专利名称：一种新型笔帽及其制备方法和使用该笔帽的书写笔的制作方法
技术领域：
本发明属于文化用品技术领域，具体的说涉及该领域中的一种新型笔帽及其制备方法和使用该笔帽的书写笔。
背景技术：
在现有书写笔中，一般都会带有笔夹，该笔夹具有夹持、防丢失等功能，随着科学技术的发展和进步及人们对文化用品使用过程的舒适程度和方便性要求的提高，书写笔的笔夹也增加了防滚、揿动等作用，从而赋予了笔夹更多的功能含义。常用的书写笔根据主体结构分为扣帽式、旋转式、揿动式(或弹跳式)，这些书写笔的笔夹一般采用一体式或分体式的方式与书写笔主体连接，笔夹可以采用各种金属材料、塑料材料制造。在应用过程中，对于书写笔的使用存在以下问题:首先，在使用过程中，经常因为要按压笔帽顶部，将笔帽装到笔杆上，或者揿动顶塞使笔芯复位，从而将笔头处于保护状态。在这个过程中，使用者，特别是小学生会因为扣帽过程中笔帽顶部的形状对使用者的手指造成不适的感觉，特别是当笔帽或顶塞的按压力较大的时候这种不适感将更明显。其次，由于笔夹属于悬臂梁结构，因此使用过程中容易折断，对于笔夹的测试，一般通过沿垂直于笔夹夹持力方向往复运动次数和测试变形、折断时所需的屈服力来测试笔夹的疲劳强度或变形恢复能力，由于受材料性能的限制，特别是材料的延展性和拉伸屈服强度的限制，厚度较薄的笔夹容易折断或出现变形后不易恢复的问题。如果通过提高材料的性能或厚度来提高能力，往往又出现了成本提高和书写工具体积空间限制的问题。特别是当笔夹折断脱落后，由于笔夹是细小部件，当被小学生或幼儿误入口中时，容易造成窒息等安全问题。因此如何提高笔夹的安全性是一个非常重要的问题。申请号为CN200720184596.0的专利公布了一种塑料弹性笔夹，其塑料笔夹的中部与笔杆相铰接，塑料笔夹的上端设有弹力杆，弹力杆的固定端与塑料笔夹连接，弹力杆的弹性自由端与笔杆相抵接。由于塑料笔夹的上端设有弹力杆，塑料笔夹可以绕铰接轴转动，塑料笔夹的上部在弹力杆的作用下使塑料笔夹的下端始终保持有指向笔杆的压紧力，使笔夹始终能够夹紧被夹物体，因此夹紧性能良好。该笔夹虽然有助于提高夹持能力和恢复能力，但对弹力杆的强度和硬度有较高的要求，而且弹力杆与笔夹本体连接的根部容易应力集中造成折断，从而失去了弹性作用。再次，为保证强度，笔夹采用金属材料或硬塑料制成，由于这些材料一般摩擦系数较低，因此夹持光滑纸面时，容易滑落。为了改善打滑问题和提供更多的辅助功能，申请号为CN201080054273.4的专利公布了一种书写工具用帽、书写工具用夹及书写工具。该书写工具用帽包括:筒状的帽主体，其用于保护笔尖，由在侧面形成有安装孔的弹性体构成；夹构件，其包括基部和设在该基部的外侧面的夹持部，以基部收容书写工具前端且夹持部经由安装孔延伸到帽主体之外的方式将夹构件设于帽主体。该专利公布的笔帽整体通过热塑性弹性体制造而成，具有按压时手感舒适的特点，同时通过与弹性体材料笔帽之间的摩擦，在夹持光滑表面时，也不容易滑落，但存在如下问题，由于笔帽整体采用热塑性弹性体构成，由于材料相对表面硬度不够，笔帽容易划伤，且受到挤压后容易整体变形。另外随着墨水技术的提高，通过摩擦生热擦除和摩擦破坏书写线迹的物理可擦类的书写工具也不断增多。例如，申请号为CN201080054273.4的专利公布的整体弹性体上帽，在说明书实施例中采用已有弹性体材料固有的摩擦和导热物理特性实现擦除功能。由于作为上帽的主体部分不能够采用较柔软和通过弹性变形实现摩擦力增加的弹性体材料制造，因此在选择材料时有较大局限性。另外，申请号为CN200710196534.6的专利公布了一种摩擦体，该摩擦体置于笔帽的前端或轴筒的后端，同样利用已有弹性体材料固有的摩擦和导热的物理特性实现擦除功能，这种特意在笔帽顶端或笔杆尾端设置摩擦体的方式占用书写工具的内部轴向空间，而且在擦除的剪切过程中容易造成摩擦体脱落或变形的问题，而且从空间布置的角度来说以上两种方案均有利于垂直方向或接近于垂直方向进行摩擦，当呈一定角度时就会影响到擦除的方便程度和效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种手感舒适、不会脱落、可提供多角度摩擦方式的新型笔帽及其制备方法和使用该笔帽的书写笔。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是:一种新型笔帽，包括笔帽本体和采用悬臂梁结构安装在笔帽上的笔夹，笔夹顶部末端采用热塑性弹性体包覆，且热塑性弹性体包覆的区域与笔帽中轴线的最短径向距离小于或等于笔帽内半径。进一步的，笔夹顶部末端热塑性弹性体包覆的区域，其沿笔夹方向的法向剖面和沿笔帽方向的轴向剖面的形状均为弧顶剖面。进一步的，在笔夹承受挠曲外力时弯曲变形的部分外表面包覆热塑性弹性体。进一步的，在笔夹内侧设置起夹持作用的凸起，该凸起的外表面包覆有热塑性弹性体。一种书写笔，该书写笔使用上述任一项所述的笔帽。一种笔帽制备方法，在笔帽上安装悬臂梁结构的笔夹，所述的笔夹采用双色注塑方式形成，其中第一次采用塑料注塑形成的部分用于支撑和装配，第二次采用热塑性弹性体形成表面包覆。进一步的，第一次注塑采用的材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物、聚甲醛中的一种或几种。进一步的，第二次采用热塑性弹性体包括苯乙烯基弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体中的一种或几种。本发明所公开的新型笔帽及其制备方法和使用该笔帽的书写笔，既可以提供扣帽或揿动时舒适的手感，又可以提高笔夹本身的弹性，且当笔夹折断后，不会脱落，提高笔夹的安全性，并在用于夹持各种光滑表面时也不易出现滑动，同时如果有用于摩擦的功能要求时，能够提供多种角度的摩擦方式。
图1是本发明实施例1所公开的新型笔帽的结构示意图；图2是现有技术中笔帽的结构示意图；图3是本发明实施例1所公开的新型笔帽的A-A剖面图；图4是本发明实施例1所公开的新型笔帽的B-B剖面图；图5是本发明实施例1所公开的新型笔帽的笔夹挠曲变形位置图；图6是本发明实施例1所公开的新型笔帽的笔夹断裂后未脱落的模拟图；图7是本发明实施例1所公开的新型笔帽的笔夹凸点被热塑性弹性体包覆的轴向截面图；图8是本发明实施例2所公开的书写笔的主视图；图9是本发明实施例2所公开的书写笔的俯视图；图10是本发明实施例3所公开的笔帽制备方法第一次注塑后的结构示意图；图11是本发明实施例3所公开的笔帽制备方法第二次注塑后的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种新型笔帽，包括笔帽本体I和采用悬臂梁结构安装在笔帽上的笔夹2，笔夹顶部末端3采用热塑性弹性体包覆，该包覆既可以是局部包覆，也可以是整体包覆，且热塑性弹性体包覆的区域与笔帽中轴线的最短径向距离小于或等于笔帽内半径。本实施例中由于笔夹顶部末端采用触感更好的热塑性弹性体包覆，因此手指在触压笔夹时，手感良好且不会打滑。其中，笔夹中靠近支点并远离夹持的一端，为笔夹顶部末端。笔帽中轴线，也就是笔芯或笔杆等书写笔主体部分的中心线。当热塑性弹性体包覆的区域与笔帽中轴线的最短径向距离小于或等于笔帽内半径时，在按压或揿动笔帽时，手指更容易接触到笔夹。如图1所示，笔帽的内半径为a，笔夹顶部末端热塑性弹性体包覆的区域距离中轴线为b，当b < a时，手指容易触压到笔夹，手感较好。反之，如图2所示，笔帽的内半径为al，笔夹顶部末端热塑性弹性体包覆的区域距离中轴线为bl，当bl >al时，手指不容易触压到笔夹上，手感较差。笔夹顶部末端热塑性弹性体包覆的区域，其沿笔夹方向的法向剖面和沿笔帽方向的轴向剖面的形状均为弧顶剖面。如图3所示A-A剖面为沿笔帽方向的轴向剖面，其中笔夹截面顶部为变化曲率的弧形，如图4所示B-B剖面为沿笔夹方向的法向剖面，其中径向截面顶部为固定曲率的弧形。通过弧顶的截面形状配合柔软的热塑性弹性体材料，更有助于良好的触感。而且弧顶截面有利于实现与纸张的线接触，从而集中压力，更好的利用热塑性弹性体固有的摩擦特性进行物理擦除。在笔夹承受挠曲外力时弯曲变形的部分4外表面包覆热塑性弹性体，该包覆既可以是局部包覆，也可以是整体包覆。由于本实施例中的笔夹为悬臂梁结构，因此笔夹在夹持时会挠曲变形，这个变形的位置根据笔夹的壁厚和连接其他部件的位置不同，一般是在接近连接其他部件的位置附近折弯变形直至折断，如图5所示折弯处。因此在此处采用热塑性弹性体与塑料材料两种材料注塑而成，利用热塑性弹性体优良的柔韧性和伸长率等性能，当塑料笔夹折弯角度过大变形折断后，弹性体部分却仍然维持原状，因此笔夹不会从书写笔的主体上脱落，如图6所示折弯处，弹性体仍然保持笔夹不脱落，从而避免造成幼儿吞食的安全问题。如图7所示，在笔夹内侧设置起夹持作用的凸起5，该凸起的外表面包覆有热塑性弹性体，该包覆既可以是局部包覆，也可以是整体包覆。笔夹内侧设置的凸点是用于夹持较薄物体的关键作用点，特别是较薄光滑纸面，一般只有该凸起与纸面接触，如果摩擦力较小，容易造成滑脱。在夹持力一定的情况下，影响摩擦力的是摩擦系数，热塑性弹性体一般摩擦系数在0.60-0.80，而一般塑料的摩擦系数在0.15-0.30左右，因此采用热塑性弹性体包覆凸点后增大了摩擦力，有助于夹持较薄和光滑的物体。实施例2，如图8-9所示，本实施例公开了一种书写笔，该书写笔使用上述实施例中所公开的笔帽。由于在笔帽的笔夹上具有了热塑性弹性体覆盖层，而且笔夹一般从侧上方突出于笔帽或其连接部分，有较大的空间实现不同曲率的形状，这样在利用热塑性弹性体固有的热传导和摩擦性能时，可以适应不同的角度进行摩擦或擦除。实施例3，本实施例公开了一种笔帽制备方法，在笔帽上安装悬臂梁结构的笔夹，所述的笔夹采用双色注塑方式形成，其中第一次采用塑料注塑形成的部分用于支撑和装配，具体如图10所示，第二次采用热塑性弹性体形成表面包覆，具体如图11所示，要求第二次注塑的热塑性弹性体与第一次注塑的材料粘接性能良好，二者不会轻易分层或剥离。第一次注塑采用的材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物、聚甲醛中的一种或几种。第二次采用热塑性弹性体包括苯乙烯基弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体中的一种或几种。
权利要求
1.一种新型笔帽，包括笔帽本体和采用悬臂梁结构安装在笔帽上的笔夹，其特征在于:笔夹顶部末端采用热塑性弹性体包覆，且热塑性弹性体包覆的区域与笔帽中轴线的最短径向距离小于或等于笔帽内半径。
2.根据权利要求1所述的新型笔帽，其特征在于:笔夹顶部末端热塑性弹性体包覆的区域，其沿笔夹方向的法向剖面和沿笔帽方向的轴向剖面的形状均为弧顶剖面。
3.根据权利要求1所述的新型笔帽，其特征在于:在笔夹承受挠曲外力时弯曲变形的部分外表面包覆热塑性弹性体。
4.根据权利要求1所述的新型笔帽，其特征在于:在笔夹内侧设置起夹持作用的凸起，该凸起的外表面包覆有热塑性弹性体。
5.一种书写笔，其特征在于:该书写笔使用上述权利要求1-4中任一项所述的笔帽。
6.一种笔帽制备方法，其特征在于:在笔帽上安装悬臂梁结构的笔夹，所述的笔夹采用双色注塑方式形成，其中第一次采用塑料注塑形成的部分用于支撑和装配，第二次采用热塑性弹性体形成表面包覆。
7.根据权利要求6所述的笔帽制备方法，其特征在于:第一次注塑采用的材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物、聚甲醛中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的笔帽制备方法，其特征在于:第二次采用热塑性弹性体包括苯乙烯基弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体中的一种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种新型笔帽，包括笔帽本体和采用悬臂梁结构安装在笔帽上的笔夹，笔夹顶部末端采用热塑性弹性体包覆，且热塑性弹性体包覆的区域与笔帽中轴线的最短径向距离小于或等于笔帽内半径。本发明还公开了一种笔帽制备方法，即在笔帽上安装悬臂梁结构的笔夹，所述的笔夹采用双色注塑方式形成。本发明所公开的新型笔帽及其制备方法和使用该笔帽的书写笔，既可以提供扣帽或揿动时舒适的手感，又可以提高笔夹本身的弹性，且当笔夹折断后，不会脱落，提高笔夹的安全性，并在用于夹持各种光滑表面时也不易出现滑动，同时如果有用于摩擦的功能要求时，能够提供多种角度的摩擦方式。
文档编号B43K23/08GK103085537SQ20131003175
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者解思鹏 申请人:青岛昌隆文具有限公司