[发明专利]墨水储存室中容纳有颗粒材料的书写工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种书写工具，该书写工具的在其墨水储存室中结合有颗粒材料。

背景技术

在1950年的美国专利US-A-2,528,408中，已知有这样一种墨水储存室设计。尤其是，该文件披露了一种尖嘴笔，其墨水储存室被设置有颗粒材料。该材料的结构为自身提供了一种对于墨水的毛细管作用，该作用适用于获得对尖端的稳定墨水供应。然而，为获得这种毛细管作用，颗粒材料要被烧结，或要具有一种可控的在墨水储存室内的颗粒分布。具有确定的开口气孔的烧结材料难于采取可再生的方式进行批量生产。烧结步骤因此也给笔形成了许多额外成本。另外，将储存室灌满墨水也很困难，因为墨水将缓慢渗透烧结颗粒材料的空隙。此外，在当颗粒材料必须被以可控的方式以分散颗粒的形式分布在储存室中时，颗粒必须被分几个步骤放在储存室中，这代表了在笔的制造过程中的麻烦和冗长的工序。这些缺点解释了为什么这种类型的解决方案在当今没有被工业应用。尤其是，所选择的解决方案，尤其是用于多孔书写尖端的方案，在于放置合成纤维材料的充填物到墨水储存室中，或者更近来的，在于把墨水自由储存在储存室中，亦即不用充填物，而是通过可控的毛细管连接器将该储存室流体地连接到尖端。

另外，欧洲专利申请EP 1510560中披露了一种墨水组成物，其包括固体微粒，尤其是尺寸小于200μm(微米)的硅微粒。这样，硅微粒组成了墨水的完整部分，也就是说，它们被设计成与墨水的着色剂和溶剂一起被沉积在注入纸的书写介质上。为防止书写工具被硅微粒所堵塞，硅微粒必须占墨水重量的小于5％。这样，书写工具的储存室对于墨水的毛细管作用便不能得到有效的改善。

发明内容

本发明的一个目的是改善书写工具的储存室中墨水的毛细管现象，以获取墨水对尖端的均匀供应，同时使得储存室能在工具的制造过程中被快速充满墨水。

为此，本发明提出一种书写工具，其包括墨水储存室和流体连接到该墨水储存室的尖端，在使用该工具时，墨水通过该尖端流出。除了墨水之外，储存室中还包容纳有分散的颗粒，该颗粒具有角和锐边，该角和锐边的尺寸与所述颗粒的外观尺寸d的数量级相同。

颗粒上角和锐边的存在肯定会有助于储存室中墨水的毛细管作用行为，这为书写尖端提供了均匀的墨水供应，比颗粒本身之间的设置更有效。这些角和锐边产生于颗粒的外形。因此它们是与所讨论的颗粒的外观尺寸d或粒度测量结果具有相同数量级尺寸的浮雕物，也就是说，从其外观尺寸d的十分之几到百分之几。通过尖端的墨水流于是便是恒定的。另外，在书写工具的长期使用中，最初被容纳在储存室中的相当大比例的墨水可以被恢复。假定这些大的角和锐边有助于修改颗粒间墨水流体的动态特性，甚至墨水和颗粒之间的物理化学相互作用，这将改善被容纳在颗粒之间所形成的毛细空间中的墨水的回流。此外，因为颗粒的不规则形状，颗粒之间的毛细空间具有基本上各不相同的形状和体积，这将对调节储存室所提供的墨水流的整体特性产生有利的作用。

当书写工具在固定位置保持不动时，角和锐边的存在还限制了储存室中颗粒的固结或压紧。对书写工具的操作从而也相对不易受到工具长久储存而不摇动颗粒的影响。

在储存室中被浸没在墨水中的分散颗粒的存在还使得衰减墨水中压力的增长成为可能，所述压力增长可能是由对书写工具的冲击而引起。这种冲击可能引起的墨水从书写尖端的漏出也因此被减轻或阻止。

由于颗粒是分散的，也就是说它们不连接在一起，因此它们可被简便地灌入储存室中，即使储存室的形状很复杂也没关系。墨水然后可通过空心的针被注入储存室中。例如，针可沉入颗粒中直到储存室底部，然后在将针逐渐退出的过程中，墨水被从颗粒间的针中快速送出。于是可容易地获得对储存室的快速且均匀的充满。

最后，采用分散颗粒使得储存室能够很好地通气。于是一种特别简单的用于对储存室通气的装置可被采用。具体来说，简单的通气装置的使用使得设计和生产具有复杂或新颖形状的书写工具成为可能。

另外，在本发明的不同实施例中，还可选择性地使用组成本发明改进点的以下配置中的一种和/或另一种：

-颗粒是无孔的；

-至少一些颗粒可由一种矿物材料构成；

-这些颗粒的矿物材料可包括硅、碳酸钙、金刚砂或玻璃粉；

-颗粒可具有一平均尺寸，由激光粒度测定技术对被容纳在储存室中的所有颗粒测量确定，该平均尺寸在40μm～550μm之间；

-被容纳在储存室中的95％的颗粒具有至少小于800μm的尺寸；

-被容纳在储存室中的95％的颗粒具有至少大于0.5μm的尺寸，特别是大于150μm；