Brevet FR2630970A1 — publié le 19891110

La présente invention se rapporte à une pointe à écrire ayant un espace conducteur de l'encre ayant une section d'une forme inhabituelle. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une pointe à écrire pour un instrument à liquide d'écriture ayant une durée de vie d'écriture ramarquablement étendue et permettant une écriture plus coulante avec sa meilleure résistance à l'usure en comparaison aux pointes conventionnelles d'écriture. Traditionnellement, la plupart de ces pointes d'écriture sont fabriquées par moulage par extrusion d'une résine thermoplastique, et la résine thermo- plastique contient généralement une substance simple de polyamide, polyuréthanne, polyacétal, etc..., ou bien une matière composite d'une de ces résines en mélange avec une charge. Ces pointes conventionnelles à écrire présentent l'inconvénient de s'user comparativement beaucoup à cause du frottement par glissement lors de l'écriture, bien qu'une encre liquide, etc..., serve d'agent lubrifiant, et en particulier lorsqu'une haute pression d'écriture est appliquée ou lorsqu'on utilise un papier d'écriture de forte rugosité de surface, cette tendance est évidente; en effet, toutes les résines utilisées pour les pointes conventionnelles d'écriture n'ont qu'une résistance insuffisante à l'usure ce qui affecte la durée de vie d'écriture des pointes de manière néfaste. Lorsqu'une pointe à écrire a une résistance insuffisante à l'usure, cela pose un problème tel que décrit ci-dessous lors de la conception d'un instrument d'écriture à liquide. Le problème réside dans le fait que l'encre restant dans un réservoir d'absorption de l'encre et la durée de vie d'une pointe à écrire sont déséqui- librés, ce qui rend l'instrument d'écriture à liquide inutilisable parce que la durée de vie d'écriture de la pointe est terminée bien qu'il reste une quantité suffisante d'encre dans le réservoir d'absorption d'encre. En conséquence, il est inutile de tenter d'étendre la durée de vie d'un instrument d'écriture de manière remarquable en formant un réservoir d'absorption de l'encre sous la forme d'une cartouche. Afin d'améliorer la résistance à l'usure d'une pointe à écrire, il y a un procédé de fabrication de cette pointe, par exemple, en verre, en céramique ou en certains métaux et cela présente un inconvénient par le fait que la pointe obtenue ne permet qu'une écriture très peu coulante en comparaison avec une pointe en plastique. En particulier, il y a une tendance à ce que la pointe à écrire se déplace de manière moins coulante sur le papier avec la diminution de la largeur de ligne des images écrites. Cela présente également des inconvénients par le fait que la pointe se trouve bouchée ou que les lignes sont interrompues par les fibres de papier qui font intrusion dans l'espace conducteur de l'encre d'une forme inhabituelle en section. la présente invention a par conséquent pour objet de résoudre les problèmes des pointes conventionnelles à écrire en procurant une pointe à écrire pour un instrument d'écriture à liquide qui a une durée de vie d'écriture remarquablement étendue avec une meilleure résistance à l'usure et qui se déplace également de manière plus coulante sur le papier, pouvant être fabriquée à bon marché par un procédé industriellement simple et facile. Selon la présente invention, une pointe à écrire pour un instrument d'écriture à liquide ayant une bonne aptitude à l'écriture, en particulier une haute résistance à l'usure et permettant une écriture coulante, peut être obtenue en déposant une couche durcie en surface comprenant un film de carbone resssemblant à du diamant à la surface d'une pointe à écrire faite en une résine thermoplastique ayant un espace conducteur de l'encre d'une section inhabituelle, que l'on obtient par un procédé conventionnel en utilisant une méthode au plasma à basse température. Des exemples de méthodes au plasma à basse température qui sont appropriées pour former ce film de carbone ressemblait à du diamant à la surface d'une pointe à écrire comprennent une méthode bien connue de dép8t de vapeur chimique au plasma, une méthode de placage d'ions, une méthode d'évaporation d'un faisceau d'ions, etc.... Dans la méthode au plasma à basse température, la surface de la pointe est de préférence traitée à proximité de la température ambiante de manière que la température de la pointe à écrire puisse être maintenue en dessous du point d'amollissement de la résine thermoplastique utilisée sur cette pointe en tant que substrat sur lequel un film de carbone ressemblant au diamant est déposé afin d'empêcher un espace conducteur de l'encre de section inhabituelle d'être thermiquement déformé. Le film de carbone ressemblant à du diamant ainsi obtenu a normalement une surface très lisse. La pointe à écrire selon la présente invention, sur la surface de laquelle est déposée une couche durcie en surface comprenant un film de carbone ressemblant au diamant, présente les avantages suivants: i - la pointe à écrire à une haute résistance à l'usure lors de l'écriture parce qu'un film de carbone très dur, ressemblant au diamant ayant une dureté Vickers de 9810 à 2943 MPA est formé à sa surface. 2 - le film formé en diamant a normalement une surface très lisse dont le coefficient de frottement est faible, donc la pointe à écrire court facilement sur le papier. -3 - comme la pointe à écrire a un organe de structure en plastique, cela permet une écriture coulante en comparaison avec celles faites en verre, céramique ou certains métaux. 4 - le film de carbone ressemblant à du diamant qui est obtenu est considéré comme étant déposé avec des atomes ionisés de carbone à la surface de la pointe à écrire et le matériau de celle-ci contient des atomes de carbone. Le film de carbone ressemblant à du diamant est par conséquent très adhésif à la pointe à écrire et ne s'en écaille pas lors de l'écriture. - la formation d'un film de carbone ressemblant au diamant nécessite généralement une haute technologie et un équipement coûteux. Mais, dans la présente invention, un film de carbone ressemblant au diamant est formé sur une très petite zone d'une pointe à écrire, cela présente ainsi un avantage qu'un traitement en masse permet une réduction remarquable du prix du traitement par pointe à écrire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à. titre d'exemple illustrant un mode de réalisation, et dans lequel: - la figure unique est une vue en coupe transversale faite à travers une pointe d'écriture selon un mode de réalisation de la présente invention. Selon un mode de réalisation de l'invention, une pointe à écrire 2 ayant un espace 1 conducteur de l'encre ayant une section de forme inhabituelle, par exemple cruciforme, comme le montre la figure, a été moulée d'un polyacétal chauffé et fondu par une extrusion conventionnelle, puis un film de carbone ressemblant au diamant 3, de 2)m d'épaisseur environ a été formé à la surface de la pointe 2 par une méthode de placage d'ions bien connue. Les conditions de formation du film sont telles qu'un courant continu est déchargé à une pression de 2,66 x 10 5 bar et à une température du substrat à proximité de la température ambiante, en utilisant un gaz mélangé de tungstène et d'argon comme gaz réactif. On a pu confirmer par observations au microscope électronique à balayage, que le film de carbone ressemblant au diamant ainsi obtenu était formé très régulièrement et sans endommager la section de forme inhabituelle. On a égalementpu confirmer par diffraction des rayons X, que le film de carbone ressemblant au diamant obtenu était pur. la pointe à écrire obtenue comme on l'a décrit ci-dessus a alors été montée dans l'instrument d'écriture, l'usure de la pointe a été mesurée au moyen - d'une machine mécanique de test d'écriture et le test d'écriture coulante a été effectué par une évaluation sensorielle par des mains compétentes. Les résultats des mesures et du test sont montrés au tableau ci-dessous. Dans l'exemple de comparaison, une pointe d'écriture sans film de carbone ressemblant au diamant a été utilisée. T A B L E A U TABLEAU Exemple de ExeMpl e ode de réalisation P o i n t s t e s t é s comparaison Mode de réalisation Usure Nombre d'échantillons 20 2 (Après Valeur moyenne 0,05 mm 0,90 m 800 m d'êcri- Ecart standard 0,005 mn 0,05 mm ture) EcritureNombre de moyens d'évaluation 10 Ecriture coulante coulanteMieux que l'exemple de comparaison 8 Difficile à évaluer 2 Pire que l'exemple de comparaison 0 Note: dans le test d'usure, le test d'écriture avec une machine mécanique à écrire est effectué selon les conditions de la norme japonaise "JIS-S-6037-1986 Making Pen" à l'exception qu'une charge d'écriture de 0,981N est appliquée. La pointe à écrire selon la présente invention, sur la surface de laquelle est déposée une couche durcie en surface comprenant un film de carbone ressemblant au diamant, a une résistance à l'usure considérablement améliorée et permet une écriture coulante même pendant longtemps, comme on peut le voir par les résultats de tests décrits ci-dessus, tandis que les pointes conventionnelles avec une quantité suffisante d'encre qui reste deviennent inutilisables après une courte distance d'écriture. La pointe selon la présente invention est particulièrement avantageuse lorsqu'une haute pression d'écriture lui est appliquée ou bien lorsque l'on utilise un papier de haute rugosité de surface. Elle est également très utile en combinaison avec divers types d'enregistreurs o une pointe d'écriture doit avoir une longue durée de vie. Une plume de marquage du type à cartouche aura également une application pratique en utilisant la pointe à écrire selon la présente invention. Comme on l'a décrit ci-dessus, la pointe selon la présente invention présente un grand nombre d'effets avantageux. R E V E N D I CATI O N Pointe à écrire pour un instrument d'écriture à liquide, caractérisée en ce qu'un film de carbone (3) ressemblant au diamant est formé à la surface de la pointe (2) faite en une résine thermoplastique, ayant un espace (1) conducteur de l'encre d'une forme en section inhabituelle.