专利名称：直液式笔具的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用低粘性墨水的直液式钢笔、马克笔、签定笔、水性钢珠笔(原子笔)等直液式笔具，尤其涉及一种能改善墨水对笔芯筒的润湿性的直液式笔具。
以往，这种直液式笔具为了改善低粘性墨水对多层叶片式笔芯筒的润湿性而主要是在墨水本身中添加以界面活性剂等添加剂。除了上述的在墨水中添加特别处方的添加剂的方法以外，通常广泛地采用的主流方法是将笔芯筒浸入以硫酸为主成分的加温浸蚀溶液中，随后，取出并进行水洗处理，藉此使笔芯筒的表面粗面化以降低墨水的表面张力，进而赋与墨水对笔芯筒的润湿性，以免因墨水的表面张力而造成墨水迟滞不前及流动性不佳的缺点。
然而，依上述主流方法所使用的浸蚀溶液因为使用的是以硫酸为主成分再混合以无水铬酸及磷酸而形成的溶液，此溶液本身不仅具有毒性，而且对人的皮肤、粘膜皆有刺激性，有时甚至有可能引起皮肤烫伤，因而在工厂中使用时及在安全管理方面不能有一时的疏忽，由此成为其一大问题。
另外，认为此浸蚀溶液对于由ABS树脂以外的其他塑胶所制成的笔芯筒没有什么效果，故只好使用单种材料。
本发明是鉴于上述问题而开发出的，其目的在于提供一种笔芯筒不必经过以往采用的浸蚀溶液的处理过程而可提高墨水对笔芯筒的润湿性的直液式笔具。
为实现上述目的，本发明采取了如下所述的措施，即对笔芯筒全面涂敷以亲水性水溶液从而形成表面薄膜，由此能提高笔芯筒的墨水润湿性，同时，此薄膜所带来的润湿效果可永久保持。
换言之，将上述亲水性水溶液涂敷在笔芯筒上，即可容易地在其层叠叶片式墨水贮留部分形成亲水性膨润皮膜，以促进墨水润湿效果。
本发明所采用的亲水性溶液的主剂(主成份)有聚乙烯醇、聚葡萄胺糖、丙烯酸酯、聚乙烯吡咯酮、藻朊钠、海藻丙二醇、纤维素乙醇酸钠。这些成分可单独或组合溶解于水中成为水溶液，再用适当的涂敷方式涂敷在笔芯筒上，以形成一层薄膜。主剂在单独使用时效果较好，而且准备及处理也比较简单，因此比较便于实施，但是将二种或二种以上的适选的主剂混合使用也无不可。这些水溶液既无毒性，管理及使用也容易而且安全，并可适于大部分的塑性材料。
尤其是，亲水性水溶液的主成分以采用聚乙烯醇、聚葡萄胺糖、丙烯酸酯为佳，由于将会在塑胶质涂敷面上形成不溶性的亲水性膨润被覆皮膜，因此可长久持续地保持其原有亲水性效果。此外，聚乙烯醇因对水的溶解率高，同时安全性也高，所以最好采用它作为主成份。
上述水溶液以对水99.9～90.0重量％而言，最好使主剂以0.1～10.0重量％的比例溶解于该水中，而其中以采用主剂约1重量％为最佳。如果主剂的比例过高，将会出现粘着性，这样不易在笔芯筒的全表面形成均匀的薄膜层，由此效果不会很好。
此外，如果为了使上述水溶液能一再使用而有必要赋与保存性时，也可以另外添加按重量百分比计为0.3％的Hoxide N-100(商品名称)。
虽然笔芯筒的材质最好采用ABS树脂，但对于采用聚丙烯、聚乙烯、聚硫胺(即尼龙)等合成树脂材料(即塑胶)而言，同样可实现显著地增加润湿性的目的。
另外，对同样使用上述ABS等塑胶材料制成的导墨芯而言，也可以与笔芯筒一样进行相同的亲水性水溶液的表面涂敷处理，并同样可以提高墨水对导墨芯的润湿性。
本发明的上述目的、特征和优点可从参照附图进行的下列说明中了解得更加清楚，其中
图1是按照本发明的一个实施例的直液式笔具的纵剖视图。
现在参照附图就本发明的实施例说明如下图1表示按照本发明的一个实施例的直液式笔具的构造。图中，标号10为前段笔管，在本例中，前段笔管10借助于螺纹可装卸地螺合在后段笔管12的前端，前段笔管10内设有塑胶制笔芯筒14。
笔芯筒14具有用来插入沿笔具的轴线方向延伸的导墨芯20的中心筒14a及形成于中心筒14a外周的叠片式墨水贮留部分14b。此墨水贮留部分14b形成有沿轴线方向延伸的狭窄的轴向气液交换沟14c，其沟宽比气液交换沟14c的宽大且沿着轴线方向向前方成阶段式地沟宽逐渐增大的环状墨水贮留沟14d，以及位于气液交换沟14c的相反侧的同样沿轴向延伸的排气用腹沟14e。
笔芯筒14的前端孔内插设有连在导墨芯20的前端、与导墨芯20构成一体且向前突出的书写笔尖18。此外，在本实施例中笔尖18与导墨芯20构成一体，但是也可以将笔尖18与导墨芯20分别形成，再使两者互相接触。
导墨芯20的后端连接内部收容有低粘性墨水的储墨筒22，为了使储墨筒22能抽换而将其构成前端可装卸自如地套在前段笔管10的连接部分上，或将其固定连结在前段笔管10的连接部分上或直接与前段笔管10构成一体，以形成不能抽换的固定式均可行。此外，标号30为笔盖，它盖在前段笔管10的前端，以保持储墨筒22及笔尖18的气密性，防止墨水挥发。
如上所述地构成的直液式笔具，其用于控制贮存、导流墨水及气液交换作用的笔芯筒14被预先全面地进行了亲水性溶液的涂敷处理，干后形成一层该亲水性溶液薄膜，从而赋予了笔芯筒14对低粘性墨水的润湿性。
以下就形成亲水性薄膜的一实施例加以详述实施例取按重量百分比计为1％的聚乙烯醇(PVA)溶解于按重量百分比计为99％的水中以形成亲水性水溶液，并用适宜的涂敷方法将此水溶液涂敷在由ABS树脂成型的笔芯筒14上以实施表面处理，在经过约30分钟的干燥后，在笔芯筒14的表面形成一层薄膜。将导墨芯20及笔尖18安装在此经过处理后的笔芯筒14内之后，再将此组件嵌装在前段笔管10的前端内部，并在储墨筒22内填充了约为总容量的三分之一的低粘性墨水后连同后段笔管12一起安装在前段笔管10的后端，而在确认墨水藉毛细作用导流至笔尖18呈可书写状态后，盖上笔盖30。
将使用按照本发明经过涂敷处理的笔芯筒14的直液式笔具(A)与使用未经涂敷处理的笔芯筒14的按完全相同的装配方式构成的直液式笔具(B)分别以笔尖向下的状态置于室温加30℃的环境试验器中，观察其变化。
结果，两种笔虽均盖有保持气密性的笔盖30，但由于储墨筒内部因温度上升而导致内压上升，使用一般不经本发明的溶液涂敷处理的笔芯筒14的常用笔具(B)会在约5秒钟后在笔尖部发生大量墨水聚集滞留的现象，而在约30秒之后，聚集于笔尖部的呈滴墨水会渗流至笔盖30内。
另一方面，使用经按照本发明的涂敷处理的笔芯筒14的本发明笔具(A)则未发现有墨水聚集滞留于笔尖部的现象，随着储墨筒的内压上升，从储墨筒流出的墨水在使笔尖适当地润湿之后，均匀且流畅地传达至笔芯筒14，并贮留于笔芯筒的墨水贮留部分14b中。
将上述实验持续进行一星期，本发明的笔具(A)仍未发现有墨水往笔尖部聚集滞留的现象发生。
同样，对使用按重量百分比计占99％的水与占1％的聚葡萄胺糖的比例溶解而形成的水溶液涂敷于ABS树脂制笔芯筒14所构成的笔具(A′)而言，在同一条件下进行与前述使用聚乙烯醇为主剂的水溶液涂敷处理者(A)相同的实验，结果，同样也未发生笔尖部的墨水聚集滞留现象。经过一周之后，也未发生笔尖部墨水聚集滞留的现象。
此外，同样地，从使用按重量百分比计以99％的水溶解1％的丙烯酸酯的水溶液对使用ABS树脂制笔芯筒14进行涂敷处理的笔具(A″)进行与使用上述聚乙烯醇为主剂时的同样实验的结果中可以看出，未发生笔尖墨水聚集滞留的现象，而且在一周后也未发生墨水聚集滞留的现象。
如上所述，本发明可以通过对笔芯筒施加以安全而且稳定的亲水性水溶液的表面涂敷处理以形成亲水性膨润性薄膜，进而增强墨水对笔芯筒的润湿性，因此，当气温上升或由气压变化而导致储墨筒的内压上升时，由于笔芯筒有良好的润湿性，可有效地防止笔尖部墨水聚集滞留呈滴的现象发生；同时，在书写中，当有超过书写所必需的量的墨水自贮墨筒供应至笔尖时，多余的墨水会圆滑顺畅地回流并贮留于笔芯筒中，因此可保持墨水对笔尖的馈入量一定，进而维持连续稳定而且流畅的书写效果。
权利要求
1.一种直液式笔具，具有笔管，收容于笔管前端部分中而且在其外围设有多层叠片式墨水贮留部分的笔芯筒，插设在笔芯筒的中心孔中并沿笔具的轴线延伸的导墨芯，与此导墨芯一体形成或个别形成而后端与导墨芯的前端接触的笔尖，以及设在上述导墨芯的后端侧用以容纳低粘性墨水的储墨筒；其特征在于上述笔芯筒通过进行亲水性溶液的表面涂敷处理而于其表面形成一层亲水性膨润薄膜。
2.如权利要求1所述的直液式笔具，其特征在于，所述的亲水性溶液为含有从聚乙烯醇，聚葡萄胺糖、丙烯酸酯、聚乙烯吡咯酮、藻朊钠、海藻丙二醇、纤维素乙醇酸钠中选出的一种或二种以上之主剂以及水的水溶液。
3.如权利要求2所述的直液式笔具，其特征在于，所述的亲水性水溶液含有按重量百分比计为0.1～10.0％的上述主剂以及为99.9～90％的水。
全文摘要
本发明提供一种不必像以往那样用浸蚀溶液进行处理，却可提高墨水对笔芯筒的润湿性的直液式笔具。此笔具包括笔管，收容于笔管内并沿其轴线方向延伸的导墨芯，成一体或个别地设在导墨芯的前端并以后端与此导墨芯接触的书写笔尖，设在导墨芯的后端用以收容低粘性墨水的储墨筒，以及包住导墨芯并具有多层叠片式墨水贮留部的塑胶制笔芯筒，其中使笔芯筒在装配前全面涂敷一层含有聚乙烯醇等的亲水性溶液以形成亲水性被覆膜，由此可增进墨水润湿效果。
文档编号B43K5/02GK1167040SQ97111598
公开日1997年12月10日 申请日期1997年5月21日 优先权日1996年5月24日
发明者福诚 申请人:株式会社寿