Brevet FR2000351A1 — publié le 19690905

i 2uCQ351 La présent* invention se rapporte de façon générale aux instruments pour écrire du type utilisant de l'encre liquide et concerne plus particulièrement un organe scripteur nouveau et perfectionné constitué par une matière plastique et comportant des fen-5 tes mdductrices longitudinales disposées extérieurement pour faire arriver de façon contrôlable 1*encre à la surface d'écriture par son extrémité avant. Au cours des dernières années, la pratique de ce qu'on appelle les "crayons à mèche" utilisant un organe scripteur tendre relati-10 venent poreux en matière plastique s'est affirmée comme occupant une place importante dans l'industrie des instruments d'écriture. Certains crayons ont acquis la faveur du public malgré divers inconvénients qu'ils présentent quand on les compare aux crayons à bille» aux stylographes et aux porte-plumes à réservoir. C'est ain-15 si, par exemple, qu'étant donné que l'encre arrive à travers le corps poreux de l'organe scripteur» un résidu et un sédiment provenant de l'encre a tendance à remplir et ainsi à engorger les pores en diminuant ainsi graduellement le débit d'écoulement de l'encre vers le papier ou plus généralement la surface sur laquelle on €-20 cri t. D'autres inconvénients de certains de ces organes scripteurs à mèche du type antérieur est leur tendance à grincer pendant l'écriture et à perdre leur forme au bout de périodes d'usage relativement courtes. Se plus, ces organes scripteurs n'écrivent pas aussi régulièrement et ne donnent pas pendant l'écriture le "toucher" 25 d'un bon atylographe ou d'un bon crayon à bille. Dfga la technique antérieure sont décrits plusieurs organes scripteurs solides comportant des rainures adductrices s'étendant longitudinaleacnt pour amener l'encre à son extrémité scriptrice. Ces organes scripteurs n'ont pas cependant donné satisfaction. En 30 effet, ils arrachent le papier, ne font pas arriver l'encre au papier de façon uniforme pendant l'écriture, sont trop rigides et ont une durée utile extrêmement courte en raison du ramollissement et de la déformation de l'organe scripteur au cours de l'usage. Aussi, le but principal de l'invention est-il de fournir à cet-35 te industrie un organe scripteur nouveau et perfectionné doté d'une longue durée, qui permette d'écrire régulièrement sur des surfaces d'écriture normales telles que le papier et qui se prête à une fabrication à un prix qui lui permette d'être mis sur le marché dans des conditions lui permettant de supporter la concurrence. 40 Un autre but plus particulier de l'invention est de créer un 69 002S6 2 2000351 organe scripteur en matière plastique utilisable avec divers types d'encres, cet organe scripteur comportant un système adducteur externe faisant corps avec lui et auto-nettoyeur. Un autre but encore de l'invention est de créer un instrument 5 d'écriture nouveau et perfectionné. Brièvement exposés» ces buts et d'autres encore sont atteints conformément à l'invention en prévoyant un organe scripteur solide en matière plastique moulé à l'aide d'une matière dotée d'un faible coefficient de frottement, d'un point de f vision élevé, de bonnes 10 caractéristiques d'humectabilité et possédant plusieurs fentes ou rainures adducirises capillaires s'étendant depuis un endroit situé à proximité d'une surface d'écriture hémisphérique jusqu'à un en» droit situé en arrière oh. elles sont alimentées en encre provenant du réservoir. 15 D'autres buts et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description qui se lit en regard du dessin schématique annexé qui «a facilitera la compréhension et dans lequel :- lia fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de la partie avant d'un instrument d 20 La fig. 2 est une vue en plan à échelle grossie avec un arrachement partiel d'un organe scripteur plein conforme à l'invention. La fig. 3 est une vue en coupe transversale par la ligne 3-3 de cet organe scripteur visible dans la fig. 2. La fig. 4 est une vue en coupe transversale d'un organe scrip-25 teur semblable à celui que arantre la fig. 2, mais dans lequel 1* nombre et la configuration des rainures adductrices sont modifiés. La fig. 5 est une vue isométrique dessinée à une autre échelle d'un autre organe scripteur plein également conforme à l'invention. Si l'on examine le dessin en commençant par la fig. 1, on y 30 voit représentée l'extrémité avant d'un instrument d'écriture désigné dans son ensemble par 10 comportant un corps tabulaire 12 qui sert de logement à une réserve d'encre et un mécanisme commandait l'arrivée de l'encre à l'instrument. Un support intégrant d'organe scripteur avec barrette 14 formant canal adducteur est fixé par 35 filetgg© dans l'extrémité avant du corps 12» la partie 16 de cette barrette formant canal adducteur s'étendant à travers un alésage longitudinal d'un organe collecteur à trop-plein 18 et jusque dans la partie avant d'un réservoir d'encre 20 du type en forme de carto t'êtes 40 £ : ..^touche 20 est de type classiqu® et comprend un organe 69 00256 3 03'b 1 tubulaire qui est isolé de l'atmosphère à sa partie arrière pour constituer tin réservoir d'encre du type à vide. L'encre arrive depuis ce réservoir en empruntant une ou plusieurs rainures adductrices capillaires 22 ménagées le long de la surface supérieure de 5 la partie arrière de la barrette 14 formant canal adducteur jus-iju'à une chambre annulaire 24 de rentrée d'air qui entoure cette barrette et qui achemine l'encre depuis les rainures adduetiices arrière 22 jusqu'à une ou plusieurs rainures adductrices 26 disposées vers l'avant qui débouchent également dans cette cl timbre 24 10 et qui sont latéralement décalées par rapport aux rainures adductrices arrière 22. L'air de remplacement arrive par une rainure non capillaire 28 qui est ménagée dans la "barrette 14 de support de l'organe scripteur et qui s'étend depuis un endroit situé en avant du corps 12 15 de l'instrument jusqu'à la chambre 24 de rentrée d'air. Une autre chambre 30 de forme annulaire formant collecteur qui entoure l'organe 18 formant collecteur est alimentée en air par une rainure non capillaire 32 et reçoit l'encre par une fente capillaire 34 1 r- iHpiiRnt h la chambra 24. Un trou 36 qui peut être cylindrique 20 est pratiqué dans l'extrémité avant du support 14 de l'organe scripteur et s'étend depui3 son extrémité avant jusqu'à un endroit chevauchant la partie avant de la rainure, collectrice avant 26 qui peut être simple ou multiple. Un organe scripteur plein en matière plastique 38 semblable 25 è une tige est monté sans serrage dans le trou 36, de façon que l'extrémité arrière 40 de cet organe scripteur soit emboîtée dans le fond c'est-à-dire la partie postérieure du trou 36 en arrière de l'extrémité antérieure des rainures adductrices avant 26. En vue d'un rendement optimum, le diamètre du trou 36 doit être supérieur 30 au diamètre externe de l'organe scripteur 38 d'environ 0,025 «m à 0,125 mm. Suivant une réalisation à préférers le trou 36 est cylindrique et a un diamètre éfjal à 1,95 mm et une profondeur égale t 14,75 mm tandis que l'organe scripteur 38 a respectivement un diamètre et une longueur mesurant respectivement 1,85 mm et 17,25 mm. 35 L'encre est aspirée par capillarité dans l'espace annulaire compris entre l'organe scripteur 38 et le trou 36 dans le support 14 de cet organe scripteur et acheminée par là même depuis la ou les rainures 26 adductrices jusqu'à l'extrémité avant du support 14 de l'organe scripteur. L'emboîtement prévu à l'arrière de 40 cet organe le maintient en place pezidant le fonctionnement et est 69 00256 ♦ 2000351 assuré en prévoyant par moulage un petit méplat dans la partie arrière du trou 36. Il en résulte que l'organe scripteur 38 peut être aisément dégagé de son support bien qu'un canal adducteur capillaire continu depuis les rainures adductrices 26. jusqu'à l'a-5 vant de l'organe scripteur soit maintenu. L'organe scripteur 38 qui est constitué par une matière plastique convenable comme plus complètement décrit ci-après est plein et comporte une partie conique 42 disposée vers l'avant et se terminant par une surface d'écriture hémisphérique 44. L'encre 10 est transférée depuis l'espace annulaire entourant l'organe scripteur à l'intérieur de la partie avant du support 14 de celui-ci jusqu'à la surface d'écriture 44 en empruntant plusieurs fentes adductrices capillaires espacées 46 qui s'étendent vers l'arrière à partir de l'extrémité avant de la surface d'écriture 44. 15 Suivant une réalisation préférée de l'invention et comme clairement représenté par la fig.3» six fentes adductrices équidistan-tes 46 sont prévues. Chacune d'elles comporte un fond 48 en forme de 7 pour ménager un capillaire infini en maintenant par là même les fonds des fentes respectives 46 mouillées à tout moment par 20 l'encre* De façon générale, plus le nombre de ces fentes est grand, moins l'organe scripteur est "directif" ou susceptible de sauter ou manquer bien que plus le nombre des fentes est grand, plus l'usure de l'organe scripteur et le débit d'écoulement de l'encre sont grands eux aussi. 25 Les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de vérifier à cet égard qu'une largeur de fentes d'organe scripteur comprise entre 0,05 mm et 0,15 mm produit des organes scripteurs donnant la meilleure écriture, du fait que plus la fente est large, plus le débit d'écoulement de l'encre par unité de temps est grand. Les fem-30 tes 46 sont étroitement espacées à l'extrémité avant de la surface d'écriture 44 c'est-à-dire de l'ordre de 0,2 mm d'écartement et vont en diminuant graduellement de section vers l'extérieur dans la direction de l'arrière de telle sorte que leur section droite demeure approximativement constante dans toute la majeure partie de la 35 section avant oonique 42. Bien que les fentes puissent s'étendre sur toute la longueur jusqu'à l'arrière de l'organe scripteur 38» la présence des fentes à profondeur allant en diminuant graduellement dans l'extrémité avant de cet organe scripteur facilite le moulage par injection de cet organe puisque les divers organes scrip-40 teurs peuvent être dégagés de la cavité du moule conformateur sans 69 00256 5 2000351 rétraction des nervures formant les fentes à partir du aoiale. les recherches dont il a été parlé ont également poaasis de constater que 1 ' organe scripteur 38 peut être moulé dana les conditions optimales à l'aide d'une matière polymère, et eps l'emploi 5 d'un "Nylon* contenant une dispersion uniforme d'environ 5% à 30?6 de résine de polytétrafluoréthylène telle que la résine de type "Téflon" fabriquée par la Société américaine Ë.I* du Pont de Nemours Company ayant son siège à Wilmington (Stat de Balaware) est à préférer* Les résines de "Nylon" sont généralement caractérisées par 10 leur degré très élevé d'humectabilité et d'absofffeabilifé de l'eau et par le degré élevé de leur ténacité, d@ leur résistance mécanique et de leur durabilité, bien qu'elles aient fies coefficients de frottement relativement élevés manifestant un glissement à arrêts intermittents c'est-à-dire un mouvement à© ©oulis@©m©nt non régu-15 lier et qu'elles soient passablement défastables sous l'effet de la chaleur et de l'abrasion de sorte que eas rainures capillaires fines prévues dans une surface en "Nylon* peuveat se trouver souillées ou engorgées* Le polytétrafluoréthylène est caractérisé par son coefficient de frottement très faible bien qu'il soit extrime-20 ment mon humectable et de prix relativement élevé» 11 est préférable d'employer du poly(kex&méthylène-adipamide}-Bylon 6/6 tel que la résine de "Bylon" du type *"ytel 101" fabriquée par la Société américaine sus-nommée et environ en volume de résine de polytétrafluoréthylène sous la forme de particules ayant 25 un diamètre moyen compris entre einq et six microns. Le polytétrafluoréthylène peut être thermiqmeaent modifié pour réduire son poids moléeul&ire et augmenter ses caractéristiques de surface cireuse. Une forme fibreuse de matière à base de polytétrafluoréthylène peut égalaient trouver son emploi ici» Des organes scripteurs constitués 30 par du polycaprolactum-Bylon 6 tels que le genre 8200 de Nylon du type "Plaskon" fabriqué par la Société américaine î Allied Chemical Corporation ayant son siège à Morristown (Stat de îïew Jersey) contenant environ \2&> en volume de résine de polytétrafluoréthylène se comportent de façon satisfaisante aussi. La combinaison de ces deux 35 matières plastiques, à savoir le "Nylon* et le polytétrafluoréthylène «i mime temps que la présence des fentes adductrices longitudinales permet d'obtenir un organe scripteur assurant une écriture régulière pendant une période de temps prolongée. Bien que de nombreuses matières thermoplastique# qui peuvent être utilisées s® 40 traduisent par le fait que 1er eanaux adducteurs s@ trouvent brunis 69 00256 « 2000351 ou souillés et ainsi engorgés au bout d'environ une heure d'écriture manuscrite exécutée eous une pression élevée, de telle sorte que le glissement peut se produire, le "Nylon" à haut pouvoir d'humectabilité qu'en emploie pour l'établissement de cet organe scrip-5 teur conserve de bonsss caractéristiques d'écoulement de l'encre le long de sa surface ©t la résine de polytétrafluoréthylène assure un "toucher" dous et liase pendant l'écriture. Des résultat® comparables peuvent également être obtenus en constituant 15organe scripteur à l'aide d'une résine de "Nylon" mé-10 langée avec jusqu'à 56$ «aviron en volume d'une résine polyacétal lisse et résistant bi®n à l'usure telle que la résine du type "Celcon" fabriqué® pa^ la Société américaine : Celanese Corporation of America ayant son siège à New York ou la résine de type "Delrin" fabriquée par la Société 1.1. du Pont de Nemours ét Company déjà 15 cité®. Les résine® de polyacétal sont caractérisées par leur excellente tenue mécanique, leur résistance à l'usure et leur coefficient de frottement très faible, bien qu'elles soient déforaables sous l'effet de la chaleur et de l'abrasion, de sorte que les rainures surfacieles capillaires fines se trouvent souillées ou engor-20 gées et ont une humectabilitê assez faible pour exiger un traitement de smiillage ou par un additif en vue de leur utilisation dans un orgaae eeripteur tel que le prévoit l'invention. Dans un organe scripteur eonetitué par u& e'lange de "Nylon" et de résinf de poly-acétal, les caractéristiques de cette résine lisse au point de vue 25 résieteaee à l'usure et lee caractéristiques du "Nylon" au point de vu® ténacité et humectaMl.ité se retrouvent, l'humectabilité du "Nylon" dominant la non hu-EQstabilité relative de la résine de polyacétal c Qa peut également dire qu'un organe scripteur plein, tenace 30 mais lisa© en matière plastique coupé de fentes adductrices pour 11 acheminaient de l'encre et comportant une surface mouillable comme 1© prévoit l'invention peut également êtr® établi à l'aide d'une réflim â® polyacétal ou d'une résine de polyacétal mélangée jusqu'à 5$ à 305^ en volume de polytétrafluoréthylène comme la matière 35 "BeXrfeR ou la matière connue sous le nom d® "Belrin AP" (résine de polyacétal mélangée d'environ 15$ de résine de polytétrafluoréthylène e» volume sous la forme de fibres) qui est une résine fabriqués jpar la Société américaine E.I. du Pont de Nemours & Company déjà la non humectabilité relative normales des. organes 40 aonstitués par ces matières étant çiadifiée par applica- 69 00256 7 2000351 tioxx d'une profonde attaque surfaciale chimique, mécanique ou autre, par une satinisation des organes scripteurs ou par incorporation d'un agent mouillant ou d'une matière de charge fortement hu-mectable dans la résine. 5 l'organe scripteur, quand il est moulé à l'aide de "Nylon" mé langé de résine de polytétrafluoréthylène dans les proportions spécifiées ci-avant, est assez souple et fléchit légèrement quand il est comprimé pendant l'écriture normale. Ses variations dans la pression appliquée à cet organe scripteur pendant l'écriture cau-10 sent ainsi un mouvement de la partie de cet organe disposée dans son support et assurent une sorte de phénomène de pompage qui contribue à maintenir exempt d'encre l'espace adducteur annulaire entourant l'organe scripteur. On conçoit que le degré de compression est trop faible pour ôtre ressenti par la personne qui utilise le 15 crayon bien qu'elle ait nettement conscience que l'organe scripteur de ce crayon a un "toucher" doux. Toutefois, la partie arrière de l'organe scripteur qui est emboîtée dans la partie femelle non circulaire prévue à l'extrémité du trou 36 ne peut se déplacer par rapport au support de l'organe scripteur et prendre un jeu qui l'é-20 branlerait. Si l'on examine la fig. 4 dans laquelle est représentée une autre réalisation possible de l'invention montrant particulièrement un organe scripteur en matière plastique comportant quatre fentes adductrices 50 disposées longitudinalement et pourvues de fonds 25 plats, on voit que les fentes adductrices ayant cette configuration peuvent être moulées plus facilement et à moindre frais que celles qui ont un fond en V, mais qu'elles n'exercent pas une action capillaire aussi grande sur l'encre pour maintenir la mèche mouillée constamment. 30 Bans la fig. 5, qui est une vue isométrique d'une autre réa lisation encore de l'invention, est représenté un organe scripteur plein 52 en matière plastique également constitué par moulage d'une résine polymère formée de "Nylon" et de 5% à 30# en volume de résine de polytétrafluoréthylène. Cet organe scripteur comporte 35 plusieurs fentes adductrices capillaires 54 qui s'étendent depuis sa partie avant jusqu'à son extrémité arrière. Bn outre, une rainure égalisatrice capillaire oirconférentielle 56 est disposée entre les extrémités de l'organe scripteur pour donner la certitude que l'encre arrive également aux parties de la totalité des fentes 40 54 s'étendant jusqu'à la surface d'écriture de l'organe scripteur. 69 00256 8 5000351 Comme représenté, la partie avant 58 de cet organe est conique et se termine par une surface d'écriture 60 de forme générale hémisphérique. Bien que 1 'invention ait été décrite à propos de certaines de 5 ses réalisations particulières, il doit être entendu qu'elle ne leur est pas limitée et que diverses variantes peuvent lui être apportées dans le domaine des équivalences techniques, seins s'en é-carter. 69 00256 2000351 REVENDICATIONS 1°- Organe scripteur pour crayons ou autres instaurants d'écriture en forme de tige ou mèche muni d'uii© fente adâuetrice longitudinale capillaire d'arrivée de l'encre ©t constitué© par une 5 matière plastique synthétique résistant à l'usiap® et possédant une surface humectable. 2.- Organe scripteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique synthétique ©st âu "Nylea". 3*- Organe scripteur suivant la revendication 1, ©araetérisé 10 en ce que la matière plastique synthétique est fosmée d'une combinaison d'une résine plastique hume c table ©t de 5f> à 50$ environ en volume d'une résine ayant un coefficient 4»- Organe scripteur suivant la revendication. 3» caractérisé 15 en ce que la matière plastique humectabl© ©et éto E3lylonK ©t la matière à faible coefficient de frottement ©st choisi© dans le groupe comprenant les résines de polytétrafluoïétjàyXèsQ ©t les résines de polyacétal. 5»- Organe scripteur gui^aat la revo&èieeMoa 1 » caractérisé 20 en ce que la matière plastique synthétiqu® ©st soastitué® par «ne résine de polyacétal à humectaMlité augmenté©0 6,- Organe scripteur auimnt la revendication 5» caractérisé en ce que la matière plastique synthétique eoErosanà environ 5# à 30}t en volume d'une résine de peiytétraHuorétàylène. 25 7.- Organe scripteur suivaat la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est moulé de façoa à comporter plusieurs fentes radia-lement espacées et s'étendant Xosigltudinalemeat pour l'adduction de l'encre, ces fentes ayant âes àlEaasions capillaires se terminant à proximité les unes des atK-afse à l'extrémité d'écriture de 30 cet organe* 8*- Organe scripteur suivant la revendication 7» caractérisé en ce que les fonds des fentes adductrices vont en diminuant graduellement de section vers l'extérieur dans la direction opposée à l'extrémité d'écriture de l'organe scripteur. 35 9.— Crayon ou plus généralement instrument d8écriture compre nant un réservoir d'encre, un support d'organe scripteur et un système adducteur d'encre reliant ce réservoir à ce support, ce support étant pourvu d'un trou, l'organe scripteur étant monté dans o® trou de façon que ses fentes pénètrent dans le support, la parti# 69 00256 2000351 de cet organe scripteur placée dans le trou étant cylindrique et ayant un diamètre ertarsa plus petit que le diamètre interne de ce trou afin de ménsigsï us canal adducteur annulaire entourant l'organe scripteur poœr faire arriver l'encre à son extrémité d'écri-5 ture. 10.- Crayon ou organe d'écriture suivant la revendication 9» caractérisé- ©a m fu© 1© support d© l'organe scripteur ©st ssaai d'un organe disposé pgès d® l'extrémité arrière de ce trou pour enserrer la seul© esrëffâsité arrière de cet organe scriptour afin 10 de le saintes» m plaeiî tans soa support, le système d'adduction de l'onor© oomprôaaE.© m&ism m canal adducteur capillaire relié au canal adâuet@tïr amuXair© m, airant de l'organe de serrage.