專利名稱：非水圓珠筆的隨動物及非水圓珠筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在儲墨管中容納的非水圓珠筆油墨的尾端部分使用的隨動物(follower)，以及使用該隨動物的非水圓珠筆。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，使用滑油作為油性圓珠筆的隨動物，但是舉例來說，因為滑油不僅質(zhì)量不足并且在高溫或長時間儲存期間會引起分離或變得與油墨相容，而且由于其不透明可能很難與油墨區(qū)分并且導(dǎo)致即使在殘余一些油墨時也往往不能再進行書寫，所以是不利的。
傳統(tǒng)的油性圓珠筆通常包括90％或以上是2-苯氧基乙醇和/或芐醇的溶劑部分，并且因為這種溶劑在20℃的蒸汽壓為0.2mmHg或更低，所以圓珠筆尾端部分溶劑的蒸發(fā)是個小問題。
另外，25℃的油墨粘度為3,000至20,000mPa·s，因此很少發(fā)生由于撞擊引起的噴濺。
因此，只要儲墨管的內(nèi)徑為2.8毫米或更小，傳統(tǒng)油性圓珠筆具有強的管阻(tube resistance)，并且通過表面張力作用，甚至在圓珠筆書寫尖端向上或歪向旁邊保持直立時油墨也不會從尾端泄漏，因而不需要隨動物。
如果對儲墨管的內(nèi)徑為2.8毫米或更小的油性圓珠筆使用隨動物，管阻增加并且由于隨動物在低溫下或高速書寫期間隨動失效而容易發(fā)生缺墨或雙線現(xiàn)象。因此，需要具有良好流動性的隨動物。
但是，如果使用具有良好流動性的隨動物，跌落沖擊容易濺出隨動物。
此外，當圓珠筆書寫尖端向上保持直立時，根據(jù)直立的環(huán)境，容易發(fā)生油墨和隨動物翻轉(zhuǎn)(reversal)的問題，或者容易發(fā)生如下現(xiàn)象(滴流，dripping)其中隨動物隨時間延伸，濕潤儲墨管的壁表面，并且結(jié)合重力作用，滴流到儲墨管的壁表面上，導(dǎo)致油墨尾端部分隨動物量的減少。
在賦予假塑性以增加直立期間表觀粘度并且降低流動性，從而當圓珠筆書寫尖端向上保持直立時，降低隨動物的翻轉(zhuǎn)或滴流的情況中，在消耗油墨時粘附到壁表面上的隨動物的量增加，并且消耗油墨時，油墨尾端部分存在的隨動物的量大量降低。結(jié)果，在極端情況下，從尾端喪失隨動物。
另外，如上所述，因為低剪切區(qū)中的表觀粘度是高的，所以在低溫或高速書寫期間由于隨動物隨動失效容易發(fā)生缺墨或雙線。
另外，當在筆芯內(nèi)存在或產(chǎn)生氣泡時，因為低剪切區(qū)中的表觀粘度是高的，所以不能從隨動物的尾端部分排出氣泡，這會引起例如缺墨或雙線的問題。此外，如果生成氣泡或者筆體在高溫下保持直立，由于氣泡體積的增加，隨動物可能從儲墨管的尾端部分漏出。
也就是說，當對儲墨管的內(nèi)徑為2.8毫米或更小的油性圓珠筆使用隨動物時，難于實現(xiàn)低溫下或高速書寫期間隨動物的流動性、防止滴流、向上直立時翻轉(zhuǎn)性質(zhì)和滴流性質(zhì)之間的平衡。
另外，必須克服由于隨著油墨的消耗，油墨尾端部分隨動物量的降低或者殘留氣泡引起的問題。
在許多情況中考慮各種平衡，例如圓珠筆書寫尖端的出墨量、書寫距離、在外觀上從充裝油墨長度看好或壞，以及圓珠筆的設(shè)計，設(shè)置圓珠筆儲墨管的內(nèi)徑，并且在需要隨動物的情況中，需要隨動物具有適于儲墨管內(nèi)徑設(shè)置的物理性質(zhì)。
另一方面，至于水基圓珠筆，日本待審專利申請(Kokoku)第6-33024號、日本專利第2,859,068和3,016,749號和日本待審專利申請(Kokai)第7-216285、8-18286、9-76687、11-42882、2001-63272、6-336584、2000-177288和7-266780號都公開了在油墨直接容納在儲墨管中的水基圓珠筆中使用的隨動物。這些隨動物具有阻止水從尾端部分揮發(fā)、當圓珠筆向上或歪向旁邊保持直立時引起油墨泄漏，以及由于撞擊濺出油墨的作用。
所公開的用于水基圓珠筆的隨動物肯定可以用作水基圓珠筆的隨動物。
另外，假定所公開的隨動物充裝在內(nèi)徑為2.8毫米或更大的儲墨管中，并且可能因此，在大多數(shù)這些隨動物中使用賦予剪切稀化性質(zhì)的膠凝劑作為基本組分。
在使用內(nèi)徑為2.8毫米或更小的具有強的管阻的儲墨管的情況中，由于膠凝劑的作用引起問題，即由于在低溫下或高速書寫期間隨動物的隨動失效而容易發(fā)生缺墨或雙線，在消耗油墨時粘附到壁表面上的隨動物的量增加，或者消耗油墨時，油墨尾端部分存在的隨動物的量嚴重降低。
本發(fā)明人開發(fā)了一種不同于傳統(tǒng)油性圓珠筆的使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆，但是發(fā)現(xiàn)使用這種高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆油墨需要隨動物。
另外，因為上述原因，需要物理性質(zhì)適于內(nèi)徑為2.8毫米或更小的儲墨管的隨動物。
因此，迄今已經(jīng)公開并常用的用于水基圓珠筆的上述隨動物被用于目前開發(fā)的使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆。結(jié)果，所述隨動物不能就這樣使用。
在此情況下，本發(fā)明的目的是解決這些問題并且提供一種用于非水圓珠筆的隨動物，其還可以用于使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆；甚至在高溫或長期儲存期間也是穩(wěn)定的而不會發(fā)生分離；通過使油墨與外界空氣隔絕而阻止了油墨的揮發(fā)；甚至在內(nèi)徑為2.8毫米或更小的具有強的管阻的儲墨管中安裝所述隨動物時，在低溫下或高速書寫期間下也不會引起隨動物流動性問題；保證對掉下時的沖擊具有抵抗性；當圓珠筆書寫尖端向上保持直立時，不易引起由于重力差異引起的油墨和隨動物之間的翻轉(zhuǎn)；防止了隨動物隨時間滴流到儲墨管的壁表面上的現(xiàn)象(滴流)；并且當消耗油墨時，油墨尾端部分隨動物量很少減少。本發(fā)明的目的還包括提供一種包含上述隨動物的非水圓珠筆。

發(fā)明內(nèi)容
作為獲得上述目的的深入調(diào)查的結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)借助一種用于非水圓珠筆的隨動物可以克服這些問題，其特征在于下面幾點。基于所述發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了本發(fā)明。
(1)一種用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的80重量％或更多，所述隨動物在40℃下的粘度為1,000至30,000mPa·s，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.95或更大。
(2)如上面(1)中所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其中40℃下所述隨動物的粘度為1,500至15,000mPa·s。
(3)如上面(2)中所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其中40℃下所述隨動物的粘度為3,000至10,000mPa·s。
(4)如上面(1)至(3)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，所述隨動物在l至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.97或更大。
(5)如上面(1)至(4)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的98重量％或更多。
(6)如上面(1)至(5)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為1,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的90重量％或更多。
(7)如上面(1)至(6)中任何一項中所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的50重量％或更多。
(8)如上面(7)中所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的60重量％或更多。
(9)如上面(8)中所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的70重量％或更多。
(10)如上面(1)至(9)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其中所述聚-α-烯烴主要是碳原子數(shù)為8至20的α-烯烴的聚合物。
(11)如上面(1)至(9)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，其中所述聚-α-烯烴主要是碳原子數(shù)為8至12的α-烯烴的聚合物。
(12)一種非水圓珠筆，其包含非水圓珠筆油墨和在上面(1)至(11)中任何一項所述的用于非水圓珠筆的隨動物，并且使用內(nèi)徑為2.8毫米或更小的儲墨管，所述非水圓珠筆油墨中，包含20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的醇和/或二醇單醚的溶劑占油墨溶劑的10至100重量％。
(13)如上面(12)中所述的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨中的含水量為5重量％或更低。
(14)如上面(12)中所述的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨基本上不含水。
(15)如上面(12)至(14)中任何一項所述的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨中，包含20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的醇和/或二醇單醚的溶劑占油墨溶劑的50至100重量％。
(16)如上面(12)至(15)中任何一項所述的非水圓珠筆，其中所述儲墨管的內(nèi)徑為1.5至2.7毫米。
(17)如上面(16)所述的非水圓珠筆，其中所述儲墨管的內(nèi)徑為1.6至2.6毫米。


圖1是表示所述圓珠筆筆芯一個實例的示意圖。
具體實施例方式
作為對為什么在非水圓珠筆中非常規(guī)地使用高蒸汽壓溶劑時不能直接使用現(xiàn)有技術(shù)中的用于水基圓珠筆的傳統(tǒng)隨動物的原因的深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)下面的原因。
與水基圓珠筆油墨溶劑的水相比，非水圓珠筆油墨中使用的溶劑對隨動物溶劑具有太強的親合力。即，非水圓珠筆油墨中使用的溶劑和隨動物溶劑之間的界面張力低于水與隨動物溶劑之間的界面張力。通過彼此具有強親合力的溶劑的作用，在油墨和隨動物間的界面處不僅產(chǎn)生消除界面的力，而且引起各種不利因素，例如因為破壞了隨動物的凝膠結(jié)構(gòu)，從而加速了油分離；由于隨動物凝膠結(jié)構(gòu)的破壞，物理性質(zhì)隨時間改變；油墨進入隨動物和管壁表面間的固-液界面中；或者揮發(fā)性溶劑透過隨動物而揮發(fā)。此外，與在水基圓珠筆中使用的相比，在非水圓珠筆油墨中使用的著色材料、樹脂和添加劑當然對隨動物溶劑具有更高的親合力，并因此它們遷移到隨動物一側(cè)并且引起問題。特別是當圓珠筆在高溫下保持直立時，所述問題是特別顯著的。
因此，在隨動物中使用的原材料必須具有適當?shù)幕瘜W(xué)和物理性質(zhì)(物理值)。
本發(fā)明人已經(jīng)事先進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當使用具有特定粘度的聚-α-烯烴，更具體地說，當使用聚-α-烯烴來制造隨動物以使所述隨動物在40℃下的粘度為1,000至30,000mPa·s，并且在1至10/s的剪切速率下剪切稀化指數(shù)為0.95或更大時，可以提供用于非水圓珠筆的理想隨動物及包含該隨動物的非水圓珠筆。
可以使用聚-α-烯烴，特別是作為在40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴合成油作為在本發(fā)明隨動物中使用的基油(baseoil)?？梢詥为毷褂靡环N40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴合成油，或者可以使用在40℃下粘度為200mPa·s并且粘度不同的兩種或多種聚-α-烯烴的混合物。
除了烴外，可以使用SP值(溶解性參數(shù)值)低的醇、酯、有機酸、硅油等作為用于水基油墨的隨動物的基油，但是沒有一種可以至少作為非水油墨的隨動物的基油或者作為其主要組分來使用。SP值低的醇、酯、有機酸、硅油等對非水油墨溶劑表現(xiàn)出強的親合力，因而提供了不可區(qū)分的界面，或者引起油墨中使用的著色材料、樹脂和添加劑等的遷移并引起問題。因為油墨溶劑容易滲透其中，并且油墨的物理性質(zhì)隨時間改變，所以硅油不是優(yōu)選的。
聚-α-烯烴是一種烴化合物，并且與屬于相同烴的礦物油和聚丁烯相比，當40℃下的粘度相同時，聚-α-烯烴趨向于與具有較低SP值的物質(zhì)表現(xiàn)出低的相容性或溶解性。這似乎意味著用于油墨溶劑和原材料的聚-α-烯烴的親合力在烴族中是特別低的。因此，與其它類的烴相比，不太發(fā)生認為由于上述親合力引起的問題。
聚-α-烯烴是通過α-烯烴聚合而獲得的合成油，并且作為反應(yīng)起始物質(zhì)的α-烯烴的代表性實例包括1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯。工業(yè)上，主要使用1-癸烯的聚合物。用于本發(fā)明中的聚-α-烯烴的反應(yīng)起始物質(zhì)沒有特別限制，但是如果α-烯烴的碳原子數(shù)少，當圓珠筆在高溫下保持直立時性質(zhì)是不好的。因此，碳原子數(shù)為8或更多的α-烯烴是優(yōu)選的，并且更優(yōu)選地，反應(yīng)起始物質(zhì)主要包含碳原子數(shù)為8至20的α-烯烴。至于“主要包含”，意指含量為50重量％或更多。所述含量優(yōu)選為60重量％或更多，更優(yōu)選75重量％或更多，再更優(yōu)選90重量％或更多，仍再更優(yōu)選95重量％或更多。
在本發(fā)明的隨動物中用作基油的聚-α-烯烴的粘度以40℃下的粘度表示，優(yōu)選為200mPa·s或更大，更優(yōu)選為500mPa·s或更大，再更優(yōu)選為1,000至50,000mPa·s，仍再更優(yōu)選為1,500至20,000mPa·s。甚至在使用聚-α-烯烴時，如果以一定的量或更多使用40℃下粘度小于200mPa·s的聚-α-烯烴，當圓珠筆在高溫下保持直立時容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)。隨著粘度降低，聚-α-烯烴的分子量通常變得更小，并且隨著分子量變小，高溫下分子運動更劇烈并且對油墨原材料的親合力增加，從而有助于與油墨的混合(降低了油墨溶劑和隨動物溶劑間的界面張力)。結(jié)果，當圓珠筆在高溫下保持直立時容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
隨著聚-α-烯烴的分子量增加，甚至在高溫下對原材料的親合力也降低，并且當圓珠筆在高溫下保持直立時不太容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)。舉例來說，40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的聚-α-烯烴的總量優(yōu)選為所有組分的50重量％或更多。此外，40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的聚-α-烯烴的總含量優(yōu)選為所有組分的60重量％或更多，再更優(yōu)選70重量％或更多。當40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的聚-α-烯烴的總量為所有組分的50重量％或更多時，甚至在高溫下對原材料的親合力也降低，并且增加了當圓珠筆在高溫下保持直立時不太發(fā)生翻轉(zhuǎn)的作用。另外，40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的聚-α-烯烴具有強的分子內(nèi)聚力并且引起高的表面張力，因此當聚-α-烯烴的總量為所有組分的50重量％或更多時，減少了隨動物隨時間滴流到儲墨管壁表面上的現(xiàn)象(滴流)。
本發(fā)明的隨動物通常或優(yōu)選至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，所述聚-α-烯烴的總量為100重量％，但是如果包含總量為80重量％或更多的聚-α-烯烴，本發(fā)明的隨動物是足夠的。即，本發(fā)明的隨動物包含總量為所有組分80重量％或更多的40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴。40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴的總量更優(yōu)選為90重量％或更多，再更優(yōu)選為98重量％或更多，并且最優(yōu)選大于99.5重量％，特別是100重量％。如果增加聚-α-烯烴以外的原材料的添加量，會反映出添加物的性質(zhì)，并且當所述物質(zhì)對油墨原材料具有高親合力時，當圓珠筆在高溫下保持直立時容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)。另外，當除了聚-α-烯烴以外的原材料具有低的表面張力時，隨著添加物影響的增加，隨動物自身的表面張力變低，并且可能發(fā)生其中隨動物隨時間滴流到儲墨管壁表面上的現(xiàn)象(滴流)。如果聚-α-烯烴的總量為所有組分80重量％或更低，除聚-α-烯烴以外的原材料的影響變得太大，這是不優(yōu)選的。
上述在本發(fā)明的隨動物中使用的聚-α-烯烴的實例包括BarrelProcess Oil P-380(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))、Barrel Process OilP-1500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))、Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))、Barrel Process Oil P-10000(MatsumuraOil Co.，Ltd.生產(chǎn))、Barrel Process Oil P-37500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))、ExxonMobil SHF-403(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn))、ExxonMobilSHF-1003(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn))、SuperSyn 2150(Exxon MobilCorp.生產(chǎn))、SuperSyn 2300(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn))、SuperSyn 21000(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn))和SuperSyn 23000(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn))。這些可商購的聚-α-烯烴多數(shù)主要是1-癸烯的聚合物。
聚-α-烯烴是一種合成油，因此其是合成后具有一定分子量分布的聚-α-烯烴的混合物。用作本發(fā)明隨動物的基油的聚-α-烯烴優(yōu)選具有數(shù)均分子量(Mn)1,000或更大，更優(yōu)選從3,000至20,000。通過重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的比例來估計分子量分布，并且Mw/Mn值用作參考。當分子量分布寬時該值較大，并且當分子量分布窄時，其值接近1。與礦物油等相比，合成油聚-α-烯烴通常具有窄的分子量分布。在本發(fā)明的隨動物中，當用作基油的聚-α-烯烴具有低的分子量時，其導(dǎo)致如上所述的不利影響。因此，Mw/Mn值優(yōu)選接近于1。用作本發(fā)明隨動物中基油的聚-α-烯烴的Mw/Mn值優(yōu)選為2.5或更小，更優(yōu)選2.0或更小。
通過例如凝膠滲透色譜的測量方法獲得Mw和Mn的測量值。Mw和Mn分別由下面的公式表示(在公式中，Mi表示某個分子量，并且Ni表示具有分子量Mi的聚合物的數(shù)量)
Mw＝∑(Mi2Ni)/∑(MiNi) —公式(1)Mn＝∑(MiNi)/∑Ni—公式(2)在本發(fā)明的隨動物中，使用所述聚-α-烯烴，但是需要隨動物在40℃下的粘度為1,000至30,000mPa·s并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.95或更大。
在本發(fā)明的隨動物中，40℃下的粘度從1,000至30,000mPa·s，優(yōu)選從1,500至15,000mPa·s，更優(yōu)選從3,000至10,000mPa·s。如果所述隨動物在40℃下的粘度低于1,000mPa·s。由于低粘度而發(fā)生劇烈的分子運動，并且低分子量物質(zhì)的影響變強。另外，隨動物的內(nèi)聚力變低并且油墨溶劑和隨動物溶劑之間的界面張力降低。結(jié)果，當圓珠筆在高溫下保持直立時容易發(fā)生翻轉(zhuǎn)。此外，因為由于隨動物的內(nèi)聚力降低而表面張力降低，容易發(fā)生其中隨動物隨時間滴流到儲墨管壁表面上的現(xiàn)象(滴流)。在情況下，由于低分子量物質(zhì)的強烈影響，對油墨原材料親合力增加，并且可能發(fā)生例如油墨原材料在隨動物中擴散或者難于區(qū)分油墨和隨動物界面的現(xiàn)象。另外，由于低的粘度，油墨原材料趨向于快速擴散入隨動物中。具體地說，如果隨動物的粘度在40℃下低于500mPa·s或更低，生產(chǎn)的筆體對室溫下圓珠筆掉下時的沖擊具有低的抵抗性并且當筆掉下時隨動物濺出。如果隨動物的粘度在40℃下超過30,000mPa·s，由于隨動物的隨動失效，在高速書寫或者5℃或更低的低溫下發(fā)生缺墨或雙線。
本發(fā)明的隨動物在40℃下必須具有1,000至30,000mPa·s的粘度，并同時在1至10/s的剪切速率下具有0.95或更大的剪切稀化指數(shù)。剪切稀化指數(shù)優(yōu)選為0.97或更大。
此處使用的剪切稀化指數(shù)意指當改變剪切速率時表觀粘度的變化程度，并且假設(shè)剪切稀化指數(shù)為n、剪切應(yīng)力為T、剪切速率為D并且表觀粘度為η，存在由下面公式(3)表達的關(guān)系T＝ηDn—公式(3)
如果剪切稀化指數(shù)小于0.95，盡管取決于隨動物的粘度，所述程度可以很大地不同，但是引起粘附到壁表面上的隨動物的量在消耗油墨時增加并且油墨尾端部分中存在的隨動物隨著油墨消耗而減少的問題。另外，低溫或高速書寫下隨動物的流動性降低，引起缺墨或雙線。具體地說，如果剪切稀化指數(shù)為0.80或更小，盡管取決于隨動物的粘度，所述程度可以很大地不同，但是如果在筆芯中存在氣泡，即使圓珠筆書寫尖端向下保持直立時，氣泡也不能容易地滲過隨動物，并且由于氣泡的影響引起問題。
在本發(fā)明中，提供了具有良好流動性的隨動物，其具有0.95或更大的剪切稀化指數(shù)，從而甚至當在具有強的管阻的2.8毫米或更小的儲墨管中包含所述隨動物時，在低溫下或高速書寫期間也不會引起流動性的問題，并且因此，本發(fā)明的隨動物的一個特征是基本上不含賦予剪切稀化性質(zhì)的試劑。根據(jù)儲存條件，具有良好流動性的隨動物由于與油墨的重力差異，當圓珠筆保持向上直立時容易引起翻轉(zhuǎn)，但是在本發(fā)明的隨動物中，簡單地通過使用保持墨水和隨動物不混合的力量(界面張力)、隨動物的表面張力，以及儲墨管的管阻就可以克服由于向上直立而翻轉(zhuǎn)的問題。這是在傳統(tǒng)隨動物中沒有見到的新穎的技術(shù)思想。
傳統(tǒng)上，使用所謂的增稠劑來提高隨動物的粘度，但是傳統(tǒng)上使用的增稠劑表現(xiàn)出剪切稀化性質(zhì)，并且當在具有強的管阻的2.8毫米或更小的儲墨管中包含使用這種增稠劑的隨動物時，引起隨動物在低溫下或高速書寫期間的流動性問題。在本發(fā)明的隨動物中，至少不大量地使用增稠劑。
在本發(fā)明的隨動物中，當選擇并設(shè)計上述聚烯烴，使之在40℃下具有1,000至30,000mPa·s的粘度時，剪切稀化指數(shù)通常變?yōu)?.95或更大。換句話說，因為本發(fā)明的隨動物在1至10/s的剪切速率下具有0.95或更大的剪切稀化指數(shù)，這意味著通過不使用傳統(tǒng)類型(賦予剪切稀化性質(zhì)的類型)的增稠劑，但是使用具有適當粘度的聚-α-烯烴至少作為主要的粘度調(diào)節(jié)組分，調(diào)節(jié)隨動物的粘度至上述范圍。
傳統(tǒng)上使用的賦予剪切稀化性質(zhì)的增稠劑或膠凝劑的實例包括金屬皂、有機膨潤土、無機金屬細顆粒、蠟和熱塑性彈性體。在本發(fā)明中，基本上不使用這種賦予剪切稀化性質(zhì)的增稠劑或膠凝劑。但是，可以在一定范圍內(nèi)使用這種增稠劑或膠凝劑，例如在1至10/s的剪切速率下不會使剪切稀化指數(shù)降低至低于0.95，但是如果大量使用以將1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)降低至低于0.95，發(fā)生上述問題并且不在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明隨動物中使用的基油優(yōu)選在常溫下是少量揮發(fā)的和/或不揮發(fā)的，因為如果溶劑是揮發(fā)的，蒸發(fā)損失增加并且不能發(fā)揮作為隨動物的作用。在98℃和5小時的條件下的蒸發(fā)損失優(yōu)選為0.4重量％或更低。如果蒸發(fā)損失超過0.4重量％，不能避免隨動物基油的揮發(fā)并且隨動物的物理特性隨時間改變。
如上所述，本發(fā)明的隨動物至少包含一種聚-α-烯烴，其是40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，但是只要滿足這些粘度和剪切稀化指數(shù)并且不會不利地影響隨動物的性能，可以添加其它油、樹脂、增稠劑和添加劑。其它油、樹脂、增稠劑和添加劑的實例包括礦物油、聚丁烯、萜烯樹脂、表面活性劑和硅油。舉例來說，在使用40℃下粘度小于1,000mPa·s的聚-α-烯烴時，可以使用特定的增稠劑。但是，還在此情況中，優(yōu)選使用對油墨原材料具有盡可能低的親合力的物質(zhì)來增加粘度，并且不使用引起對油墨原材料親合力增加的物質(zhì)作為增稠劑。
所述增稠劑和添加劑的添加量(包括有意添加的和無意添加的)總共優(yōu)選基于隨動物的總量小于20重量％，更優(yōu)選小于10重量％，再更優(yōu)選小于2重量％，并且最優(yōu)選為0.5重量％或更低。如果添加量為20重量％或更多，強烈反映出添加劑的性質(zhì)，并且由于與油墨原材料的強烈的相互作用而可能容易發(fā)生不利的影響等。另外，在添加極性大的物質(zhì)的情況中，隨動物和油墨之間的親合力顯著增強，因此添加用量為5重量％或更多，甚至3重量％或更多，再甚至0.5重量％或更多的所述物質(zhì)是不優(yōu)選的。
在本發(fā)明的隨動物中，按原樣使用40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴合成油，或者使用它們中兩種或多種的混合物。在混合兩種或多種聚-α-烯烴的情況和混合其它油、樹脂、增稠劑和添加劑的情況中，其在攪拌下加熱，然后冷卻至室溫。只要隨動物原材料變得均勻，攪拌溫度沒有特別限制，但是攪拌溫度優(yōu)選從50至200℃，更優(yōu)選從70至140℃，再更優(yōu)選從90至120℃。如果攪拌溫度低于50℃，當混合高粘度的聚-α-烯烴時，獲得均勻的溶液需要很長的時間，而如果攪拌溫度超過200℃，隨動物原材料容易氧化，并且取決于攪拌時間，終產(chǎn)品的物理性質(zhì)很大地不同。另外，當隨動物中氧化物的濃度增加時，對油墨原材料的親合力增強，并且在高溫下直立期間，可能發(fā)生翻轉(zhuǎn)問題。
為了防止隨動物原材料的氧化，可以在氮氣氣氛中實施攪拌。
至于加熱攪拌后的冷卻環(huán)境，只要冷卻后所得的隨動物在容器的任何部分都表現(xiàn)出幾乎相同的物理性質(zhì)，可以在任何環(huán)境中實施冷卻。但是，當不控制冷卻條件并且所得隨動物在容器內(nèi)各部分表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)時，舉例來說優(yōu)選通過控制冷卻速率或施加振動來控制冷卻條件。
本發(fā)明的隨動物已經(jīng)開發(fā)用于非水圓珠筆油墨。在本發(fā)明中，非水圓珠筆油墨意指基本上不含水的油墨，但是例如醇的非水溶劑具有親水性，并且有時隨時間自然地吸收濕氣達到平衡，并含有水。另外，有時在油墨生產(chǎn)期間適當?shù)亟Y(jié)合水，從而降低可能吸附濕氣的油墨的物理性質(zhì)的變化。但是，含水量在油墨生產(chǎn)時不應(yīng)超過5重量％。
本發(fā)明的隨動物打算用來阻止油墨溶劑的揮發(fā)，而且阻止?jié)駳馕胗湍小?br> 包含醇和二醇單醚的溶劑較容易吸收空氣中濕氣。當油墨吸附了濕氣時，油墨的物理性質(zhì)或原材料的溶解性可能改變，并且這會不利地影響圓珠筆的書寫性質(zhì)。為了抑制這種不利的影響，需要隨動物。
出于上述原因，本發(fā)明的隨動物適用于非水圓珠筆油墨，具體地說，非水圓珠筆油墨包含如下圓珠筆油墨溶劑，其中包含20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的醇和/或二醇單醚的溶劑占油墨溶劑的10至100重量％。
至于20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的溶劑，醇的實例包括乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異-丁醇、叔-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、異-戊醇、叔-戊醇、3-甲基-2-丁醇、新成醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、正庚醇、2-庚醇和3-庚醇。
二醇單醚的實例包括乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇叔丁醚、3-甲氧基丁醇和3-甲基-3-甲氧基丁醇。
另外，可以與二醇單醚相似地使用二醇單酯。
在上述溶劑占據(jù)油墨溶劑10至100重量％，進一步從30至100重量％，或者特別是從50至100重量％的情況中，需要隨動物來阻止由于油墨溶劑隨時間從尾端部分揮發(fā)而引起的油墨質(zhì)量的改變。本發(fā)明的隨動物用于這種目的是最優(yōu)的。
結(jié)合上述溶劑，可以使用在油墨溶劑的0至90重量％范圍內(nèi)的非揮發(fā)性溶劑作為輔助溶劑。
需要本發(fā)明隨動物的非水圓珠筆油墨組合物除了所述溶劑外還包含著色材料和樹脂。著色材料使用顏料或染料，或者組合使用顏料和染料來制造，并且只要其能顯示出非水圓珠筆的性能并且不會變成油墨中的不穩(wěn)定因素，所述樹脂可以是任何樹脂。
另外，可以根據(jù)性能使用各種添加劑。油墨的粘度優(yōu)選在25℃下為2,000mPa·s或更低。
通過上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明已經(jīng)成功地提供了一種隨動物，其還可以用于使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆；甚至在高溫或長期儲存期間也是穩(wěn)定的而不會發(fā)生分離；通過使油墨與外界空氣隔絕而阻止了油墨的揮發(fā)；甚至在內(nèi)徑為2.8毫米或更小的具有強的管阻的儲墨管中包含所述隨動物時，在低溫下或高速書寫期間下也不會引起隨動物流動性問題；保證對掉下時的沖擊具有抵抗性；當圓珠筆書寫尖端向上保持直立時不易發(fā)生由于重力差異引起的油墨和隨動物之間的翻轉(zhuǎn)；阻止了隨動物隨時間滴流到儲墨管的壁表面上的現(xiàn)象(滴流)；當消耗油墨時，油墨尾端部分隨動物量很少減少，并且基本上阻止了在筆芯內(nèi)存在氣泡。本發(fā)明還提供了一種包含所述隨動物的非水圓珠筆。
包含本發(fā)明隨動物的儲墨管的內(nèi)徑優(yōu)選為2.8毫米或更小，更優(yōu)選從1.5至2.7毫米，再更優(yōu)選從1.6至2.6毫米。甚至在內(nèi)徑為2.8毫米或更小的具有高管阻的儲墨管中，本發(fā)明的隨動物也便于良好的隨動性和良好的流動性，并且本發(fā)明隨動物的作用是顯著的。如果儲墨管的內(nèi)徑小于1.5毫米，管阻太強并且不管是否存在隨動物，在高速書寫期間都可能發(fā)生缺墨或雙線并且這是不優(yōu)選的。
只要油墨溶劑或隨動物溶劑的作用或者來自外面的作用不會嚴重地損害圓珠筆的質(zhì)量，含有本發(fā)明隨動物的儲墨管的結(jié)構(gòu)材料沒有特別限制。
可以使用聚丙烯、聚乙烯、金屬等作為與油墨溶劑或隨動物溶劑接觸的儲墨管的結(jié)構(gòu)材料。
除了用于非水圓珠筆外，本發(fā)明的隨動物可以與例如水基墨水的其它油墨一起用于油墨直接容納在儲墨管中的水基圓珠筆。
圖1示意性地表示圓珠筆筆芯的一個實例。金屬制造的圓珠筆書寫尖端1不漏液地與透明塑料制造的儲墨管2的一端連接。書寫尖端1的各種結(jié)構(gòu)是公知的，在其末端提供金屬制造的或陶瓷制造的滾珠(未顯示)并且儲墨管2的油墨3流過書寫尖端1的內(nèi)部，通過末端的滾珠實施書寫。隨動物4安裝在儲墨管2的油墨3的尾部，并且隨著油墨3量的減少，隨動物4跟隨油墨3尾端部分的運動而移動。
使用本發(fā)明隨動物的非水圓珠筆，特別是使用高揮發(fā)性油墨溶劑的非水圓珠筆是新穎的，并且通過使用本發(fā)明的隨動物首次實現(xiàn)了使用高揮發(fā)性油墨溶劑的非水圓珠筆的實際應(yīng)用。
實施例下面參照實施例詳細說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于這些實施例。
實施例和比較實施例中使用的原材料如下。
(1)Barrel Process Oil P2200聚-α-烯烴；40℃下的粘度2,000mPa·s(剪切速率3.8/s)(2)Barrel Process Oil P37500聚-α-烯烴；40℃下的粘度32,000mPa·s(剪切速率3.8/s)(3)Barrel Process Oil P10000聚-α-烯烴；40℃下的粘度8,900mPa·s(剪切速率3.8/s)(4)Barrel Process Oil P1500聚-α-烯烴；40℃下的粘度1,300mPa·s(剪切速率3.8/s)(5)ExxonMobil SHF-403聚-α-烯烴；40℃下的粘度350mPa·s(剪切速率3.8/s)(6)Diana Process Oil PW-90聚-α-烯烴；40℃下的粘度90mPa·s(剪切速率3.8/s)(7)Idemitsu PAO5006聚-α-烯烴；40℃下的粘度27mPa·s(剪切速率3.8/s)(8)Diana Process Oil PW-8
礦物油；40℃下的粘度8mPa·s(剪切速率3.8/s)(9)Idemitsu聚丁烯2000H聚丁烯；40℃下的粘度230,000mPa·s(剪切速率3.8/s)(10)Aerosil R-972細顆粒氧化硅；賦予剪切稀化性質(zhì)的試劑(11)Clearon P-105萜烯樹脂；增稠劑(實施例1)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 100重量％該材料直接用作隨動物。40℃下的粘度為2,000mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為1.00。
(實施例2)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 80.0重量％Barrel Process Oil P-37500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 20.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為4,100mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.99。
(實施例3)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 40.0重量％
Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 60.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為5,400mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且l至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為1.00。
(實施例4)Barrel Process Oil P-1500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 20.0重量％Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 80.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為6,700mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為1.01。
(實施例5)ExxonMobil SHF-403(Exxon Mobil Corp.生產(chǎn)) 25.0重量％Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 75.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為4,600mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.99。
(實施例6)Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 80.0重量％Barrel Process Oil P-37500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 20.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為12,600mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.98。
(比較實施例1)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 40.0重量％Barrel Process Oil P-37500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 35.0重量％Diana Process Oil PW-90(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn))25.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為3,800mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為1.00。
(比較實施例2)Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 75.0重量％Idemitsu PAO5006(Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd.生產(chǎn))25.0重量％
這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為2,700mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.99。
(比較實施例3)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))82.0重量％Diana Process Oil PW-8(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn)) 18.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為850mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.99。
(比較實施例4)Barrel Process Oil P-1500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))93.0重量％Diana Process Oil PW-8(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn)) 7.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為900mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.99。
(比較實施例5)Barrel Process Oil P-37500
(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))91.0重量％Idemitsu聚丁烯2000H(Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 9.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為39,500mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.98。
(比較實施例6)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))95.5重量％Aerosil R-972(Aerosil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 3.0重量％Clearon P-105(Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 1.5重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克的攪拌溶液。
通過三輥滾軋機捏合攪拌的溶液，得到隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為4,200mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.84。
(比較實施例7)Barrel Process Oil P-2200(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))70.0重量％Barrel Process Oil P-10000(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn))18.0重量％Aerosil R-972
(Aerosil Co.，Ltd.生產(chǎn))8.0重量％Clearon P-105(Idemitsu Petrochemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 4.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克攪拌的溶液。
通過三輥滾軋機捏合攪拌的溶液，得到隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為17,100mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.56。
(比較實施例8)Barrel Process Oil P-1500(Matsumura Oil Co.，Ltd.生產(chǎn)) 70.0重量％Diana Process Oil PW-8(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.生產(chǎn)) 30.0重量％這些材料在90℃下攪拌加熱30分鐘，然后使之冷卻至室溫，從而獲得50克隨動物。
所得隨動物在40℃下的粘度為300mPa·s(剪切速率3.8/s)，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為1.00。
(評價方法和結(jié)果)根據(jù)上述配方和制備方法獲得的隨動物每種結(jié)合如下所示的非水油墨，并且通過下面的評價試驗評價。所得結(jié)果表示在表1中。
此外，在充裝了油墨和隨動物后，使用Kokusan Enshinki Co.，Ltd.生產(chǎn)的H-103N型離心分離器在2,000rpm下離心分離筆芯，在從圓珠筆的尾端部分到筆尖(penpoint)的方向上施用離心力。
在實施例和比較實施例中，使用內(nèi)壁由聚丙烯形成的內(nèi)徑為2.4毫米的儲墨管，并且結(jié)合由連接件和書寫尖端組成的筆尖，獲得筆芯，并將所述筆芯插入Mitsubishi Pencil Co.，Ltd.生產(chǎn)的UM-100筆桿中，從而生產(chǎn)出筆體。
在使用非水油墨和隨動物組合的筆體中，使用滾珠直徑為1.0毫米的書寫尖端。
<非水油墨混合>
Spiron紫C-RH(Hodogaya Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 18.0重量％Spiron黃C-GNH(Hodogaya Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 7.0重量％聚乙烯醇縮丁醛BM-1(Sekisui Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)) 1.0重量％SK樹脂(Hules Ltd.生產(chǎn)) 1.0重量％活化劑 9.0重量％3-甲氧基，3-甲基，1-丁醇64.0重量％<評價試驗>
1)向上直立時的翻轉(zhuǎn)性質(zhì)在70℃的環(huán)境中，使筆尖向上保持筆體直立，并且觀察在油墨和隨動物之間發(fā)生或沒有翻轉(zhuǎn)。評價標準如下。
不翻轉(zhuǎn)A部分翻轉(zhuǎn)B大多數(shù)翻轉(zhuǎn)C2)滴流性質(zhì)在70℃的環(huán)境中，僅充裝隨動物，不充裝油墨。使筆尖向上保持筆體直立10天，并且觀察隨動物滴流(流動)到儲墨管內(nèi)壁上的程度，并且根據(jù)下面的標準評價。
不滴流A隨動物部分滴流，但是在下側(cè)匯合，然后再次集合密封整個儲墨管B隨動物在相當大的部分滴流并且向下移動C3)高速書寫性質(zhì)在PPC紙上書寫螺旋線(直徑約5厘米)，并且觀察缺墨或雙線程度并根據(jù)下面標準評價幾乎不缺墨或雙線A一些缺墨或雙線B嚴重缺墨或雙線C4)擴散性質(zhì)(i)在70℃的環(huán)境中，使筆尖向上保持筆體直立，為時10天，并且觀察油墨和隨動物界面的狀態(tài)并根據(jù)下面的標準評價。
清晰界面A不清晰的界面邊界B顯著不清晰的界面邊界C5)擴散性質(zhì)(ii)在70℃的環(huán)境中，使筆尖向下保持筆體直立，為時10天，并且觀察染料向隨動物中的擴散并根據(jù)下面的標準評價。
染料幾乎不擴散入隨動物中A一些染料擴散入隨動物中B染料嚴重擴散入隨動物中C6)壁表面的粘附性質(zhì)以4.5米/分鐘的速率，使筆體書寫300米，并且在書寫前后觀察油墨尾端部分的隨動物的量并根據(jù)下面的標準評價。
隨動物的量沒有太大變化A隨動物的量有些變化B隨動物的量顯著變化C7)掉下時的抗沖擊性筆體連續(xù)從約1米的高度掉下5次，觀察隨動物尾端部分的狀態(tài)并根據(jù)下面的標準評價。
不變A隨動物尾端部分的界面紊亂，并且隨動物濺到管壁表面上C表1


在所有實施例1至6中，沒有問題。
比較實施例1的隨動物中包含占所有組分的80重量％或更少的40℃下粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴合成油。
除了聚-α-烯烴外，使用烯烴基礦物油作為原材料，但是反映出該物質(zhì)的性質(zhì)，并且由于該物質(zhì)對油墨原材料具有強的親合力，當筆體在高溫下保持向上直立時部分隨動物發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
另外，由于對油墨原材料強的親合力，觀察到染料擴散入隨動物中。
比較實施例2的隨動物中所有組分都是聚-α-烯烴的隨動物，但是粘度為200mPa·s或更大的聚-α-烯烴合成油的總量為所有組分的80重量％或更少。
與比較實施例1相似，反映出作為粘度為200mPa·s或更小的聚-α-烯烴合成油的性質(zhì)，并且由于該物質(zhì)對油墨原材料具有強的親合力，當筆體在高溫下保持向上直立時部分隨動物發(fā)生翻轉(zhuǎn)。另外，由于對油墨原材料強的親合力，觀察到染料擴散入隨動物中。
此外，由于作為粘度為200mPa·s或更小的聚-α-烯烴合成油作用的結(jié)果，表面張力降低，觀察到其中隨動物隨時間滴流到儲墨管壁表面上的現(xiàn)象(滴流)。
比較實施例3和4每個均是粘度在40℃下為1,000mPa·s或更小的隨動物。
除了聚-α-烯烴外，使用具有低粘度的烯烴基礦物油作為原材料。
由于隨動物低的粘度和發(fā)生劇烈的分子運動，具有低分子量的物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)揮主要作用，并且增強了對油墨原材料的親合力。結(jié)果，當筆體在高溫下保持向上直立時發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
另外，由于分子內(nèi)聚力的降低及由此引起的表面張力的降低，發(fā)生其中隨動物隨時間滴流到儲墨管壁表面上的現(xiàn)象(滴流)。
此外，由于具有低分子量的物質(zhì)的作用或者由于易于導(dǎo)致擴散的低的粘度，不僅對油墨原材料的親合力增加并且觀察到油墨染料的擴散，而且油墨和隨動物之間的界面變得很難區(qū)分。
比較實施例5是粘度在40℃下為30,000mPa·s或更大的隨動物。
當實施高速書寫時，由于隨動物的隨動失效而發(fā)生缺墨或雙線。另外，盡管剪切稀化指數(shù)為0.95或更大，但是在消耗油墨時粘附到壁表面上的隨動物的量增加，并且這導(dǎo)致了隨著油墨的消耗，油墨尾端部分中存在的隨動物的量降低的問題。
比較實施例6和7每個均是在1至10/s的剪切速率下剪切稀化指數(shù)為0.95或更小的隨動物。
在消耗油墨時，粘附到壁表面上的隨動物的量增加，并且這導(dǎo)致隨著油墨的消耗，油墨尾端部分中存在的隨動物的量降低的問題。
在比較實施例6中，由于較高的剪切稀化指數(shù)和不太高的粘度，粘附到壁表面上的隨動物的量有些大，并且這導(dǎo)致隨著油墨的消耗，油墨尾端部分中存在的隨動物的量降低的問題。
此外，由于作為細顆粒氧化硅的Aerosil R972和作為萜烯樹脂的P105對油墨原材料的親合力增加，部分隨動物發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
另外，由于作為細顆粒氧化硅的Aerosil R972和作為萜烯樹脂的P105對油墨原材料的親合力增加，發(fā)生油墨和隨動物之間的界面變得很難區(qū)分的現(xiàn)象。
在比較實施例7中，由于較低的剪切稀化指數(shù)和較高的粘度，粘附到壁表面上的隨動物的量增加，并且這導(dǎo)致隨著油墨的消耗，油墨尾端部分中存在的隨動物的量嚴重降低的問題。
另外，當實施高速書寫時，由于隨動物的隨動失效而發(fā)生缺墨或雙線。
此外，由于作為細顆粒氧化硅的Aerosil R972和作為萜烯樹脂的P105對油墨原材料的親合力增加，部分隨動物發(fā)生翻轉(zhuǎn)。
另外，由于作為細顆粒氧化硅的Aerosil R972和作為萜烯樹脂的P105對油墨原材料的親合力增加，發(fā)生油墨和隨動物之間的界面變得很難區(qū)分的現(xiàn)象。
比較實施例8是在40℃下具有300mPa·s的非常低的粘度的隨動物。
除了比較實施例4至5中遇到的問題外，由于掉下時的沖擊，隨動物濺出。
從這些結(jié)果明顯看出，證實了與本發(fā)明范圍之外的比較實施例1至8的用于非水圓珠筆的隨動物相比，本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例1至7的用于非水圓珠筆隨動物在向上直立時的翻轉(zhuǎn)性質(zhì)、滴流性質(zhì)、高速書寫性質(zhì)、擴散性質(zhì)、對儲墨管壁表面的粘附性質(zhì)及掉下時的抗沖擊性方面都是最優(yōu)異的。
工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于非水圓珠筆的隨動物，其在向上直立時的翻轉(zhuǎn)性質(zhì)、滴流性質(zhì)、高速書寫性質(zhì)、擴散性質(zhì)、對儲墨管壁表面的粘附性質(zhì)及掉下時的抗沖擊性方面都是最優(yōu)異的。具體地說，提供了一種用于非水圓珠筆的隨動物，其在與傳統(tǒng)非水圓珠筆不同的使用高揮發(fā)性油墨溶劑的非水圓珠筆中發(fā)揮出優(yōu)異的作用。此外，還可以提供一種使用高揮發(fā)性油墨溶劑并且使用內(nèi)徑為2.8毫米或更小的儲墨管的非水圓珠筆。
權(quán)利要求
1.一種用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的80重量％或更多，所述隨動物在40℃下的粘度為1,000至30,000mPa·s，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.95或更大。
2.權(quán)利要求1的用于非水圓珠筆的隨動物，其中40℃下所述隨動物的粘度為1,500至15,000mPa·s。
3.權(quán)利要求2的用于非水圓珠筆的隨動物，其中40℃下所述隨動物的粘度為3,000至10,000mPa·s。
4.權(quán)利要求1至3中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其中所述隨動物在1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.97或更大。
5.權(quán)利要求1至4中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的98重量％或更多。
6.權(quán)利要求1至5中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為1,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的90重量％或更多。
7.權(quán)利要求1至6中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的50重量％或更多。
8.權(quán)利要求7的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的60重量％或更多。
9.權(quán)利要求8的用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚-α-烯烴，該聚-α-烯烴是在40℃下粘度為5,000mPa·s或更大的合成油，其中聚-α-烯烴的總量為所有組分的70重量％或更多。
10.權(quán)利要求1至9中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其中所述聚-α-烯烴主要是碳原子數(shù)為8至20的α-烯烴的聚合物。
11.權(quán)利要求1至9中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，其中所述聚-α-烯烴主要是碳原子數(shù)為8至12的α-烯烴的聚合物。
12.一種非水圓珠筆，其包含非水圓珠筆油墨和權(quán)利要求1至11中任何一項的用于非水圓珠筆的隨動物，并且使用內(nèi)徑為2.8毫米或更小的儲墨管，在所述非水圓珠筆油墨中，包含20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的醇和/或二醇單醚的溶劑占油墨溶劑的10至100重量％。
13.權(quán)利要求12的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨中的含水量為5重量％或更低。
14.權(quán)利要求12的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨基本上不含水。
15.權(quán)利要求12至14中任何一項的非水圓珠筆，其中所述非水圓珠筆油墨中，包含20℃下蒸汽壓為0.2至50mmHg的醇和/或二醇單醚的溶劑占油墨溶劑的50至100重量％。
16.權(quán)利要求12至15中任何一項的非水圓珠筆，其中所述儲墨管的內(nèi)徑為1.5至2.7毫米。
17.權(quán)利要求16要求的非水圓珠筆，其中所述儲墨管的內(nèi)徑為1.6至2.6毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于非水圓珠筆的隨動物，其至少包含一種聚－α－烯烴，該聚－α－烯烴是在40℃下粘度為200mPa·s或更大的合成油，其中聚－α－烯烴的總量為所有組分的80重量％或更多，所述隨動物在40℃下的粘度為1,000至30,000mPa·s，并且1至10/s的剪切速率下的剪切稀化指數(shù)為0.95或更大。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于非水圓珠筆的隨動物，其還可以用于使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆并且甚至在內(nèi)徑為2.8毫米或更小的具有強的管阻的儲墨管中安裝所述隨動物時也不會引起問題。另外，本發(fā)明提供了一種非水圓珠筆，其包含所述用于非水圓珠筆的隨動物，以及使用高蒸汽壓溶劑的非水圓珠筆油墨，并且其中儲墨管的內(nèi)徑為2.8毫米或更小。
文檔編號B43K7/00GK1774347SQ2004800100
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者豬飼敬幸, 市川秀壽 申請人:三菱鉛筆株式會社