EP0210469A2 - Ink writer - Google Patents

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Publication number
EP0210469A2
EP0210469A2 EP86109151A EP86109151A EP0210469A2 EP 0210469 A2 EP0210469 A2 EP 0210469A2 EP 86109151 A EP86109151 A EP 86109151A EP 86109151 A EP86109151 A EP 86109151A EP 0210469 A2 EP0210469 A2 EP 0210469A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
tank
porous wall
pen according
ink pen
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP86109151A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0210469A3 (en
Inventor
Detlev Dr. Repenning
Jutta Gosch-Petschow Gosch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Montblanc Simplo GmbH
Original Assignee
Montblanc Simplo GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19853527842 external-priority patent/DE3527842A1/en
Priority claimed from DE19858527424 external-priority patent/DE8527424U1/en
Application filed by Montblanc Simplo GmbH filed Critical Montblanc Simplo GmbH
Publication of EP0210469A2 publication Critical patent/EP0210469A2/en
Publication of EP0210469A3 publication Critical patent/EP0210469A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/03—Ink reservoirs; Ink cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K7/00—Ball-point pens
    • B43K7/10—Arrangements for feeding ink to the ball points

Definitions

  • the invention relates to an ink pen with a writing tip, with a tank for the liquid ink and with means for guiding the ink from the tank to the writing tip.
  • Such ink pens are known in particular as fountain pens, but also as so-called roller balls or fiber pens.
  • the ink is transported from the tank to the nib by capillary action according to one of two principles. If the tank gradually empties in this way, a negative pressure gradually develops in the tank, which would prevent further ink from reaching the writing tip. In order to avoid this, the negative pressure must be eliminated by supplying air from the outside.
  • tampon memory that is to say a porous material, for example containing fibers, which is impregnated with the ink.
  • the disadvantage of these tampon stores is that they cannot be completely emptied. Increases after some namely the letter T intenmenge and thus the extent to which the porous pad memory is moistened, ab, so the ink flow diminishes, that is, the print quality decreases. With the same volume, the tampon storage has the disadvantage over the conventional tank that it has to be refilled or replaced more frequently.
  • a higher write speed can be with a T intenschreiber with tank achieve because there is the tampon Schreiber difficulties of ink flow at high write speeds, since the ink from the more humid regions of the tampon memory passes slowly to the regions by the rapid writing partially dried are. and with increasing emptying of the tampon, the counteracting the ink flow
  • the tank has many advantages, it has the disadvantages mentioned above.
  • Such is an ink very sensitive to temperature, and space must be provided for compensation rooms and the like, for example in the form of capillary stores.
  • the internal pressure in the tank will depend on the fill level, since with different fill levels, different hydrostatic pressures at the opening at which the air is to enter modifies the entry of air bubbles.
  • the object of the invention is to provide an ink recorder of the type mentioned, which has the advantages of the tank memory, but it has a temperature variations and pressure variations and the F üll- was independent ink.
  • the solution according to the invention is that the tank is closed off by an open-pored porous wall at least on the side facing away from the writing tip.
  • the porous wall is as follows.
  • the wall is soaked in ink.
  • the porous wall is expediently connected to the lower region of the tank (in the writing position) via appropriate capillary lines, for example also a porous wall, in which ink is normally always present located.
  • the side walls also consist of open-pored, porous wall material, so that the upper part is always kept moistened via these side walls.
  • the tank according to the invention with an open-pore porous wall can be used with all ink writing devices, both with roller balls, fiber pens and fountain pens.
  • the tank is advantageously delimited on all sides by open-pore porous wall material, since in this way the upper part in the writing position always remains well wetted with ink.
  • the tank is expediently surrounded in the lower region and on the side walls with an impermeable material.
  • the impermeable material of the side walls and - apart from the means for directing the ink to the writing tip - the part facing the writing tip are expediently surrounded by an impermeable material.
  • This impermeable material can be shrunk plastic, for example.
  • the porous wall material can also consist of plastic. Conveniently, however, it can also consist of glass, or of sintered metals or other materials.
  • the porous wall material advantageously has an average pore diameter of 10 to 100 ⁇ m, preferably approximately 10 to 50 ⁇ m. It is very particularly advantageous if the porous wall material has an average pore diameter of approximately 25 ⁇ m.
  • the porous wall is soaked with ink.
  • the porous wall material has been hydrophilized, that is to say has been subjected to such an additional treatment that the wall material is particularly hydrophilic, that is to say it attracts water and soaks up particularly well with water or ink.
  • the material is treated in such a way that the porous wall material is rendered hydrophobic, that is to say water or ink repels.
  • the porous wall material repels the ink liquid, which can no longer penetrate the wall material.
  • an ink film forms on the inside of the hydrophobic wall, which seals off the air space inside the tank against the outside air.
  • the wall material is selected so that it completely repels the ink, so that here no ink film wets the hydrophobized wall on the inside of the tank. In such cases, ink would leak out of a normal fountain pen.
  • this additional cover can in turn be formed by a porous wall if it is provided that at least some of the walls of the tank are formed by a hydrophilized porous wall material which is covered on the outside by a hydrophobic porous wall.
  • FIG. 1 shows a conventional ink pen, for example a fountain pen, with a tank 1 which is filled with ink 2. There is an air bubble 3 above the ink 2. If ink 2 is now removed by capillary lines 5 when writing in the direction of the arrow 4, a negative pressure gradually forms in the tank. To equalize the pressure, a small opening 6 is provided in the lower end face of the tank in the writing position, through which small air bubbles 7 rise in the ink 2 with a correspondingly large negative pressure and thus reduce the negative pressure of the air volume 3. When the temperature rises or the outside pressure drops, the air in space 3 expands, so that ink is pressed downwards or outwards through the capillary tube 5 and possibly also the opening 6. So that the ink flowing through the capillary tube 5 does not drip out, a relatively complex capillary memory 8 must therefore be provided, for example, in the spring of a fountain pen.
  • a relatively complex capillary memory 8 must therefore be provided, for example, in the spring of a fountain pen.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the ink pen according to the invention.
  • the upper end wall 9 (in the writing position) of the tank 1 consists of an open-pored porous material.
  • the side walls 10 also consist of such open-pored porous wall material.
  • the lower end face consists of an impermeable wall material, although it could also consist of open-pore wall material.
  • Lower end face 11 and side walls 10 are from a jacket 12 surrounding impermeable material so that no ink can evaporate here.
  • the ink is taken down when writing in the direction of arrow 4. It is conducted from the tank to the outside through appropriate capillary conductors, for example through a writing wick 13 made of porous material similar to that of the wall material.
  • FIG. 4 shows a further embodiment which has a writing tip with a ball 15 and a writing wick 13.
  • the micropores are only indicated in part of the walls 9, 10 and 11 of the tank, although these micropores can of course be present anywhere.
  • the cross-section of the wick is dimensioned so that the flow resistance is small enough to be sufficient even for broad nibs or broad pen tips

Abstract

The fountain pen has a nib, a reservoir (1) for the liquid ink (2) and means (13) for conducting the ink (2) from the reservoir (1) to the nib. The tank (1) is closed at least on the side (9) facing away from the nib by an open-pored porous wall (Figure 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenschreiber mit einer Schreibspitze, mit einem Tank für die flüssige Tinte und mit Mitteln zum Leiten der Tinte vom Tank zur Schreibspitze.The invention relates to an ink pen with a writing tip, with a tank for the liquid ink and with means for guiding the ink from the tank to the writing tip.

Solche Tintenschreiber sind insbesondere als Füllfederhalter bekannt, aber auch als sogenannte Roller Balls oder Faserschreiber.Such ink pens are known in particular as fountain pens, but also as so-called roller balls or fiber pens.

Bei diesen Tintenschreibern wird nach einem von zwei Prinzipien die Tinte aus dem Tank durch Kapillarwirkung zur Schreibspitze transportiert. Wenn sich der Tank auf diese Weise allmählich leert, entsteht allmählich ein Unterdruck im Tank, der verhindern würde, daß weitere Tinte zur Schreibspitze gelangt. Um dies zu vermeiden, muß der Unterdruck durch Zuführen von Luft von außen beseitigt werden.With these ink pens, the ink is transported from the tank to the nib by capillary action according to one of two principles. If the tank gradually empties in this way, a negative pressure gradually develops in the tank, which would prevent further ink from reaching the writing tip. In order to avoid this, the negative pressure must be eliminated by supplying air from the outside.

Dies geschieht dadurch, daß sich im (in Schreibhaltung) unteren Ende des Tanks eine kleine öffnung befindet, in der ab einem bestimmten Unterdruck kleine Luftbläschen in den Tank eindringen, die dann in der Tinte nach oben steigen.This happens because there is a small opening in the lower end (in writing) of the tank, in which small air bubbles from a certain negative pressure penetrate the tank, which then rise in the ink.

Es bleiben aber folgende.Nachteile bestehen. Einmal ist die ganze Anordnung äußerst temperaturempfindlich und druck- 'empfindlich. Erhöht sich nämlich das Luftvolumen im Tank aufgrund einer Temperaturerhöhung oder einer Erniedrigung des Außendrucks, so wird Tinte durch den Überdruck zur Schreibspitze gedrückt, wo ihr Austreten durch aufwendige Kapillarspeicher oder dergleichen verhindert werden muß. Außerdem könnte Tinte durch die kleine öffnung austreten, in die die Luftblasen eintreten sollen.However, the following disadvantages remain. Once the whole arrangement is extremely sensitive to temperature and pressure 'sensitive. Namely, the volume of air in the tank increases due to a temperature increase or a decrease in external pressure, so the ink is pushed by the pressure to the writing tip, where their leakage apillarspeicher by complex K or the like must be prevented. In addition, ink could leak through the small opening where the air bubbles are supposed to enter.

Diese schwierig zu beherrschenden Probleme kann man dadurch umgehen, daß man einen sogenannten Tamponspeicher verwendet, das heißt ein poröses, zum Beispiel fasernhaltiges Material, das mit der Tinte getränkt ist. Der Nachteil dieser Tamponspeicher besteht aber darin, daß sie nicht restlos entleert werden können. Nimmt nach einigem Schreiben nämlich die Tintenmenge und damit das Ausmaß, in dem der poröse Tamponspeicher befeuchtet ist, ab, so läßt auch der Tintenfluß nach, das heißt die Schriftqualität sinkt ab. Bei gleichem Volumen hat der Tamponspeicher gegenüber dem konventionellen Tank also den Nachteil, daß er häufiger nachgefüllt oder ausgewechselt werden muß. Außerdem läßt sich mit einem Tintenschreiber mit Tank eine höhere Schreibgeschwindigkeit erreichen, da es beim Tamponschreiber Schwierigkeiten des Tintenflusses bei hohen Schreibgeschwindigkeiten gibt, da die Tinte von den noch feuchteren Regionen des Tamponspeichers nur langsam zu den Regionen gelangt, die durch das schnelle Schreiben teilweise ausgetrocknet sind. und mit zunehmender Entleerung des Tampons die dem Tintenfluß entgegenwirkendenThese problems, which are difficult to master, can be avoided by using a so-called tampon memory, that is to say a porous material, for example containing fibers, which is impregnated with the ink. The disadvantage of these tampon stores, however, is that they cannot be completely emptied. Increases after some namely the letter T intenmenge and thus the extent to which the porous pad memory is moistened, ab, so the ink flow diminishes, that is, the print quality decreases. With the same volume, the tampon storage has the disadvantage over the conventional tank that it has to be refilled or replaced more frequently. In addition, a higher write speed can be with a T intenschreiber with tank achieve because there is the tampon Schreiber difficulties of ink flow at high write speeds, since the ink from the more humid regions of the tampon memory passes slowly to the regions by the rapid writing partially dried are. and with increasing emptying of the tampon, the counteracting the ink flow

Kapillarkräfte sich erhöhen.Capillary forces increase.

Obwohl also der Tank viele Vorzüge hat, weist er die eingangs genannten Nachteile auf. So ist ein solcher Tintenschreiber sehr temperaturempfindlich, und es muß Platz vorgesehen werden für Ausgleichsräume und dergleichen, zum Beispiel in Form von Kapillarspeichern. Außerdem wird der Innendruck im Tank von der Füllhöhe abhängen, da bei verschiedenem Füllgrad unterschiedlicher hydrostatischer Druck an der öffnung, an der die Luft eintreten soll, das Eintreten von Luftblasen modifiziert.So although the tank has many advantages, it has the disadvantages mentioned above. Such is an ink very sensitive to temperature, and space must be provided for compensation rooms and the like, for example in the form of capillary stores. In addition, the internal pressure in the tank will depend on the fill level, since with different fill levels, different hydrostatic pressures at the opening at which the air is to enter modifies the entry of air bubbles.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Tintenschreibers der eingangs genannten Art, der die Vorteile des Tankspeichers besitzt, dabei aber einen von Temperaturschwankungen und Druckschwankungen und vom Füll- stand unabhängigen Tintenfluß aufweist.The object of the invention is to provide an ink recorder of the type mentioned, which has the advantages of the tank memory, but it has a temperature variations and pressure variations and the F üll- was independent ink.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Tank mindestens auf der von der Schreibspitze abgewandten Seite von einer offenporigen porösen Wand abgeschlossen ist.The solution according to the invention is that the tank is closed off by an open-pored porous wall at least on the side facing away from the writing tip.

.Solche offenporigen porösen Wände sind im Prinzip als sogenannte Naßmembranen in der Medizin, Elektrochemie, Biologie und ähnlichen Gebieten bekannt. Es ist das Verdienst der Erfindung, erkannt zu haben, daß mit solchen porösen Wänden in überraschender Weise die Nachteile beseitigt werden können, die der bekannte Tintenschreiber mit einem Tank aufweist. Es werden insofern im wesentlichen die Vorteile eines Tamponspeichers erreicht, ohne dessen Nachteile, daß der Tintenfluß vom Füllstand des Speichers abhängt.Such open-pore porous walls are known in principle as so-called wet membranes in medicine, electrochemistry, biology and similar fields. It is to the merit of the invention to have recognized that such porous walls can surprisingly eliminate the disadvantages that the known ink pen with a tank has. In this respect, the advantages of a tampon reservoir are essentially achieved without the disadvantages that the ink flow depends on the fill level of the reservoir.

Die Wirkung der porösen Wand ist die folgende. Die Wand ist mit Tinte getränkt. Damit dies dauernd der Fall ist, ist zweckmäßigerweise die poröse Wand über entsprechende Kapillarleitungen, zum Beispiel ebenfalls eine poröse Wand mit dem (in Schreibstellung) unteren Bereich des Tanks verbunden, in dem sich normalerweise immer Tinte befindet. Zweckmäßigerweise bestehen aber auch die Seitenwände aus offenporigem porösen Wandmaterial, so daß über diese Seitenwände der obere Teil immer befeuchtet gehalten wird.The effect of the porous wall is as follows. The wall is soaked in ink. In order for this to be the case all the time, the porous wall is expediently connected to the lower region of the tank (in the writing position) via appropriate capillary lines, for example also a porous wall, in which ink is normally always present located. Expediently, however, the side walls also consist of open-pored, porous wall material, so that the upper part is always kept moistened via these side walls.

Tritt nun allmählich ein Unterdruck auf, weil Tinte beim Schreiben abfließt, so perlen kleine Luftbläschen durch die Poren der porösen Wand, die mit Tinte gefüllt sind, bis ein Druckausgleich hergestellt ist beziehungsweise bis der Druckunterschied so klein wird, daß keine Luftbläschen mehr hindurchtreten. Dabei ist der Druckunterschied, bei dem keine Bläschen mehr hindurchtreten, selbstverständlich vom Füllstand unabhängig, da anders als beim konventionellen Tintenschreiber mit Tank der Druck an den öffnungen, an denen Luftbläschen eintreten, nicht von dem hydrostatischen Druck der im Tank befindlichen Tinte abhängt.If a vacuum now gradually occurs because ink flows away when writing, small air bubbles bubble through the pores of the porous wall, which are filled with ink, until pressure equalization is achieved or until the pressure difference becomes so small that no air bubbles can pass through. The pressure difference at which bubbles no longer pass through is, of course, independent of the fill level, since unlike the conventional ink pen with a tank, the pressure at the openings at which air bubbles enter does not depend on the hydrostatic pressure of the ink in the tank.

Tritt andererseits ein Überdruck im Tank auf, zum Beispiel infolge Temperaturerhöhung oder Druckerniedrigung in der Umgebung, so können umgekehrt Luftbläschen aus dem Tank durch die poröse Wand in die Umgebung gelangen, so daß der innere Überdruck abgebaut wird. Die Tinte wird dabei im Gegensatz zum Falle des konventionellen Tintenschreibers mit Tank nicht aus dem Tank herausgedrückt.On the other hand, if there is an overpressure in the tank, for example as a result of an increase in temperature or a decrease in pressure in the surroundings, air bubbles can conversely get out of the tank through the porous wall into the surroundings, so that the internal excess pressure is reduced. In contrast to the conventional ink pen with a tank, the ink is not pressed out of the tank.

Der erfindungsgemäße Tank mit einer wenigstens teilweise offenporigen porösen Wand hat also folgende Vorteile:

  • einen gleichmäßigen, vom Füllstand weitgehend unabhängigen Tintenfluß als Folge einer vom Füllstand unabhängigen Luftblasenventilfunktion,
  • ein deutlich erhöhtes Tintenaufnahmevermögen, als Konsequenz der Temperaturunempfindlichkeit,
  • einen geringeren Platzbedarf als der bisher übliche normale Tintentank,
  • gegenüber dem Tamponspeicher den Vorteil einer genügend schnellen Tintenangabe selbst bei hohen Schreibgeschwindigkeiten, die über 9 m/min liegen können.
The tank according to the invention with an at least partially open-pored porous wall therefore has the following advantages:
  • an even ink flow largely independent of the fill level as a result of an air bubble valve function independent of the fill level,
  • a significantly increased ink absorption capacity as a consequence of the temperature insensitivity,
  • takes up less space than the normal ink tank used up to now,
  • with respect to the tampon memory the advantage of a sufficiently rapid T intenangabe even at high write speeds that may be higher than 9 m / min.

Der erfindungsgemäße Tank mit einer offenporigen porösen Wand kann dabei bei allen Tintenschreibgeräten eingesetzt werden, sowohl bei Roller Balls, Faserschreibern als auch bei Füllfederhaltern.The tank according to the invention with an open-pore porous wall can be used with all ink writing devices, both with roller balls, fiber pens and fountain pens.

Die Charakteristik des Luftdruckausgleichs, der zu wesentlich kleineren "Druckstufen" führt als der Druckausgleich bei einem konventionellen Tank, bei dem die Luftblasen erst noch durch die Tinte perlen müssen, während hier der Druckausgleich durch die poröse Wand direkt zum Luftraum über der Tinte führt, wird im wesentlichen bestimmt durch die Form der Mikroporen und durch ihren Durchmesser. In diesem Zusammenhang ist der "Bubble Point" oder Luftblasenperldruck definiert. Es ist derjenige Druck, der notwendig ist, um den Kapillardruck in den Poren zur Bläschenbildung zu überwinden. Formelmäßig sind die Zusammenhänge wie folgt.

Figure imgb0001

  • P = Luftblasenperldruck oder bubble point
  • a = Oberflächenspannung der Flüssigkeit
  • 0 = Benetzungswinkel der Flüssigkeit im Membranmaterial
  • d = mittlerer Porendurchmesser
  • F = Formfaktor
The characteristic of the air pressure equalization, which leads to much smaller "pressure levels" than the pressure equalization in a conventional tank, in which the air bubbles still have to bubble through the ink, while here the pressure equalization through the porous wall leads directly to the air space above the ink essentially determined by the shape of the micropores and by their diameter. In this context, the "bubble point" or bubble pressure is defined. It is the pressure necessary to overcome the capillary pressure in the pores to form bubbles. In terms of form, the relationships are as follows.
Figure imgb0001
  • P = bubble point pressure or bubble point
  • a = surface tension of the liquid
  • 0 = wetting angle of the liquid in the membrane material
  • d = average pore diameter
  • F = form factor

Vorteilhafterweise ist der Tank auf allen Seiten durch offenporiges poröses Wandmaterial begrenzt, da auf diese Weise der in Schreibstellung obere Teil immer gut mit Tinte benetzt bleibt. Um ein Austrocknen des Tanks zu vermeiden, ist dabei der Tank zweckmäßigerweise im unteren Bereich und an den Seitenwänden mit einem undurchlässigen Material umgeben. Das undurchlässige Material der Seitenwände und - bis auf die Mittel zum Leiten der Tinte zur Schreibspitze - des zur Schreibspitze gewandten Teils sind dabei zweckmäßigerweise von einem undurchlässigen Material umgeben. Dieses undurchlässige Material kann zum Beispiel aufgeschrumpfter Kunststoff sein.The tank is advantageously delimited on all sides by open-pore porous wall material, since in this way the upper part in the writing position always remains well wetted with ink. To prevent the tank from drying out, the tank is expediently surrounded in the lower region and on the side walls with an impermeable material. The impermeable material of the side walls and - apart from the means for directing the ink to the writing tip - the part facing the writing tip are expediently surrounded by an impermeable material. This impermeable material can be shrunk plastic, for example.

Auch das poröse Wandmaterial kann aus Kunststoff bestehen. Zweckmäßigerweise kann es aber auch aus Glas bestehen, oder aus gesinterten Metallen oder anderen Materialien.The porous wall material can also consist of plastic. Conveniently, however, it can also consist of glass, or of sintered metals or other materials.

Vorteilhafterweise weist das poröse Wandmaterial einen mittleren Porendurchmesser von 10 bis 100 µm, vorzugsweise ungefähr 10 bis 50 µm auf. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das poröse Wandmaterial einen mittleren Porendurchmesser von ungefähr 25 µm hat.The porous wall material advantageously has an average pore diameter of 10 to 100 μm, preferably approximately 10 to 50 μm. It is very particularly advantageous if the porous wall material has an average pore diameter of approximately 25 μm.

Im Voranstehenden wurde angegeben, daß die poröse Wand mit Tinte getränkt ist. Dies kann durch entsprechende Wahl des Wandmaterials erreicht werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist dabei das poröse Wandmaterial hydrophiliert, das heißt einer solchen zusätzlichen Behandlung unterzogen worden, daß das Wandmaterial besonders hydrophil ist, also Wasser anzieht und sich besonders gut mit Wasser bzw. Tinte vollsaugt.The foregoing indicated that the porous wall is soaked with ink. This can be achieved by appropriate selection of the wall material. In a particularly advantageous embodiment, the porous wall material has been hydrophilized, that is to say has been subjected to such an additional treatment that the wall material is particularly hydrophilic, that is to say it attracts water and soaks up particularly well with water or ink.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird dagegen das Material so behandelt, daß das poröse Wandmaterial hydrophobiert ist, also Wasser bzw. Tinte abstößt. In diesem Falle stößt das poröse Wandmaterial zwar die Tintenflüssigkeit ab, die nicht mehr in das Wandmaterial eindringen kann. Andererseits bildet sich aber innen auf der hydrophobierten Wand ein Tintenfilm, der hier den Luftraum innerhalb des Tanks gegen die Außenluft abschließt.In another advantageous embodiment, on the other hand, the material is treated in such a way that the porous wall material is rendered hydrophobic, that is to say water or ink repels. In this case, the porous wall material repels the ink liquid, which can no longer penetrate the wall material. On the other hand, an ink film forms on the inside of the hydrophobic wall, which seals off the air space inside the tank against the outside air.

Wird nun der Tank teilweise leergeschrieben, so entsteht ein gewisser Unterdruck im Luftraum, so daß die Tinte nicht auslaufen kann. Überschreitet dieser Unterdruck aber einen gewissen Wert, so reißt der auf dem porösen hydrophobierten Wandmaterial befindliche Tintenfilm auf, so daß ein wenigstens teilweiser Druckausgleich stattfinden kann. Anschließend schließt sich dieser Flüssigkeitsfilm wieder. Die Wirkungsweise ist damit ähnlich wie bei den Bläschen, die durch die mit Tintenflüssigkeit gefüllten Poren der hydrophilen oder hydrophilierten porösen Wand hindurchperlen.If the tank is now partly written empty, a certain negative pressure is created in the air space so that the ink cannot leak. However, if this negative pressure exceeds a certain value, the ink film on the porous, hydrophobized wall material tears open, so that an at least partial pressure equalization can take place. Then this liquid film closes again. The mode of action is therefore similar to the bubbles that bubble through the pores of the hydrophilic or hydrophilized porous wall filled with ink liquid.

Es kann aber auch der Fall auftreten, daß das Wandmaterial so gewählt ist, daß es die Tinte vollständig abstößt, daß also hier kein Tintenfilm die hydrophobierte Wand an der Tankinnenseite benetzt. In solchen Fällen würde zwar Tinte aus einem normalen Füllfederhalter herauslecken können.However, it can also happen that the wall material is selected so that it completely repels the ink, so that here no ink film wets the hydrophobized wall on the inside of the tank. In such cases, ink would leak out of a normal fountain pen.

Führt man aber die Tinte aus dem Tank mit einem die Durchflußöffnung völlig verschließenden Docht zur Schreibspitze, so kann die Tinte nicht auslaufen, obwohl im Tank kein Unterdruck herrscht.If, however, the ink is led out of the tank with a wick that completely closes the flow opening to the writing tip, the ink cannot leak, although there is no negative pressure in the tank.

Bei zu großen Wandflächen der porösen Wand könnte die Gefahr bestehen, daß zu viel Tinte durch die entsprechenden öffnungen verdunstet und die Tinte daher zu schnell austrocknet. Man wird daher diese Wandbereiche normalerweise nicht zu groß machen oder aber poröse Wandbereiche wenigstens teilweise durch eine undurchlässige Schicht abschließen.If the wall surface of the porous wall is too large, there could be a risk that too much ink will evaporate through the corresponding openings and the ink will therefore dry out too quickly. These wall areas are therefore normally not made too large, or porous wall areas are at least partially closed off by an impermeable layer.

Diese zusätzliche Abdeckung kann aber bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wiederum durch eine poröse Wand gebildet werden, wenn vorgesehen wird, daß wenigstens' ein Teil der Wände des Tanks von einem hydrophilierten porösen Wandmaterial gebildet ist, das nach außen durch eine hydrophobierte poröse Wand abgedeckt ist.However, in a further advantageous embodiment, this additional cover can in turn be formed by a porous wall if it is provided that at least some of the walls of the tank are formed by a hydrophilized porous wall material which is covered on the outside by a hydrophobic porous wall.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

  • Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht das Prinzip eines konventionellen Tintenschreibers;
  • Fig. 2 in ähnlicher Ansicht wie in Fig. 1 das Prinzip eines erfindungsgemäßen Tintenschreibers;
  • Fig. 3 die Wirkungsweise der porösen Wand; und
  • Fig..4 in ähnlicher Ansicht wie in Fig. 2 das Prinzip einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenschreibers.
The invention is described below with reference to advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • Figure 1 is a schematic side view of the principle of a conventional ink pen.
  • Fig. 2 in a view similar to that of Fig. 1, the principle of an ink pen according to the invention;
  • 3 shows the mode of operation of the porous wall; and
  • Fig. 4 in a view similar to Fig. 2, the principle of another embodiment of the ink pen according to the invention.

In Fig. 1 ist ein konventioneller Tintenschreiber, zum Beispiel ein Füllfederhalter, mit einem Tank 1 bezeichnet, der mit Tinte 2 gefüllt ist. Oberhalb der Tinte 2 befindet sich eine Luftblase 3. Wird nun beim Schreiben in Richtung des Pfeiles 4 durch Kapillarleitungen 5 Tinte 2 entnommen, so bildet sich allmählich ein Unterdruck im Tank aus. Zum Druckausgleich ist dabei in der in Schreibstellung unteren Stirnfläche des Tanks eine kleine öffnung 6 vorgesehen, durch die bei entsprechend großem Unterdruck kleine Luftbläschen 7 in der Tinte 2 aufsteigen und so den Unterdruck des Luftvolumens 3 vermindern. Bei Temperaturerhöhung oder Außendruckerniedrigung dehnt sich die Luft im Raum 3 aus, so daß Tinte durch die Kapillarröhre 5 und möglicherweise auch die öffnung 6 nach unten beziehungsweise außen gedrückt wird. Damit die Tinte, die durch die Kapillarröhre 5 fließt, nicht heraustropft, muß daher ein verhältnismäßig aufwendiger Kapillarspeicher 8 zum Beispiel in der Feder eines Füllfederhalters vorgesehen sein.1 shows a conventional ink pen, for example a fountain pen, with a tank 1 which is filled with ink 2. There is an air bubble 3 above the ink 2. If ink 2 is now removed by capillary lines 5 when writing in the direction of the arrow 4, a negative pressure gradually forms in the tank. To equalize the pressure, a small opening 6 is provided in the lower end face of the tank in the writing position, through which small air bubbles 7 rise in the ink 2 with a correspondingly large negative pressure and thus reduce the negative pressure of the air volume 3. When the temperature rises or the outside pressure drops, the air in space 3 expands, so that ink is pressed downwards or outwards through the capillary tube 5 and possibly also the opening 6. So that the ink flowing through the capillary tube 5 does not drip out, a relatively complex capillary memory 8 must therefore be provided, for example, in the spring of a fountain pen.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenschreibers. Die (in Schreibstellung) obere Stirnwand 9 des Tanks 1 besteht dabei aus einem offenporigen porösen Material. Auch die Seitenwände 10 bestehen aus solchem offenporigen porösen Wandmaterial. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die untere Stirnfläche aus einem undurchlässigen Wandmaterial, obwohl auch sie aus offenporigem Wandmaterial bestehen könnte. Untere Stirnfläche 11 und Seitenwände 10 sind dabei von einem Mantel 12 aus undurchlässigem Material umgeben, daß hier keine Tinte ver- dunsten kann. Die Tinte wird beim Schreiben in Richtung des Pfeiles 4 nach unten entnommen. Sie wird vom Tank durch entsprechende Kapillarleiter nach außen geleitet, zum Beispiel durch einen Schreibdocht 13 aus ähnlichem offenporigen porösen Material wie das Wandmaterial.Fig. 2 shows a first embodiment of the ink pen according to the invention. The upper end wall 9 (in the writing position) of the tank 1 consists of an open-pored porous material. The side walls 10 also consist of such open-pored porous wall material. In the embodiment shown, the lower end face consists of an impermeable wall material, although it could also consist of open-pore wall material. Lower end face 11 and side walls 10 are from a jacket 12 surrounding impermeable material so that no ink can evaporate here. The ink is taken down when writing in the direction of arrow 4. It is conducted from the tank to the outside through appropriate capillary conductors, for example through a writing wick 13 made of porous material similar to that of the wall material.

Der Druckausgleich zwischen dem Außendruck und dem Luftdruck im mit Luft gefüllten Raum 3 findet dabei über die poröse Wand 9 statt, die mit Tinte getränkt ist, wie dies in Fig. 3 schematisch gezeigt ist.The pressure equalization between the external pressure and the air pressure in the air-filled space 3 takes place via the porous wall 9, which is soaked with ink, as is shown schematically in FIG. 3.

Ist der Innendruck im Tank (in Fig. 3 unten) geringer als der Außendruck (in Fig. 3 oben), so können Luftbläschen 7 durch die Tinte 2 in den Mikroporen 14 hindurchperlen. In Fig. 3 sind dabei die verschiedenen Stadien a bis g des Hindurchperlens eine Luftbläschens 7 gezeigt. Auf diese Weise findet ein sehr feiner Druckausgleich bereits bei kleinen Druckunterschieden statt, und zwar unabhängig vom Füllstand der Tinte im Tank. Der Luftdruckausgleich findet dabei direkt mit dem Luftraum 3 über der Tintenflüssigkeit 2 im Tank 1 statt. Tritt ein innerer Überdruck auf, so perlen in ähnlicher Weise Luftbläschen 7 von innen nach außen, das heißt in Fig. 3 von unten nach oben.If the internal pressure in the tank (bottom in FIG. 3) is lower than the external pressure (top in FIG. 3), air bubbles 7 can bubble through the ink 2 in the micropores 14. In Fig. 3, the various stages a to g of bubbling an air bubble 7 are shown. In this way, very fine pressure equalization takes place even with small pressure differences, regardless of the level of the ink in the tank. The air pressure compensation takes place directly with the air space 3 above the ink liquid 2 in the tank 1. If an internal overpressure occurs, air bubbles 7 similarly bubble from the inside to the outside, that is to say from the bottom to the top in FIG. 3.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, die eine Schreibspitze mit einer Kugel 15 und einem Schreibdocht 13 aufweist. Die Mikroporen sind nur in einem Teil der Wände 9, 10 und 11 des Tanks angedeutet, obwohl diese Mikroporen selbstverständlich überall vorliegen können.4 shows a further embodiment which has a writing tip with a ball 15 and a writing wick 13. The micropores are only indicated in part of the walls 9, 10 and 11 of the tank, although these micropores can of course be present anywhere.

Wird der Querschnitt des Dochtes so bemessen, daß der Strömungswiderstand klein genug ist, um selbst für breite Federspitzen oder breite Tintenschreiberspitzen genügendThe cross-section of the wick is dimensioned so that the flow resistance is small enough to be sufficient even for broad nibs or broad pen tips

Claims (12)

Tintenschreiber mit einer Schreibspitze, mit einem Tank für die flüssige Tinte und mit Mitteln zum Leiten der Tinte vom Tank zur Schreibspitze, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) mindestens auf der von der Schreibspitze (15) abgewandten Seite (9) von einer offenporigen porösen Wand abgeschlossen ist.Ink pen with a writing tip, with a tank for the liquid ink and with means for guiding the ink from the tank to the writing tip, characterized in that the tank (1) has an open-pore at least on the side (9) facing away from the writing tip (15) porous wall is complete. 2. Tintenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) auch an den Seitenwänden (10) ein offenporiges poröses Wandmaterial aufweist.2. Ink pen according to claim 1, characterized in that the tank (1) also has an open-pore porous wall material on the side walls (10). 3. Tintenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) auch auf der zur Schreibspitze (15) gewandten Seite (11) ein offenporiges poröses Wandmaterial aufweist. Tintenschreiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, iaß zumindest ein Teil der Seitenwände (10) von einem undurchlässigen Material (12) umgeben ist.3. Ink pen according to claim 1, characterized in that the tank (1) also has an open-pore porous wall material on the side (11) facing the writing tip (15). Ink pen according to claim 3, characterized in that at least part of the side walls (10) is surrounded by an impermeable material (12). 3. Tintenschreiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (12) der Seitenwände (10) auf - bis auf die Mittel (13) zum Leiten von Tinte zur Schreibspitze (15) - dem zur Schreibspitze (15) gewandten Teil (11) von einem undurchlässigen Material (12) umgeben ist.3. Ink pen according to claim 3, characterized in that the impermeable material (12) of the side walls (10) on - except for the means (13) for directing ink to the writing tip (15) - the part facing the writing tip (15) ( 11) is surrounded by an impermeable material (12). 6. Tintenschreiber nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das undurchlässige Material (12) aufgeschrumpft ist.6. Ink pen according to claim 4 or 5, characterized in that the impermeable material (12) is shrunk. 7. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial aus Kunststoff besteht.7. Ink pen according to one of claims 1 to 6, characterized in that the porous wall material consists of plastic. 8. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial aus Glas oder Keramik besteht.8. Ink pen according to one of claims 1 to 6, characterized in that the porous wall material consists of glass or ceramic. 9. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial einen mittleren Porendurchmesser von 1 bis 100 µm, vorzugsweise ungefähr 10 bis 50 µm hat.9. Ink pen according to one of claims 1 to 8, characterized in that the porous wall material has an average pore diameter of 1 to 100 microns, preferably about 10 to 50 microns. 10. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial einen mittleren Porendurchmesser von ungefähr 25 µm hat.10. Ink pen according to one of claims 1 to 9, characterized in that the porous wall material has an average pore diameter of approximately 25 microns. 11. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial hydrophiliert ist.11. Ink pen according to one of claims 1 to 10, characterized in that the porous wall material is hydrophilized. 12. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Wandmaterial hydrophobiert ist.12. Ink pen according to one of claims 1 to 10, characterized in that the porous wall material is hydrophobic. 13. Tintenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Wände des Tanks (9, 10, 11) von einem hydrophilier- ten porösen Wandmaterial gebildet ist, das nach außen durch eine hydrophobierte poröse Wand abgedeckt ist.13. Ink pen according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least part of the walls of the tank (9, 10, 11) is formed by a hydro p hilized porous wall material which is covered on the outside by a hydrophobic porous wall is.
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