KR100411319B1 - 필기구 - Google Patents

Abstract

직액식 컬렉터 필기구에 있어서, 2 내지 100 mPa S의 저점도 잉크(12), 내압 조절 기능의 컬렉터(6), 잉크 유도심을 가지고 있고, 잉크 탱크(7) 안에 잉크 유도심에 접속한 잉크 유지 능력이 있는 가는 안솜(1) 등을 내장하고, 안솜(1)과 잉크 탱크(7)와 컬렉터(6)의 각각의 용적을 최적인 관계로 하거나, 또한 링(13)에 의해서 잉크 탱크(7)를 2개소 이상으로 분할한 잉크 탱크로 한다.

Description

필기구{WRITING INSTRUMENT}

종래의 공지된 유성 볼펜은 펜 끝에서 잉크가 새는 직류나 상향시에 잉크가 흘러내려 옷을 더럽히거나 필기할 수 없게 되는 역류 문제의 발생률을 감소시키기 위해서, 잉크의 이동을 방지할 목적으로 일반적으로는 3000 내지 10000 mPa S 정도의 고점도의 잉크를 사용하고, 또한 잉크 탱크를 가늘게 함으로써 모관력을 높여서 방지하고 있지만, 이것에 의해 무거운 필기감, 블러빙(blobbing), 필기 묘선(drawing line)의 불균일, 옅은 농도 등의 문제를 안고 있다.

또한, 섬유 다발인 안솜(中綿)에 수 mPa S의 저점도 잉크를 침투시켜 펜 끝까지 잉크 유도 중심(中芯)을 통해 잉크를 유도하도록 한 소위 안솜식 펜이 알려져 있지만 잉크의 소비를 알 수 없고, 초기는 잉크 유량이 많아서 짙은 묘선을 얻을 수 있지만 필기와 동시에 서서히 유량이 감소해 버려 희미한 필기 묘선이 되는 문제를 안고 있다. 안솜으로부터의 잉크의 도출을 양호하게 하기 위해서는 안솜의 모세관력을 약하게 하는 설정으로 하면 되지만, 낙하 등의 충격에 의해서 잉크가 안솜으로부터 새어 옷을 더럽히는 분출의 발생율이 커지거나, 반대로 안솜의 모세관력을 올리면 필기에 따라서 잉크 유량이 극단적으로 떨어져 버려, 수명 후반에서는 잉크가 충분히 남아 있음에도 불구하고 필기 묘선이 매우 희미해진다고 하는 토출성의 문제도 안고 있다.

상술한 유성 볼펜과 안솜식 필기구 각각의 결점을 해결할 목적으로, 잉크를 직접 저장하는 잉크 탱크를 후방에 배치하고, 날개 형상의 홈을 다수 갖는 컬렉터에 의해서, 필기시의 공기 치환 내압 조정하는 만년필에서 이용되어 온 기구를 응용한 소위, 컬렉터 방식의 잉크 직접 저장식 필기구(이후 "컬렉터식 필기구"라고 함)가 알려져 있다. 그런데 컬렉터 필기구는 잉크의 유량이 안솜식 필기구의 초기와 동등 이상으로 많고, 필압을 주지 않아도 끝까지 잉크 유출량이 점차 감소하지 않고 짙은 묘선으로 필기 가능한 우위의 특징을 갖고 있지만, 유성 볼펜보다도 잉크 탑재량을 많게 할 필요가 있기 때문에 잉크 탱크를 큰 직경으로 해서 일반적으로는 1 내지 3㏄ 정도의 용량의 잉크를 저장시키고 있다.

종래의 컬렉터 필기구에서는 외기의 대기압 변동이 있으면 컬렉터내로 잉크를 이동시켜 내압을 조절하여 펜 끝의 선단으로부터 잉크가 새어나가는 것을 방지하고 있다. 잉크의 휘발을 방지할 목적으로 공기 구멍과 펜 끝을 동시에 언더컷을 이용하여 밀봉 밀폐하는 캡을 제공하는 것이 일반적이지만, 이 캡의 착탈에 의해서 캡내의 내압이 변화되어 컬렉터안에 잉크가 충만해져, 마지막에는 보유할 수 있는 한계를 넘어 공기 구멍으로부터 잉크가 나와버리는 펌핑(pumping) 현상이 결점으로 존재하고 있다.

또한, 가열 냉각(heating cooling)이나 비행기내나 고저기압이나 표고 고저차 등 감압과 고압이 반복되는 것과 함께 분출 현상이 발생하는 결점도 상술한 기구에서 발생한다. 펌핑 현상은 캡에 가동식 내통을 채용하는 등의 고안을 함으로써 해결 가능하지만, 대기압의 가압 감압의 반복 분출의 문제를 해결하기 위해서는 컬렉터의 잉크 최대 보유를 크게하거나(직경, 길이를 크게 함), 잉크 탱크를 작게 하는 등의 해결책도 보이고 있지만, 축 사이즈가 커져서 외관의 문제가 발생하거나, 잉크량이 적어져 수명이 짧아져서 비용 대 성능비가 떨어지거나, 컬렉터를 너무 길게 해서 펜 끝의 잉크 헤드가 높아져서 직류하기 쉬워 지거나, 잉크로 해결하려면 극단적으로 젖지 않는 잉크로 해야 되므로 필기성을 희생시키지 않으면 안되는 등의 결점을 가진 레벨의 제품밖에 실용화되어 있지 않다.

또한, 컬렉터식의 필기구에서는 잉크를 모두 소비할 때까지 짙은 묘선을 유지하는 것이 가능해지는 대신에, 펜을 휴대하여 사용중에 잉크가 없어지면 급격히 필기를 할 수 없게 되어 불편하다고 하는 문제도 있다. 탱크에 잉크가 거의 없는 상태를 외부에서 알 수 있어서, 이 시점부터는 잉크 유량이 점차 감소하여 농도가 엷어지더라도 어쨌든 필기 묘선을 확인 가능한 필기 상태, 즉 펜의 수명 전체의 대부분은 직액 상태가 양호한 필기성을 확보하면서, 탱크에 잉크가 없어진 시점부터는 안솜식의 잉크가 떨어졌을 때와 가까운(다소 묘선이 얇고, 빨리 쓰면 잘 써지지 않지만 통상의 문자 필기는 전혀 문제 없는 것 등) 성능을 당분간 확보할 수 없을까하는 종필성(終筆性)의 개량의 요구도 나오고 있다.

본 발명은 주로 보급형 컬렉터식 필기구의 개량을 목적으로 하고 있고, 필기시의 원활한 필기를 희생하지 않고, 사용중이나 캡의 착탈 등의 대기압의 가압 감압의 영향에 의해 잉크가 새는 것의 방지 성능이나, 상점에서 장기 보존된 경우 등의 분출 방지 성능 등 필기구에 있어서의 사고 방지 성능을 확실하게 향상시키고 싶다는 요구를 만족시킨 것으로, 특히 항공기에서의 가압 감압 반복으로 소비자의 옷을 더럽히는 등의 중대 결점을 방지한다고 하는 과제나, 굵어지기 쉬운 컬렉터식에서의 날씬한 외관의 요구의 과제와, 잉크가 없어지면 급격히 필기할 수 없게 되는 종필성의 과제 등을 동시에 해결함과 동시에 종래의 컬렉터 필기구가 갖는 우수한 필기성을 만족시키는 것을 목적으로 하고 있다.

발명의 요약

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 요지는 다음과 같다.

우선 본 발명의 제 1 요지는 선단부에 필기부를 가진 펜 끝과, 상온에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 비교적 저점도 잉크를 직접 저장하는 잉크 탱크와, 내부의 내압을 조절하는 모세관 현상을 이용한 복수개의 날개 형상 조절체인 컬렉터와, 잉크 탱크로부터 필기부까지 잉크를 유도하는 중심 등의 유도 수단을 구비한 소위 컬렉터식 필기구에 있어서, 잉크 탱크내에는 잉크 유지성이 있는 안솜을 잉크 유도 수단인 중심에 접속한 상태로 내장한 것을 특징으로 하는 필기구에 있다.

다음에 본 발명의 제 2 요지는 잉크 탱크내에 내장되는 안솜은 안솜의 최대 잉크 유지 용적(s)이 잉크 탱크내 용적(i)의 10 내지 60%(바람직하게는 20 내지 50%)인 범위의 크기이며, 안솜의 주위와 잉크 탱크 내벽 사이에는 직액 상태의 잉크가 이동 가능한 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 요지 l에 기재된 필기구에 있다.

또한, 본 발명의 제 3 요지는 잉크 탱크에 내장되는 안솜의 최대의 잉크 유지 용적(s)과, 컬렉터의 날개의 최대 보유 용적(c)과, 잉크 탱크 용적(i) 사이에 (i×70%)>(s+c)>i×20%의 관계식을 만족하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 상기 요지 1에 기재된 필기구에 있다.

다음에, 본 발명의 제 4 요지는 잉크 탱크에 내장되는 안솜의 최대의 잉크 유지 용적(s)과, 컬렉터의 날개의 최대 보유 용적(c)과, 잉크 탱크 용적(i) 사이에 (i×70%)>(s+c)>i×20%의 관계식을 만족하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 상기 요지 2에 기재된 필기구에 있다.

또한 본 발명의 제 5 요지는 선단부에 필기부를 가진 펜 끝과, 상온에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 비교적 저점도의 잉크를 직접 저장하는 잉크 탱크와, 내부의 내압을 조정하는 모세관 현상을 이용한 복수개의 날개 형상 조절체인 컬렉터와, 잉크 탱크로부터 필기부까지 잉크를 유도하는 중심 등의 유도 수단을 구비한 소위 컬렉터식 필기구에 있어서, 잉크 탱크내에는 잉크 유지성이 있는 안솜을 잉크 유도 수단인 중심에 접속한 상태로 내장하고, 잉크 탱크에 고정되는 링에 의해 잉크 탱크가 적어도 2개소 이상의 복수개소로 분단됨과 동시에, 안솜이 모든 잉크 탱크에 연통한 것을 특징으로 하는 필기구에 있다.

다음에 본 발명의 제 6 요지는 복수의 잉크 탱크 각각에 잉크 유통이나 공기 유통이 가능해지는 홈, 구멍, 돌기에 의한 유통 수단이 링, 잉크 탱크 내벽, 안솜 중 어느 하나에, 또는 이들을 조합시킴으로써 설치된 것을 특징으로 하는 상기 요지 5에 기재된 필기구에 있다.

또한 본 발명의 제 7 요지는 2개소로 분단된 잉크 탱크중 펜 끝측 최전방의 잉크 탱크의 용적이 후방의 잉크 탱크의 용적보다도 용적이 큰 구성으로 한 것을 특징으로 하는 상기 요지 6에 기재된 필기구에 있다.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 필기구는 선단부에 필기부가 되는 볼을 유지한 홀더와, 필기시의 필압을 받는 수용좌(receiving seat)를 가진 펜 끝에 잉크 탱크로부터 필기부의 볼까지 유로를 확보하는 유도 구멍이나 복수개의 채널 홈을 구비하고, 유도 구멍내에는 잉크 탱크로부터 볼까지 모관력에 의해서 잉크를 인도하는 수단인 중심을 삽입한 볼펜이나 잉크 유도심 그 자체가 펜 끝이 되는 사인펜이나 마아커(marker)류이다. 바닥이 있는 컵형상의 잉크 탱크와 펜 끝의 사이에는 컬렉터를 설치하고, 공기 연통부와 가는 잉크 홈과 날개 형상 홈부를 복수 배치하여 거기에 잉크를 출입시킴으로써 펜체 내부의 내압 조정 기공을 갖고 있다.

본 발명의 수단으로서는 잉크 탱크 내부에 잉크 유지성이 있는 안솜 등을 잉크 유도심에 접속한 상태로 하는 구성으로 했다. 잉크는 상온(23°전후)에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 저(또는 중)점도 잉크이다. 정체 상태에서는 점도가 약간 높으므로 선단으로부터 잉크가 배어나오는 직류를 방지하고, 필기에 의해서 전단(剪斷)이나 이동이 일어나면 점도가 저하하여 원활한 필기가 가능해지는 의소성 잉크(pseudo-plastic ink)(겔 잉크라고도 불림)를 약간 저점도로 하여 응용한 잉크라도 무방하다. 또한 잉크의 베이스가 되는 용제로는 일반적인 물 뿐만 아니라 저급 알콜, 고급 알콜, 크실렌 등 유기 용제, 에틸렌글리콜 등의 글리콜류, 그것들의 에스테르 등의 컬렉터 필기구로서 사용할 수 있는 공지의 각종의 잉크를 적절히 사용할 수 있다.

본 발명에 사용하는 안솜에 대해서는 종래의 안솜식 필기구에 사용되는 안솜 등 잉크를 일정량 유지하는 성능이 있는 것을 사용할 수 있고, 잉크 탱크내에 수납되어 잉크 탱크의 내벽과의 사이에 충분한 공간을 가진, 가늘거나 또는 작은 사이즈로 함으로써 컬렉터식이 갖는 직액 타입의 유리한 특징을 저해하지 않는다. 잉크가 소비되어 내부에 공기가 많아진 경우의 가압 감압에 의한 공기의 팽창을 줄일 목적으로 잉크 탱크의 공간의 일부를 잉크를 유지한 상태의 안솜으로 채우고 있고, 결과적으로 팽창하는 공기 총량을 줄임으로써 가압 감압 하에서도 분출이 없는 상태로 할 수 있는 수단이다.

또 다른 수단으로는 탱크 내부의 안솜의 용적을 잉크 탱크의 용적의 10 내지 60%(바람직하게는 20 내지 50%)로 했다. 또 다른 유효한 수단으로는 잉크 탱크에 내장되는 안솜의 최대의 잉크 유지 용적(s)과, 컬렉터의 날개의 모든 공간인 잉크 최대 보유 공간(c)과, 잉크 탱크 용적(i) 사이에 (i×70%)>(s+c)>i×20%의 관계식을 만족하는 구성으로 한 것이다.

또한, 본 발명이 유효한 수단으로는 잉크 탱크에 고정되는 링에 의해서 잉크 탱크가 적어도 2개소 이상의 복수개소로 거의 분단됨과 동시에, 안솜이 모든 잉크 탱크에서 잉크를 공급할 수 있도록 연통시킴으로써, 안솜을 중심설정시켜서 용이하게 조립할 수 있음과 동시에, 잉크를 소비하여 공간이 커진 상태에서 가압 감압 환경에서 사용한 경우, 잉크 탱크의 후반부에 잉크를 간이유지하여 컬렉터로 잉크가 대량으로 유입하는 것을 방지하는 효과를 가지는 수단이 된다.

또한, 복수의 잉크 탱크 각각이 잉크 유통과 공기 유통이 가능해지는 홈이나 구멍이나 돌기에 의한 유통 수단을 링이나 잉크 탱크 내벽이나 안솜의 어느 하나에(또는 이들을 조합시킴으로써) 설치한 경우에는 링에 의한 잉크의 이동성을 필기나 컬렉터 기능 등에 악영향을 미치지 않는 범위에서 조정할 수 있는 수단이 된다.

또한, 2개소 이상으로 분단된 잉크 탱크중 펜 끝측 최전방의 잉크 탱크의 용적이 후방의 잉크 탱크 용적보다 용적이 큰 구성으로 한 것이 상술한 효과가 유효하고, 직액 상태의 잉크의 인지성이나 컬렉터의 기능 확보상 유리해지는 수단이다.

본 발명의 안솜 용적이 크면 안전성은 증가하지만, 직액식으로서의 필기성을 유지할 수 있는 기간이 짧아져, 안솜식과의 차이가 줄어 잉크 유량이 필기와 동시에 점차 감소해 버리는 기간이 증가해 버린다. 또한 컬렉터의 보유율을 높게(즉, 컬렉터가 큼) 설계한 것에서는 안솜은 작은 공간으로도 무방하지만, 보유율이 낮은(컬렉터가 작음) 것에서는 안솜을 크게 할 필요가 있다.

전술한 조건을 적절하게 선택하여 만족시킴으로써, 잉크 탱크의 공기 용적을감소시키는 안전성의 향상, 잉크 유량 등의 필기성 확보, 잉크 잔량 확인 등 외관과 인지성, 종필시에 필기 유량이 서서히 다운하거나 급격히 종필로 되어버리는 종필성의 문제 등의 상반하는 성능이 되기 쉬운 성능의 균형을 취하는 것이 가능해진다.

여기서 사용하는 안솜이란, 종래의 안솜식과 같이 단섬유 또는 장섬유의 실을 외피 속에 부드럽게 고정한 것이나, 장섬유의 실을 외피없이 접착제나 열용착에 의해 형상 유지한 소위 섬유 다발이나, 눈결정 형상의 단면을 압출에 의해서 성형한 소위 플라스틱 심이나, 소립자를 열이나 접착제에 의해서 공간을 유지하면서 고정한 소결심이나, 스폰지 등 잉크를 어느 정도 이상 유지하는 성능이 있으면 무방하고, 안솜내의 섬유의 개수 등에 의해 내부의 모세관력을 적절히 선택하는 것은 가능하지만, 일반적인 안솜식의 모세관력보다는 약한 설정으로 하는 것이 가능하다.

중심(中芯), 플라스틱 심(芯) 등도 안솜과 같은 재질로 제작할 수 있지만, 잉크 탱크로부터 펜 끝까지 잉크를 도출할 수 있는 성능이 요구되기 때문에, 안솜보다는 모세관력이 강하게 설정되어 있다.

본 발명은 선단부에 필기부가 되는 펜 끝(pen point)을 갖는 볼펜이나 사인펜 등의 필기구에 있어서, 잉크를 직접 저장하는 잉크 탱크와, 내부의 내압을 조정하는 모세관 현상을 이용한 복수개의 날개 형상 조절체인 컬렉터와, 잉크 탱크로부터 펜 끝까지 잉크를 유도하는 수단을 구비한 직액(直液) 타입 컬렉터식 필기구(free-ink type collector type writing implement)의 개량에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 필기구의 전체를 도시한 종단면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예인 필기구의 선단부측을 도시한 종단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예인 필기구의 후단부측을 도시한 종단면도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예인 필기구의 전체를 도시한 종단면도,

도 5는 본 발명의 제 3 실시예인 필기구의 전체를 도시한 종단면도,

도 6은 본 발명의 제 3 실시예인 필기구의 후단부측을 도시한 종단면도,

도 7은 본 발명의 제 3 실시예인 필기구의 링 부품을 도시한 횡단면도.

이하, 도시한 실시예에 대하여 상술한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1 실시예를 도시하고 있다. 도면에 도시하는 바와 같이 본 발명의 필기구는 선단부에 필기용 볼을 회전 가능하고 빼내는 것이 불가능하도록 이동 가능하게 끼우는 펜 끝(2)과 내부에 잉크 탱크(7)로부터 중심(中芯)(3)으로 볼까지 잉크(12)를 유도하고 있는 소위 컬렉터식 볼펜이다. 중심(3)은 잉크 탱크(7)까지의 긴 것이나, 섬유 다발인 중심(3)과 내부에 모관력을 갖는 눈결정 형상의 단면을 갖는 압출관인 플라스틱 심(4)의 조합 등이라도 무방하다.

내부에 상온에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 비교적 저점도의 물을 베이스로 40% 이상 포함하는 잉크(12)를 직접 저장하고 있는 투명 또는 반투명 합성 수지제 잉크 탱크(7)는 잉크가 새지 않는 상태로 컬렉터(6)를 압입 고정하고 있다. 내수성이나 내광성에 우수한 착색제로는 직접성 염료나 카본 블랙 등의 안료나 염착수지분 등의 유사 유기안료 등이 존재하고 있지만, 종래의 컬렉터식 필기구와 같은 잉크를 사용할 수 있어, 본 발명에서는 특별히 한정되는 것이 아니라, 주용제를 알콜이나 크실렌 등의 유기 용제로 한 잉크라도 컬렉터식 필기구로서의 기능을 만족하면 본 발명을 응용할 수 있다.

특히 필기시의 잉크 소비에 의해서 잉크 탱크 안의 공기량이 탱크 용적의 60% 내지 70%까지 충만한 경우(컬렉터가 보유할 수 있는 양보다도 조금 많은 잉크 잔량일 때), 대기의 가압 감압에 의해서 내압의 외기압과의 변화나 온도 변화에 의한 내압 변화가 있으면, 필기를 위한 잉크의 유로가 확보되어 있는 펜 끝부에서 잉크가 새기 시작하거나, 선단부에서 공기가 들어와 잉크의 끊김이 발생하는 것을 방지하기 위해서 축 내부와 외부는 가는 잉크 홈(10)과 공기 연통부(9)와 복수의 날개 형상 홈을 갖는 컬렉터(6)를 통해 연통하고 있다. 컬렉터(6)에는 외기와 내부의 압력 차이가 발생하면 컬렉터(6)의 날개 형상 홈에 잉크(12)가 출입함으로써 펜체 내부의 용적을 가감하여 균형 취하는 기능이 있다.

컬렉터(6)의 날개 형상 홈의 공간에 잉크(12)를 채울 수 있는 전체 용적을 잉크 탱크(7)의 용적의 12% 이상의 보유율(c)(바람직하게는 l5% 내지 30%)로 했다. 통상의 대기의 기압 변화나, 실온에서 기온의 최대치인 45℃ 전후까지 승온한 경우의 물의 증기압 상승과 공기의 부피팽창은 약 12% 정도의 팽창인 것 등으로부터 내압 조정에 의한 용적의 최대변화는 12% 정도 컬렉터(6)에 흡수되면 일반적으로는 문제가 발생하는 일이 없다. 컬렉터(6)의 크기에 대해서는 사용하는 잉크나 잉크 탱크 용적 등으로부터 적절히 선택한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 수단으로서, 잉크 탱크(7)의 내부에 약간 가는 안솜(中綿)(1)을 플라스틱 심(4)에 접속한 상태로 고정했다. 컬렉터(6)측이나 잉크 탱크(7) 내부의 안솜 수용 면은 리브나 홈 등으로 구성하여, 잉크(12)가 안솜(1)에 자유롭게 들어가도록 하고 있다. 또한 어느 정도는 안솜이 이동하더라도 무방하지만 낙하 등에 의해서도 플라스틱 심(4)과 안솜(l)이 잉크(12)의 연통이 가능하도록 접속을 유지하는 구성을 하고 있다.

잉크 탱크(7)의 내벽과 안솜(1)의 외피 사이에는 충분한 간극(20)을 가지도록 안솜(1)의 굵기를 얇게 하고, 길이는 잉크 탱크(7) 내의 길이와 거의 같게 했다. 여기서는 잉크 탱크(7)의 내벽의 크기에 가까운 두껍고 짧은 안솜(1)의 탑재도 가능하지만, 안솜(1)의 앞측과 후단부측으로의 잉크(12)의 이동이 규제되면 잉크 탱크 후단부로부터 잉크(12)가 선단부측(2)으로 떨어지지 않게 되는 현상이나, 안솜(1)의 주변에 부착된 잉크가 계속 남아 버림으로써 실제로는 잉크(12)를 모두 소비해 버렸음에도 불구하고 사용자가 잉크의 잔량이 있다고 착각해버리는 외부에서의 인지성의 문제가 발생하기 쉬워지기 때문에, 특히 컬렉터측의 잉크 탱크 전방 주변에는 충분한 공간이 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 실시예에서는 도 4에 도시하는 바와 같이 펜 끝을 섬유 다발심을 굳혀 임의 형상으로 성형 연마한 라인 마아커로 했지만, 제 1 실시예와 동일한 작용 효과를 갖고 있다. 제 1 실시예와의 차이점은 안솜(1)을 굵고 짧게 잉크 탱크의 후방에 배치했다. 구체적으로는 펜 끝(2)의 후방에 잉크 연통 가능한 상태로 중간정도 굵기의 플라스틱 심(4)과 또한 그 후방에 굵은 안솜(1)을 잉크 연통 상태로 설치했다. 즉 안솜(1)의 펜 끝 전방 주변에 직액 상태의 잉크(12)가 이동가능한 간극이 형성되어 있는 것이다. 따라서 불투명 꼬리부 마개(11)에 숨은 후단부측에는 부피가 큰 안솜(1)을 설치함으로써 외관의 문제를 걱정하지 않고 높은 효과를 얻을 수 있으며, 더구나 사용자에게 보이는 부분에는 안솜(1)보다 훨씬 가는 플라스틱 심(4)밖에 보이지 않기 때문에 인지성이나 잉크 이동성의 문제는 전혀 없다.

본 발명자가 조사 실험한 결과, 잉크 탱크의 용적(i)과, 컬렉터의 잉크 보유 용적(c)과, 안솜의 용적(s) 사이에는 밀접한 관계가 있다는 것을 알 수 있었다. 즉 직경 방향은 외관 크기에 의해서, 길이 방향으로는 직류성에 의해서, 컬렉터(6)의 크기는 어느 정도 이상으로는 크게 할 수 없기 때문에 컬렉터 용적(c)을 중시한 설계라면, 잉크 탱크 용적(i)이 크면 안솜 용적(s)도 크게 하면 좋다. 단지 컬렉터 용적(c)이 약간 작더라도 안솜 용적(s)이 크면 안전성도 확보할 수 있고, 반대로 컬렉터 용적(c)이 크면 안솜 용적(s)이 커 안전성도 확보할 수 있고, 반대로 컬렉터 용적이(c)이 크면 안솜 용적(s)이 작아도 무방하다. 또한 종래부터 컬렉터 용적(c)은 잉크 탱크 용적(i)에 비례하여 크게 하지 않으면 안되는 것은 알려져 있었지만, 또한 안솜을 추가한 것에서는 하기의 2개의 사실을 알 수 있었다.

안솜의 잉크 유지 용적(s)이 잉크 탱크 용적(i)의 10 내지 60%, 바람직하게는 20 내지 50%의 범위인 것이 본 발명을 유효하게 하는 최적 범위의 하나이다.

안솜 용적(s)과 컬렉터 용적(c)과의 합(s+c)은 잉크 탱크 용적(i)의 20% 내지 70%의 범위인 것을 만족하는 것이 본 발명을 유효하게 하는 또다른 최적 범위의 하나이다.

구체적인 실시 실험 결과를 이하에 서술한다. 여기서 사용한 시료는 미쯔비시 엔피쯔제 컬렉터식 수성 볼펜 US-150의 잉크 기타 부재를 기본적으로는 사용하고, 각종의 안솜, 컬렉터, 잉크 탱크를 시험제작하여 비교 실험했다. 또한 도 4와 같은 펜 끝이 라인 마아커인 미쯔비시 엔피쯔제 PUS-150으로도 같은 실험을 했지만 완전히 동일한 결과였기 때문에, 여기에서는 UB-150의 결과만 나타낸다.

또한 컬렉터 용적(c)을 증가시키기 위해서 컬렉터 길이를 증가시킨 것은 직류가 발생했기 때문에 결과는 생략했다.

잉크나 펜 끝이나 잉크 유도심 등의 필기 기본 부재가 시판 제품과 동일하며, 전혀 문제가 없으므로, 평가 항목은 하기의 3항목에 대하여 평가했다.

1. 필기성 : IS0규격 자동 나선 기계 필기에서의 필기 유량이나 필기 묘선 육안 판정 결과.

2. 종필성 : 정상값으로부터 서서히 희미해지고 있는 거리로 표시. 200m 전후가 최적.

3. 저압 반복 분출 : 항공기와 같은 0.8 기압과 1 기압 반복에서의 분출의 유무.

평가는 코멘트와 함께 하기의 3 평점으로 평가했다.

○ : 문제 없음

△ : 조금 문제가 있지만 실사용은 가능

× : 실사용에도 주의가 필요하거나 문제가 큼

종래예 : 시판의 UB-l50, 컬렉터 용적(c)=0.3㏄(i×15%),

잉크 탱크 용적(i)=2.0㏄,

안솜 용적(s)=0㏄(없음).

결과 : 필기성은 전혀 문제 없음 : ○

종필성은 50m 이하에서 급격하게 종필로 되고 있다 : ×

저압 반복 분출은 첫번째에서 분출 : ×

실시예 1 : c=i×15%, i=2.0㏄, s=i×10%

결과 : 필기성은 전혀 문제없음 : ○

종필성은 최종 100m 사이에서 약간 다운하여 종필로 되고 있다 : ○

저압 반복 분출은 3회는 클리어했지만 네번째 이후 분출 : ×

실시예 2 : c=i×15%, i=2.0㏄, s=i×50%

결과 : 필기성은 약간 유량의 점차 감소 경향 : △

종필성은 최종 300m 사이에서 다운하여 종필로 되고 있다 : △

저압 반복 분출은 5회째 이상에서도 분출 없음 : ○

실시예 3 : c=i×8%, i=2.0㏄, s=i×60%

결과 : 필기성은 약간 유량 점차 감소 경향 : △

종필성은 최종 300m 사이에서 다운하여 종필로 되고 있다 : △

저압 반복 분출은 두번째 클리어 3회째 이후 분출 : △

실시예 4 : c=i×30%, i=l.0㏄, s=i×10%

결과 : 필기성은 문제 없지만 수명이 짧다 : ○

종필성은 최종 100m 사이에서 약간 다운하여 종필로 되고 있다 : ○

저압 반복 분출은 5회째 이상에서도 분출 없음 : ○

실시예 5 : c=i×l5%, i=l.0㏄, s=i×50%

결과 : 유량은 약간 점차 감소 경향, 수명은 짧아지고 있음 : △

종필성은 최종 300m 사이에서 다운하여 종필로 되고 있다 : △

저압 반복 분출은 분출하지 않음 : ○

실시예 6 : c=i×8%, i=3.0㏄, s=i×60%

결과 : 필기성은 약간 점차 감소 경향 : △

종필성은 최종 300m 사이에서 다운하여 종필로 되고 있음 : △

저압 반복 분출은 네번째에서 분출 : △

실시예 7 : c=i×8%, i=3.0㏄, s=i×20%

결과 : 필기성은 문제 없음 : ○

종필성은 최종 200m 사이에서 약간 다운하여 종필로 되고 있다 : ○

저압 반복 분출은 두번째에서 분출 : △

비교예 1 : c=i×15%, i=2.0㏄, s=i×5%

결과 : 필기성은 문제 없음 : ○

종필성은 최종 100m 이하에서 약간 갑자기 다운하여 종필 : ×

저압 반복 분출은 두번째에서 분출 : △ 내지 ×

비교예 2 : c=i×15%, i=2.0㏄, s=i×70%

결과 : 필기성은 후반에서 꽤 유량 다운이 보임 : ×

종필성은 최종 400m에서 완만히 다운하여 종필 : ×

저압 반복 분출은 분출 없음 : ○

비교예 3 : c=i×24%, i=1.0㏄, s=i×70%

결과 : 필기성은 안솜식과 같이 유량 점차 감소, 수명도 짧음 : ×

종필성은 최종 800m에서 서서히 다운이 계속됨 : ×

저압 반복 분출은 분출 없음 : ○

비교예 4 : c=i×15%, i=3.0㏄, s=i×5%

결과 : 필기성은 문제 없음 : ○

종필성은 최종 100m 이하에서 약간 급하게 다운하여 종필 : ×

저압 반복 분출은 두번째에서 분출 : △ 내지 ×

비교예 5 : c=i×5%, i=3.0㏄, s=i×10%

결과 : 필기성은 문제 없음 : ○

종필성은 최종 100m 이하에서 점차 다운하여 종필 : △

저압 반복 분출은 첫번째에서 분출 : ×

본 발명의 제 3 실시예는 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 전술한 작은 안솜(1)을 탑재하는 것에 더하여, 링(13)을 잉크 탱크 내벽에 고정함으로써, 잉크 탱크(7)를 펜 끝측 탱크(12a)와 꼬리부 마개측 탱크(12b)로 분할하고, 안솜(1)이 양쪽의 탱크를 관통한 상태로 한 것이다. 링(13)의 내측은 안솜(1)에 의해서 외측은 잉크 탱크(7) 내벽에 의해서, 잉크(12)(내부의 공기 포함)의 이동을 약간 규제한 상태로 되어 있다.

캡(8)을 씌우고 주머니에 꽂은 상태에서는 잉크(12)는 후방 잉크 탱크(12b)에 주로 저장되어 있고, 필기하려고 펜 끝(2)을 밑으로 향한 때에는 일시적으로는 후방 잉크 탱크(12b)에 잉크가 남은 채로 서서히 잉크(12)는 전방 잉크 탱크(12a)로 이동하여 흘러오는 구성으로 되어 있다.

본 발명을 유효하게 작용시키기 위해서는 복수의 잉크 탱크(12a, 12b) 각각에 잉크 유통이나 공기 유통이 가능해지는 홈이나 구멍이나 돌기에 의한 유통 수단(14)이 링(13)이나 잉크 탱크(7) 내벽이나 안솜(1)의 어느 하나에, 또는 이들을 조합시킴으로써 설치되는 것이 보다 바람직하다. 본 실시예에서는 링(13)에 복수의 홈(14)을 설치했다.

이 홈(14)은 너무 크면 잉크 탱크를 분단하는 효과가 없어져 버리고, 너무 작으면 후방 잉크 탱크(12b)에 훨씬 많은 잉크(12)가 머물러 버려서 펜 끝(2)에 잉크 헤드가 걸려 펜 끝으로부터 잉크가 새는 직류의 문제가 생기므로, 잉크(12)의 종류나 잉크 탱크(7)의 크기 등으로부터 적절하게 선정할 필요가 있다.

홈(14)은 공기와 잉크가 치환할 필요가 있기 때문에 복수개 배치하거나, l개소의 경우에는 홈(14)을 다른 형태로 하는 등의 고안을 한 것이 더욱 효과적이다.

잉크 탱크(7) 내벽에 홈이나 리브를 설치하거나, 안솜(1)과 링(13) 사이에 부품을 조합함으로써 잉크(12)의 적절한 유통 규제를 설치해도 무방하다.

단순히 링(13)과 잉크 탱크(7) 내벽 사이, 또는 링(13)과 안솜(1) 사이를 적당한 간격으로 해도 무방하지만, 홈(14) 등을 설치함으로써 안정적인 효과를 얻을 수 있다.

또한, 2개소 이상으로 분단된 잉크 탱크(7)중, 펜 끝측 최전방의 잉크 탱크(12a)의 용적이 후방의 잉크 탱크(12b)의 용적보다도 용적이 큰 구성으로 한 경우에는 연속 필기시의 공기 치환성의 안정이나 항공기 감압 대책시의 효과가 유효하게 되는 구성이 바람직하다.

종래의 컬렉터 필기구에서는 전술한 바와 같이 컬렉터만으로 12% 정도까지의 내압 조정을 실행하고 있다. 그러나, 항공기 등에서의 기압 변화는 약 0.8 기압까지 감압되고, 또한 체온과 외기온 등 온도 변화도 가해진다. 즉 종래의 컬렉터식 필기구에서는 항공기의 감압까지는 고려되어 있지 않고, 컬렉터의 최대 보유를 넘어서 압력이 변화되기 때문에 분출의 사고가 발생한다.

이하에 항공기에서의 사용을 고려한 현상을 상술하면, 대략 1 기압에서 캡을 씌워 항공기에 탑승하고, 0.8 기압이 된 상태에서 캡(8)을 열었을 때에는 캡의 밀봉성에 의해서 1 기압으로 내압 유지된 상태로부터, 잉크 탱크(7)내의 높은 내압이 낮은 외압에 균형을 맞추기 위해서 급격히 컬렉터(6)의 내압 조정 홈에 잉크가 들어간다. 그 후 필기 완료하여 캡을 씌우면 필기구는 0.8 기압의 상태로 균형을 맞춘 내압이 된 채로 캡(8)의 밀봉성에 의해서 유지된다.

지상으로 돌아가서 1 기압의 상태에서 캡(8)을 열면 급격히 컬렉터(6)내에 보유되어 있던 잉크(12)가 잉크 탱크(7)측으로 돌아가려고 하지만, 압력 변화가 급격하기 때문에 잉크(12)가 탱크로 되돌아감과 동시에, 얼마간의 공기가 먼저 탱크내로 들어가 버려, 컬렉터(6)에 잉크를 보유한 채로의 상태로 되어 버리는 현상이 발생한다. 즉 컬렉터(6)에 이미 잉크가 충만되어 있으므로, 그 후의 약간의 온도 변화나 다시 항공기에 탑승하여 사용하는 반복 탑승 등의 때에는 내압을 조정할 여유가 없어져, 분출의 사고로 연결된다. 캡(8)을 밀봉성이 없는 것으로 하면 급격한 압력 변화가 없어지므로 이 문제는 경감되지만, 잉크(12)의 휘발이 많아져서 시간이 경과하면 잉크가 굳거나 점도가 증가하여 잉크가 끊기거나 하는 불량이 발생하기 쉽다.

현 상태에서도 컬렉터식 필기구는 약간 두껍게 되어 있고, 이 이상 굵게 하면 잡는 부분의 굵기나 외관에서 문제가 발생하고, 컬렉터(6)를 종래 제품 이상으로 길게 하면 컬렉터(6)의 내부의 길이 만큼은 펜 끝(2)에 잉크 헤드가 걸려 있으므로 펜 끝으로부터 잉크가 새는 직류의 문제가 발생한다. 잉크 탱크(7)의 용적을 작게 하면 컬렉터(6)의 크기가 같더라도 보유율은 커져서 안전성이 증가하지만, 필기 수명의 문제가 발생한다. 특히 직액식 필기구에서는 초기부터 종필 부근까지 유량이 대부분 안정되기 때문에, 잉크 소비량이 점차 감소해 가는 안솜식보다 잉크 탑재량을 크게 하지 않으면 같은 수명으로 할 수 없다.

본 발명에서는 안솜(1)을 탑재하는 것에 의한 효과 외에, 또한 펜 끝을 상향에서 하향으로 바꾸었을 경우에는 후방 잉크 탱크(12b)에 잉크(l2)가 일시적으로 보유되므로, 항공기에서의 사용과 같이 급격한 압력 변화시에는 컬렉터(6)의 보유홈에 들어가는 잉크(l2)의 양을 일시적으로 감소시킬 수 있다고 하는 효과가 발휘된다.

본 발명의 필기구의 구성 및 작용은 이상과 같으며, 약간 가는 안솜을 탑재 함으로써, 초기의 잉크 탑재량은 거의 줄일 필요가 없고, 잉크를 소비하여 탱크 내부에 공간이 많아진 경우에도 안솜이 탱크의 공간내에서 잉크를 충분히 빨아 올린 상태로 유지하고 있다. 탱크의 공간 그 자체가 줄어들면서 필기 가능한 잉크가 안솜에 유지되어 있고, 탱크내의 팽창 수축하는 공기량의 감소와 동시에, 종필까지의 어느 정도 이상의 잉크 소비량에서는 안솜이 빨아올린 잉크만이 남아서 직액 상태의 잉크는 존재하지 않게 되지만 메모 정도의 약간 희미해져도 무방한 최종 부근에서의 필기가 가능한 기간이 존재하게 된다.

안솜식에서는 압력변화나 온도 변화에 의한 부피 팽창분은 공기 구멍으로부터 대기로의 연통에 의해서 영향을 받지 않는 구조로 되어 있다. 즉, 전술한 직액이 존재하지 않는 기간은 안솜식과 완전히 동일하게 가압 감압이나 온도 변화는 영향이 없어져, 같은 수명을 갖는 종래의 컬렉터식 필기구보다도 안전성은 각별히 향상시킬 수 있다. 종래의 안솜식보다는 직액으로서 기능하는 기간이 충분히 길어 안솜이 유지하고 있는 잉크량 자체도 약간 적으나, 낙하 등의 충격이 있더라도 잉크 탱크와 컬렉터에 의해서 필기구 외부로 잉크가 새는 일이 없는 것 등으로부터 안솜의 모세관력을 약간 약하게 설정하는 것 등으로 유량이 점차 감소하는 기간은 종래의 직액식에 가까워 실용상 문제가 없는 설정이 가능해진다.

본 발명에서는 전술한 안솜 탑재에 더하여 항공기에서의 사용시를 고려하여, 펜 끝을 상향에서 필기하려고 하향으로 했을 때에 잉크를 일시 보유하여, 급격한 압력 변화에서도 분출의 사고가 생기지 않는 효과를 갖고 있다. 후방의 잉크 탱크의 잉크는 홈 등에 의해서 서서히 전방으로 이동함으로써 컬렉터식 필기구의 내압 조정 기능이나 필기성에 악영향을 부여하지 않는 효과도 갖고 있다.

또한, 최전방의 잉크 탱크쪽이 후방의 잉크 탱크보다도 큰 용적이 되도록 링의 위치를 설정한 경우에는 필기구를 연속으로 필기한 경우의 필기에의 악영향이나 외관의 문제가 일어나지 않음과 동시에, 감압하에서의 잉크의 일시 저장에 대하여 유효한 효과도 갖는다.

또한 조립시에 안솜에 중심을 꽂을 필요가 있지만, 링에는 모떼기부를 부착하는 등의 고안에 의해서 안솜을 중심설정시키는 것이 가능해지고, 상술한 효과에 더해서 조립이 용이한 구성으로 할 수 있다.

본 발명은 안솜식과 컬렉터식의 결점을 보완한 전술한 바와 같이 유용한 효과를 갖고 있기 때문에 안솜식과 컬렉터식의 각각의 결점의 보완 뿐만 아니라, 각각의 우위점을 살리는 것이 가능해지는 효과를 갖고 있다.

본 발명의 필기구는 전술한 바와 같이 많은 우수한 효과를 가지므로, 얇고 외관이 좋으며, 비용 성능이 우수한 필기구로 할 수 있다. 또한, 항공기에 의한 가압 감압하나, 온도 변화, 캡에 의한 펌핑 현상이 발생하기 어렵게 되어 복잡한 내펌핑 기구가 불필요해지는 것 등으로부터, 안전하고 안정된 필기성을 확보할 수 있게 된다. 특히 항공기를 연이어 타고 필기를 하는 비즈니스 맨이 사용하는 것 같은 항공기의 감압 환경을 되풀이하여 받는 환경에서도 분출의 사고가 없는 필기구로 할 수 있다.

또한, 전술 한 바와 같이 구조가 간단하고 제조가 용이한 저렴하고, 외관이 좋으며, 장기 보존성이 우수한 컬렉터 필기구를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한 필기의 최종단계에서 급격히 잉크가 없어져 쓸 수 없게 되는 문제에 관해서도, 너무 길지 않은 적절한 기간으로 서서히 잉크 유량이 다운하여 가기 때문에 메모 쓰기 정도는 필기할 수 있으므로, 종필 부근에서는 2개 째의 필기구를 준비할 필요가 없어지는 효과도 갖고 있다.

Claims (7)

1. 선단부에 필기부를 가진 펜 끝(2)과, 상온에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 비교적 저점도 잉크(12)를 직접 저장하는 잉크 탱크(7)와, 내부의 내압을 조정하는 모세관 현상을 이용한 복수개의 날개 형상 조절체인 컬렉터(6)와, 잉크 탱크에서 필기부까지 잉크를 유도하는 중심(3) 등의 유도 수단을 구비한 소위 컬렉터식 필기구(collector type writing implement)에 있어서,

   상기 잉크 탱크(7)내에는 잉크 유지성이 있는 안솜(1)을 잉크 유도 수단인 중심(3)에 접속한 상태로 적어도 잉크 탱크(7)의 후방의 위치에 내장함과 동시에, 적어도 안솜(1)의 펜 끝측 전방 주변에 직액 상태의 잉크(12)가 이동 가능한 간극(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 잉크 탱크(7)내에 내장되는 안솜은 안솜(1)의 최대 잉크 유지 용적(s)이 잉크 탱크내 용적(i)의 10 내지 60% 범위의 크기이며, 안솜(1)의 주위와 잉크 탱크 내벽 사이에는 직액 상태의 잉크(12)가 이동 가능한 간극(20)을 구비하는 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 잉크 탱크(7)에 내장되는 안솜(1)의 최대 잉크 유지 용적(s)과, 컬렉터(6)의 날개의 최대 보유 용적(c)과, 잉크 탱크 용적(i) 사이에 (i×70%)>(s+c)>i×20%의 관계식을 만족시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 잉크 탱크(7)에 내장되는 안솜(1)의 최대 잉크 유지 용적(s)과, 컬렉터(6)의 날개의 최대 보유 용적(c)과, 잉크 탱크 용적(i) 사이에 (i×70%)>(s+c)>i×20%의 관계식을 만족시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
5. 선단부에 필기부를 가진 펜 끝(2)과, 상온에서의 점도가 2 내지 100 mPa S인 비교적 저점도의 잉크(12)를 직접 저장하는 잉크 탱크(7)와, 내부의 내압을 조정하는 모세관 현상을 이용한 복수개의 날개 형상 조절체인 컬렉터(6)와, 잉크 탱크(7)에서 필기부까지 잉크를 유도하는 중심(3) 등의 유도 수단을 구비한 소위 컬렉터식 필기구에 있어서,

   상기 잉크 탱크(7)내에는 잉크 유지성이 있는 안솜(1)을 잉크 유도 수단인 중심(3)에 접속한 상태로 내장하고, 잉크 탱크(7)에 고정되는 링(13)에 의해서 잉크 탱크(7)가 적어도 2개소 이상의 복수 개소로 분단됨과 동시에, 안솜(1)이 모든 잉크 탱크(7)에 연통된 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 복수의 잉크 탱크(7) 각각에 잉크 유통이나 공기 유통이 가능해지도록 홈이나 구멍이나 돌기에 의한 유통 수단이 링(13)이나 잉크 탱크 내벽이나 안솜(1)중 어느 하나에, 또는 이들을 조합시킴으로써 설치된 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.
7. 제 6 항에 있어서,

   2개소로 분단된 상기 잉크 탱크(7)중 펜 끝(2)측 최전방의 잉크 탱크(7)의 용적이 후방의 잉크 탱크 용적보다도 용적이 큰 구성으로 한 것을 특징으로 하는

   컬렉터식 필기구.