KR20050103508A - 투명 또는 반투명 관형 구조체 - Google Patents

투명 또는 반투명 관형 구조체 Download PDF

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KR20050103508A
KR20050103508A KR1020057015906A KR20057015906A KR20050103508A KR 20050103508 A KR20050103508 A KR 20050103508A KR 1020057015906 A KR1020057015906 A KR 1020057015906A KR 20057015906 A KR20057015906 A KR 20057015906A KR 20050103508 A KR20050103508 A KR 20050103508A
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칭핑 첸
마이클 티. 노왁
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빅 코포레이션
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Abstract

본 발명은 일반적으로 필기 매체의 깨끗한 배출을 나타내고, 바람직하게는 사용자가 필기 매체를 쉽게 볼 수 있는 필기 매체 용기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 필기 매체의 깨끗한 배출을 나타내고, 바람직하게는 사용자가 필기 매체를 쉽게 볼 수 있는 필기 매체 용기의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 내부 층 및 외부 층을 공압출하여 필기 매체 용기를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 액체의 깨끗한 배출을 나타내고, 바람직하게는 사용자가 액체의 상대적인 존재 또는 부재를 쉽게 볼 수 있는 다층 관형 구조체에 관한 것이다.

Description

투명 또는 반투명 관형 구조체{Transparent or Translucent Tubular Structure}
본 발명은 일반적으로 사용자가 필기 매체를 쉽게 볼 수 있을 뿐 아니라 유리하게는 필기 매체가 용기를 통해 필기구 팁(tip)으로 실질적으로 깨끗하게 배출되는 필기 매체 용기, 및 이 필기 매체 용기를 함유하는 필기구에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 필기 매체 용기 및 이를 함유하는 필기구를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사용자가 내부의 액체 매체를 쉽게 볼 수 있을 뿐 아니라 유리하게는 액체 매체가 관형 구조체를 통해 실질적으로 깨끗하게 배출되는 다층 관형 구조체, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
필기구는 사용되는 동안에 소모되는 선택된 양의 필기 매체, 예컨대 잉크로 충전된 필기 매체 용기, 예컨대 잉크 관을 함유한다. 때때로, 필기 매체는 용기의 표면에 찌꺼기를 남긴다. 이러한 찌꺼기를 제거하지는 않을지라도 그의 양을 감소시켜서 가능한 한 적은 양의 필기 매체가 찌꺼기로 남도록(즉 낭비되도록) 하는 것이 바람직하다.
또한, 필기 매체 용기는 내부의 필기 매체가 관찰될 수 있도록 투명 또는 반투명인 것이 종종 바람직하다. 용기를 들여다보는 것이 실질적으로 방해받지 않고(거나) 용기 중 필기 매체 함량이 쉽게 측정될 수 있도록 찌꺼기가 가능한 한 적은 것이 또한 바람직하다. 필기 매체 용기가 투명 또는 반투명일 경우, 사용자는 용기 내부의 필기 매체의 수준을 알 수 있다.
필기 매체 수준이 변함에 따라 필기 매체 용기의 내면에 찌꺼기가 거의 또는 전혀 남지 않으면, 필기 매체 용기가 깨끗한 배출을 나타낸다고 한다. 알 수 있는 바와 같이, 깨끗한 배출은 투명 또는 반투명 필기 매체 용기에서 사용자가 용기 안에 남은 필기 매체의 양을 정확하게 측정할 수 있도록 하기에 바람직하다.
어떤 물질이 액체, 예컨대 이 경우 필기 매체에 대해 (그의 점도와 무관하게) 깨끗한 배출을 나타낼 경우, 상기 물질은 통상 상기 액체에 대해 항습윤성도 나타내며, 이것은 전형적으로 그 물질이 그 액체보다 상당히 낮은 표면 에너지를 가짐을 의미한다. 상대적으로 고상인 물질과 상대적으로 액상인 물질 간의 표면 에너지 차이 (예컨대, 보다 엄밀하게는, 필기 매체의 표면 장력과 용기 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이)는 액체가 물질 표면과 회합 (예컨대, 표면 위에 퍼짐)하기보다는 그 자신과 회합하는 것을 더 선호하는 것에 의해 명백해진다. 반드시 다 그런 것은 아니지만, 일반적으로, 주어진 액체에 대해 항습윤성을 나타내는 물질은 또한 주어진 액체가 물질의 내부로 또는 물질을 통과하여 확산, 수착 또는 투과하는 것에 대해, 예컨대 주어진 액체의 증발에 대해 효과적인 차단성을 나타낼 것이다. 필기 매체 용기 내의 항습윤성 물질의 효과적인 차단성은 필기 매체가 비교적 휘발성인 액체 (예컨대, 물, 아세톤, 부틸 아세테이트 등)를 기초로 할 때 그것이 용기를 통해 확산 또는 투과하여 증발하는 것을 방지, 제어 또는 억제 (이하, 부당하게 제한하려는 의도없이 "제어"라 함)하기 위해 특히 바람직하다.
항습윤성 또는 깨끗한 배출을 어느 정도 나타내는 필기 매체 용기에 사용되는 물질에 대한 종래 기술의 예가 있으나, 이들 물질 중 어느 것도 투명 또는 반투명 물질인 것으로 개시되지는 않았다. 투명 또는 반투명 물질은 필기 매체 용기의 용도로서 독립적으로 개시되었을 수 있으나, 쉽게 투명 또는 반투명 부품으로 제작될 수 있는 물질의 종류는 일반적으로 전형적인 필기 매체에 대해 항습윤성 또는 깨끗한 배출을 나타내는 물질의 종류와 동일하지 않다. 투명/반투명 및 깨끗한 배출이라는 물질 특성은 전혀 반대되는 것은 아니나, 종래 기술은 필기 매체 용기에서 이들 특성을 성공적으로 조합하지 못했다.
사실상, 비교적 최근에 이르러서야, 일반적으로 불투명 부품으로서 제작되는 비교적 낮은 표면 에너지를 갖는 중합체성 플루오르화 탄화수소 물질이 투명 또는 반투명 특성을 갖는다고 주장된 얇은 시트로서 제작되었다. 그럴지라도, 이 얇은 시트에서 투명 또는 반투명 특성을 얻기 위해서는 제작 매개변수에 대한 상당한 노력 및 면밀한 주의가 요구되었다. 그러한 투명 물질을 관 모양으로 제작하는 것은 시사되지 않았으며, 필기구의 필기 매체 용기로서 유용한 모양으로 제작되는 것도 마찬가지이다.
발명의 요약
본 발명의 일면은 필기 매체와 같은 유체에 대해 항습윤성을 나타내는 (예컨대, 적어도 부분적으로 깨끗한 배출을 나타내는) 필기 매체 용기와 같은 관형 구조체에 관한 것이다. 본 발명의 원리에 따라 형성된 예시적인 필기 매체 용기는 볼 포인트 펜, 롤러볼 펜, 프리 잉크 펜, 겔 잉크를 사용하는 펜, 후퇴가능한 팁을 갖는 펜 등을 포함하나 이에 제한되지 않는 필기구에 사용될 수 있다.
깨끗한 배출은 투명 또는 반투명 필기 매체 용기에서 사용자가 내부의 필기 매체의 수준을 정확하게 관찰할 수 있도록 하는데에 특히 유익하다. 그러나 필기 매체 용기가 투명 또는 반투명이 아닐 경우라도, 필기 매체 용기의 항습윤성은 필기 매체의 낭비를 감소시키는데 유익하다.
항습윤성은 예를 들어 유체의 표면 장력과 관형 구조체의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이를 측정하여 결정할 수 있다. 유체의 표면 장력이 관형 구조체의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지와 동일하거나 또는 그 미만일 경우 (즉, 차이가 음수인 경우), 일반적으로 유체에 의한 관형 구조체 내면 물질의 습윤이 일어날 것이다. 유체의 표면 장력이 관형 구조체의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지보다 약간 더 큰 경우에도 (즉, 상기 양의 차이가 비교적 작은 양수인 경우), 실질적으로 깨끗한 배출이 나타나지 못하도록 유체에 의한 관형 구조체 내면의 습윤이 충분할 수 있다. 유체의 표면 장력이 관형 구조체의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지보다 약간 큰 것보다 더 큰 경우 (즉, 상기 양의 차이가 상대적으로 작은 양수보다 더 큰 경우), 관형 구조체 내면은 일반적으로 실질적으로 깨끗한 유체 배출을 나타내기에 충분한 항습윤성을 갖는다. 그러나, 유체의 표면 장력이 관형 구조체의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지보다 현저하게 더 큰 특정 선택된 경우에는 (즉, 상기 양의 차이가 비교적 큰 양수인 경우), 유체가 관형 구조체 내면에서 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내는 대신 그 자신과 매우 강한 분자 상호작용을 가질 수 있고, 관형 구조체 내면 물질에 대해 비습윤성을 나타낼 수 있으므로, 그것이 관형 구조체 내면 물질 상에서 구슬 모양이 되고, 따라서 실질적으로 깨끗한 배출 특성을 나타내지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 면에 따르면, 필기 매체 용기는, 유리하게는 투명 또는 반투명 (이하, 제한할 의도가 전혀 없이 간결함을 위해 "반투명"이라 함)인 물질로 제조되거나, 또는 그러한 물질을 함유할 수 있다. 그러한 투명성 또는 반투명성(이하, 제한할 의도가 전혀 없이 간결함을 위해 "반투명성"이라 함)은 항습윤성을 갖는 상기 관형 구조체에 있어서 유익할 수 있으나, 이들 두 특징의 조합이 필수적인 것은 아니다.
그러나, 유체 용기 또는 도관과 같은 관형 구조체가 반투명일 뿐 아니라 깨끗한 배출을 나타내는 것이 특히 유익할 것이다. 본 발명의 원리에 따르면, 내부의 필기 매체를 외부에서 관찰할 수 있게 하는 필기 매체 용기에 깨끗한 배출을 제공하기 위해, 임의의 바람직한 물질로 이루어진 임의의 반투명이고 바람직하게는 광학적으로 투명한 필기 매체 용기를, 반투명이고 또한 바람직하게는 광학적으로 투명한 비교적 낮은 표면 에너지의 중합체 또는 공중합체로 된 내부 층과 함께 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 필기 매체 용기를 형성하는데에 광범위한 물질을 사용할 수 있고, 비교적 낮은 표면 에너지의 중합체는 단지 소량으로만 필요하다.
도 1은 필기 매체 용기의 단면을 보여준다.
본 발명의 일면은 유체를 보유 또는 이송할 수 있는 용기 또는 도관과 같은 반투명 관형 구조체에 관한 것이다. 본 발명의 원리로부터 특히 유익한 관형 구조체는, 편의를 위해 예시적인 논의로서 본원에서 상세히 설명된 필기 매체 용기이다. 즉, 필기 매체 용기 이외의 용기 및 관형 구조체는 필기 매체 이외의 유체와 함께 사용될 수 있으므로, 필기 매체는 본원에서 제한하려는 의도가 없이 편의상 참조하는 것임을 알 것이다. 본 발명의 다른 면은 본 발명의 원리에 따라 형성된 필기 매체 용기를 포함하는 필기구에 관한 것이다. 본 발명의 원리를 적용할 수 있는 필기구 종류의 예로는 볼 포인트 펜, 롤러볼 펜, 프리 잉크 펜, 펠트-팁 펜(felt-tip pen), 마커, 형광펜(highlighter) 등이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 필기구는 잉크젯 프린터를 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시양태에서, 필기구는 손으로 잡는 필기구이다. 또 다른 실시양태에서, 필기구는 손가락으로 다룰 수 있다 (즉, 사용자의 손가락에 의해 다루어질 수 있도록, 크기, 모양, 치수, 형태 및 중량이 조절된다). 본원에서 필기 매체 용기는 내부에 함유되는 필기 매체의 특성과 무관하게, 특정 필기 매체 또는 그러한 필기 매체가 함유된 요소로 과도하게 제한하려는 의도가 전혀 없이 언급되는 것임을 알 것이다.
필기 매체 용기는 사용자가 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 외부에서 육안으로 관찰할 수 있도록 충분히 반투명인 것이 바람직하다. 상기한 필기 매체 수준의 외부 육안 관찰은 필기 매체 용기의 전체 길이상에서 요망되거나, 또는 단지 필기 매체 용기의 일부상에서만 요망될 수 있다. 따라서, 필기 매체 용기에서 적어도 외부 육안 관찰이 바람직한 부분은 반투명인 것이 바람직하다. 일 실시양태에서는, 필기 매체 용기에서 외부 육안 관찰이 요망되는 부분만이 반투명일 수 있다. 다른 실시양태에서는, 필기 매체 용기에서 외부 육안 관찰이 요망되는 부분보다 더 많은 부분이 또한 반투명일 수 있다.
필기 매체 용기는 내부에 함유된 필기 매체의 시각화에 있어서 최고의 투명함을 제공하는 물질 또는 물질의 조합으로부터 제조될 수 있으며, 따라서 필기 매체의 특성, 색상 또는 필기 매체에 대한 대비와는 무관하게 본질적으로 투명한 것이 이상적이다. 그러나, 필기 매체 용기는 일반 사용자가 정상적 조건하에 필기 매체 용기의 외부로부터 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있는 반투명성을 가질 수 있으면 충분하다.
본 발명의 다른 면은 필기 매체에 대해 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내는 필기 매체 용기에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 "실질적으로"라는 용어는, 약 95％ 초과, 바람직하게는 약 98％ 초과, 더욱 바람직하게는 약 99％ 초과, 가장 바람직하게는 약 99.5％ 초과를 의미할 수 있다. 따라서, 본원에 사용된 "실질적으로 없는" 및 "실질적으로 아닌"이라는 구절은 약 5％ 미만, 바람직하게는 약 2％ 미만, 더욱 바람직하게는 약 1％ 미만, 가장 바람직하게는 약 0.5％ 미만을 의미할 수 있다. 적절한 경우, 본원에 표시된 모든 백분율은 다르게 명시되지 않은 한, 중량 기준인 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 상기 두면은 상보적이므로, 동일 필기 매체 용기에서 함께 조합되는 것이 특히 유익함을 알 것이다. 또한 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 전형적으로 필기구 몸체 또는 바렐(barrel) (이하, 제한하려는 의도가 전혀 없이 간결함을 위해 "바렐"이라 함)에 제공된다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 원리에 따라 형성된 필기 매체 용기를 갖는 필기구에 관한 것이다. 이하 설명되는 바와 같이, 필기 매체 용기는 투명 또는 적어도 반투명인 필기구 바렐에 특히 유용하다.
필기 매체 용기 (또는 필기구의 임의의 다른 부품)의 반투명성은 예컨대 ASTM D 1003에 따른 물질(들)을 통한 투과율로서 유리하게 측정할 수 있다. 바람직하게는, 이 실시양태에서, 필기 매체 용기 (및 임의로는 필기 매체 용기상에 함께 또는 개별적으로 배치된 임의의 필기구 부품)는 ASTM D 1003 시험에서 약 60％ 이상의 투과율, 더욱 바람직하게는 약 80％ 이상의 투과율, 가장 바람직하게는 90％ 이상의 투과율을 나타낸다.
본 발명은 일반적으로, 섬유 다발에 든 상태가 아닌, 자유 상태의 필기 매체를 보유하기 위한 필기 매체 용기에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 필기 매체는 자유 상태로 바렐에 직접 보유될 수 있으며, 이 경우 바렐은 부가적으로 필기 매체 용기로서 기능할 수 있다. 별법으로 필기 매체는 카트리지(예컨대, 볼포인트, 롤러볼, 겔 또는 다른 종류의 필기 매체를 위한 관)에 보유될 수 있고, 바렐은 카트리지 상에 끼워지거나 카트리지를 수용할 수 있다. 자유 잉크 필기구는 일반적으로, 필기 매체가 필기 매체 용기로서 기능하는 다공질 또는 섬유상 물질 내에 보유되는 필기구와는 대조적으로, 특정 점도의 필기 매체가 "자유 상태"로 함유되는 용기를 포함한다. 필기 매체 용기로부터 필기 매체를 필기 기재에 적용하기 위한(즉, 정상적 용도) 필기구 팁으로, 그리고 때로는 필기구 팁을 통해 필기 매체를 전달하기 위해, 하나의 부품 또는 부품들의 조립체를 포함하는 잉크 전달 부재가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 필기구 중의 필기 매체 용기는 임의로는 제거가능한 카트리지의 일부로서 존재할 수 있다. 상기 제거가능한 카트리지는 필기 매체 용기만을 포함하거나, 또는 필기 매체와 접촉할 수 있는 하나 이상의 다른 요소 또는 부품들 (예컨대, 필기구 팁의 요소(들), 및 임의로는 존재할 경우 잉크 저장 영역)을 부가적으로 포함하여, 필기 매체 용기로부터 필기구 팁까지 필기 매체의 바람직한 유동 경로를 구성하는 전체적인 요소들 또는 부품들의 집합이 교환가능한 카트리지에 함유되도록 할 수 있다. 필기 매체를 함유하는 카트리지가 제거가능하고, 제거가능한 카트리지의 잉크 용기 부분이 실질적으로 몸체 또는 바렐의 길이상에 연장된 경우, 제거가능한 카트리지를 다르게는, 제거가능한 카트리지의 크기, 모양, 형태, 치수 또는 임의의 다른 면을 제한할 의도없이 잉크 관이라고 부를 수 있다.
필기 매질 용기의 깨끗한 배출 특성에 관련하여, 필기 매체 용기의 내면 (즉, 필기 매체가 접촉하는 필기 매체 용기의 표면)은, 필기 매체가 사용됨에 따라, 필기 매체가 사용 전 필기 매체 용기의 내면에 이미 접촉했던 필기 매체 용기 내면상에 필기 매체가 실질적으로 잔류(예컨대, 코팅 또는 부분적 코팅으로서)하지 않도록, 즉 필기 매체 용기가 실질적으로 깨끗한 배출 특성을 가지도록, 내부에 함유되는 필기 매체에 대해 충분한 항습윤성을 가져야 한다. 당업계의 숙련자는 필기 매체 용기의 깨끗한 배출 특성이 바람직하게는 시간의 경과에 따라 실질적으로 변하지 않음을 알 것이다.
특정 필기 매체에 대해 깨끗한 배출을 나타내는 물질의 경향 및(또는) 항습윤성은 예를 들어 필기 매체의 표면 장력과 용기 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이를 평가하여 측정할 수 있다. 일 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 양수이다. 다른 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 내면을 형성하는 물질상에 잔류하는 필기 매체가 실질적으로 없도록 하는 차이이다. 또 다른 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 적어도 대략 임계 표면 에너지 차이이다. 본원에 사용되는 "임계 표면 에너지 차이" 또는 CSED는, 실질적으로 깨끗한 배출이 나타나는, 필기 매체의 표면 장력과 용기 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이의 최소값을 나타낸다. 또 다른 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는, 필기 매체가 필기 매체 용기 내면 물질을 적어도 부분적으로 코팅하거나 상기 물질 상에서 구슬 모양이 되는 경향이 있도록, 예컨대 용기의 내면 물질이 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내지 않도록, 별로 크지 않거나 별로 큰 양수가 아니다.
다른 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 약 3 dynes/cm (즉, 3 mN/m) 이상이다. 바람직한 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 약 5 dynes/cm (즉, 5 mN/m) 이상이다. 다른 바람직한 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 약 7 dynes/cm (즉, 7 mN/m) 이상이다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 약 10 dynes/cm (즉, 10 mN/m) 이상이다. 또 다른 실시양태에서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내면을 형성하는 물질의 표면 에너지 간의 차이는 약 50 dynes/cm (즉, 50 mN/m) 이하, 별법으로는 약 35 dynes/cm (즉, 35 mN/m) 이하, 별법으로는 약 25 dynes/cm (즉, 25 mN/m) 이하이다.
필기 매체와 접촉하는 것은 전형적으로 필기 매체 용기의 내면만이고, 전형적으로 필기 매체 용기의 전체 두께는 아니므로, 본 발명에 따른 필기 매체 용기가 항습윤성 및 임의로는 필기 매체에 대한 투과/확산/수착 저항성과 같은 특성을 제공하기 위한, 역시 유리하게는 반투명일 수 있는 내부 층 물질 (예컨대, 필기 매체 용기의 내면을 정의함), 및 하나 이상의 다른 물질 층, 예컨대 내부 층 물질의 외부에 배치되고, 역시 유리하게는 반투명일 수 있는 외부 층 물질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 필기 매체 용기의 적어도 일부가 반투명인 것이 바람직한 경우, 내부 층 물질 및 외부 층 물질의 반투명성은 바람직하게는, 본 발명에 따른 필기 매체 용기에 조합되었을 때 생성된 용기가 사용자로 하여금 용기의 외부로부터 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성이어야 한다.
별개의 각 물질의 바람직한 물리적, 화학적 및(또는) 기계적 특성의 조합(바람직하게는 상승적 조합)을 얻기 위해, 본 발명의 원리에 따른 필기 매체 용기에 상이한 물질 층들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 2개의 상이한 물질 층을 필기 매체 용기에 사용할 경우, 즉, 내부 층 및 외부 층을 사용할 경우, 내부 층에 바람직한 특성으로는 필기 매체에 대한 항습윤성; 필기 매체에 대한 실질적으로 깨끗한 배출; 필기 매체의 확산, 투과 또는 수착의 차단 또는 억제; 화학적 불활성; 화학적 안정성; 기계적 안정성; 가요성; 투명성 및(또는) 반투명성; 외부 층 물질과의 화학적 및(또는) 기계적 상용성 등 또는 이들의 조합이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 동일한 예에서, 외부 층 물질에 바람직한 특성으로는 필기 매체의 확산, 투과 또는 수착에 대한 차단 또는 억제; 화학적 불활성; 화학적 안정성; 기계적 안정성; 강성 (예컨대, 외부 층 물질이 기껏해야 탄성 변형만을 일으키고 소성 변형은 일으키지 않거나 또는 바람직하게는 외부 층 물질이 유의한 기계적 휨을 나타내지 않도록, 필기 매체 용기 및 임의로는, 필기 매체 용기와 일체형이거나 또는 필기 매체 용기에 부착된 임의의 부품, 예컨대 포인트, 원뿔형 선단(front nose cone), 포인트 지지체, 후퇴가능한 필기구 팁과 관련된 요소 등의 중량을 독립적으로 지탱하기에 충분한 정도 이상임); 투명성 및(또는) 반투명성; 내부 층 물질과의 화학적 및(또는) 기계적 상용성 등 또는 이들의 조합이 포함되나, 이에 제한되지 않는다.
필기 매체 용기가 필기구에 사용되는 경우 (및 다른 종류의 필기 매체 용기를 포함하는 몇몇 경우에도), 바렐 뿐 아니라, 필기 매체 용기의 전체 또는 일부 상에 배치될 수 있는 필기구의 임의의 요소 또는 부품, 또는 바렐 및(또는) 다른 필기구 부품(들)에서 적어도 필기 매체 용기상에 배치되는 부분이 반투명일 수 있다. 상기와 같이, 필기구에서 필기 매체 용기상에 배치되는 부분의 반투명 특성은 바람직하게는 사용자로 하여금 외부에서 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있도록 해야 한다. 상기한 필기 매체 수준의 외부 육안 관찰은 필기 매체 용기 상에 배치되는 바렐 및(또는) 다른 부품(들)의 전체 길이에서 요망되거나, 또는 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 단지 필기 매체 용기 상에 연장된 부분에서만 요망되거나, 또는 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 필기 매체 용기 상에 연장된 부분의 단지 일부에서만 요망될 수 있다. 이와 같이, 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 적어도 외부 육안 관찰이 요망되는 부분이 반투명일 수 있다. 그러나 사용자는 내부에 필기 매체 용기가 배치되어 있는 비투명, 비반투명 바렐 (및(또는) 임의의 다른 비투명, 비반투명 부품)을 제거하여 필기 매체 용기를 노출시킴으로써 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있다. 일 실시양태에서, 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 외부 육안 관찰이 요망되는 부분만이 반투명일 수 있다. 다른 실시양태에서, 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 단지 외부 육안 관찰이 요망되는 부분보다 더 많은 부분이 반투명일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 필기 매체 용기상에 배치된 바렐 및(또는) 다른 부품(들)에서 외부 육안 관찰이 요망되는 부분이 비투명성 및 비반투명성일 수 있다.
적합한 내부 층 물질은 그들이 접촉되는 필기 매체에 따라 다양할 수 있다. 내부 층 물질의 예로는, 부분적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 실질적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 폴리실록산 단독중합체 또는 공중합체, 올레핀 단독중합체 또는 공중합체, 비닐 중합체 또는 공중합체, 아미드기를 함유하는 단독중합체 또는 공중합체, 또는 임의의 이들의 조합이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 바람직한 일 실시양태에서, 내부 층 물질은 적어도 부분적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 실질적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 할로겐은 불소이고, 즉 내부 층 물질은 적어도 부분적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 실질적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 보다 바람직하게는, 내부 층 물질은 적어도 부분적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위로 이루어진 중합체 또는 공중합체, 가장 바람직하게는 실질적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위로 이루어진 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 임의의 이들 실시양태에서, 실질적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위는, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오르화 아크릴레이트, 퍼플루오로디옥솔, 퍼플루오로알콕시 단량체 반복 단위 등, 및 이들의 조합 및 공중합체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 실질적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체의 예로는, 플루오르화 에틸렌-프로필렌, 예를 들어 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀폰 케미칼(DuPont Chemical)로부터 상표명 테플론(TEFLON) FEP로, 미국 알라바마주 데카투르 소재의 다이킨 아메리카(Daikin America)로부터 상표명 네오플론(NEOFLON) FEP로, 및 미국 텍사스주 소재의 훽스트 쎌라네즈(Hoechst Celanese)로부터 상표명 호스타플론(HOSTAFLON) FEP로 시판되는 것; 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로디옥솔 공중합체, 예를 들어 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀폰 케미칼로부터 상표명 테플론 AF로 시판되는 것; 및 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지, 예를 들어 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀폰 케미칼로부터 상표명 테플론 PFA로, 미국 알라바마주 데카투르 소재의 다이킨 아메리카로부터 상표명 네오플론 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지로, 미국 텍사스주 소재의 훽스트 쎌라네즈로부터 상표명 호스타플론 퍼플루오로알콕시 플루오로카본 수지로, 및 미국 뉴저지주 토로페어 소재의 오시몬트 유에스에이 인크(Ausimont USA, Inc.)로부터 상표명 하이플론(HYFLON)으로 시판되는 것이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 적어도 부분적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위를 주성분으로 하는 공중합체는, 실질적으로 플루오르화된 단량체 반복 단위와 비플루오르화된 단량체 반복 단위 (예를 들어 알파-올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌 등, 또는 이들의 조합)와의 공중합체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
외부 층 물질의 예로는, 셀룰로스 중합체, 폴리케톤, 폴리에스테르 또는 폴리에스테르 글리콜 (예를 들어, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및(또는) PETG), 폴리(비닐 클로라이드), 스티렌-함유 공중합체 (예를 들어, SBS 삼중블럭 공중합체, SB 이중블럭 또는 다중블럭 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 예컨대 ABS 등, 및 이들의 조합), 아크릴레이트기 함유 중합체, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리카르보네이트, 폴리아미드 (예를 들어, 투명 나일론, 예컨대 독일 프랑크푸르트 소재의 데구사 아게(Degussa AG)로부터 상표명 트로가미드(TROGAMID) CX로 시판되는 것), 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 예컨대 HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE 등, 폴리프로필렌 등, 및 이들의 조합), 부분적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 실질적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 및 이들의 혼합물, 블렌드 또는 공중합체가 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 본 발명에 따른 셀룰로스 중합체는, 천연 또는 합성 셀룰로스, 면, 재생 셀룰로스 (예를 들어, 레이온, 셀로판 등), 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 프로피오네이트, 셀룰로스 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트-프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트-부티레이트, 셀룰로스 프로피오네이트-부티레이트, 셀룰로스 니트레이트, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 카르복시에틸 셀룰로스, 셀룰로스 염, 및 이들의 조합 또는 공중합체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 셀룰로스 중합체는 천연 추출된, 합성된, 또는 일부 방식으로 개질되거나 가공된, 예를 들어 부분적으로 또는 완전히 에스테르화된, 부분적으로 또는 완전히 니트로화된, 부분적으로 또는 완전히 재생된, 부분적으로 또는 완전히 에테르화된, 부분적으로 또는 완전히 산성화된, 부분적으로 또는 완전히 산-중화된 상태 등, 또는 이들의 조합으로 존재할 수 있다.
필기 매체 용기의 내부 층 및 외부 층에 사용되는 물질의 화학적 및 물리적 성질에 따라, 내부 층 물질과 외부 층 물질 간의 상용성의 문제가 있을 수 있다. 일 실시양태에서, 내부 층 물질과 외부 층 물질은 서로 충분히 상용성이고(거나), 이들이 층간 계면에서 바람직하게는 서로에 대해 실질적으로 고정되고 임의로는 서로 부착되는 방식으로 또는 이러한 방법으로 형성된다. 예를 들어, 이러한 상용성은 자연에서 화학적 또는 기계적일 수 있으며, 바람직하게는 필수적인 상용성의 수준은, 단지 사용자에 의한 필기 매체 용기 또는 이를 함유하는 필기구의 정상적 취급 및 정상적 사용이 필기 매체 용기의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및(또는) 추가의 정상적 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 수준으로 요구된다.
내부 층 물질과 외부 층 물질의 상용성이 불충분한 경우, 예를 들어 층들의 계면에서 층분리가 발생할 수 있다. 층분리는 그 자체로 및 그 단독으로는 반드시 문제가 되는 것은 아니다. 그러나, 층분리가 발생할 수 있는 경우, (반투명이 요망되는 경우) 층분리는 필기 매체 용기가 더이상 충분히 반투명하지 않게 되는 정도까지 불투명도에 현저한 변화를 일으키지 않는 것이 바람직하다. 또한, 층분리가 발생할 수 있는 경우, 층분리는 필기 매체가 필기 매체 용기로부터 현저히 유동되는 것을 저해하거나 또는 (필기 매체에 대한 깨끗한 배출 특성이 요망되는 경우) 깨끗한 배출이 나타나는 수준을 현저히 감소시키는 정도까지 필기 매체 용기의 현저한 구조 변화를 일으키지 않는 것이 바람직하다.
필기 매체 용기의 내부 층 물질과 외부 층 물질 간의 충분한 상용성을 달성하기 위해서는, 일반적으로 이러한 상용성이 본 발명에 따라 달리 불충분해질 수 있는 경우, 중간 층, 예컨대 상용화층을 내부 층과 외부 층 사이에 삽입할 수 있다. 예를 들어, 중간 층은 접착제, 내부 층 물질 및 외부 층 물질 각각에 존재하는 하나 이상의 단량체 반복 단위를 함유하는 공중합체, 내부 층 물질 및 외부 층 물질 각각에 존재하는 하나 이상의 단량체 반복 단위와 화학적으로 충분히 유사하여 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분히 상용성이 되도록 하는 하나 이상의 단량체 반복 단위를 함유하는 공중합체 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는 추가의 물질 층을 포함할 수 있다. 반투명성이 요망되는 경우, 중간 층 물질의 반투명성은 바람직하게는, 본 발명에 따른 필기 매체 용기에 내부 층 물질 및 외부 층 물질이 조합되었을 때, 생성된 필기 매체 용기가 사용자로 하여금 용기의 외부에서 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내어야 한다.
일 실시양태에서, 외부 층 물질은, 내부 층 물질 및 외부 층 물질 각각에 존재하는 하나 이상의 단량체 반복 단위를 각각 함유하거나, 또는 내부 층 물질 및 외부 층 물질 각각에 존재하는 하나 이상의 단량체 반복 단위와 화학적으로 충분히 유사하여 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분히 상용성이 되도록 하는 하나 이상의 단량체 반복 단위를 각각 함유하는 중합체의 블렌드인 중간 층을 첨가함으로써 내부 층 물질과 상용화될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 상용화를 증가시키기 위해, 바람직하게는 블렌드의 하나 이상의 성분 물질이 내부 층 물질과의 계면에 내부 층 물질과의 충분한 상용성을 제공하기에 충분한 양으로 우세하게 존재할 수 있다면, 유사한 물질 블렌드를 외부 층 물질에 추가로 또는 별법으로 제공할 수 있다. 이들 실시양태에서, 물질 블렌드 자체도 사용자로 하여금 용기의 외부에서 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분히 반투명이어야 한다.
별법으로, 상용화 중간 층은 외부 층 물질의 내면 또는 내부 층 물질의 외면 (또는 양쪽 모두)을 (예를 들어, 화학적으로 또는 기계적으로) 변경하여 내부 층-외부 층 계면의 표면(들)이 충분한 상용성을 생성하도록 처리하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 처리는 유리하게는, 특히 내부 층-외부 층 계면에서 물질을 첨가하거나, 물질을 제거하거나, 물질의 물리적 배열을 변화시키거나, 또는 물질의 화학적 성질을 변경하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표면(들)을 처리하는 것은, 반응성 습윤 화학 기술 (예를 들어, 용액 화학)을 이용하여 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분한 상용성을 갖도록 하는 관능화된 층을 형성하도록 표면(들)을 관능화하는 것; 반응성 비습윤 화학 기술 (예를 들어, 고 에너지 방사, 예컨대 UV광, 마이크로파, 또는 감마- 또는 x-선; 반응성 기체 플라즈마, 예컨대 질소, 산소 또는 할로겐 기체; 비활성 기체 플라즈마, 예컨대 아르곤; 아원자 입자 충격, 예컨대 전자 또는 베타 입자 충격; 또는 이들의 조합)을 이용하여 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분한 상용성을 갖도록 하는 관능화된 층을 형성하도록 표면(들)을 관능화하는 것; 예를 들어 레이저를 이용하여 표면(들)로부터 물질 일부를 에블레이팅(ablating)하거나 다른 방식으로 제거함으로써, (예를 들어, 반 데르 발스 상호작용에 의해) 긴밀하게 접촉될 수 있는 표면적이 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분한 상용성을 갖도록 하기에 충분하게 표면(들)에서 물질을 재분포시킴으로써, 표면 중 하나 이상 (바람직하게는 양쪽 모두)을, 내부 층 물질과 외부 층 물질이 충분한 상용성을 갖도록 하는 정도까지 (예를 들어, 반 데르 발스 상호작용에 의해) 긴밀하게 접촉될 수 있는 표면적을 증가시키고(거나) 표면(들)을 고르게 하기에 충분한 양으로 충분히 습윤화하는 액체 (예를 들어, 점성 액체)를 도입함으로써, 처리 속도, 처리 온도 및(또는) 온도 구배, 처리 체류 시간, 제작 다이 프로파일, 처리 첨가제, 적어도 부분적으로 제작된 부분을 냉각시키는 속도, 제작후 처리 등 (예를 들어, 통상적으로, 본 발명에 따른 다층 부분을 형성하는 데 사용되는 압출, 공압출, 사출 성형 등의 처리 방법으로 최적화되는 임의의 파라미터), 및 이들의 조합 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 처리 및(또는) 제작 파라미터를 조정함으로써, 화학적으로, 물리적으로 또는 기계적으로 표면(들)을 평탄화하는 것, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 외부 층 물질의 내면 및(또는) 내부 층 물질의 외면의 임의의 처리는 내부 층 물질, 외부 층 물질 또는 바람직하게는 양쪽 모두의 반투명성을 실질적으로 감소시키지 않는다.
대부분의 경우에서 일반적으로 필기 매체에 항습윤성 표면을 제공하는 물질은 사용자로 하여금 외부에서 상기 물질을 통해 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있도록 충분히 반투명하지 않다. 내부 층 물질의 두께는 필기 매체 용기의 내면이 필기 매체와 접촉될 때 항습윤성 표면 특성을 제공하기에 적어도 충분한 것이 바람직하다. 그러나, 필기 매체에 대해 항습윤성이고 충분히 반투명한 물질이 본 발명에 따른 필기 매체 용기의 내면을 이루는 물질로서 고려되지만, 일반적으로는 단지 항습윤성 물질을 비교적 매우 얇아지게 함으로써 사용자로 하여금 외부에서 이러한 항습윤성 물질을 통해 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있도록 충분히 반투명이 되게 할 수 있다. 또한, 통상적으로 항습윤성 물질이 실질적으로 깨끗하게 배출되지 않는 전형적인 투명 물질에 비해 고가이기 때문에, 비교적 매우 얇은 내부 층 물질을 사용하는 것이 필기 매체 용기 전체를 항습윤성 물질로 형성하는 것에 비해 상당한 비용상의 이점을 제공할 수 있다. 별법의 바람직한 실시양태에서, 내부 층 물질의 두께는 약 10 ㎛ 이상, 약 50 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 또는 약 250 ㎛ 이상일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 내부 층 물질의 두께는 약 3 mm 이하, 바람직하게는 약 2 mm 이하, 별법으로는 약 1 mm 이하, 예를 들어 약 700 ㎛ 이하일 수 있다.
외부 층 물질은, 임의로는 충분한 반투명성을 갖는 것 이외에도, 유리하게는 전체 필기 매체 용기의 중량을 지지하기에 충분히 두껍고 강성일 수 있다. 임의로는, 특히 필기 매체 용기의 형태에 있어, 외부 층은 또한 본 발명에 따른 정상적 사용 조건하에 실질적으로 비가요성이 되기에 충분히 두껍다. 외부 층 물질의 구조적 안정성의 원인의 일례는, 특정 수준의 강성이 본 발명에 따른 필기 매체 용기에 전형적으로 요망된다는 것이다. 그러나, 내부 층 물질 (임의로는, 존재하는 경우 또한 중간 상용화 층 물질)은 일반적으로, 필기 매체 용기에 대해 구조적 지지를 부여하더라고 거의 부여하지 않도록 하는 (적용가능한 경우 조합된) 두께, 분자량 및(또는) 화학 조성을 갖는다. 따라서, 통상적으로 외부 층은 내부 층을 실질적으로 지지하는 충분한 구조적 안정성을 제공해야 한다.
외부 층 물질의 구조적 안정성은 다수의 상이한 방식으로 정량화될 수 있다. 예를 들어, ASTM D638/D412, D790, D638/D412 및 D638/D412에 의해 각각 측정되는 인장율, 굴곡탄성율, 인장 강도 및(또는) 파쇄시 변형율 (예를 들어 신장률)을 때때로 이용하여 강성 물질을 가요성 물질과 구분할 수 있다. 일 실시양태에서, 외부 층 물질은 약 1400 psi 이상, 별법으로는 약 3500 psi 이상, 또는 약 5000 psi 이상의 인장율을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 외부 층 물질은 약 1 x 105 psi 이상, 별법으로는 약 3 x 105 psi 이상, 또는 약 5 x 105 psi 이상의 굴곡탄성율을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 외부 층 물질은 약 2000 psi 이상, 별법으로는 약 4500 psi 이상, 또는 약 7000 psi 이상의 인장 강도를 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 외부 층 물질은 약 100 ％ 이하, 별법으로는 약 40％ 이하, 또는 약 10 ％ 이하의 신장률을 나타낼 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내는 필기 매체 용기는 내부 층 물질과 외부 층 물질의 공압출에 의해 형성될 수 있다. 내부 층 물질 및(또는) 외부 층 물질은, 개별적으로 및 조합된 경우, 사용자가 용기 외부에서 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 쉽게 관찰할 수 있게 하기에 충분히 반투명성이다. 이 실시양태에서, 내부 층 물질 (즉, 필기 매체가 접촉하는 필기 매체 용기의 표면)은, 필기 매체가 사용됨에 따라, 필기 매체가 사용 전 내부 층 물질에 이미 접촉했던 필기 매체 용기 내면상에 필기 매체가 실질적으로 잔류(예컨대, 코팅 또는 부분적 코팅으로서)하지 않도록 (즉, 필기 매체 용기가 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록), 이들 물질이 함유된 필기 매체에 대해 충분한 항습윤성을 가져야 한다.
또 다른 실시양태에서, 필기 매체 용기뿐만 아니라 이를 함유하는 필기구의 깨끗한 배출능은, 필기 매체 용기의 경계를 한정하는 물질 하부 또는 물질 내에 배치된 내부 층 물질을 도입함으로써 증가시킬 수 있으며, 이들 물질은 개별적으로 및 조합된 경우 유리하게는 사용자가 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 외부에서 육안으로 관찰할 수 있도록 충분히 반투명성일 수 있다. 유리하게는, 내부 층 물질은 필기 매체 용기 경계를 한정하는 외부 층과 공압출함으로써 도입할 수 있다. 일 실시양태에서, 내부 층 물질과 외부 층 물질의 상용성이 문제가 되는 경우, 필기 매체 용기는 내부 층 물질과 외부 층 물질 사이의 중간 층 또는 상용화 층을 공압출하여 형성할 수 있다. 별법으로 또는 추가로, 필기 매체 용기의 경계를 한정하는 물질의 내면을 내부 층 물질과의 충분한 상용성이 얻어질 수 있도록 처리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 면에서, 다층 관형 구조체 (제한하려는 의도가 없이 간결함을 위해 "다층 관"이라 함)는 상기에 기재한 바와 같이 적어도 중합체 물질의 내부 층 및 중합체 물질의 외부 층으로부터 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 다층 관을 사용하여 단지 필기 매체가 아닌 임의의 많은 액체 (예를 들어, 높은, 낮은 또는 중간 정도인 임의 범위의 점도를 갖는 액체), 예를 들어 유기 용매, 물, 수용액, 유기 용액, 액체 화학물질 또는 화학적 혼합물 등을 보유 또는 수송할 수 있다. 일 실시양태에서, 액체는 잉크, 예를 들어 그의 전문이 본원에 참고로서 인용된 미국 특허 제6,503,965호 및 동 제6,425,948호 및 미국 특허 출원 제09/645,284호 및 동 제09/900,914호에 개시된 것들을 함유할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 액체는 (예를 들어 용액 중에) 생물학적 물질을 함유할 수 있거나, 생체내 생물학적 환경 (예를 들어, 혈액, 혈장, 식염수 등)에서 사용될 수 있다. 상기와 같이, 본 발명에 따른 다층 관 중에 함께 존재하는 내부 층 물질 및 외부 층 물질은, 바람직하게는 함유된 액체를 외부에서 육안으로 관찰할 수 있도록 충분한 반투명성을 갖는다. 또한, 상기와 같이, 내부 층 물질은, 바람직하게는 다층 관을 통과함에 따라 이미 접촉했던 다층 관 내면상에 코팅 또는 부분 코팅으로서 실질적으로 잔류하지 않도록, 함유된 액체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 내부 층 물질은 접촉 액체가 내부 층으로 및(또는) 내부 층을 통과하여 확산, 수착 및(또는) 투과하는 것을 실질적으로 차단한다. 또 다른 실시양태에서, 내부 층 중합체 물질은, 적어도 부분적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 예를 들어 실질적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 함유하는 중합체 또는 공중합체, 별법으로는 적어도 부분적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체, 예를 들어 실질적으로 할로겐화된 단량체 반복 단위를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 할로겐은 불소이다.
본 발명에 따른 다층 관의 외부 층 물질은 본 발명에 따른 필기 매체 용기에서와 같이 비교적 강성일 수 있다. 외부 층 물질의 강성의 원인의 일례는, 전형적으로 특정 수준의 구조적 안정성이 본 발명에 따른 다층 관에서 요망된다는 것이다. 별법으로, 그리고 필기 매체 용기에 대한 상기 기재에도 불구하고, 다층 관의 외부 층 물질은, 내부 층 물질과 외부 층 물질이 바람직하게는 서로 충분한 상용성을 나타내거나, 또는 층간 계면에서 바람직하게는 서로에 대해 실질적으로 고정되고 임의로는 서로 부착되는 방식으로 또는 이러한 방법으로 형성되며, 또한 바람직하게는 다층 관의 반투명을 유지하는 한, 비교적 가요성일 수 있다. 이러한 상용성은 자연에서 화학적 또는 기계적일 수 있으며, 바람직하게는 필수적인 상용성의 수준은, 단지 사용자에 의한 다층 관 또는 이를 함유하는 장치의 정상적 취급 및 정상적 사용이 다층 관의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및(또는) 추가의 정상적 기능에 실질적으로 영향을 주지 않는 수준으로 요구된다.
예를 들어, 생의학적 용도에서, 본 발명에 따른 다층 관의 외부 층 물질은 일반적으로, 정상적 사용 조건하에 조정가능하고 기계적으로 안정해지기에 충분히 탄성이고 강성이며 두꺼우나, 정상적 사용 동안 굽힘을 막을 정도로 강성은 아니다. 내부 층 물질 (임의로는, 존재하는 경우 또한 중간 상용화 층 물질)은 (반드시 그러한 것은 아니지만) 일반적으로, 본 발명에 따른 다층 관에 대해 구조적 지지를 부여하더라도 거의 부여하지 않도록 하는 두께 (또는 적용가능한 경우 조합된 두께), 분자량 및(또는) 화학 조성을 갖는다.
본 발명의 예시적 실시양태를 하기 실시예를 참조로 하여 예시하지만, 이들은 예시를 위해 도입된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
실시예 1: 본 발명에 따른 다층 필기 매체 용기, 제거가능한 필기구 카트리지 및 필기구
실시예 1의 필기 매체 용기는 테플론 FEP의 내부 층 및 트로가미드 CX의 외부 층으로부터 형성된 중공 실린더였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 필기 매체 용기의 단면은 약 3.15 mm의 외경 및 약 1.92 mm의 내경을 가졌다. 외부 층 두께는 대략 820 ㎛였고, 내부 층 두께는 대략 410 ㎛였다.
또한, 실시예 1의 필기 매체 용기는 그 자체 중량하에 실질적으로 비가요성이었고, ASTM D 1003에 따라 측정된 광 투과율은 약 90％였다.
실시예 1의 필기 매체 용기를 약 80 ℃ 내지 약 150 ℃에서 내부 층 물질과 외부 층 물질을 공압출하여 형성하였다. 이 작업은 통상의 공압출기로 수행하였다.
실시예 1의 필기 매체 용기에, 필기 매체 용기 및 필기구 팁이 일체형이 되도록 포인트, 포인트 지지체 및 원뿔형 선단을 포함하는 필기구 팁을 첨가하였다. 또한, 미국 코넥티커트주 밀포드 소재의 빅 코포레이션(BIC Corporation)으로부터 시판되는 벨로시티(VELOCITY, 상표명) 펜에 사용되는 통상의 용매 기재 잉크와 유사한 필기 매체를 필기 매체 용기에 넣었다. 사용된 특정 필기구 팁은 상기 벨로시티 (상표명) 펜에 사용되는 통상의 볼 포인트 팁과 유사하였다. 따라서, 실시예 1의 필기 매체 용기를 함유하는 본 발명에 따른 제거가능한 필기구 카트리지를 제조하였다.
상기 제거가능한 필기구 카트리지에, 상기 벨로시티 (상표명) 펜에 사용되는 것과 유사한 바렐 및 임의로는 말단 마개(end plug)를 첨가하였다. 따라서, 실시예 1의 필기 매체 용기를 함유하는 제거가능한 필기구 카트리지를 포함하는 본 발명에 따른 필기구를 제조하였다.
실시예 2: 본 발명에 따른 필기 매체 용기의 공압출 방법
내부 층 물질과 외부 층 물질로 여기서는 (실시예 1에서와 같이) 각각 테플론 FEP와 트로가미드 CX를 약 80 ℃ 내지 약 150 ℃의 온도에서 공압출하여 본 발명에 따른 필기 매체 용기를 형성하였다. 이 작업은 통상의 공압출기로 수행하였다.
본 발명을 특정 바람직한 실시양태 및 도면을 참조로 하여 기재하였으나, 당업자에 의해 첨부된 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 이들의 변형 및 변화가 이루어질 수 있음이 명백하다. 특히, 본 발명이 그의 사상 또는 필수적 특성에서 벗어나지 않으면서, 다른 특정 형태, 구조, 배열, 비율로, 그리고 다른 요소, 물질 및 성분으로 구현될 수 있음은 당업자에게 명확할 것이다. 당업자는, 본 발명의 원리에서 벗어나지 않는 특정 실시양태 및 작업 요건에 특별히 채택된, 본 발명의 실행에 사용된 구조, 배열, 비율, 물질 및 성분 등의 다양한 변형과 함께 본 발명을 이용할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본원에 개시된 실시양태는 모든 경우에 예시적이며 비제한적인 것으로 고려되며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해 정해지는 것이며, 상기 기재에 의해 제한되지 않는다.

Claims (36)

  1. 필기 매체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 필기 매체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하는 내부 층;
    제2 중합체 물질을 포함하는 외부 층; 및
    필기 매체 용기의 한쪽 말단에 연결된 필기구 팁(tip)을 포함하며,
    여기서, 상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 조합되었을 때 상기 필기 매체 용기가 사용자로 하여금 외부에서 필기 매체 용기 중 필기 매체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내도록 반투명성을 갖고,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 사용자에 의한 필기 매체 용기의 정상적 취급 및 정상적 사용이 필기 매체 용기의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및 추가의 정상적 기능 중 하나 이상에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인 필기구 카트리지.
  2. 유체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 필기 매체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하는 내부 층;
    제2 중합체 물질을 포함하는 외부 층;
    관형 구조체의 한쪽 말단에 연결된 필기구 팁; 및
    적어도 일부가 사용자로 하여금 외부에서 상기 관형 구조체에 함유된 유체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분히 반투명성인 바렐(barrel)을 포함하며,
    여기서, 상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 조합되었을 때 상기 관형 구조체가 사용자로 하여금 외부에서 관형 구조체 중 유체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내도록 반투명성을 갖고,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 사용자에 의한 관형 구조체의 정상적 취급 및 정상적 사용이 관형 구조체의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및 추가의 정상적 기능 중 하나 이상에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인 필기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 필기 매체 용기의 내부 층 물질이 실질적으로 플루오르화된 반복 단위를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 필기구.
  4. 제2항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 플루오르화 에틸렌-프로필렌 및(또는) 퍼플루오로알콕시 중합체를 포함하는 필기구.
  5. 제2항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 10 ㎛ 이상인 필기구.
  6. 제2항에 있어서, 상기 바렐 및 필기 매체 용기가, 조합되었을 때 ASTM D 1003하의 광 투과율 약 80% 이상을 나타내는 필기구.
  7. 제2항에 있어서, 필기 매체의 표면 장력과 필기 매체 용기의 내부 층 물질의 필기 매체 접촉 표면의 표면 에너지 간의 차이가 약 5 mN/m 이상인 필기구.
  8. 유체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 유체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하는 내부 층; 및
    제2 중합체 물질을 포함하는 외부 층을 포함하며,
    여기서, 상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 조합되었을 때 상기 관형 구조체가 사용자로 하여금 외부에서 관형 구조체 중 유체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내도록 반투명성을 갖고,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 사용자에 의한 관형 구조체의 정상적 취급 및 정상적 사용이 관형 구조체의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및 추가의 정상적 기능 중 하나 이상에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인 관형 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질이 상이한 관형 구조체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 실록산 기를 포함하는 단독중합체 또는 공중합체, 적어도 부분적으로 플루오르화된 반복 단위를 포함하는 단독중합체 또는 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 관형 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 실질적으로 플루오르화된 반복 단위를 주성분으로 하는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 관형 구조체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 플루오르화 에틸렌-프로필렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 또는 둘다를 포함하는 관형 구조체.
  13. 제8항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 10 ㎛ 이상인 관형 구조체.
  14. 제8항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 3 mm 이하인 관형 구조체.
  15. 제8항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 관형 구조체의 사용 동안 실질적으로 비가요성인 관형 구조체.
  16. 제8항에 있어서, ASTM D 1003하의 광 투과율 약 80% 이상을 나타내는 관형 구조체.
  17. 제8항에 있어서, 관형 구조체와 접촉하는 유체의 표면 장력과 내부 층 물질의 유체 접촉 표면의 표면 에너지와의 차이가 약 5 mN/m 이상인 관형 구조체.
  18. 제8항에 있어서, 상기 외부 층 물질이 약 1400 psi 이상의 인장률; 약 105 psi 이상의 굴곡탄성률; 약 2000 psi 이상의 인장 강도; 및 약 100% 이하의 신장률 중 하나 이상을 나타내는 관형 구조체.
  19. 유체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 선택된 유체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하는 내부 층 물질을 선택하는 단계;
    제2 중합체 물질을 포함하는 외부 층 물질을 선택하는 단계; 및
    상기 내부 층 및 외부 층을 포함하는 다층 관형 구조체를 형성하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 관형 구조체는 사용자로 하여금 외부에서 관형 구조체 중 유체의 수준을 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내고,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 사용자에 의한 관형 구조체의 정상적 취급 및 정상적 사용이 관형 구조체의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및 추가의 정상적 기능에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인, 내부 층 및 외부 층을 포함하는 실질적으로 깨끗한 배출 관형 구조체의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 폴리실록산 단독중합체 또는 공중합체, 적어도 부분적으로 플루오르화된 반복 단위를 갖는 중합체 또는 공중합체, 또는 둘다를 포함하는 것인 방법.
  21. 제19항에 있어서, 관형 구조체의 사용 동안 상기 내부 층 물질이 실질적으로 비가요성이 되도록 선택하고 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 내부 층 물질 및 외부 층 물질을 공압출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 다층 관형 구조체의 형성 단계가 상기 내부 층 물질 및 외부 층 물질의 공압출을 포함하는 방법.
  24. 제19항에 있어서, 반복 단위의 적어도 일부가 실록산 기, 적어도 부분적으로 플루오르화된 반복 단위, 또는 이들의 조합을 포함하는 단독중합체 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 제2 중합체 물질을 선택하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  25. 내부 층 물질 및 외부 층 물질을 포함하는 다층 관형 구조체를 공압출하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 내부 층 물질은 유체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 선택된 유체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하고,
    상기 외부 층 물질 및 내부 층 물질이 공압출되었을 때 관형 구조체가 사용자로 하여금 외부에서 관형 구조체 중 유체를 육안으로 관찰할 수 있게 하기에 충분한 반투명성을 나타내도록 외부 층 물질은 충분한 반투명성을 갖고 내부 층 물질은 충분히 얇으며,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 사용자에 의한 관형 구조체의 정상적 취급 및 정상적 사용이 관형 구조체의 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 및 추가의 정상적 기능 중 하나 이상에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인, 실질적으로 깨끗한 배출 관형 구조체의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 실록산 기를 포함하는 단독중합체 또는 공중합체, 적어도 부분적으로 플루오르화된 반복 단위를 포함하는 단독중합체 또는 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 플루오르화 에틸렌-프로필렌, 퍼플루오로알콕시 중합체, 또는 둘다를 포함하는 것인 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 3 mm 이하인 방법.
  29. 제25항에 있어서, 선택된 유체의 표면 장력과 내부 층 물질의 유체 접촉 표면의 표면 에너지간의 차이가 약 3 mN/m 이상인 방법.
  30. 적어도 부분적으로 플루오르화된 반복 단위를 갖는 중합체 또는 공중합체를 포함하고 액체의 실질적으로 깨끗한 배출을 나타내도록 액체에 대해 충분한 항습윤성을 갖는 제1 중합체 물질을 포함하는 내부 층; 및
    상기 내부 층과 공압출되고 제2 중합체 물질을 포함하는 외부 층을 포함하며,
    여기서, 상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은 함께, 액체가 외부에서 육안으로 관찰될 수 있도록 충분한 반투명성을 갖고,
    상기 내부 층 물질 및 상기 외부 층 물질은, 상기 다층 관의 정상적 취급 및 정상적 사용이 다층 관의 투명성 또는 반투명성, 실질적으로 깨끗한 배출능 또는 추가의 정상적 기능에 실질적으로 영향을 주지 않도록 충분히 상용적인 것인, 내부의 액체를 함유하거나 수송할 수 있는 다층 관.
  31. 제30항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 플루오르화 에틸렌-프로필렌 및(또는) 퍼플루오로알콕시 중합체를 포함하는 다층 관.
  32. 제30항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 10 ㎛ 이상인 다층 관.
  33. 제30항에 있어서, 상기 내부 층 물질의 두께가 약 3 mm 이하인 다층 관.
  34. 제30항에 있어서, 상기 내부 층 물질이 관의 사용 동안 실질적으로 비가요성인 다층 관.
  35. 제30항에 있어서, ASTM D 1003하의 광 투과율 약 80% 이상을 나타내는 다층 관.
  36. 제30항에 있어서, 액체의 표면 장력과 내부 층 물질의 액체 접촉 표면의 표면 에너지간의 차이가 약 5 mN/m 이상인 다층 관.
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