KR20210071057A - 도포구 - Google Patents

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KR20210071057A
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tube
liquid sealing
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저우싱푸
왕리핑
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왕슈이주안
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Abstract

도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하는 도포구에 있어서, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다. 상기 도포구는 액체의 방출을 효과적으로 제어하여 액체가 누설되는 것을 방지할 수 있으며, 구조가 단순하고, 방출이 원활하며, 제조가 용이하다.

Description

도포구
본 발명은 도포구(塗布具, application tool)에 관한 것으로서, 특히 필기구와 화장품 중 각종 액체의 방출을 제어하는 기술분야에 관한 것이다.
다공성 재료는 액체 방출을 제어하는 기술분야에서 광범위하게 응용되고 있으며, 예를 들어 마커 펜의 경우 다공성 재료가 액체를 흡수 및 유지하는 재료로 사용되고 있다. 종래 기술에서 가장 보편적으로 사용되는 다공성 재료는 섬유다발을 필름으로 코팅하여 형성되는 리필심으로서, 사용 시 리필심을 하우징에 장입하고 도포헤드를 삽입하여 리필심 양단을 대기와 연통시켜, 액체의 주입 시 공기는 양단으로 배출되고 액체는 양단으로 확산되며, 액체가 쉽게 방출되도록 한다. 그러나 리필심은 사용 시간이 증가함에 따라 액체 토출량이 점차 감소될 수 있고, 리필심에 액체 잔량이 많은 단점이 있다.
액체 방출을 제어하는 기술 분야에서 상용되는 또 다른 기술은 유도심을 이용하여 액체를 전달하고, 핀 세트를 이용하여 액체의 방출을 제어하는 것으로, 예를 들어 잉크가 소량으로 토출되는 수성 볼펜에 응용하는 것이 적합하다. 이러한 유도심과 핀 세트를 결합한 기술은 제조 정밀도에 대한 요구가 높고, 부품에 약간의 품질 변화가 있거나 또는 온도차와 압력차 등의 비정상적인 환경 변화가 발생할 경우 액체가 쉽게 누설된다. 출원번호 201510018984.0의 특허 문헌은 직액형 필기장치를 공개하였으며, 상기 기술은 잉크 튜브와 펜촉 사이에 하나의 조절부를 설치하여, 조절부 중의 매우 정밀한 틈을 이용하여 잉크의 방출을 제어한다. 이러한 액체 방출 기술은 리필심 종류의 도포구의 문제를 비교적 양호하게 해결하고, 액체 토출량이 큰 도포구에 응용하기 유리하나, 조절부의 설계가 비교적 복잡할 뿐만 아니라, 조절부의 틈새 크기에 대한 매우 정밀한 제어가 요구되며, 제조 원가가 높은 편이다. 이 두 가지 기술은 펜촉이 잉크 튜브에서 비교적 멀리 떨어져 있고 둘 사이에서 유도심만으로 액체를 전달하기 때문에, 펜촉을 위로 향하게 하여 일정 시간 방치하거나 또는 펜촉을 위로 향하게 하여 사용할 경우, 모두 펜촉 부분에 잉크가 부족하여 기능에 영향을 미치는 공통적인 단점이 있다.
본 발명은 종래의 리필심 종류의 도포구와 종래의 일부 직액형 도포구에 존재하는 문제를 해결하기 위한 도포구를 제시한다.
본 발명의 도포구는 도포헤드, 외부 대기와 연통되는 완충체, 기체-액체 교환기 및 기체-액체 교환기에 액체를 공급하는 액체 저장튜브를 포함하며, 기체-액체 교환기는 유도심, 유도심의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브 및 유도심과 액체밀봉튜브 사이에 설치되는 기체-액체 통로를 구비하고, 완충체는 액체밀봉튜브의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브의 모세관 압력은 완충체의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
또한, 유도심의 외주벽에 오목홈이 설치되며, 오목홈과 액체밀봉튜브의 내주벽 사이에 기체-액체 통로가 형성된다.
또한, 액체밀봉튜브는 다공성 재료로 제작된다.
또한, 기체-액체 통로가 기체 안내 통로로써 사용되는 경우, 기체 안내 통로의 횡단면의 최대 내접원 직경은 0.1mm 내지 0.8mm이다.
또한, 완충체는 다공성 재료로 제작된다.
또한, 유도심은 액체밀봉튜브 하단을 관통하여 도포헤드와 연결된다.
또한, 액체저장튜브 바닥부에 슬리브 튜브가 설치된다.
또한, 기체-액체 교환기 하측에 보호체가 설치되며, 보호체의 모세관 압력은 완충체의 모세관 압력보다 크지 않다.
또한, 완충체와 액체밀봉튜브는 일체형으로 성형되고, 액체밀봉튜브의 외주벽과 완충체의 내주벽은 점착 결합된다.
또한, 도포헤드는 기체-액체 교환기에 삽입되어 액체밀봉튜브의 일부 내벽과 연결된다.
본 발명의 기술방안에 따르면, 액체의 방출을 효과적으로 제어할 수 있어, 액체 토출이 원활하며 안정적이고, 이상 상황에서 액체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있으며, 구조가 간단하고, 제조가 용이하다.
이하 첨부도면을 결합하여 본 발명의 구체적인 실시방식에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 1b는 도 1a 중의 A-A 단면을 따라 절취한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 2b는 도 2a 중의 B-B 단면을 따라 절취한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 3b는 도 3a 중의 C-C 단면을 따라 절취한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 4b는 도 4a 중의 D-D 단면을 따라 절취한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 5b는 도 5a 중의 E-E 단면을 따라 절취한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 도포구의 구조도이다.
도 6b는 도 6a 중의 G-G 단면을 따라 절취한 단면도이다.
이하 특정한 구체적인 실시예로 본 발명의 실시방식을 설명하며, 당업자라면 본 명세서에 공개된 내용을 통해 본 발명의 다른 장점 및 효과를 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 비록 본 발명은 바람직한 실시예를 결합하여 함께 설명하나, 발명의 특징이 단지 상기 실시방식으로만 국한되는 것은 아니다. 이와 반대로, 실시방식을 결합하여 발명을 소개하는 목적은 본 발명의 청구항에 기초하여 확장될 수 있는 다른 선택 또는 개조를 포함하기 위한 것이다. 본 발명에 대한 심층적인 이해를 제공하기 위하여, 아래의 설명에는 다수의 구체적인 세부 내용을 포함할 것이며, 본 발명은 이러한 세부 내용을 사용하지 않고도 구현 가능하다. 또한, 본 발명의 중점이 혼란 또는 모호해지지 않도록 하기 위하여, 일부 구체적인 세부 내용은 설명에서 생략할 것이다.
또한, 이하 설명에 사용되는 "상", "하", "전", "후"는 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다. 본 발명 중 "하", "전"은 도포헤드(1)의 일단을 의미하고 "상", "후"는 액체저장튜브의 일단을 의미한다.
본 발명에서 언급하는 정상 상황 또는 특별히 명시하지 않은 상황은 통상적으로 실온 및 표준 대기압 상황을 의미하고, 이상 상황은 외부 온도 또는 압력이 정상 상황을 벗어난 경우를 의미한다. 본 발명 중의 모세관 압력(P)은 정상적인 상황에서 충분한 길이(일반적으로 2cm 내지 15cm가 요구됨)의 다공체(액체밀봉튜브 또는 완충체) 일단이 수평 액체 표면에 접촉되어 수직으로 30분 동안 방치된 후 액체 상승 높이(h)에 발생한 압력의 강도로 정의되고,
P=ρgh이며,
여기서 ρ는 액체의 밀도이고, g는 중력 가속도이며, h는 액체 상승 높이이다.
본 발명은 액체 상승 높이(h)의 측정 방법을 다음과 같이 정의한다:
1) 길이가 H인 다공체를 액체에 담가 포화될 때까지 액체를 흡수시키고, 포화 액체 흡수 중량(Wo)을 측정한다.
2) 동일한 다공체와 동일한 액체를 사용하여, 다공체의 일단을 액체 표면에 접촉시키고 수직으로 30분 동안 방치한 후 액체 흡수 중량을 W로 측정한다.
3) h값을 계산하면, h=(W/Wo)x H이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)에 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
<기체-액체 교환기>
본 발명에 따른 도포구에 있어서, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비한다.
<유도심>
본 발명의 유도심(31)은 본딩섬유로 제조될 수 있으며, 예컨대 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유 등의 점착 결합에 의해 제조될 수 있다. 또한, 유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되어, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단까지 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30) 역할을 한다. 오목홈이 하나만 설치된 경우, 상기 오목홈은 액체저장튜브(4) 측으로 공기를 도통시키는 공기 안내 통로이고, 유도심(31)은 액체저장튜브(4)로부터 도포헤드(1)로 액체를 전달하는 액체 안내 통로 역할을 한다. 다수의 오목홈이 설치되는 경우, 일부 오목홈 역시 액체저장튜브(4)로부터 도포헤드(1)로 액체를 전달하는 액체 안내 통로로 사용될 수 있다.
본 발명 중의 유도심(31)은 폴리옥시메틸렌, 나일론 등과 같이 표면에 액체가 스며들 수 있는 플라스틱으로도 제작될 수 있으며, 플라스틱 유도심(31)은 표면에 기체-액체 통로(30)인 2개 또는 그 이상의 오목홈이 설치되어야 한다. 그 중 적어도 하나의 오목홈은 액체저장튜브(4) 측으로 공기를 도통시키는 공기 안내 통로 역할을 하고, 나머지 오목홈은 액체저장튜브(4)로부터 도포헤드(1)로 액체를 전달하는 액체 안내 통로 역할을 한다.
<액체밀봉튜브>
본 발명의 액체밀봉튜브(32)는 다공성 재료로 제작된다. 액체밀봉튜브(32)로 제작되는 다공성 재료는 여과막 또는 섬유일 수 있다. 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 0.1mm 내지 5mm이며, 예를 들어 0.1mm, 0.5mm, 1mm, 2mm, 5mm이다. 벽 두께가 비교적 얇은 액체밀봉튜브(32)는 여과막으로 제작될 수 있고, 벽 두께가 비교적 두꺼운 액체밀봉튜브(32)는 단일 성분의 섬유 또는 이중 성분의 섬유를 점착 결합시켜 제조될 수 있다. 벽이 비교적 얇은 액체밀봉튜브(32)는 액체 용량이 작기 때문에, 액체를 보다 충분히 이용하고 방출하기에 유리하여, 잔류량이 감소되고, 벽이 비교적 두꺼운 액체밀봉튜브(32)는 액체 용량이 크므로, 기체-액체 교환기(3)에 비교적 많은 액체를 유지하기에 유리하여, 설사 도포헤드(1)가 위를 향하게 하여 사용하더라도 양호한 액체 방출 성능을 가진다.
액체밀봉튜브(32)는 유도심(31)의 외주벽에 코팅된다. 액체밀봉튜브(32)는 유도심(31)의 외주벽에 부분적으로 코팅될 수도 있고, 유도심(31)의 외주벽에 전체적으로 코팅될 수도 있으며, 코팅되는 면적은 설계의 필요에 따라 합리적으로 선택할 수 있다.
액체밀봉튜브(32)는 일정량의 액체를 흡수한 후 기체가 반경 방향으로 액체밀봉튜브(32)를 통과하지 못하게 함으로써, 유도심(31) 및 기체-액체 통로(30)를 완충체(2)와 격리시킨다. 이러한 상황에서, 액체저장튜브(4)와 외부는 기체-액체 통로(30)를 통해서만 기체를 교환할 수 있고, 완충체(2)로부터 액체밀봉튜브(32)를 통해서는 기체를 교환할 수 없다. 액체를 흡수한 후의 액체밀봉튜브(32) 내벽과 유도심(31) 및 그 표면의 오목홈 사이는 기체-액체 통로(30)를 형성하고, 기체-액체 통로(30)의 대부분의 공간에 액체가 가득 채워지며, 이에 따라 기체-액체 통로(30)가 다단식의 작은 기포로 액체 밀봉된다. 액체가 액체저장튜브(4)로부터 기체-액체 교환기(3)를 통해 도출되는 경우, 액체저장튜브(4) 내부와 외부의 압력차가 증가하여, 기체-액체 통로(30) 중의 기포를 액체저장튜브(4) 쪽으로 밀어 액체저장튜브(4)로 진입시켜, 액체저장튜브(4)와 외부의 압력차를 균형을 이룰 때까지 감소함과 동시에, 기체-액체 통로(30)에 새로운 액체 밀봉 구역과 작은 기포가 형성된다. 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력이 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크므로, 완충체(2)가 정상적인 상황에서 액체밀봉튜브(32)로부터 액체를 흡수하기 어렵다.
<기체-액체 교환기>
본 발명의 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32)를 포함하며, 유도심(31)의 전부 또는 일부 외주벽이 액체밀봉튜브(32)에 의해 코팅된다.
기체-액체 교환기(3)의 유도심(31) 외주벽 상의 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽은 기체-액체 통로(30)를 형성하고, 주변의 대기와 연통된다. 도포구의 사용 요구와 도포구 중의 액체 성질에 따라, 기체-액체 통로(30)가 기체 안내 통로로써 사용되는 경우, 기체 안내 통로의 횡단면의 최대 내접원 직경은 0.1mm 내지 8mm이다. 최대 내접원의 직경이 다른 기체 안내 통로는 각기 다른 모세관력을 지님으로써, 기체를 안내할 때 액체의 밀봉 강도를 제어한다. 최대 내접원의 직경이 작으면 기체 유도량이 작아 액체 토출량이 적은 도포구에 적합하고, 최대 내접원의 직경이 크면 기체 유도량이 커 액체 토출량이 큰 도포구에 적합하다.
기체-액체 교환기(3)에 액체 안내 통로가 더 설치된다. 섬유로 제작되는 유도심(31) 자체는 액체 안내 통로로 사용될 수 있으며, 유도심(31) 표면의 오목홈 또는 오목홈과 액체밀봉튜브(32) 내벽에도 액체 안내 통로가 형성될 수 있다. 도포구에 사용되는 액체에 비교적 큰 입자가 함유되는 경우, 예를 들어 펄 잉크 또는 금속 잉크를 사용하는 경우, 오목홈이 있는 액체 안내 통로가 특히 중요하며, 그 이유는 오목홈이 없는 보통의 유도심(31)은 액체 중의 입자를 전부 또는 부분적으로 여과할 수 있기 때문이다.
<완충체>
완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 부분적으로 코팅될 수 있으며, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽을 전체적으로 코팅하는 것이 바람직하다.
본 발명의 완충체(2)는 다공성 재료로 제작되어 주변의 대기와 연통된다. 완충체(2)로 제작되는 다공성 재료는 스폰지 또는 섬유일 수 있고, 완충체(2)의 길이와 벽 두께는 도포구의 내부 공간에 따라 설정할 수 있다. 도포구에 사용되는 액체와 사용 요구에 따라 적당한 모세관 압력을 지닌 완충체(2)를 제작한다.
액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크며, 또한 정상적인 상황에서 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)로부터 액체를 거의 흡수하지 않는다. 완충체(2)의 내벽은 액체밀봉튜브(32)의 외벽과 연결되며, 이상 상황이 발생하여 액체밀봉튜브(32) 중의 액체 함량이 과도하게 높아지게 되면, 완충체(2)가 액체밀봉튜브(32) 중의 과다한 액체를 흡수함으로써, 액체가 도포헤드(1)를 통해 누설되는 것을 방지할 수 있다. 이상 상황이 해제된 후, 완충체(2) 중의 액체는 액체밀봉튜브(32)로 다시 전달되며, 액체 안내 통로를 통해 액체저장튜브(4)로 복귀한다. 완충체(2)가 상기 성능을 지니도록 하기 위하여, 완충체(2)의 밀도는 0.03g/cm3 내지 0.20g/cm3이고, 완충체(2)가 섬유로 제작되는 경우, 섬유의 섬도는 0.5 데니어(denier) 내지 30 데니어인 것이 비교적 적합하다.
<도포헤드>
본 발명의 도포헤드(1)는 액체밀봉튜브(32)를 관통하는 유도심(31)과 연결될 수도 있고, 기체-액체 교환기(3)가 삽입되어 액체밀봉튜브(32)의 일부 내벽과 연결될 수도 있으며, 유도심(31)을 연장시켜 도포헤드(1)로 사용할 수도 있다.
<액체저장튜브>
본 발명의 도포구에서, 액체저장튜브(4)는 액체를 저장하는 부재이다. 액체저장튜브(4)의 바닥부에 상향 또는 하향 슬리브 튜브(62)가 설치되며, 슬리브 튜브(62)를 기체-액체 교환기(3)에 삽입하고 액체밀봉튜브(32)의 내벽과 밀착 접촉시키거나, 또는 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31)을 슬리브 튜브(62)에 삽입할 수 있으며, 이렇게 하면 기체-액체 교환기(3)를 고정시키고, 액체의 누설을 방지하기에 유리하다. 교체 가능한 액체저장튜브(4)를 사용할 경우, 하우징(6) 등의 부재를 반복 사용하기에 유리하여, 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 교체형 액체저장튜브(4)는 나사 결합, 끼움 결합 등 다양한 방식으로 도포구에 연결될 수 있다.
제1 실시예
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 1b는 도 1a 중 A-A 단면을 따라 절취한 단면도이다. 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함한다.
기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체밀봉튜브(32)가 유도심(31)의 외주벽에 전체적으로 코팅되고, 유도심(31)의 일단은 액체밀봉튜브(32)의 상단으로부터 돌출되어 액체저장튜브(4)에 삽입되고, 타단은 액체밀봉튜브(32) 하단을 관통하여 도포헤드(1)와 연결된다. 본 실시예에서, 유도심(31)은 도포헤드(1)와 인접하게 연결된다.
액체밀봉튜브(32)는 여과막 또는 본딩섬유이고, 완충체(2)는 스폰지 또는 본딩섬유이다. 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)에 의해 전체적으로 코팅된다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 액체저장튜브(4)는 하우징(6)에 일체형으로 설치되고, 분리판(61)은 액체저장튜브(4)의 바닥부로 동시에 사용되며, 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다.
본 실시예에 따른 도포구는 액체저장튜브(4)의 바닥부에 하향 연장되는 슬리브 튜브(62)가 설치되고, 슬리브 튜브(62)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다. 조립 시, 슬리브 튜브(62)를 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31) 사이에 삽입할 수 있으며, 슬리브 튜브(62)의 외주벽은 액체밀봉튜브(32)의 내주벽과 밀착되므로, 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이를 안정적으로 조립하기에 편리하다.
하우징(6)의 하부에는 도포헤드(1)의 도포헤드 시트(10)가 일체형으로 설치될 수 있다. 도포헤드 시트(10)는 단독으로 성형되어 하우징(6)의 하부에 분리 가능하게 장착될 수 있다.
제2 실시예
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 2b는 도 2a 중 B-B 단면을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 구조와 유사하며, 제1 실시예와 동일한 부분은 본 실시예에서는 중복 설명을 생략한다.
도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는 액체밀봉튜브(32)가 유도심(31)의 외주벽에 전체적으로 코팅되며, 유도심(31)의 일단은 액체밀봉튜브(32)로부터 돌출되어 액체저장튜브(4)에 삽입되고, 타단은 액체밀봉튜브(32)를 관통하여 도포헤드(1)에 삽입된다.
유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되며, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단으로 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30)로 사용된다. 본 실시예에서, 오목홈의 수량은 3개가 설치된다. 오목홈의 최대 내접원의 직경은 0.5mm인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 유도심(31)은 본딩섬유 또는 플라스틱인 것이 바람직하다.
액체밀봉튜브(32)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 0.5mm인 것이 바람직하다. 완충체(2)는 스폰지 또는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)에 의해 전체적으로 코팅된다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 액체저장튜브(4)는 하우징(6)에 일체형으로 설치되고, 분리판(61)은 액체저장튜브(4)의 바닥부로 동시에 사용된다. 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체저장튜브(4)의 바닥부에 하향 연장되는 슬리브 튜브(62)가 설치되고, 슬리브 튜브(62)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다. 조립 시, 슬리브 튜브(62)를 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31) 사이에 삽입할 수 있으며, 슬리브 튜브(62)의 외주벽은 액체밀봉튜브(32)의 내주벽과 밀착되므로, 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이를 안정적으로 조립하기에 편리하다.
본 실시예에 따른 도포구는, 기체-액체 교환기(3) 하측에 보호체(5)가 설치되며, 보호체(5)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 크지 않다.
본 실시예에서, 유도심(31)의 타단은 액체밀봉튜브(32)를 관통한 후, 보호체(5)를 더 관통한 다음, 도포헤드(1)에 삽입된다.
극단적인 이상 상황에서, 예컨대 해발이 낮은 지역으로부터 도포구를 휴대하여 해발이 높은 지역에 이르거나, 또는 고공 비행하는 비행기에서 도포구를 개방할 경우, 액체저장튜브(4) 내, 외부의 극단적인 기압차로 인해, 액체저장튜브(4)로부터 급속하게 도출되는 액체가 완충체(2)에 의해 적시에 흡수되지 못하여 누설될 수 있다. 이 경우, 보호체(5)는 기체-액체 교환기(3)로부터 빠르게 넘쳐나오는 액체를 흡수할 수 있다. 이상 상황이 해소된 후, 보호체(5)에 임시 저장된 액체는 유도심(31)을 통해 도포헤드(1)로 전달되거나 또는 액체밀봉튜브(32)에 의해 흡수될 수 있다.
본 실시예에 따른 도포구는 아이라이너에 응용될 수 있다. 본 실시예에 따른 도포구는 기체-액체 통로(30)인 오목홈의 수량이 3개이므로, 적어도 하나는 액체 안내 통로로 사용될 수 있으며, 즉 아이라인 용액 중의 입자가 유도심(31)에 의해 여과되지 않고, 오목홈을 통해 도포헤드(1)로 이송될 수 있다.
제3 실시예
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 3b는 도 3a 중 C-C 단면을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 구조와 유사하며, 제1 실시예와 동일한 부분은 본 실시예에서는 중복 설명을 생략한다.
도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는 유도심(31)의 외주벽이 액체밀봉튜브(32)에 의해 전체적으로 코팅되며, 유도심(31)의 일단은 액체밀봉튜브(32)로부터 돌출되어 액체저장튜브(4)에 삽입되고, 타단은 액체밀봉튜브(32)를 관통하여 하우징(6)으로부터 돌출된다.
유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되어, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단으로 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30)로 사용된다. 본 실시예에서, 오목홈의 수량은 1개가 설치된다. 오목홈의 최대 내접원 직경은 0.3mm인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 유도심(31)은 본딩섬유인 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 액체저장튜브(4)가 하우징(6)에 일체형으로 설치되고, 분리판(61)은 액체저장튜브(4)의 바닥부로 동시에 사용된다. 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체저장튜브(4)의 바닥부에 하향 연장되는 슬리브 튜브(62)가 설치되고, 슬리브 튜브(62)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다. 조립 시, 슬리브 튜브(62)를 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31) 사이에 삽입할 수 있으며, 슬리브 튜브(62)의 외주벽은 액체밀봉튜브(32)의 내주벽과 밀착되므로, 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이를 안정적으로 조립하기에 편리하다.
액체밀봉튜브(32)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 1mm인 것이 바람직하다. 액체밀봉튜브(32)는 액체저장튜브(4)의 하측에 인접하며, 즉 분리판(61)에 인접해 있다.
완충체(2)는 스폰지 또는 본딩섬유인 것이 바람직하다. 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)에 의해 전체적으로 코팅되고, 완충체(2)와 액체밀봉튜브(32)는 일체형으로 성형되는 것이 바람직하며, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽과 완충체(2)의 내주벽은 점착 결합된다.
본 실시예에서, 유도심(31)이 하우징(6)에 돌출되는 부분은 도포헤드(1)로 제작되며, 즉 도포헤드(1)와 유도심(31)은 일체형으로 성형된다.
제4 실시예
도 4a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 4b는 도 4a 중 D-D 단면을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 구조와 유사하며, 제1 실시예와 동일한 부분은 본 실시예에서는 중복 설명을 생략한다.
도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체밀봉튜브(32)가 유도심(31)의 외주벽에 전체적으로 코팅되며, 유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되어, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단으로 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30)로 사용된다. 본 실시예에서, 오목홈의 수량은 3개가 설치된다. 오목홈의 최대 내접원 직경은 0.1mm인 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 유도심(31)은 폴리옥시메틸렌 플라스틱인 것이 바람직하다.
액체밀봉튜브(32)는 여과막인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 0.1mm인 것이 바람직하다. 완충체(2)는 스폰지 또는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)에 의해 전체적으로 코팅된다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 액체저장튜브(4)가 하우징(6)에 일체형으로 설치되고, 분리판(61)은 액체저장튜브(4)의 바닥부로 동시에 사용된다. 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체저장튜브(4)의 바닥부에 액체저장튜브(4) 내부로 연장되는 슬리브 튜브(62)가 설치되고, 슬리브 튜브(62)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다.
유도심(31)과 액체밀봉튜브(32)의 일단은 완충체(2)로부터 함께 돌출되어, 액체저장튜브(4) 중의 슬리브 튜브(62)에 삽입된다.
유도심(31)의 타단은 액체밀봉튜브(32)를 관통하여 도포헤드(1)에 삽입되고, 도포헤드(1)의 팁 부에 볼(11)이 설치되며, 유도심(31)은 볼(11)과 맞닿는 것이 바람직하다.
조립 시, 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32)의 일단을 액체저장튜브(4) 중의 슬리브 튜브(62)에 삽입하고, 슬리브 튜브(62)의 내주벽과 액체밀봉튜브(32)의 외주벽을 밀착시키며, 이에 따라 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이가 안정적으로 조립된다.
본 실시예에 따른 도포구는 볼펜과 같이 액체 토출량이 적은 장치로 사용될 수 있다.
제5 실시예
도 5a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 5b는 도 5a 중 E-E 단면을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 구조와 유사하며, 제1 실시예와 동일한 부분은 본 실시예에서는 중복 설명을 생략한다.
도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체밀봉튜브(32)가 유도심(31)의 외주벽에 전체적으로 코팅되며, 유도심(31)의 일단은 액체밀봉튜브(32)로부터 돌출되어 액체저장튜브(4)에 삽입되고, 타단은 액체밀봉튜브(32)를 관통하여 도포헤드(1)에 삽입된다.
유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되어, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단으로 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30)로 사용된다. 본 실시예에서, 오목홈의 수량은 5개가 설치된다. 그 중, 2개의 오목홈의 최대 내접원 직경은 0.8mm인 것이 바람직하고, 다른 3개의 오목홈의 최대 내접원의 직경은 0.5mm인 것이 바람직하다.
액체밀봉튜브(32)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 5mm인 것이 바람직하다. 완충체(2)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)에 의해 전체적으로 코팅된다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다. 분리판(61)의 바닥부에 하향 연장되는 하부 슬리브 튜브(621)가 설치되고, 하부 슬리브 튜브(621)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다. 분리판(61)의 상부에는 액체저장튜브(4) 내부로 연장되는 상부 슬리브 튜브(622)가 설치되며, 상부 슬리브 튜브(622)의 내경은 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공의 내경보다 약간 크다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체저장튜브(4)가 교체 가능한 액체저장튜브(4)이며, 액체저장튜브(4)에 소켓(41)이 설치된다. 조립 시, 액체저장튜브(4)의 소켓(41)과 분리판(61)의 상부 슬리브 튜브(622)를 끼워 액체 밀봉을 형성한다. 하부 슬리브 튜브(621)가 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31) 사이에 삽입되고, 하부 슬리브 튜브(621)의 외주벽과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 밀착됨으로써, 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이를 안정적으로 조립하기에 편리하고, 액체저장튜브(4)를 교체하기에 용이하다.
본 실시예에 따른 도포구는 붓 펜과 같이 액체 토출량이 큰 장치에 응용될 수 있다.
제6 실시예
도 6a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 도포구의 구조도이고, 도 6b는 도 6a 중 G-G 단면을 따라 절취한 단면도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 구조와 유사하며, 제1 실시예와 동일한 부분은 본 실시예에서는 중복 설명을 생략한다.
도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 제6 실시예에 따른 도포구는 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하며, 기체-액체 교환기(3)는 유도심(31), 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 유도심(31)과 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고, 완충체(2)는 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 크다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체밀봉튜브(32)가 유도심(31)의 외주벽에 부분적으로 코팅되며, 유도심(31)의 일단은 액체밀봉튜브(32)로부터 돌출되어 액체저장튜브(4)에 삽입되고, 타단은 액체밀봉튜브(32)의 내부에 위치하며, 액체밀봉튜브(32) 하단면과의 거리는 액체밀봉튜브(32)의 축 방향 높이의 약 4분의 1이다.
유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되어, 오목홈과 액체밀봉튜브(32)의 내주벽이 기체-액체 통로(30)를 형성한다. 즉 유도심(31)의 외주벽에 일단으로부터 타단으로 연장되는 하나 또는 다수의 오목홈이 설치되어 기체-액체 통로(30)로 사용된다. 본 실시예에서, 오목홈의 수량은 3개가 설치된다. 오목홈의 최대 내접원 직경은 0.2mm인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 유도심(31)은 본딩섬유인 것이 바람직하다.
액체밀봉튜브(32)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 벽 두께는 0.5mm인 것이 바람직하다. 완충체(2)는 본딩섬유인 것이 바람직하고, 액체밀봉튜브(32)의 외주벽은 완충체(2)의 내주벽과 함께 점착 결합된다.
본 실시예에 따른 도포구는 하우징(6)과 분리판(61)을 더 포함하며, 액체저장튜브(4)가 하우징(6)에 일체형으로 설치되고, 분리판(61)은 액체저장튜브(4)의 바닥부로 동시에 사용된다. 분리판(61)에 유도심(31)이 삽입되는 관통공이 설치된다.
본 실시예에 따른 도포구는, 액체저장튜브(4)의 바닥부에 하향 연장되는 슬리브 튜브(62)가 설치되고, 슬리브 튜브(62)는 분리판(61)에 설치되어 유도심(31)이 삽입되는 관통공과 동일한 축심으로 설치되고 내경이 서로 동일하다. 조립 시, 슬리브 튜브(62)를 액체밀봉튜브(32)와 유도심(31) 사이에 삽입할 수 있으며, 슬리브 튜브(62)의 외주벽이 액체밀봉튜브(32)의 내주벽과 밀착됨으로써, 액체저장튜브(4)와 기체-액체 교환기(3) 사이를 안정적으로 조립하기에 편리하다.
본 실시예에서, 도포헤드(1)는 기체-액체 교환기(3)에 삽입되어, 액체밀봉튜브(32)의 일부 내벽과 연결된다. 도포헤드(1)의 후단에 일체형으로 성형되는 원기둥형, 사각기둥형 또는 원추형의 삽입부가 설치되고, 상기 삽입부가 액체밀봉튜브(32)에 삽입되어, 유도심(31)과 맞닿거나 또는 인접한다. 바람직하게는, 삽입부의 외주벽에 오목홈이 형성되어 기체 안내 통로를 형성한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 도포구는, 하우징(6)과 완충체(2)가 단면이 타원형이도록 설치될 수 있으며, 용액 토출량이 중간인 형광 펜 등에 응용될 수 있다.
상기 실시예는 단지 본 발명의 원리 및 그 효과를 예시적으로 설명한 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 기술을 숙지하는 자라면 누구든지 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않은 상황에서 실시예를 수식하거나 변경할 수 있다. 따라서, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에 공개된 정신과 기술 사상을 벗어나지 않고 완성한 모든 등가의 수식 또는 변경은 본 발명의 청구항에 포함되어야 한다. 본 발명의 도포구는 사무용품 중 필기 및 그림을 그리기 위한 장치, 화장 등 분야의 각종 액체의 도포에 응용되는 장치를 광의로 지칭한다.

Claims (10)

  1. 도포헤드(1), 외부 대기와 연통되는 완충체(2), 기체-액체 교환기(3) 및 기체-액체 교환기(3)로 액체를 공급하는 액체저장튜브(4)를 포함하는 도포구에 있어서,
    상기 기체-액체 교환기(3)는, 유도심(31), 상기 유도심(31)의 외주벽에 코팅되는 액체밀봉튜브(32) 및 상기 유도심(31)과 상기 액체밀봉튜브(32) 사이에 설치되는 기체-액체 통로(30)를 구비하고,
    상기 완충체(2)는 상기 액체밀봉튜브(32)의 외주벽에 코팅되며, 상기 액체밀봉튜브(32)의 모세관 압력은 상기 완충체(2)의 모세관 압력보다 30% 이상 큰 것을 특징으로 하는 도포구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유도심(31)의 외주벽에 오목홈이 설치되며, 상기 오목홈과 상기 액체밀봉튜브(32)의 내주벽 사이에 상기 기체-액체 통로(30)가 형성되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체밀봉튜브(32)는 다공성 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기체-액체 통로(30)가 기체 안내 통로로써 사용되는 경우, 상기 기체 안내 통로의 횡단면의 최대 내접원 직경은 0.1mm 내지 0.8mm인 것을 특징으로 하는 도포구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 완충체(2)는 다공성 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유도심(31)은 상기 액체밀봉튜브(32) 하단을 관통하여 상기 도포헤드(1)와 연결되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액체저장튜브(4) 바닥부에 슬리브 튜브(62)가 설치되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기체-액체 교환기(3) 하측에 보호체(5)가 설치되며, 상기 보호체(5)의 모세관 압력은 상기 완충체(2)의 모세관 압력보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 도포구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 완충체(2)와 상기 액체밀봉튜브(32)는 일체형으로 성형되어, 상기 액체밀봉튜브(32)의 외주벽과 상기 완충체(2)의 내주벽이 점착 결합되는 것을 특징으로 하는 도포구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도포헤드(1)는 상기 기체-액체 교환기(3)에 삽입되어 상기 액체밀봉튜브(32)의 일부 내벽과 연결되는 것을 특징으로 하는 도포구.
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