FR2470064A1 - Distributeur de fluide, notamment du type compte-gouttes - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISTRIBUTEUR A COMPTE-GOUTTES EMBOITE HERMETIQUEMENT DANS LE GOULOT D'UN RECIPIENT. LE COMPTE-GOUTTES 14 COMPORTE UNE BUSE ALLONGEE 22 QUI EST TRAVERSEE LONGITUDINALEMENT PAR UN CANAL DE DIAMETRE CONSTANT. L'ORIFICE D'ENTREE DE CE CANAL EST DELIMITE PAR UN BORD VIF QUI TEND A EMPECHER LA RETENUE DE GOUTTELETTES DE LIQUIDE DANS L'ORIFICE D'ENTREE, CES GOUTELETTES RETOMBANT DANS LE RECIPIENT 12 DANS LE GOULOT 16 DUQUEL LE COMPTE-GOUTTES 14 EST EMBOITE DE MANIERE ETANCHE. DOMAINE D'APPLICATION: DISTRIBUTEURS D'ADHESIFS DU TYPE CYANO-ACRYLATE, D'ADHESIFS ANAEROBIES, ETC.

Description

1. L'invention concerne des récipients destinés à

contenir des adhésifs, et plus particulièrement des compte-

gouttes pour adhésifs du type cyano-acrylate.

Des compte-gouttes destinés à divers types d'adhésifs sont bien connus. Ces compte-gouttes comprennent principalement un embout qui présente un canal intérieur effilé se terminant par un orifice de sortie de diamètre réduit. Dans le cas o l'embout ou le canal est obturé par suite du séchage ou du durcissement de l'adhésif, on dégage généralement l'adhésif séché ou durci en le repoussant à l'aide d'une épingle ou autre. Dans d'autres compte-gouttes de l'art antérieur, l'embout est suffisamment flexible pour qu'il soit possible de le déboucher en faisant fléchir la buse, avec ou sans introduction d'une épingle ou d'un organe

de poussée dans le canal.

Dans le cas d'une buse de très faible diamètre destinée à la distribution de petites quantités successives d'adhésif, le canal intérieur est trop fin pour qu'il soit possible d'y introduire une aiguille. De plus, une flexion de la buse peut être inefficace pour déloger des particules

d'adhésif séchées ou durcies.

En général, la configuration de l'orifice d'entrée du canal d'un comptegouttes a fait l'objet de peu

de recherches visant à empêcher la rétention d'adhésif rési-

duel risquant d'obturer cet orifice d'entrée. La configura-

tion de ce dernier, pour empêcher efficacement la rétention d'adhésif du type cyano-acrylate, doit être déterminée en fonction de la viscosité et de la tension superficielle de

chaque adhésif du type cyano-acrylate particulier, et égale-

ment en fonction de la dimension du canal.

L'invention concerne donc un compte-gouttes qui se débouche de lui-même, qui est réalisé d'une seule pièce et qui convient à des adhésifs durcissant par polymérisation. Le compe-gouttes selon l'invention tend à s'opposer à la retenue

d'un adhésif du type cyano-acrylate dans l'orifice d'entrée.

Cet orifice d'entrée présente un bord vif empêchant la retenue d'une gouttelette d'adhésif du type cyano-acrylate par suspension à ce bord. La surface de contact de l'orifice 2.

d'entrée du canal à diamètre constant, traversant le compte-

gouttes,-est insuffisante pour retenir, par tension superfi-

cielle, une gouttelette d'adhésif du type cyano-acrylate. Le comptegouttes selon l'invention peut comporter un bossage creux qui présente un orifice d'entrée vers un canal de diamètre constant traversant le comptegouttes. Le bossage présente un orifice à bord vif, ainsi qu'un bord périphérique

vif qui minimise la retenue, par effet de tension superfi-

cielle, de gouttelettes d'un adhésif du type cyano-acrylate.

Le canal du compte-gouttes selon l'invention présente un volume égal à un multiple du volume d'une gouttelette à distribuer et il comporte un orifice d'entrée à bord vif dont

la surface de contact est insuffisante pour retenir une gout-

telette d'adhésif en suspension.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective du compte-gouttes selon l'invention fixé à un récipient destiné à contenir un adhésif liquide; - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un compte-gouttes de l'art antérieur; - la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1; et - la figure 4 est une coupe longitudinale

partielle d'une variante du compte-gouttes selon l'inven-

tion. La figure 1 représente un distributeur 10 comportant un récipient 12 destiné à contenir un adhésif, par exemple un adhésif du type cyanoacrylate, devant être distribué au moyen d'un compte-gouttes 14. Dans la forme

préférée de réalisation, le compte-gouttes 14 est logé fixe-

ment à l'intérieur du goulot 16 du récipient 12, bien qu'il

puisse être également emboîté extérieurement sur le goulot.

Le compte-gouttes comporte un rebord annulaire 18 destiné à entrer étroitement en contact avec une surface extrême annulaire 20 du goulot 16 de manière à positionner convenablement le compte-gouttes par rapport au goulot. Un 3. bec ou une buse 22 fait saillie vers l'extérieur du rebord 18 et présente un canal intérieur 24 destiné à distribuer l'adhésif contenu dans le récipient 12. La fixation du

compte-gouttes 14 à l'intérieur du goulot 16 peut être réali-

sée au moyen d'une jupe cylindrique faisant saillie vers le bas du rebord annulaire 18 et s'emboîtant dans le goulot. La

fixation de la jupe à l'intérieur du goulot peut être réali-

sée par blocage mécanique, emboîtement à frottement ou soudage de la jupe au goulot par la mise en oeuvre d'un

procédé approprié.

Des compte-gouttes 26 de l'art antérieur, tels que celui montré sur la figure 2, peuvent être, considérés de l'extérieur, tout à fait identiques au compte-gouttes 14 montré sur la figure 1. Autrement dit, ils peuvent comporter un rebord annulaire 28 supportant une buse 30 et une jupe cylindrique 32 qui fait saillie vers le bas. Ces buses de l'art antérieur sont caractérisées par un canal intérieur 34 présentant un orifice d'entrée 36 largement évasé. Le canal présente lui-même une forme s'amincissant de l'orifice

d'entrée vers l'orifice de sortie 38.

Plusieurs problèmes se posent pour le maintien à l'état débouché d'un canal effilé ou conique 34. Après que le récipient contenant l'adhésif, sur lequel la buse est fixée, a été placé en position droite, l'adhésif contenu dans le canal tend à descendre par gravité et à s'écouler le long de la surface intérieure de ce canal. La surface importante offerte à l'adhésif qui s'écoule offre une prise suffisante pour permettre à la tension superficielle de l'adhésif de retenir de petites quantités ou des gouttelettes d'adhésif à proximité de l'orifice d'entrée du canal et le long de ce dernier. Ces gouttelettes peuvent se former en travers du

canal, en tout point de la longueur de celui-ci.

Si la dimension du canal 34 et de l'orifice 38 de sortie est suffisamment grande, tout bouchon formé en travers

de ce canal et de cet orifice peut être dégagé par l'intro-

duction d'une tige de diamètre approprié dans le canal. En variante, si l'adhésif, en séchant ou en durcissant, forme une structure cristalline (croûte) et si la buse ou le bec 4. est flexible, il est possible de dégager l'adhésif en faisant fléchir ce bec. Cependant, les becs ayant des canaux de très faible diamètre, dans lesquels il est impossible d'introduire une tige et qui sont trop petits pour permettre d'enlever par flexion l'adhésif formant une croûte, sont pratiquement inutilisables. Une telle formation de croûte apparaît

fréquemment avec des adhésifs anaérobies et du type cyano-

acrylate. De plus, la configuration de l'orifice 36 d'entrée du canal 34 peut tendre à favoriser la retenue de gouttes ou de gouttelettes d'adhésif lorsque le récipient est placé en position debout. Ces gouttes ou gouttelettes, en durcissant totalement ou partiellement, ont une tendance à obturer immédiatement l'orifice d'entrée ou à provoquer une

accumulation rapide d'adhésif entraînant un blocage de l'ori-

fice d'entrée.

Une forme de structure pour le compte-gouttes 14, conçue pour éliminer les problèmes posés par les becs de l'art antérieur, sera à présent décrite en regard de la figure 3. Le compte-gouttes ou bec 14 est positionné à l'intérieur du goulot 16 du récipient 12 au moyen d'une jupe

cylindrique 40 qui fait saillie vers le bas du rebord annu-

laire 18 et qui forme, avec ce dernier, un épaulement annu-

laire 42 destiné -à porter contre une surface extrême annu-

laire 20. La fixation du bec dans le goulot est réalisée par

blocage mécanique, ajustement serré ou soudage.

Le canal 24 présente un diamètre sensiblement constant de son orifice 44 d'entrée à son orifice 46 de

sortie, ce diamètre étant compris entre 0,4 et 1,35 mm.

Contrairement aux prévisions, un adhésif du type cyano-

acrylate s'écoule pratiquement en totalité, par gravité, d'un canal de diamètre constant. On pense, actuellement, que ce

phénomène est dû principalement aux tensions superficielles.

De plus, la tension superficielle, associée à d'autres para-

mètres et variables tels que la tendance à une polymérisation rapide et le degré d'énergie superficielle de la matière définissant la configuration du canal et la configuration de l'orifice de sortie, doivent être équilibrés pour assurer un 5. écoulement continu. Il est possible d'amorcer un écoulement

dans le canal au moyen d'un bouchon, d'un plongeur ou autre.

Dans une forme de réalisation du canal, le diamè-

tre réel de ce dernier peut être déterminé en fonction, dans une certaine mesure, de sa longueur, ou bien la longueur du canal peut être déterminée en fonction de son diamètre afin que le volume utile du canal corresponde à un multiple du volume d'une gouttelette d'adhésif du type cyanoacrylate qui est d'une masse suffisante pour ne pas rester suspendue à l'orifice d'entrée du canal. Dans cette forme de réalisation, on augmente la probabilité d'une évacuation totale par le fait qu'il existe une grande probabilité, pour la totalité de l'adhésif contenu dans le canal, de former une ou plusieurs gouttes qui sortent par l'orifice d'entrée sans laisser

d'adhésif résiduel dans le canal ou à l'orifice d'entrée.

En délimitant les orifices d'entrée et de sortie

par des bords très vifs, la surface en contact avec une gout-

telette d'adhésif est maintenue à une valeur minimale. Cette surface minimale tend à minimiser la dimension ou la masse de

la gouttelette pouvant être retenue par la tension superfi-

cielle naturelle d'une telle gouttelette d'adhésif du type cyano-acrylate. Par conséquent, les gouttelettes sortant du canal ne disposent pas d'une prise suffisante pour être retenues en suspension à l'orifice de sortie ou à l'orifice

d'entrée.

Les résultats, lors de l'utilisation, obtenus avec la structure de la buse 22 décrite ci-dessus peuvent être décrits de la manière suivante. Après que l'adhésif provenant de l'intérieur du récipient 12 a été distribué, le récipient est en général placé en position debout. Tout adhésif restant dans le canal 24 descend par gravité vers l'orifice 44 d'entrée. En s'accumulant à l'orifice d'entrée, l'adhésif forme une goutte (ou gouttelette). En délimitant l'orifice d'entrée 44 par un bord vif, il est possible de

maintenir la surface de cet orifice en contact avec la gout-

telette à une valeur insuffisante pour permettre à la tension superficielle naturelle de la gouttelette d'exercer une force de retenue permettant à la gouttelette d'être suspendue à 6. l'orifice d'entrée. Par conséquent, chaque gouttelette retombe dans le récipient. Le canal 24 se débouche donc de

lui-même à chaque fois que le récipient 12 est placé en posi-

tion debout.

En délimitant l'orifice 46 de sortie par un bord vif, on limite généralement l'accumulation de l'adhésif autour de l'extrémité de la buse 22, car le bord vif tend à minimiser l'écoulement de l'adhésif sur la surface extrême de la buse. Par conséquent, la possibilité de formation de croûte à l'orifice 46 de sortie est réduite. Même dans le cas

o une telle croûte se forme, elle peut être aisément élimi-

née, car l'orifice de sortie est aisément accessible.

L'expérience a montré que des compte-gouttes du type représenté sur les figures 1 et 3 sont particulièrement utiles pour la distribution d'adhésifs du type cyano-acrylate

et d'adhésifs anaérobies. Ces adhésifs sont en général utili-

sés pour lier entre elles deux surfaces complémentaires, appliquées étroitement l'une contre l'autre. La pénétration de l'adhésif entre les surfaces s'effectué par effet de mèche

ou capillarité, correspondant à une caractéristique natu-

relle de l'adhésif. Etant donné que l'adhésif s'étale en général largement et forme une mince pellicule, de très petites gouttes ou gouttelettes sont communément utilisées

pour effectuer de telles liaisons. La dimension de ces gout-

telettes dépend de la dimension de l'orifice 46 de sortie

ainsi que de la surface de support en contact avec la goutte-

lette pendant la formation de cette dernière. Ces relations relativement complexes déterminent nécessairement l'aire de

la section droite du canal 24 et la surface annulaire délimi-

tant l'orifice. De la même manière, ces mêmes relations permettent au canal de se déboucher de lui-même lorsqu'il est utilisé avec les adhésifs du type cyano-acrylate et/ou anaérobie.

Un certain écoulement de l'adhésif du type cyano-

acrylate peut se produire latéralement à l'orifice d'entrée

avant ou pendant la formation d'une gouttelette. Un tel écou-

lement est limité par l'utilisation d'un bossage creux 48 délimitant l'orifice d'entrée 44, comme montré sur la 7. figure 4 qui représente une variante 50 du compte-gouttes selon l'invention. Le bord périphérique 52 du bossage est vif

afin de limiter l'écoulement latéral vers la surface annu-

laire 54 du compte-gouttes. Si de l'adhésif s'écoule vers le bord périphérique, la prise limitée offerte par ce bord péri- phérique vif aux forces résultant de la tension superficielle

de la goutte tend à empêcher cette dernière de rester suspen-

due au bossage.

Pour empêcher le compte-gouttes 14 ou sa variante 50 de fuir pendant l'emmagasinage et la manipulation du distributeur 10, un capuchon 56, représenté en traits mixtes sur les figures 3 et 4, peut être utilisé. Un bouchon conique 58 (figure 4) peut faire saillie de la surface intérieure du fond 60 du capuchon afin de pénétrer-dans le canal 24. Lors de l'introduction du bouchon dans le canal, ce bouchon fait descendre à force tout adhésif contenu dans le canal. Cet écoulement initial vers le bas, en rejoignant toute autre quantité d'adhésif contenue dans le canal, provoque, par ce qui semble être un effet "d'avalanche", une évacuation complète du cyano-acrylate qui retourne du canal dans le récipient, ce qui maintient sensiblement le canal à l'état débouché. Le bouchon sert également à obturer hermétiquement

le canal afin d'empocher les fuites.

Pour empêcher une détérioration possible de l'orifice 46 de sortie sous l'effet des introductions et des retraits répétés du bouchon 58, ce dernier peut être supprimé, comme montré sur la figure 3. Pour obturer de manière étanche l'orifice de sortie, la longueur de la buse 22 peut être déterminée afin que l'extrémité de cette buse porte contre la surface intérieure 62 du fond du capuchon

pour que l'orifice 46 de sortie soit obturé hermétiquement.

Un autre joint peut être formé entre le capuchon 56 et le goulot 16 par un ajustement dans des tolérances étroites entre une nervure annulaire 63 entourant le goulot et-une

gorge 64 ménagée dans le capuchon.

Etant donné la tendance du cyano-acrylate à s'infiltrer par capillarité, l'ajustement réalisé entre la jupe 32 du compte-gouttes et le goulot 16 du récipient doit 8. être de la nature d'un joint. Un tel ajustement peut être réalisé par un blocage mécanique, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 138 040, par un ajustement à frottement ou par une soudure annulaire formée entre les deux éléments. Pour faciliter la réalisation de la soudure, il est- préférable que le compte-gouttes soit réalisé en homopolymère de polyéthylène à haute densité (0,955 g/cm3), désigné par le terme générique de polyoléfine, ayant un indice de fusion de 18,0, et que le récipient soit réalisé dans un homopolymère de polyéthylène à haute densité (0,957 g/cm 3), désigné par le terme générique de polyoléfine, et ayant un indice de fusion de 0,24, comme décrit plus en détail, ainsi qu'un procédé de soudage. 9.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. - Distributeur de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un comptegouttes (14) de distribution de fluide, réalisé d'une seule pièce et se vidant de lui-même, ce compte-gouttes comprenant une buse (22) qui comporte un orifice (44) d'entrée communiquant avec un récipient (12) et présentant un bord vif entouré d'une surface plane qui est orientée perpendiculairement à l'axe principal de cet orifice d'entrée, un orifice (46) de sortie destiné à décharger le fluide du récipient et présentant un bord vif, un canal (24)

reliant l'orifice d'entrée à l'orifice de sortie et compre-

nant au moins un tronçon de diamètre constant, une jupe (40) faisant saillie vers le bas de la buse, un récipient (12), qui présente une ouverture, étant destiné à contenir le fluide à distribuer et comportant un goulot (16) destiné à recevoir la jupe du compte-gouttes et des éléments étant destinés à maintenir la jupe fixée de manière étanche au goulot.

2. - Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (22) comporte un bossage creux (48) qui délimite l'orifice d'entrée et qui présente un bord périphérique vif (52) délimitant une surface plane annulaire (54) qui entoure l'orifice d'entrée, afin de minimiser la zone de contact offerte à une goutte de fluide se formant à

proximité de l'orifice d'entrée et, par conséquent, à favo-

riser la retombée de la goutte de fluide dans le récipient

lorsque ce dernier est placé en position deboutO.

3. - Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface plane (54) s'étend jusqu'au

bord périphérique intérieur de la jupe (40).

4. - Distributeur selon l'une des revendica-

tions 2 et 3, caractérisé en ce que le canal (24) présente un diamètre constant sur toute sa longueur, ce diamètre pouvant

être notamment compris entre 0,4 et 1,35 mm.

5. - Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur du canal est choisie de manière que le volume de ce canal soit égal à un multiple du volume de la gouttelette de dimension minimale ne pouvant

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être retenue à l'orifice d'entrée lorsque le récipient est

placé en position debout.

6. - Distributeur selon l'une des revendica-

tions 2 et 3, caractérisé en ce que le compte-gouttes est réalisé en homopolymère de polyéthylène à haute densité.

7. - Distributeur selon la revendication 6,

caractérisé en ce que le récipient est réalisé en homopo-

lymère de polyéthylène à haute densité.

8. - Distributeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière formant le compte-gouttes présente un indice de-fusion de 18,0 et en ce que la matière

du récipient présente un indice de fusion de 0,24.

9. - Distributeur selon la revendication 8,

caractérisé en ce que le poids spécifique de la matière cons-

tituant le compte-gouttes est de 0,955 g/cm3 et le poids spécifique de la matière constituant le récipient est de 0,957 g/cm 10. - Distributeur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments maintenant la jupe fixée

de manière étanche au goulot comprennent une soudure.