Brevet FR2390297A1 — publié le 19781208

La présente invention est relative à des pointes pour des instruments de marquage ou d'écriture. Une grande variété d'instruments de marquage utilisant des pointes pour transférer par capillarité l'encre d'un réservoir d'encre à une surface d'écriture sont bien accueillis par le public du fait du grand nombre de couleurs vives dans les encres utilisées et de l'uniformité d'application de l'encre qu'elles permettent. Les pointes en fibres fines ont cependant échoué parce que la trop grande souplesse et le manque de rigidité structurelle de l'extrémi- té des pointe limitait la finesse du trait susceptible d'être obtenu, les rendaient facilement déformables et empêchaient leur utilisation pour effectuer des copies au carbone en écriture normale. Des pointes proposées entièrement en plastique ou en fibres et matière plastique essayant de surmonter ces inconvénients sont décrites dans les brevet US/3.718.401 et 3.843.270. Ces realisations peuvent fournir une pointe fine de rigidité structurelle suffisante, mais seulement au détriment de l'aptitude de la pointe à employer une large gamme d'encres de caractéristiques d'écoulement différentes.Ces pointes en plastique proposées utilisent des capillaires formés au moins principalement de gorges, de trous et/ou de fentes extrudés dans la matière plastique de la pointe; du fait que les imperfections dans les capillaires extrudés peuvent considerablemeilt modifier la capillarité de la pointe, il est difficile de fabriquer ce type de pointe à une échelle commerciale avec une capillarité prévisible remplissant les exigences d'écoulement d'une grande variété d'encres. Des pointes en plastique précédemment proposées ont ainsi été utilisables avec seulement un nombre limité d'encres et n'ont pas été constantes dans leur aptitude à permettre une écriture douce et uniforme. La présente invention réalise une pointe possédant des filaments contigus s'étendant longitudinalement définissant des capillaires entre eux pour transférer l'encre par capillarité depuis un réservoir vers l'extrémité de la pointe, caractérisée par le fait que les filaments sont agencés en au poins un groupe qui est noyé dans un corps d'encapsulation en matière plastique et lié à lui. La surface périphérjce totale du ou des groupes est ainsi encapsulée à l'intérieur et liée a la matière plastique du corps, de sorte que le corps et les filaments forment une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires définis par les filaments. L'inventlon permet la production de pointes d'une capillarité constante et prévisible. Par une sélection appropriée du nombre et du diamètre des filaments dans le ou les groupes de filaments, il est possible de pré sélectionner la capillarité de la pointe afin de remplir les exigences d'écoulement d'une grande variété encres. Les pointes selon l'invention peuvent être fabriquées par extrusion d'un corps de matière plastique sur et autour du ou des groupes de filaments en une ou plusieurs étapes, selon le nombre des groupes. Lorsque la pointe possède un seul groupe, une seule étape d'extrusion suffit, une enveloppe de matière plastique étant extrudée sur et autour du groupe de filaments de sorte qu'il se trouve encapsulé à l'intérieur et lié à l'enveloppe pour former une tige cohérente constituant une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires définis par les filaments.Lorsque la pointe doit avoir une pluralité de groupes de filaments, on utilise une extrusion en plusieurs étapes dans lesquelles on extrude tout d'abord un manchon à paroi relativement mince de matière plastique sur et autour de chaque groupe de sorte que le groupe se trouve encapsule à l'intérieur et lié au manchon de matière plastique. Les groupes de filaments,encapsulés dans la matière plastique, sont réunis en un faisceau et une enveloppe de matière plastique supplémentaire est alors extrudée sur et autour du faisceau de sorte que l'enveloppe et les manchons réunis forment le corps de la pointe qui lui-même forme avec les groupes de filaments une tige cohérente constituant une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires définis par les filaments. La tige résultant des operat ons d'extrusion est coupée transversalement en éléments de pointes, et au moins une extrémité de chaque élément coupé est effilée de façon à former une pointe à écrire ou à marquer. La présente invention va maintenant être décrite à l'aide de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples, en se référant au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue en coupe fragmentaire d'un instrument de marquage dans lequel la pointe selon l'invention peut être utilisée, la figure 2 est une vue en élévation fragmentaire d'une pointe selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe selon 3-3 de la figure 2, les figures 4 et 5 sont des vues en coupe similaires à la figure 3, montrant deux autres modes de réalisation d'une pointe selon l'invention; et les figures 6a et 6b sont des vues en coupe sinilaires à la figure 5, montrant une pointe partiellement terminée à deux étapes différentes de fabrication. La figure 1 représente un instrument de marquage ou d'écriture 10 comprenant un logement 12 de matière plastique renfermant un réservoir fibreux d'encre, 14, contenant une charge d'encre fluide absorbée. L'extrémité avant du logement 12 possède une partie 16 qui maintient de façon fixe une pointe 20 de sorte que l'extrémité 22 de la pointe 20 s'étende vers l'extérieur audelà du logement 12 et que l'extrémité 24 de la pointe 20 s'étende dans le réservoir d'encre 14. L'extrémité 22 de la pointe est effilée en une pointe de marquage ou d'écriture qui détermine la largeur des traits exécutés par l'instrument de marquage. De préférence, lwextrémité 24 est également effilée pour faciliter l'assemblage automatique de l'instrument et assurer un bon contact capillaire de la pointe avec la charge d'encre dans le réservoir 14. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté dans les figures 2 et 3, la pointe 20 possède un corps allongé en matière plastique rigide 26 effilé à l'une ou(comme représenté)à ses deux extrémités. Le corps 26 peut être en un materiau polymérique thermoplastique extrudable quelconque possédant une bonne résistance à l'usure et de la rigidité structurelle, dont un exemple est constitué par un polyformaldéhyde tel que celui disponible dans le commerce sous les marques de "DELRIN" et "CELCON". Le corps 26 possède, noyé à l'intérieur, un groupe 28 de filaments contigus 30 s'étendant longitudinalement sur la longueur du corps 26 et définissant des capillaires 32. Toute la surface périphérique 34 du groupe de filaments 28 est encapsulée à l'intérieur du corps 26 en matière plastique et liée à lui, de sorte que le corps et les filaments 30 forment une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires 32. On préfère généralement des filaments de polyester, mais d'autres filaments synthétiques compatibles avec l'encre (par exemple le nylon) peuvent être utilisés.Un nombre et un agencement préférés des filaments à l'intérieur du groupe sont représentés dans la figure 3, ce groupe 28 étant composé de sept filaments contigus 30 de diamètre identique agences avec un filament le long de l'axe du corps et les six autres en une disposition circulaire autour de lui, ce qui forme six capillaires 32 de même surface transversale. Un autre mode de réalisation utilise une pluralité de groupes espacés de filaments de diamètre un peu plus petit, comme le montre la figure 4. Cette pointe 20 possède un corps en plastique rigide en forme de tige allongée, 126, similaire au corps 26 des figures 2 et 3, mais possédant noyé à l'intérieur une pluralité de groupes de filaments 128 espacés. Chaque groupe de filaments 128 est similaire au groupe de filaments 28 des figures 2 et 3, et est composé comme représenté, de sept filaments contigus 130 définissant six capillaires 132 de même surface transversale. Toute la surface périphérique 134 de chaque groupe de filaments 128 est encapsulée à l'inte- rieur de la matière plastique du corps 126 et liée à lui de sorte que le corps et les filaments forment une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires 132.La disposition préférée représentée des groupes de filaments possède sept de ces groupes uniformément espacés 128, l'un avec son filament central disposé le long de l'axe du corps et les six autres en une disposition circulaire autour de-lui. Tous les filaments 130 étant de même diame- tre, la configuration obtenue comprend un total de quarante-deux capillaires 132 de même surface transversale. La figure 5 représente un mode de réalisation analogue à celui de la figure 4, mais dans lequel chaque groupe de filaments est un brin unique 228 d'un fil à filaments multiples en un matériau synthétique approprié compatible avec l'encre, tel que le polyester ou le nylon. Un tel fil approprié est commercialement disponible en divers deniers s'échelonnant de 70 à 1000 et en diverses tailles de filament s'échelonnant d'un denier par f-ilament de 1,5 à 18. Un seul brin d'un tel fil est composé d'une pluralité de filaments contigus s'étendant sensiblement lôngitudinalement, définissant entre eux des capillaires s'étendant sensiblement longitudinalement. Les fils en filaments de polyester d'un denier total de 500 à 1000 et de préférence d'environ 750 se sont révéles particulièrement appropriés.Une disposition préférée des brins de fil d'un denier total égal est celui que représente la figure 5, similaire à la disposition de la figure 4. Des pointes selon l'invention peuvent être fabriquées par des opérations d'extrusion en une ou deux étapes, selon le nombre de groupes de filaments. Une extrusion en une seule étape peut être utilise pour le mode de réalisation représenté dans les figures 2 et 3. Les modes de réalisation représentés dans les figures 4 et 5 exigent généralement une opération d'extrusion en deux étapes. Dans une extrusion en une seule étape pour le mode de réalisation à un seul groupe, les filaments 30 sont tout d'abord mis en faisceau dans le groupe pour définir les passages capillaires 32, et le groupe 28 est ensuite passé à travers une matrice d'extrusion de grand diamètre approprié, dans laquelle une enveloppe de matière polymérique thermoplastique pour former le corps 26 est extrudée sur et autour du groupe La matière thermoplastique possède un point de fusion inférieur à celui des filaments. Après refroidissement toute la surface périphérique 34 du groupe 28 est encapsulée à l'intérieur de l'enveloppe et liee à elle pour former une tige cohérente constituant une enveloppe rigide d'un seul tenant pour les capillaires 32.La tige est coupée en morceaux de pointes, et la pointe est achevée en la meulant pour 1'effiler sur au moins l'une ou de préférence les deux extrémités. L'extrusion en deux étapes pour les modes de réalisation à plusieurs groupes est décrite en se référant aux figures 6a et 6bqui représentent la pointe partiellement achevée à différentes étapes. La description suivante concerne la fabrication du mode de réalisation de la figure 5; un procédé identique est applicable à la fabrication du mode de réalisation de la figure 4 utilisant les groupes de filaments 128. Dans la première étape d'extrusion chaque brin de fil individuel 228 est amené à passer à travers une matrice d'extrusion de diamètre relativement petit dans laquelle un manchon à paroi- relati- vement mince de matière plastique du corps 226 est extrudé sur et autour du brin de fil de sorte que toute sa surface périphérique se trouve encapsulée à l'intérieur du manchon de plastique et lié à lui. Une pluralité de brins de fil encapsulés sont constitués en un faisceau, comme représenté dans la figure 6a, dans laquelle les manchons sont désignes par le chiffre de référence-226a. Le faisceau est de préférence composé comme représenté de sept .brins encapsulés de même diamètre avec un brin au centre et les six autres en une disposition circulaire autour de lui. La première étape d'extrusion et la formation du faisceau sont de préférence effectués en continu en faisant passer les brins individuellement et simultanément à travers des matrices d'extrusion distinctes pour grouper les brins encapsulés sous forme de faisceau, lorsqu'ils émergent des matrices et alors que les manchons extrudés sont encore chauds. Ceci facilite le maintien uniforme et stable du faisceau pour son alimentation vers la seconde étape d'extrusion. En variante la première étape d'extrusion peut être effectuée de façon complètement distincte pour produire une alimentation en brins encapsulés sur des bobines individuelles le faisceau étant formé en amenant les brins encapsulés en la configuration requise pour les bobines. Dans la seconde étape d'extrusion, le faisceau de brins encapsulés est amené à passer à travers une matrice d'extrusion de plus grand diamètre dans laquelle une enveloppe de matière plastique supplémentaire est extrudée sur et autour du faisceau pour former, avant le refroidissement, la structure représentée dans la figure 6b, dans laquelle l'enveloppe est désignée par le chiffre de référence 226b. Les manchons extrudés séparément 226a et l'enveloppe 226b sont de préférence constitués en un même matériau, mais ils peuvent être en matériaux différents pourvu qu'ils soient mutuellement compatibles et forment après refroidissement une masse cohérente unitaire de matière plastique constituant le corps Z26, comme représente dans la figure 5. un La tige obtenue est coupée enpnorceau de pointe et achevée en meulant une partie effilée sur au moins l'une ou les deux eirtrémi- tés. La pointe 20 produite par l'un ou l'autre des procédés est assemblée dans l'instrument de marquage 10 de la figure 1 pour trans férer l'encre par capillarité de façon longitudinale à travers lui depuis le réservoir d'encre 14 vers son extrémité avant 22 pointue pour une application sur une surface d'écriture. La rigidité structurelle de la pointe 20 fournie par son corps en plastique est particulièrement appropriée pour des applications d'écriture et de marquage à trait fin. La construction de la pointe de l'invention limite l'écou- lement capillaire aux capillaires définis par les filaments. La capillarité d'une pointe de matériaux donnés est déterminée par le nombre et la section transversale des capillaires et de ce fait par le nombre et le diamètre des filaments. Du fait que ces derniers facteurs restent constants et prévisibles au cours de la fabrication, l'invention permet une production à grande vitesse, à l'échelle commerciale de pointes ayant une capillarité constante prévisible. En faisant varier le nombre et/ou le diamètre des filaments, il est possible de présélectionner la capillarité pour conformer la pointe à l'utilisation avec une grande variété d'en cres possédant diverses caractéristiques d'écoulement. Pour le marquage et l'écriture avec la plupart des encres, des filaments en polyester d'environ 0,15 à environ 0,5 mm de diamètre sont appro priés, fournissant dans les configurations de groupes préférées représentées, des canaux de circulation d'encre d'environ 0,02 à environ 0,08 mm de diamètre. Des pointes selon l'invention peuvent également être utilisées dans des instruments de marquage et des crayons à paupières nécessitant une pointe relativement douce. Ainsi les brins de fil en filaments de nylon utilisés pour les groupes de filaments augmentent généralement de longueur d'au moins 4% lorsqu'ils sont humides, et font saillie de l'extrémité du corps pour fournir un instrument de marquage ayant une extrémité en fibres douces, flexibles. REVEND ICAT IONS 1. Pointe possédant des filaments contigus, s'étendant longitudinalement, définissant entre eux des capillaires pour transférer l'encre par capillarité depuis un réservoir vers l'extrémité de la pointe, caractérisée par le fait que les filaments sont disposés en au moins un groupe qui est noyé à l'intérieur d'un corps d'encapsulation en matière plastique et lié à lui. 2. Pointe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps est effilé aux deux extrémités. 3. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le groupe ou au moins l'un d'eux est composé d'un filament placé au centre et d'autres filaments placés autour de lui en une disposition circulaire. 4. Pointe selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le groupe ou au moins l'un d'eux est composé de sept filaments contigus de même diamètre définissant six passages capillaires de même section transversale. 5. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le groupe ou au moins l'un d'eux est un brin unique de fil à filaments multiples en matière synthétique compatible avec l'encre. 6. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les filaments sont en polyester. 7. Pointe selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que le brin de fil ou chacun d'eux possède un denier total de 500 à 1000. 8. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend un groupe unique disposé le long de l'axe du corps. 9. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend un premier groupe disposé le long de l'axe du corps et d'autres groupes placés autour de lui en une disposition circulaire, les groupes étant espacés de façon uniforme. 10. Pointe selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend sept groupes. 11. Pointe selon l'une quelconque des revendications 5 et'lO, caractérisée par le fait qu'elle comprend sept brins de fil de même denier total. 12. Pointe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que le corps est en une matière polymérique thermoplastique extrudable possédant un point de fusion inférieur à celui des filaments. 13. Pointe selon la revendication 12, caractérisée par le fait que le corps est en polyformaldéhyde. 14. Instrument de marquage comprenant un logement externe tubulaire, un réservoir fibreux d'encre dans ledit logement, et une pointe maintenue par ledit logement de façon à ce qu'une extrémité pointue de la pointe s'étende vers l'extérieur au-delà du logement et que 11 autre extrémité de la pointe s'étende dans le réservoir, caractérisé par le fait que la pointe est constituée selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15. Procédé pour produire une pointe utilisable dans un instrument de marquage, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à former un groupe de filaments contigus, continus, s'étendant de façon sensiblement longitudinale, définissant entre eu des passages capillaires continus s'étendant de façon sensiblement longitudinale, à extruder sur le groupe et autour de lui une enveloppe de matière polymerique thermoplastique possédant un point de fusion inférieur à celui desdits filaments, de sorte que la surface périphérique totale du groupe se trouve encapsulée à l'intérieur de l'enveloppe et liée à elle, à couper transversalement la tige obtenue et à effiler au moins l'une des extrémités du morceau coupe. 16. Procédé pour produire une pointe destinée à être utilisée dans un instrument de marquage, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à former une pluralité de groupes constitués chacun de filaments contigus, continus, s'étendant de façon sensiblement longitudinale, définissant entre eux des passages capillaires continus, s'étendant de façon sensiblement longitudinale,à encapsuler individuellement chacun des groupes par extrusion sur et autour du groupe d'un manchon de matériau poly mérique thermoplastique possédant un point de fusion inférieur à celui desdits filaments de sorte que la surface périphérique totale du groupe se trouve encapsulée à 11 intérieur du manchon et lià à lui, à former un faisceau de la pluralité de groupes encap- sués, à extruder sur et autour du faisceau une enveloppe de matière polymérique thermoplastique supplémentaire compatible avec le matériau polymérique des manchons, de sorte que l'enveloppe, les manchons et les filaments forment ensemble une tige cohérente, à couper la tige transversalement et à effiler au moins l'une des extrémités du morceau coupé. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé par le fait que les groupes sont simultanément soumis à la première extrusion d'encapsulation et que le faisceau est ensuite formé alors que les manchons des groupes encapsulés sont encore chauds. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé par le fait que le faisceau est formé avec un groupe encapsulé au centre et les autres groupes encapsulés en une disposition circulaire autour du prenier. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16, 17 et 18, caractérisé par le fait que l'enveloppe et les manchons sont faits en un même matériau. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé par le fait que le groupe ou l'un au moins desdits groupes possède un filament disposé au centre et d'autres filaments en une disposition circulaire autour de lui. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé par le fait que l'un au moins desdits groupes est composé de sept filaments contigus de même diamètre définissant six passages capillaires de même section transversale. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé par le fait qu'au moins l'un desdits groupes est un brin unique de fil à filaments multiples d'une fibre synthétique compatible avec l'encre. 23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé par le fait que ledit brin de fil a un denier total compris entre 500 et 1000. 24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 23, caractérisé par le fait que l'enveloppe est en polyformaldéhyde. 25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 24, caractérisé par le fait que les filaments sont en polyester e 26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 25, caractérisé par le fait que l'on effile les deux extrémités du morceau coupé de la tige.