CH624635A5

CH624635A5 -

Info

Publication number: CH624635A5
Application number: CH445578A
Authority: CH
Inventors: Jean-Luc Leveque; Alain Guiolet; Jean-Claude Garson
Original assignee: Oreal
Priority date: 1977-04-26
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1981-08-14
Also published as: IT7867926A0; GB1562076A; AR213765A1; JPS53135007A; AU519067B2; AU3454678A; CA1091197A; ES235001U; US4283013A; AT369338B; IT7853236V0; DE2818334A1; IT1107305B; NL7804166A; FR2388732B1; ATA186578A; ES235001Y; BE866249A; FR2388732A1

Description

La présente invention a trait à un pulvérisateur comprenant un récipient pressurisé et un dispositif de distribution comportant une buse de pulvérisation alimentée par au moins un organe de sortie du récipient.

On sait que l'on réalise la distribution de nombreux produits liquides sous forme de jet de pulvérisation à partir de récipients pressurisés comportant une valve qui coopère avec un dispositif de distribution constitué soit par un capot de présentation et de distribution, soit par un bouton-poussoir. Ce dispositif de distribution comporte, en général, une canalisation qui est alimentée par la valve de sortie du récipient, la canalisation étant obstruée à son extrémité par une buse de pulvérisation dont l'orifice est suffisamment petit pour provoquer une pulvérisation du débit liquide arrivant à la buse. Les récipients pressurisés, qui sont actuellement utilisés, sont en général pressurisés au moyen de gaz propulseurs liquéfiés formant une phase liquide qui est éjectée en même temps que le produit liquide à distribuer; au moment où le liquide est éjecté par l'orifice de la buse de pulvérisation, les gouttelettes du jet de pulvérisation sont envoyées à la pression atmosphérique et le gaz liquéfié qu'elles contiennent se volatilise en provoquant un fractionnement des gouttelettes. Il en résulte que, de cette façon, on obtient à la sortie de la buse une pulvérisation très fine du produit à distribuer de sorte que l'utilisateur, lorsqu'il met sa main en face du jet de pulvérisation, à une certaine distance de la buse, n'a pas l'impression d'avoir sa main mouillée par l'aérosol obtenu. De plus, dans ce type de distribution, la pression de pressurisation à l'intérieur du récipient reste, pendant toute la durée du vidage du récipient, sensiblement constante et égale à la tension de vapeur du gaz propulseur à la température d'utilisation. On a donc une pression_ d'éjection sensiblement constante à la buse d'éjection pendant toute la distribution et l'on choisit les dimensions des dispositifs de distribution de façon que, pour cette pression, le jet de pulvérisation ait les dimensions géométriquement souhaitables; on considère, en général, comme satisfaisante l'obtention d'un jet de pulvérisation constituant un nuage d'environ 30 cm en avant de la buse de pulvérisation, réparti dans un cône ayant un angle au sommet d'environ 35°.

On sait également que les gaz propulseurs liquéfiés que l'on utilise actuellement sont souvent considérés comme relativement peu souhaitables pour l'environnement de sorte que l'on est amené à envisager l'utilisation, comme gaz propulseurs, de gaz comprimés non liquéfiés, tels que le COz par exemple. L'inconvénient de l'utilisation d'un tel gaz pressuriseur non liquéfié est double: en premier lieu, le liquide éjecté par une buse de pulvérisation comprend uniquement le liquide à distribuer et ne comprend plus de propulseur liquéfié; il en résulte que la qualité de la pulvérisation est bien moins bonne car les gouttelettes obtenues sont plus grosses et n'explosent plus par la volatilisation du gaz propulseur, comme c'était le cas dans les dispositifs utilisant des gaz propulseurs liquéfiés. En deuxième lieu, au cours de la distribution du produit, la pression à l'intérieur du récipient décroît, de sorte que les conditions de la distribution ne sont pas constantes pendant tout le vidage du récipient. Ces deux inconvénients sont extrêmement gênants car, d'une part, on ne peut pas obtenir un aérosol suffisamment divisé et, d'autre part, la distribution ne s'effectue pas de façon sensiblement constante. L'obtention de gouttelettes trop grosses dans le jet de pulvérisation fait que l'on obtient un aérosol mouillant, dont l'utilisation est considérée comme désagréable pour la distribution des produits cosmétiques tels que les laques pour cheveux par exemple. La variation des conditions de distribution risque, en outre, d'entraîner pour l'utilisateur une perte des dernières parties du produit à distribuer.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif permettant de remédier aux inconvénients précités.

Le pulvérisateur selon l'invention est caractérisé par le fait que le dispositif de distribution comporte, en amont de l'orifice de la buse de pulvérisation, au moins une canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel. On a effectivement constaté une amélioration sensible de la qualité des aérosols obtenus, tant sur le plan de la dimension des gouttelettes obtenues que sur le plan de la forme géométrique du jet de pulvérisation. On a ainsi pu réaliser des jets de pulvérisation utilisables dans le domaine cosmétique, c'est-à-dire des jets considérés comme non mouillants et répartis dans un cône d'environ 30 cm ayant un angle au sommet de 35° environ. On a alors constaté que, de façon surprenante, cette injection, qui permet d'améliorer la pulvérisation, a également un effet considérable pour améliorer la constance des conditions de distribution au fur et à mesure du vidage du récipient. Il est apparu, en effet, que l'injection de gaz comprimé additionnel dans la zone d'éjection est susceptible de régulariser le débit de produit à distribuer délivré par le dispositif de distribution. Pour un dispositif de distribution géométriquement défini, l'injection de gaz comprimé additionnel permet de réduire le

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débit liquide distribué au début du vidage du récipient et d'augmenter le débit liquide distribué à la fin du vidage du récipient. Ce résultat tout à fait inattendu permet d'obtenir, avec le dispositif de distribution selon l'invention, un débit éjecté, qui varie peu entre le début et la fin du vidage du récipient, de sorte que, si l'on a une bonne qualité de pulvérisation au début du vidage, on conserve cette même qualité jusqu'à la fin du vidage du récipient.

On constate donc que l'injection de gaz comprimé additionnel permet, à elle seule, grâce à son effet double, de rendre utilisables sur le plan pratique, par exemple pour la distribution des produits cosmétiques, les récipients pressurisés au moyen de gaz non liquéfiés, qui jusqu'à ce jour ne pouvaient être envisagés pour les raisons ci-dessus indiquées. On peut donc éviter d'utiliser des gaz propulseurs liquéfiés susceptibles d'être gênants pour l'environnement, tels que par exemple des hydrocarbures chlorofluorés.

Dans un mode préféré de réalisation, le gaz comprimé additionnel est fourni par un récipient annexe contenant un gaz liquéfié ou un gaz dissous dans une phase solvante; le gaz comprimé additionnel est injecté dans le dispositif de distribution par une canalisation de petit diamètre débouchant âu voisinage de la buse de pulvérisation; le diamètre de l'extrémité de la canalisation d'injection est compris entre 0,5 et 1,5 fois le diamètre de l'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation; la pression du gaz additionnel injecté est comprise entre 0,2 et 2 fois la pression régnant dans le récipient pressurisé au début du vidage du récipient.

On peut avantageusement utiliser du gaz carbonique comme gaz non liquéfié pour la pressurisation du récipient contenant le produit liquide à distribuer. Le gaz additionnel injecté peut avantageusement être un mélange butane/propane ou encore un hydrocarbure bromofiuoré dissous dans une phase alcoolique, l'hydrocarbure ayant, de préférence, des propriétés extinctrices ou de réduction de l'inflammabilité; en particulier le gaz additionnel peut être du bromotrifluorométhane.

Dans une première variante, la canalisation d'injection du gaz additionnel a son extrémité disposée dans l'axe de l'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation et en vis-à-vis de l'orifice. Dans une autre variante, la canalisation d'injection est disposée en amont de la buse de pulvérisation, sensiblement parallèlement au flux du liquide distribué. On peut aussi prévoir que la canalisation d'injection débouche en amont de la buse de pulvérisation en faisant un angle quelconque avec le flux du liquide à distribuer.

Lorsque le dispositif de distribution associé au récipient pressurisé est un bouton-poussoir, la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel débouche dans une zone comprise entre la sortie de la valve de sortie du récipient pressurisé et l'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation portée par le bouton-poussoir.

On a constaté que l'injection de gaz comprimé additionnel permettait d'améliorer considérablement la pulvérisation à la sortie de la buse: la dimension des gouttelettes de la pulvérisation obtenue est réduite par rapport au cas où l'on n'utilise pas de gaz comprimé additionnel et le jet de pulvérisation est accéléré de façon à avoir la forme d'un cône allongé comme il est nécessaire pour une distribution satisfaisante de produits cosmétiques sous forme d'aérosol. Par ailleurs, le débit liquide est considérablement régularisé au cours du vidage du récipient: en effet, pour des bombes aérosols de dimension classique conditionnées avec du gaz carbonique à une pression initiale de 8 bars, on constatait que le vidage du dernier tiers du produit liquide conditionné dans le récipient s'effectuait avec un débit de plus en plus réduit pouvant arriver à être de 2 à 3 fois plus faible que le débit initial. Avec le dispositif, on arrive, en choisissant convenablement la position et la dimension de la canalisation d'injection, à maintenir la variation du débit entre le début et la fin de la distribution d'un récipient à une valeur inférieure à 30%. On constate que le débit de gaz comprimé additionnel n'est pas constant au cours de la distribution du produit liquide: il décroît régulièrement au début de la distribution, puis augmente sensiblement au moment où, en l'absence d'injection de gaz additionnel, le débit de liquide subirait une chute rapide; après quoi, il reste sensiblement constant. On pense que le gaz additionnel injecté freine l'éjection du produit liquide au début de la distribution et que, lorsque le débit liquide a tendance à diminuer rapidement, le gaz injecté agit par effet de trompe pour aider l'éjection du produit liquide et maintenir ainsi dans des limites restreintes la variation du débit liquide.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante du pulvérisateur selon l'invention.

La fig. 1 représente une coupe axiale schématique d'un bouton-poussoir constituant le dispositif de distribution de cette forme d'exécution;

la fig. 2 représente une variante du bouton-poussoir de la fig. 1 ;

la fig. 3 représente les courbes de variation du débit liquide du récipient selon la fig. 1, pour différents diamètres de la canalisation d'injection et, dans le cas où il n'y a pas de canalisation d'injection, ce dernier cas étant donné à titre de comparaison;

la fig. 4 représente les courbes de variation du débit de produit liquide et du débit de gaz additionnel au cours du vidage d'un récipient pressurisé équipé du bouton-poussoir de la fig. 1.

En se référant au dessin, on voit que la fig. 1 représente en coupe un bouton-poussoir 1 coopérant avec le tube de sortie 2 de la valve de sortie d'un récipient pressurisé du type bombe aérosol. Le corps du récipient pressurisé n'a pas été représenté: il est constitué d'une enveloppe sensiblement cylindrique portant à sa partie supérieure une valve de sortie; ce récipient renferme un produit liquide à distribuer, tel que par exemple une solution alcoolique de laque pour cheveux; la pressurisation de ce récipient est réalisée au moyen de gaz carbonique comprimé à 8 bars. La contenance du récipient pressurisé est d'environ 307 cm3 et, initialement, le récipient contient 190 cm3 de phase liquide à distribuer.

Le bouton-poussoir 1 comporte à sa partie inférieure une collerette 3 qui est surmontée d'un cylindre 4 fermé à sa partie supérieure par une surface 5 sur laquelle s'exerce l'action du doigt de l'utilisateur. Dans la zone proche de l'axe du cylindre 4 est disposé un raccordement cylindrique 6 dont la partie inférieure, de forme conique, vient coopérer avec l'extrémité du tube de sortie 2 de la valve de sortie du récipient pressurisé. Le raccordement cylindrique 6 est dirigé selon l'axe du bouton-poussoir, c'est-à-dire selon l'axe commun de la collerette 3 et du cylindre 4 et le volume intérieur qu'il définit communique par le passage 7 avec un volume cylindrique annulaire 8 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du bouton-poussoir. Le volume annulaire 8 débouche dans la paroi latérale du cylindre 4 et communique ainsi avec l'extérieur. Au voisinage de la zone de l'anneau cylindrique 8, qui est proche de la paroi latérale du cylindre 4, on a mis en place, dans l'anneau cylindrique 8, une buse de pulvérisation 9. La buse 9 est constituée d'une paroi cylindrique de même axe que l'anneau cylindrique 8, ladite paroi cylindrique obstruant partiellement l'anneau cylindrique 8; la buse 9 comporte également un fond 10 disposé du côté de la paroi latérale du cylindre 4, ce fond 10 portant, en son centre, un orifice d'éjection 11. La buse de pulvérisation est mise en place dans l'anneau cylindrique 8 autour du téton 12 qui occupe la zone centrale de l'anneau cylindrique 8 de façon qu'il subsiste, entre le fond 10 et l'extrémité du téton 12, un espace suffisant pour assurer une communication entre le volume intérieur délimité par le raccordement 6 et l'extérieur. Le fond 10 porte, sur sa face qui est en vis-à-vis du téton 12, quatre nervures sensiblement radiales en relief, ces nervures réglant l'espacement du fond 10 par rapport au téton

12 et assurant le tourbillonnement du fluide dans la buse. La construction qui vient d'être décrite est de type connu.

Dans l'axe du téton 12, il est prévu une canalisation d'injection

13 qui débouche en vis-à-vis de l'orifice d'éjection 11. La canalisation 13 traverse le bouton-poussoir 1 selon un diamètre du cylindre 4 et est reliée à un réservoir de gaz comprimé. Dans l'exemple de réalisation décrit, le réservoir de gaz comprimé est un récipient pressurisé annexe fermé par une valve de sortie et renfermant un gaz liquéfié constitué par un mélange butane/propane ayant une tension de vapeur à température ambiante de 4 bars. Un dispositif

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mécanique quelconque (non représenté) relie le bouton-poussoir 1 à la valve de sortie du récipient pressurisé annexe (non représenté) et permet d'actionner cette valve de sortie lorsque le bouton-poussoir 1 enfonce le tube de sortie 2.

Cette action simultanée se fait par des dispositifs connus comme décrits par exemple dans le brevet USA No 3303970, où les deux orifices de valves permettant la sortie du fluide pressurisé sont réglables individuellement, pour obtenir les proportions relatives désirées; ce réglage est obtenu par exemple par l'alignement ou un léger défaut d'alignement de conduits radiaux percés dans des anneaux cylindriques concentriques; ainsi, des orifices se faisant face exactement ou étant plus ou moins décalés forment ensemble une section de conduit variable permettant de régler le courant de fluide. Un autre exemple est donné dans la demande de brevet français N° 2396702.

L'orifice d'éjection 11 a un diamètre de 0,33 mm; la distance entre la paroi cylindrique 9 de la buse et le téton 12 est d'environ 0,2 mm; la distance entre le téton 12 et le fond 10 de la buse varie de 0,3 à 0,2 mm, quand on passe de la zone périphérique à la zone centrale occupée par l'orifice d'éjection 11. Le diamètre intérieur de la canalisation d'injection 13 est de 0,4 mm.

On constate, dans ces conditions, que la mise en œuvre du récipient par action sur le bouton-poussoir 1 permet d'obtenir un jet de pulvérisation d'une longueur d'environ 30 cm, d'une ouverture angulaire d'environ 35°, les gouttelettes pulvérisées étant suffisamment petites pour que l'utilisateur ait l'impression d'un aérosol non mouillant. On a vérifié la finesse de la pulvérisation au moyen de photographies prises avec un appareil à obturateur ouvert renfermant un film de 3000 ASA, en utilisant un flash électronique de 2/50000 s. On a constaté que le débit liquide au début de la distribution était de 0,39 g/s et que le débit en fin de distribution était de 0,34 g/s. La courbe de variation du débit a été désignée par 14 sur la fig. 3.

Sur cette fig. 3, on a représenté en abscisse le temps exprimé en minutes et on a porté en ordonnée le débit D exprimé en grammes/seconde. La courbe 15 représente la variation du débit lorsque l'on effectue une distribution sans canalisation d'injection 13. Les courbes 16 et 17 représentent la variation du débit lorsque la canalisation d'injection 13 a un diamètre intérieur de respectivement 0,3 et 0,5 mm. Pour cette disposition, il semble que l'on obtienne un optimum de la constance du débit pour un diamètre intérieur de la canalisation d'injection très légèrement supérieur au diamètre de s l'orifice d'éjection 11.

Sur la fig. 4, on a représenté un graphique montrant en abscisse le temps de vidage du récipient exprimé en minutes et en ordonnée, d'une part, le débit D (exprimé en grammes/seconde) du produit liquide éjecté et, d'autre part, le débit d (exprimé en milligrammes/se-10 conde) du gaz comprimé additionnel injecté. Les courbes représentées sur la fig. 4 correspondent au cas où le diamètre intérieur de la canalisation d'injection 13 du bouton-poussoir de la fig. 1 est de 0,3mm. La fig. 4 représente donc la courbe 16 pour la variation du débit liquide; la courbe 18 représente la variation du débit du gaz 15 additionnel. Les extrémités de droite (sur le dessin) des courbes 14, 15,16 et 17 correspondent au vidage complet du récipient pressurisé. On voit que la variation du débit du gaz additionnel comprimé n'est pas linéaire en fonction du temps et qu'il se produit une augmentation du débit de gaz additionnel sensiblement au moment 20 où aurait dû se produire, en l'absence d'injection de gaz additionnel, une brutale décroissance du débit liquide.

Dans la variante selon la fig. 2, la buse de pulvérisation est identique à celle qui a été précédemment décrite; seule est modifiée 2J la position de la canalisation d'injection. Cette canalisation d'injection, désignée par 19 sur la fig. 2, a son extrémité disposée dans la zone du passage 7 et l'axe de cette extrémité est sensiblement parallèle au flux du liquide qui traverse le passage 7. Les autres éléments du bouton-poussoir de la fig. 2 ont été désignés par les 30 mêmes références que les éléments correspondants du bouton-poussoir de la fig. 1. Les résultats obtenus au moyen du bouton-poussoir de la fig. 2 sont analogues à ceux que l'on obtient au moyen du bouton-poussoir de la fig. 1.

En variante, l'orientation de l'axe de l'extrémité de la canalisa-35 tion d'injection, lorsque cette canalisation est placée en amont de la buse de pulvérisation, comme c'est le cas pour la réalisation de la fig. 2, pourra faire un angle quelconque avec la direction du flux de liquide à distribuer.

1 feuille dessins

Claims

624 635 REVENDICATIONS

1. Pulvérisateur comprenant un récipient pressurisé et un dispositif de distribution comportant une buse de pulvérisation alimentée par au moins un organe de sortie du récipient, caractérisé par le fait que le dispositif de distribution comporte, en amont de l'orifice d'injection de la buse de pulvérisation, au moins une canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel.

2. Pulvérisateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel est raccordée à un récipient annexe contenant du gaz comprimé non liquéfié.

3. Pulvérisateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel est raccordée à un récipient annexe contenant un gaz dissous dans une phase solvante.

4. Pulvérisateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel est raccordée à un récipient annexe contenant un gaz dissous de type extincteur ou réducteur d'inflammabilité.

5. Pulvérisateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel est raccordée à un récipient annexe contenant un gaz liquéfié.

6. Pulvérisateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel est raccordée à un récipient annexe contenant comme gaz un mélange butane/propane.

7. Pulvérisateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'extrémité de la canalisation d'injection de gaz comprimé additionnel se trouve au voisinage de la buse de pulvérisation.

8. Pulvérisateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le diamètre de l'extrémité de la canalisation d'injection est compris entre 0,5 et 1,5 fois le diamètre de l'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation.

9. Pulvérisateur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la pression du gaz additionnel dans un récipient annexe est comprise entre 0,2 et 2 fois la pression régnant dans le récipient pressurisé au début du vidage du récipient.

10. Pulvérisateur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection du gaz additionnel a son extrémité disposée dans l'axe d'orifice d'éjection de la buse de pulvérisation et en vis-à-vis dudit orifice.

11. Pulvérisateur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la canalisation d'injection est disposée en amont de la buse de pulvérisation, parallèlement au flux du liquide distribué.

12. Pulvérisateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le gaz non liquéfié assurant la pressurisation du récipient contenant le produit liquide à distribuer est du gaz carbonique.