯基醚，在此，可交联单体的含量大约为1.2摩尔％。

含羧基单体的共聚物和可交联单体通常可以在一种该共聚物不能溶解的溶液中进行聚合反应而形成一种白色的粉末。这种粉末构成了可在墨水中以胶体状态膨胀和分散的交联亲水聚合物。

用在本发明中的这种可在墨水中以胶体状态膨胀和分散的交联亲水聚合物极其有效地改善了墨水的稳定性，使墨水成为一稳定的塑流液体。

可以用于本发明的水性介质的例子包括水和一种由水和润湿剂构成的混合物。混合湿润剂是为了防止水从墨水中蒸发，湿润剂的例子包括水溶化合物，诸如乙烯甘醇、丙烯甘醇、丙三醇、二乙烯甘醇、三乙烯甘醇、二丙烯甘醇、硫代二甘醇、聚丙三醇、聚乙烯甘醇、聚丙烯甘醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇和乙基卡必醇。这些湿润剂可以单独使用，也可以二种或多种结合使用。水性介质的混合比例为按重量5％至90％的水和0至50％的湿润剂，最好是25％至90％的水和0％至50％的湿润剂，更好的是30％至85％的水和0％至50％的湿润剂。

在本发明中，颜色被当作着色剂使用。颜料与染料相比可以提高书写线条的对比度并且其有良好的抗水和抗尖性，可以长久地保持线条的清晰度。在此对于所使用的颜料没有什么特殊的限制，例如可以是有机颜料，无机颜料和荧光颜料，这些颜料可以单独使用，也可以二者或多种结合使用。待混合颜料的量按重量最好在1％至50％的范围。关于待混合颜料的量，无机颜料和有机颜料的量按重量在1％至50％的范围，最好为1％至30％，而荧光颜料的量按重量在1％至50％的范围，最好为5％至50％。

含羧基的聚合物用量按重量最好为0.1％至2.0％。如果膨胀胶体分散颗粒的数目较小，则在膨胀胶体分散颗粒和颜料之间的粒子相互作用就不充分，因此防止墨水从圆珠笔尖滴落的效果也就很弱。

另一方面，如果膨胀胶体分散颗粒的数目比需要的多，则在膨胀胶体分散颗粒和颜料之间的粒子相互作用就太强，从而使这种相互一作用在书写时不能通过圆珠转动所产生的剪切力而充分的破坏，结果导致使墨水流动变得不畅。

因此，在本发明中，用于在墨水中形成膨胀胶体颗粒的交联亲水聚合物之数目最好在0.1％-2.0％(按重量)的范围内。

顺便说一下，颜料具有的一个优点是，墨水可以很容易地利用一种水性颜料分散剂制造。

可用的抗腐蚀润滑剂的例子包括含磷酸的表面活性剂、苯三唑和脂肪酸酯。装有水性墨水合剂的圆珠笔之笔尖由一金属圆珠和一圆珠座构成，并且由于墨水是水性的，因此灰尘往往附于圆珠妨碍圆珠的转动。混合在墨水中的抗腐蚀润滑剂不仅可以防止灰尘的生成，而且可以使圆珠笔的转动变得光滑。待混合的抗腐蚀润滑剂的数量最好在0.2至2.0％(按重量)。

此外，一种pH值调节剂可以以0.1至6.0％(按重量)的量被混合。这种pH值调节剂的例子包括单乙酰胺、二乙酰胺、三乙酰胺、N，N-双甲基乙酰胺、N，N-二乙基胺乙酰胺、N，N-双丁基酰乙酰胺和N-甲基胺二乙酰胺。

在墨水中膨胀和分散胶体态的交联亲水聚合物时，羧基的中和反应可以加速膨胀。因而，混合pH值调节剂是很有效的，在下面描述的例子中，多种胺都可以作为pH值调节剂加入。

在这种连系中，当先前用钠或类似物中和交联亲水聚合物的羧基所生成的盐被利用时pH值调节剂也不总是必需的。

如果需要，可以在墨水中混合加入一种杀菌剂，以改善墨水的贮存性能。杀菌剂的例子包括1、2-苯基异噻唑啉、苯甲酸钠和脱氢醋酸钠。

本发明第二个特征在于，在构成圆珠笔尖的圆珠与圆珠座之间的间隙是在10.0至40.0μm之间，并且这种圆珠笔尖与上述墨水结合使用。

根据实验结果，如果膨胀的胶体分散颗粒的粒径小于0.5μm，那么这些颗粒几乎被溶解，故墨水的滴落现象不能防止。如果粒径大于10.0μm，那么墨水很难流过墨水通道，使得墨水的流动性变坏。此外，如果圆珠笔尖中的上述间隙小于10.0μm，那么尽管此对可以防止墨水的滴落现象但墨水的流动性变坏。如果间隙大于40.0μm，墨水将产生滴落现象，特别是在相对湿度超过90％的环境中，墨水的滴落现象是很容易看到的。

因而，墨水中膨胀的胶体分散颗粒的粒径需在0.5至10.0μm的范围，在构成圆珠笔尖的圆珠和圆珠座之间的间隙需在10.0至40.0μm的范围。如果这两个要求不能都得到满足，那么墨水将产生滴落现象，其流动性将变坏，由此圆珠笔就不能有良好的书写性能。

这样的效果在理论上并不能得到完全准确的解释，但是，本发明人可以推定，如果膨胀的胶体分散颗粒的粒径和圆珠笔尖中的间隙在适当的范围，那么当装有水性墨水的圆珠笔未被使用时。圆珠笔尖中的间隙通过颗粒间的互相作用由膨胀的胶体分散颗粒封闭，从而防止了墨水从圆珠笔尖处滴落。另一方面，由于书写时也就是圆珠转动时有剪切力作用于墨水，故上述的互相作用被破坏，这样墨水便可以通过圆珠笔尖中的间隙顺利地流出来。

在本发明中，水性介质，颜料、交联亲水聚合物，如果需要的话，还有pH值调节剂、表面活性剂和杀菌剂是通过混合和分散制成墨水的，并且膨胀的胶体分散颗粒的粒径调节是在分散过程中剪切搅拌完成的。分散过程可以由某种搅拌器或分散器完成。然而，在1000r.p.m或更低的低剪切搅拌过程中(即用均相分散器搅拌)，所制成的胶体颗粒的粒径在上述范围之外，而在3000r.p.m或更高的剪切搅拌过程中，所制成的胶体颗粒的粒径在上述范围之内。颗粒的粒径可以通过一般的光学显微镜进行测定。

如图1所示，在圆珠和圆珠座之间的间隙可以这样测定，即，在使圆珠笔头1的顶部与一数字显示器2接触的同时，用一从圆珠笔尖尾部插入的针3推动圆球4，从而推动数字显器进行测定。在附图中，参照数码6是一夹具，数码7是一针的导轨，数码8是一用于数字显示器轴5的导轨。

本发明的圆珠笔尖可以归类到传统的圆锥形圆珠笔尖。这类笔尖具有一金属圆珠和一用于接收容纳圆珠的容纳部分以及一管形圆珠笔尖，该管形圆珠笔尖中，圆珠被夹持在由一金属管顶部构成的圆珠座中。按照书写线条所需要的厚度，圆珠的直径可以在0.3至0.6mm的范围。

下面将参考一些例子对本发明进行详细的描述。

(1)制备混合溶液

混合溶液A

下列材料被混合制备混合溶液A：

丙三醇(一种湿润剂)            30.0份(按重量)

三乙酰胺(一种pH值调节剂)      1.8份(按重量)

磷酸聚氧乙烯烷基醚

(一种表面活性剂)              1.0份(按重量)1，2苯基异噻唑啉-3-1的10％丙二醇溶液

(一种抗菌剂)                  0.2份(按重量)

离子交换水                    15.0份(按重量)混合溶液B

下列材料被混合制备混合溶液B：

丙三醇(一种湿润剂)            20.0份(按重量)

三乙酰胺(一种pH值调节剂)      0.8份(按重量)磷酸聚氧乙烯烷基醚

(一种表面活性剂)              1.0份(按重量)1，2苯基异噻唑啉-3-1的10％丙二醇溶液

(一种抗菌剂)                  0.2份(按重量)

离子交换水                    25份(按重量)混合溶液C

下列物质被混合制备混合溶液C：

乙烯甘醇(一种湿润剂)         30.0份(按重量)

三乙酰胺(一种pH值调节剂)     0.8份(按重量)

磷酸聚氧乙烯烷基醚

(一种表面活性剂)             1.5份(按重量)1，2苯基异噻唑啉-3-1的10％丙二醇溶液

(一种抗菌剂)                 0.2份(按重量)

离子交换水                   17.1份(按重量)混合溶液D

下列物质被混合制备混合溶液D：

乙烯甘醇(一种湿润剂)         10.0份(按重量)

丙三醇(一种湿润剂)           10.0份(按重量)

三乙酰胺(一种pH值调节剂)     0.8份(按重量)

磷酸聚氧乙烯基醚

(表面活性剂)                 1.5份(按重量)1，2苯基异噻唑啉-3-1的10％丙二醇溶液

(抗菌剂)                     0.2份(按重量)

离子交换水                   27.1份(按重量)混合溶液E

下列物质被混合制备成混合溶液E：

丙三醇(湿润剂)               20.0份(按重量)

N，N-二乙基胺乙酰胺

(pH值调节剂)                 0.8份(按重量)磷酸聚氧乙烯基醚

(表面活性剂)                 1.5份(按重量)1，2苯基异噻唑啉-3-1的10％丙二醇溶液

(抗菌剂)                     0.2份(按重量)

离子交换水                   27.1份(按重量)

(2)墨水混合范例

混合范例1：

50.0份按重量的Chichicaca Color Red F-14(这是一种Mikumi Color Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为16％)，2.6份按重量的离子交换水和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入到47.0份按重量的混合溶液B中，其中已交联的丙烯酸树脂是以一含羧基单体的1.2％(按摩尔)与一种可交联的单体进行交联的。接着，在50至60℃，通过一均相分散器以3000r.p.m搅拌分散20分钟，从而制成一种红色的墨水。

在此，墨水中的已交联丙烯酸树脂处于一种胶体分散的状态，并且根据显微镜的观察，其胶体的粒径在1至2mm的范围内。

混合范例2：

50.0份按重量的Victoria Color Pink G23(这是一种MikumiColor Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为40％)，1.6份按重量的离子交换水和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入到48.0按重量的混合溶液B中，其中已交联的丙烯酸树脂以一含羧基单体的0.8％(按摩尔)进行交联的。接着完成与混合范例1一样的步骤制成一种荧光粉红色的墨水。

在此，墨水中的已交联丙烯酸树脂处于一种胶体分散的状态，并且根据显微镜的观察，其胶体的粒径在1至2μm的范围内。

混合范例3：

50.0份按重量的Chichicaca Color Black F-10(这是一种Mikumi Color Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为19％)，2.6份按重量的离子交换水和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入到47.0份按重量的混合溶液B中，其中已交联的丙烯酸树脂是以一含羧基单体的0.8％(按摩尔)与一可交联的单体进行交联的。接着通过搅拌充分润湿已交联的丙烯酸树脂。随后利用一种dinomill(锆石头的直径为0.5至0.8mm)进行分散加工，由此制成黑色墨水。

在此，墨水中的已交联丙烯酸树脂处于一种胶体分散状态，并且根据显微镜的观察，其胶体的粒径在0.5至1μm的范围内。

混合范例4：

50.0份按重量的Victoria Color Yellow G-20(这是一种Mikumi Color Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为40％)，1.7份按重量的离子交换水和0.3份按重量的已交联丙烯树脂被加入到48.0份按重量的混合溶液A中，其中已交联的丙烯酸树是以一含羧基单体的0.4％(按摩尔)与一可交联的单体进行交联的。接着完成与混合范例1一样的步骤，从而制成一种荧光黄的墨水。

根据显微镜观察，墨水中的已交联的丙烯酸树脂已被溶解。

混合范例5：

50.0份按重量的Victoria Color Green G-24C(这是一种Mikumi Color Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固化含量为40％)，0.6份按重量的离子交换水和1.4份按重量的丙烯酸盐共聚体乳化液被加入到48份按重量的混合溶液A中，其中乳化液具有30％的固化含量(按重量)，它不能与可交联的单体交联。随后搅拌5分钟，从而制成一种荧光绿的墨水。

根据显微镜的观察，墨水中的丙烯酸盐共聚物已被溶解。

混合范例6：

50.0按重量的Chichicaca Color Black F-10(前面已作过说明)和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入到49.6份按重量的混合溶液C中，其中，已交联的丙烯酸树脂是以一含羧基单体的0.8％(按摩尔)与一可交联的单体进行交联的。接着完成与混合范例1一样的过程，由此制成一种黑色的墨水。

在此，已交联的丙烯酸树脂在墨水中处于一种膨胀的胶体分散状态，并且显微镜的观察，其胶体粒径在1至2μm的范围内。

混合范例7：

50.0份按重量的Chichicaca Color Red F-14(这是一种Mikumi Color Work有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为16％)和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入到49.6份按重量的混合溶液D中，其中，已交联的丙烯酸树脂是一含羧基单体的1.2％(按摩尔)与一可交联的单体进行交联的。接着完成与混合范例1的过程，由此制成一红色的墨水。

在此，已交联的丙烯酸树脂在墨水中处于一种膨胀胶体的分散状态，并且根据显微镜的观察，其颗粒在1至2μm的范围内。

混合范例8：

50.0份按重量的Chichicaca Color Blue F-21(这是一种Mikumi Color Works有限公司生产的水性颜料分散液，其中的固体含量为25％)和0.4份按重量的已交联的丙烯酸树脂被加入至49.6份按重量的混合溶液E中，其中，已交联的丙烯酸树脂是以一含羟基单体的0.8％(按摩尔)与一可交联的单体进行交联的。接着完成与混合范例1一样的程序，由此制成一种蓝色墨水。

在此，已交联的丙烯酸树脂处于一种膨胀的胶体分散状态，并且根据显微镜的观察其粒径在1至2μm范围之内。

(3)圆珠笔尖的范例：

现有的圆珠笔尖一般都是锥形的圆珠笔尖。在这种圆珠笔尖中，由硬金属制成的圆珠被安装在一由不锈钢制成的圆珠容纳件的圆珠座上，并且在圆珠和圆珠容纳件之间的间隙(该间隙对应于圆珠笔尖的圆珠前/后移动量)是用一种与上述测定一样的方式测定的。根据测量值，圆珠笔尖被划分为下述类别：

类别A—圆珠直径为0.7mm，间隙在7-8μm的范围内。

类别B1—圆珠直径为0.5mm，间隙在15至25μm的范围内。

类别B2—圆珠直径为0.7mm，间隙在15至25μm的范围内。

类别C—圆珠直径为0.5mm，间隙在25至35μm的范围内。

类别D—圆珠直径为0.5mm，间隙超过40μm。

下面将描述由上述的混合范例和圆珠笔尖范例制造圆珠笔的范例。

范例1：

从B1类别的圆珠笔尖的范例中选取5个圆笔尖，将该笔尖分别安装在内径为4mm的墨水贮存管上，在每个墨水贮存管中加入1.2克的混合范例1中的墨水。然后在每个墨水贮存管的尾部插入主要由油脂构成的后防泄漏塞，由此制成5个水性圆珠笔。

范例2至6：

在从类别B1、B2和C的圆珠笔尖范例中选择出的圆珠笔尖(每个类别选择5个笔尖)充入混合范例2、3和6至8中的墨水，以与范例1一样的方式制成表1所示的圆珠笔范例2至6。

比较范例1至11：

以与范例1同样的方式将范例1至8的墨水充入到从类别A、B1和D的笔尖范例选择出的圆珠笔尖中(每组选择5个)，由此制成表1所示比较范例的、装有水性墨水合剂的圆珠笔。

对于如此制成的装有水性墨水合剂的圆珠笔而言，现已对其书写性能和防滴落性能进行了评价。书写性能按O状态和X状态划分。在O状态，不得出现任何线条缺墨现象，在X状态，线条出现肉眼看得见的缺墨现象。防滴墨性能的评估是这样进行的，即每个笔尖都放置在20℃，相对湿度90％的条件下长达2个小时，并且笔尖垂直向下，此外，肉眼观察墨水通过笔尖的泄漏情况。本发明的圆珠笔尖被分成没有出现滴墨的O状态和出现滴墨的X状态的结果见表1。

                               表1

                墨水              圆珠笔尖               性能

                    粒径    圆珠直径     间隙    书写性能   滴墨

         混合范例

                    (μm)     (mm)

范例1       1       1-2       0.5       类别B1      ○       ○

范例2       2       1-2       0.7       类别B2      ○       ○

范例3       3       0.5-l     0.5       类别B1      ○       ○

范例4       6       1-2       0.5       类别B1      ○       ○

范例5       7       1-2       0.7       类别B2      ○       ○

范例6       8       1-2       0.5       类别C       ○       ○混合范例1       1       1-2       0.7       类别A       ×                ○混合范例2       1       1-2       0.5       类别D       ○       ×混合范例3       2       1-2       0.7       类别A       ×                ○

                               表1(续)

                 墨水                圆珠笔尖              性能

                      粒径     圆珠直径            书写性能

          混合范例                        间隙              滴墨

                     (μm)       (mm)混合范例4       2        1-2         0.5      类别D       ○       ×混合范例5       3        0.5-1       0.7      类别A       ×                ○混合范例6       3        0.5-1       0.5      类别D       ○       ×混合范例7       4        溶解        0.5      类别B1      ○       ×混合范例8       5        溶解        0.5      类别B1      ○       ×混合范例9       6        1-2         0.7      类别A       ×                ○混合范例10      7        1-2         0.5      类别D       ○       ×混合范例11      8        1-2         0.7      类别A       ×                ○

正如从上述表中可以看见的那样，当本发明的圆珠笔使用粒径为0.5至10.0μm且由交联亲水聚合物构成的膨胀胶体分散颗粒，并且构成其笔尖的圆珠与圆珠容纳件间的间隔为10.0至40.0μm时，不会出现滴墨现象且书写性能也极佳。

就本发明的装有水性墨水合剂的圆珠笔而言，墨水的流动性良好，线条既不缺墨也不断续。另外，书写线条的对比度也很强，线条可以长时间地处于清晰状态。此外，防滴墨性能也很好。

图1是一示意图，表示了圆珠笔尖的间隙测量的方法。

符号说明：

1—圆珠笔尖                       5—数字显示器轴

2—数字显示器                     6—夹具

3—针                             7—针导轨

4—圆珠                           8—数字显示器轴导轨

Claims (10)

1.一种装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中的水性墨水合剂是这样制成的。即，直接将(A)一种水性墨水合剂加入(B)一个墨水贮存管中；其特征为，所说的水性墨水由(a)一种水性介质、(b)一种颜料和(c)一种含羧基的已交联的亲水聚合物构成，所说的交联亲水聚合物以胶体状态膨胀和分散，粒径为0.5至10.0μm，并且它是以一种含羧基单体和一种与该单体在需要时共同使用，并可共聚反应的单烯单体，二者之总量的0.5摩尔％或更大的量与一种可交联的单体进行交联，该可交联的单体具有至少两个可聚合反应的不饱和烃；而所说的贮存管与这样一种圆珠笔尖装在一起，即在该圆珠笔尖中，圆珠和圆珠座之间的间隙在10.0至40.0μm之间。

2.按照权利要求1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，所用的墨水由5至90％的水(按重量)，0至50％的湿润剂(按重量)、1至50％的颜料(按重量)和0.1至2.0％(按重量)的含羧基的交联亲水聚合物(按重量)构成。

3.按照权利要求1或2的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，待混合水的量为25至85％(按重量)。

4.按照权利要求1或2的具有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的已交联亲水聚合物是一种含羧基的单烯单体和可交联单体的聚合物。

5.按照权利要求1或2的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的已交联亲水聚合物是由一种含羧基单体，一种可与该含羧基单体共聚反应的单烯单体，以及所说的可交联单体构成。

6.按照权利要求1或2的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，含羧基的已交联亲水聚合物是一种与一种或多种单体交联的聚合物，在此，所说的单体从由具有至少两个未饱和基的聚乙二醇二乙烯基醚、一种烯丙基蔗糖和一种具有聚合功能的丙烯酸单体构成的族中选取的。

7.按照权利要求1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种抗腐蚀润滑剂加到所说的墨水中。

8.按照权利要求1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种pH值调节剂加入到所说的墨水中。

9.按照权利要求1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，将一种抗菌剂加入到所说的墨水中。

10.按照权利要求1的装有水性墨水合剂的圆珠笔，其中，一主要由润滑树脂构成以防止墨水通过墨水贮存管尾部泄漏的塞子7被插入到与墨水贮存管安装圆珠笔尖一侧相对的另一侧中。