DE1561848A1 - Kapillarvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Kapillarvorrichtung und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
dr. w. Schalk · dipping, peter Wirth
6 FRANKFURT AM MAIN
4. April 1967 B'.A. 12972
PW/Sr./Hd
THE POLYMER CORPORATION 2120 Fairmont Avenue, Reading, Pa. / U S A
Kapillarvorrichtung und Verfahren zu deren
Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf mit Kapillarwirkung arbeitende Vorrichtungen, nachstehend kurz "Kapillarvorrichtungen" genannt,
zur Lagerung und Abgabe bzw. Übertragung von Flüssigkeiten.
Es ist bekannt, Fasermaterialien derart zusammenzubündeln, daß zwischen den verschiedenen Pasern kleine kapillare Zwischenräume
entstehen. Solche Fasermaterialien werden- erfolgreich für verschiedene
Zwecke verwendet, ζ. B. für Dochte und dgl. Neuerdings
ist es besonders wünschenswert, derartige Kapillarvorrichtungen aus Fäden bzw« Fasern aus verschiedenen Kunstharzmaterialien
herzustellen, die in einfacher Form in Faserform verfügbar sind. In diesem Zusammenhang gönnen z. B. die Polyamide, Polyester,
Polyacetale, Polyolefine, Polyvinylchloride und Polycarbonate
■ /2 ■
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erwähnt werden. Aus diesen Kunstharzen hergestellte Fasern sind insbesondere bei der Herstellung von Kapillarvorrichtungen vorteilhaft,
weil sie unter üblichen Umgebungsbedingungen relativ inert sind, weil sie eine hohe Festigkeit besitzen, sich gut
halten, in bestimmten und einheitlichen·Durchmessern hergestellt werden können und leicht miteinander verbindbar sind.
Üblicherweise liegen diese Vorteile nicht vor, wenn Naturfasern, z. B. Baumwolle oder V/olle, verwendet werden, obwohl derartige
Naturfasern leicht erhältlich und erheblich billiger sind.
Bei der herkömmlichen Herstellung von Krpillarvorrichtungen aus
Kunstharzfasern ist es üblich, mehrere Fasern in bestimmten Abständen voneinander anzuordnen, um dadurch zwischen den verschiedenen
Fasern Kapillaröffnungen zu bilden, dur:;h die strömungsfähige
Medien bzw. Flüssigkeiten hindurchgefütrt bzw. hindurchgeleitet
werden können. Bei einer einfachen Kapillarvorrichtung dieser Art wird ein Bündel zylindrischer Fasern bzw. Faden in
axialer Richtung orientiert, und die Fasern v/erden an den Berührungspunkten miteinander verbunden. Diese Verbindung kann auf
herkömmliche Y/eise durch Verleimen, durch Verschmelzen unter Anwendung
von Wärme oder von Lösungsmitteln oder durch verschiedene Kombinationen derartiger Ve r bindungsart en erreicht v/erden. Die
Art und 7/erse sowie der Grad, bis zu dem die einzelnen Fasern
verbunden werden, ist von wesentlicher Bedeutung und bestimmt weitgehend die Eigenschaften der Kapillarvorrichtung. Durch die
*;tO\
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BAD ORIGINAL
I sj \J I UTU
' Verbindung werden nicht nur die Pasern in bestimmten Abständen
voneinander miteinander befestigt, wodurch, die Kapillarzwischenräume
entstehen, sondern durch, den Grad der Verbindung wird auch'
die Steifheit und Festigkeit^des Bündels und die Fließeigenschaften
der Medien bzw. Flüssigkeiten durch das Bündel beeinflußt.
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften dieser Kapillarvorrichtungen
sind insbesondere nicht nur dann von Bedeutung,
wenn die Ivapillt.rvorriclitung als ein Kanal für die Y,reiterbefÖrderung
von Flüssigkeiten dient, sondern auch dann, wenn das eine ihrer beiden linden dazu verwendet wird, Flüssigkeit auf -.eine
Fläche aufzutragen und über dieser Fläche zu verteilen. Übliche
Beit-piele von Kapillarvorriclitungeii dieser Art sind Sehmierstoffdoclrte
und Schreib spit 2 en bzw. Schreibgeräte. Bei derartigen An-"
wendung'sgebieten muß die Kapillarvorrichtung zusätzlich dazu,
daß durch sie eine geeignete Strömung der Flüssigkeit aufrechterhalten
wird, gute mechanische Eigenschaften und eine stabile, nicht-abnutsenäe Spitze haben. Da diese Art der Verwendung von
ICapillarvorrichtungen am meisten kritisch, ist und dabei die
höchsten Anforderungen gestellt" werden, bezieht sich die folgende
Beschreibung der Erfindung auch insbesondere auf eine Kapillarvorrichtung und die Herstellung von Kapillarvorrichtungen für
derartige Anwendungszweeke» Es wird Jedoch; darauf hingewiesen^
daß solche Vorrichtungen auch zu anderen Zwecken Verwendung:
finden können,, wie z. B. bei der BefÖtfdtermng "bzw* Weiterleitung,
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von Scljuierflüssigkeiten, und zwar sowohl bei Verwendung als
eine ständige Schmierflüssiglceitsleitung von einem Sammelbehälter
zu einem Lage.;:· als auch bei Verwendung als eine zeitweilig
benutzte Leitung, etv.a in Verbindung mit einer ölkanne; derartige ilapillarvorrichtungen lassen eich v, eitcrhin zur Weiterleitung
verschiedener flüssiger Brennstoffe, zur Beförderung und Weiterleitung und zum Auftragen von medizinischen und kosmetischen
Stoffen, ZUIi ".,'eiterleiten von Vaster, etv.a bei Befeuchtungseinrichtungen
und für verschiedene andere Zwecke verwenden, ciie für den Fachmann auf der Hand liegen.
Die meisten unter Verwendung von gebündelten Pasern hergestellten
Kapillarvorrichtungen haben zwar die mechanischen Eigenschaften, um eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit zu gewährleisten,
während sie jedoch hint:ichtlieh ihrer i'estigkeitseigenschaften
äußerst nachteilig sind. Die meisten Kapillarvorrichtungen,
diez. B. bei der Herstellung von Sclireibspitzen / ■bzw. Schreibgeräten mit guten Strömungseigenschaft-m verwendet
worden sind, sir.d weich, unterliegen einer großen Abnutzung
bzw. einem großen Abrieb, verbiegen oder deformieren sich in anderer ',/'eivse unter der Einwirkung des Sclireibdruckes und sind,
was am meisten störend ist, einem Ausfransen oder Ablösen der Pasern bzw. Schaden an dem ",nrle des Stifter unterworfen, wodurch
die Verwendungsmöglichkeit des Stiftes als ■ ein feines Schreibgerät
ausgeschaltet wird. Vorteilhafterwei;.e sollte außerdem
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die Auf Prägung s.spit ze in einer, anderen Weise hergestellt sein
-als das kapillare Material, das·vorzugsweire in dem eigentlichen
Flüssigkeitsbehälter bzw. .Plussigkeitsspeicher eingeschlossen ist. Die Spitze wird somit üblicherweise kleinere Kapillarräume
aufweisen, um eine bessere Festigkeit und eine Regelung '
bzw. Steuerung -der Flüssigkeitsströmung zu erhalten, während ■
andererseits die Kapillarräume innerhalb des Speichers in gewissem
Umfang größer sein werden. Um dieses zu erreichen, ist
es üblich, eine Spitze von dicht gepackten bzw. zusammengepreßten Fasern zu verwenden, während-der Raum innerhalb des Behälters bzw. Speichers mit locker gebündelten oder verfilzten
Stoffen gefüllt wird, die getrennt von der Spitze hergestellt werden.
Ausgehend von den geschilderten Kachteilen, die bei Verwendung.
von gebündelten Fasern auftreten, besteht somit eine, Aufgabe der
Erfindung darin, Kapillarvorrichtungen zu schaffen, die ohne Verwendung von gebündelten Fasern hergestellt werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kapillarvorrichtungen
zu schaffen, die aus billigen Rohstoffen, z. B. Naturfasern
hergestellt sind.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine einheitliche bzw. einstückige Kapillarvorrichtung zu schaffen, die sowohl zur Speicherung
als auch zur Abgabe bzw. Y/eiterleitung von Flüssigkeiten, ge-"eignet
ist.
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BAD
Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein Verfahren zur Herstellung einer Kapillarvorrichtung zu schaf-
-ungfen, die ein Abgabe- bzw. Auftragende mit kleinen IZapillarräumen
und einen Speicht-rteil mit größeren i.apillarrlluiaen hat; es
geht weiterhin darum, eine Abgabe- bzw. Auftr£,gungsspitze zur
Verfügung zu stellen, die eine Vielzahl von Kapillarri'.umen aufweist
und die im wesentlichen keiner Zerfaserung unterworfen ist; der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, Verfahren bzw.
llethoden zu schaffen, um längliche Eapillarvorrichturigen zur
Speicherung, Weiterleitung bzw. Beförderung und zum Abgeben bzw. Auftragen von Flüssigkeiten in kontinuierlicher 7eice herzustellen.
Zur lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe'wird eine
Xapillarvorrichtung zur Speicherung und zur Abgabe bzw. zum Auftragen
von Flüssigkeiten vorgeschlagen, die dadurch gekennzeieh-r
net ist, daß sie eine Anhäufung von beliebig bzw. willkürlich orientierten, locker zusammengepreßten und in der Hitze zusammengesinterten
Teilchen enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, eine locker zusammengepreßte,
willkürlich orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbarem Ilatorial in ein längliches Gehäuse einzuschließen,
den Umfang eines Teils des Gehäuses zu verringern und das Material
durch die Hitze zu sintern.
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Vorzugsweise be-r teht dac duijch Hitze sinterbare Iiaterial aus kur-
^on Latur-ZelluloBefarern, die mit einem durch Hit.ze schmelzbaren
. material überzogen sind, z. B. einem synthetischen thermoplastischen
Kara. Vorzugsweise wird dabei ein Teil des Gehäuses vor oder während
des Sinterns in oeiiiem j-urchmeEr er verringert, um dadurch
eine Abgabe- bzw. Auftragungsspitze zu bilden, die kleinere Eapillarräunie
und eine größere Festigkeit als der übrige Teil der
Vorrichtung aufweist.
Die Erfindung ',/ird im folgenden an Hand der beiliegenden 'Zeichnungen
ii'lhrr beschrieben. Ee zeigen:
•Fig*. 1 eine schematische Sclinittdarptellung einer
■ ... erfiiiciuiigς gemäßen IZapillarvorriclitung'j
Fig. 2 . einen fcliematif:cLen Arbeitsplan, der ein Verfahren
aur Herstellung einer Itapillarvörrichtung
entsprechend der Srfindung wiedergibt; ■
V'ig. 3 einen schematii-clien Arbeiteplan zur Illuetrierung
eine£ kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung
von !,■s.pill'arvorrichtungen er.tsj)recliend der Erfindui-g;
-
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten
lcvx ahrens stuf e bei der Herstellung einer IZaxji
vürrichtuiig entsprechend der Erfindung.
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' BAD ORIGINAL
In Pig. 1 ist schematisch eine Kapillarvorriehtung 1 wiedergegeben,
die insbesondere als Schreib- oder Markiervorrichtung verwendbar ist. Die Kapillarvorriehtung 1 hat ein Metallgehäuse 2, das
mit einem Docht bzw. einer dochtartigen Füllung 3 gefüllt ist. Der Docht 3 erstreckt sich kontinuierlich über die gesamte
Länge von dem geschlossenen Ende des Stiftes und endet außerhalb des Gehäuses in einer Schreibspitze 4. Dieser Docht besteht aus
einer Anhäufung von beliebig orientierten, lose zusammengedrückten kurzen fasern, die unter Hitzeeinwirkung zu einem formbeständigen
Gegenstand gesintert worden sind. Yor oder während des Sinterns wird die Schreibspitze 4 dadurch gebildet, dc.ß die
Fasern des Dochtes mehr als diejenigen Fasern, welche sich innerhalb des l-Zör^ers des Iletallgehäuses 2 befinden, verdichtet
bzw. zusammengepreßt v/erden. Der Stift wird anschließend mit einer (nicht dargestellten) SclireibflüFsigkeit gefüllt, die innerhalb
der Kapillarräume des Dochtee festgehalten wird. Der Docht 3 bildet auf diese Weise sowohl einen Speicher zur Speicherung
der Sc: .reibflüssigkeit und eine Abgabespitze zum Auftragen
der Flüssigkeit auf eine Schreibfläche.
Die Bildung der Schreibspitze 4 durch Zusammenpressen des Dochtes 3 ist von wesentlicher Bedeutung. An erster Stelle wird dadurch
der Durchmesser des Dochtes in ausreichendem Umfang verringert, so daß überhaupt eine Verwendung als Schreibspitze möglich ist.
An zweiter Stelle wird durch dieses Zusammenpressen die Festig-
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keit der Schreibspitze 4 erhöht, so daß sie gegenüber Abnützung
widerstandsfähig wird und eine brEOLchbare Lebensdauer hat. Drittens
werden dadurch, daß die Pasern innerhalb der Elpitze 4 mehr
als die Pasern innerhalb des Hauptteils des Dochtes 3 zusammengepreßt
werden, die Kapillarräume verringert, so daß eine Regelung
der Geschwindigkeit, mit der die Schreibflüssigkeit von dem Stift abgegeben wirdj,! erhalten wird.
Die Markiervorrichtung 1 hat wie dargestellt einen Clip 7, der z. B. mittels einer Niete 6 an dem Metallgehäuse 2 befestigt
ist. Dadurch wird die Befestigung, der Markiervorrichtung inner- \
halb einer Tasche oder dgl. möglich. '- ,
In Pig. 2 ist ein einfacher Arbeitsplan in schematischer Darstellung
wiedergegeben, durch den ein Verfahren zur Herstellung
der Markiervorrichtung entsprechend Pig. 1 illustriert wird. Einfach ausgedrückt wird sinterfähiges Material locker zusammengedrückt
bzw. verdichtet und in einer Metall- oder Plastik- : fal4e eingewickelt, etwa in ähnlicher Weise wie Zigarettenpapier
um losen Tabak herumgewickelt wird. Die Metall- oder
K Kunststoffolie kann, nachdem sie sich in ihrer richtigen Stel-V
lüng befindet, ζ. B. durch Verkleben, Hitzeverkleben oder dgl.
/gesichert bzw. festgehalten werden.
Γ v;;i)as-mit dem locker verdichteten:;Material gefüllte Röhrchen wird
* \ an seinem einen Ende im Durchmesser verringert, etwa durch Pres-
, ; 0098H/030* .'
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- ίο -
sen oder Einziehen. Wie oben bereits erwähnt, v/ird dadurch das
Material zusammengepreßt, um eine Schreibspitze zu bilden, iiachdem
die Schreibspitze gebildet worden ist (oder während der Zeit, während der sie gebildet wird) wird das Röhrchen in einen Ofen
gegeben und das Material innerhalb des Röhrchens gesintert, um einen formbeständigen Gegenstand zu ergeben. Das Röhrchen wird
dann aus dem Ofen herausgenommen, und eine Spitze wird an dem Ende des verringerten Durchmessers zugeschärft, indem ein Endabschnitt
des Röhrchens abgeschliffen oder in anderer Weise entfernt wird, um die gesinterte Spitze freizulegen. Abschließend wird
eine Markiervorrichtung oder ein Schreibstift dadurch hergestellt, daß das Röhrchen mit einer Schreibflüeeigkeit gefüllt wird und
eine Kappe oder eine andere Verschlußeinrichtung über' dem offenen Endteil des Röhrchens befestigt wird. Eine bevorzugte Methode
zum Verschließen des offenen Endes des Röhrchens besteht darin, dieses z. B. durch Zusammendrücken auf sich selbst umzubiegen.
Dadurch wird ein kleines Loch in dem Ende des Röhrchens gelassen, wobei dieses Loch, wie in Pig. 1 dargestellt, dazu verwendet
werden kann, eine Hiete aufzunehmen, die die Öffnung verschließt und
gleichzeitig ein Mittel zur Befestigung des Clips 7 bildet.
Das an Hand von l?ig. 2 beschriebene Verfahren kann entweder
stückweise durchgeführt werden, indem jedes Röhrchen einzeln gerollt wird, oder es kann kontinuierlich durchgeführt werden,
indem ein langes kontinuierliches Rohr durch spiralförmiges
Aufwickeln gebildet wird, wobei gleichzeitig das durch Hitze
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sinterbare Material in das Rplir eingefüllt wird.. Im letzteren
Fall kann das kontinuierliche Rohr in regelmäßigen Abständen
zu?ammengeörückt oder eingezogen werden, um ein Rohr 11 zu bilden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Nachdem dieses -durchgeführt
irt und vorzugsweise nach dem Sintern wird das Rohr in
einzelne Längen -zerschnitten,"um dadurch einzelne Schreibgeräte
zu bilden. .Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die kontinuierliche bzw. durchgehende Länge 11 sowohl in der Mitxe des.eingezogenen
Teils 12 als auch" in der Mitte 13 des nicht eingezogenen
Teils"zerschnitten. Die einzelnen auf diese" V/ei pe gebildeten
Einheiten können dann wie oben beschrieben zügeschliffen werden,
um eine Spitze zu bilden und dann mit Flüssigkeit gefüllt werden.
Entsprechend einer v/eiteren Methode, wie sie in Fig. 3 skizziert
ist, kann ein kontinuierliches bzw. durchgehendes Rohr aus luftdurchlässigem
Laterial, wie z. B. porösem Papier-, gebildet werden und das sinterfähige Material kann mittels einer B.eifIocksmmg
pistole unter Druck in das Rohr eingeblasen werden. Da das Rohr
auc porösem Materiel "besteht, kann die Luft entweichen und das
flockige liia.terial- wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit
eingefüllt und"in Abhängigkeit von dem durch die Pistole erzeugten Luftdruck in gleichmäßigem Umfang verdichtet. Bei dieser
Ausführungsform ist es natürlich später notwendig, "das poröse
Rohr mit einer flüss.igkeitsundurehläesigen Schicht einzuhüllen,
die die Tinte bzw. Schreibflü&sigkeit innerhalb des Schreibgerätes
festhält. Dieses kann z. B. dadurch,erfolgen, daß ein spiral-
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förmiges Rohr aus Lletall oder Kunststoff un das poröse Rohr
kerumgewickelt wira. Sin dafür geeignete·.. Llaterial ist eine
Aluminium-Folie, die an einer Seite mit Polyäthylen beschichtet
ist. Die Folie wird um das innere Rohr herumgewickelt und die überlappenden Säume der Aluminium-Folie werden dann durch die
Anwendung von Hitze, durch die die Polyäthylenschicht geschmol-ζen
wird, verschweißt.
Wie oben beschrieben, kann das auf diese V/ei:-e gebildete kontinuierliche
bzw. durchgehende Rohr in regelmäßigen Abständen eingezogen oder eingeschnürt werden und dann gesintert werden.
In einigen Fällen kann es erwünscht und vorteilhaft sein, das lose verdichtete Material geringfügig vor dem Einziehen zu sintern.
Aus der bisherigen Beschreibung läßt sich entnehmen, daß bei
diesem Verfahren eine gro£e Anpassungsfähigkeit bzw. Abwoidlungsfähigkeit
gegeben ist, z. B. durch Verändern des Verdichtungsdrucks der Teilchen, durch Verändern des Grades, bis zu dem die
Spitze zusanciengear...ckt wird und durch Verändern der Zeit und
Temperatur, während der bzw. bei der das Sintern erfolgt. Durch sämtliche dieser variablen Größen wird die prozentuale offene
Fläche innerhalb der Kapillaren ebenso wie die Größe der Kapillaren selbst beeinflußt. Dadurch und in Kombination mit der Oberflächenspannung
der ausgewählten Tinte bzw. Schreibflüssigkeit werden die Abgabe- bzw. Ausströmeigenschaften des Schreibgerätes~
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BAD ORIGINAL
geregelt bzw. "bestimmt. Als eine allgemeine Regel kann festgestellt
werden, dair die Porengröße- der Kapillare ausreichend klein
sein mvL'l, um die. Schr^ibfiüssigiceit innerhalb det Schreibgeretes
festzuhalten, ohiie daß diese austropft, während die icOrengröße
gleichzeitig groß genug sein muß, um eine gleichmäßige und
gleichförmige Abgabe zu ermöglichen, ohne daß ein Versiegen
bzw, lintrocknen an der tclireibspitze eintritt.
Die Materialien, die zur Bildung eines Dochtes entsprechend der
Erfindung verwendet werden können, müssen in der Lage sein, unter Einwirkung von Hitze gesintert zu werden, während ihre
Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit nicht in besonderem llaße
kritisch ist. Es 1st jedoch vor zuziehen, daß die Teilchen entweder einen unregelmäßigen Querschnitt haben oder als zerhackte
Pasern eine langgestreckte Form haben, um in maximalem Umfang
Kapillarräume zu bilden, die willkürlich bzw. beliebig zueinander
angeordnet sind. "Vorzugsweise zu verwendende Materialien
bestehen z. B. aus zerhackten fasern,aus thermoplastischen Harzen
so wie sie bereits in Verbindung mit Kapillarvorrichtungen
aufgezählt wurden, die aus gebündelten Fasern hergestellt sind.
Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es außerdem insbesondere wünschenswert und vorteilhaft, natürliche Zellulosefasern und
insbesondere Abfallstaffe zu verwenden, indem diese ''naturlichen
Fasern mit einer Umhüllung versehen werden, so daß sie zusammengesintert
werden können. Die umi.daa ZelXulosema-terial herumge^
fv legte UmMiliim^ sollte hatürlioit. in der Hitze schmelzbar sein,
;;::n/oso? mmmM /u
und kann aus einen thermoplastischen oder in der Hitze auehärtbaren
Harz bestehen, Aus Gründen einfacher Handhabung ur.d infolge ihrer geringen Kosten bilden die Polyolefine, z. 3. Polyäthylen,
ein bevorzugtes Material zum Umhüllen dieses Zellulosefasermaterials.
Eine für die Verwendung als ein Markieretift geeignete ICapillarvorrichtung
wurde entsprechend dem folgenden Verfahren hergestellt. Bin Glasröhrchen von 12,7 cm Länge und 8 mm Innendurchmesser
wurde mit fein ver- bzw. zerteilten Fasern gefüllt, die
von der national lead Co. unter dem Warenzeichen "iialcon" vertrieben
werden. Dieses lialcon-Material bestand aus ITatur-Zellulose,
die mit einer Oberflächenschicht aus Polyäthylen in einem Surpensions-Polymerisations-Verfahren
überzogen worden war.
Die Fasern hatten einen mittleren Durchmesser von 0,03 mm und eine länge zwischen etwa 0,3 bis 0,75 nun. Das Schüttgewicht der
Fasern-beträgt, wenn sie locker verdichtet werden, z. B. durch
leichtes Anklopfen an den Behälter, in dem sie sich befinden, 0,09 g/cm . !lach Zusammenpressen mit einem Druck von 0,42 kg/cm
beträgt das Schüttgewicht 0,14 g/cnr und bei einem Preßdruck
von 0,7 kg/cm2 beträgt es 0,173 g/cm5.
iraohdem das Glaeröhrchen mit- diesen fasern gefüllt worden war,
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wurden- pie mit einem-Druck ν,οη 0,5 kg/cm zusammengepreßt, wodurch
sich ein Schüttgewicht von 0,155 g/cm ergab.
Eine 1,3 cm lange Aluminium-Polie wurde als eine Verlängerung
um das eine Ende des Glasröhrchens herumgewickelt und ebenfalls
mit den Pasern gefüllt. Dieser Endabschnitt wurde jedoch zusammengedrückt,
und zvar bei Drücken von etwa 3,8 kg/cm ,'um die
!Fasern .zutenmenzjj.pressen und eine Schreibspitze zu bilden. Der
zusammengesetzte Gegenstand wurde dann in einen Ofen gegeben,
und die Pasern wurden etwa 20 Minuten lang bei 177 C gesintert.
Kachdem das Glasröhrchen auf Raumtemperatur abgekühlt war, würde
es mit Tinte bzw. Schreibflüssigkeit gefüllt und an seinem freien Ende verstöpselt. Me Tinte wurde schnell von dem aus den gesinterten Pasern bestehenden Docht absorbiert und zu der Schreibspitze
hingeleitet. v7enn dieses Gerät dazu benutzt wurde, um
auf Papier zu schreiben, wurde festgestellt, daß die Schreibspitze
sich glatt über die Oberfläche ohne-irgendwelche Kratzer bewegen
ließ, Die Tinte wurde leicht durch die' Schreibspitze·abgegeben
und ergab eine gleichmäßige Linie aus Tinte auf dem Papier. Obwohl
die Spitze leicht die Tinte abgab, hielt sie diese zurück,
wenn sie nicht in Kontakt mit dem Papier war, wobei auch nicht in irgendeiner«anderen Yfeise ein Austropfen oder Auslecken auftrat.
- .-. ■
. ■ ■ ι
Verschiedene zusätzliche Schreib- bzw. Marlcierungsgeräte wurden ,
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ORIG1NAL
in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Techniken angefertigt,
wobei die Yerdichtungsdrücke und die Sinterzeit und Bintertemperaturen
geringfügig, verändert wurden. Es wurde festgestellt,
daß ein Lli'nimum etwa bei 10 lüinuten und etwa 127° C lag, während
das naximum etwa bei 30 Minuten und 177° C lag, ohne daß
eine Zersetzung zu beobachten war. Dabei wurden unter Beibehaltung von geeigneten Strömungsgeschwindigkeiten Spitzen mit
Shorehärten zwischen etwa 55 und 80 (A-2 Skala) erhalten.
Es wurde ebenfalls festgestellt, daß während des Schreibens mit
diesem Markier- bzw. Schreibgerät die "Tinte über die gesamte Fläche der Spitze abgegeben wurde. Dies resultiert aus der Tatsache,
daß die Kapillarvorrichtungen, welche in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden waren, willkürlich orientierte
Zapillaren haben. Auf diese Y/eise kann die Tinte nach allen Richtungen durch die Spitze abgegeben werden, d. h. es
liegt keine Beschränkung in axialer Strömungsrichtung vor, wie es mit Spitzen üblich ist, die aus gebündelten Fasern bestehen.
Wie bereits oben erläutert, ist das Ausmaß der Verdichtung der Teilchen innerhalb dieser Kapillarvorrichtung von einiger Bedeutung,
da/ dadurch in Kombination mit der Oberflächenspannung
der Tinte die Abgabecharakteristiken des Gerätes geregelt bzw. eingestellt werden. Es ist herausgefunden worden, daß, wenn die
Teilchen so verdichtet werden, daß sie etwa 10 bis 40 # des Raumes des Gerätes bzw. der Vorrichtung ^einnehmen, geeignete
Strömungseigenschaften erhalten werden können.
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• ■ - ■ BAD ORIQJNAL
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Es"wird darauf hingewiesen, daß bei der bisherigen Beschreibung
der Erfindung davon ausgegangen ist, daß, wenn ein Ende der Kapillarvorrichtung etwa durch Einziehen, Einschnüren oder Eindrücken
imDurchmesser verringert worden ist, das das verdichtete
Material· umgebende Gehäuse deformiert bleibt und die Materialien eng verdichtet innerhalb der Spitze festhält. In einigen' Fällen
mag das jedoch nicht der Pail sein, und zwar dann, wenn das Ge-'
häuse aus bestimmten Materialien hergestellt ist, z. B. Kunststoffen, kunststoffbeschichtetem Papier oder Pappe. Bei solchen
Materialien kann eine Spitze gebildet werden, wenn z. B. ein Metallband um den Teil des Gehäuses herumgewickelt wird, wo es
erwünscht ist, eine Schreibspitze zu bilden, und zwar vor dem
Einziehen, Einschnüren oder Eindrücken.
0.08.8 H/ 0 302 bad
Claims (4)
- Dr. W.SchalkDi/i.-lng. G. Dannenberg
4. April 1967 Dr. V. Schmied-Kowarzik iß The Polymer CorporationPW/Sr./Hd Dr. P. Weinhold A% B.A. 129726 Frankfurt a. Main
- Gr. Eschenheimer Str. 39P a tentansprüche :1· Kapillarvorrichtung zur Speicherung und Abgabe von Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch eine Anhäufung von beliebig ungeordnet, willkürlich orientierten, lose verdichteten, in der Hitze zusammengesinterten Teilchen (3). - 2. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lose verdichteten Teilchen (3) etwa 10 bis 40 fa des Volumens der Vorrichtung (1) einnehmen.
- 3. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) im wesentlichen die ]?orm. eines länglichen Zylinders hat.
- 4. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein starres, flüssigkeitsundurchlässiges Gehäuse (2), das an einem seiner Enden offen ist, einem aus der durch Hitze gesinterten Anhäufung gebildeten Docht, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, dieses im wesentlichen ausfüllt und sich durch das offene Ende des Gehäuses bis zu einer außerhalb des Gehäuses liegenden Spitze (4) erstreckt, wobei der Teil des Dochtes außerhalb des Gehäuses (2) mehr verdichtet ist als der Hauptteil des sich innerhalb des Gehäuses befindenden Dochtes./2bad 0098U/0302. 5· Kapillarvorriclituiig nach, Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Dochtes, welcher mehr verdichtet ist, eine "belastbare Fläche "bildet, derart, daß er, wenn er gegen eine Fläche angedrückt wird, an diese Fläche eine Flüssigkeit abgibt.6. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet,, daß die gesinterten Teilchen etwa 1.0 bis 40 <fo des Volumens des Dochtes einnehmen.7. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine langgestreckterohrförmige Gestalt hat, und der Docht axial innerhalb des Gehäuses liegt.8. Kapillarvorrichtuiig nach einem oder mehreren der Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberflächen der Teilchen aus einem synthetischen harzartigen Material bestehen. '9. Kapillarvorrichturig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische harzartige Material ein Thermoplast ist.10. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus faserigem Material bestehen, das mit einem thermoplastischen synthetischen Harz beschichtet ' ist.::;-v" ' * 0098 U/0302 ' /3BAD ORIGINAL-ν-11. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast ein Polyolefin ist.12. Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die· Teilchen in der Form von kurzen Fasern vorliegen.13· Kapillarvorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Material Natur-Zellulose ist.14. Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren' der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dai die Flüssigkeit eine Schreib- bzw. Llarkierungsflüssigieit oder ein Gleitmittel ist.15· Verfahren zur Herstellung einer Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß eine lose verdichtete, beliebig orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbaren Teilchen in ein langgestrecktes Gehäuse gefüllt werden, der Umfang eines Teils des Gehäuses verringert wird und die Teilchen innerhalb des Gehäuses gesintert werden.16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die durch. Hitze sinterbaren Teilchen im wesentlichen gleichzeitig während der Bildung des Gehäuses in dieces eingefüllt werden./4 0 0 98U/0302SAD ORiGiNAL1-7·" Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kapillarvorrichirungen gleichzeitig dadurch hergestellt werden, daß kontinuierlich ein Gehäuse in Form eines Rohrs gebildet wird, eine locker verdichtete, beliebig orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbaren Teilchen im wesentlichen gleichzeitig mit der Bildung des Rohrs in dem Gehäuse eingeschlossen werden, der Umfang des Gehäuses in bestimmten Abständen entlang der Länge des Gehäuses verringert wird, die Teilchen innerhalb des Gehäuses gesintert werden, das Gehäuse in bestimmten Abständen zerschnitten wird, um mehfere.Kapillarvorrichtungen zu bilden, die an einem ihrer Enden einen verringerten Umfang haben* eine Abgabespitze an diesem einen der beiden Enden freigelegt wird, die Kapillarvorrichtung mit einer Flüssigkeit gefüllt wird und das größere Ende der Kapillarvoirichtung verschlossen wird. ;18. Verfahren nach Anspruch 1.5, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet," daß das Gehäuse flussigkeitsundurchlässige· Seitenwände hat.19. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse poröse Seitenwände hat.20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Hitze eintcrbaren Teilchen in das poröse Gehäuse durch Einblasen der Teilchen in das Gehäuse mittels Druckgas eingefüllt werden." - "■■■ -.. :: ■.■·■ ■■ '■ -ν : /5 ;■00981Λ/0302BAD ORIGINAL21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Gehäuse mit einem äußeren undurchlässigen Höhrchen bzw. Rohr umhüllt wird.Der Patentanwalt;009814/0302
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2914154A1 (de) * | 1978-05-02 | 1979-11-22 | Baumgartner Papiers Sa | Schreibstift und verfahren zu dessen herstellung |
DE3207074A1 (de) * | 1982-02-26 | 1983-09-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schreibelement mit piezoantrieb fuer registrier- und aufzeichnungsgeraete |
DE29513856U1 (de) * | 1995-08-29 | 1995-10-26 | MAHA The Nail Co M. Odenthal GmbH, 50667 Köln | Ausgabeeinrichtung |
DE102007008352A1 (de) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Spitze für Schreib-, Zeichen- und/oder Markiergeräte |
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1967
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- 1967-04-07 GB GB1599967A patent/GB1158760A/en not_active Expired
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EP1961580A3 (de) * | 2007-02-20 | 2012-08-29 | J.S. Staedtler GmbH & Co KG | Spitze für Schreib-, Zeichen- und/oder Markiergeräte |
Also Published As
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GB1158760A (en) | 1969-07-16 |
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