EP0803381A1 - Reservoir tampon pour article d' ecriture a encre liquide et article d'ecriture comportant un tel reservoir - Google Patents

Reservoir tampon pour article d' ecriture a encre liquide et article d'ecriture comportant un tel reservoir Download PDF

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EP0803381A1
EP0803381A1 EP97490009A EP97490009A EP0803381A1 EP 0803381 A1 EP0803381 A1 EP 0803381A1 EP 97490009 A EP97490009 A EP 97490009A EP 97490009 A EP97490009 A EP 97490009A EP 0803381 A1 EP0803381 A1 EP 0803381A1
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EP
European Patent Office
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ink
microbeads
buffer tank
hydrophilic
reservoir
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EP97490009A
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German (de)
English (en)
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EP0803381B1 (fr
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José Duez
Vincent Bedhome
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Conte SA
Original Assignee
Conte SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/04—Arrangements for feeding ink to writing-points
    • B43K8/06—Wick feed from within reservoir to writing-points
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/04—Arrangements for feeding ink to writing-points

Definitions

  • the present invention relates to the field of writing articles with liquid ink, that is to say in which the ink is in the free state, not being trapped in a fibrous reservoir.
  • a writing article comprises a reservoir for the ink and a tip ensuring by capillary action the transfer of the ink from this reservoir to the writing head proper which may consist of the end of said tip.
  • the applicant has already proposed in document EP 0516538 a writing article of this type whose buffer tank, which is made of a hydrophobic material with open pores, is constituted in the form of at least one compact block adjusted loosely around the transfer point, coaxial to it.
  • the porous hydrophobic material is based on microbeads or microspheres, for example polypropylene.
  • the buffer tank provided for in document EP 0516538 is satisfactory on the functional level, that is to say that it technically fulfills the function of absorbing and restoring the excess ink arriving in the tip in the event of variation of the pressure in the ink tank.
  • the efficiency of the buffer tank decreases radially as one moves away from the zone of contact with the transfer tip.
  • the ink diffuses without difficulty from the transfer point into the buffer tank in an area relatively close to the transfer point, an area which depending on the case may be of the order of 2 to 4 mm. The further one moves away from the transfer point, the more difficult the ink diffusion is to become zero at a distance which can be of the order of 6 to 7 mm.
  • the useful volume of the buffer tank is a function of the maximum excess volume of ink likely to be caused by such variation.
  • This excess ink is in particular a function of the volume of air contained in the liquid ink tank, since it is generally an increase in the temperature of the air contained in this tank which will cause the pressure variation causing this excess. ink in the tip. The less ink remains in the tank, the more air it contains and the more excess ink there is, for the same temperature increase.
  • the aim which is sought by the applicant is to propose a buffer tank which overcomes the above-mentioned drawback.
  • the buffer tank of the invention which, in a manner known by document EP 0516538, is a buffer tank for a writing article containing a liquid ink, said writing article comprising a reservoir, a transfer point opening out. in the tank, said buffer tank being able to absorb and restore the excess ink in the event of a variation in the pressure prevailing in the tank and being produced in the form of a compact block made of an open pore material based on microbeads.
  • the buffer tank consists of microbeads of hydrophobic nature with respect to said ink and, in reduced proportion, of microbeads of hydrophilic nature with respect to said ink.
  • hydrophilicity and hydrophobia is a relative concept, which is linked to the nature of the ink, in particular its viscosity and its surface tension. Is considered hydrophilic compared to a specific ink - and even if this ink would not have water as a solvent - a porous material in which naturally diffuses said ink under normal conditions of use; is considered hydrophobic with respect to the same ink, a porous material in which said ink does not diffuse under normal conditions of use. A given material can be hydrophobic for a given ink and hydrophilic for another ink.
  • polypropylene is hydrophobic for an aqueous ink without additive capable of modifying its surface tension and hydrophilic for an ink of the alcohol solvent type.
  • this is the principle of the buffer tank, an excess of ink can diffuse into the hydrophobic material when the conditions of use are modified, in particular by abnormal increase in pressure.
  • hydrophilic microbeads in reduced proportion, among hydrophobic microbeads unexpectedly promotes the diffusion of ink throughout the volume of the buffer tank, well beyond the peripheral zone which is in direct contact with the ink, especially on the surface of the transfer tip.
  • the difficulty for the ink to diffuse through the network formed by the hydrophobic microbeads of the buffer tank is due to the pressure drops increasing as one moves away radially from the periphery of the tip transfer.
  • Having locally hydrophilic microbeads on the path of the ink in the hydrophobic microbead network allows the ink to reach hydrophobic sites which were inaccessible in the case of a buffer tank consisting exclusively of hydrophobic microbeads.
  • hydrophobic and hydrophilic microbeads can result from a homogeneous mixture throughout the volume of the buffer tank.
  • hydrophilic microbeads can also consist of a differentiated mixture, the proportion of hydrophilic microbeads being lower in the area immediately in contact with the excess ink and being higher in the most distant area.
  • hydrophilic microbeads On average, the proportion of hydrophilic microbeads is between 2 and 10% relative to the total weight of the buffer tank.
  • the writing article 1 which is represented in FIG. 1 is in accordance with the teaching of the document EP 0516538 of the applicant. It is composed of a body 2, a transfer tip 3 and a buffer tank 4.
  • the body 2 has its rear part which constitutes a tank 5 for the liquid ink, tank which is closed by an internal partition 6.
  • the transfer point 3 has its rear end 3 a which opens into the tank 5 through the interior partition 6; its front end 3b constitutes the writing tip and opens out of the body 2 through a central orifice 7.
  • the buffer tank 4 which is able to absorb and restore the excess ink coming from the tip 3 by capillarity in the event of of variation of the pressure prevailing in the ink tank 5, is produced in a open pore material based on microbeads and is in the form of a compact block adjusted loosely around the tip 3 coaxially therewith.
  • the ink 8 coming from the reservoir 5 is consumed by the writing tip 3 b as it is used and is replaced by air which can circulate freely between the ambient space and said reservoir 5 thanks to the natural porosity of the transfer point 3 but also to a communication orifice 9 formed at the level of the central orifice 7 through which the writing point 3b passes and to a free space 10 surrounding the buffer tank 4.
  • Buffer tank 4 is a compact porous block based on microbeads, the grade, particle size as well as distribution, molecular weight and morphology of which are known.
  • this compact block can be obtained by thermofusion of a mixture of microbeads of at least two thermoplastic materials of different grade, that is to say two materials having different melting temperatures. After a homogeneous mixture of the microbeads in a suitable mold, they are brought to a given temperature which is higher than the melting temperature of the material of the first type and lower than the melting temperature of the material of the second type. In this way the material constituting the microbeads of the first type bottom, which on the one hand creates the microcavities corresponding to the open pores and on the other hand ensures the cohesion of all the microbeads of materials of the second type.
  • the compact block can be obtained from microbeads of a single thermoplastic material by simple sintering, the capillary network being formed by the interstices between the microbeads, after localized melting and bonding thereof.
  • the ink 8 which is contained in the reservoir 5 and which is in contact with the rear end 3 a of the transfer point 3 is absorbed and migrates by capillary action in the point 3 to its front end 3 b .
  • the ink consumed by this front end 3 b serving as a writing head, is replaced progressively by the ink 8 coming from the reservoir 5.
  • the ink which diffuses in the transfer point 3 is itself replaced by air coming from inside the body 2 There is thus established a pressure balance between the air contained in the reservoir 5 and the air prevailing in the rest of the body 2.
  • the buffer tank 4 can store all the excess ink which is liable to flow from the transfer point 3 in the event of an abnormal increase in the pressure inside the tank 5.
  • This capacity is a function of the capacity of the tank 5 of liquid ink 8, this excess being maximum when the ink tank contains a large proportion of air which tends to expand strongly in the event of an increase in the temperature of the article 1.
  • this theoretical volume was not always sufficient to absorb all of the excess ink, insofar as there was not complete saturation of the tank stamp, ink not being able to diffuse radially beyond a certain distance from the face which is in contact with the transfer point 3.
  • This distance is a function of the nature, in particular of the surface tension and the viscosity of the ink 8 and also of the constitution of the buffer tank 4.
  • the really effective distance ie where the buffer tank is saturated, can be limited to 2 to 3 mm.
  • the aforementioned difficulty has been resolved by using, in the constitution of the buffer tank 4, from microbeads, microbeads with hydrophobic character, and in a lesser proportion, microbeads with hydrophilic character, according to the particular definition which has been given above to the notions of hydrophilicity and hydrophobia.
  • hydrophilic microbeads has the effect of facilitating the diffusion of the ink throughout the volume of the buffer tank.
  • the proportion suitable for obtaining the above technical effect was between 2 and 10% of hydrophilic polyethylene relative to all of the constituent microbeads of the buffer tank.
  • microbeads which have a hydrophobic character for the most part and a hydrophilic character for a reduced proportion.
  • the hydrophobic or hydrophilic nature of the microbeads is obtained according to the type of ink used either because of the choice of the material of the microbeads or because of an appropriate preliminary treatment, for example by fluorinated plasma to confer the hydrophobic character or else by an oxidation treatment to give the character hydrophilic or by the deposition of a surfactant to bring the surface energy of the material to a determined value, depending on the desired character.
  • a mixture of hydrophobic and hydrophilic microbeads was produced homogeneously throughout the volume of the buffer tank.
  • the mixture comprised 95% of microbeads of hydrophobic character and 5% of microbeads of character hydrophilic.
  • the buffer tank had a cylindrical shape on the order of 12.5 mm in diameter, the transfer tip disposed axially in the buffer tank had a diameter on the order of 5 mm.
  • the buffer tank behaves as if it were a completely hydrophilic material. In other words, the ink diffuses into the material in question even if the conditions of use are normal conditions. This is of course not the technical function which is sought for a buffer tank.
  • the buffer tank must absorb and restore excess ink from abnormal use, and not consist of a storage means where the ink would be stored in addition to the liquid ink tank.
  • the maximum percentage of microbeads, making it possible to obtain the desired effect, of improved migration of the ink was of the order of 10%. This proportion may change depending on the nature of the ink, and the nature and size of the microbeads. It is therefore up to the person skilled in the art to determine precisely, as a function of these parameters, what is the optimal proportion to be retained for the hydrophilic microbeads compared to all of the microbeads used for the constitution of the reservoir. buffer.
  • the ink 8 is slowed in its diffusion from the face in contact with the transfer tip 3 due to the existence of pressure drops in the capillary network of the buffer tank 4.
  • this diffusion is very good in the area immediately in contact with the ink. Consequently, in this zone, it would be possible to use microbeads having only the hydrophobic character, or possibly an even smaller proportion of microbeads with hydrophilic character.
  • the buffer tank can then be in the form of annular elements, fitting into each other, the outermost annular element having the proportion of microbeads with the most hydrophilic character. high.
  • FIG 2 there is shown a buffer tank 4 which consists of three successive elements 4 ', 4 ", 4"', fitted into each other, in which the proportion of hydrophilic microbeads was respectively 2% for the innermost element 4 ', 6% for the intermediate element 4 "and 10% for the outermost element 4".
  • microbeads used in the composition of the buffer tank is determined according to the characteristics sought. It may be polyethylene as in the above example or other materials such as in particular polypropylene.
  • the hydrophilic microbeads can be made of a different material from the hydrophobic microbeads.
  • microbeads having different dimensions or even a different grade for the production of microbeads with hydrophobic characteristics and / or microbeads with hydrophilic character.

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Abstract

L'article d'écriture (1) comporte un réservoir (5) pour l'encre liquide (8) et une pointe transfert (3) débouchant dans le réservoir (5), et un réservoir tampon (4) apte à absorber et restituer l'excès d'encre (8) en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir (5), qui est réalisé sous forme d'un bloc compact en un matériau à pores ouverts à base de microbilles. Selon l'invention, le réservoir tampon (4) est constitué de microbilles à caractère hydrophobe vis-à-vis de l'encre et, en proportion réduite, de microbilles à caractère hydrophile vis-à-vis de l'encre, soit un mélange homogène dans tout le volume du réservoir tampon (4) soit un mélange différencié, la proportion de microbilles hydrophiles étant plus faible dans la zone immédiatement en contact avec l'excès d'encre et étant plus importante dans la zone la plus éloignée. La proportion de microbilles hydrophiles est de préférence comprise entre 2 et 10% par rapport au poids total du réservoir tampon (4). <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne le domaine des articles d'écriture à encre liquide, c'est à dire dans lequel l'encre est à l'état libre, n'étant pas emprisonnée dans un réservoir fibreux. Un tel article d'écriture comporte un réservoir pour l'encre et une pointe assurant par capillarité le transfert de l'encre depuis ce réservoir jusqu'à la tête d'écriture proprement dite qui peut consister dans l'extrémité de ladite pointe . Lorsque le réservoir qui contient l'encre n'est pas isolé de l'air, une variation des conditions d'utilisation et 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 tâches ou coulures quand l'article est décapuchonné. Pour éviter ce phénomène, on a prévu d'équiper ce type d'article d'un réservoir tampon dont la fonction est d'absorber l'excès d'encre provenant du réservoir avant qu'il n'atteigne la tête d'écriture, c'est à dire l'extrémité avant de la pointe servant à écrire, puis, une fois les conditions normales rétablies, de restituer à la pointe l'encre qu'il contient.
  • Le demandeur a déjà proposé dans le document EP 0516538 un article d'écriture de ce type dont le réservoir tampon, qui est en un matériau hydrophobe à pores ouverts, est constitué sous la forme d'au moins un bloc compact ajusté sans serrage autour de la pointe transfert, coaxialement à celle-ci. De préférence le matériau hydrophobe poreux est à base de microbilles ou microsphères, par exemple en polypropylène.
  • Le réservoir tampon prévu dans le document EP 0516538 donne satisfaction sur le plan fonctionnel, c'est à dire qu'il remplit techniquement la fonction d'absorption et de restitution de l'excès d'encre arrivant dans la pointe en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir d'encre. Cependant le demandeur a constaté que l'efficacité du réservoir tampon diminuait radialement au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la zone de contact avec la pointe transfert. En d'autres termes l'encre diffuse sans difficulté de la pointe transfert dans le réservoir tampon dans une zone relativement proche de la pointe transfert, zone qui suivant les cas peut être de l'ordre de 2 à 4 mm. Plus on s'éloigne de la pointe transfert et plus la diffusion de l'encre est difficile pour devenir nulle à une distance qui peut être de l'ordre de 6 à 7 mm.
  • Etant donné que le rôle du réservoir tampon est de pouvoir absorber un excès d'encre dû à une variation de pression régnant dans le réservoir d'encre, on comprend que le volume utile du réservoir tampon est fonction du volume maximal d'excès d'encre susceptible d'être provoqué par une telle variation. Cet excès d'encre est notamment fonction du volume d'air contenu dans le réservoir d'encre liquide, puisque c'est généralement une augmentation de la température de l'air contenu dans ce réservoir qui va provoquer la variation de pression entraînant cet excès d'encre dans la pointe. Moins il reste d'encre dans le réservoir, plus ce dernier contient d'air et plus il y a d'excès d'encre, pour une même augmentation de température.
  • La difficulté qui a été relevée par le demandeur conduit actuellement soit à constituer un réservoir tampon de grande hauteur, c'est à dire ayant une grande surface de contact avec la pointe transfert, soit de limiter la capacité du réservoir d'encre liquide.
  • Le but qui est visé par le demandeur est de proposer un réservoir tampon qui pallie l'inconvénient précité.
  • Ce but est parfaitement atteint par le réservoir tampon de l'invention qui de manière connue par le document EP 0516538 est un réservoir tampon pour un article d'écriture contenant une encre liquide, ledit article d'écriture comportant un réservoir, une pointe transfert débouchant dans le réservoir, ledit réservoir tampon étant apte à absorber et restituer l'excès d'encre en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir et étant réalisé sous forme d'un bloc compact en un matériau à pores ouverts à base de microbilles.
  • De manière caractéristique, selon l'invention, le réservoir tampon est constitué de microbilles à caractère hydrophobe vis-à-vis de ladite encre et, en proportion réduite, de microbilles à caractère hydrophile vis-à-vis de ladite encre.
  • Dans le présent texte, la notion d'hydrophilie et d'hydrophobie est une notion relative, qui est en lien avec la nature de l'encre , notamment sa viscosité et sa tension de surface. Est considéré comme hydrophile par rapport à une encre déterminée - et quand bien même cette encre n'aurait pas l'eau comme solvant - un matériau poreux dans lequel diffuse naturellement ladite encre dans des conditions normales d'utilisation ; est considéré comme hydrophobe par rapport à la même encre , un matériau poreux dans lequel ladite encre ne diffuse pas dans des conditions normales d'utilisation. Un matériau donné peut être hydrophobe pour une encre donnée et hydrophile pour une autre encre. Par exemple , le polypropylène est hydrophobe pour une encre aqueuse sans additif susceptible de modifier sa tension de surface et hydrophile pour une encre du type solvant à alcool. Cependant et c'est le principe du réservoir tampon, un excès d'encre peut diffuser dans le matériau hydrophobe lorsque les conditions d'utilisation sont modifiées, notamment par augmentation anormale de la pression.
  • La présence des microbilles hydrophiles, en proportion réduite, parmi les microbilles hydrophobes favorise, de manière inattendue, la diffusion de l'encre dans tout le volume du réservoir tampon, bien au-delà de la zone périphérique qui est en contact direct avec l'encre, notamment à la surface de la pointe transfert.
  • Le demandeur estime que la difficulté pour l'encre de diffuser à travers le réseau constitué par les microbilles hydrophobes du réservoir tampon est due aux pertes de charge augmentant au fur et à mesure que l'on s'éloigne radialement de la périphérie de la pointe transfert. Le fait de disposer localement de microbilles hydrophiles sur le parcours de l'encre dans le réseau de microbilles hydrophobes permet à l'encre d'atteindre des sites hydrophobes qui étaient inaccessibles dans le cas d'un réservoir tampon constitué exclusivement de microbilles hydrophobes.
  • La présence de microbilles hydrophobes et hydrophiles peut résulter d' un mélange homogène dans tout le volume du réservoir tampon.
  • Il peut également consister en un mélange différencié, la proportion de microbilles hydrophiles étant plus faible dans la zone immédiatement en contact avec l'excès d'encre et étant plus importante dans la zone la plus éloignée.
  • En moyenne la proportion de microbilles hydrophiles est comprise entre 2 et 10% par rapport au poids total du réservoir tampon.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, il s'agissait d'un mélange homogène qui était composé de 95% de microbilles hydrophobes et 5% de microbilles hydrophiles.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple de réalisation d'article d'écriture à encre liquide comportant un réservoir tampon composé de microbilles hydrophobes et, en proportion réduite, de microbilles hydrophiles, illustrés par le dessin annexé dans lequel :
    • La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de l'article d'écriture et,
    • La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale, selon la ligne II.II de la figure 1.
  • L'article d'écriture 1 qui est représenté à la figure 1 est conforme à l'enseignement du document EP 0516538 du demandeur. Il est composé d'un corps 2, d'une pointe de transfert 3 et d'un réservoir tampon 4. Le corps 2 a sa partie arrière qui constitue un réservoir 5 pour l'encre liquide, réservoir qui est fermé par une cloison intérieure 6. La pointe transfert 3 a son extrémité arrière 3a qui débouche dans le réservoir 5 à travers la cloison intérieure 6 ; son extrémité avant 3b constitue la pointe d'écriture et débouche en dehors du corps 2 par un orifice central 7. Le réservoir tampon 4 qui est apte à absorber et restituer l'excès d'encre provenant de la pointe 3 par capillarité en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir d'encre 5, est réalisé en un matériau à pores ouverts à base de microbilles et se présente sous la forme d'un bloc compact ajusté sans serrage autour de la pointe 3 coaxialement à celle-ci.
  • Dans un tel article d'écriture 1, l'encre 8 provenant du réservoir 5 est consommée par la pointe d'écriture 3b au fur et à mesure de son utilisation et est remplacée par de l'air qui peut circuler librement entre l'espace ambiant et ledit réservoir 5 grâce à la porosité naturelle de la pointe transfert 3 mais également à un orifice de communication 9 pratiqué au niveau de l'orifice central 7 par lequel passe la pointe d'écriture 3b et à un espace libre 10 entourant le réservoir tampon 4. Le réservoir tampon 4 est un bloc compact poreux à base de microbilles dont on connaît le grade, la granulométrie ainsi que la répartition, le poids moléculaire et la morphologie. Selon l'enseignement du document EP 0516538, ce bloc compact peut être obtenu par thermofusion d'un mélange de microbilles d'au moins deux matières thermoplastiques de grade différent, c'est à dire deux matières ayant des températures de fusion différentes. Après un mélange homogène des microbilles dans un moule adapté, celles-ci sont portées à une température donnée qui est supérieure à la température de fusion du matériau du premier type et inférieure à la température de fusion du matériau du second type. De la sorte le matériau constitutif des microbilles 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 microbilles des matériaux du second type.
  • Ce mode de réalisation n'est pas limitatif. En particulier le bloc compact peut être obtenu à partir de microbilles d'un seul matériau thermoplastique par simple frittage, le réseau capillaire étant constitué par les interstices entre les microbilles, après fusion localisée et collage de celles-ci.
  • En cas de fonctionnement normal, l'encre 8 qui est contenue dans le réservoir 5 et qui est en contact avec l'extrémité arrière 3a de la pointe transfert 3 est absorbée et migre par capillarité dans la pointe 3 jusqu'à son extrémité avant 3b. L'encre consommée par cette extrémité avant 3b servant de tête d'écriture, est remplacée au fur et à mesure par l'encre 8 provenant du réservoir 5. Dans ce réservoir 5, l'encre qui diffuse dans la pointe transfert 3 est elle-même remplacée par de l'air provenant de l'intérieur du corps 2. Il s'établit ainsi un équilibre de pression entre l'air contenu dans le réservoir 5 et l'air régnant dans le reste du corps 2.
  • En cas de fonctionnement anormal, dû notamment à une augmentation de pression dans le réservoir 5, par exemple lors d'un échauffement de l'article 1, un excès d'encre 8 afflue du réservoir 5 dans la pointe transfert 3. Grâce à la présence du réservoir tampon 4, cet excès d'encre ne parvient pas à la pointe d'écriture 3b ; par capillarité, l'excès d'encre diffuse dans le réservoir tampon 4 en contact avec les capillaires de la pointe 3 jusqu'à ce que l'équilibre de pression se rétablisse. Ensuite, lors de la réutilisation de l'article 1, l'encre qui est consommée par la tête d'écriture 3b provient préférentiellement du réservoir tampon 4.
  • Il importe que le réservoir tampon 4 puisse emmagasiner tout l'excès d'encre qui est susceptible de s'écouler depuis la pointe transfert 3 en cas d'augmentation anormale de la pression à l'intérieur du réservoir 5. Cette contenance est fonction de la capacité du réservoir 5 d'encre liquide 8, cet excès étant maximal lorsque le réservoir d'encre contient une grande proportion d'air qui tend à se dilater fortement en cas d'augmentation de la température de l'article 1.
  • Il est possible en connaissant la proportion d'air dans le bloc compact poreux constituant le réservoir tampon 4 d'effectuer des calculs théoriques permettant de définir le volume nécessaire pour le réservoir tampon d'un article d'écriture donné.
  • Cependant le demandeur a constaté que, selon la configuration du réservoir tampon 4, ce volume théorique n'était pas toujours suffisant pour absorber la totalité de l'excès d'encre, dans la mesure où il n'y avait pas saturation complète du réservoir tampon, l'encre n'arrivant pas à diffuser radialement au-delà d'une certaine distance à compter de la face qui est contact avec la pointe transfert 3. Cette distance est fonction de la nature, notamment de la tension de surface et de la viscosité de l'encre 8 et également de la constitution du réservoir tampon 4. Dans certains cas, la distance réellement efficace, c'est à dire où le réservoir tampon est saturé, peut être limitée à 2 à 3 mm.
  • Certes pour résoudre cette difficulté il serait possible d'accroître la surface du réservoir tampon 4 qui est en contact immédiat avec l'encre. Cependant cela nécessiterait de modifier la structure de ce réservoir 4, par exemple en augmentant la hauteur de celui-ci pour un volume théorique déterminé. Cette modification de structure nécessiterait de modifier corrélativement la configuration de l'article.
  • Selon l'invention, la difficulté précitée a été résolue en utilisant dans la constitution du réservoir tampon 4, à partir de microbilles, des microbilles à caractère hydrophobe, et en proportion moindre, des microbilles à caractère hydrophile, selon la définition particulière qui a été donnée ci-dessus aux notions d'hydrophilie et d'hydrophobie.
  • La présence de cette faible proportion de microbilles hydrophiles a pour effet de faciliter la diffusion de l'encre dans tout le volume du réservoir tampon. S'agissant de microbilles en polyéthylène ayant un diamètre moyen compris entre 25 et 250 µm, la proportion adéquate pour obtenir l'effet technique ci-dessus était compris entre 2 et 10% de polyéthylène hydrophile par rapport à l'ensemble des microbilles constitutives du réservoir tampon.
  • Lors de la réalisation du réservoir tampon 4, on met en oeuvre des microbilles qui présentent un caractère hydrophobe pour la plus grande partie et un caractère hydrophile pour une proportion réduite. Le caractère hydrophobe ou hydrophile des microbilles est obtenu en fonction du type d'encre utilisé soit du fait du choix de la matière constitutive des microbilles soit du fait d'un traitement préalable approprié, par exemple par plasma fluoré pour conférer le caractère hydrophobe ou encore par un traitement d'oxydation pour conférer le caractère hydrophile ou encore par le dépôt d'un agent tensioactif pour amener l'énergie de surface de la matière à une valeur déterminée, en fonction du caractère recherché.
  • Selon un mode de réalisation, un mélange de microbilles hydrophobes et hydrophiles a été réalisé de manière homogène dans tout le volume du réservoir tampon. Dans un exemple précis de réalisation, s'agissant d'une encre aqueuse et de microbilles en polyéthylène, ayant un diamètre moyen de l'ordre de 140 µm, le mélange comportait 95% de microbilles à caractère hydrophobe et 5 % de microbilles à caractère hydrophile. Le réservoir tampon avait une forme cylindrique de l'ordre de 12,5 mm de diamètre, la pointe transfert disposée axialement dans le réservoir tampon avait un diamètre de l'ordre de 5 mm. En portant la température de l'article, de manière cyclique, lors de l'utilisation, à des températures allant jusqu'à 50-55°C, on a obtenu une saturation complète de tout le volume du réservoir tampon, en fin de cycle lorsque le réservoir 5 d'encre était presque vide.
  • Il faut souligner que si l'on augmente la proportion de microbilles hydrophiles, le réservoir tampon se comporte comme s'il s'agissait d'un matériau totalement hydrophile. En d'autres termes, l'encre diffuse dans le matériau en question même si les conditions d'utilisation sont des conditions normales. Ceci n'est bien sûr pas la fonction technique qui est recherchée pour un réservoir tampon. Le réservoir tampon doit absorber et restituer l'excès d'encre provenant d'une utilisation anormale, et non consister en un moyen de stockage où l'encre serait emmagasinée en complément du réservoir d'encre liquide.
  • Pour les cas examinés par le demandeur, le pourcentage maximal des microbilles, permettant d'obtenir l'effet recherché, de migration améliorée de l'encre a été de l'ordre de 10%. Cette proportion peut changer en fonction de la nature de l'encre, et de la nature et de la taille des microbilles. Il revient donc à l'homme du métier de déterminer précisément, en fonction de ces paramètres, quelle est la proportion optimale à retenir pour les microbilles hydrophiles par rapport à l'ensemble des microbilles utilisées pour la constitution du réservoir tampon.
  • Comme on l'a souligné précédemment, l'encre 8 est freinée dans sa diffusion depuis la face en contact avec la pointe transfert 3 du fait de l'existence des pertes de charge dans le réseau capillaire du réservoir tampon 4. Cependant cette diffusion est très bonne dans la zone immédiatement en contact avec l'encre. En conséquence, dans cette zone, il serait possible d'utiliser des microbilles ayant uniquement le caractère hydrophobe, ou éventuellement une proportion encore plus réduite de microbilles à caractère hydrophile. En d'autres termes, il serait possible de faire varier de manière continue ou discontinue la proportion de microbilles hydrophiles depuis la zone immédiatement en contact avec l'encre jusqu'à la zone la plus éloignée du réservoir tampon. S'agissant d'une variation discontinue, le réservoir tampon peut alors se présenter sous la forme d'éléments annulaires, s'emmanchant les uns dans les autres, l'élément annulaire le plus extérieur ayant la proportion en microbilles à caractère hydrophile la plus élevée.
  • Sur la figure 2, on a représenté un réservoir tampon 4 qui est constitué de trois éléments successifs 4', 4", 4"', emmanchés les uns dans les autres, dans lesquels la proportion en microbilles à caractère hydrophile était respectivement de 2% pour l'élément 4' le plus intérieur, 6% pour l'élément 4" intermédiaire et 10% pour l'élément 4"' le plus extérieur.
  • La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier le choix des microbilles entrant dans la composition du réservoir tampon est déterminé en fonction des caractéristiques recherchées. Il peut s'agir de polyéthylène comme dans l'exemple précité ou d'autres matières telles que notamment le polypropylène. Les microbilles à caractère hydrophile peuvent être dans une matière différente des microbilles à caractère hydrophobe.
  • De plus il peut s'avérer avantageux de choisir des microbilles présentant des dimensions différentes voire même un grade différent pour la réalisation des microbilles à caractères hydrophobe et/ou des microbilles à caractère hydrophile. Ces différences de dimensions et également les différences de température de fusion en cas de grade différent vont influer sur les propriétés capillaires du réservoir tampon ainsi obtenu. Cette diversité de paramètres pouvant entrer dans la réalisation du réservoir tampon élargit les possibilités offertes à l'homme du métier.

Claims (8)

  1. Réservoir tampon (4) pour un article d'écriture (1) contenant une encre liquide (8), ledit article d'écriture (1) comportant un réservoir (5) pour l'encre liquide (8) et une pointe transfert (3) débouchant dans le réservoir (5), ledit réservoir tampon (4) étant apte à absorber et restituer l'excès d'encre (8) en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir (5) et étant réalisé sous forme d'un bloc compact en un matériau à pores ouverts à base de microbilles, caractérisé en ce qu'il est constitué de microbilles à caractère hydrophobe vis-à-vis de ladite encre et, en proportion réduite, de microbilles à caractère hydrophile vis-à-vis de ladite encre.
  2. Réservoir tampon selon la revendication 1 caractérisé en ce que la proportion de microbilles hydrophobes et hydrophiles est un mélange homogène dans tout le volume du réservoir tampon (4).
  3. Réservoir tampon selon la revendication 1 caractérisé en ce que la proportion de microbilles hydrophobes et hydrophiles est un mélange différencié, la proportion de microbilles hydrophiles étant plus faible dans la zone immédiatement en contact avec l'excès d'encre et étant plus importante dans la zone la plus éloignée.
  4. Réservoir tampon selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il est constitué d'éléments annulaires (4', 4", 4"'), s'emmanchant les uns dans les autres, la proportion de microbilles hydrophiles étant plus faible dans l'élément (4') le plus immédiatement en contact avec l'excès d'encre et plus élevée dans l'élément (4"') le plus éloigné.
  5. Réservoir tampon selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la proportion de microbilles hydrophiles est comprise entre 2 et 10% par rapport au poids total du réservoir tampon (4).
  6. Réservoir tampon selon la revendication 2 caractérisé en ce que le mélange homogène est composé de l'ordre de 95% de microbilles hydrophobes et de l'ordre de 5% de microbilles hydrophiles.
  7. Réservoir tampon selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les microbilles hydrophiles sont dans une matière et/ou ont des dimensions et/ou un grade différent des microbilles hydrophobes.
  8. Article d'écriture (1) comportant un réservoir (5) pour l'encre liquide (8), une pointe transfert (3) débouchant dans le réservoir (5) et un réservoir tampon (4) selon l'une des revendications 1 à 7, ledit réservoir tampon étant ajusté sans serrage autour de la pointe transfert (3) coaxialement à celle-ci.
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