DE925810C

DE925810C - Plastic closure for ballpoint pen

Info

Publication number: DE925810C
Application number: DEO2175A
Authority: DE
Original assignee: Osmior SARL
Current assignee: Osmior SARL
Priority date: 1951-02-28
Filing date: 1952-02-23
Publication date: 1955-03-31
Also published as: GB721473A; CH302178A

Description

AUSGEGEBEN AM 31. MÄRZ 1955ISSUED MARCH 31, 1955

O 2175XI70bO 2175XI70b

ist in Anspruch genommenis used

Gegenstand der Erfindung ist ein plastischer Verschluß für die Tintenrohre und Reservepatronen von Kugelschreibern.The invention relates to a plastic closure for the ink tubes and reserve cartridges of ballpoint pens.

Die gegenwärtig in Verbindung mit den Kugelspitzen bei Kugelschreibern benutzten Tintenrohre können in zwei Klassen eingeteilt werden, nämlich die, bei welchen der Querschnitt verhältnismäßig klein ist und deren Durchmesser größenordnungsmäßig 2 bis 3 mm beträgt, und die, deren Durchmesser größer als 3 mm ist.The ink tubes currently used in conjunction with the ballpoint pen on ballpoint pens can be divided into two classes, namely those in which the cross-section is proportionate is small and whose diameter is on the order of 2 to 3 mm, and those whose diameter is larger than 3 mm.

Die Fassungskraft der ersteren ist notwendigerweise durch die durch einen zweckmäßigen Gebrauch des Geräts bedingten Abmessungsbeschränkungen begrenzt, so daß sie nicht immer die vollständige Ausnutzung der Eigenschaften der Spitze gestatten.The grasp of the former is necessarily due to an appropriate use of the device-related dimensional restrictions, so that they are not always the complete Allow use of the properties of the tip.

Die zweiten besitzen zwar eine genügende Fassungskraft, es ist jedoch nicht möglich, die Tinte in dem Rohr durch die Kapillarität festzuhalten, so daß über der Tinte ein Verschlußorgan vorgesehen werden muß, welches das Ausfließen der Tinte bei einer Umkehrung des Geräts verhindern, aber gleichzeitig den beständigen Zufluß zu der Kugel während der Benutzung gestatten soll.The second ones have sufficient capacity, but it is not possible to use the ink in to hold the tube by the capillarity, so that a closure member is provided over the ink must be, which prevent the outflow of the ink when the device is reversed, but at the same time is intended to permit constant flow to the ball during use.

Man hat bereits vorgeschlagen, die Tintenrohre dieser Kugelschreiber mit Verschlußorganen zu versehen. Diese Anordnung arbeitet jedoch nur zufriedenstellend, wenn der Querschnitt des Tintenrohres über seine ganze Länge genau konstant bleibt. Dies scheidet praktisch die Benutzung von plastischen Massen zur Herstellung des Tintenrohres infolge der Unregelmäßigkeiten der durch Pressen dieser Massen durch eine Düse hergestellten Rohre aus. Einzig und allein ein Metallrohr kann zufriedenstellende Ergebnisse liefern; es besitztIt has already been proposed that the ink tubes of these ballpoint pens be closed with locking devices Mistake. However, this arrangement only works satisfactorily if the cross section of the ink tube remains exactly constant over its entire length. This practically separates the use of plastic masses for the production of the ink tube due to the irregularities of the through Pressing these masses through a nozzle made pipes. Only a metal pipe can do it deliver satisfactory results; it owns

jedoch den Nachteil, daß es teuer ist und daß das Tintenniveau nicht sichtbar ist.however, the disadvantage that it is expensive and that the Ink level is not visible.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Verschlußkolben aus einem starren Werkstoff durch eine geeignete Menge einer viskosen Flüssigkeit zu ersetzen, die von Tinte verschieden ist und vorzugsweise eine größere Viskosität als die Tinte besitzt, was theoretisch die Verwendung von Rohren aus einer plastischen Masse gestatten sollte.It has also been proposed that the sealing piston be made of a rigid material to replace an appropriate amount of a viscous liquid other than ink and preferably has a greater viscosity than the ink, which theoretically implies the use of tubes should allow a plastic mass.

ίο In Wirklichkeit hat die Praxis gezeigt, daß die verschiedenen vorgeschlagenen Flüssigkeiten keine befriedigenden Ergebnisse lieferten und daß die Viskosität nicht nur nicht zweckmäßig war, sondern unter den gegebenen Bedingungen ernsthafte Nachteile aufwies.ίο In reality, practice has shown that the various proposed liquids did not give satisfactory results and that the Viscosity was not only inadequate, but under the given conditions serious disadvantages exhibited.

Eine viskose Flüssigkeit gestattet nämlich infolge ihres Haftvermögens die anfängliche Bildung -eines -Meniskus, welcher die anfängliche Stabilität der Tinte gewährleistet. Nach Maßgabe der Erschöpfung der Tinte läßt jedoch die Schutzschicht auf der Wand des Rohres eine Schicht, deren Dicke der Viskosität des benutzten Stoffes proportional ist. Nach verhältnismäßig kurzer Benutzungsdauer höhlt sich die Schutzschicht in ihrem mittleren Teil trichterförmig aus, so daß die Tinte alsbald unmittelbar mit der Außenluft in Berührung kommt, so daß sie in gewissen Stellungen des Tintenrohres ausfließen kann.A viscous liquid allows the initial formation of one because of its adhesiveness -Meniscus, which ensures the initial stability of the ink. According to the exhaustion However, the ink leaves the protective layer on the wall of the tube a layer whose thickness is the Viscosity of the substance used is proportional. After a relatively short period of use The central part of the protective layer hollowed out like a funnel, so that the ink could immediately be drawn off comes into contact with the outside air, so that they are in certain positions of the ink tube can flow out.

Die Untersuchungen der verschiedenen Eigenschäften der in Betracht kommenden Flüssigkeiten dürfen sich daher nicht nur auf die Viskosität be-.schränken. Die Erfahrung zeigt vielmehr, daß von den zur Bildung von plastischen Verschlüssen in Betracht kommenden Stoffen oder Gemischen von Stoffen hauptsächlich die sogenannten erstarrten Flüssigkeiten geeignet sind, welche sich in Wirklichkeit in einem Zwischenzustand zwischen dem flüssigen und dem festen Zustand befinden, so daß ihre Viskosität nicht in Betracht gezogen werden kann, insbesondere weil sie nicht gemessen werden kann und auch besonders deshalb, weil sie mit dem Ruhezustand des betrachteten Stoffes veränderlich ist.The studies of the various properties the liquids in question must therefore not only be restricted to the viscosity. Rather, experience shows that of those used for the formation of plastic closures in Substances or mixtures of substances in question are mainly the so-called solidified ones Liquids are suitable, which in reality are in an intermediate state between the liquid and solid state, so their viscosity is not taken into account especially because it cannot be measured and especially because it is with the The state of rest of the substance under consideration is changeable.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß es sich bei den ,zu berücksichtigenden physikalischen Kenngrößen einerseits um den mittleren Eindringungs index bei den in Betracht kommenden Benutzungstemperaturen und andererseits um die Oberflächenspannung zwischen dem benutzten Stoff oder Gemisch von Stoffen und der Wand des Rohres handelt, wobei natürlich die Oberflächenspannung zwischen der Verschlußmasse und der Tinte nicht vernachlässigt werden darf.Experience has shown that it is the physical parameters to be taken into account on the one hand, the mean penetration index at the relevant usage temperatures and on the other hand about the surface tension between the substance or mixture of Substances and the wall of the pipe is involved, with of course the surface tension between the Sealing compound and the ink must not be neglected.

Nach der Erfindung wird ein plastischer Ver-Schluß für Tintenrohre und Reservepatronen von Kugelschreibern benutzt, der durch einen Stoff gebildet wird, welcher die Konsistenz von Vaseline hat, eine Dichte besitzt, die etwa gleich der der benutzten Tinte und zweckmäßig etwas kleiner als diese ist und sich nicht in der Tinte löst. Erfindungsgemäß ist dieser Stoff so beschaffen, daß er einen mittleren Eindringungsindex bei 25⁰¹C zwischen 200 und 400 (Index ASTM — D 217 — 44 T) hat und daß seine innere Spannung größer als die Oberflächenspannung zwischen ihm und der Tinte sowie zwischen ihm und der Innenfläche des Tintenrohres ist. Der Eindringungsindex ist eine Normgröße, wie sie z. B. in der Veröffentlichung »Mineraloele und verwandte Produkte« von Professor Z er b e 1952, S. 1014, Springer Verlag 1952, angegeben ist.According to the invention, a plastic closure for ink tubes and reserve cartridges of ballpoint pens is used, which is formed by a substance which has the consistency of petroleum jelly, has a density which is approximately equal to that of the ink used and suitably slightly smaller than this and does not dissolve in the ink. According to the invention, this substance is such that it has an average penetration ^{index at 25 01} C between 200 and 400 (index ASTM - D 217 - 44 T) and that its internal tension is greater than the surface tension between it and the ink and between it and the Inner surface of the ink tube is. The penetration index is a standard variable, as it is e.g. B. in the publication "Mineraloele and related products" by Professor Z he be 1952, p. 1014, Springer Verlag 1952, is given.

Die so beschaffene Masse wird flüssig auf die Tinte aufgespritzt und verbreitet sich auf der Oberfläche. Die Flüssigkeit erstarrt dabei langsam, und in halbflüssigem Zustand können etwaige Luftblasen an die Oberfläche aufsteigen. Dadurch werden spätere Störungen vermieden. Allmählich vergrößert sich die Konsistenz und erreicht etwa den angegebenen Wert .von 250 Einheiten des Eindringungsindex. Die Masse hat darauf eine Starrheit, die ausreichend ist, um das Ausfließen der Tinte zu verhindern. Der Pfropfen sinkt beim Verbrauch der Tinte nach, und bei der angegebenen Eigenschaft des Verschlußstoffes braucht kein Rohr für die Patrone verwendet zu werden, welches genau kalibriert ist, sondern es ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß auch Kunststoff rohre verwendet werden können, deren Durchmesser nicht immer gleichmäßig ist.The mass created in this way becomes liquid on the Ink splashes and spreads on the surface. The liquid slowly solidifies, and in the semi-liquid state, any air bubbles can rise to the surface. Through this later malfunctions are avoided. Gradually the consistency increases and reaches about the specified value of 250 units of the penetration index. The crowd has a rigidity on it, which is sufficient to prevent the ink from flowing out. The plug decreases with consumption according to the ink, and with the stated property of the closure material, no tube is required for the cartridge to be used, which is precisely calibrated, but it reveals the essential The advantage that plastic pipes can be used whose diameter is not always uniform is.

Zweckmäßig besteht der Verschlußstoff aus einem Gemisch von Dimethylpolysiloxan und einem Kieselerdegel. Auch kann als Stoff ein Gemisch eines alkylierten Abkömmlings der Polysiloxane und eines Kieselerdegels benutzt werden. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert: In ein Rohr mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 3 bis 10 mm, welches mit der Kugelspitze fest verbunden ist und die gewünschte Menge an Tinte enthält, wird unter Druck auf die Tintenschicht ein Gemisch von Dimethylpolysiloxan oder einem alkylierten Abkömmling der Polysiloxane und Kieselerdegel eingespritzt, so daß sich auf der freien Oberfläche der Tinte eine Schicht bildet, deren Höhe wenigstens gleich dem Durchmesser des Rohres ist, worauf während einiger Sekunden auf diese Schicht ein solcher Druck ausgeübt wird, daß eine innige Berührung zwischen der plastischen Masse und der Wand des Rohres entsteht.The closure material expediently consists of a mixture of dimethylpolysiloxane and a silica gel. A mixture of an alkylated derivative of the polysiloxanes and a silica gel can be used. An embodiment of the invention will be described in greater detail below explained: In a tube with a diameter of the order of 3 to 10 mm, which with The ball point is firmly attached and contains the desired amount of ink, is under pressure a mixture of dimethylpolysiloxane or an alkylated derivative of the Polysiloxane and silica gel are injected so that there is one on the free surface of the ink Layer forms the height of which is at least equal to the diameter of the pipe, whereupon during For a few seconds such pressure is exerted on this layer that an intimate contact is made between the plastic mass and the wall of the pipe.

Die Anteile der „Bestandteile des Gemisches werden in genauer Weise dadurch eingestellt, daß no diesem Probestoffe zugesetzt werden, welche aus sehr feinen Kohlekörnern bestehen. Dabei wird die Fortschreitungsgeschwindigkeit der verschiedenen Körner parallel zur Rohrachse von der Umfangszone nach der Achse zu festgestellt. Wird ein Gemisch erhalten, dessen Zusammensetzung eine konstante Geschwindigkeit für alle Körner ergibt, so erhellt daraus, daß die thixotropischen Kräfte ausreichend sind, damit sich die Verschlußmasse im ganzen verstellt und die Kaminbildung vermieden wird. Die Masse schmiegt sich dann selbst bei Unregelmäßigkeiten oder Querschnittsänderungen der Innenwand des Rohres eng an.The proportions of the "components of the mixture are set in a precise manner that no This sample substances are added, which consist of very fine grains of coal. The Speed of advance of the various grains parallel to the tube axis from the circumferential zone after the axis to be determined. If a mixture is obtained, the composition of which is constant Speed for all grains, it is evident from this that the thixotropic forces are sufficient are so that the locking compound is adjusted as a whole and the chimney formation avoided will. The mass then hugs itself even with irregularities or changes in cross-section Inner wall of the tube tight.

Es ist festgestellt worden, daß in dem Temperaturbereich zwischen 0 und 70° C, d. h. praktisch unter den kritischen Benutzungsbedingungen, dieIt has been found that in the temperature range between 0 and 70 ° C, ie practically under the critical conditions of use, the

plastische Masse tadellos ihre Rolle als Verschluß erfüllt und jedes unzeitige Ausfließen der Tinte verhindert. Man hat festgestellt, daß dann der Eindringungsindex des "Gemisches im Ruhezustand zwischen 226 und 279 liegt.plastic mass perfectly fulfills its role as a closure and any untimely outflow of ink prevented. It has been found that the penetration index of the "mixture at rest is between 226 and 279.

Die unter der Bezeichnung D C 7 im Handel befindliche Silikonmasse entspricht den geforderten Bedingungen.The silicone compound available on the market under the designation D C 7 corresponds to the requirements Conditions.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Plastic closure for ink tubes and reserve cartridges of ballpoint pens, which is formed by a substance which has the consistency of vaseline, has a density that is approximately equal to that of the ink used and is suitably somewhat smaller than this and does not dissolve in this ink characterized in that the substance has an average penetration index at 25 ° - C between 200 and 400 (index ASTM - D 217 - 44 T) and that its internal tension is greater than the surface tension between it and the ink, as well as between it and the inner surface of the Ink tube is.

2. Plastic closure according to claim 1, characterized in that it consists of a mixture consists of dimethylpolysiloxane and a silica gel.

3. Plastic closure according to claim 1, characterized in that it consists of a mixture an alkylated derivative of the polysiloxanes and a silica gel.

Reference documents: French patent specifications No. 939 504, 272.