CS223165B1 - Plášť psacího prostředku se psacím médiem na vodné bázi - Google Patents

Description

Vynález se týká pláště psacího prostředku s psacím médiem na vodné bázi.

Psací prostředky jichž se předmět vynálezu dotýká jsou známé pod názvy popisovače a nebo též značkovače a jejich psací systém je tvořen převážně vláknovým zásobníkem psací tekutiny. Jako psacího média je používáno psacích tekutin založených na vodné bázi. Psací systém tvoří dále psací hroty několika typů, které společně s psací tekutinou určují oblast a účel použití psacích prostředků.

Jsou známy Jednak psací vláknové hroty, které jsou určeny pro běžné psaní, malování a kreslení, a to bez výraznějších nároků na zachování šířky stopy písma, tzn. psací, vláknové hroty, které jsou převážně tvořeny svazkem zkadeřených, podélně orientovaných textilních vláken, jejichž soudržnost je zajištěna impregnací teplem tvrditelnou pryskřicí, dále pak pro běžné psaní, malování a kreslení určené psací hroty, kiteré jsou vyrobeny z kompaktní, ale mikroporézní hmoty, plastické, a kde jsou již nároky na zachování šířky stopy písma zvýšeny, dále pak z kompaktní plastické hmoty vyrobené psací hroty, které jsou uvnitř, a to rovnoběžně se svojí podélnou osou, opatřeny soustavou kapilár různých rozměrů a tvarů a které jsou určeny pro psaní, malování a 'kjreslení, ale s vysokými nároky na zachování jemné a neměnné stopy písma v celém průběhu používání psacích prostředků.

V poslední řadě se jedná o psací, z kompaktní plastické hmoty vyrobené psací hroty, které jsou na svém konci opatřeny půlkruhovým lůžkem, do kterého je nasazena nejčastěji kovová psací kulička a do kterého vyúsťuje kapilární systém, který umožňuje přívod psací tekutiny ze zásobníku psací tekutiny přívodní, vláknovou tyčinkou ke psací kuličce. Tento poslední popsaný typ psacích hrotů se používá v psacích prostředcích, které jsou určeny pro psaní, malování a kreslení, ale s vysokými nároky na jemnou a neměnnou stopu písma a jehož odolnost proti opotřebení je tak vysoká, že umožní i propisování.

Pokud se týká zásobníků psacích tekutin, mohou být použity jednak nejvíce rozšířené vláknové zásobníky, které jsou tvořeny svazkem textilních vláken uložených v obalu vyrobeném nejěastěji ze syntetických materiálů anebo zásobníky z jiných, kapilárně-porézních a systémy vytvářejících materiálů.

Psací, na vodné bázi založené tekutiny, které se v uvedených systémech používají, jsou ve své podstatě tvořeny směsí destilované nebo deionizované vody s glykoly, jako je například ethylenglykol, diethylenglykol, polyethylenglykol, polypropylenglykol, nebo směsi destilované nebo deionizované vody s glykolethery jako je například ethylenglykolmonoethylenether nebo dále ethylenglykolmonopropylether, diethylenglykolmonoethylether anebo s alkoholy jako je například ethylalkohol, propylalkohol, butylalkohol, glycerin a pod., nebo pak různými kombinacemi uvedených rozpouštědel, a to podle oblasti a účelu použití psacích prostředků. Psací, na vodné bázi založené tekutiny dále obsahují barvivo anebo pigment, které vytvářejí příslušný barevný odstín, dále pak podle oblasti a účelu použití povrchově aktivní látky, pojivové pryskyřice, samomazné přísady a pod., které pak v komplexu s ostatními složkami psací tekutiny, psacími hroty a zásobníky psací tekutiny vytvářejí vlastní oblast a účel použití uvedenými systémy opatřených psacích prostředků.

Pro zajištění dokonalé funkce uvedenými systémy opatřených psacích prostředků je nutné zajistit dokonalý, kapilárně-porézní systém psacího prostředku, který je stanoven, vyroben a jehož vlastnosti se v průběhu používání psacího prostředku působením různých vlivů nemění. Je nutno zajistit takový systém, který umožní naplnit do psacího prostředku maximální množství psací tekutiny a přitom se zajistí, že bude psací tekutina plynule a v nejvyšší možné míře při psaní spotřebována. Je nutno zajistit, aby nedocházelo ke změnám fyzikálních vlastností psacích tekutin v kapilárně-porézních systémech psacích prostředků, a to těch vlastností, které byly vzhledem ke zvoleným, kapilárně-porézním systémům stanoveny a které jsou pro správnou funkci psacího prostředku podstatné. Dále je nutné zajistit plynulé zásobování psacího hrotu psací tekutinou anebo naopak, bez nežárovnoměrné, dostatečně syté stopy písma bez nadměrného zásobování psacího hrotu psací tekutinou a nebo naopak, bez nežádoucího zeslabení popřípadě až přerušení stopy písma. Je nutno zajistit odolnost psacího systému proti změnám okolní teploty a proti změnám atmosférického tlaku tak, aby nedocházelo působením uvedených vlivů k vytékání psacích tekutin ze zásobníků a ke znehodnocování psacích prostředků. Mimo vytvoření uvedeného, dokonalého kapilárně-porézního psacího systému je nutno dále zajistit dostatečně dlouhou dobu skladovatelnosti psacího prostředku, a to jak v expedičních a prodejních skladech, tak i v průběhu používání psacího prostředku.

Pro splnění tohoto požadavku je nutno vytvořit takové podmínky, aby došlo v co nejkratší době ve vnitřním prostoru psacího prostředku k dosažení rovnovážného stavu tenze par rozpouštědel použitých psacích tekutin, tzn. aby došlo k nasycení volného prostoru v psacím prostředku minimálním množstvím par rozpouštědel psacích tekutin, a tím došlo k zastavení dalšího odpařování par rozpouštědel, a to i za extrémních podmínek, kterými je míněna především zvýšená okolní teplota, které jsou psací prostředky při skladování a používání často vystaveny.

223185

Pokud se týká tvarů plášťů psacích prostředků, je nutno volit takové tvary, které je možno v maximální míře přizpůsobit tvarům použitých zásobníků psacích tekutin v tom smyslu, aby bylo možno v maximální míře vyplnit vnitřní prostor pláště psacího prostředku zásobníkem psací tekutiny, tzn. zajistit takový vnitřní tvar pláště, který umožní použití zásobníku psací tekutiny o maximálně možném rozměru. Použití takových zásobníků jednak zaručuje minimální objem zbývajících volných prostorů psacích prostředků a dále to, že množství psací tekutiny, kterou je možno do zásobníků naplnit, je vzhledem k celkovému volnému vnitřnímu prostoru psacího prostředku maximální. Splněním uvedených požadavků pak ve velmi krátké době zajistí zaplnění zbývajících volných prostorů uvnitř psacího prostředku parami rozpouštědel použitých psacích tekutin a další odpařování se zastaví. Tvar pláště psacího prostředku musí být vyřešen i po stránce estetické a aby umožnil jednoduchou a produktivní výrobu psacího prostředku, tzn. aby umožnil dokonalou mechanizaci a automatizaci výroby psacích prostředků.

Při zachování uvedených podmínek je užitná hodnota psacích prostředků v maximální míře zaručena, což znamená, že veškerá, do psacích prostředků naplněná psací tekutina je rovnoměrně spotřebována pro psaní a ztráty, které vznikají porušením funkce zvoleného kapilárně-porézního systému anebo odparem par použitých rozpouštědel, jsou zcela vyloučeny anebo jsou zanedbatelné.

Podle doposud známého stavu techniky se pro uvedené účely pláště psacích prostředků vyrábí z termoplastů, a to hlavně typu polystyren, polyvinylchlorid, polypropylen a nebo nízkotlaký polyethylen, ze kterých se pláště psacích prostředků vyrábí vstřikováním nebo vytlačováním, přičemž je vnitřní i vnější tvar pláště nejčastěji válcový, nebo je vnitřní tvar pláště válcový a vnější tvar je mnohostěn, z toho pak nejčastěji šestihran anebo osmistran. Může být zvolena též alternativa, kdy vnitřní tvar pláště tvoří šestihran, popřípadě osmihran a vnější tvar pláště je válcový.

Popsané pláště psacích prostředků vykazují celou řadu nevýhod. Při výrobě plášťů psacích prostředků z polystyrenu je hlavní nevýhodou vysoká průlinčivost polystyrenu pro vodní páry, která způsobuje vysokou a rychlou odpařivost par rozpouštědel na vodné bázi založených psacích tekutin použitých jako psací médium, a to z vnitřních prostorů psacích prostředků. Odpařováním par rozpouštědel pak dochází k výraznému zhoršení fyzikálních vlastností použitých psacích tekutin, a to především k výraznému zvýšení jejich viskozity, a !to na úkor snížení celkového objemu psací tekutiny v psacím prostředku. Zvyšování viskozity a snižování objemu psací tekutiny zhoršuje psací vlastnosti psacího prostředku, způsobuje snižování užitné hodnoty a ve svém důsledku vede až ke znehodnocení psacího prostředku.

V případě výroby plášťů psacích prostředků z polyvinylchloridu je hlavní nevýhodou imimo obtížnou a neproduktivní technologii vstřikování i vytlačování přítomnost chlóru v polyvinylchloridu, která v průběhu jeho zpracování způsobuje ve velmi krátké době korozi součástí nástrojů použitých^ pro výrobu plášťů psacích prostředků. Životnost nástrojů se snižuje, náklady na výrobu a zajištění provozu nástrojů se zvyšují, což společně se samotnou technologií vstřikování a vytlačování polyvinylchloridu snižuje produktivitu výroby plášťů psacích prostředků, a tím i produktivitu výroby samotných psacích prostředků. Navíc přítomnost chlóru v polyvinylchloridu výrazně zhoršuje pracovní prostředí. Při použití plášťů psacích prostředků vyrobených z polyvinylchloridu dochází k celé řadě nežádoucích, fyzikálněchemických reakcí mezi barvivý, která byla použita pro výrobu příslušných psacích tekutin a polyvinylchloridem. Nežádoucí fyzikálněchemické reakce se pak projevují difúzí barviv do plášťů z polyvinylchloridu, změnami barevných odstínů použitých psacích tekutin, což ve svém důsledku způsobuje snížení užitné hodnoty a v krajních případech až znehodnocení psacích náčiní.

Při výrobě plášťů psacích prostředků z polypropylenu anebo z nízkotlakého polyethylenu je sice zaručeno, že nedochází k nežádoucím fyzikálněchemickým reakcím mezi barvivý v použitých psacích tekutinách a materiálem plášťů, dále je zaručeno, že nedochází k průniku par rozpouštědel použitých psacích tekutin stěnami plášťů psacích náčiní, fyzikální vlastnosti a užitný objem psacích tekutin jsou v plném rozsahu zachovány, ale hlavní nevýhodou je vysoký stupeň krystalinity uvedených plastických hmot. V průběhu zpracování polypropylenu anebo nízkotlakého polyethylenu dochází ke vzniku vysokého a nestejnoměrně rozloženého vnitřního pnutí, které způsobuje vysoké a nestejnoměrné smrštění vyráběných plášťů vyráběných jak vstřikováním, tak vytlačováním. Výše uvedenými vlivy dochází k deformaci plášťů psacích prostředků, která se projeví jejich nestejnoměrným výrazným půlkruhovým zakřivením, které způsobuje deformaci použitých zásobníků psacích tekutin v pláštích a následně se porušují jejich kapilárně-porézní vlastnosti, které byly pro daný psací systém zvoleny a psací vlastnosti systému se zhoršují.

Popsaná deformace pláště psacího prostředku dále způsobuje, že dochází k dotekům vnější plochy povrchu obalu zásobníku psací tekutiny s vnitřní plochou povrchu pláště psacího prostředku, a tím k zamezení volného průchodu vzduchu mezi uvedenými povrchy. To dále způsobuje, že vlivem úbytku psací tekutiny ze zásobníku, který je přímo úměrný objemu psací tekutiny spotřebované při psaní, dochází k vytvoření podtlaku ve volných vnitřních objemech psacích náčiní, který dosahuje hodnot zabraňujících dalšímu uvolňování psací tekutiny ze zásobníku. Výsledná stopa pak ztrácí svoji intenzitu, je přerušovaná a pro psaní je využito pouze minimální množství psací tekutiny z celkového množství psací tekutiny, které bylo do zásobníku naplněno. Při poklesu okolního atmosférického tlaku a nebo při zvýšení okolní teploty dochází v uzavřených, volných vnitřních prostorách psacích prostředků k vytvoření přetlaku, který nemůže být vyrovnán prouděním vzduchu mezi vnější plochou povrchu obalu zásobníku psací tekutiny a vnitřní plochou povrchu pláště psacího prostředku, ale k vyrovnání takto vzniklého přetlaku pak dochází prouděním vzduchu zásobníkem psací tekutiny, což způsobuje vytlačení psací tekutiny ze zásobníku a znehodnocení psacího prostředku. Popsaná deformace pláště psacího prostředku dále zabraňuje možnostem mechanizace a automatizace výroby, a to zejména v oblasti montáže psacích prostředků, dále v oblasti adjustace. Deformace pláště působí na estetiku, provedení zhotoveného výrobku.

Uvedené nedostatky současných psacích prostředků zcela odstraňuje plášť psacího prostředku se psacím médiem na volné bázi podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že souběžně se svojí podélnou osou je povrch vnitřní části pláště po ^χ/3 až ²/3 z celkového svého obvodu opatřen třemi až dvaceti drážkami o šířce 0,5 až 6 mm a výšce 0,1 až 2 mm a délce, jejíž rozměr je v poměru k rozměru celkové délky povrchu vnitřní části pláště v rozmezí od 0,5 až 1 : 1.

Konstrukce pláště psacího prostředku v provedení podle vynálezu vykazuje celou řadu výhod.

Přítomnost drážek na vnitřní válcové ploše povrchu pláště psacího prostředku zaručuje, že v průběhu vstřikování anebo vytlačování pláště psacího prostředku dojde z důvodu malé hmotnosti materiálu drážek k jeho rychlému ochlazení, které zamezí vzniku vysokého stupně krystalinity v materiálu drážek, a tím zamezí vzniku vysokého vnitřního pnutí materiálu. Materiál drážek dále nepodléhá deformaci, která je vysokým vnitřním pnutím v materiálu způsobena, tvar drážek zůstává zafixovaný v rovině pláště a zafixované drážky následně zabraňují deformaci zbývající části materiálu pláště psacího prostředku a nedochází k popsanému, půlkruhovitému zakřivení pláště.

Tím je zaručeno, že nedochází k dotykům vnější plochy povrchu obalu zásobníku psací tekutiny s vnitřní plochou pláště psacího prostředku, a tím k zamezení volného průchodu vzduchu mezi uvedenými povrchy. Je také zaručeno, že nedojde k deformaci zásobníku psací tekutiny a k porušení jeho kapilárně-porézních vlastností. Je zabráněno vytváření podtlaku vznikajícího ve volných vnitřních objemech psacího prostředku úbytkem psací tekutiny ze zásobníku daném spotřebou psací tekutiny při psaní. Stopa písma zůstává dostatečně sytá, nepřerušovaná a plynulá, je zabezpečen rovnoměrný přívod psací tekutiny ze zásobníku k psacímu hrotu a na psací podložku.

Plášť psacího prostředku podle vynálezu dále vylučuje vznik přetlaku ve volných vnitřních objemech psacího prostředku, který vzniká zvýšením okolní teploty vzduchu anebo snížením atmosférického tlaku, a který se při zamezení volného průchodu mezi vnějším povrchem obalu zásobníku psací tekutiny a vnitřním povrchem pláště psacího prostředku vyrovnává průchodem vzduchu zásobníkem psací tekutiny a vytlačením psací tekutiny ze zásobníku.

Použitím pláště podle vynálezu pro psací prostředek zaručuje volné proudění vzduchu mezi uvedenými povrchy a zcela vylučuje vznik uvedených nežádoucích jevů. Je zcela vyloučena též možnost deformace zásobníku psací tekutiny a porušení jeho kapilárně-porézních vlastností. Další výhodou použití pláště podle vynálezu je možnost volit rozměr zásobníku psací tekutiny tak, aby došlo k přímému styku vnějšího povrchu obalu zásobníku psací tekutiny s povrchem drážek pláště psacího prostředku, které ,s vnější plochou obalu zásobníku působí jako opora obalu zásobníku, napomáhají udržení tvaru obalu, zamezují jeho poškození a porušení kapilárně-porézních vlastností zásobníku.

Plášť psacího prostředku v provedení podle vynálezu dále umožňuje použití zásobníku psací tekutiny s minimální tloušťkou obalu, a to při zachování maximálně možného průměru zásobníku. Tím je dosaženo maximálního rozměru zásobníku psací tekutiny vzhledem k celkovému volnému vnitřnímu objemu pláště psacího prostředku. Je umožněno uvolnění maximálního množství psací tekutiny do zásobníku vzhledem k celkovému vnitřnímu objemu pláště psacího prostředku, je dále zaručeno dosažení maximální délky stopy písma při optimální, rovnoměrně rozložené stopě psací tekutiny a užitná hodnota psacího prostředku je v plném rozsahu dosažena a zachována. Vynález dále umožňuje mechanizaci a automatizaci výroby psacích prostředků, a to jak v oblasti montáže, tak balení hotových výrobků.

Příkladné provedení pláště psacího prostředku se psacím médiem na vodné bázi podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu, kde obr. 1 je podélný řez pláštěm psacího prostředku a obr. 2 je příčným řezem pláště z obr. 1.

Plášť 1 psacího prostředku v příkladném provedení je válcového tvaru .a na jednom

2231B5 svém konci vyúsťuje v objímku 2 psacího hrotu. Vnitřní válcová plocha 3 pláště 1 je rovnoběžně s podélnou osou pláště 1 opatřena šesti drážkami 4, které jsou situovány po obvodu pláště 1 v pravidelných vzájemných vzdálenostech.

Konkrétní provedení pláště pro specifické případy provedení psacích prostředků rozlišených podle účelu použití, jsou uvedena následně.

Při výrobě pláště psacího prostředku určeného pro běžné psaní, malování a kreslení, tedy při výrobě psacího prostředku, který je osazen psacím vláknovým hrotem o průměru 1,5 až 3,8 mm .a opatřeného běžně používaným vláknovým zásobníkem psací tekutiny se použije nízkotlakého polyethylenu a vnitřní válcová plocha pláště o vnitřním průměru 7 mm je opatřena souběžně s jeho podélnou osou osmi rovnoměrně rozmístěnými drážkami o šířce 1,2 mm, výšce 0,4 mm, přičemž délka drážek je 105 mm a celková délka pláště psacího prostředku je 115 mm.

Pro účel psaní, malování a kreslení s vysokými nároky na jemnou a neměnnou stopu písma je psací prostředek opatřený psací ocelovou kuličkou vyroben z polypropylenu a vnitřní válcová plocha pláště psacího prostředku o vnitřním průměru 9 mm je opatřena souběžně s jeho podélnou osou šesti rovnoměrně rozmístěnými drážkami o šířce 2,3 milimetru a výšce 9,4 mm, přičemž délka drážek je 90 mm a celková délka pláště je 100 mm. Uvedený vnitřní průměr pláště umožňuje použití vysokoobsahového zásobníku psací tekutiny, čímž je zaručeno dosažení maximální délky stopy písma u popsaného psacího prostředku, vhodného též pro účel přepisování.

Při výrobě pláště psacího prostředku určeného pro značkování s abnormálně širokou stopou písma, která je umožněna osazením psacího prostředku vláknovým hrotem o průměru 5 až 7 mm a opatřeného vysokoobjemovým vláknovým zásobníkem psací tekutiny je použit polypropylen a vnitřní válcová plocha pláště o vnitřním průměru 17 mm je opatřena souběžně s jeho podélnou osou osmi rovnoměrně rozmístěnými drážkami o šířce 2,5 mm a výšce 0,5 milimetru, přičemž délka drážek je 100 mm a celková délka pláště je 120 mm.

Při výrobě pláště výměnné psací vložky psacího prostředku určeného pro psaní, malování a kreslení, ale s vysokými nároky na zachování jemné a neměnné stopy písma, tedy při výrobě psacího prostředku opatřeného výměnnou psací vložkou, která je osazena z kompaktní plastické hmoty vyrobeným psacím hrotem, který je uvnitř, a to rovnoměrně se svojí podélnou osou, opatřen soustavou kapilár různých rozměrů a tvarů je použit pro výrobu výměnné psací vložky nízkotlaký polyethylen a vnitřní válcová plocha vyrobeného pláště výměnné psací vložky o vnitřním průměru 6 mm je opatřena souběžně s její podélnou osou rovnoměrně rozmístěnými pěti drážkami o šířce 1,7 milimetru a výšce 0,3 mm, přičemž délka drážek je 60 mm a celková délka pláště výměnné psací vložky je 90 mm.

Pokud se týká vnějších tvarů podle vynálezu vyrobených plášťů psacích prostředků, mohou být tyto válcové anebo podle požadavků též mnohostěny, a to nejčastěji šestihrany nebo osmihrany.

Uvedené příklady podle vynálezu vyrobených plášťů psacích prostředků zcela nevyčerpávají všechny možnosti provedení plášťů. Jejich konstrukce se může přizpůsobovat a měnit, a to v závislosti na typu, požadované funkci a účelu použití psacích prostředků, přičemž však ve všech případech zůstává zachována orientace drážek souběžně s podélnou osou plášťů psacích prostředků.

Plášť psacího prostředku v provedení podle vynálezu je možno s výhodou použít též pro výrobu psacích prostředků s psacími tekutinami založenými na bázi. nižších alifatických alkoholů anebo glykoletherů, dále je možné použít plášť pro výrobu psacích prostředků s psacími tekutinami na bázi směsi nižších alifatických alkoholů anebo glykoletherů s vodou.

Předmětu vynálezu je možno s výhodou použít u všech ostatních z polypropylenu anebo nízkotlakého polyethylenu vyráběných dutých, válcových předmětů, dále pak u dutých, válcových předmětů, jejichž tvar uvnltř je válcový a vnější tvar je mnohostěn, a to u předmětů vyráběných vstřikováním nebo vytlačováním a u kterých je z technického anebo estetického hlediska popřípadě z obou uvedených důvodů naprosto vyloučena deformace projevující se nestejnoměrným půlkruhovitým zakřivením. Jako příklad dutých, válcových předmětů je možno uvést nábojnice z plastických hmot, ampulky pro různé druhy tablet, součástky vodovodních armatur, různé druhy trubiček a podobně.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Plášť psacího prostředku se psacím médiem na vodné bázi, jehož vnitřní válcová plocha z polypropylenu nebo nízkotlakého polyethylenu je opatřena pravidelně nebo nepravidelně členěným povrchem, vyznačený tím, že souběžně se svojí podélnou osou je povrch (3) vnitřní části pláště (lj po (YNÁLEZU t/s až ^a/3 z celkového svého obvodu opatřen třemi až dvaceti drážkami o šířce 0,5 až 6 mm a výšce 0,1 až 2 mm a. délce, jejíž rozměr je v poměru k rozměru celkové délky povrchu (3) vnitřní části pláště (1) v rozmezí od 0,5 až 1 : 1.