A töltőtoll egy olyan íróeszköz, amely fém hegyet használ, hogy vízbázisú tintát vigyen fel a papírra. A korábbi mártogatós tollaktól abban különbözik, hogy belső tartályt használnak a tinta tárolására, így nincs szükség arra, hogy használat közben ismételten tintatartóba merítse a tollat. A toll a tintát szívja a tartályból a tollba, és a gravitáció és a kapilláris hatás kombinációjával a tintát a papírra helyezi. A tartály tintával való feltöltése történhet manuálisan, egy szemcseppentő vagy fecskendő használatával, vagy egy belső töltőmechanizmussal, amely szívást (például dugattyús mechanizmuson keresztül) vagy vákuumot hoz létre, hogy a tinta közvetlenül a hegyen keresztül a tartályba kerüljön. Egyes tollak kivehető tartályokat tartalmaznak előretöltött tintapatronok formájában.
Története
Meggyőző bizonyítékok állnak rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy Leonardo da Vinci művész és feltaláló épített és használt a reneszánsz idején működő töltőtollat. Leonardo folyóiratai olyan rajzokat tartalmaznak, amely tartálytollnak tűnik. A történészek azt is megállapították, hogy a feltaláló fennmaradt naplóiban a kézírás mindvégig konzisztens kontrasztot mutat, ahelyett, hogy a toll-tollakra jellemző, a kimerítés és az újramerítés okozta elhalványulási mintát mutatná. Bár egyetlen tárgy sem maradt fenn, 2011-ben Amerigo Bombara művész több működőképes modellt rekonstruált, amelyeket azóta Leonardo tiszteletére szentelt múzeumokban mutattak be.
A töltőtoll Európában a 17. században volt elérhető, és korabeli utalások mutatják be. A Deliciae Physico-Mathematicae-ben (egy 1636-os folyóirat) Daniel Schwenter német feltaláló egy két tollból készült tollat írt le. Az egyik toll tintatartályként szolgált a másik tollban. A tintát parafával lezárták a toll belsejében. A tintát egy kis lyukon keresztül préselték az írási ponthoz. 1663-ban Samuel Pepys egy fém tollra utalt, amely „tintát hordozott”. A neves marylandi történész, Hester Dorsey Richardson dokumentált egy hivatkozást „három ezüst töltőtollara, 15 shilling értékben” Angliában II. Károly uralkodása alatt, kb. 1649–1685. A 18. század elején az ilyen tollakat már „töltőtollként” ismerték.
Hester Dorsey Richardson talált egy 1734-es jelölést is, amelyet az idősebb Robert Morris készített az ifjabb Robert Morris kiadásainak főkönyvében, aki akkor Philadelphiában tartózkodott, „egy töltőtollal”. A legismertebb utalás azonban talán Nicholas Bion nevéhez fűződik, akinek illusztrált leírását egy „uszony nélküli tollról” 1709-ben tették közzé angolul 1723-ban kiadott”A matematikai műszerek felépítése és főbb felhasználásai” című értekezésében. A Bion által leírt formájú legkorábbi adattoll 1702-es feliratú, míg más példák már a 19. század elején francia fémjeleket viselnek.
A megbízható toll kifejlesztésében a 19. század közepéig lassú volt az előrehaladás, mivel nem teljesen ismerték a légnyomás szerepét a tollak működésében. Ezenkívül a legtöbb tinta erősen korrozív volt, és tele van üledékes zárványokkal. A töltőtoll első angol szabadalmát 1809 májusában Frederick Fölsch-nek adták ki, egy szabadalommal, amely (többek között) egy továbbfejlesztett töltőtoll-tápra vonatkozik, amelyet Joseph Bramahnak adtak ki 1809 szeptemberében. John Scheffer 1819-es szabadalma volt az első olyan terv, amely kereskedelmi sikert ért el, és számos fennmaradt példája ismert „Penographic”-jának. Egy másik figyelemre méltó úttörő formatervezés volt az 1832-ben szabadalmaztatott John Jacob Parker – öntöltő csavarral működtetett dugattyúval. Petrache Poenaru román feltaláló 1827. május 25-én francia szabadalmat kapott egy nagy hattyútollal készült hordós töltőtoll feltalálására.
1828-ban Josiah Mason az angliai Birminghamben megjavított egy olcsó és hatékony becsúsztatható hegyet, amelyet egy töltőtollhoz is hozzá lehetett adni, 1830-ban pedig egy új gép feltalálásával William Joseph Gillott, William Mitchell és James Stephen Perry. kidolgozott egy módszert robusztus, olcsó acél tollhegyek tömeggyártására (Perry & Co.). Ez fellendítette a birminghami tollkereskedelmet, és az 1850-es évekre a világon gyártott acélhegyű tollak több mint fele Birminghamben készült. Szakképzett kézművesek ezrei dolgoztak az iparban. Számos új gyártási technikát tökéletesítettek, lehetővé téve a város gyárai számára, hogy olcsón és hatékonyan tömegesen gyártsák tollaikat. Ezeket világszerte sokaknak adták el, akik korábban nem engedhették meg maguknak, hogy írjanak, ezzel is ösztönözve az oktatás és a műveltség fejlődését.
1848-ban Azel Storrs Lyman amerikai feltaláló szabadalmaztatott egy tollat „kombinált tartóval és hegyével”. Az 1850-es évektől a töltőtoll-szabadalmak és a tollak gyártása folyamatosan gyorsult. A töltőtoll azonban csak három kulcsfontosságú találmány bevezetése után vált széles körben népszerű íróeszközzé. Ezek voltak az irídiumvégű aranyhegy, a keménygumi és a szabadon folyó tinta.
Az 1850-es években jelentek meg az első töltőtollak, amelyek mindezen kulcsfontosságú összetevőket felhasználták. Az 1870-es években Duncan MacKinnon, egy New Yorkban élő kanadai és Alonzo T. Cross Providenceből, Rhode Island-ről, üreges, cső alakú hegyű, szelepként működő dróttal ellátott stiligráfiai tollakat készített. A stilografikus tollakat ma leginkább rajzolásra és műszaki rajzolásra használják, de az 1875-től kezdődő évtizedben nagy népszerűségnek örvendtek. Az 1880-as években végre elkezdődött a tömeggyártású töltőtoll korszaka. Ebben az úttörő korszakban a meghatározó amerikai gyártók a New York-i Waterman és a Pennsylvania állambeli Bloomsburgban székelő Wirt voltak. A Waterman hamarosan felülmúlta Wirtet, valamint sok olyan céget, amelyek azért jöttek létre, hogy betöltsék az új és növekvő töltőtoll-piacot. A Waterman az 1920-as évek elejéig piacvezető maradt.
Ebben az időben a töltőtollak szinte mindegyikét úgy töltötték meg, hogy az üreges hordó vagy tartó egy részét kicsavarták, és a tintát egy szemcseppentő segítségével helyezték be. Ez lassú és zavaros eljárás volt. A tollak is hajlamosak voltak kiszivárogni a kupakjukon belül és azon a helyen, ahol a tartály megtöltés céljából kinyílt. Most, hogy az anyagok problémáit megoldották, és szabályozták a tinta folyását az írás közben, a következő megoldandó probléma az egyszerű, kényelmes öntöltő kialakítása és a szivárgás problémája volt. 1890-ben W. B. Purvis szabadalmaztatott egy öntöltő anyagot. Az önkitöltők a századforduló környékén kezdtek érkezni; ezek közül a legsikeresebb valószínűleg a Conklin félholdtöltő volt, majd ezt követte A. A. Waterman twist-filler. A fordulópont azonban Walter A. Sheaffer 1912-ben bemutatott kartöltőjének óriási sikere volt, párhuzamba állítva Parker nagyjából kortárs gombtöltőjével.
Eközben sok feltaláló figyelme a szivárgás problémájára fordult. Erre a problémára a legkorábbi megoldások egy „biztonsági” toll formájában jelentek meg, amelynek visszahúzható hegye lehetővé tette, hogy a tintatartályt úgy dugják be, mint egy palackot. Ezek közül a legsikeresebb Francis C. Brown, a Caw’s Pen and Ink Co. és a bostoni Morris W. Moore volt.
1898-ban George Safford Parker kiadta a Parker Jointless-t, amelyet azért neveztek el, mert a tartály egy darabból állt, hogy megakadályozza a szivárgást. A részegység parafadugóként illeszkedik a toll végébe; a kifolyt tinta a toll belsejében maradt.
1908-ban Waterman egy népszerű saját biztonsági tollat kezdett forgalmazni. A nem visszahúzható tollhegyekkel rendelkező tollak esetében a belső kupakkal ellátott csavaros kupak alkalmazása, amelyek a toll körül tömítettek úgy, hogy a rész elejéhez támaszkodtak, hatékonyan megoldotta a szivárgási problémát (az ilyen tollakat „biztonsági tollként” is forgalmazták, mint pl. a Parker Jack Knife Safety és a Swan Safety Screw-Cap).
Európában 1838-ban indult a Pelikan néven ismert német beszállító cég, és 1929-ben mutatták be először a tollat. Ennek alapja a horvátországi Slavoljub Penkala gyárától kapott szilárdtintás töltőtollak szabadalma (szabadalmazott 1907-ben, tömeggyártásban 1911-től), valamint a magyar Kovács Tódor szabadalma a modern dugattyútöltőre 1925-ben.
A következő évtizedekben számos technológiai újítás történt a töltőtollak gyártásában. A celluloid fokozatosan felváltotta a keménygumit, ami sokkal szélesebb szín- és formaválasztékban tette lehetővé a gyártást. Ugyanakkor a gyártók új töltőrendszerekkel kísérleteztek. A két háború közötti időszakban bemutatták a legjelentősebb modelleket, mint például a Parker Duofold és a Vacumatic, a Sheaffer’s Lifetime Balance sorozat és a Pelikan 100.
Az 1940-es és 1950-es években a töltőtollak megőrizték dominanciájukat: a korai golyóstollak drágák voltak, hajlamosak voltak szivárgásra és szabálytalan tintafolyásuk volt, míg a töltőtoll továbbra is profitált a tömeggyártás és a kézművesség kombinációjából. (Bíró szabadalma és más korai golyóstoll-szabadalmak gyakran használták a „golyóstoll” kifejezést, mert akkoriban a golyóstollat a töltőtoll típusának tekintették, vagyis olyan tollnak, amelybe zárt tárolóban tinta került.) Ebben az időszakban jelentek meg olyan innovatív modellek, mint a Parker 51, az Aurora 88, a Sheaffer Snorkel, valamint az Eversharp Skyline és (később) Skyliner, míg az Esterbrook J sorozat kartöltő modelljei cserélhető acélhegyekkel olcsón megbízhatóak voltak.
Az 1960-as évekre a golyóstollgyártás finomítása fokozatosan biztosította a dominanciát az alkalmi használatra szánt töltőtollokkal szemben. Bár Franciaországban, Olaszországban, Németországban, Ausztriában, Indiában és az Egyesült Királyságban még mindig gyakran használják a töltetbetétes töltőtollakat, és Angliában a legtöbb magániskolában, legalább egy skóciai magániskolában széles körben használják a fiatal diákok és németországi állami általános iskolák, néhány modern gyártó (különösen a Montblanc, a Graf von Faber-Castell és a Visconti) ma már gyűjthető tárgyként vagy státuszszimbólumként ábrázolja a töltőtollat, nem pedig mindennapi íróeszközként. A töltőtollak azonban továbbra is egyre népszerűbbek sokak körében, akik relatív simaságuk és sokoldalúságuk miatt kiváló íróeszköznek tekintik őket. A kiskereskedők továbbra is árulnak töltőtollakat és tintákat hétköznapi és kalligrafikus használatra. A közelmúltban a töltőtollak újjáéledtek, sok töltőtoll-gyártó szerint az eladások emelkednek. Ez az alkalmi használatra szánt töltőtollak és az egyedi tintagyártók új hullámához vezetett, akik az online áruházak segítségével könnyedén értékesítenek töltőtollakat szélesebb közönség számára.