KR20110089417A - 도포구용 팁 및 도포구 - Google Patents

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KR20110089417A
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Abstract

필기(도포)선의 굵기를 바꿀 수 있고, 게다가 내구성이 우수한 도포구용 팁 및 도포구를 제공하는 것을 과제로 한다. 선단에 개구(7)를 갖는 볼 하우스(2)와, 상기 볼 하우스(2)에 연통하는 도포액 도입로(3)를 갖는 도포구용 팁(1)에 있어서, 상기 볼 하우스 내에 2 이상의 볼(5, 6)이 내장되며, 상기 2 이상의 볼(5, 6)은 도포구용 팁(1)의 축선 방향으로 직렬상으로 늘어서고, 선두 볼(5)은 그 일부가 상기 개구(7)로부터 노출되며, 선두 볼(5)은 탄성체제이며, 이것에 인접하는 볼(6)에 비해 부드러운 것을 특징으로 하는 도포구용 팁(1).

Description

도포구용 팁 및 도포구{Applicator tip and Applicator}
본 발명은 도포구용 팁 및 도포구에 관한 것이며, 특히, 도포용 볼을 구비한 도포구용 팁 및 그러한 팁을 사용한 도포구에 관한 것이다. 또한, 본원에서 말하는 「도포구」란, 잉크, 수정액, 액상 접착제, 또는 약제 등의 액체를 도포하기 위한 기구이며, 「필기구」라는 개념과 일부 중복되는 것이다.
액체 도포구로서, 예를 들면, 볼펜이나 펠트펜 등의 필기구가 종래부터 알려져 있다. 시판 볼펜에서는, 통상적으로 펜 끝 팁에 있어서, 도포용 볼로서, 텅스텐계 초경합금, 스테인리스강, 세라믹 등의 경질 재료제의 것을 내장하고 있다.
한편, 특허 문헌 1 내지 3과 같이, 고무 등의 탄성체제의 볼을 펜 끝 팁에 내장한 볼펜식의 도포구도 제안되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개실용신안공보 제(소)60-150079호 특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제2004-50475호 특허 문헌 3: 일본 공개실용신안공보 제(평)6-21775호
그러나 종래의 도포구에는 더욱 개량의 여지가 있었다. 예를 들면, 유아가 그림을 그리기 위한 필기구(도포구)라는 용도를 생각하면, 볼펜은 통상적으로 선이 얇고 선의 굵기가 변하지 않기 때문에, 유아가 그림을 그리기에는 적합하지 않다. 펠트 펜은 폭이 넓은 필기선을 얻을 수 있고, 또한, 펠트 심의 방향에 따라 필기선의 굵기가 변하기 때문에 유아에게도 인기가 있지만, 펠트 심 선단부가 상하기 쉽다는 결점이 있었다. 즉, 유아는 펜을 주먹쥠하여 그림을 그리고, 힘의 가감도 능숙하지 않기 때문에, 펠트 심의 선단부를 부러뜨리기 쉽다.
또한, 특허 문헌 1 내지 3 기재의 도포구는 상당히 빠른 시기부터 제안되었지만, 널리 시판되기에는 다다르지 않고 있다. 그 이유는 볼이 회전하기 어렵기 때문이라고 생각된다. 본 발명자들도, 특허 문헌 1 내지 3 기재의 발명과 같이, 볼펜의 볼을 탄성 재료제의 것으로 바꾸어 필기 실험을 행하였는데, 볼이 충분히 회전하지 않아 필기가 곤란하였다.
따라서, 본 발명은 볼이 충분히 회전하고, 필기(도포)선의 굵기를 바꿀 수 있고, 또한 내구성이 우수한 도포구용 팁 및 도포구를 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다.
본 발명의 하나의 양상은 선단에 개구를 갖는 볼 하우스와, 상기 볼 하우스에 연통하는 도포액 도입로를 갖는 도포구용 팁에 있어서, 상기 볼 하우스 내에 2 이상의 볼이 내장되고, 상기 2 이상의 볼은 도포구용 팁의 축선 방향으로 직렬상으로 늘어서며, 선두 볼은 그 일부가 상기 개구로부터 노출되며, 선두 볼은 선두 볼에 인접하는 볼에 비해 부드러운 것을 특징으로 하는 도포구용 팁이다.
본 발명자들은 볼펜의 볼을 탄성 재료제의 것으로 바꾸어 필기 실험을 행하였지만, 볼이 회전하지 않았기 때문에, 투명한 팁을 시험제작(試作)하여 내부를 관찰한 결과, 볼이 변형되어 좌(座)에 가압되기 때문에, 회전하지 않는다는 것을 밝혀냈다. 따라서, 본 발명자들은 더욱 예의 연구한 결과, 볼 하우스 내의 볼을 2단으로 하고, 선두(즉, 가장 필기면에 가까운 위치)에 연질 재료제의 볼을 배치하고, 뒷쪽(좌면측)에 단단한 볼을 넣어서 필기 실험을 행하였다. 그러자, 뒷쪽의 볼이 베어링과 같이 기능하여 2단의 볼은 함께 회전하였다. 한편 양쪽 모두 부드러우면, 양쪽 모두 회전하지 않았다. 또한, 본 발명자들은 볼 하우스 내의 볼을 3단 이상으로 해도, 선두 볼이 이것에 인접하는 볼에 비해 부드러우면, 볼이 회전할 수 있다는 사실을 밝혀내어, 본 발명에 이르렀다.
본 양상의 도포구용 팁에 사용하는 도포액은 특별히 한정되지 않지만, 잉크, 수정액, 액상 접착제, 또는 약제 등을 포함하는 것이다. 예를 들면 도포액이 잉크인 경우, 착색제, 점도 조정제, 방부제, 계면활성제, 소포제 등의 통상적으로 잉크에 포함되는 첨가제를 첨가해도 양호한 것은 물론이다.
바람직하게는, 볼 하우스 내에 2개의 볼이 내장되어 있다.
이 바람직한 양상에 의하면, 최소한의 개수의 볼에 의해 과제를 해결할 수 있다. 즉, 볼이 3개 이상이라도 실시는 가능하지만, 구성의 간이성의 점에서 2개가 바람직하다.
바람직하게는, 선두 볼은 탄성 재료에 의해 만들어진 것이며, 이것에 인접하는 볼은 경질 재료에 의해 만들어진 것이다.
여기서 「탄성 재료」란 응력에 따라 변형되는 재료이며, 구체적으로는, 천연 고무, 합성 고무, 열가소성 탄성중합체를 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, 실리콘 고무, 에틸렌·프로필렌 고무, 니트릴 고무, 불소 고무(예를 들면, 불화비닐리덴과 6불화프로필렌의 공중합체), 우레탄 고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌·부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무, 부틸 고무, 클로로설폰화폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로하이드린 고무, 다황화 고무, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다. 또한, 발포체라도 좋다.
또한, 선두 볼 전체가 탄성 재료제라도 좋고, 경질한 볼의 외면을 탄성 재료로 피복한 것이라도 좋고, 탄성 재료제이며 중공인 것이라도 좋다.
여기서 「경질 재료」란 응력에 의한 변형을 실용상 무시할 수 있는 재료이며, 구체적으로는, 금속, 비발포 수지, 세라믹을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다. 더욱 구체적으로는, 초경합금, 텅스텐강, 탄소강, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리옥시메틸렌, 4불화에틸렌 수지, 루비, 사파이어를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다. 또한, 「초경합금」이란, 주기표의 IVa, Va, Vla족 금속의 탄화물을 Fe, Co, Ni, Cr, Ti 등의 철계 금속으로 소결한 복합 재료이며, 일례로서, 탄화텅스텐과 코발트의 소결체를 포함한다.
바람직하게는, 탄성 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 95 이하이다.
바람직하게는, 탄성 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 65 이하이다.
바람직하게는, 탄성 재료의 표면 거칠기는 JIS B0601-1994 준거의 산술 평균 거칠기에 있어서 1.1 이상이다.
바람직하게는, 탄성 재료는 실리콘 고무 또는 불소 고무이다.
이 바람직한 양상에 의해, 선두 볼이 실리콘 고무에 의해 만들어져 있으면, 볼의 회전이 원활하다. 또한, 불소 고무에 의해 만들어져 있으면, 내잉크성이 높다.
바람직하게는, 경질 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 100이다.
또한, 본 명세서에서 말하는 경도는, 그 정의로부터, 100을 초과하는 경우는 없다.
바람직하게는, 경질 재료의 표면 거칠기는 JIS B0601-1994 준거의 산술 평균 거칠기에 있어서 0.5 이상이다.
바람직하게는, 경질 재료는 4불화에틸렌 수지이다.
이 바람직한 양상에 의해, 선두 볼에 인접하는 볼이 4불화에틸렌 수지에 의해 만들어져 있으면, 볼의 회전이 원활하다.
바람직하게는, 볼 하우스는 후단 볼 근방에 볼좌를 가지며, 후단 볼과 볼좌 사이에는 후단 볼을 선단측으로 가압하는 가압 부재가 구비되어 있다.
「후단 볼」이란 선두 볼로부터 가장 먼 볼이다. 볼 하우스 내의 볼이 2개인 경우는, 「선두 볼에 인접하는 볼」이 「후단 볼」이다. 이 바람직한 양상에 의하면, 선두 볼이 피도포면에 가압되는 힘을 가압 부재가 후단 볼을 가압하는 힘에 의해 조정할 수 있다.
바람직하게는, 선두 볼의 직경은 1mm 내지 20mm이다.
또한 「선두 볼에 인접하는 볼」의 직경은 선두 볼과 실질적으로 동일 직경이 바람직하다. 「선두 볼에 인접하는 볼」의 직경은 선두 볼 이하인 편이 팁을 제작하기 쉽지만, 한편으로, 선두 볼 이상인 편이 볼이 회전하기 쉽기 때문이다.
본 발명의 다른 양상은 잉크가 저류된 잉크 저류부를 가지며, 상기 잉크 저류부에 본 발명의 도포구용 팁이 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포구이다.
본 양상의 도포구에 의하면, 볼의 회전이 원활하고, 필기선의 굵기를 바꿀 수 있다.
본 발명의 도포구용 팁 및 도포구는 필기(도포)선의 굵기를 바꿀 수 있기 때문에, 유아에게 있어서도 흥미가 증가한다. 또한, 내구성이 우수한 도포구용 팁 및 도포구를 제공할 수 있다. 또한, 종래의 볼펜으로는 쓸 수 없었던 요철면에서도 필기(도포)가 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따르는 도포구용 팁의 실시 형태인 볼펜용 팁의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 볼펜용 팁을 내장한 볼펜 선단부의 단면도이다.
도 1에 있어서, 도포구용 팁(1)은 그 선단부에 볼 하우스(2)를 가지며, 또한, 상기 볼 하우스(2)에 연통하는 잉크 도입로(도포액 도입로)(3)를 가지고 있다. 볼 하우스(2) 내에는 선두 볼(이하, 「선단 볼」)(5) 및 이것에 인접하는 볼(이하, 「후방 볼」)(6)이 회전 가능하게 내장·보유되어 있다. 이러한 볼(5, 6)은 도포구용 팁의 축선 방향으로 직렬상으로 서로 접하여 늘어서고, 선단 볼(5)은 탄성체제이며, 후방 볼(6)은 경질체제이다. 바꿔 말하면, 탄성체 볼이 선두에, 경질체 볼이 그 뒷쪽에 배치되어 있다. 선단 볼(5)은 그 일부가 볼 하우스의 선단 개구(7)로부터 노출되어 있다. 후방 볼(6)의 후부는 대략 원추사다리꼴의 볼좌(8)에 당접하고 있다. 볼좌(8)의 중심에는 잉크 도입로(3)가 개구하고 있다. 선단 볼(5)(탄성체제)은 이것에 인접하는 후방 볼(6)(경질체제)에 비해 부드럽다.
팁(1)의 후단측은 잉크 통(11)에 연결되며, 잉크 통(11)은 파지(把持)부가 되는 동시에, 그 내부에는 잉크(도포액)가 저류된 잉크 저류부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 잉크 저류부는 잉크 도입로(도포액 도입로)(3)와 연통하고 있고, 잉크가 잉크 저류부로부터 잉크 도입로(3)를 경유하여 볼 하우스(2)에 공급되도록 되어 있다. 볼 하우스(2)에 공급된 잉크는 후방 볼(6) 및 선단 볼(5)의 회전에 의해 이들 볼(5, 6)의 표면을 따라 피도포면(도시하지 않음)에 도포된다.
실시예
여러 가지 재질의 고무 볼(탄성체 볼) 및 경질체 볼을 사용하여 볼펜을 시험제작하고, 필기 실험을 행하였다. 단, 본 발명은 여기에 기재하는 실험에 사용한 재료, 조성, 수치 등에 의해 한정되는 것이 아니다.
재질이 상이한 8종류의 고무 볼과 5종류의 경질체 볼을 준비하였다. 이들의 모든 조합(40가지)에 관해서, 볼 하우스 내에 고무 볼을 선두에, 경질체 볼을 그 뒷쪽에 배치한 볼펜을 제작하였다. 이러한 볼펜에 관해서, 5종류의 필기면(피도포면)에 대해 필기 실험을 행하였다. 따라서, 200예의 실험을 행하였다. 고무 볼과 경질체 볼의 외부 직경은 모두 6.35mm(1/4인치)로 하였다.
고무 볼을 구성하는 8종의 재료로서, 이하의 것을 선택하였다.
·실리콘 고무
·에틸렌·프로필렌 고무(EPDM)(3종)
·니트릴 고무(NBR)
·불소 고무(듀폰사 상표 「바이톤」)(2종)
·우레탄 고무
이들 8종의 재료에 관해서, 경도와 표면 거칠기를 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 기재한다. 또한, 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도이다. 표면 거칠기는 JIS B0601-1994에 준거하고, 측정 장치로서 키엔스 초심도 형상 측정 현미경 VK-8500을 사용하여 측정한 표면 거칠기(Ra)(산술 평균 거칠기)이다.
Figure pct00001
경질체 볼을 구성하는 5종의 재료로서, 이하의 것을 선택하였다.
·초경합금(탄화텅스텐과 코발트의 소결체)
·고밀도 폴리에틸렌(PE(HD))
·폴리프로필렌(PP)
·폴리옥시메틸렌(P0M)(듀폰사 상표 「델린」)
·4불화에틸렌 수지(PTFE)(듀폰사 상표 「테프론」)
이들 5종의 재료에 관해서, 경도와 표면 거칠기를 측정하였다. 측정 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도이다. 표면 거칠기는, JIS B0601-1994에 준거하고, 측정 장치로서 키엔스 초심도 형상 측정 현미경 VK-8500을 사용하여 측정한 표면 거칠기(Ra)(산술 평균 거칠기)이다.
Figure pct00002
필기면으로서, 이하의 5종을 선택하였다.
·유리
·스테인리스강(경면 마무리)
·스테인리스강(헤어라인 마무리)
·상질지
·화이트보드(도장 백판)
도포액인 잉크로서, 수성 잉크와 수성 겔 잉크의 2종류를 선택하였다. 각 잉크의 특성은 이하와 같다.
〔수성 잉크〕
·점도: 5mPa·S(토키멕사 제조 E형 점도계 ELD 사용, 20℃, 1-34'R24콘으로, 50rpm의 회전수로 측정한 전단 점도)
·성분: 색제(안료) 10%, 물 50%, 습윤제 30%, 기타 첨가제 10%
〔수성 겔 잉크〕
·점도: 100mPa·S(토키멕사 제조 E형 점도계 ELD 사용, 20℃, 3-14'R24 콘으로, 0.5rpm의 회전수로 측정한 전단 점도)
·성분: 색제(안료) 10%, 물 65%, 습윤제 20%, 기타 첨가제 5%
실험 결과는 하기의 표 3에 기재하는 바와 같았다. 표 3 및 후술하는 표 4 내지 6에 있어서, 표 중의 A 내지 E의 의미는 하기와 같다. 또한, 어느 실험 결과도 잉크의 종류에 따라서는 차이를 보이지 않았다.
A: 선단 볼과 후방 볼이 함께 회전하였다.
B: 선단 볼과 후방 볼이 함께 회전하였지만, 때때로 미끄러짐.
C: 선단 볼만이 회전하고, 후방 볼은 회전하지 않았다.
D: 선단 볼만이 회전하였지만, 때때로 미끄러짐. 후방 볼은 회전하지 않았다.
E: 선단 볼과 후방 볼은 모두 회전하지 않았다.
Figure pct00003
표 3에 기재한 실험 결과에 관해서는 하기의 비교 실험과 대비하면서 설명한다.
비교예, 참고예로서 하기의 볼펜을 제작하고, 실시예와 같은 필기 실험을 행하였다. 각 볼의 외부 직경은 모두 6.35mm(1/4인치)로 하였다.
(1) 볼 하우스 내에 고무(탄성체) 볼을 2개 직렬로 배치한 볼펜
(2) 볼 하우스 내에 경질체 볼을 2개 직렬로 배치한 볼펜
(3) 선단 볼을 경질체 볼로 하고, 후방 볼을 고무(탄성체) 볼로 한 볼펜
상기 (1)의 볼펜에 관해서는, 선단 볼로서 실시예의 볼펜과 같은 8종류의 고무 볼과, 후방 볼로서 상기 8종류로부터 선택한 5종류의 고무 볼을 조합하였다. 그리고, 이러한 볼펜에 관해서, 5종류의 필기면(피도포면)에 대해 필기 실험(200예)을 행하였다.
상기 (2)의 볼펜에 관해서는, 선단 볼로서 실시예의 볼펜과 같은 5종류의 경질체 볼과, 후방 볼로서 동일한 5종류의 경질체 볼을 조합하였다. 그리고, 이러한 볼펜에 관해서, 5종류의 필기면(피도포면)에 대해 필기 실험(125예)을 행하였다.
상기 (3)의 볼펜에 관해서는, 선단 볼로서 실시예의 볼펜과 같은 5종류의 경질체 볼과, 후방 볼로서 상기 8종류로부터 선택한 5종류의 고무 볼을 조합하였다. 그리고, 이러한 볼펜에 관해서, 5종류의 필기면(피도포면)에 대해 필기 실험(125예)을 행하였다.
상기 (1)의 볼펜에 관해서, 필기 시험의 결과를 표 4에 기재한다.
Figure pct00004
상기 (2)의 볼펜에 관해서, 필기 시험의 결과를 표 5에 기재한다.
Figure pct00005
상기 (3)의 볼펜에 관해서, 필기 시험의 결과를 표 6에 기재한다.
Figure pct00006
이러한 4종류의 실험 결과를 비교한다. 비교 실험에 의하면, 볼 하우스 내에 고무(탄성체) 볼을 2개 직렬로 배치한 볼펜[볼펜(1), 표 4, 비교예]에서는, 거의 볼이 회전하지 않았다. 즉, 표 4에 있어서, 평가는 대부분 E가 되고, 겨우 후방 볼을 폴리우레탄제로 한 경우에, 불완전한 회전 상태를 나타내는 B가 10항목 나타날 뿐이었다.
볼 하우스 내에 경질체 볼을 2개 직렬로 배치한 볼펜[볼펜(2), 표 5, 참고예]에서는 볼이 회전하지 않는 경우도 있었지만, 선단 볼만이 회전하고, 후방 볼은 회전하지 않는 경우가 많았다. 즉, 표 5에 있어서의 C와 D를 더하면, 125항목 중82항목을 차지하였다. 이외에는 E가 42항목이며, 불완전하지만 양쪽의 볼이 회전한 것을 나타내는 B는 1항목뿐이었다.
선단 볼을 경질체 볼로 하고, 후방 볼을 고무(탄성체) 볼로 한 볼펜[볼펜(3), 표 6, 본 발명과 볼의 배치를 반대로 한 참고예]에서는 전혀 볼이 회전하지 않았다. 즉 표 6에 있어서, 평가는 모두 E가 되었다.
이러한 비교예, 참고예와 비교하여, 선단 볼을 고무(탄성체) 볼로 하고, 후방 볼을 경질체 볼로 한 볼펜(표 3, 실시형태)에서는 볼이 회전하지 않는 경우 (E)도 있었지만, 선단 볼과 후방 볼이 함께 회전하는 경우가 비교적 많았다. 즉, 표 3에 있어서, A는 200항목 중 61항목, A와 B를 더하면, 200항목 중 117항목을 차지하고, 전체적으로 보면, 볼의 회전 상태, 즉 필기(도포) 상태는 비교적 양호하였다.
특히, 탄성 재료(선단 볼 재료)로서 실리콘 고무를 사용했을 때는 거의 모든 경우에 있어서 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전하고, 도포가 원활하였다. 경질 재료(후방 볼 재료)와의 구체적인 조합이라고 하면, 탄성 재료로서 실리콘 고무를 사용하고, 경질 재료로서 초경합금, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리옥시메틸렌, 4불화에틸렌 수지 중 어느 하나를 사용했을 때, 거의 모든 경우에 있어서 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전하고, 도포가 원활하였다.
각각의 케이스에 있어서 볼이 회전하는지 여부는 각각의 볼과 필기면이라는 3자의 재질(또는, 볼좌도 포함시킨 4자의 재질)의 조합에 의해 결정되는 것 같으며, 그 기구는 아직 완전히는 해명되어 있지 않지만, 어느 정도의 고찰은 가능하다.
탄성 재료로서 실리콘 고무를 사용했을 때 선단 볼과 후방 볼이 거의 확실하게 미끄러짐 없이 함께 회전하는 것은 선단 볼에 사용한 실리콘 고무의 경도가 작고(수치 65), 후방 볼에 사용한 경질 재료와의 경도차가 큰 것에 기인하는 것으로 상상된다.
또한, 탄성 재료로서 경도 60의 에틸렌·프로필렌 고무를 사용했을 때도, 선단 볼과 후방 볼이 거의 확실하게 미끄러짐 없이 함께 회전하였다.
상기의 실험으로부터, 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전한다고 하는 결과가 불확실하지만 나타나는 것은 선단 볼의 경도가 우레탄 고무의 경도(수치 95) 이하인 경우이다. 또한, 경도 수치가 65인 실리콘 고무를 사용했을 때나, 경도 수치가 60인 에틸렌·프로필렌 고무를 사용했을 때는 거의 확실하게 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전하고 있다. 따라서, 본 발명에 적합한 탄성 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 95 이하이며, 특히, 65 이하라고 판단된다.
또한, 선단 볼에 실리콘 고무를 사용했을 때 선단 볼과 후방 볼이 거의 확실하게 미끄러짐 없이 함께 회전하는 것은, 실리콘 고무의 표면 거칠기가 JIS B0601-1994 준거의 산술 평균 거칠기에 있어서 1.63과, 탄성 재료 중에서도 큰 것에 기인하는 것으로도 생각된다. 경도 60의 에틸렌·프로필렌 고무(산술 평균 거칠기 2.05)에 관해서도 마찬가지이다. 실험에 사용한 탄성 재료 중에서, 실리콘 고무에 이어서 산술 평균 거칠기가 큰 재료는 경도 70의 에틸렌·프로필렌 고무(수치 1.60), 우레탄 고무(수치 1.57), 경도 66의 에틸렌·프로필렌 고무(수치 1.03)의 순이기 때문에, 산술 평균 거칠기만으로 생각하면, 양쪽 볼이 거의 확실하게 함께 회전하기 위한 탄성 재료(선단 볼)의 표면 거칠기는 1.6 이상이라고도 생각된다. 그러나, 후술하는 바와 같이 우레탄 고무는 경도가 비교적 큰 것에 문제가 있는 것으로 추측되기 때문에, 이것을 제외하고 생각하면, 양쪽 볼이 거의 확실하게 함께 회전하기 위한 탄성 재료(선단 볼)의 표면 거칠기는 1.1 이상이라고 추정된다.
후방 볼 재료(경질 재료)에 착안하면, 후방 볼에 우레탄 고무(경도 수치 95)를 사용한 경우에 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐을 수반하면서도 회전한 예(표 4)가 있기 때문에, 가장 넓게 생각하면, 후방 볼(경질 재료)의 경도가 우레탄 고무의 경도(수치 95) 이상이면 좋다고도 할 수 있다. 그러나, 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전한다고 하는 결과가 불확실하면서도 나타나는 것은 후방 볼(경질 재료)의 경도가 100인 경우이기 때문에, 경도 100의 경질 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
경질 재료(후방 볼 재료)로서 4불화에틸렌 수지를 사용했을 때, 대부분의 경우에 있어서 볼이 미끄러짐 없이 회전하고, 도포가 원활하였다. 이것은 4불화에틸렌 수지의 표면 거칠기가 경질 재료로서는 큰(수치 0.68) 것에 의한 것이 아닐까라고 상상된다. 특히, 경질 재료로서 4불화에틸렌 수지를 사용하고, 탄성 재료(선단 볼 재료)로서 실리콘 고무, 에틸렌·프로필렌 고무, 니트릴 고무 중 어느 하나를 사용했을 때, 거의 모든 경우에 있어서 선단 볼과 후방 볼이 미끄러짐 없이 함께 회전하고, 도포가 원활하였다.
선단 볼과 후방 볼이 거의 확실하게 미끄러짐 없이 함께 회전하기 위한 경질 재료(후방 볼)의 조건은 표면 거칠기(상기 산술 평균 거칠기)가 0.5 이상인 것으로 해석된다. 4불화에틸렌 수지(거칠기 수치 0.68)에서는 결과가 양호하며, 폴리옥시메틸렌(거칠기 수치 0.42)에서는 결과가 불충분하기 때문이다.
다만, 경질 재료(후방 볼 재료)로서 표면 거칠기가 큰 4불화에틸렌 수지를 사용해도, 탄성 재료(선단 볼 재료)로서 우레탄 고무를 사용했을 때는 선단 볼만이 회전하는 현상이 나타났다(표 3에 있어서의 C, D). 이 원인도 완전히는 해명되고 있지 않지만, 우레탄 고무의 경도가 고무로서는 크고(경도 수치 95), 경질 재료에 가까운 것에 의한 것으로 상상된다. 표 5에서 본 것 같이, 경질체 볼을 2개 직렬로 배치한 볼펜에서는 선단 볼만이 회전하고 후방 볼은 회전하지 않는 경우가 많았지만, 선단 볼로서 경도가 큰 고무를 사용했을 때도 같은 현상을 일으키는 것이 아닐까라고 상상된다.
상기는 볼펜을 시험제작하여 실험을 행한 결과이지만, 대량 생산을 하기 위해서는, 이러한 실험 결과에 기초하고, 또는 동일한 실험을 더욱 행하여 탄성체 볼과 경질 볼 재질의 적절한 조합을 선택하면 된다.
또한, 상기의 실시 형태에 있어서는 볼 하우스 내에 2개의 볼이 내장되어 있지만, 볼 하우스 내에 3개 이상의 볼을 내장·보유하고, 선두 볼은 탄성 재료에 의해 만들어지고, 다른 모든 볼은 경질 재료에 의해 만들어진 것으로 해도 좋다.
또한, 후단 볼과 볼좌 사이에는 후단 볼을 선단측으로 가압하는 가압 부재를 구비해도 좋다.
1 도포구용 팁
2 볼 하우스
3 잉크 도입로(도포액 도입로)
5 선단 볼(선두 볼)
6 후방 볼(선두 볼에 인접하는 볼)
7 개구
8 볼좌

Claims (13)

  1. 선단에 개구를 갖는 볼 하우스와, 상기 볼 하우스에 연통하는 도포액 도입로를 갖는 도포구용 팁에 있어서,
    상기 볼 하우스 내에 2 이상의 볼이 내장되고, 상기 2 이상의 볼은 도포구용 팁의 축선 방향으로 직렬상으로 늘어서고, 선두 볼은 그의 일부가 상기 개구로부터 노출되며, 선두 볼은 선두 볼에 인접하는 볼에 비해 부드러운 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  2. 제1항에 있어서, 볼 하우스 내에 2개의 볼이 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선두 볼은 탄성 재료에 의해 만들어지며, 선두 볼에 인접하는 볼은 경질 재료에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 95 이하인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 65 이하인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 재료의 표면 거칠기는 JIS B0601-1994 준거의 산술 평균 거칠기에 있어서 1.1 이상인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 재료는 실리콘 고무 또는 불소 고무인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 경질 재료의 경도는 JIS K6253 준거의 타입 A 듀로미터 경도에 있어서 100인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 경질 재료의 표면 거칠기는 JIS B0601-1994 준거의 산술 평균 거칠기에 있어서 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 경질 재료는 4불화에틸렌 수지인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 볼 하우스는 후단 볼 근방에 볼좌를 가지며, 후단 볼과 볼좌 사이에는 후단 볼을 선단측으로 가압하는 가압 부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 선두 볼의 직경은 1mm 내지 20mm인 것을 특징으로 하는 도포구용 팁.
  13. 잉크가 저류된 잉크 저류부를 가지고, 상기 잉크 저류부에 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 도포구용 팁이 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 도포구.
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