EP0726166A1 - Article d'écriture ou de coloriage à encre réalisé à partir d'un bloc compact en matériau poreux - Google Patents

Article d'écriture ou de coloriage à encre réalisé à partir d'un bloc compact en matériau poreux Download PDF

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Publication number
EP0726166A1
EP0726166A1 EP96490007A EP96490007A EP0726166A1 EP 0726166 A1 EP0726166 A1 EP 0726166A1 EP 96490007 A EP96490007 A EP 96490007A EP 96490007 A EP96490007 A EP 96490007A EP 0726166 A1 EP0726166 A1 EP 0726166A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
compact block
hydrophilic
article according
writing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96490007A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Chavatte
Guy Chochoy
José Duez
Didier Lange
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conte SA
Original Assignee
Conte SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conte SA filed Critical Conte SA
Publication of EP0726166A1 publication Critical patent/EP0726166A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B43K8/026—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material with writing-points comprising capillary material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K21/00—Propelling pencils
    • B43K21/006—Pencil-barrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K5/00—Pens with ink reservoirs in holders, e.g. fountain-pens
    • B43K5/005—Pen barrels
    • 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
    • B43K8/003—Pen barrels

Definitions

  • the present invention relates to a writing or coloring article comprising a body giving said article its rigidity, a reservoir for the ink and a writing tip which is supplied with ink from the reservoir.
  • the ink can either be trapped in a fibrous reservoir or in the liquid state in a hollowed-out part of the body constituting the reservoir.
  • the various elements useful for the writing or coloring function namely the ink either in the liquid state or in a fibrous reservoir, the writing tip and possibly a buffer tank, all these elements are contained in a rigid body which gives said article its rigidity and its external presentation.
  • This rigid body is generally a metallic cylindrical body or a molded plastic body.
  • This body is necessarily composed of a main part inside which the various aforementioned elements are introduced and a closing part. Said closure part can be either opposite the writing tip or possibly around the writing tip itself.
  • a writing or coloring article of this type is composed of at least four distinct parts: the two constituent parts of the rigid body, the writing tip in the simplified version where the ink being liquid it acts as both transfer tip and writing head, and the closing cap of the rigid body.
  • the ink is liquid
  • a buffer tank is known in particular from document EP-516,538 of the applicant.
  • a buffer tank is not necessary when the ink is not in the liquid state, but trapped in a fibrous tank, that is to say a set of fibers, in particular polyester, arranged around the transfer point so that the ink gradually migrates, as it is consumed by the writing point, from the fibers of the fibrous reservoir to the transfer point.
  • the aim which the applicant has set himself is to propose a writing article which is of a simpler structure and in particular whose body ensuring its rigidity is not necessarily in two separate parts.
  • This object is perfectly achieved by the writing or coloring article of the invention.
  • It is an article which, in a manner known in document FR.A.1.515.316, comprises a body giving it its rigidity and containing a reservoir for the ink, as well as a writing tip supplied with ink to from said reservoir, the rigid body consisting of a compact block of a porous material with open pores also acting as a reservoir for the ink, which is wrapped in a covering envelope impermeable to the ink, with the exception of the zone corresponding to the writing tip.
  • the porous compact block is based on micro-beads of which the grade, the grain size, as well as the distribution, the molecular weight and the morphology are known. It is obtained by thermofusion sintering of microbeads in thermoplastics. During the heat treatment, causing the surface melting of the micro-beads, after cooling, a bonding of the micro-beads in contact with each other is obtained, which gives the whole its cohesion of compact block while retaining the interstices between micro-beads which give the compact block its porosity.
  • the porous compact block obtained by sintering can thus be produced from several materials based on micro-beads, of which the grades, the particle sizes as well as the distributions, the molecular weights and the morphologies. It is therefore possible, thanks to a judicious choice of one or more materials based on micro-beads, to produce a porous compact block in accordance with the invention having the appropriate hydrophilic or hydrophobic characteristics, as explained below. .
  • hydrophilicity and hydrophobia is a relative concept since it is linked to the nature of the ink, and in particular its viscosity and its surface tension.
  • a porous material in which said ink naturally diffuses under normal conditions of use is considered to be hydrophilic with respect to a specific ink; a porous material in which said ink does not diffuse under normal conditions of use is considered to be hydrophobic with respect to the same ink.
  • an excess of ink can diffuse into the hydrophobic material when the conditions of use are modified, in particular by abnormal increase in pressure.
  • the writing tip is a portion of the compact, hydrophilic block, of great hardness, shaped as a writing tip.
  • the writing or coloring article comprises only three parts: the compact block, the covering envelope and the cap.
  • the covering envelope is generally a film, independent of the compact block.
  • the covering envelope is formed by the outermost layer of the compact block, which is impermeable to ink.
  • the compact block can consist only of a porous hydrophilic material with open pores.
  • said compact block forms the main reservoir for the ink, like conventional fibrous reservoirs.
  • the compact block can also include several adjacent zones, made of hydrophilic porous material forming a reserve for the ink and possibly a writing tip and / or a hydrophobic porous material forming a buffer tank, capable of absorbing and restoring any excess ink.
  • the presence of several zones having the same hydrophilic or hydrophobic character can be justified when it is desirable to have a gradient of said character in the volume of the block.
  • the version with a hydrophilic zone and a hydrophobic zone is suitable in the case where the compact block has an internal recess forming a reservoir of liquid ink, said recess being connected to the writing tip by the hydrophilic material of the first zone and being formed in the hydrophobic material of the second zone.
  • This version makes it possible to increase the capacity of the writing or coloring article in ink, because the ink is in the liquid state and no longer trapped in the pores of the compact block. It also allows maximum use of the ink, compared to articles where the ink is stored in a fibrous type tank.
  • the micro-beads used during sintering already have a hydrophilic character or a hydrophobic character, as the case may be. It is therefore possible to carry out in a single sintering operation the compact block, including several zones of different character.
  • the porous compact block is produced from microbeads of a thermoplastic material having a given character (for example hydrophobic), and an appropriate treatment is subjected either to the whole compact block or to the to the parts of the block intended to constitute zones having a different character (hydrophilic or possibly even more hydrophobic); in the latter case, said parts will then be assembled to form the porous compact block.
  • a given character for example hydrophobic
  • the treatment in question will be for example either an oxidizing plasma treatment, to confer a hydrophilic character, or a fluorinated plasma treatment, to confer a hydrophobic character, or will also consist in the deposition of a surfactant making it possible to bring the energy of surface of the sintered material at a determined value, depending on the desired character.
  • the covering envelope it may be an adjusted sheath, obtained using a shrink film.
  • it is the compact block which gives the writing or coloring article its final shape.
  • the covering envelope can also consist of at least one semi-rigid strip placed around the compact block and heat-sealed or glued.
  • the final form of the writing or coloring article according to the invention is that adopted by the semi-rigid strip. It may be the same strip folded back on itself and the inner edges of which are heat-sealed or glued. It can also be two strips arranged on either side of the compact block and which are heat-sealed or bonded together along their common areas.
  • such a semi-rigid strip constituting the covering envelope, is made of a complex (rigid or semi-rigid) multilayer material comprising for example on its inner face a heat-sealable film, on its outer face a film having good decorating skills and an intermediate film impermeable to liquids and gases, forming a barrier against ink evaporation.
  • a complex (rigid or semi-rigid) multilayer material comprising for example on its inner face a heat-sealable film, on its outer face a film having good decorating skills and an intermediate film impermeable to liquids and gases, forming a barrier against ink evaporation.
  • the information or the decoration affixed on the outside of the article is obtained by direct printing on the film of overlap, which makes multicolored prints much more reliable and less expensive.
  • the writing or coloring article of the present invention is characterized by the presence of a porous compact block, with open pores, based on sintered thermoplastic micro-balls which has a double function, the first being to give the article its rigidity and the second being to constitute a reservoir for the ink, either main reservoir like a conventional fibrous reservoir or buffer reservoir capable of absorbing and restoring the excess ink in the event of variation of the pressure in the liquid ink tank.
  • article 1 is composed only of three elements, namely the compact block 2, the sheath 3 covering the compact block 2 and the cap 4.
  • the compact block 2 has for example a cylindrical shape terminated by a conical end 2 a .
  • the end region corresponding to the tip 5 of the end 2 has advanced office writing of section 1.
  • the outer sheath 3 completely covers the compact block 2 except for the writing tip 5.
  • This sheath is produced from a heat-shrinkable film, inside which is placed the compact block, before heat shrinkage treatment .
  • the compact block 2 is made of a porous material with open pores, hydrophilic. It is obtained by thermofusion (sintering) of micro-balls in thermoplastic material. The hydrophilic nature is imparted either by the use of micro-beads which are themselves hydrophilic or by an appropriate treatment.
  • the compact block 2 constitutes the main reservoir of article 1, after the liquid ink has been injected inside said block 2. This injection is carried out in particular using an injection needle penetrating an orifice 6 formed in the median axis of the lower end 2 b of said compact block 2.
  • the tip 5, acting as writing tip, of the compact block 2 is itself hydrophilic, but has a hardness, possibly greater than the rest of the compact block 2, which allows it to resist friction against the writing medium. .
  • the compact block 2 simultaneously acts as an ink tank, transfer point and writing point; moreover, being rigid, it is it which gives article 1 its final external shape and its rigidity.
  • the material reserved for the tip function is stacked followed by the material intended for the reservoir function and the assembly is sintered in a single operation by heat and / or microwave treatment.
  • the sheath 3 has three functions. According to the first function, it makes article 1 impermeable to liquids and gases and forms a barrier against the evaporation of the ink and prevents the ink contained in the pores of the compact block 2 from coming into contact with the user. . According to the second function, it protects the compact block 2 against impact and to do this it must have sufficient resistance to punching and tearing. According to the third function, it is it which serves as a decorative support, for all the technical or commercial indications that it is desirable to bring to the attention of users.
  • the outer sheath 3 is produced from a transparent film, it is understood that the user will be able to visualize the relative depletion of his article 1, due to the progressive lowering of the concentration of ink in the compact block 2.
  • FIG 2 there is shown an article 7 of writing or coloring in which the ink 8 is in the liquid state.
  • the compact block 9 has the same cylindrical shape, the end 9a of which is conical, terminated by a hydrophilic tip of greater hardness 10, forming a writing tip.
  • the compact block 9 has an interior recess 11 into which the liquid ink 8 is injected.
  • the compact block 9 has two distinct zones, the first 12 is hydrophilic, while the second 13 is hydrophobic.
  • the first hydrophilic zone 12 extends from the central recess 11 to the tip 10 and acts as a transfer tip, connecting the liquid ink reservoir to the writing tip .
  • the second hydrophobic zone 13 materializes the reservoir for the liquid ink 8.
  • the compact block 9 is wrapped in a sheath 3 conforming to the sheath of the above-mentioned article 1.
  • the second zone 13 of the compact block 9 acts as a buffer tank, as described in document EP-516,538 of the applicant. More specifically, under normal conditions of use, the liquid ink 8 remains exclusively inside the recess 11. On the other hand, in the event of a variation in the pressure prevailing in the reservoir, due for example to a heating of article 7, the ink can diffuse, by capillary action, inside the pores of the second part 13 of the compact block 9. When the pressure conditions have returned to normal, this excess ink contained in the second zone 13 , returns to the interior recess 11.
  • FIG. 6 is illustrated an example of a pipe 31 of annular shape, surrounding the first hydrophilic zone 12, serving as a transfer point and a writing head.
  • hydrophilic and / or hydrophobic zone can be declined according to a multitude of variants.
  • a hydrophilic part of the compact block acts as transfer point and writing point. It would possibly be possible for a transfer point, terminated by the writing point, to be a separate piece, fitting into the porous compact block.
  • the porous compact block of the invention is obtained by sintering by thermobonding or surface thermofusion of micro-beads of thermoplastic material (polypropylene, polyethylene, teflon, polyacetal ... etc) used alone or in mixture, of grade or of different nature , depending on the characteristics that we want to give to the different parts of the compact block.
  • thermoplastic material polypropylene, polyethylene, teflon, polyacetal ... etc
  • the sintering operation is followed by a treatment making it possible to bring the surface energy of the materials to a value determined by a plasma treatment, for example fluorinated or oxidizing depending on the case or by a treatment by a surfactant.
  • a compact block comprising several zones of different character can be produced in a single sintering operation starting from micro-balls already having said characters.
  • an appropriate treatment on already sintered micro-balls it will be necessary to assemble the treated parts to obtain the whole compact block.
  • the compact sintered block can be obtained by molding or by extrusion followed by machining. These embodiments make it possible to produce compact blocks of all shapes, the cylindrical shape with conical tip given by way of example above not being limiting; we can imagine that said block could have a triangular polygonal shape in cross section ... etc.
  • micro-balls are also determined so that the area of the compact block corresponding to the writing tip has sufficient hardness.
  • the sintering operation is advantageously obtained in an installation where the mold is heated by microwave, thanks to the choice of one or more material (s) which constitute (s) said mold, graphite or silicon carbide for example.
  • the particularity of the use of microwaves is to allow a fast and heart processing of the material.
  • the compact block can advantageously be obtained by extrusion, from a given porous material followed by the machining of the end 2 a of conical shape terminated by the point of writing.
  • the writing or coloring article 14 differs from the two previous examples by the covering envelope.
  • This envelope is a strip 15 of a complex planar material (multilayer) or monolayer.
  • the inner layer 15 a which is intended to come at least partially into contact with the compact block is a heat-sealable film, that is to say a film which is capable of adhering to itself by applying pressure at a certain temperature.
  • the outer layer 15b is a film having good decorating properties, that is to say that it is capable of being printed.
  • the third layer 15 c sandwiched between the inner layer 15 a and the outer layer 15 b , is a film impermeable to liquids and gases, which forms a barrier against the evaporation of the ink.
  • This complex strip 15 must have sufficient resistance to tearing and punching to avoid possible damage to the article.
  • the complex strip 15 has been previously placed around the compact block, being folded back on itself by so that its two extreme edges are superimposed, the inner layers 15 a being in contact with each other.
  • the heat-sealing is carried out according to the superimposed parts, around the compact block, so as to obtain the closure of the covering envelope over the entire periphery of the compact block except for the writing tip 16.
  • FIG 3 there is shown an inner cutout 17 which forms a hole for introducing the article 14 on the rod of a display.
  • a second cut 18 allows, by inserting a blade 19 between the two superimposed end edges of the strip 15 before heat sealing, to provide the article 14, an additional function namely to allow the user to open his mail to the using the article.
  • the article 14 of FIG. 3 presents a flat zone 20 which corresponds to the heat-sealed zone of the two extreme edges of the strip 15.
  • This flat zone 20 can preferably constitute a communication space, being printed with all appropriate technical and commercial information.
  • the part of the compact block which acts as a transfer point 22 and which connects the body 23 of the compact block and the writing point 24 is protected by a protective support 25 in the form of a ring, which is fitted onto the transfer point 22 in the sealing zone 28 of the covering envelope 29.
  • This protective support 25 has the function of ensuring the range of the cap 26, of ensuring the complete sealing of the article 30 when the latter is closed on the one hand by the cap 26 and on the other hand the closure of the covering envelope, in particular by the welding of the complex strip in the sealing zone 28, on the protective support 25 itself -even.
  • it may have an additional function of allowing the pressure to be balanced between the interior and the exterior of the article by virtue of an air inlet channel 27.
  • the compact block can be covered with two strips of complex material as described above, placed on either side of said compact block and heat-sealed in two longitudinal zones, on either side of said block.
  • the ink-impermeable covering envelope can be obtained by other means than those explicitly described above. It can be an injected, molded or extruded sheath around the compact block; it may be a film produced by impregnating the compact block and hardening; it can also be a sheath resulting from a modification of the outer layer of the compact block intended to make it impermeable to ink, for example by an appropriate heat treatment. In the latter case, a very pleasant touch of the article is obtained, which can also be an advantage in addition to the lowering of the cost of the raw material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)
  • Impression-Transfer Materials And Handling Thereof (AREA)
  • Recording Measured Values (AREA)

Abstract

L'article d'écriture ou de coloriage comprend un bloc compact (2) en un matériau poreux à pores ouverts faisant également office de réservoir pour l'encre, qui est obtenu par thermocollage de micro-billes en matière thermoplastique et qui est enveloppé dans une enveloppe de recouvrement (3) imperméable à l'encre, à l'exception de la zone correspondant à la pointe d'écriture (5). <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un article d'écriture ou de coloriage comportant un corps donnant audit article sa rigidité, un réservoir pour l'encre et une pointe d'écriture qui est alimentée en encre à partir du réservoir. Dans ce type d'article, l'encre peut être soit emprisonnée dans un réservoir fibreux soit à l'état liquide dans une partie évidée du corps constituant le réservoir.
  • Dans tous les articles d'écriture ou de coloriage connus du demandeur, les différents éléments utiles à la fonction d'écriture ou de coloriage, à savoir l'encre soit à l'état liquide soit dans un réservoir fibreux, la pointe d'écriture et éventuellement un réservoir tampon, tous ces éléments sont contenus dans un corps rigide qui confère audit article sa rigidité et sa présentation extérieure. Ce corps rigide est généralement un corps cylindrique métallique ou un corps moulé en matière plastique. Ce corps est obligatoirement composé d'une pièce principale à l'intérieur de laquelle sont introduits les différents éléments précités et une pièce de fermeture. Ladite pièce de fermeture peut être soit à l'opposé de la pointe d'écriture soit éventuellement autour de la pointe d 'écriture elle-même.
  • Ainsi de manière classique, un article d'écriture ou de coloriage de ce type est composé d'au moins quatre pièces distinctes : les deux pièces constitutives du corps rigide, la pointe d'écriture dans la version simplifiée où l'encre étant liquide elle fait office à la fois de pointe transfert et de tête d'écriture, et le capuchon de fermeture du corps rigide. Lorsque l'encre est liquide, il est souhaitable de disposer d'un réservoir tampon destiné à absorber et à restituer l'excès d'encre de la pointe d'écriture par capillarité en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir d'encre. Un tel réservoir tampon est connu notamment par le document EP-516 538 du demandeur.
  • Par contre un tel réservoir tampon n'est pas nécessaire lorsque l'encre n'est pas à l'état liquide, mais emprisonné dans un réservoir fibreux, c'est-à-dire un ensemble de fibres notamment polyester disposées autour de la pointe transfert de manière à ce que l'encre migre progressivement, au fur et à mesure de sa consommation par la pointe d'écriture, depuis les fibres du réservoir fibreux jusqu'à la pointe transfert.
  • Il est également à noter que c'est sur l'extérieur du corps rigide que sont portées toutes les informations d'ordre technique ou commercial, ce qui nécessite des opérations ultérieures d'impression sur l'article fini.
  • Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un article d'écriture qui soit d'une structure plus simple et en particulier dont le corps lui assurant la rigidité ne soit pas obligatoirement en deux pièces distinctes.
  • Ce but est parfaitement atteint par l'article d'écriture ou de coloriage de l'invention. Il s'agit d'un article qui de manière connue par le document FR.A.1.515.316 comprend un corps lui donnant sa rigidité et contenant un réservoir pour l'encre, ainsi qu'une pointe d'écriture alimentée en encre à partir dudit réservoir , le corps rigide consistant en un bloc compact en un matériau poreux à pores ouverts faisant également office de réservoir pour l'encre , qui est enveloppé dans une enveloppe de recouvrement imperméable à l'encre , à l'exception de la zone correspondant à la pointe d'écriture.
  • De manière caractéristique, le bloc compact poreux est à base de micro-billes dont on connaît le grade , la granulométrie, ainsi que la répartition , le poids moléculaire et la morphologie . Il est obtenu grâce au frittage par thermofusion des micro-billes en matières thermoplastiques. Lors du traitement thermique , entraînant la fusion superficielle des micro-billes , on obtient après refroidissement un collage des micro-billes en contact les unes avec les autres, ce qui donne à l'ensemble sa cohésion de bloc compact tout en conservant les interstices entre les micro-billes qui confèrent au bloc compact sa porosité.
  • Le bloc compact poreux obtenu par frittage peut ainsi être réalisé à partir de plusieurs matières à base de micro-billes, dont on connaît également les grades, les granulométries ainsi que les répartitions , les poids moléculaires et les morphologies. Il est donc possible, grâce à un choix judicieux d'une ou plusieurs matières à base de micro-billes de réaliser un bloc compact poreux conforme à l'invention ayant les caractéristiques appropriées d'hydrophilie ou d'hydrophobie, comme expliqué ci-après.
  • Dans le présent texte, la notion d'hydrophilie et d'hydrophobie est une notion relative puisqu'elle est en lien avec la nature de l'encre , et notamment sa viscosité et sa tension de surface. Est considéré comme hydrophile par rapport à une encre déterminée 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. Cependant un excès d'encre peut diffuser dans le matériau hydrophobe lorsque les conditions d'utilisation sont modifiées, notamment par augmentation anormale de pression.
  • Selon une variante particulièrement simplifiée de réalisation, la pointe d'écriture est une portion du bloc compact, hydrophile, de grande dureté, conformée en pointe d'écriture. Ainsi dans cette version particulièrement simple, l'article d'écriture ou de coloriage ne comporte que trois pièces : le bloc compact, l'enveloppe de recouvrement et le capuchon. L'enveloppe de recouvrement est généralement un film, indépendant du bloc compact. Cependant dans une version encore plus simplifiée, l'enveloppe de recouvrement est constituée par la couche la plus extérieure du bloc compact, qui est imperméable à l'encre.
  • Le bloc compact peut être constitué uniquement d'un matériau poreux hydrophile à pores ouverts. Dans ce cas ledit bloc compact forme le réservoir principal pour l'encre, à l'instar des réservoirs fibreux classiques.
  • Le bloc compact peut aussi comporter plusieurs zones adjacentes, en matériau poreux hydrophile formant réserve pour l'encre et éventuellement pointe d'écriture et/ou en matériau poreux hydrophobe formant réservoir tampon, apte à absorber et restituer un éventuel excès d'encre. La présence de plusieurs zones ayant le même caractère hydrophile ou hydrophobe peut se justifier lorsqu'il est souhaitable d'avoir un gradient dudit caractère dans le volume du bloc.
  • La version avec une zone hydrophile et une zone hydrophobe est adaptée dans le cas où le bloc compact comporte un évidement intérieur formant un réservoir d'encre liquide, ledit évidement étant relié à la pointe d'écriture par le matériau hydrophile de la première zone et étant formé dans le matériau hydrophobe de la seconde zone. Cette version permet d'augmenter la capacité de l'article d'écriture ou de coloriage en encre, du fait que l'encre se trouve à l'état liquide et non plus emprisonnée dans les pores du bloc compact. Elle permet aussi une utilisation maximale de l'encre, comparativement aux articles où l'encre est emmagasinée dans un réservoir du type fibreux.
  • Dans une première version, les micro-billes mises en oeuvre lors du frittage ont déjà un caractère hydrophile ou un caractère hydrophobe, selon le cas. Il est donc possible de réaliser en une seule opération de frittage le bloc compact, y compris à plusieurs zones à caractère différent.
  • Dans une seconde version, le bloc compact poreux est réalisé à partir de micro-billes d'une matière thermoplastique ayant un caractère donné (par exemple hydrophobe) , et on fait subir un traitement approprié soit au bloc compact dans son entier soit à la ou aux parties du bloc destinées à constituer des zones ayant un caractère différent (hydrophile ou éventuellement encore plus hydrophobe) ; dans ce dernier cas lesdites parties seront ensuite assemblées pour constituer le bloc compact poreux.
  • Le traitement en question sera par exemple soit un traitement plasma oxydant, pour conférer un caractère hydrophile, ou un traitement plasma fluoré , pour conférer un caractère hydrophobe, ou encore consistera dans le dépôt d'un agent tensioactif permettant d'amener l'énergie de surface du matériau fritté à une valeur déterminée, fonction du caractère recherché.
  • S'agissant de l'enveloppe de recouvrement, il peut s'agir d'une gaine ajustée, obtenue à l'aide d'un film rétractable. Dans ce cas, c'est le bloc compact qui donne à l'article d'écriture ou de coloriage sa forme définitive. La gaine de recouvrement, rétractée autour dudit bloc, adopte précisément la forme de celui-ci.
  • L'enveloppe de recouvrement peut aussi être constituée d'au moins une bande semi-rigide disposée autour du bloc compact et thermoscellée ou collée. Dans ce cas la forme définitive de l'article d'écriture ou de coloriage selon l'invention est celle adoptée par la bande semi-rigide. Il peut s'agir d'une même bande repliée sur elle-même et dont les lisières intérieures sont thermoscellées ou collées. Il peut également s'agir de deux bandes disposées de part et d'autre du bloc compact et qui sont thermoscellées ou collées entre elles le long de leurs zones communes.
  • De préférence une telle bande semi-rigide, constitutive de l'enveloppe de recouvrement, est dans un matériau complexe (rigide ou semi-rigide) multicouches comportant par exemple sur sa face intérieure un film thermoscellable, sur sa face extérieure un film ayant de bonnes aptitudes à la décoration et un film intermédiaire imperméable aux liquides et aux gaz, formant barrière contre l'évaporation de l'encre.
  • Dans tous les cas de figure, que ce soit une simple gaine rétractable ou une ou plusieurs bandes complexes multicouches semi-rigides ou rigides, les informations ou le décor apposé sur l'extérieur de l'article est obtenu par impression directe sur le film de recouvrement, ce qui permet de réaliser de manière beaucoup plus fiable et moins coûteuse des impressions multicolores.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite de deux exemples de réalisation d'un article d'écriture ou de coloriage à encre, réalisé à partir d'un bloc compact d'un matériau poreux à base de micro-billes frittées, illustré par le dessin annexé dans lequel :
    • La figure 1 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un article dans sa version la plus simplifiée dans laquelle le bloc compact fait office de réservoir principal,
    • Les figures 2 et 6 sont des représentations schématiques en coupe de deux articles dans lesquels le bloc compact comporte un évidement intérieur,
    • Les figures 3 et 5 sont des représentations schématiques en plan d'un article dont l'enveloppe de recouvrement est à base de bandes complexes ou mono-matière repliées sur elle-même,
    • Et la figure 4 est une vue en coupe de l'article de la figure 3 suivant l'axe IV-IV.
  • L'article d'écriture ou de coloriage de la présente invention se caractérise par la présence d'un bloc compact poreux, à pores ouverts,à base de micro-billes thermoplastiques frittées qui a une double fonction, la première étant de conférer à l'article sa rigidité et la seconde étant de constituer un réservoir pour l'encre , soit réservoir principal à l'instar d'un réservoir fibreux classique soit réservoir tampon apte à absorber et restituer l'excès d'encre en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir d'encre liquide.
  • Dans un premier exemple de réalisation illustré à la figure 1, l'article 1 est composé uniquement de trois éléments, à savoir le bloc compact 2, la gaine 3 recouvrant le bloc compact 2 et le capuchon 4.
  • Le bloc compact 2 a par exemple une forme cylindrique terminée par une extrémité conique 2a. La zone extrême correspondant à la pointe 5 de cette extrémité 2a fait office de pointe d'écriture de l'article 1.
  • La gaine extérieure 3 recouvre intégralement le bloc compact 2 exception faite de la pointe d'écriture 5. Cette gaine est réalisée à partir d'un film thermorétractable, à l'intérieur duquel est mis en place le bloc compact, avant traitement thermique de rétraction.
  • Le bloc compact 2 est dans un matériau poreux à pores ouverts, hydrophile. Il est obtenu par thermofusion (frittage) de micro-billes en matière thermoplastique. Le caractère hydrophile est conféré soit par l'emploi de micro-billes elles-mêmes hydrophiles soit par un traitement approprié. Le bloc compact 2 constitue le réservoir principal de l'article 1, après que l'on ait injecté à l'intérieur dudit bloc 2 l'encre liquide. Cette injection est réalisée notamment à l'aide d'une aiguille d'injection pénétrant dans un orifice 6 ménagé dans l'axe médian de l'extrémité inférieure 2b dudit bloc compact 2.
  • La pointe 5, faisant office de pointe d'écriture, du bloc compact 2, est elle-même hydrophile, mais présente une dureté, éventuellement supérieure au reste du bloc compact 2, qui lui permet de résister aux frottements contre le support d'écriture.
  • Ainsi dans cette version particulièrement simple d'un article 1 de l'invention, le bloc compact 2 fait en même temps office de réservoir d'encre, de pointe transfert et de pointe d'écriture ; de plus, étant rigide, c'est lui qui confère à l'article 1 sa forme extérieure définitive et sa rigidité. Dans le moule destiné au frittage, on empile le matériau réservé à la fonction pointe suivi du matériau destiné à la fonction réservoir et l'ensemble est fritté en une seule opération par traitement thermique et/ou micro-ondes.
  • La gaine 3 a quant à elle trois fonctions. Selon la première fonction, elle rend l'article 1 imperméable aux liquides et aux gaz et forme une barrière contre l'évaporation de l'encre et empêche l'encre contenue dans les pores du bloc compact 2 de venir en contact avec l'utilisateur. Selon la deuxième fonction, elle protège le bloc compact 2 contre les chocs et pour ce faire elle doit présenter une résistance suffisante au poinçonnement et à la déchirure. Selon la troisième fonction, c'est elle qui sert de support décoratif, pour toutes les indications d'ordre technique ou commercial qu'il est souhaitable de porter à la connaissance des utilisateurs.
  • Dans le cas où la gaine extérieure 3 est réalisée à partir d'un film transparent, on comprend que l'utilisateur pourra visualiser l'épuisement relatif de son article 1, du fait de l'abaissement progressif de la concentration d'encre dans le bloc compact 2.
  • A la figure 2, on a représenté un article 7 d'écriture ou de coloriage dans lequel l'encre 8 est à l'état liquide.
  • Le bloc compact 9 a une même forme cylindrique dont l'extrémité 9a est conique, terminée par une pointe hydrophile de plus grande dureté 10, formant pointe d'écriture.
  • Le bloc compact 9 comporte un évidement intérieur 11, dans lequel est injectée l'encre liquide 8.
  • Le bloc compact 9 comporte deux zones distinctes, la première 12 est hydrophile, tandis que la seconde 13 est hydrophobe.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 2, la première zone hydrophile 12 s'étend de l'évidement central 11 jusqu'à la pointe 10 et fait office de pointe transfert, reliant le réservoir d'encre liquide à la pointe d'écriture.
  • La seconde zone 13, hydrophobe, matérialise le réservoir pour l'encre liquide 8.
  • Le bloc compact 9 est enveloppé dans une gaine 3 conforme à la gaine de l'article 1 précité.
  • Dans cette version, la seconde zone 13 du bloc compact 9 fait office de réservoir tampon, comme décrit dans le document EP-516 538 du demandeur. Plus précisément, dans les conditions normales d'utilisation, l'encre liquide 8 séjourne exclusivement à l'intérieur de l'évidement 11. Par contre, en cas de variation de la pression régnant dans le réservoir, due par exemple à un échauffement de l'article 7, l'encre peut diffuser, par capillarité, à l'intérieur des pores de la seconde partie 13 du bloc compact 9. Lorsque les conditions de pression sont redevenues normales, cet excès d'encre contenu dans la seconde zone 13, retourne dans l'évidement intérieur 11.
  • Ceci est obtenu grâce au canal 21 qui relie la zone 13 à la pression atmosphérique, permettant à l'air de s'évacuer et ainsi de rétablir l'équilibre des pressions. Le même effet peut être obtenu en disposant dans la première zone hydrophile 12 une canalisation 31, non creuse, mais formée de micro-billes hydrophobes qui relie la seconde zone hydrophobe 13 à l'atmosphère extérieure en passant le long de la tête d'écriture 10. Sur la figure 6 on a illustré un exemple de canalisation 31 de forme annulaire, entourant la première zone 12 hydrophile, faisant office de pointe de transfert et de tête d'écriture.
  • La combinaison de zone hydrophile et/ou hydrophobe peut être déclinée selon une multitude de variantes. On peut par exemple prévoir que la première zone hydrophile entoure complètement l'évidement central 11. On peut réaliser plusieurs zones ayant le même caractère, mais avec un gradient d'intensité dans l'hydrophobie ou l'hydrophilie.
  • Dans l'une et l'autre version qui viennent d'être décrites, une partie hydrophile du bloc compact fait office de pointe transfert et de pointe d'écriture. Il serait éventuellement possible qu'une pointe transfert, terminée par la pointe d'écriture, soit une pièce distincte, s'insérant dans le bloc compact poreux.
  • Le bloc compact poreux de l'invention est obtenu grâce au frittage par thermocollage ou thermofusion superficielle de micro-billes de matière thermoplastique (polypropylène, polyéthylène, téflon, polyacétal ...etc) utilisée seule ou en mélange, de grade ou de nature différente, en fonction des caractéristiques que l'on veut donner aux différentes parties du bloc compact.
  • Pour réaliser les zones hydrophobes ou hydrophiles, on fait suivre l'opération de frittage par un traitement permettant d'amener l'énergie de surface des matériaux à une valeur déterminée par un traitement plasma par exemple fluoré ou oxydant suivant le cas ou par un traitement par un agent tensioactif.Un bloc compact comportant plusieurs zones à caractère différent pourra être réalisé en une seule opération de frittage en partant de micro-billes ayant déjà lesdits caractères . Par contre , dans le cas d'un traitement approprié sur micro-billes déjà frittées, il faudra assembler les parties traitées pour obtenir le bloc compact dans son entier.
  • Si l'on envisage plutôt un traitement à l'aide d'un agent tensioactif, dans ce cas, il peut y avoir des risques de dissolution dudit agent tensioactif dans l'encre, ce qui nuirait au bon fonctionnement de l'article.
  • Le bloc compact fritté peut être obtenu par moulage ou encore par extrusion suivi d'un usinage. Ces modes de réalisation permettent de réaliser des blocs compacts de toutes formes, la forme cylindrique avec pointe conique donnée à titre d'exemple ci-dessus n'étant pas limitative ; on peut concevoir que ledit bloc pourrait avoir en section transversale une forme triangulaire polygonale...etc.
  • Le choix des micro-billes est également déterminé de manière à ce que la zone du bloc compact correspondant à la pointe d'écriture ait une dureté suffisante.
  • L'opération de frittage est avantageusement obtenu dans une installation où le moule est chauffé par micro-ondes, grâce au choix d'un ou des matériau(x) qui constitue(nt) ledit moule, graphite ou carbure de silicium par exemple. La particularité de l'utilisation des micro-ondes est de permettre un traitement rapide et à coeur du matériau.
  • Dans la version la plus simple illustrée à la figure 1, le bloc compact peut avantageusement être obtenu par extrusion, à partir d'un matériau poreux donné suivi de l'usinage de l'extrémité 2a de forme conique terminée par la pointe d'écriture.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 3, l'article 14 d'écriture ou de coloriage se distingue des deux précédents exemples par l'enveloppe de recouvrement.
  • Cette enveloppe est une bande 15 d'un matériau plan complexe (multicouches) ou monocouche. Par exemple dans le cas d'un matériau complexe, la couche intérieure 15a qui est destinée à venir au moins pour partie en contact avec le bloc compact est un film thermoscellable, c'est à dire un film qui est capable d'adhérer sur lui-même par application d'une pression à une certaine température. La couche extérieure 15b est un film ayant de bonnes aptitudes à la décoration, c'est à dire qu'il est apte à être imprimé. La troisième couche 15c, prise en sandwich entre la couche intérieure 15a et la couche extérieure 15b, est un film imperméable aux liquides et aux gaz, qui forme une barrière contre l'évaporation de l'encre. Cette bande complexe 15 doit présenter une résistance à la déchirure et au poinçonnement suffisante pour éviter un éventuel endommagement de l'article.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 3, la bande complexe 15 a été préalablement placée autour du bloc compact, étant repliée sur elle-même de manière à ce que ses deux bords extrêmes soient superposés, les couches intérieures 15a étant en contact l'une avec l'autre. On réalise le thermoscellage selon les parties superposées, autour du bloc compact, de manière à obtenir la fermeture de l'enveloppe de recouvrement sur toute la périphérie du bloc compact exception faite de la pointe d'écriture 16.
  • Dans ces conditions, on comprend qu'il est possible, en découpant les bords extrêmes de la bande 15, de donner toute forme esthétique ou utilitaire au film de recouvrement.
  • Sur la figure 3 on a représenté une découpe intérieure 17 qui forme un trou permettant d'introduire l'article 14 sur la tige d'un présentoir. Une seconde découpe 18 permet, en insérant une lame 19 entre les deux bords extrêmes superposés de la bande 15 avant thermoscellage, de procurer à l'article 14 , une fonction supplémentaire à savoir de permettre à l'utilisateur d'ouvrir son courrier à l'aide de l'article.
  • L'article 14 de la figure 3 présente une zone plane 20 qui correspond à la zone thermoscellée des deux bords extrêmes de la bande 15. Cette zone plane 20 peut constituer préférentiellement un espace de communication, étant imprimée avec toutes informations techniques et commerciales appropriées.
  • Dans l'exemple illustré à la figure 5, la partie du bloc compact qui fait office de pointe transfert 22 et qui relie le corps 23 du bloc compact et la pointe d'écriture 24 est protégée par un support protecteur 25 en forme de bague, qui s'emmanche sur la pointe transfert 22 dans la zone de scellage 28 de l'enveloppe de recouvrement 29. Ce support protecteur 25 a comme fonction d'assurer la portée du capuchon 26, d'assurer l'étanchéité complète de l'article 30 quand celui-ci est fermé d'une part par le capuchon 26 et d'autre part la fermeture de l'enveloppe de recouvrement, notamment par la soudure de la bande complexe dans la zone de scellage 28, sur le support protecteur 25 lui-même. De plus il peut avoir une fonction supplémentaire de permettre l'équilibre des pressions entre l'intérieur et l'extérieur de l'article grâce à un canal 27 d'entrée d'air.
  • La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits à titre d'exemples non exhaustifs. En particulier le recouvrement du bloc compact pourrait être réalisé à partir de deux bandes d'un matériau complexe comme décrit ci-dessus, disposé de part et d'autre dudit bloc compact et thermoscellées selon deux zones longitudinales, de part et d'autre dudit bloc.
  • Par ailleurs, l'enveloppe de recouvrement imperméable à l'encre peut être obtenue par d'autres voies que celles explicitement décrites ci-dessus. Il peut s'agir d'une gaine injectée, moulée ou extrudée autour du bloc compact ; il peut s'agir d'un film réalisé par imprégnation du bloc compact et durcissement ; il peut aussi s'agir d'une gaine résultant d'une modification de la couche extérieure du bloc compact destinée à la rendre imperméable à l'encre, par exemple par un traitement thermique approprié. Dans ce dernier cas, on obtient un toucher de l'article très agréable, ce qui peut être aussi un avantage en plus de l'abaissement du coût de la matière première.

Claims (11)

  1. Article d'écriture ou de coloriage qui comprend un corps lui donnant sa rigidité et contenant un réservoir pour l'encre, ainsi qu'une pointe d'écriture alimentée en encre à partir dudit réservoir, le corps rigide consistant en un bloc compact (2) en un matériau poreux à pores ouverts faisant également office de réservoir pour l'encre et étant enveloppé dans une enveloppe de recouvrement (3) imperméable à l'encre, à l'exception de la zone correspondant à la pointe d'écriture (5), caractérisé en ce que le bloc compact poreux est à base de micro-billes en matière thermoplastique et est obtenu par thermocollage des micro-billes.
  2. Article selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pointe d'écriture (5) est une portion du bloc compact, hydrophile, de dureté déterminée, conformée en pointe d'écriture.
  3. Article selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le bloc compact comporte des zones adjacentes (12,13) en matériau poreux hydrophile et/ou hydrophobe, les zones hydrophiles servant de réserve d'encre et éventuellement de tête d'écriture et les zones hydrophobes formant réservoir tampon, apte à absorber et restituer un éventuel excès d'encre en cas de variation des conditions d'utilisation.
  4. Article selon la revendication 3 caractérisé en ce que le bloc compact (9) comporte un évidement intérieur (11) formant un réservoir d'encre liquide (8), ledit évidement étant relié à la pointe d'écriture (10) par le matériau hydrophile d'une première zone (12) et étant formé dans le matériau hydrophobe d'une seconde zone (13).
  5. Article selon la revendication 4 caractérisé en ce que la première zone hydrophile (12) est traversée par une canalisation d'équilibrage de pression formée de micro-billes hydrophobes frittées reliant la seconde zone (13) hydrophobe à l'air ambiant et passant le long de la pointe d'écriture (10).
  6. Article selon la revendication 3 caractérisé en ce que le caractère hydrophile d'une zone (12) hydrophile est obtenu par traitement après frittage, soit par oxydation par plasma, soit par dépôt d'un agent tensioactif permettant d'ajuster en conséquence l'énergie de surface du matériau fritté.
  7. Article selon la revendication 3 caractérisé en ce que le caractère hydrophobe d'une zone (13) hydrophobe est obtenu par traitement après frittage , soit par fluoration par plasma, soit par dépôt d'un agent tensioactif permettant d'ajuster en conséquence l'énergie de surface du matériau fritté.
  8. Article selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe de recouvrement est une gaine (13) ajustée , obtenue à l'aide d'un film rétractable.
  9. Article selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe de recouvrement (29) est aussi constituée d'au moins une bande semi-rigide ou rigide disposée autour du bloc compact et thermoscellée ou collée.
  10. Article selon la revendication 9 caractérisé en ce que la bande semi-rigide ou rigide constitutive de l'enveloppe de recouvrement , est dans un matériau complexe multicouches ou monocouche imperméable à l'encre , dont la face intérieure est apte à assurer le thermoscellage et dont la face extérieure est imperméable.
  11. Article selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe de recouvrement est obtenue par modification de la couche extérieure du bloc compact en vue de la rendre imperméable à l'encre , notamment par un traitement thermique.
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