TWI478824B - 原子筆及書寫用具組合 - Google Patents

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TWI478824B TW096145328A TW96145328A TWI478824B TW I478824 B TWI478824 B TW I478824B TW 096145328 A TW096145328 A TW 096145328A TW 96145328 A TW96145328 A TW 96145328A TW I478824 B TWI478824 B TW I478824B
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Description

原子筆及書寫用具組合
本發明係關於一種摩擦體，且係關於使用該摩擦體之一種書寫用具及一種書寫用具組合。更特定言之，本發明係關於一種藉由摩擦熱使熱變色筆跡變色的摩擦體，且係關於使用該摩擦體之一種書寫用具及一種書寫用具組合。
存在一種摩擦體，以此改變紙張表面上所形成之熱變色筆跡之顏色。藉由使任一此種摩擦體與上面形成有筆跡之紙張表面摩擦來改變該筆跡顏色。隨後，以肉眼識別出該筆跡與摩擦之前不同(例如參見日本未經審查之專利公開案JP－A－2004－148744)。
橡皮、彈性體及塑膠發泡體係作為摩擦體之材料例示。
然而，橡皮在與紙張表面摩擦期間產生一些粗渣且使環境變髒，且此外，因為橡皮本身被磨損，故其難以滿足永久使用的要求。
另一方面，彈性體及塑膠發泡體由於其品質及等級而不具有合適之摩擦係數。當其具有太大摩擦係數時，使其與紙張表面摩擦時常引起紙張破損、紙張起皺或紙張表面粗糙(磨損)。因此，存在一個問題：不可能在摩擦區域重寫或造成浸潤而不能形成優良品質之筆跡。與以上情況相反，該等摩擦體之摩擦係數太小則削弱摩擦之感覺。因此，在無意中便以大於所需之負載摩擦紙張，使經摩擦之紙張變得不平滑而破壞其外觀，且此外，摩擦次數傾向於提高，而產生不便利且厭倦之感覺，因而廢棄該等摩擦體。相應地，其銷路受損。
本發明旨在解決上述問題，且意欲提供一種摩擦體，其允許與形成於紙張表面上之熱變色筆跡摩擦而不使該紙張受損，且更特定言之，不造成該紙張不平，且由此使得能夠在摩擦區域上再次形成優良品質之筆跡且此外允許將摩擦過程中之煩擾及厭倦降至最低且提高便利性，且進一步意欲提供使用該摩擦體的一種書寫用具及一種書寫用具組合。
根據本發明之一態樣為一種摩擦體，其產生使得以產生熱變色筆跡之書寫用具所形成之筆跡顯示、消失或變色之摩擦熱，更特定言之，當與紙張表面摩擦時其具有0.2至1.0之摩擦係數。
該摩擦體之摩擦係數較佳介於0.3至0.9範圍內。
此外，提供一種書寫用具，其具有作為產生熱變色筆跡之書寫用具之一部分的該上述摩擦體。
此外，提供一種書寫用具組合，其包括該摩擦體及一產生熱變色筆跡之書寫用具。
根據本發明，可能提供一種摩擦體，其使其上形成有筆跡之紙張表面具有優良的保持品質，因為其當與紙張表面摩擦時既不使紙張受損，亦不造成紙張不平。此外，其不僅滿足在紙張之摩擦區域反覆形成優良品質之筆跡的實用性，且經由降低摩擦過程中之煩擾及厭倦而具有較高商業價值。此外，本發明可提供各自使用該摩擦體之一種書寫用具及一種書寫用具組合。
本發明之摩擦體藉由與其上形成有熱變色筆跡之紙張表面摩擦來產生摩擦熱，由此使該筆跡顯示、消失或變色。
對於該摩擦體而言，可使用任何材料，只要其摩擦係數係在0.2至1.0，較佳0.3至0.9，且更佳0.4至0.8範圍內即可。
當摩擦體具有大於1.0之摩擦係數時，其對紙張表面之摩擦變得過度，有可能使紙張破裂或起皺，或使紙張表面變粗糙(磨損)。
在該等情況下，不僅紙張之外觀受損，且不可能在紙張之摩擦區域上再次書寫，或即使可能重寫，由於紙張起皺或紙張表面變粗糙，紙張之摩擦區域上所形成之筆跡易滲開且品質較差。
另一方面，具有小於0.2之摩擦係數的摩擦體對紙張表面之阻力太小，且引起不足之摩擦感覺。因此傾向於以大於所需之負載使用該摩擦體猛烈地摩擦紙張，且使經摩擦紙張變得不平且破壞其外觀，此外，摩擦次數傾向於提高。因此該摩擦體之使用者具有不便利且厭倦之感覺，因而該摩擦體在某些情況下被廢棄。
在本發明中，摩擦體之摩擦係數被定義為藉由在使用500 g之負載使摩擦體以100 mm/min之速度與紙張表面摩擦之條件下量測而計算出之摩擦係數(摩擦力/負載)。
並不特定地限制該摩擦體之材料，可使用玻璃、金屬、木材、石頭及樹脂材料之任一者。
然而，適合使用諸如橡膠之具有彈性之樹脂，當對其施加摩擦時其可提供以橡皮摩擦之感覺，且由此有可能當執行使筆跡顯示、消失或變色時使摩擦體對紙張之衝擊變弱，且有可能使摩擦體與筆跡摩擦而不產生對使用者不適宜之衝擊。
適合於該摩擦體之材料之實施例包括聚矽氧樹脂、基於苯乙烯之樹脂(例如苯乙烯－丁二烯共聚物、苯乙烯－乙烯－丁二烯共聚物)、基於氟之樹脂、氯丁二烯樹脂、腈類樹脂、以聚酯為主之樹脂、乙烯－丙烯－二烯烴橡膠(EPDM)、聚乙烯及聚丙烯。
使該摩擦體與紙張表面摩擦係手動進行，因此無需大型裝置且可用作產生熱變色筆跡之書寫用具之部分。亦即，該摩擦體可裝設於一筒之後端，或若該書寫用具具有一帽，則該摩擦體可裝設於該帽之尖端。
更特定言之，諸如原子筆、氈筆、麥克筆及毛筆之其中包括熱變色墨水且在筒之後端裝設有摩擦體(參見圖1、2、4、5及6)或使用安裝有摩擦體之帽(參見圖3)的書寫用具可作為實施例。
或者，有可能製造一種書寫用具組合，其包括彼此獨立之具有該摩擦體之摩擦構件(圖7)及用於產生熱變色筆跡之書寫用具(圖8)。
藉由使書寫用具個別地提供兩個或兩個以上色調不同之熱變色筆跡線，該書寫用具組合可形成複數種鮮豔顏色之字母及圖案。
另外，該等書寫用具並不限於含液體熱變色墨水者，而可為諸如蠟筆之熱變色固體書寫用具。
向該摩擦體添加選自染料或顏料之用於通用用途之著色劑可提高設計能力，且使該摩擦體亦充當符合於筆跡顏色之顏色顯示構件。
此外，若需要，亦可向該摩擦體添加諸如填充劑之各種其他添加劑。
有效地併入於熱變色墨水或熱變色固體書寫用具中之著色劑為藉由將含有至少三種以下基本成份之可逆熱變色組合物封入於微膠囊中來製備之微膠囊化顏料：(a)供電子展示顏色之有機化合物；(b)受電子化合物；及(c)決定(a)與(b)之間發生顏色反應之溫度，且其顏色藉由加熱而消失的反應介質。
作為可逆熱變色組合物，如JP－B－51－44706、JP－B－51－44707及JP－B－1－29398中所揭示者，有可能使用具有以下特性之組合物：顏色係於將溫度提高至超過個別規定溫度(顏色變化點)之前及之後之間改變；其在高於高溫一側之顏色變化點之溫度範圍內展示脫色狀態，且其在低於低溫一側之顏色變化點之溫度範圍內展示顯色狀態；在常溫下僅呈現以上兩種狀態中之一種。
當向其中施加產生另一狀態所需之熱或冷的能量時保持另一狀態，但當熱或冷能量的施加停止時在常溫下恢復成該一狀態；及遲滯寬度相對較小(△H＝1℃至7℃)。
然而，如JP－B－4－17154、JP－A－7－179777、JP－A－7－33997、JP－A－8－39936及JP－A－2005－1369中所揭示，較佳使用具有以下特性之可逆熱變色組合物：遲滯特徵較大(△H＝8℃至70℃)；當繪製作為溫度之函數的色濃度變化之曲線時，自低於變色溫度範圍之低溫一側提高溫度之情況極不同於自高於變色溫度範圍之高溫一側降低溫度之情況；及具有在規定溫度範圍內可保持低溫下顯色狀態或高溫下脫色狀態之顏色記憶特性。
以可逆熱變色組合物之色濃度－溫度曲線表示之遲滯特性係描述如下。
在圖9中，色濃度係繪製為縱座標且溫度繪製為橫座標。色濃度隨溫度之變化沿箭頭方向發展。
其中，“A”為表明在達成完全脫色狀態之溫度T4 (以下稱為完全脫色溫度)下之濃度之點，“B”為表明在脫色開始之溫度T3 (以下稱為脫色開始溫度)下之濃度之點，“C”為表明在顯色開始之溫度T2 (以下稱為顯色開始溫度)下之濃度之點，且“D”為表明在達成完全顯色狀態之溫度T1 (以下稱為完全顯色溫度)下之濃度之點。
變色溫度範圍為溫度T1 與T4 之間的溫度範圍，且其中第一色相與第二色相可同時存在。溫度T2 與T3 之間的色濃度具有巨大差異的溫度範圍為實質上之變色範圍(兩相保持溫度範圍)。
另外，線段EF之長度為變化前後之顏色之間的對比度之量度，且穿過線段EF之中點之線段HG之長度為展示遲滯程度之溫度寬度(以下稱為遲滯寬度△H)。當△H值較小時，在常溫下僅可呈現變色前後之兩種狀態中之一種。反之，當△H值較大時，易於同時保持變色前後之狀態。
特定言之，具有顏色記憶特性之可逆熱變色組合物藉由如下調整可有效地提供保持常態(在日常生活溫度範圍內)下所展示之顏色的功能：將其完全顯色溫度T1 調至僅在冷凍室或寒冷氣候中可獲得之溫度範圍內，亦即－30℃至10℃，較佳為－30℃至0℃，且更佳為－30℃至－10℃範圍內；將其完全脫色溫度T4 調至可自使用摩擦體之摩擦熱及諸如吹風機之慣用加熱器獲得的溫度範圍內，亦即30℃至90℃，較佳為50℃至80℃，且更佳為60℃至80℃之範圍內；且界定其△H值，使其處於40℃至60℃範圍內。
應用本發明之書寫用具容納含有微膠囊顏料之墨水，其中該等顏料封入有呈有色狀態之可逆熱變色組合物。該書寫用具較佳經構造以使得用它形成之筆跡不易於因手指接觸而脫色，此外經脫色之筆跡不再次顯色。
因此，溫度T1 及T4 之設置變為極其重要之因素。
作為微膠囊顏料之形狀，儘管並不拒絕採用橫剖面為圓形之形狀，但採用橫剖面為非圓形之形狀係有效的。
藉由書寫形成之筆跡係呈以下狀態：使微膠囊顏料密集地排列且黏著於書寫表面以使其長直徑面(最大外徑面)與書寫表面緊密接觸。因此，該筆跡展示高濃度之著色。此外，當藉由用該摩擦體摩擦筆跡而施加外力時，微膠囊顏料巧妙地進行彈性變形以減輕該等外力且防止微膠囊壁破損。因此，可達成熱變色功能之有效產生而不造成損傷。
其中，橫剖面形狀為非圓形之微膠囊顏料之最大外徑之平均值較佳在0.5至5.0 μm範圍內，且可逆熱變色組合物與壁膜之比率在7/1至1/1(以重量計)範圍內。
在最大外徑平均值大於5.0 μm之微膠囊顏料(包括橫剖面為圓形之微膠囊顏料)系統中，經由毛細管間隙流出之能力降低；而在最大外徑平均值小於0.5 μm之微膠囊顏料系統中，難以展示高濃度之著色。此外，最大外徑之平均值為1至4 μm且微膠囊直徑之平均值[(中截面之最大外徑＋最小外徑)/2]為1至3 μm是合適的。
當可逆熱變色組合物與壁膜之比率大於以上所規定之範圍時，壁膜之厚度變得太薄，且使耐壓性及耐熱性降低；而當壁膜與可逆熱變色組合物之比率大於以上所規定之範圍時，顯色時之色濃度及清晰度難以避免被降低。此外，可逆熱變色組合物/壁膜比率在6/1至1/1(以重量計)範圍內為有利的。
可用於將可逆熱變色組合物微膠囊化之方法之實例包括界面聚合法、界面縮聚法、原位聚合法、浸入固化成膜法(submerged cure coating method)、利用自水溶液之相分離之方法、利用自有機溶劑之相分離之方法、熔融分散冷卻法、空氣懸浮成膜法及噴霧乾燥法。在該等方法中，視需要根據所欲之用途來選擇方法。此外，亦可能根據所需目的在微膠囊表面上形成第二樹脂膜，且由此賦予其耐久性或改良其表面特徵。由此形成之微膠囊亦可進行實際使用。
可相對於墨水之總量以2至50重量%之比例(較佳3至40重量%，更佳4至30重量%)混合該等微膠囊顏料。當該比例低於2重量%時，則所產生之色濃度不足；而當該比例高於50重量%時，則墨水流動性降低且使書寫特性受損。
對於墨水而言，有效地使用含有呈分散於媒劑中之狀態的微膠囊顏料之墨水。該媒劑較佳為水基媒劑，但可使用油基媒劑。
該墨水之實例包括含有賦予剪切稀化特性(shear thinning property)試劑的剪切稀化墨水，及藉由使用水溶性聚合物絮凝劑使微膠囊顏料以疏鬆之凝聚狀態懸浮於其中之黏結性墨水。作為另一實例，存在一種墨水，其中微膠囊化顏料與媒劑之間的比重差異被控制在0.05或0.05以下。
藉由添加賦予剪切稀化特性之試劑，可限制微膠囊顏料之凝集及沈澱，以及防止筆跡浸潤。由此可形成具有優良品質之筆跡。
此外，當該書寫用具呈原子筆形式時，有可能防止不使用時墨水自珠與尖端之間的間隙洩漏，且當用具頂端向上直立(以筆直狀態)時防止墨水倒流。
賦予剪切稀化特性之試劑之實例包括三仙膠、威蘭膠(welan gum)、作為有機酸改質雜多醣且含有葡萄糖及半乳糖作為組份單醣之丁二醯聚糖(succinoglycan)(平均分子量為約1百萬至約8百萬)、瓜爾膠、刺槐豆膠及其衍生物、羥乙基纖維素、海藻酸烷基酯、含有甲基丙烯酸烷基酯作為主要組份且具有十萬至十五萬之分子量的聚合物、葡甘聚醣、諸如瓊脂或角叉菜膠之自海藻中提取且具有凝膠能力之增稠多醣、苯亞甲基山梨醇及苯亞甲基木糖醇或其衍生物、交聯丙烯酸聚合物、無機微粒、聚丙三醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚－聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、HLB值在8至12範圍內的基於非離子之界面活性劑(諸如脂肪酸醯胺、磺化丁二酸二烷基或磺化丁二酸二烯基鹽)、N－烷基－2－吡咯啶酮與基於陰離子之界面活性劑之混合物、及聚乙烯醇與基於丙烯酸系聚合物之樹脂之混合物。
作為水溶性聚合物絮凝劑，可適當地使用非離子水溶性大分子化合物。
該化合物之實例包括聚乙烯吡咯啶酮、聚氧化乙烯、水溶性多醣及非離子水溶性纖維素衍生物。水溶性多醣之實例包括黃著膠、瓜爾膠、普魯蘭(pulullan)及環糊精。非離子水溶性纖維素衍生物之實例包括甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基甲基纖維素及羥丙基甲基纖維素。
在用於本發明之可逆熱變色墨水中，可使用任何水溶性聚合物，只要其展示使顏料粒子之間形成疏鬆之交聯的功能即可，但以上所述之非離子水溶性纖維素衍生物可最有效地起作用。
可相對於墨水組合物之總量以0.05重量%至20重量%之比例混合該聚合物絮凝劑。
可在墨水中混合水及(若需要)水溶性有機溶劑。
該有機溶劑之實例包括乙醇、丙醇、丁醇、丙三醇、山梨糖醇、三乙醇胺、二乙醇胺、單乙醇胺、乙二醇、二乙二醇、硫二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、環丁碸、2－吡咯啶酮及N－甲基－2－吡咯啶酮。
當使用根據本發明之墨水裝入原子筆中時，另外向該墨水添加潤滑劑以避免珠收納座磨耗係合適的。
除潤滑劑之外，可視需要向墨水添加諸如丙烯酸系樹脂之樹脂、苯乙烯－順丁烯二酸共聚物、纖維素衍生物、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇或糊精，且由此亦可賦予該墨水對紙張表面之黏著力和黏度。
此外，亦可添加pH調節劑、防鏽劑、殺真菌劑、尿素、潤濕劑、消泡劑、分散劑及能夠提高墨水滲透性之基於氟化或基於非離子之界面活性劑。
將如此製備之墨水裝入諸如麥克筆或原子筆之在書寫尖端具有諸如麥克筆尖端或原子筆尖端之尖端的書寫用具中，並進行實際使用。
在將墨水裝入原子筆中之情況下，原子筆本身對於其結構或形狀無特定限制。
原子筆之實例包括：其中墨水係注入於由容納於一筒中之纖維束製成之墨水吸收體中，且由此將所注墨水饋至配備有一原子筆尖端之書寫尖端的原子筆；其中墨水係直接包含於筒中，且經由具有梳狀凹槽之墨流控制構件或由纖維束製成之墨流控制構件將預定量之墨水饋入配備有原子筆尖端之書寫尖端的原子筆；及其中一筒含有填滿剪切稀化墨水之墨水容納管，該墨水容納管係與頂端具有一珠之一尖端相連，且該墨水容納管之端面保持與液體塞緊密接觸以防止倒流的原子筆。
以下更詳細地描述該原子筆尖端。可用於如以上所述之原子筆的尖端之實例包括：在一珠容納部件中容納有一珠之尖端，該珠容納部件係藉由使金屬管末端的周圍部分自該管之外表面向內變形來形成；在一珠容納部件中容納有一珠之尖端，該珠容納部件係藉由使用一鑽或其類似物切割金屬材料來形成；由金屬或塑膠製成之尖端，且在該尖端之內部具有一由樹脂製成之珠收納座；及其中容納於尖端之珠係由一彈簧向前推動之尖端。可用於其中之珠係由硬金屬、不鏽鋼、紅寶石、陶瓷、樹脂或橡膠製成，且具有0.3至3.0 mm，較佳0.4至1.5 mm，更佳0.5至1.0 mm之直徑。
該墨水容納管可由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或耐綸之熱塑性樹脂模製成。
藉由使用無色透明、有色透明或半透明模製管，可檢查墨水之顏色或墨水之殘餘量。
該墨水容納管可與尖端直接連接，或經由一連接構件與尖端連接。
另外，該墨水容納管可採用筒中所容納之再填充管之形式，或筒本身之形式，其中該筒之前端部分裝備有一尖端，且將墨水直接裝入該筒。
墨水容納管中所容納之墨水的後端具有一液體墨水跟隨體。此外，該液體墨水跟隨體可與一固體墨水跟隨體組合使用。
當將墨水裝入麥克筆中時，該麥克筆本身對於其結構或形狀無特定限制。麥克筆之實例為：其中在一筒中包括一由一纖維會聚體(fibrous convergent body)製成之墨水吸收體，一由經加工之纖維體製成之其中形成毛細管間隙之尖端係直接或經由一連接構件安裝於該筒中，且該墨水吸收體與該尖端係連接在一起的麥克筆；其中一筒直接容納該墨水，且預定量之墨水係經由一具有梳狀凹槽之墨流控制構件饋入一尖端中的麥克筆；及其中一能夠藉由按壓筆尖而打開之閥體係安置於一尖端與一墨水容納管之間，且該墨水容納管中直接含有該墨水的麥克筆。
該筆尖為一具有連通孔之傳統通用多孔構件，其孔隙率係在約30%至約70%範圍之內，該多孔構件諸如樹脂整理(resin－finished)纖維體、熱熔融纖維之熔融加工產物或氈體(felt body)。多孔構件之一端係加工成適合於所欲用途之形狀，諸如炸彈形、矩形或鑿子形，且將由此產生之構件投入實際使用。
該墨水吸收體為藉由以下步驟形成之材料：將捲曲纖維沿長度方向繫成一束，將該束封入於一塑膠管中或使用諸如薄膜之覆蓋材料密封，且將其孔隙率調整至約40%至約90%之範圍內。
此外，該閥體可採用傳統通用泵形式，但彈簧壓力經設置以允許視書寫壓力而定的壓力打開之閥適用作該閥體。
<實施例>
實施例係如下說明。該等實施例中之所有份數係以重量表明。
在下表中展示所製備摩擦體每一者之材料、製造商及其產品碼、其摩擦係數及摩擦測試及重寫測試結果。摩擦測試之結果係藉由在形成熱變色筆跡之後以每一摩擦體摩擦書寫紙A(舊JIS(日本工業標準，Japanese Industrial Standard)P3201：由100%化學木漿材料製成且具有40至157 g/m2 範圍之基本重量及75.0%或高於75.0%之白度的無木紙張)之情況下獲得。重寫測試之結果係根據於該摩擦區域上再次書寫而形成之筆跡的情況獲得。
另外，表中所示之摩擦係數數據中之每一者為當用每一摩擦體以10 mm/min之速度，在500 g之負載下摩擦紙張表面時藉由使用由Shinto Scientific Co.,Ltd製造之表面特性測試器HEIDON－14D測定之值。
於上表中用於表示摩擦及重寫測試中等級之符號如以下所說明。
<摩擦測試>
A：紙張中完全不出現起皺/破損及不平滑。
B：紙張中出現細微起皺及不平滑。
C：紙張中出現起皺。
D：需要用力來使筆跡變色，且此外紙張中出現不平滑。
F：紙張破損。
<重寫測試>
A：形成優良品質的筆跡。
B：觀察到筆跡由於紙張中出現之起皺及不平滑而紊亂。
F：由於紙張破損不可能書寫。
<實施例1>
<可逆熱變色墨水之製備>自以下各物製備可逆熱變色墨水：12.5份微膠囊顏料，其封入有具有顏色記憶特性(T1 ：－16℃，T2 ：－8℃，T3 ：48℃，T4 ：58℃，△H：65℃，平均粒度：2.5 μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率＝2.6/1.0，顏色自粉紅色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：2.0份2－(丁胺基)－8－(二苯胺基)－4－甲基螺[5H－[1]苯并吡喃[2－3－g]嘧啶－5,1(3’H)－異苯并呋喃]－3－酮作為組份(a)；5.0份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷及3.0份4,4’－(2－甲基亞丙基)雙酚作為組份(b)；及50.0份4－苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)，0.33份丁二醯聚糖(剪切稀化特性賦予試劑)，10份尿素，10份丙三醇，0.6份非離子滲透性賦予試劑，0.1份改質聚矽氧型消泡劑，0.1份殺真菌劑及66.37份水。
<書寫用具之製造(參見圖1)>將由此製備之墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－16℃或－16℃以下以產生粉紅色著色，且置於室溫下)藉由抽吸裝入一具有4.4 mm之內徑且與一原子筆尖3經由一樹脂固持體22連接之聚丙烯管(墨水容納管21)中。
隨後，將一含有聚丁烯作為主要組份且具有黏彈性之作為主要部件的墨水跟隨體5(液體塞)自聚丙烯管之尾部裝入該管中，且將一尾塞23安裝於該管之後部，由此製備一再填充管2。此外，將該再填充管2安裝於一筒6(由一前筒及一後筒組成)內，安裝一帽7，且隨後藉由離心操作執行除氣。由此獲得一書寫用具1(原子筆)。
該原子筆尖端在一珠容納部件中容納有一直徑為0.7 mm之硬金屬珠，該珠容納部件係藉由以一鑽切割金屬材料來形成，且該珠係由一彈簧向前推動。
此外，將一由與表中之摩擦體(14)相同之樹脂製成之摩擦體8安裝至後筒末端。
藉由以由此獲得之書寫用具書寫，在紙張表面上形成粉紅色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有粉紅色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持無色狀態，且當冷卻至－16℃或－16℃以下時恢復初始的粉紅色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例2>
<可逆熱變色墨水之製備>自以下各物製備可逆熱變色墨水：25.7份微膠囊顏料，其含有具有顏色記憶特性(T1 ：－20℃，T2 ：－9℃，T3 ：40℃，T4 ：57℃，△H：63℃，平均粒度：2.5 μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率＝2.6/1.0，顏色自黑色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：4.5份2－(2－氯苯胺基)－6－二－正－丁胺基螢烷作為組份(a)；4.5份4,4’－(2－甲基亞丙基)雙酚及7.5份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷作為組份(b)；及50.0份4－苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)，0.2份丁二醯聚糖(剪切稀化特性賦予試劑)，5.5份尿素，7.5份甘油，0.03份非離子滲透性賦予試劑，0.15份改質聚矽氧型消泡劑，0.1份殺真菌劑，0.5份潤滑劑，0.5份三乙醇胺，及59.82份水。
<書寫用具之製造(參見圖2)>將由此製備之墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－20℃或－20℃以下以產生黑色著色，且置於室溫下)裝入具有7.0 mm之內徑及10 mm之外徑的聚丙烯筒6中，且其前端安裝有一原子筆尖3。隨後將一含有聚丁烯作為主要組份且具有黏彈性之墨水跟隨體5自後端裝入該筒中。此外，將一由與表中之摩擦體(17)相同之樹脂製成之摩擦體8安裝於該筒之後部。
此外，安裝一帽7，且隨後藉由離心操作執行脫氣。由此獲得一書寫用具2(原子筆)。
該原子筆尖端在一珠容納部件中容納有一直徑為0.7 mm之硬金屬珠，該珠容納部件係藉由以一鑽切割金屬材料來形成，且該珠係由一彈簧向前推動。
藉由以由此獲得之書寫用具書寫，在紙張表面上形成黑色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有黑色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持此無色狀態，且當冷卻至－20℃或－20℃以下時恢復初始黑色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例3>
<可逆熱變色墨水之製備>自以下各物製備可逆熱變色墨水：25.7份微膠囊顏料，其含有具有顏色記憶特性(T1 ：－14℃，T2 ：－6℃，T3 ：48℃，T4 ：60℃，△H：64℃，平均粒度：2.5 μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率＝2.6/1.0，顏色自藍色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：2.0份3－(4－二乙胺基－2－己氧基苯基)－3－(1－乙基－2－甲基吲哚－3－基)－4－氮雜苯酞作為組份(a)；3.0份4,4’－(2－甲基亞丙基)雙酚及5.0份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷作為組份(b)；及50.0份4－苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)，0.2份丁二醯聚糖(剪切稀化特性賦予試劑)，5.5份尿素，7.5份甘油，0.03份非離子滲透性賦予試劑，0.15份改質聚矽氧型消泡劑，0.1份殺真菌劑，0.5份潤滑劑，0.5份三乙醇胺，及59.82份水。
<書寫用具之製造(參見圖3)>將由此製備之墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－14℃或－14℃以下以產生藍色著色，且置於室溫下)藉由抽吸裝入一具有4.4 mm之內徑且與原子筆尖3經由一樹脂固持器22連接之聚丙烯管(墨水容納管21)中。隨後，將一含有聚丁烯作為主要組份且具有黏彈性之墨水跟隨體5(液體塞)自聚丙烯管之後部裝入該管中，且在該管之後部安裝一尾塞23，由此製備一再填充管2。此外，將該再填充管2安裝於一筒6(由一前筒及一後筒組成)內，安裝一帽7，且隨後藉由離心操作執行脫氣。由此獲得一書寫用具1(原子筆)。
該原子筆尖端在一珠容納部件中容納有一直徑為0.7 mm之硬金屬珠，該珠容納部件係藉由以一鑽切割金屬材料來形成，且該珠係由一彈簧向前推動。
此外，將一由與上表中之摩擦體(7)相同之樹脂製成之摩擦體8安裝於該帽之頂端。
藉由以由此獲得之書寫用具書寫，在紙張表面上形成藍色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有藍色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持無色狀態，且當冷卻至－14℃或－14℃以下時恢復初始藍色。該顏色變化行為可重複。
且在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例4>
<微膠囊粒子之製備>使含有3.0份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷；3.0份1,1－雙(4－羥苯基)癸烷；及50.0份癸酸硬脂醯酯之組合物藉由加熱均勻溶解，且與25.0份作為壁膜材料之芳族聚異氰酸酯預聚物及50.0份助溶劑混合。使所得溶液分散且乳化以於聚乙烯醇之8%水溶液中形成微滴，且在70℃下攪動所得乳液持續約1小時。隨後，使其與2.5份水溶性改質脂族胺混合，且攪動其持續另外6小時。由此獲得微膠囊粒子之懸浮液。
將該懸浮液離心分離以隔離該等微膠囊粒子。
對於所獲得之微膠囊粒子而言，發現其比重為0.97且發現其平均粒度為2.5 μm。
<可逆熱變色墨水組合物之製備>藉由一起添加13.0份微膠囊顏料，該微膠囊顏料含有具有顏色記憶特性(T1 ：－20℃，T2 ：－10℃，T3 ：46℃，T4 ：60℃，△H：68℃，平均粒度：2.5 μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率＝2.6/1.0，顏色自橙色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：2.5份1,3－二甲基－6－二乙基胺基螢烷作為組份(a)；3.0份4,4’－(2－甲基亞丙基)雙酚及5.0份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷作為組份(b)；及50.0份4－苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)，7.0份微膠囊粒子，0.5份羥乙基纖維素(商標名CELLOSIZE WP－09B，Union Carbide Japan之產品)，15.0份甘油，0.02份消泡劑，1.5份殺真菌劑，0.2份表面張力控制試劑，62.78份水及0.1份10%稀釋磷酸溶液且藉由攪拌使其均勻混合來製備可逆熱變色墨水組合物水溶液。此外，將該墨水之pH值調整為約5.5以由此獲得可逆熱變色墨水組合物水溶液。
發現該墨水媒劑(除可逆熱變色微膠囊顏料及微膠囊粒子外之墨水組份)之比重為1.03。
<書寫用具之製造(參見圖4)>藉由以下步驟獲得一書寫用具1(麥克筆)：將墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－20℃或－20℃以下以產生橙色著色，且置於室溫下)及一攪拌子9(具有直徑3 mm之金屬珠)併入一筒6(由一前筒及一後筒構成)中，且將一麥克筆芯3[鑿子形纖維筆體(孔隙率：約53%)]經由一閥機構10安裝於該筒之前端部分。
該閥機構10在結構上經設計以藉由施加於該筆體之書寫壓力而打開該閥。
由此獲得之直墨型(direct-ink type)書寫用具具有一可拆卸帽7，且此外，將一由與表中之摩擦體(16)相同之樹脂材料製成之摩擦體8安裝至該筒之後端部分。
藉由使用由此獲得之書寫用具，在印於紙張表面上之圖像(字元)上畫出橙色線(筆跡)。
該線在室溫下(25℃)具有橙色，且當以該摩擦體摩擦時其脫色且變為無色。在室溫下保持此無色狀態，且當冷卻至-20℃或-20℃以下時恢復初始橙色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例5> <可逆熱變色墨水之製備>
使含有以下各物之水性介質均勻地分散：20份微膠囊顏料，其含有具有顏色記憶特性(T1 ：-16℃，T2 ：-8℃，T3 ：48℃，T4 ：58℃，△H：65℃，平均粒度：2.5μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率=2.6/1.0，顏色自粉紅色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：2.0份2-(丁基胺基)-8-(二苯基胺基)-4-甲基螺[5H-[1]苯并吡喃并[2-3-g]嘧啶-5,1(3’H)-異苯并呋 喃]-3-酮作為組份(a)；5.0份2,2-雙(4’-羥苯基)六氟丙烷及3.0份4,4’-(2-甲基亞丙基)雙酚作為組份(b)；及50.0份4-苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)；5份甘油，0.7份殺真菌劑，0.1份聚矽氧型消泡劑及73.7份水。此後，使0.5份羥乙基纖維素(商標名CELLOSIZE WP-09L，Union Carbide Japan之產品)混合於其中。由此製備其中可逆熱變色顏料粒子以疏鬆之聚集狀態懸浮之可逆熱變色墨水。
<書寫用具之製造(參見圖5)>
攪拌可逆熱變色墨水且使其均勻之後就將該墨水(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至-16℃或-16℃以下以產生粉紅色著色，且置於室溫下)注入藉由以合成樹脂膜(孔隙率：約80%)覆蓋聚酯條來製備之纖維束墨水吸收體11，且將該吸收體裝入一筒6中。將該墨水吸收體11與一由聚酯纖維組成且安裝於該筒前端部分之炸彈形樹脂處理之筆體3(孔隙率：約50%)以接觸狀態組裝，且安裝一帽7。由此獲得一書寫用具1(麥克筆)。
將一由與表中之摩擦體(19)相同之樹脂材料製成之摩擦體8藉由雙色模製(two-color molding)裝設於該筒之後端部分上。
藉由以由此製造之書寫用具進行書寫，在紙張表面上形成粉紅色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有粉紅色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持此無色狀態，且當冷卻至－16℃或－16℃以下時恢復初始粉紅色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例6>
<可逆熱變色墨水之製備>自以下各物製備可逆熱變色墨水：20.0份微膠囊顏料，其含有具有顏色記憶特性(T1 ：－20℃，T2 ：－9℃，T3 ：40℃，T4 ：57℃，△H：63℃，平均粒度：2.5 μm，可逆熱變色組合物/壁膜比率＝2.6/1.0，顏色自黑色變為無色)且含有以下各物之可逆熱變色組合物：4.5份2－(2－氯苯胺基)－6－二－正－丁胺基螢烷作為組份(a)，4.5份4,4’－(2－甲基亞丙基)雙酚及7.5份2,2－雙(4’－羥苯基)六氟丙烷作為組份(b)；及50.0份4－苯甲氧基苯基乙基癸酸酯作為組份(c)，5.0份尿素，15.0份甘油，5.0份苯酚，0.5份潤滑劑(PRISURFAL，由Dai－ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生產)，0.5份三乙醇胺，及54.0份水。
<書寫用具之製造(參見圖6)>藉由使由此製備之墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－20℃或－20℃以下，且置於室溫下)直接包含於一筒6中來獲得一原子筆1。該原子筆1在筒之前部具有一具有梳狀凹槽之墨流控制構件12，且具有一經構造以在其前端容納直徑為0.5 mm之硬金屬珠的原子筆芯3，該原子筆芯係藉由使金屬管末端的相鄰部分在施加於金屬管末端之外表面上之壓力下向內變形來形成。
由此獲得之書寫用具具有一可拆卸帽7(圖6中未展示)。此外，將一由與表中之摩擦體(16)相同之樹脂材料製成之摩擦體8安裝至該筒之後端部分。
藉由以由此製造之書寫用具進行書寫，在紙張表面上形成黑色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有黑色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持此無色狀態，且當冷卻至－20℃或－20℃以下時恢復初始黑色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例7>
<摩擦體之製造(參見圖7)>藉由將由與表中之摩擦體(20)相同之樹脂材料模製之摩擦體安裝於塑膠管狀體中獲得一摩擦構件8。
<書寫用具之製造(參見圖8)>將以與實施例1中相同之方式製備之墨水4(使其中之微膠囊顏料預先冷卻至－16℃或－16℃以下以產生粉紅色著色，且置於室溫下)藉由抽吸裝入一具有4.4 mm之內徑且與原子筆尖3經由一樹脂固持器22連接之聚丙烯管(墨水容納管21)中。
隨後，將一含有聚丁烯作為主要組份且具有黏彈性之墨水跟隨體5(液體塞)自聚丙烯管之後部裝入該管中，且在該管之後部安裝一尾塞23，由此製備一再填充管2。此外，將該再填充管2安裝於一筒6(由一前筒及一後筒組成)內，安裝一帽7，且隨後藉由離心操作執行脫氣。由此獲得一書寫用具1(原子筆)。
該原子筆尖端在一珠容納部件中容納有一直徑為0.7 mm之硬金屬珠，該珠容納部件係藉由以一鑽切割金屬材料來形成，且該珠係由一彈簧向前推動。
<書寫用具組合之製造>將該摩擦體與該書寫用具組合成一書寫用具組合。
藉由以該書寫用具書寫，在紙張表面上形成粉紅色之字元(筆跡)。
該筆跡在室溫下(25℃)具有粉紅色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持此無色狀態，且當冷卻至－16℃或－16℃以下時恢復初始粉紅色。該顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
<實施例8>
<摩擦體之製造>將與用於表中之摩擦體11之材料相同之樹脂材料模製成長方形摩擦體。
<書寫用具之製造>將與實施例1至3中分別製備之墨水組合物相同之墨水組合物(使其中之微膠囊化顏料預先冷卻以產生其個別顏色，且置於室溫下)藉由抽吸裝入獨立之具有4.4 mm之相同內徑且與其各自原子筆尖經由其各自樹脂固持器連接之聚丙烯管(墨水容納管)中。
隨後，將一含有聚丁烯作為主要成分且具有黏彈性之墨水跟隨體(液體塞)自後部裝入該等聚丙烯管之每一者，且另外將一尾塞安裝於該管之後端部分，由此製備每一個別之再填充管。此外，將再填充管安裝於各自筒(其每一者由一前筒及一後筒組成)內部，安裝各自之帽，且隨後藉由離心操作執行脫氣。由此獲得三個書寫用具(原子筆)。
該等原子筆尖端之每一者在一珠容納部件中容納有一直徑為0.5 mm之硬金屬珠，該珠容納部件係藉由以一鑽切割金屬材料來形成，且該等珠係由各自之彈簧向前推動。
<書寫用具組合之製備>將該摩擦體與該等書寫用具組合成一書寫用具組合。
藉由以該等書寫用具書寫，在紙張表面上形成粉紅色、黑色及藍色之字元(筆跡)。
該等筆跡在室溫下(25℃)具有三種顏色，且當以該摩擦體摩擦時該等字元脫色且變為無色。在室溫下保持此等無色狀態，且當冷卻至－20℃或－20℃以下時恢復初始顏色。此等顏色變化行為可重複。
在紙張表面上筆跡形成且被擦除之處既未觀察到大的起皺亦未觀察到破損，因此該摩擦體能夠滿足反覆實用性。
儘管結合例示性具體例描述了本發明，但對於熟習此項技術者顯而易見，在不背離本發明之情況下可於其中進行各種變化及修改，且因此目的在於在隨附申請專利範圍中覆蓋所有處於本發明之真實精神及範疇內的該等變化及修改。
1．．．書寫用具
2．．．再填充管
3．．．原子筆尖/麥克筆芯/筆體/原子筆芯
4．．．墨水
5．．．跟隨體
6．．．筒
7．．．帽/可拆卸帽
8．．．摩擦體/摩擦構件
9．．．攪拌子
10．．．閥機構
11．．．纖維束墨水吸收體
12．．．墨流控制構件
21．．．墨水容納管
22．．．樹脂固持體
23．．．尾塞
圖1為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之一具體例的縱向橫剖面圖；圖2為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之另一具體例的縱向橫剖面圖；圖3為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之另一具體例的縱向橫剖面圖；圖4為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之另一具體例的縱向橫剖面圖；圖5為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之另一具體例的縱向橫剖面圖；圖6為展示具有根據本發明之摩擦體之書寫用具之另一具體例的縱向橫剖面圖；圖7為展示根據本發明之摩擦體的縱向橫剖面圖；圖8為展示與圖6中所示之摩擦體組合使用之書寫用具的縱向橫剖面圖；且圖9為說明可逆熱變色組合物之變色行為之圖。
1．．．書寫用具
2．．．再填充管
3．．．原子筆尖/麥克筆芯/筆體/原子筆芯
4．．．墨水
5．．．跟隨體
6．．．筒
7．．．帽/可拆卸帽
8．．．摩擦體/摩擦構件
21．．．墨水容納管
22．．．樹脂固持體
23．．．尾塞

Claims (3)

  1. 一種原子筆，其包含；含有一珠之一原子筆尖端，該珠係附著於原子筆尖端的頂端，且珠徑為0.3~0.5mm；以及一摩擦體，其產生使以該原子筆所形成之筆跡顏色消失之摩擦熱，該摩擦體係由基於氟之樹脂、氯丁二烯樹脂、腈類樹脂、以聚酯為主之樹脂、乙烯-丙烯-二烯烴橡膠、聚乙烯、聚丙烯、以耐綸為主之樹脂及基於烯烴之樹脂之至少一種形成；其中，該原子筆係容納有熱變色墨水，該熱變色墨水係包含藉由將含有至少三種以下基本成份之可逆熱變色組合物封入微膠囊中而製備得之微膠囊化顏料的著色劑：(a)供電子展示顏色之有機化合物；(b)受電子化合物；及(c)決定(a)與(b)之間發生顏色反應之溫度，且其顏色藉由加熱而消失的反應介質，該著色劑之完全脫色溫度為50℃至80℃之範圍內，其中，該摩擦體當與一紙張表面摩擦時具有0.4至0.8之摩擦係數。
  2. 如申請專利範圍第1項之原子筆，其中，該摩擦體係裝設於一筒之一後端。
  3. 如申請專利範圍第1項之原子筆，其更包含一帽，其中，該摩擦體係裝設於該帽之一尖端。
TW096145328A 2006-11-29 2007-11-29 原子筆及書寫用具組合 TWI478824B (zh)

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JP2006321762 2006-11-29
JP2007296714A JP2008155624A (ja) 2006-11-29 2007-11-15 摩擦体及びそれを用いた筆記具、筆記具セット

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