Brevet FR2676969A1 — publié le 19921204

i ARTICLE D'ECRITURE A ENCRE LIQUIDE COMPORTANT UN RESERVOIR TAMPON-MICROPOREUX La présente invention concerne un article d'écriture à encre liquide, c'est-à-dire dans lequel l'encre est à l'état libre, n'étant pas emprisonnéedans un réservoir fibreux Cet article d'écriture comporte un réservoir pour l'encre et une pointe assurant par capillarité le transfert de l'encre depuis le réservoir jusqu'à la tête d'écriture proprement dite,a tête d'écriture pouvant consister dans l'extrémité de ladite pointe. Elle concerne plus particulièrement un article d'écriture du type précité équipé d'un réservoir tampon, destiné à absorber et restituer l'excès d'encre en cas de variation des conditions d'utilisation. Il existe deux catégories d'article d'écriture à encre liquide et à pointe de transfert Dans les articles de la première catégorie, le réservoir qui contient l'encre est isolé de l'air ambiant et ne contient pas d'air; un piston souple se déplace dans le réservoir au fur et à mesure de la consommation d'encre et fait étanchéité. Dans les articles de la seconde catégorie, le réservoir qui contient l'encre n'est pas isolé de l'air ambiant Dans ce cas, une variation des conditions d'utilisation, notamment l'augmentation de la pression de l'air contenue dans le réservoir due à un échauffement de l'air se traduit par un afflux anormal d'encre dans la pointe transfert et peut provoquer des taches ou coulures quand l'article est décapuchonné Pour éviter ce phénomène, on a prévu d'équiper ce type d'article d'un réservoir tampon tel que celui faisant l'objet du document EP 0380696 Un tel réservoir tampon ou temporaire a pour fonction d'absorber l'excès d'encre provenant du réservoir avant qu'il n'atteigne la tête d'écriture, c'est-à-dire de l'extrémité avant de la pointe servant à écrire, et ensuite, une fois les conditions normales rétablies, de restituer à la pointe l'encre qu'il contient. Le réservoir tampon du document EP 0380696 est une pièce moulée, comportant des fentes radiales en forme de peigne et des fentes longitudinales mettant en communication les fentes radiales et la partie centrale évidée en contact avec la pointe transfert. Pour obtenir de bons résultats, il est nécessaire que les fentes radiales aient une épaisseur très faible et très régulière, qu'elles soient en grand nombre et que de plus le réservoir tampon comporte des rainures destinées au passage de l'air. La réalisation d'un tel réservoir n'est pas simple et est d'un coût élevé, d'autant plus que le moule correspondant ne peut convenir qu'à un seul article standard. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un article d'écriture à encre liquide, de la seconde catégorie, mais qui pallie les inconvénients précités, en ce que son réservoir tampon est d'une conception beaucoup plus simple et d'un coût très faible. Ce but est parfaitement atteint par l'article de l'invention Il s'agit d'un article d'écriture à encre liquide qui est composé d'un corps dont la partie arrière constitue le réservoir pour l'encre, d'une pointe de transfert dont l'extrémité arrière débouche dans le réservoir et dont l'extrémité avant, formant pointe d'écriture, débouche hors du corps et d'un réservoir tampon apte à absorber et restituer l'excès d'encre provenant de la pointe par capillarité en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir. De manière caractéristique, le réservoir tampon est dans un matériau hydrophobe à pores ouverts, de grande porosité, et est ajusté sans serrage autour de la pointe. En cas de variation de pression dans le réservoir, l'excès d'encre qui afflue dans la pointe est capté par capillarité dans les pores du matériau hydrophobe et pénètre donc dans le réservoir tampon Une fois les conditions normales de pression rétablies, l'encre qui est consommée par la pointe provient préférentiellement des pores du matériau hydrophobe, qui se vident progressivement L'effet technique recherché est atteint grâce au matériau proprement dit et à sa porosité, les pores ouverts remplissant le rôle de fentes radiales et longitudinales du réservoir tampon du document EP 0380696 La réalisation de ce réservoir, par moulage ou par usinage à partir d'un bloc dudit matériau est des plus simples. Il importe que le matériau hydrophobe soit ajusté sans serrage autour de la pointe Un serrage excessif écraserait et obturerait les pores et/ou les capillaires de la pointe et empêcherait la montée de l'encre par capillarité depuis la pointe vers le réservoir tampon. De préférence, le matériau hydrophobe poreux, constitutif du réservoir, est à base de microsphères, et est obtenu par thermofusion d'un mélange de microsphères d'au moins deux matières thermoplastiques de grades différents. Il s'agit par exemple d'un matériau à base de polypropylène, réalisé avec des microsphères ayant un diamètre de l'ordre de 140 micromètres, et comportant de l'ordre de 40 % de vide, après thermomoulage des microsphères entre elles. De préférence l'extrémité avant de la pointe débouchant hors du corps de l'article par un orifice central, il existe des espaces libres pour la circulation de l'air entre d'une part la paroi dudit orifice et la pointe, et d'autre part entre la paroi interne du corps et le réservoir tampon Ainsi l'air provenant de l'extérieur peut circuler à l'intérieur du corps et la pression peut s'équilibrer constamment lors de l'utilisation de l'article. Selon un mode avantageux de réalisation, le réservoir tampon a, en section transversale, la forme d'un polygone régulier dont les sommets sont à proximité immédiate de la paroi interne du corps et dont les côtés délimitent des espaces libres avec ladite paroi interne Cette disposition particulière permet la circulation de l'air dans les espaces libres ainsi délimités entre la paroi interne du corps et les différentes faces du réservoir tampon; d'autre part elle permet le centrage et le maintien du réservoir tampon à l'intérieur du corps, les arêtes longitudinales du polygone régulier prenant appui sur la paroi intérieure du corps. Selon un autre mode avantageux de réalisation, le réservoir tampon est constitué d'un empilement de rondelles dont au moins certaines présentent un épaulement annulaire en sorte dde créer des évidements autour de la pointe et entre les rondelles Ces évidements contribuent à une meilleur ciculation de l'air autour de la pointe. Les épaulements annulaires sont par exemple situés vers la partie périphérique de la rondelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va être faite d'un exemple de réalisation d'un article d'écriture à encre liquide et à réservoir tampon, illustré par le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de l'article. La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne AA de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un réservoir tampon constitué d'un empilement de rondelles. L'article d'écriture 1 est constitué en premier lieu d'un corps 2 creux sensiblement cylindrique dont le fond 3 est obturé, dont la partie antérieure 4 est terminée par un cône 5 comportant un orifice central 6, et dont la partie postérieure 7 fait office de réservoir 8 pour l'encre liquide 9 Ledit réservoir 8 est fermé par une cloison intérieure 10 qui comporte un orifice central 11. L'article 1 est constitué en deuxième lieu d'une pointe de transfert 12 cylindrique, réalisée dans un matériau apte à assurer le transfert de l'encre par capillarité notamment en feutre fait de fibres acryliques ou de polyester compactées. Cette pointe 12 est positionnée selon l'axe longitudinal de symétrie du corps 2 Son extrémité arrière 12 a est emmanchée légèrement à force dans l'orifice central Il de la cloison 10 de sorte que l'étanchéité du réservoir 8 soit assurée, mais sans écrasement de cette extrémité 12 a de sorte qu'il puisse y avoir circulation de l'encre et de l'air par la pointe 12 Son extrémité avant 12 b, taillée en biseau en ogive ou d'une autre configuration et formant tête d'écriture, est centrée dans l'orifice central 6 de la partie conique 5 du corps 2. L'article 1 est constitué en troisième lieu du réservoir tampon 13 qui entoure la pointe transfert 12 dans la partie intérieure du corps 2 comprise entre le réservoir 8 et le cône 5. Le réservoir tampon 13 est un matériau hydrophobe, à pores ouverts, de très grande porosité Dans l'exemple illustré à la figure 2,il a la forme d'un parallélépipède rectangle de section transversale carrée Il comporte un évidement central 14 cylindrique, conformé pour accueillir la pointe transfert 12, de manière ajustée mais sans serrage, c'est-à-dire sans écrasement des capillaires du feutre constitutif de la pointe 12 ni des pores en surface de l'évidement central 14 du réservoir tampon 13. Les arêtes longitudinales 14 du réservoir 13 prennent sensiblement appui sur la paroi cylindrique intérieure 15 du corps 2 Elles délimitent quatre espaces libres 16 entre ladite paroi 15 et les faces planes 17 du réservoir. Le matériau hydrophobe, à pores ouverts, constitutif du réservoir tampon 13 est obtenu par thermofusion d'un mélange de microsphères ou microbilles de deux types de polypropylène de grades différents, c'est-à-dire de polypropylène ayant des températures de fusion différentes Après un mélange homogène des microsphères dans un moule adapté, celles-ci sont portées à une température donnée qui est supérieure à la température de fusion du polypropylène du premier type et inférieure à la température de fusion du polypropylène du second type De la sorte le polypropylène constitutif des microsphères du premier type fond, ce qui d'une part crée les microcavités correspondant aux pores ouverts et d'autre part assure la cohésion de l'ensemble des microsphères de polypropylène du second type. Dans un exemple précis de réalisation, il s'agissait de microsphères ayant un diamètre de 140 micromètres Après thermofusion le matériau à pores ouverts obtenu avait un pourcentage de vide de l'ordre de 40 %. Le fonctionnement de l'article d'écriture est le suivant. En usage normal, l'encre 9 qui est contenue dans le réservoir 8 et qui est en contact avec l'extrémité arrière 12 a de la pointe 12 est absorbée et migre par capillarité dans la pointe 12 jusqu'à son extrémité avant 12 b L'encre consommée par la tête d'écriture est remplacée au fur et à mesure par de l'encre provenant du réservoir 8 Il s'établit un équilibre de pression entre l'air contenu dans le réservoir 8 et l'air régnant dans le reste du corps 2. En cas de perturbation due notamment à une augmentation de pression dans le réservoir 8, par exemple due à un échauffement de l'article 1, il y a un excès d'encre 9 qui afflue depuis le réservoir 8 dans la pointe 12. En l'absence de réservoir tampon 13, cet excès d'encre migrerait jusqu'à la tête d'écriture 12 b et provoquerait une alimentation anormale de l'article 1, susceptible de former des taches ou des coulures sur le support d'écriture. Grâce à la présence du réservoir tampon 13, cet excès d'encre ne parvient pas à la tête d'écriture 12 b; par capillarité, l'encre excédentaire diffuse dans les pores ouverts du matériau micro poreux en contact avec les capillaires de la pointe 12, jusqu'à ce que l'équilibre de pression se rétablisse Ainsi le matériau microporeux fait bien office de réservoir complémentaire pour l'encre. Lors de l'utilisation de l'article 1, l'encre qui est consommée par la tête d'écriture 12 b provient préférentiellement du réservoir tampon 13 Le réservoir tampon 13 se vide progressivement, l'encre contenue dans les pores les plus éloignés de la pointe 12 diffusant par capillarité jusqu'à ladite pointe 12. Après utilisation, l'article 1 est refermé à l'aide du capuchon 26 (figure 1) dont la configuration est conçue pour assurer son blocage sur le cône 5 et pour recouvrir sans contact l'extrémité 12 b de la pointe 12. On comprend que le principe du fonctionnement du réservoir tampon 13 repose sur l'équilibre thermodynamique des constituants de l'article 1 Pour que cet équilibre soit atteint rapidement, il est nécessaire d'avoir une bonne circulation de l'air entre l'extérieur et l'intérieur de l'article En particulier l'orifice central 6 du cône 5 terminal du corps 2 pourra délimiter des espaces libres autour de l'extrémité avant 12 b de la pointe, permettant cette circulation d'air Ceci pourra être obtenu par des ergots 18 répartis sur la périphérie de la paroi interne du col 19 prolongeant le cône 5, et servant au maintien de la pointe 12. Dans un second exemple illustré par la figure 3, le réservoir 13 est constitué de modules 20 empilés, chaque module étant conformément à l'invention dans un matériau hydrophobe à pores ouverts, de grande porosité. La réalisation en modules empilés permet d'utiliser des modules identiques pour des articles de tailles différentes, en faisant varier le nombre de modules de l'empilement. Dans le cas présent, chaque module 20 a la forme d'une rondelle, percée d'un orifice central 21 pour l'insertion de la pointe et pourvue sur une des faces 23 d'un épaulement annulaire 22, prolongeant la partie extérieure de la rondelle 20. Comme cela apparaît clairement sur la figure 3, l'empilement est réalisé en superposant les rondelles, de telle sorte que la face 23, comportant un épaulement 22, d'une rondelle donnée s'applique sur la face 24 plate de la rondelle adjacente. Cette disposition forme dans le réservoir tampon 13 un ensemble d'évidements 25 intérieurs, autour de la pointe 12, qui favorise la circulation d'air. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples non exhaustifs. En particulier le matériau hydrophobe microporeux, à grande porosité, peut être à base d'un autre matériau que le polypropylène, par exemple du polyéthylène commercialisé sous l'une des marques commerciales HOSTALEN ou GUR de la firme HOECHST, ou encore dupolytétrafluoréthylène Il peut s'agir d'un matériau ayant la même structure ou une structure équivalente, obtenue par d'autres voies que la thermofusion de microsphères de deux matériaux de grades différents. Il peut aussi s'agir d'un matériau obtenu par thermofusion de microsphères de plus de deux matériaus de grades différents. La forme du réservoir tampon n'est pas limitée aux deux cas décrits ci-desus, dans lesquels elle était carrée et cylindrique. Il est possible de choisir toute forme qui soit d'une part adaptée à la configuration géométrique du volume intérieur du corps de l'article et d'autre part qui permette la circulation d'air comme cela a été expliqué. a REVENDICATIONS 1 Article d'écriture à encre liquide qui est composé d'un corps ( 2) dont la partie arrière constitue le réservoir ( 8) pour l'encre ( 9), d'une pointe de transfert ( 12) dont l'extrémité arrière ( 12 a) débouche dans le réservoir ( 8) et dont l'extrémité avant ( 12 b), formant pointe d'écriture, débouche hors du corps ( 2) et d'un réservoir tampon apte à absorber et restituer l'excès d'encre provenant de la pointe ( 12) par capillarité en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir, caractérisé en ce que le réservoir tampon ( 13) est dans un matériau hydrophobe à pores ouverts, de grande porosité, et est ajusté sans serrage autour de la pointe ( 12). 2 Article d'écriture selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau hydrophobe poreux, constitutif du réservoir tampon ( 13), est à base de microsphères, et est obtenu par thermofusion d'un mélange de microsphères d'au moins deux matières thermoplastiques de grades différents. 3 Article d'écriture selon la revendication 2 caractérisé en ce que le matériau hydrophobe micro poreux, constitutif du réservoir tampon ( 13) est réalisé à partir de microsphères en polypropylène ayant un diamètre de l'ordre de 140 micromètres et comporte de l'ordre de 40 % de vide après thermofusion 4 Article d'écriture selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité avant ( 12 b) de la pointe ( 12) débouchant hors du corps ( 2) de l'article ( 1) par un orifice central ( 6),il existe des espaces libres pour la circulation de l'air entre d'une part la paroi ( 19) dudit orifice ( 6) et la pointe ( 12),et d'autre part entre la paroi interne du corps ( 2) et le réservoir tampon ( 13). Article d'écriture selon la revendication 4 caractérisé en ce que le réservoir tampon ( 13) a une forme qui est adaptée à la configuration géométrique du volume intérieur du corps. 6 Article d'écriture selon l'une des revendications 1 ou 4 caractérisé en ce que le réservoir tampon ( 13) a, en section transversale, la forme d'un polygone régulier dont les sommets ( 14) sont à proximité immédiate de la paroi interne ( 15) du corps ( 2) et dont les côtés ( 17) délimitent des espaces libres ( 16) avec ladite paroi interne ( 15). 7 Article d'écriture selon la revendication 1 caractérisée en ce que le réservoir tampon ( 13) est constité de modules ( 20) empilés. 8 Article d'écriture selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque module est une rondelle ( 20), pourvue sur une de ses faces ( 23) d'un épaulement annulaire ( 22), en sorte que le réservoir tampon ( 13) comporte des évidements ( 25) autour de la pointe ( 12) insérée dans l'orifice central ( 21) des rondelles ( 20) empilées.