DE8611675U1

DE8611675U1 - Ink cartridge for fountain pen or similar

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Publication number: DE8611675U1
Application number: DE19868611675
Authority: DE
Original assignee: Wl Gore & Co 8011 Putzbrunn De GmbH
Current assignee: Wl Gore & Co 8011 Putzbrunn De GmbH
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1987-08-13

Description

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Tintenpatrone für Füller oder dergleichenInk cartridge for fountain pen or similar

Die Erfindung betrifft eine Tintenpatrone für Füller oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs Solche Patronen sind als länglicher, hohler Rotationskörper aus Kunststoff ausgebildet, der mit Tinte oder einer sonstigen Schreibflüssigkeit gefüllt ist, am einen Ende verschlossen ist und am gegenüberliegenden Enciä einen Auslauf aufweist. Dieser Auslauf ist bei Wegwerfpatronen als durchstoßbare Schwachstelle, Kugelventil oder dergleichen ausgebildet, kann aber auch - etwa im Falle von Tuschefüllerpatronen - lediglich als offenes Ende der zylindrischen Tintenpatrone ausgebildet sein, welche auf den Schreibkopf des Tuschefüllers aufsetzbar ist. Im allgemeinsten Sinne betrifft die Erfindung aber auch die festeingebauten Tintenvorratsbehälter von patronenlosen Füllern, da die Grund-The invention relates to an ink cartridge for fountain pens or the like according to the preamble of the claim. Such cartridges are designed as an elongated, hollow rotating body made of plastic, which is filled with ink or another writing fluid, is closed at one end and has an outlet at the opposite end. This outlet is designed as a pierceable weak point, ball valve or the like in disposable cartridges, but can also - for example in the case of ink fountain pen cartridges - be designed as just the open end of the cylindrical ink cartridge, which can be placed on the writing head of the ink fountain pen. In the most general sense, however, the invention also relates to the permanently installed ink reservoirs of cartridge-free fountain pens, since the basic

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lagen der Erfindung auch hier anwendbar sind.aspects of the invention are also applicable here.

Während des Schreibens mit einem Füller wird in der Tintenpatrone vorhandene Tinte verbraucht, die - da die Patrone selbst nicht kollapsibel ist - durch Luft ersetzt werden ftluB. Dies geschieht in der Regel durch einen Luftkanal, der von irgendeiner Stelle des Füllers, vorzugsweise der Schreibspitze, her zum Auslauf führt und durch welchen Luft in die Patrone eingeführt werden kann, wenn diese aufrecht steht und der Auslauf nach oben weist, wie dies etwa dann der Fall ist, wenn eine Person den Füller in die Öffnung einer Jackentasche eingehängt mit sich führt.When writing with a fountain pen, the ink in the cartridge is used up and - since the cartridge itself is not collapsible - it has to be replaced by air. This is usually done through an air channel that leads from somewhere on the pen, preferably the writing tip, to the spout and through which air can be introduced into the cartridge when it is upright and the spout is pointing upwards, as is the case when a person carries the pen hanging in the opening of a jacket pocket.

Wenn der Füller erwärmt wird oder dessen Umgebungsluft einen Druckabfall erfährt, wie etwa beim Mitführen des Füllers im Flugzeug, dann entsteht im Inneren der Patrone ein Überdruck und es sollte Luft nach außen entweichen. Soweit der Füller aufrecht getragen wird und der Auslauf der Tintenpatrone nach oben weist, ist dieser Druckausgleich ohne weiteres möglich. Ist die Auslauföffnung jedoch von Tinte bedeckt, dann wird zwangsläufig diese durch den Entlüftungskanal nach außen gedrückt, soweit nicht das Rückschlagventil dem auftretenden Innen-Überdruck standhält.If the fountain pen is heated or the pressure in the air around it drops, such as when you take the pen on an airplane, then excess pressure will build up inside the cartridge and air should escape to the outside. As long as the fountain pen is carried upright and the ink cartridge spout is pointing upwards, this pressure equalization is easily possible. However, if the spout opening is covered with ink, then it will inevitably be pushed out through the vent channel unless the check valve can withstand the excess pressure inside.

Die Ausbildung des Belüftungskanals am Füller ist aufwending und erschwert die Herstellung besonders einfacher Schreibgeräte ganz beträchlich. Außerdem wird die Wirkung eines solchen Belüftungskanals oft dadurch gestört, daß durch austretende und antrocknende Tinte dieser Belüftungskanal zugesetzt wird, so daß keine ausreichende Belüftung mehr stattfindet. Stoßweise auftretender Nachschub der Schreibflüssigkeit und entsprechend unsichere Funktion des Schreibgerätes sind die Folge.The design of the ventilation channel on the fountain pen is complex and makes the manufacture of particularly simple writing instruments very difficult. In addition, the effect of such a ventilation channel is often impaired by the fact that the ink leaks out and dries and this means that there is no longer sufficient ventilation. The result is a burst of writing fluid and a correspondingly unreliable function of the writing instrument.

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Es wäre nun zwar grundsätzlich möglich, an der Tintenpatrone 6in oder ein weiteres Rückschlagventil anzubringen, welches den Einlaß von Lu£t ermöglicht, ilen Austritt von Schreibflüssigkeit aber verhindert.It would in principle be possible to attach a 6in or another check valve to the ink cartridge, which would allow air to enter but prevent writing fluid from escaping.

Um diesen Austritt aber zuverlässig verhindern zu können, ist eine Schließkraft für einen Ventilkörper erforderlich, welche von der eintretenden Luft erst überwunden werden muß. Andererseits muß aber der Austritt der Tinte so gleichmäßig wie hur möglich erfolgen. Eine solche Weiterbildung ist daher nicht möglich, da auch sie zu ungleichmäßiger, stockender Tintennachfuhr führen würde.In order to reliably prevent this leakage, a closing force is required for a valve body, which must first be overcome by the incoming air. On the other hand, the ink must be released as evenly as possible. Such a further development is therefore not possible, as it would also lead to uneven, halting ink supply.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tintenpatrone der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie ohne zusätzliche Einrichtungen am Schreibgerät und ohne die Gefahr der Verstopfung durch antrocknende Schreibflüssigkeit für deren ständige Nachfuhr sorgen kann.Based on this state of the art, the invention is based on the object of developing an ink cartridge of the type mentioned above in such a way that it can ensure its constant replenishment without additional devices on the writing instrument and without the risk of clogging due to drying writing fluid.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst&ldquor;This problem is solved by the features of the claim&rdquor;

Hierbei ist erfindungsgemäß zusätzlich zum Auslauf noch eine weitere Öffnung an der Tintenpatrone ausgebildet, welche von Sperrmaterial abgedeckt ist, das den Durchtritt, besser das Einsickern, von Luft von außen in das Innere der Tintenpatrone gestattet, aber etwa aufgrund besonders kleiner Porenöffnungen den Durchtritt der Schreibflüssigkeit von innen nach außen zuverlässig verhindert. Hierbei ist bevorzugt das Sperrmaterial so gewählt, daß es selbst einem Überdruck im Inneren der Tintenpatrone standhält, um in jedem Falle zu verhindern, daß Tinte bzw. Schreibflüssigkeit in das Sperrmaterial so weit eintritt, daß dessen Poren oder mit Poren vergleichbare Öffnungen verstopft werden.According to the invention, in addition to the outlet, another opening is formed on the ink cartridge, which is covered by a barrier material that allows air to pass through, or rather seep in, from the outside into the interior of the ink cartridge, but reliably prevents the writing fluid from passing through from the inside to the outside due to particularly small pore openings. The barrier material is preferably selected so that it can withstand even excess pressure inside the ink cartridge, in order to prevent ink or writing fluid from penetrating the barrier material to such an extent that its pores or openings comparable to pores are blocked.

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-Die mit Sperrmaterial abgedeckte zusätzliche Belüftungsöffnung kann grundsätzlich einen Teil der Umfangswand oder sogar die gesamte Umfangswarid der Tintenpatrone umfassen! Im letztgenannten Fall ist praktisch die gesamte Tintenpatrone aus dem Sperrmaterial gebildet)-The additional ventilation opening covered with barrier material can in principle cover part of the peripheral wall or even the entire peripheral wall of the ink cartridge! In the latter case, practically the entire ink cartridge is made of the barrier material)

das allenfalls noch versteift ist. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß auch bei vollständig gefüllter Tintenpatrone, in der nur noch eine kleine Luftblase enthalten ist, diese Luftblase gegen die zusätzliche Belüftungsöffnung anliegt, so daß die in der Luftblase enthaltene Luft bei einer Druckerhöhung im Inneren der Tintenpatrone ohne weiteres nach außen entweichen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der (Erfindung ist jBdoch die zusätzliche Belüftungsöffnung im vom Ablauf abgewandten Ende der Tintenpatrone angeordnet, da diese Anordnung die einfache und so zuverlässige Anbringung des Sperrmaterials ermöglicht, daß dieses seinerseits einem etwa entstehenden Überdruck im Inneren der Tintenpatrone standhält.which is at most stiffened. The particular advantage of this arrangement is that even when the ink cartridge is completely full and only contains a small air bubble, this air bubble rests against the additional ventilation opening, so that the air contained in the air bubble can easily escape to the outside if the pressure inside the ink cartridge increases. According to a preferred embodiment of the invention, the additional ventilation opening is arranged in the end of the ink cartridge facing away from the drain, since this arrangement enables the barrier material to be attached simply and reliably, so that it can withstand any excess pressure that may arise inside the ink cartridge.

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Als Sperrmaterial kann grundsätzlich jedes mikroporöse Material oder Vlies verwendet werden, wobei im letztgenannten Fall jedoch darauf zu achten ist, daß sich das Material seinerseits nicht mit der Schreibflüssigkeit tränken sollte. Gemäß einer ganz bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist aber das Sperrmaterial aus einer biaxial gereckten PTFE-Membran gebildet, wie sie in der DE-PS 21 23 316 beschrieben ist. Bei dieser Membran entstehen durch einen speziellen Reckvorgang Fibrillen, die Materialknoten miteinander verbinden. Zwischen den Fibrillen bilden sich feinste Schlitze, die zwar eine andere Form als die Poren irgendeines anderen mikroporösen Materials aufweisen, aber der Einfachheit halber nachfolgend mit "Poren" bezeichnet werden. Durch die Steuerung der Herstellungsparameter kann Länge und Abstand der Fibrillen eingestellt werden. Ein besonderer Vorteil liegt im vorliegenden Fall in der stark flüssigkeitsabweisenden und die AnhaftungIn principle, any microporous material or fleece can be used as a barrier material, although in the latter case, care must be taken to ensure that the material itself does not become saturated with the writing fluid. According to a very preferred embodiment of the invention, however, the barrier material is made of a biaxially stretched PTFE membrane, as described in DE-PS 21 23 316. In this membrane, a special stretching process produces fibrils that connect material nodes to one another. Very fine slits form between the fibrils, which have a different shape than the pores of any other microporous material, but for the sake of simplicity are referred to as "pores" below. By controlling the production parameters, the length and spacing of the fibrils can be adjusted. A particular advantage in this case is the highly liquid-repellent and adhesion

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&Igr; verhinderten Eigenschaft des PTFE: -hierdurch wird nicht nur ein Verkleben der der Schreibflüssigkeit zugewandten Oberfläche des Sperrmaterials verhindert, sondern die abweisende Wirkung einer solchen PTFE-Membran gegenüber der Schreibflüssigkeit ist selbst dann sehr groß, wenn die Schreibflüssigkeit mit Überdruck gegen die Membran angrenzt, ohne daß aber etwa der Luftdurchtritt in einer oder beiden Richtungen behindert würde. Wenn z.B. in einem Flugzeug während des Steigfluges ein mit der erfindungsgemäßen Tintenpatrone versehener Füller versehentlich mit der Feder, also mit dem Auslauf der Tintenpatrone, nach unten getragen wird, dann grenzt die Luftblase im Inneren der Tintenpatrone an die PTFE-Membran an, so daß ein Druckausgleich über die Membran hinweg stattfinden kann und der Füller selbst in dieser ungünstigen Lage nicht auslaufen kann.&Igr; prevented property of PTFE: -this not only prevents the surface of the barrier material facing the writing fluid from sticking together, but the repellent effect of such a PTFE membrane against the writing fluid is very great even when the writing fluid is pressurized against the membrane, without, however, impeding the passage of air in one or both directions. If, for example, in an airplane during a climb, a fountain pen equipped with the ink cartridge according to the invention is accidentally carried downwards with the nib, i.e. with the outlet of the ink cartridge, then the air bubble inside the ink cartridge is adjacent to the PTFE membrane, so that pressure equalization can take place across the membrane and the fountain pen cannot leak even in this unfavorable position.

Die Länge der Fibrillen wird mit "Po-The length of the fibrils is called "Po-

rengröße" umschrieben> wobei sich diese Porengröße auf die Durchlässigkeit, nicht aber die absolute Größe der freien ,; Volumen bezieht.Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung | ist eine Porengröße von 0,02 bis 5 &mgr;, vorzugsweise von 0,02 bis 0,2 &mgr; für normale Füllhaltertinte besonders vorteilhaft.pore size"> whereby this pore size refers to the permeability, but not the absolute size of the free "volume". According to a preferred embodiment | a pore size of 0.02 to 5 μ, preferably from 0.02 to 0.2 μ is particularly advantageous for normal fountain pen ink.

Da die PTFE-Membran in Hinblick auf ihre Durchlässigkeit, nicht aber ihre mechanische Festigkeit optimiert wird, ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß nur verhältnismäßig kleine Öffnungen von der Membran frei überspannt werden. Es wäre nun möglich, eine Vielzahl kleiner Löcher in die Wand bzw. den Boden der Tintenpatrone einzubringen und von innen oder außen her mit einer solchen Membran abziK'fuhijn. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist aber eine Trägerschicht vorgesehen, Welche vor der Anbringung an der Tintenpatrone zusammen mit der PTFE-Membran zu einemSince the PTFE membrane is optimized in terms of its permeability, but not its mechanical strength, it is advisable to ensure that only relatively small openings are freely covered by the membrane. It would now be possible to make a large number of small holes in the wall or the bottom of the ink cartridge and to seal them from the inside or outside with such a membrane. According to a preferred embodiment of the invention, however, a carrier layer is provided which, before being attached to the ink cartridge, forms a

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Laminat geformt wurde; hierbei kann die Trägerschicht ein- oder beidseitig der Membran angebracht sein; im letztgenannten Fall ist deren Schutz noch weiter verbessert .
5Laminate; the carrier layer can be attached to one or both sides of the membrane; in the latter case, its protection is further improved.
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Als Material für die Trägerschicht werden Gewebe aus Polyethylen oder Polypropylen, nicht gewebte Stoffe aus Polypropylen oder Polyester und Polyurethanschaum bevorzugt. Auch PVC ist geeignet; als ungewebte Stoffe kommen einstückig geformte Gitter oder Vliese in Frage.Fabrics made of polyethylene or polypropylene, non-woven fabrics made of polypropylene or polyester and polyurethane foam are preferred as materials for the carrier layer. PVC is also suitable; one-piece molded grids or fleeces can be used as non-woven fabrics.

Bei der Verwendung von Schaumstoff oder Vliesen ist jedoch darauf zu achten, daß dieses Trägermaterial auf der vom Innenraum der Tintenpatrone abgewandten Oberfläche der Membran aufgebracht ist, um zu verhindern, daß sich die Trägerschicht mit der Schreibflüssigkeit vollsaugt und hierdurch den Widerstand gegenüber dem Durchtritt von Luft drastisch erhöht.When using foam or fleece, however, it is important to ensure that this carrier material is applied to the surface of the membrane facing away from the interior of the ink cartridge in order to prevent the carrier layer from soaking up the writing fluid and thereby drastically increasing the resistance to the passage of air.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein einstückiges Gitter, eine sogenannte Lochfolie, aus Polypropylen ein- oder beidseitig mit der PTFE-Membran zusammenlaminiert, welche ihrerseits eine bevorzugte Porengröße von 0,2 oder 0,02 &mgr; aufweist. Die Dicke der Membran und der Lochfolie beträgt ca. 0,08 mm, wobei nach abgeschlossenem Laminierungsvorgang ein Laminat entsteht, welches eine Gesamtdicke von etwa 0,35 mm aufweist. Dieses Laminat weist eine außerordentlich hohe Festigkeit auf und hat den Vorteil, daß die Polypropylen-Lochfolie ohne weiteres mit dem thermoplastischen Kunststoff verschweißbar ist, aus welchem die Tintenpatrone gebildet ist.In a preferred embodiment, a one-piece grid, a so-called perforated film, made of polypropylene is laminated on one or both sides with the PTFE membrane, which in turn has a preferred pore size of 0.2 or 0.02 μ . The thickness of the membrane and the perforated film is approximately 0.08 mm, whereby after the lamination process is completed, a laminate is created which has a total thickness of approximately 0.35 mm. This laminate has an extremely high strength and has the advantage that the polypropylene perforated film can be easily welded to the thermoplastic material from which the ink cartridge is made.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; in dieser zeigt!The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the attached schematic drawing, which shows:

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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Tintenpatrone imFig. 1 an ink cartridge according to the invention in

Längsschnitt, und
Fig. 2 die Einzelheit II aus Fig. 1.Longitudinal section, and
Fig. 2 shows detail II from Fig. 1.

Die in der Zeichnung gezeigte Tintenpatrone weist eine einstückige Umfangswand 1 auf, die im wesentlichen als leicht konisches, rotationssymmetrisches Rohr ausgebildet ist, dessen Boden bzw. breiteres Ende offen ist.The ink cartridge shown in the drawing has a one-piece peripheral wall 1, which is essentially designed as a slightly conical, rotationally symmetrical tube, the bottom or wider end of which is open.

Am schmäleren, halsartig abgesetzten Ende ist ein Auslauf 2 angeordnet.An outlet 2 is arranged at the narrower, neck-like end.

Der Boden ist von einem Laminat 3 gebildet, welches das freie Ende der Umfangswand 1 abdeckt und in Bezug auf diese i?i einer Radialebene liegt.The base is formed by a laminate 3 which covers the free end of the peripheral wall 1 and lies in relation to it in a radial plane.

Das Laminat 3 ist aus einer PP-Lochfolie 4 und einer versureckten PTFE-Membran 5 gebildet, welche auf der Lochfolie 4 fest angebracht ist.
20The laminate 3 is formed from a PP perforated film 4 and a sealed PTFE membrane 5, which is firmly attached to the perforated film 4.
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Die Lochfolie 4 ist ihrerseits mit dem Ende der Umfangswand 1 verschweißt, so daß das Laminat 3 flüssigkeitsdicht mit der Umfangswand 1 verbunden ist.The perforated foil 4 is in turn welded to the end of the peripheral wall 1, so that the laminate 3 is connected to the peripheral wall 1 in a liquid-tight manner.

Der Innenraum der gezeigten Tintenpatrone ist mit Tinte gefüllt.The interior of the ink cartridge shown is filled with ink.

Soweit zwei Tintenpatronen der gezeigten Art hintereinan· derliegend in einem Füller untergebracht werden sollen, ist es von Vorteil, auf der Außenseite der PTFE-Membran 5 eine weitere Lochfolie aufzulaminieren, um das Laminat 3 so weit zu verfestigen, daß es selbst dann nicht durchstoßen werden kann, wenn sich der Hals der Umfangswand 1 bzw. der Auslauf 2 der hinteren Patrone auf dem Laminat 3 der davorliegenden Patrone abstützen sollte.If two ink cartridges of the type shown are to be placed one behind the other in a fountain pen, it is advantageous to laminate another perforated film onto the outside of the PTFE membrane 5 in order to strengthen the laminate 3 to such an extent that it cannot be penetrated even if the neck of the peripheral wall 1 or the outlet 2 of the rear cartridge rests on the laminate 3 of the cartridge in front of it.

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Die Erfindung betrifft nicht n»jr die gezeigte Tintenpatrone, sondern auch ein Schreibgerät, welches mit einer solchen Patrone oder einer ähnlichen Aufnahmekammer für die Schreibflüssigkeit ausgestattet ist.The invention does not only relate to the ink cartridge shown, but also to a writing instrument which is equipped with such a cartridge or a similar receiving chamber for the writing fluid.

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Claims

EXPECTATIONS

1. Ink cartridge for fountain pens or the like, with an elongated housing, at one end of which an outlet is arranged, characterized in that the housing wall (1) has an additional ventilation opening, which is closed with a barrier material (3) that is permeable to air but impermeable to ink.

2. Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the additional ventilation opening is arranged in the end of the ink cartridge facing away from the outlet (2).

3. Ink cartridge according to one of claims 1 or 2, characterized in that the barrier material is formed from a biaxially stretched PTFE membrane (5).

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4. Ink cartridge according to claim 3, characterized in that the fibril length in the membrane (5) corresponds to a pore size of 0.02 to 5 µm, preferably from 0.02 to 0.2 µm .

5. Ink cartridge according to one of claims 3 or 4, characterized in that the PTFE membrane (5) together with a carrier layer (4) forms a laminate (3) covering the additional ventilation opening.

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6. Ink cartridge according to claim 5, characterized in that the carrier layer faces the additional ventilation opening and is formed from a perforated film (4) made of thermoplastic material, preferably poly-15propylene.

7. Ink cartridge according to one of claims 5 or 6, characterized in that the PTFE membrane (5) is covered on both sides by a carrier layer (4).

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