专利名称：圆珠笔及其墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及圆珠笔及其墨水。
传统的圆珠笔中，浓稠墨水储管压在书写球珠的后侧。当球珠在球珠座内转动时，与球珠接触的浓稠墨水转移到球珠表面，以使其沉积到纸或其它基材上。墨水流出后，储管内的墨水柱将流下以保持与球珠接触。这一点非常重要，因为若失去接触且墨水不能流动来重新建立与球珠的接触，则笔就不能使用了。
在早期的圆珠笔中，墨水是油基的。它们有若干缺点，包括渗入纸张、点渗(油分离)和污斑。随后开发的染料基二醇型墨水含有能减少污斑并改进温度稳定性的树脂，在性能上得到很大改进。目前，大部分圆珠笔是基于有机溶剂如苯基乙二醇、二甘醇乙醚、二丙二醇或苄醇，或是它们两种或多种的混合物。
近来已开发出一系列能呈现亮丽色彩的水性颜料型墨水。为使这些墨水适用于圆珠笔，颜料配制成含诸如黄原胶、carageenan胶、瓜耳胶、刺槐豆胶或羟乙基纤维素增稠剂的水性悬浮体。这些悬浮体表现为剪切稀化，可用作圆珠笔墨水。但是使用过程中也发现了若干问题。例如水性悬浮体不能润滑球珠座内的球珠，因而在使用时会发生严重磨损现象，且笔不能流畅书写。
对圆珠笔墨水最重要的要求之一是书写要非常流畅。有机基圆珠笔墨水一般(但不是绝对)要比近期开发的水基墨水书写更为流畅，但即使是有机基墨水，在使用时也并不总是能按要求流畅书写，另外还存在多少有些粘的缺点。
现在，我们发现了改进有机基圆珠笔墨水书写流畅性的途径。并且我们还发现了能使颜料型墨水较已知水基圆珠笔墨水书写更为流畅及球珠/球座磨损有所减少的途径。按照本发明，我们在圆珠笔墨水中包括一些润滑脂。
本发明的第一方面提供一种用于圆珠笔的墨水，该墨水包括一种溶有着色剂的有机溶剂与润滑脂形成的分散体。
可通过将润滑脂分散于溶有着色剂的有机溶剂中的方法制备墨水。润滑脂可预先制成，或通过将其各组分(流动相和结构相)的混合物高剪切处理现场制备。
按照本发明第一方面，包含着色剂于有机溶剂中溶液的圆珠笔墨水可通过在其中加入润滑脂得到明显改进。润滑脂有助于书写流畅。正常情况下润滑脂的存在会使墨水稠化，但润滑脂的存在能赋予墨水剪切稀化性，使得球珠周围的墨水在高剪切条件下(笔书写时的情况下)稀化，在球珠上提供一通常厚约500nm的弹性流体力学层。弹性流体力学层是一种无论是高剪切力还是压缩力存在下沉积于两物体界面间的结构层。
有机溶剂和着色剂的性质不作严格要求。溶剂优选是苯基乙二醇、二甘醇乙醚、二丙二醇或苄醇，或是它们两种或多种的混合物。着色剂可以是任何适宜的圆珠笔墨水染料。我们发现溶剂蓝38、碱性蓝7和溶剂紫8特别合适，但也可使用其它着色剂。
润滑脂的性质不作严格要求。我们优选使用皂基矿物油润滑脂，但也可使用其它润滑脂。润滑脂中的皂优选高级羧酸(C12或以上)的碱金属或碱土金属盐，或铝皂，铝/镁混合皂，或是复合皂。如上所述，优选的流动相是矿物油，但也可使用例如蓖麻油和硅油润滑脂。还可使用其它润滑脂如全氟聚醚润滑脂，例如Krytox(Dupont公司产品)。
用于润滑脂优选的矿物油是65/75矿物油(即粘度从65到75厘泊的油)和Gravex系列油如Gravex A(从Shell Oils公司获得)及类似的Enerthene系列油(从BP Oils公司获得)。当然，矿物油皂基润滑脂可从市场购得(例如从Giulini GmbH公司获得的Giulini)，但也可按本领域已知方法通过将皂熔融于油中然后冷却来制备。
墨水中三个主要组分的量不作特别要求，但常用量(以墨水重量为基准计的％(重))如下
一般 优选 最优选溶剂 20-9030-7040-60着色剂5-60 15-5020-45润滑脂0.5-50 2-40 5-30当然，本发明墨水可包含其它所需的和本领域常用的一些成分。
本发明进一步包括其中的墨水为本发明墨水的圆珠笔或笔芯。为适用于圆珠笔墨水，本发明墨水配制成具有适当粘度(至少为500厘泊)，这一点是本领域技术人员很好理解的。
按照本发明，在圆珠笔墨水中使用润滑脂能够配制出某些新型圆珠笔墨水。这些墨水包括悬浮于润滑脂中的颜料，并且证实它们是非常合格的圆珠笔墨水。特别是它们能在书写时非常流畅，润滑脂能润滑球珠且为颜料提供了极好的悬浮介质。
包括颜料悬浮于润滑脂(或形成润滑脂的组分)中的印刷墨水是已知的，例如参见美国专利1237126和5158606。美国专利1237126中，印刷墨水是由脂肪酸铝盐、烃矿物油和颜料制成。该墨水用于滚涂印刷。美国专利5372635中，所述的印刷墨水包括颜料于油和牛油脂肪酸皂中的分散体。该印刷墨水特别适合利用自来水的平板印刷过程。未述及这些墨水适合用于圆珠笔，并且由于这些墨水的粘度一般要高于传统圆珠笔所能接受的最高值，也不可能用于圆珠笔。因此，若将印刷墨水放入圆珠笔中，由于粘度过高，不能书写。
本发明优选的圆珠笔墨水包括颜料、润滑脂、与润滑脂的流动相相同或相容的有机液体和分散剂。
可使用任何润滑脂，但优选使用矿物油润滑脂和上文本发明第一方面所述的其它润滑脂。该部分有更详细的介绍。
本发明的颜料型墨水可通过用分散剂将颜料分散于有机液体(有机液体与润滑脂的流动相相同或与其相容)中，加入润滑脂并混合的方法制备。
或者，通过用分散剂和润滑脂的流动相及结构相组分将颜料分散于有机液体中，并对混合物进行高剪切处理形成润滑脂的方法制成墨水，其中的有机液体与润滑脂的流动相相同或与其相容。
优选有机液体与润滑脂的流动相相同，若不相同，则一定与其相容。“与其相容”的意思是一旦润滑脂与有机液体混合，混合物是稳定的且润滑脂的微结构不被破坏，例如若使用矿物油润滑脂，则相容有机液体可以是不同的矿物油。
本发明的颜料型墨水中各组分的用量可在较宽范围内变动，但一般为如下用量(墨水重量为基准计)一般优选最优选润滑脂0.5-80 2-505-25有机液体 10-8530-80 45-75颜料 1-50 5-4015-30分散剂0.1-51-3 1.5-2.5为使颜料分散于润滑脂并形成稳定的分散体，通常需要使用一或多种分散剂。适宜的分散剂应溶于有机液体或流动相，因而一般应含有长链烃部分，例如头端带有官能基的硬脂酰基和油酰基。分散剂可有多元醇衍生物如甘油或脱水山梨醇衍生物作为头端官能基来提供适当极性与颜料结合。适宜的分散剂是本领域技术人员熟知的。我们优选使用Solsperse超分散剂，如Solsperse 13940，和Solsperse17000，任选与Solsperse 5000(从Zeneca公司获得，Solsperse是商标)一起使用。通过使用Solsperse 5000作为协同剂能显著改进Solsperse 17000的效力。Solsperse 5000实质上是一种颜料衍生物，对特定类型颜料具有很强的亲和力，并且为表面提供传统聚合型Solsperse超分散剂的结合点。分散剂的用量根据所用体系而有所不同，但总量一般不超过墨水重量的5％。
本发明墨水所用颜料必须粒径很小，以避免堵塞圆珠笔。我们优选使用印刷墨水颜料，所用形式是胶体或溶胶。一般来说，颜料粒径应不大于5μm，优选0.1到2.0μm，最优选0.2到1.0μm。本发明墨水的生产过程中，我们优选对成品墨水进行处理，以除去任何颗粒团聚物。这一步骤可通过将墨水在三辊磨中进行适当处理或通过过滤的方法来实施。例如可用装有5-30微米填料的不锈钢设备进行过滤操作。该设备连接一最高压力约70psi(480kPa)的空气管线。将根据所期望的过滤速度和颜料粒径选择填料尺寸及压力。
尽管对颜料的性质不作要求，我们优选使用指定在有机溶剂中使用的颜料，例如BASF公司出售的Heliogen和Paliotol系列颜料。
本发明的颜料型墨水按传统方式装入圆珠笔或笔芯储墨管。例如，将1g本发明墨水用注射器和适当的注射针头注入储墨管。装好球珠笔头，然后将笔(或笔芯)头向下放入一转速为4000rpm的离心机内5分钟。这样就能保墨水柱与球珠背侧间没有空隙。
本发明墨水可按与传统圆珠笔墨水相同的方式使用，或是用于含有产生压力组合物的储墨管，如我们在题为“流体发送”的英国专利申请9715123(与本专利同一日期申请)中更全面的描述，该专利公开内容引为参考，并包括在本文中作为附录A。在这种安排中，墨水装入位于传统球珠上方的传统储墨管中，然后将产生压力组合物装入墨水上方，然后将储墨管封闭，组合物对墨水产生气压，以使其能连续保持与球珠的良好接触。
与润滑脂墨水一起使用的产生压力组合物优选应是水基组合物，以使其与本发明的润滑脂墨水不会混溶。若使用有机基组合物，则可在墨水与产生压力材料之间装入一隔离层，以避免它们之间的接触。
与本发明墨水一起使用产生压力组合物能够使墨水无需用高压永久气体就能从储墨管中可靠发送出来。这样就能使储墨管的制造费用更低，因为它无需耐受如此高压。此外，储墨管在制造过程中不需要加压，墨水和产生压力材料可采用传统制造方法，在常压下放入储墨管，然后将储墨管密封。密封后，储墨管压力经一定时间升到所期望的工作压力。尽管实际压力将取决于各种情况，但一般只用几分钟时间，例如从8到12分钟。
现在介绍附图，其中
图1是一个含有按本发明墨水的书写器实施方案的断面图；图2是一个已取出球珠的圆珠笔球珠座的SEM照片，笔中装入本发明墨水；和图3是一个已取出球珠的圆珠笔球珠座的SEM照片，笔中装入非本发明墨水。
对于附图中的图1，书写器定为10。书写器10包括笔杆12、笔头14和以储墨管16形式安装在笔杆12内的液体发送器。储墨管16包含本发明墨水18和产生压力组合物塞柱21。如图所示，还有一个将墨水18与塞柱21分隔开来的隔离塞柱20。隔离塞柱20一般仅在墨水18与产生压力塞柱同时为有机基材料时才存在。
产生压力组合物包含能在室温条件下从产生压力组合物中蒸发的挥发性组分，按下文的实施例3方法制备。
出墨孔道16a沿笔头14的轴心通过，将储墨管16与球珠14a连通，以使墨水18能从储墨管流向球珠14a。球珠14a要适合与表面22，如要书写或标记的纸张表面22进行接触。笔头14的结构完全是传统型的。
储墨管16中与笔头14相对的上端16b设置一封口16c，封口16c为储墨管16提供气密密封。在制造液体发送器的过程中，先将墨水18和塞柱20及塞柱21放入储墨管，然后封锁上端16b形成封口16c。(储墨管16可采用其它方式密封，例如使用塞子密封。)储墨管16内，塞柱21与储墨管上端16b之间有一段空间16d。空间16d包含由产生压力组合物21的挥发性组分蒸发形成的气体；空间16d中的气体压力一般为1到4psig(105到129kPa)。空间16d中气体的压力将塞柱21和墨水18推向出墨孔道16a。这样就帮助墨水18发送到滚珠14a，并从滚珠14a转移到表面22。
随着墨水18从储墨管16送出，空间16d变大。同时为保持储墨管16内的压力足以帮助送出墨水18会有更多的挥发性组分蒸发出来。
储墨管16、笔头14和内容物18、21和(若存在)22构成书写器替换笔芯，可将其插入笔杆12中组装和出售。
现在介绍附图中的图2和图3，其中类似的数字标示类似部分，图中示出沿圆珠笔球珠座轴向拍摄的SEM照片，球珠已被取出。球珠座包括一个凹面杯型部件1，有五个导槽2绕部件1一圈等分径向排列。部件1的中心是连通储墨管和连通导槽2的出墨孔3，墨水由此处供应。
球珠(未示出)放置在杯型部件1上。笔使用过程中，墨水从出墨孔3流出进入导槽2。球珠接触导槽2供应的墨水，当使用过程中球珠转动时，墨水会转到球珠表面并涂写在球珠所滚过的纸或其它基材上。少量墨水也将会转到凹面杯型部件1上，留在球珠与杯型部件表面之间，从而润滑球珠/球珠座。用一个顶盖圈(未示出，但是本领域人员非常了解)将球珠保留在杯型部件1上的球珠座内。
图2所示的笔中，杯型部件是镍银质部件，且已书写2200米。笔的储墨管包含组成如下的本发明墨水二甘醇乙醚4.87g2-苯氧基乙醇 4.87g二丙二醇 2.41g油酸 0.48gResin PVP-90(购自BASF公司)0.073g溶剂紫8 1.18g碱性蓝7 1.30g溶剂蓝38 7.66gGilugel Min 2.74g
图3的笔与图2相同，且也已书写2200m。但是，图3笔中的墨水是组成如下的墨水二甘醇乙醚 5.05g2-苯氧基乙醇 5.05g二丙二醇 2.5g油酸 0.5gResin SK 3.43gResin PVP-90(购自BASF公司) 0.08g溶剂紫80.98g碱性蓝71.08g溶剂蓝38 6.35g因而，图3笔所用墨水不含任何润滑脂。
由图3可以看出，杯型部件1邻近出墨孔3的表面严重磨损，形成如区域4处所看到的毛边。但图2的笔中却看不到这种损伤。图2中没有这种损伤是因为墨水中存在润滑脂。本发明墨水在球珠与球珠座之间形成一层弹性流体力学层，因而能减少甚至消除笔使用过程中发生的任何显著损伤。对于用户来说，这一点表现为在笔的整个使用期内都能流畅书写。
为能更全面了解本发明，仅例示性给出以下实施例。实施例1将矿物油65/75(20g)和分散剂Solsperse 17000(1.40g)在高速剪切混合器中混合10分钟。加入协同剂(Solsperse5000(0.16g))，继续混合10分钟。然后加入BASF公司出售的Heliogen蓝D 7084 DD颜料(9.35g)并混合10小时，以确保有效分散。其后将容器放入70℃的水浴，加入矿物油润滑脂Gilugel MIN(9g)和矿物油65/75(8.2g)并用同样的高速剪切混合器混合2小时。(Gilugel MIN是从德国Giulini Chemie Gmbh公司购得，是一种由矿物油和硬脂酸氢氧化铝镁皂形成的润滑脂。)制好的墨水装入的圆珠笔的细长的储墨管中，下端接一笔头。然后将产生压力组合物凝胶塞柱放入储墨管中墨水的上方，将储墨管上端收缩封口使其密封。凝胶的制备方法见下文的实施例3。
笔书写非常流畅，着墨性极好。长期使用后，墨水柱没有任何间断迹象，仍保持与球珠的良好接触。实施例2室温下，将市售的一种黑颜料于矿物油中的分散体(10g)(“Gravex 21”，从英国Essex省Manningtree的Dispersions Ltd工业公司购得)与矿物油润滑脂Gilugel MIN(10g)用Ultra Turrax25高速搅拌器混合。连续搅拌30分钟。制好的本发明墨水装入如实施例1所述的圆珠笔。也按实施例1方法使用产生压力组合物塞柱。制得的笔使用情况很好。实施例3产生压力组合物由如下组分制成重量％棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 6丙二醇 4.11异戊烷 4羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1水 59.83组合物中所用水先加热到95℃除去其中的空气。
将所有脂肪酸及丙二醇、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯和水放入容器中，搅拌并减压条件下加热到75℃。在此温度下将三乙醇胺加入到混合物中，继续搅拌。随着皂的形成混合物变粘，将其冷却。冷却到20℃时，加入异戊烷和矿物油。缓慢搅拌下继续冷却到10℃。得到的凝胶在低于10℃的条件下储存备用。
还制备了一些组合物，其中矿物油的量在16％内变动，异戊烷的量在10％内变动，水的体积按补足100％的量调整。
所有组合物在封装入密闭空间并升至室温(例如约20℃到25℃)后作为产生压力剂的效果都令人满意。尤其是在含本发明墨水的圆珠笔储墨管中用作小塞柱效果令人满意。实施例4按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成纸用蓝圆珠笔墨水(28.8g)2-苯氧基乙醇＞99％(3.00g)(Fluka公司产品)Gilugel MIN(6.90g)(Giulini Chemie GmbH公司产品)将墨水放入50ml烧杯中，加入2-苯氧基乙醇。将Ultra-TurraxT25混合器放入烧杯靠近杯底处。用塑料薄膜将烧杯和搅拌器包好，以减少蒸发，混合物在8000rpm转速下搅拌1小时。在这个过程中，混合物变热。
1小时后，加入Gilugel MIN，并以同样转速继续搅拌混合物4小时，形成圆珠笔墨水。
通过用注射器抽出另一端空气的方法将墨水(约1ml)装入储墨管内。然后在3000g条件下对储墨管离心处理除去其中夹带的所有空气。然后将球珠头固定接在储墨管的一端，用注射器将一定量(约1.5cm长)产生压力组合物注入储墨管的开口端。最后，用5号塞将储墨管开口端固定封死。
笔使用过程中，墨水流出非常流畅，且着墨性极好。即使是笔头向上使用，书写过程中也没有断墨现象。
产生压力组合物由以下组分制成
水 58.14％三乙醇胺 7.69％椰子脂酸 7.5％Hampsoyl L 11.16％PEG 150二硬脂酸盐0.1％Empilan MAA 2.0％异戊烷 3.0％矿物油 6.0％丙二醇 4.11％羟苯甲酸甲酯 0.2％羟苯甲酸丙酯 0.1％由该配方产生的压力为4.8psi。实施例5按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成纸用蓝圆珠笔墨水 19.64g2-苯氧基乙醇 2.01gGilugel SIL5 4.74g(Giulini Chemie GmbH公司产品)用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器，将墨水和2-苯氧基乙醇在8000rpm转速下搅拌1小时。加入Gilugel SIL5并继续混合4小时，同时对混合容器施加外部冷却。得到的本发明墨水(粘度50,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。产生压力组合物也按实施例4所述使用。圆珠笔书写极为流畅(Gilugel SIL5是一种以硬脂酸氢氧化铝镁皂为增稠剂的硅油基润滑脂)。实施例6按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成纸用蓝圆珠笔墨水 10g
2-苯氧基乙醇 2gAlbida R22.12g(英国Shell公司产品)将Albida R2加入圆珠笔墨水中，用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器，在8000rpm转速下搅拌。立刻加入2-苯氧基乙醇并继续混合2小时。得到的本发明墨水(粘度40,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。无论是否加上如实施例4所述的产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写都很流畅。(Albida R2是一种以硬脂酸氢氧化锂复合皂为增稠剂的矿物油基润滑脂)。实施例7按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成纸用黑圆珠笔墨水 19.61g2-苯氧基乙醇 2.0gGilugel MIN 4.73g(Giulini Chemie GmbH公司产品)用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器，将圆珠笔墨水和2-苯氧基乙醇在8000rpm转速下搅拌1小时。加入Gilugel MIN并继续混合4小时，同时对混合容器施加外部冷却。得到的本发明墨水放入如实施例4所述的圆珠笔中。产生压力组合物也按实施例4所述使用。圆珠笔书写极为流畅(Gilugel MIN是一种以硬脂酸氢氧化铝镁皂为增稠剂的矿物油基润滑脂)。实施例8按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成纸用蓝圆珠笔墨水19.6g2-苯氧基乙醇2.0g硬脂酸氢氧化铝镁皂 0.94g65/75矿物油 3.7g用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器，将圆珠笔墨水、2-苯氧基乙醇和硬脂酸氢氧化铝镁皂在8000rpm转速下搅拌1小时，对混合容器施加外部冷却。加入矿物油并继续混合5小时。得到的本发明墨水放入如实施例4所述的圆珠笔中。也按实施例4所述使用产生压力组合物塞柱。圆珠笔书写极为流畅。实施例9按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成二甘醇乙醚 4.87g2-苯氧基乙醇 4.87g二丙二醇 2.41g油酸 0.48gResin PVP-90(购自BASF公司) 0.073g溶剂紫8 1.18g碱性蓝7 1.30g溶剂蓝38 7.66gGilugel Min 2.74g将溶剂合并后于75℃下搅拌。加入Resin，溶解后，在混合物中加入染料。于75-80℃继续下搅拌2小时，之后将墨水冷却。加入Gilugel MIN并将混合物用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器在8000rpm转速下搅拌4小时，对混合容器施加外部冷却。得到的本发明墨水(粘度12000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。无论是否加上如实施例4所述的产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写都很流畅。实施例10按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成二甘醇乙醚 4.38g2-苯氧基乙醇 4.38g二丙二醇 2.17g油酸 0.43gResin PVP-90(购自BASF公司) 0.065g溶剂紫8 1.06g碱性蓝7 1.17g溶剂蓝386.88gGilugel Min 4.93g将溶剂合并后于75℃下搅拌。加入Resin，溶解后，在混合物中加入染料。于75-80℃继续下搅拌2小时，之后将墨水冷却。加入Gilugel MIN并将混合物用Ultra-Turrax T25高速剪切混合器在8000rpm转速下搅拌4小时，对混合容器施加外部冷却。得到的本发明墨水(粘度50000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。按实施例4所述使用产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写极为流畅。实施例11按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成Heliogen蓝D7084DD 2.44gBASF公司产品65/75矿物油7.36gSolsperse 170000.7gSolsperse 5000 0.021gGilugel CAO2.3g将矿物油和分散剂Solsperse 17000用Ultra-Turrax T25高剪切混合器在8000rpm转速下搅拌10分钟。加入协同剂Solsperse 5000，继续搅拌10分钟。然后在最低搅拌速度下，经20分钟时间加入颜料，然后在高剪切条件下将混合物继续搅拌10小时。随后加入Gilugel CAO并继续搅拌2小时。得到的本发明墨水(粘度10,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。无论是否加上如实施例4所述的产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写都很流畅。实施例12按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成Heliogen蓝D 7084DD 2.44g BASF公司产品
65/75矿物油 7.36gSolsperse 17000 0.7gSolsperse 5000 0.021gGilugel MIN 1.0g将矿物油和分散剂Solsperse 17000用Ultra-Turrax T25高剪切混合器在8000rpm转速下搅拌10分钟。加入协同剂Solsperse 5000，继续搅拌10分钟。然后在最低搅拌速度下，经20分钟时间加入颜料，然后在高剪切条件下将混合物继续搅拌10小时。随后加入Gilugel MIN并继续搅拌2小时。得到的本发明墨水(粘度20,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。无论是否加上如实施例4所述的产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写都很流畅。实施例13按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成Heliogen蓝D 7084DD 2.44g BASF公司产品65/75矿物油 9.2gSolsperse 17000 0.7gSolsperse 5000 0.021g硬脂酸氢氧化铝镁皂 0.46g将矿物油和分散剂Solsperse 17000用Ultra-Turrax T25高剪切混合器在8000rpm转速下搅拌10分钟。加入协同剂Solsperse 5000，继续搅拌10分钟。然后在最低搅拌速度下，经20分钟时间加入颜料，然后在高剪切条件下将混合物继续搅拌10小时。随后加入硬脂酸氢氧化铝镁皂并继续搅拌1小时。得到的本发明墨水(粘度20,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。无论是否加上如实施例4所述的产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写都很流畅。实施例14按本发明的圆珠笔墨水由如下组分制成碳黑 7.44g65/75矿物油28.2g
Solsperse 13940 0.45gGilugel MIN 4.5g将矿物油和分散剂Solsperse 17000用Ultra-Turrax T25高剪切混合器在8000rpm转速下搅拌10分钟。加入碳黑并继续搅拌(25℃下)30分钟和(75℃下)3.5小时。加入Gilugel MIN并继续搅拌1.5小时。得到的本发明墨水(粘度40,000厘泊)放入如实施例4所述的圆珠笔中。按实施例4所述使用产生压力组合物塞柱，圆珠笔书写很流畅。
附录A流体发送本发明涉及流体从储存器中发送的过程，尤其(但不是唯一)涉及书写器中墨水的发送过程。
有若干传统技术用于墨水从储墨管发送至笔头的过程。最简单的技术是靠重力给墨，但这种技术的使用情况并不好，若笔头向上或墨水过粘，则完全不能使用。
另一种技术是在储墨管中使用永久气体如氮气加压。该气体能保证对墨水有足够的压力将其推到笔头。但是，该技术存在的问题是当墨水由储墨管送出后，因为气体所占的体积增大，储墨管内的压力会下降。为克服这个缺点，最开始必须提供很高的气体压力，且气体在储墨管内所占体积较墨水要多，实际上，最开始气体所占的体积可能会达到储墨管体积的90％。
现在我们发现，通过使用一种能释放挥发性组分的产生压力组合物可解决这个问题，流体可从储存器内很好地发送出来，随着流体发送出来，为保持储存器内的压力仍为足以帮助流体发送的水平，其中的挥发性组分会从组合物中释放出来，而产生压力组合物仍留在储存器内，不会随流体一起发送出来。
按照本发明提供的一个方面，使用一种能释放挥发性组分产生压力的产生压力组合物来帮助流体从储存器中发送出来，而所述的产生压力组合物本身不会随流体一起发送，其中的产生压力组合物包括的水包油型或油包水型微乳液，或是硅氧烷或烃润滑脂，或是弹性体，包含所述挥发性组分。
本发明尤其适合用于从笔中发送墨水，但也可用于将其它流体从其盛装容器中发送出来。
按本发明另一方面，提供一种用于发送流体的发送器，该发送器包括一个含所述流体的储存器，储存器有一个出口，能使所述流体经其发送出来，和一种能释放挥发性组分从而在储存器内产生压力的产生压力组合物来帮助流体发送，其中所述的组合物能够在流体发送出来后，释放出挥发性组分，以保持储存器内的压力仍为足以帮助流体发送的水平，而其中所述的组合物不会随流体一起发送出来，所述的产生压力组合物包括水包油型或油包水型微乳液，或是硅氧烷或烃润滑脂，或是弹性体，包含所述挥发性组分。
流体可以是任何可流动材料，但本发明尤其适合用于帮助重力作用下流动性不好的粘性流体的发送。例如类似牙膏一类的膏状体的发送，和类似含凝胶的除臭剂和防汗剂一类的凝胶体的发送，或是在剃须湿润用品如剃须皂和剃须膏方面都可得到本发明的帮助。本发明尤其(但不唯一)适用于帮助从书写或修改工具中发送流体，特别是类似于如用于圆珠笔墨水一类的粘性流体的发送。
帮助流体从储存器发送出来所需的压力取决于若干因素，如流体的性质和储存器的大小及形状。储存器的压力一般在约0.5psi(3.4kPa)以上，优选在约1psi(6.89kPa)以上就足以帮助流体发送。储存器的最高压力取决于储存器的强度和产生压力组合物的特性。一般来说，压力不大于60psi(413kPa)，优选从1到15psi(6.9到103kPa)。实际上，正常情况下储存器的最高压力不需要超过约10psi(68.9kPa)。对大多数发送器来说，储存器的压力优选在1到4psi(6.9到27.6kPa)范围内。但是，最佳条件将取决于各种情况，在任一具体情况中可用常规试差试验来确定。
显然，产生压力组合物本身一般不随流体一起从储存器中发送出来，相反，当流体被发送出来时，组合物仍留在储存器中，组合物的作用是保持气压帮助流体发送。因此产生压力组合物一般是按不直接与要发送的流体混合的方式使用，尽管在界面处可直接接触。
理想情况下，产生压力组合物应该与要发送的液体不混溶。例如，若要发送的流体为有机基流体，则产生压力材料应为水基材料；若要发送的流体为水基流体，则产生压力材料应为有机基材料。或者，为避免要发送的流体与产生压力材料间的接触，尤其是二者同时为有机基或水基时，可在二者之间设置一个隔离层。例如，在水基流体和水性产生压力材料的情况中，可在流体与产生压力材料之间设置一个有机基隔离层如润滑脂塞柱。当发送低粘度流体时，为避免形成空气泡，隔离层的使用非常重要。
经过一段时间，发送的流体或隔离层有可能会溶解储存器内空气中的一些挥发性组分。这种情况一般不会影响本发明的操作，尽管优选隔离层材料对挥发性组分的溶解不会达到任何明显的程度。
在产生压力组合物与要发送的流体之间设置隔离层的另一种方式是将组合物封闭在一个可膨胀的软囊、袋或其它柔软容器中，例如，在含要发送流体的储存器内放置一个柔软容器。当组合物释放出挥发性组分时，该容器膨胀，使储存器内的压力升高，帮助流体发送。
在本发明的一个优选实施方案中，流体是墨水，流体发送器是书写器的一部分，该书写器的笔头能将墨水转移到要书写或要标记的表面。在此实施方案中，储墨管和笔头是流体连通的，从而可将墨水从储墨管供给笔头。
在另一实施方案中，流体是墨水，流体发送器包括书写器的替换笔芯。墨水可以是水基或溶剂基墨水，可用于圆珠笔或其它书写工具。
在另一例示性实施方案中，流体是膏状体如牙膏，或是凝胶材料，或是诸如涂改液或者剃须皂或剃须膏一类的流体。
产生压力组合物应用于本发明时，室温条件下组合物释放出挥发性组分。在某些实施方案中，至少一部分挥发性组分是溶于组合物的一个组分，或是分散于组合物中。按照本发明的特征，我们优选使用稳定的水包油和油包水型微乳液作为本发明的产生压力组合物，其中油相用来储存挥发性组分。这类组合物的实例是已知的(但用途与本发明有很大不同)，例如可参见美国专利3541581中的描述。美国专利3541581中，微乳液的形式是一种稳定的后成形凝胶，包括水、皂、挥发性液体和水溶性胶凝剂。凝胶储存在容器中，发送时，其中的挥发性液体蒸发，结果使凝胶变为泡沫体。该组合物用作个人护理用起泡沫肥皂组合物。
为应用于本发明，这类微乳液需要配制成能获得理想的产压效果，这属于本领域技术人员已知的技术，根据各种具体情况，用常规的试差试验来确定最佳条件。最优选将微乳液配制成类凝胶稠度，粘度一般在200到20,000厘泊(cP)。“微乳液”的意思是指一种分散相的直径小于约0.05微米的乳液。
对于微乳液的水相，我们优选使用皂水溶液(或类似溶液)。皂优选是脂肪酸与金属化合物或胺的反应产物。适宜的金属化合物是金属氢氧化物。金属化合物中的金属例如可以是碱金属如Li、Na或K，或是碱土金属Mg或Ca。胺化合物优选是三乙醇胺、一乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、氨甲基丙醇、氨甲基丙二醇或其它有机胺。脂肪酸最好有从8到18个碳原子，理想是有从10到16个碳原子，棕榈酸和月桂酸是特别优选的脂肪酸。
皂例如可由从60到80％(重)脂肪酸，优选65到75％(重)脂肪酸形成。皂水溶液一般含50到75％(重)水，优选含65到75％水。
也可用肌氨酸盐代替皂。例如是由英国Hull的Croda化学公司获得的crodasinic O、L、M和C，及由Hampshire化学公司获得的Hampsoyl L95、L、M、C、O和S。
微乳液的油相不溶于水相，例如不溶于皂溶液，优选是矿物油、玉米油、肉豆蔻酸异丙酯、二甲基硅氧烷(或聚二甲基硅氧烷)、异鲸蜡醇、乳酸月桂酯，或是合成油如聚癸烷、聚己烷或聚异丁烷，或是聚丁烯。我们特别优选使用矿物油。
可使用挥发性组分溶解或分散于某种材料，例如像分子量低于4000左右的聚异丁烯一类的弹性体中形成的简单溶液或分散体来代替微乳液。还可使用含有挥发性组分，从而形成本发明产生压力组合物的润滑脂。因此，诸如Gilugel的含油润滑脂中，油可用来储存产生压力剂。可用于此类用途的油的实例是矿物油、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、Cyclomethicone五聚物和蓖麻油。
产生压力组合物中的挥发性组分最好是在25℃下能至少有一部分溶于组合物的油或水相。特别优选挥发性组分是非永久气体。25℃下，挥发性组分的蒸汽压优选为8到40psi(55到276kPa)。挥发性组分的沸点优选在30到36℃范围。适宜的挥发性组分包括4到6个碳原子的饱和脂族烃，特别是全卤代烃。产生压力组合物中可以使用两种或多种挥发性组分的混合物。特别适合的一种挥发性组分是能提供4.5到5.7psi(31到39kPa)压力的异戊烷。25∶75的异丁烷与异戊烷混合物能提供10.5到11.0psi(72到76kPa)的压力。
溶有挥发性组分的产生压力组合物的优选组成包括水50-70％(重)皂20-40％(重)有机液体5-20％(重)挥发性组分1-10％(重)添加剂0-10％(重)其中存在的添加剂是月桂醇、鲸蜡醇、十八烷醇、Clarit PDP-200(Pentadoxynol-200)、丙二醇和防腐剂如羟苯甲酸甲酯和羟苯甲酸丙酯。
更优选的产生压力组合物的组成包括水55-65％(重)皂25-35％(重)有机液体5-10％(重)挥发性组分3-5％(重)添加剂0-10％(重)每一组分的量应在上述范围内选择，使总量达到100％。
按照本发明使用产生压力组合物可使流体不需要用高压永久气体就能从储存器中可靠发送。这样就能使储存器的制造费用更低，因为它无需耐受如此高压。此外，储存器在制造过程中不需要加压，流体和产生压力材料可采用传统制造方法，在常压下放入储存器，然后将储存器密封。密封后，储存器压力经一定时间升到所期望的工作压力。尽管实际压力将取决于各种情况，但一般只用几分钟时间，例如从8到12分钟。
产生压力组合物释放出气体来维持储存器内有足够压力的性能使得储存器中所装流体比使用永久气体加压的情况更多一些。例如，当本发明应用于书写器时，储存器中墨水所占体积可达到80％，产生压力材料所占体积为5％。
现在介绍附图，其中图1是包含内装产生压力组合物的可膨胀容器的一个带阀流体储存器的断面图；图2与图1相同，只是已有一些流体从储存器发送出去；和图3是一个装有按本发明流体发送器的书写器实物的断面图。
对于图1和2，示意画出一个储存器，其颈部2形成出口通道3，连接出口管3a。出口通道3一般用阀构件4封闭(图1A)。阀构件有一个操作按键5，通过它的移动可将构件中的孔7对准出口通道3(见图2)，使储存器中的流体6得以流出储存器。阀构件可用弹簧加压，使得操作按键5上的压力释放时，能回到闭合位置。
储存器1内的流体6中浸有一个可膨胀的封闭容器8。容器8内是不与流体6接触的产生压力组合物。使用过程中，容器8中的组合物释放出气体9，容器膨胀到气体压力恰好与储存器1中的流体压力平衡。这样储存器中的流体就被加压，当阀构件4移向打开位置(图2)时，流体就会经出口通道3和出口管3a被推出储存器1。
当一定量的流体6从储存器1发送出去时，储存器内流体6的压力立刻就会低于发送之前的压力。因此，容器8中的产生压力组合物就要释放出更多气体，使容器8膨胀(见图2A)，直到流体6的压力与容器8中气体9压力再次相等。这样，储存器内的压力就为阀构件4移向打开位置时发送更多流体重新做好了准备。
对于从事本领域工作的技术人员来说，很显然这类体系有许多应用。其中之一是提供有助于剃须刀片工作的剃须皂或其它剃须助剂流体，如一种湿润剃须体系。
对于附图中的图3，书写器整体定为10。书写器10包括笔杆12、笔头14和以储墨管16形式安装在笔杆12内的液体发送器。储墨管16包含本发明墨水18和产生压力组合物塞柱21。如图所示，还有一个将墨水18与塞柱21分隔开来的隔离塞柱20。隔离塞柱20一般仅在墨水18与产生压力塞柱同时为水基或有机基材料时才存在。
产生压力组合物包含能在室温条件下从产生压力组合物中释放，例如蒸发的挥发性组分。
出墨孔道16a沿笔头14的轴心通过，将储墨管16与球珠14a连通，以使墨水18能从储墨管流向球珠14a。球珠14a要适合与表面22，如要书写或标记的纸张表面22进行接触。笔头14的结构完全是传统型的。其它形式的笔头例如包括借助一个阀，如隔膜阀连接储墨管的笔头。
储墨管16中与笔头14相对的上端16b设置一封口16c，封口16c为储墨管16提供气密密封。在制造液体发送器的过程中，先将墨水18和塞柱20及塞柱21放入储墨管，然后封锁上端16b形成封口16c。(储墨管16可采用其它方式密封，例如使用塞子密封。)储墨管16内，塞柱21与储墨管上端16b之间有一段空间16d。空间16d包含由产生压力组合物21的挥发性组分蒸发形成的气体；空间16d中的气体压力一般为1到4 psig(105到129 kPa)。空间16d中气体的压力将塞柱21和墨水18推向出墨孔道16a。这样就帮助墨水18发送到滚珠14a，并从滚珠14a转移到表面22。
随着墨水18从储墨管送出，空间16d变大。同时为保持储墨管16内的压力足以帮助送出墨水18会有更多的挥发性组分蒸发出来。
储墨管16、笔头14和内容物18、21和(若存在)22构成书写器替换笔芯，可将其插入笔杆12中组装和出售。
从事本领域工作的技术人员应能理解对上述书写器所做的一些改动。例如书写器可安装不同类型的笔头，且可采用非滚珠方式将墨水转移到表面。并且，储墨管相对出墨口的另一端可采用任何传统手段密封。
为能更全面了解本发明，仅例示性给出以下产生压力组合物及其制备和应用方法的实施例实施例1产生压力组合物由如下组分制成重量％棕榈酸10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油6丙二醇4.11异戊烷4羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1水59.83组合物中所用水先加热到95℃除去其中的空气。
将所有脂肪酸及丙二醇、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯和水放入容器中，搅拌并减压条件下加热到75℃。在此温度下将三乙醇胺加入到混合物中，继续搅拌。随着皂的形成混合物变粘，将其冷却。冷却到20℃时，加入异戊烷和矿物油。缓慢搅拌下继续冷却到10℃。得到的凝胶在低于10℃的条件下储存备用。
还制备了一些组合物，其中矿物油的量在16％内变动，异戊烷的量在10％内变动，水的体积按补足100％的量调整。
所有组合物在封装入密闭空间并升至室温(例如约20℃到25℃)后作为产生压力剂的效果都令人满意。尤其是在如本文另一处所述的端口封闭的圆珠笔储墨管中用作墨水柱上方的小塞柱效果令人满意。实施例2按实施例1所给配方制备组合物，不同之处是所含的10.57％棕榈酸换成8.25％月桂酸，异戊烷由4％变为3％，水量相应调节为63.15％。
按与实施例1相同的方法制备组合物。
还制备了一些组合物，其中矿物油的量在16％内变动，异戊烷的量在10％内变动，水的体积按补足100％的量调整。
所有组合物在封装入密闭空间并升至室温(例如约20℃到25℃)后作为产生压力剂的效果都令人满意。类似实施例1的组合物，它们也应用于所述的圆珠笔。实施例3一种圆珠笔墨水由如下组分制成纸用蓝圆珠笔墨水(28.8g)2-苯氧基乙醇＞99％(3.00g)(Fluka公司产品)Gilugel MIN(6.90g)(Giulini Chemie GmbH公司产品)将墨水放入50ml烧杯中，加入2-苯氧基乙醇。将Ultra-TurraxT25混合器放入烧杯靠近杯底处。用塑料薄膜将烧杯和搅拌器包好，以减少蒸发，混合物在8000rpm转速下搅拌1小时。在这个过程中，混合物变热。
1小时后，加入Gilugel MIN，并以同样转速继续搅拌混合物4小时，形成圆珠笔墨水。
通过用注射器抽出另一端空气的方法将墨水(约1ml)装入储墨管内。然后在距中心7.5cm处以4600rpm的转速对储墨管离心处理除去其中夹带的所有空气。然后将球珠头固定接在储墨管的一端，用注射器将一定量的(约1.5cm长)按本发明产生压力组合物注入储墨管的开口端。最后，用5号塞将储墨管开口端固定封死。
笔使用过程中，墨水流出非常流畅，且着墨性极好。即使是笔头向上使用，书写过程中也没有断墨现象。
产生压力组合物由以下组分制成
Hampsoyl L11.16％椰子脂酸 7.5％PEG 150 二硬脂酸盐 0.1％三乙醇胺 7.69％Empilan MAA 2.0％丙二醇4.11％异戊烷3.0％羟苯甲酸甲酯 0.2％羟苯甲酸丙酯 0.1％矿物油6.0％水补足100％由该配方产生的压力为4.8psi。
本组合物所用水加热到95℃除去其中的空气。Hampsoyl L、椰子脂酸、PEG 150二硬脂酸盐、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯和水放入容器中，搅拌并减压条件下加热到75℃。在此温度下将三乙醇胺加入到混合物中，继续搅拌。随着皂的形成混合物变粘，将其冷却。冷却到10℃时，加入异戊烷和矿物油。得到的凝胶在低于4℃的条件下储存备用。实施例4采用实施例1步骤制备下述微乳液。皂含量约40％。
材料 重量％水33.97棕榈酸21.14三乙醇胺 15.38椰子脂酸 15矿物油6丙二醇4.11
异戊烷 4羟苯甲酸甲酯0.2羟苯甲酸丙酯0.1PEG-150二硬脂酸盐 0.1组合物中所用水先加热到95℃除去其中的空气。
将所有脂肪酸、丙二醇、PEG-150二硬脂酸盐、羟苯甲酸甲酯、羟苯甲酸丙酯和水放入容器中，搅拌并减压条件下加热到75℃。在此温度下将三乙醇胺加入到混合物中，继续搅拌。随着皂的形成混合物变粘，将其冷却。冷却到10℃时，加入异戊烷和矿物油。得到的凝胶在低于4℃的条件下储存备用。实施例5采用实施例4步骤制备下述微乳液。皂含量约20％。
材料 重量％水 60.73棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 6丙二醇 4.11异戊烷 3羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1PEG-150二硬脂酸盐0.1实施例6采用实施例4步骤制备下述微乳液。有机液体(矿物油)含量5％。
材料 重量％水 61.73棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 5丙二醇 4.11异戊烷 3羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1PEG-150二硬脂酸盐0.1实施例7采用实施例4步骤制备下述微乳液。有机液体(矿物油)含量20％。
材料重量％水 46.73棕榈酸 10.57三乙醇胺7.69椰子脂酸7.5矿物油 20丙二醇 4.11异戊烷 3羟苯甲酸甲酯0.2羟苯甲酸丙酯0.1PEG-150二硬脂酸盐 0.1实施例8
采用实施例4步骤制备下述微乳液。挥发性组分(异戊烷)含量5％。
材料 重量％水 58.73棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 6丙二醇 4.11异戊烷 5羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1PEG-150二硬脂酸盐 0.1实施例9采用实施例4步骤制备下述微乳液。挥发性组分(异戊烷)含量10％。
材料 重量％水 53.73棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 6丙二醇 4.11异戊烷 10羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1
PEG-150二硬脂酸盐0.1实施例10采用实施例1步骤制备下述配方。水含量50％。
材料 重量％水 50棕榈酸 10.57三乙醇胺 7.69椰子脂酸 7.5矿物油 15.73丙二醇 4.11异戊烷 4羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1PEG-150二硬脂酸盐0.1实施例4到10的微乳液在封装于一个密闭空间并使其升温时，例如应用于圆珠笔中作为产生压力剂时效果令人满意。实施例11通过将气体溶解或分散于润滑脂中制成产生压力组合物。将Gilugel CAO混合并冷却到0℃。然后加入异戊烷，搅拌混合物至均匀。储存于4℃下备用。制成的混合物含94％(重)Gilugel CAO(购自Giuline Chemie GmbH公司)和6％(重)异戊烷。由1克本配方产生的压力经Digitron测压仪测定为3.8psi。实施例12
用Gilugel MIN代替Gilugel CAO(用量相同)重复实施例11的步骤。由1克组合物产生的压力经Digitron测压仪测定为3.8psi。实施例13下述实施例为本发明的油包水乳液型产生压力组合物。
重量％Gilugel MIN 15异戊烷4异硬脂酰双甘油丁二酸 5酯矿物油5水70.7羟苯甲酸甲酯 0.2羟苯甲酸丙酯 0.1Gilugel MIN、异硬脂酰双甘油丁二酸酯和矿物油一起混合并加热到80℃。水、羟苯甲酸甲酯和羟苯甲酸丙酯一起混合并加热到80℃。然后将水相慢慢加入油相并充分均化。将得到的乳油冷却到10℃以下。所得组合物储存在4℃条件下备用。
实施例11到13的产生压力组合物在封装于一个密闭空间并使其升至室温时，例如应用于本发明所述圆珠笔中作为产生压力剂时效果令人满意。
权利要求
1.一种圆珠笔或圆珠笔芯，该笔或笔芯所含墨水包括颜料于润滑脂中的悬浮体。
2.按权利要求1的笔或笔芯，其中墨水包括颜料、润滑脂、与润滑脂的流动相相同或相容的有机液体和分散剂。
3.按权利要求1或2的笔或笔芯，其中润滑脂是皂基润滑脂。
4.按权利要求1的笔或笔芯，其中润滑脂中的皂是C12高级羧酸的碱金属或碱土金属盐，或铝皂，铝/镁混合皂，或是复合皂。
5.按权利要求3或4的笔或笔芯，其中润滑脂是矿物油、蓖麻油或硅油润滑脂。
6.按权利要求1或2的笔或笔芯，其中润滑脂是全氟聚醚润滑脂。
7.按权利要求1-6任一项的笔或笔芯，其中墨水中颜料的量从1到50％(重)。
8.按权利要求7的笔或笔芯，其中墨水中颜料的量从15到30％(重)。
9.按权利要求1-8任一项的笔或笔芯，其中颜料是印刷墨颜料。
10.按权利要求9的笔或笔芯，其中颜料是胶体或溶胶形式。
11.按前述任一项权利要求的笔或笔芯，其中墨水包括至少一种分散剂。
12.一种圆珠笔或笔芯，该笔或笔芯所含墨水包括颜料颗粒在矿物油基润滑脂、矿物油和分散剂混合物中的悬浮体。
13.一种基本按实施例1、2和11-14中任一实施例所描述的圆珠笔或笔芯。
14.一种制造按权利要求1-13任一项的圆珠笔或笔芯的方法，该方法包括通过分散剂将颜料分散于有机液体中，有机液体与润滑脂的流动相相同或相容，加入润滑脂并混合制成墨水；和将墨水装入圆珠笔或笔芯。
15.一种制造按权利要求1-13任一项的圆珠笔或笔芯的方法，该方法包括通过用分散剂和润滑脂的流动相及结构相组分将颜料分散于有机液体中，并对混合物进行高剪切处理形成润滑脂制成墨水；和将墨水装入圆珠笔或笔芯；其中的有机液体与润滑脂的流动相相同或相容。
16.按权利要求14或15的方法，其中墨水在装入笔或笔芯之前要除去颜料团粒。
17.一种基本按实施例1、2和11-14中任一例所描述的制造圆珠笔或笔芯的方法。
18.用于圆珠笔的墨水，该墨水包括溶有着色剂的有机溶剂与润滑脂的分散体。
19.按权利要求18的墨水，其中有机溶剂包括苯基乙二醇、二甘醇乙醚、二丙二醇或苄醇，或是它们任意两种或多种的混合物。
20.按权利要求18或19的墨水，其中润滑脂是皂基润滑脂。
21.按权利要求20的墨水，其中润滑脂中的皂是高级羧酸的碱金属或碱土金属盐，或铝皂，铝/镁混合皂，或是复合皂。
22.按权利要求20或21的墨水，其中润滑脂是矿物油、蓖麻油或硅油润滑脂。
23.按权利要求18或19的墨水，其中润滑脂是全氟聚醚润滑脂。
24.按权利要求18-23任一项的墨水，其中润滑脂的量从0.5％到50％(重)，着色剂的量从5％到60％(重)，且有机溶剂的量从20％到90％(重)。
25.按权利要求24的墨水，其中润滑脂的量从2％到40％(重)，着色剂的量从20％到50％(重)，且有机溶剂的量从40％到60％(重)。
26.基本按实施例4-10任一例所描述的用于圆珠笔或笔芯的墨水。
27.一种制备按权利要求18-26任一项的墨水的方法，该方法包括将润滑脂分散于溶有着色剂的有机溶剂中。
28.按权利要求27的方法，其中润滑脂是通过将其各组分混合物经高剪切处理现场制成。
29.一种制备基本按实施例4-10任一例所描述墨水的方法。
30.一种圆珠笔或笔芯，该笔或笔芯包含按权利要求18-26任一项的墨水。
31.按权利要求30的圆珠笔或笔芯，包括有一个墨水送出出口的储墨管，和能释放出挥发性组分从而在储墨管内产生压力帮助墨水送出的产生压力组合物，其中当墨水被送出时，为保持储墨管内的压力达到足以帮助墨水送出的水平，所述组合物能释放出挥发性组分，且所述的组合物不随墨水送出。
32.按权利要求31的笔或笔芯，其中储墨管的压力大于约105kPa。
33.按权利要求31或32的笔或笔芯，其中产生压力组合物不与墨水混合。
34.按权利要求31、32或33的笔或笔芯，其中产生压力组合物通过一隔离层与墨水隔离。
35.按权利要求31-34任一项的笔或笔芯，其中产生压力组合物包括微乳液。
36.按权利要求35的笔或笔芯，其中微乳液为凝胶形式。
37.按权利要求35或36的笔或笔芯，其中微乳液包括水包油型微乳液，其中挥发性组分在油中。
38.按权利要求37的笔或笔芯，其中油是分散于皂或肌氨酸盐水溶液中的矿物油或植物油或是合成油。
39.按权利要求31、32、33或34的笔或笔芯，其中产生压力组合物包括含有所述挥发性组分的硅氧烷型或烃型润滑脂，或弹性体。
40.按权利要求31-39任一项的笔或笔芯，其中挥发性组分为非永久气体。
41.按权利要求40的笔或笔芯，其中挥发性组分为碳原子数从4到6的饱和脂族烃，或是部分或全卤代烃。
42.按权利要求41的笔或笔芯，其中挥发性组分是异戊烷。
43.按权利要求31-34任一项的笔或笔芯，其中产生压力组合物能够因其中所发生化学反应释放出挥发性组分。
44.按权利要求43的笔或笔芯，其中产生压力组合物包括碳酸氢盐和酸。
45.按权利要求31-44任一项的笔或笔芯，其中流体是膏状物、凝胶或液体。
全文摘要
本发明涉及将一种颜料于润滑脂中形成的分散体(18)用作圆珠笔(10)墨水。
文档编号C09D11/18GK1268158SQ9880847
公开日2000年9月27日 申请日期1998年7月16日 优先权日1997年7月17日
发明者B·E·考斯汤, P·W·安伯勒, P·J·马丁 申请人:吉莱特公司